Учебное пособие часть III москва Аквариус «ВитаПолиграф» 2010 удк 69 ббк 38. 2
Скачать 7.76 Mb.
|
 Рис. 2.21. Схемы транспортных тоннелей: 1 - портал; 2 - лестничные сходы В практике тоннельного строительства применяют горный, щитовой, открытый и специальные способы работ. Горный способ работ предусматривает раскрытие тоннельной выработки по частям с временным креплением и поэтапным возведением несущей конструкции - обделки. В крепких и устойчивых породах выработку раскрывают сразу на полный профиль с временной контурной крепью и последующим механизированным возведением обделки. Обделки горных тоннелей выполняют из монолитного, бетона или железобетона и, реже, из сборных железобетонных элементов. Горный метод работ применяют при строительстве горных, подводных и городских тоннелей глубокого заложения в различных инженерно-геологических условиях (от слабых неустойчивых до крепких скальных пород). Щитовой способ работ основан на применении в качестве временной крепи подвижной стальной цилиндрической оболочки, - щита, под защитой которого разрабатывают породу и возводят обделку из отдельных, заранее изготовленных металлических или железобетонных элементов - блоков или тюбингов, образующих кольца шириной 0,5-1,2 м. По мере разработки породы в забое щит перемещают вперед гидравлическими домкратами, упирающимися в возведенную обделку. Щитовой способ применяют при строительстве горных, подводных и городских тоннелей в слабых, неустойчивых породах, а также в устойчивых грунтах. Открытый способ работ применяют при сооружении тоннелей мелкого заложения. Несущие конструкции преимущественно прямоугольного поперечного сечения из сборного «ли монолитного железобетона возводят в открытом котловане с откосами, свайным или шпунтовым креплением. Возможно бетонирование стен в траншеях с последующим устройством перекрытия и разработкой под его защитой грунтового ядра между стенами тоннеля. При сооружении тоннелей горным, щитовым или открытым методом в тяжелых геологических условиях (в водоносных неустойчивых грунтах при значительном притоке подземных вод) применяют специальные приемы работ по укреплению окружающего грунтового массива с использованием искусственного замораживания, водопонижения или химического закрепления грунтов. При строительстве подводных тоннелей, помимо горного, щитового и открытого методов работ, применяют метод готовых (заводных) секций, опускных кессонов-тоннелей и др. 8.3. Принципы проектирования автодорожных тоннелей Автодорожные тоннели должны обеспечивать безаварийность и нормальные условия движения транспортных средств в период эксплуатации с учетом перспективного возрастания интенсивности движения.  Рис. 2.22. Схема криволинейных тоннелей в плане: 1 - портал Требования, предъявляемые к плану, продольному профилю и поперечному сечению тоннеля, зависят от категории дороги, места расположения тоннеля, топографических и инженерно-геологических условий района строительства. В плане тоннели предпочтительнее устраивать на прямых участках трассы, так как расположение тоннеля на кривой требует уширения проезжей части и ухудшает условия вентиляции и видимости в тоннеле. В сложных топографических условиях или при необходимости обойти расположенные на поверхности здания и сооружения тоннель располагают полностью или частично на криволинейной трассе. При этом радиусы кривых принимают не менее 250 м. В особо сложных условиях при соответствующем технико-экономическом обосновании допускают уменьшение радиуса кривой до 100 м. В некоторых случаях расположением тоннеля в плане на кривой можно достигнуть сокращения длины дороги и тоннеля. В пересеченной горной местности при необходимости развития линии сооружают петлевые (рис. 2.22, а) и спиральные (рис. 2.22, б) тоннели. Петлевые тоннели полностью располагают на кривой с углом поворота около 180°, а спиральные - на кривой с углом поворота более 360°. Входы и выходы таких тоннелей (порталы) находятся на разных уровнях. Горные автодорожные тоннели длиной менее 300 м, как правило, проектируют односкатными, а тоннели длиной более 300 м- преимущественно двускатными с подъемом к середине тоннеля (см. рис. 2.21, а). Тоннели с односкатным продольным профилем предпочтительнее с точки зрения их проветривания, однако при проходке таких тоннелей в водоносных породах со стороны верхового портала происходит непрерывное «подтопление» забоя, осложняющее процесс производства работ. Подводные и. городские автотранспортные тоннели имеют вогнутый двускатный профиль с подъемом к порталам. При этом для отвода воды в период эксплуатации в наиболее пониженной части продольного профиля устраивают насосные установки. Продольный профиль подводных тоннелей должен обеспечивать расположение уровня проезжей части у портала не менее чем на 1 м выше горизонта высоких вод, определяемого по наибольшему расходу с вероятностью 1:300, с учетом подпора и высоты волны. Глубина заложения подводного тоннеля зависит от метода сооружения и инженерно-геологических условий. При щитовой проходке под сжатым воздухом защитная кровля над шелыгой свода в глинистых грунтах должна быть не менее 4 м, а в песчаных - не менее 6 м. При сооружении подводного тоннеля из готовых секций толщина слоя засыпки над перекрытием должна быть не менее 1,5 м. Глубину заложения городских транспортных и пешеходных тоннелей назначают по возможности минимальной. Допускается расположение верха тоннеля непосредственно под проезжей частью дороги с учетом прокладки инженерных коммуникаций, распределения давления от подвижной нагрузки и предохранения конструкции от промерзания. Максимальный продольный уклон в автодорожных тоннелях не должен превышать 400/00, а минимальный быть не менее 40/00. Ограничение величины уклонов вызвано условиями вентиляции- и водоотвода в тоннеле. В транспортных тоннелях на общегородских магистралях допускается продольный уклон до 50 0/00, а на районных магистралях - до 60 0/00. При сопряжении участков тоннеля с различными уклонами устраивают вертикальные кривые, радиусы которых принимают в соответствии с требованиями для открытых участков трассы. Горные автодорожные тоннели проектируют, как правило, на две полосы движения. Для пропуска четырехполосного движения устраивают два отдельно расположенных тоннеля для каждого направления. Совмещение в одном тоннеле четырехполосного движения допускается в весьма сложных топографических условиях при специальном обосновании. Городские и подводные транспортные тоннели проектируют для пропуска двух-, трех-, четырех- и шестиполосного движения. Поперечное сечение автодорожных тоннелей назначают с учетом действующих габаритов приближения конструкций, которые устанавливают в зависимости от места расположения тоннеля, категории дороги, вида транспортных средств и интенсивности движения. Для двухполосных автодорожных тоннелей предусмотрены габариты приближения конструкций Г-7 и Г-8, с шириной проезжей части соответственно 7,0 и 8,0 м (рис. 2.23). В соответствии с этими габаритами проезжая часть должна иметь поперечные уклоны в сторону от оси проезда не менее 2% для стока воды. Расположенный сбоку от проезжей части тротуар рассчитан на пропуск до 1000 пешеходов в 1 ч. При большей интенсивности пешеходного движения устраивают два тротуара шириной по 1,0 м. Городские транспортные тоннели для двухполосного движения должны иметь ширину проезжей части 8,0 м, а трехполосного - 12,0 м. В четырехполосных тоннелях устраивают две проезжие части шириной по 8,0 м каждая, с разделительной полосой не менее 1,2 м.  Рис. 2.23. Габарит приближения конструкций автодорожных , тоннелей Г-7 (Г-8) При расположении автодорожных тоннелей на кривых в плане участках трассы радиусом менее 700 м проезжую часть уширяют на 0,4-0,6 м в зависимости от радиуса кривой. 