Ремонт и усиление искусственных сооружений. Тоннели (Последние разделы учебного пособия), страница 8


нелей, в значительной степени построенных на указанных выше со­ображениях.

Выбор обделок. Обделки горных тоннелей подразделяются на несущие, воспринимающие горное давление, и облицовочные, в крепких породах устраиваемые для предохранения стен от вывет­ривания. Обделки могут устраиваться полными — по всему конту­ру выработки и неполными — только в кровле или в кровле и бо­ках выработки. В горных тоннелях наибольшее распространение получили неполные обделки с верхним сводом и стенами без об­ратного свода. Они применяются в скальных породах при отсут­ствии бокового и подошвенного горного давления.

По типу конструкции обделки разделяются на монолитные, сборные и комбинированные. Монолитные обделки сооружаются из бетона, железобетона и набрызгбетона. Монолитный бетон применяется с разработкой забоя и возведением обделки по час­тям в неустойчивых породах или с разработкой забоя на полный профиль и возведением обделки в передвижной опалубке. К про­грессивным конструкциям относятся обделки из монолитно-прессо­ванного бетона, сооружаемого при щитовой проходке тоннеля. Бетонные монолитные обделки отличаются следующими преиму­ществами. Они не имеют швов, требующих специальных мер по обеспечению водонепроницаемости. При правильной технологии возведения отличаются высокой плотностью, ровностью и глад­костью внутренней поверхности. Легко может быть обеспечена любая форма обделки и плотное прилегание ее к разработанной породе. Сооружение обделки при широком фронте работ может быть комплексно механизировано.

На рис. 21.1 приведена монолитная бетонная обделка однопут­ного железнодорожного тоннеля для случая прокладки в средних слабых породах с коэффициентом крепости в пределах 5—10. Об­делка устроена с толщиной свода в ключе 60 см, с применением обратного свода 40 см. На рис. 21.2 примерно для аналогичных условий приведена монолитная бетонная обделка для двухпутно­го железнодорожного тоннеля. Здесь толщина свода увеличена до 1200 мм. Бетон, применяемый для обделки, должен удовлетво­рять требованиям по прочности, водостойкости, водонепроницае­мости и морозостойкости. Эти конкретные требования устанавли­вают в зависимости от назначения и места сооружения, .гидроло­гических и климатических условий его строительства. Марка бетона по прочности на сжатие в монолитных обделках и порта­лах транспортных тоннелей должна быть не ниже 200. Количест­во портландцемента на 1 м3 бетонной смеси принимают в преде­лах 250—350 кг.

Качество бетонных обделок в значительной степени зависит от способа сооружения тоннелей. При горном способе с возведением обделки по частям в деревянной опалубке труднее всего обеспе-

423


чить высокое качество. Значительно улучшаются условия при раз­работке забоем на полное сечение. В этом случае обделку бето­нируют замкнутыми кольцами в передвижной металлической опалубке с виброуплотнением бетонной смеси, что позволяет обес­печить точность геометрической формы обделки, однородность и плотность бетона. Наиболее высоким качеством отличается обдел­ка из монолитно-прессованного бетона. В процессе прессования происходит отжатие излишней воды из бетонной смеси. Бетонная смесь под большим давлением хорошо уплотняется и вдавливает­ся в породу, включая ее в совместную работу с обделкой. Прессо­ванный бетон имеет повышенную прочность и плотность, а следо­вательно, и водонепроницаемость. В отдельных случаях приме­няют обделки, выполненные по способу набрызгбетона. Бетонную смесь наносят непосредственно на породу при помощи специаль­ных машин, как правило, в несколько слоев. Толщина каждого слоя может быть 3—5 см. В трещиноватых породах при невысо­ком горном давлении набрызгбетон применяют в сочетании с ан­керной крепью. К заделанным в породу металлическим анкерам крепят металлическую сетку и на нее наносят набрызгом бетонную смесь.

Железобетонные сборные обделки выполняют из однотипных блоков толщиной от 30 до 90 см в зависимости от диаметра тоннеля и расчетной нагрузки. Обделку, как правило, устраивают кругового очертания, с производством работ по раз­работке породы с помощью щитов. Бетонные блоки обделки имеют


(рис. 21.3) плоские радиальные грани, между которыми при сбор­ке закладывают стальные пластинки, обеспечивающие равномер­ный зазор в стыке. Кольцевые грани с одной стороны имеют две впадины глубиной 3—4 см, а с другой стороны — выступы высотой на 1 см больше. Поэтому после прижатия собираемого кольца обделки к ранее установленному между ними образуется зазор размером 1 см. В блоках сделаны отверстия 6 для нагнетания це­ментного раствора как за обделку, так и в зазоры между блоками. С внутренней стороны все швы расчеканиваются.

Железобетонные сборные обделки считаются наиболее прог­рессивными конструкциями. Их применение целесообразно в тон­нелях любого назначения. С такими обделками сооружаются, как правило, перегонные и станционные тоннели метрополитенов, а также горные тоннели на железных и автомобильных дорогах.

Расчет обделок следует выполнять по двум группам пре­дельных состояний: по несущей способности на прочность и в не­обходимых случаях на устойчивость формы конструкции; по де­формациям, раскрытию трещин или на трещиностойкость. Расчеты по предельным состояниям первой группы обязательны для всех конструкций и их следует производить на основные и особые соче­тания нагрузок с применением коэффициентов условий работы конструкций и расчетных сопротивлений их материалов.

Расчеты по предельным состояниям второй группы производят на основные сочетания нагрузок, применяя нормативные характе-

425