8.4. Горные тоннели Горные тоннели сооружают при пересечении трассой дороги горных хребтов, склонов и возвышенностей. В зависимости от высоты пересечения тоннели подразделяют на вершинные и базисные (рис. 2.24). Вершинные тоннели имеют меньшую длину, но требуют более протяженных подходов. Выбор высоты расположения горного тоннеля зависит от конкретных топографических, инженерно-геологических и климатических условий и производится в результате технико-экономического анализа с учетом интенсивности автодвижения. Вершинный тоннель, имеющий более низкую строительную стоимость, может оказаться более целесообразным, чем базисный при малой интенсивности движения. При значительной грузонапряженности дороги предпочтительнее сооружать базисный тоннель, требующий меньших транспортно-эксплуатационных расходов. При этом следует учитывать, что сооружение вершинных тоннелей сопряжено с необходимостью пересечения подходами крутых косогоров, оползневых зон, ущелий, что требует создания в ряде случаев защитных противообвальных галерей, высоких подпорных стен, виадуков, глубоких выемок. Сооружение горных тоннелей начинают с устройства подходных выемок, конфигурация и размеры которых зависят от рельефа местности и геологических условий (рис. 2.25, а). Наибольшая глубина подходной выемки обычно определяется из условия равенства стоимости 1 пог. м выемки и 1 пог. м тоннеля. При этом в зависимости от геологических условий глубина выемки не должна превышать полуторной высоты тоннеля в слабых породах и трехкратной - в крепких породах. Крутизна откосов выемки определяется характеристиками породного массива и изменяется от 1 : 1,5 в несвязных грунтах до 1 : 0,2 в крепких скальных породах.  Рис. 2.24. Схема расположения базисного и вершинного тоннелей: 1 - базисный тоннель; 2 - вершинный тоннель; в - участки развития линии В большинстве случаев места входа в тоннель должны быть закреплены во избежание возможных обвалов грунта. Только в крепких, монолитных и невыветривающихся породах допускается оставлять входные участки тоннеля незакрепленными. Обычно входы в тоннель устраивают в виде оголовков или порталов. Оголовки, представляющие собой усиленное головное звено тоннельной обделки, сооружают в монолитных, крепких породах (рис. 2.25, б).  Рис. 2.25. Схемы устройства входов в тоннели: 1 -контур тоннеля- 2 - лобовой откос; 3 - боковые откосы; 4 - лобовая стена; 5 - защитная засыпка- 6 - водоотводный лоток- 7-парапет; 8 -усиленное звено обделки; 9 - водоотводная канава; 10 - уровень проезжей части Порталы, помимо обеспечения устойчивости лобового и боковых откосов подходной выемки, предназначены также для отвода воды, стекающей с горных склонов, и для архитектурного оформления входов в тоннель (рис. 2.25, в). Конструкция портала состоит из усиленного звена тоннельной обделки и подпорных стен, которые могут закреплять только лобовой откос или лобовой и боковые откосы предпортальной выемки. В зависимости от рельефа порталы могут располагаться симметрично и несимметрично относительно оси тоннеля, перпендикулярно или под углом к оси дороги. Над лобовой стеной портала делают срезку на высоту 1,5 м и устраивают засыпку с уплотнением и прокладкой поперечного водоотводного лотка. Для предотвращения падения камней с лобового откоса на проезжую часть дороги устраивают парапет на 0,5 м выше верха лотка. 8.4.1. Обделки сводчатого очертания Для защиты подземной выработки от внешних воздействий и восприятия давления горных пород возводится постоянная контурная крепь - тоннельная обделка. Только в крепких, невыветривающихся, монолитных и нетрещиноватых скальных породах, практически не оказывающих давления на крепь, тоннели могут быть оставлены без обделки. В крепких, но выветривающихся и слаботрещиноватых породах устраивают облицовки, выравнивающие и закрепляющие поверхность выработки. Во всех остальных случаях выработки закрепляют по контуру постоянной несущей обделкой. Размеры поперечного сечения тоннеля определяются необходимостью удовлетворения габаритным требованиям с размещением за пределами габарита вентиляционных каналов и вспомогательных устройств освещения и водоснабжения тоннеля. Форму поперечного сечения тоннеля назначают с учетом инженерно-геологических условий и методов производства работ. Обделки горных тоннелей, сооружаемых горным методом, имеют преимущественно сводчатое очертание. Это наиболее рациональная форма, обусловливающая лучшую статическую работу обделки на вертикальное горное давление. При проходке горных тоннелей щитовым методом в условиях залегания-по трассе нарушенных пород применяют обделки кругового очертания. При конструировании обделок сводчатой формы оси обделки стремятся придать рациональное очертание, близкое к кривой давления от действующих нагрузок. Однако получить безмоментную ось свода практически невозможно из-за податливости пят, а также в связи с усадкой бетона, температурными воздействиями и отклонениями расчетных нагрузок от действительных. Тоннельные обделки должны быть возведены из материалов, обеспечивающих прочность, водонепроницаемость и долговечность конструкции. В ряде случаев материал тоннельной обделки должен обладать морозостойкостью, химический стойкостью и огнестойкостью. Обделки горных тоннелей устраивают преимущественно из монолитного бетона или железобетона. Толщина обделки должна быть не менее 20 см. При сооружении горных тоннелей в скальных трещиноватых породах наряду с обделками из обычного монолитного бетона применяют обделки из набрызг-бетона, наносимого на поверхность выработки слоем 5-20 см под давлением 4-4,5 атм. Применением этого типа бетона достигается снижение расхода цемента, повышение плотности, водонепроницаемости и значительно упрощается процесс бетонирования в связи с отсутствием опалубки. Для повышения несущей способности такой обделки набрызг-бетон часто армируют стальными сетками. Возведение обделок горных тоннелей из монолитного железобетона целесообразно преимущественно в сложных инженерно-геологических условиях при повышенных нагрузках на конструкцию и значительных притоках подземных вод, когда устройство массивных бетонных обделок становится экономически невыгодным. Однако процесс возведения обделок из монолитного железобетона сопряжен с трудностями установки арматуры, укладки и уплотнения бетонной смеси.  Рис. 2.26. Типы обделок автодорожных тоннелей Существуют различные типы монолитных тоннельных обделок сводчатого очертания. В крепких скальных породах, не оказывающих бокового давления на крепь, применяют обделку из обычного монолитного бетона или набрызг-бетона в виде свода постоянной или переменной жесткости, опирающегося на породу (рис. 2.26, а). Для большей устойчивости пят свода устраивают выступы породы - бермы - шириной 0,2-0,3 м. Стены выработки могут быть вертикальными или с незначительным уклоном и облицованы слоем торкрета толщиной до 5 см. Отношение пролета свода к его высоте не должно быть более четырех, так как пяты пологого свода могут получить горизонтальные смещения, что приведет к резкому увеличению изгибающих моментов в замковом сечении. В менее крепких и трещиноватых породах необходимо устраивать обделку не только свода, но и стен тоннеля. При незначительном боковом давлении стены устраивают прямолинейными. Если раскрытие выработки производят по частям, то обделка состоит из свода, опирающегося на прямолинейные стены (рис. 2.26, б и 2.27, а). При проходке тоннеля на полный профиль обделка возводится в виде незамкнутой конструкции без обратного свода (рис. 2.26, в и 2.27, б). Проезжую часть в таких тоннелях укладывают непосредственно на породу или бетонную подготовку. |
Похожие:
 | Г75 Грачева Е. Ю., Соколова Э. Д. Финансовое право: Учебное пособие. 2-е изд., испр и доп. М.: Юриспруденция, 2000. 304 с | | Б 90 Основы риторики и коммуникации. Нормативный и коммуникативный аспекты современной риторики [Текст] : учебное пособие / М. Б.... |
 | Учебное пособие предназначено для студентов направления подготовки «Юриспруденция» (квалификация бакалавр) удк 347. 73/76 | | Негосударственное (частное) образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов... |
| М 38 Маркетинг в ресторанном бизнесе (часть 1): Учебное пособие. / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. Кемерово,... | | Муратова А. Р. Управление продажами: Учебное пособие. Краснодар, 2014 г. – 110 с |
| Б00 Задания для активных методов обучения по теме «Профилактика девиантного поведения молодежи»: учебное пособие / науч ред к пед... | | Шестерина А. М. Писихология журналистики / А. М. Шестерина. Воронеж: Изд-во Воронеж гос ун-та, 2010. … с |
| Чоу впо «Республиканская академия предпринимательства и дополнительного образования» | | П27 Технологии исследований социальной жизни: учеб пособие / В. А. Передерий. – Краснодар: Кубгау, 2012. – 129 с |