Учебное пособие часть III москва Аквариус «ВитаПолиграф» 2010 удк 69 ббк 38. 2
Скачать 7.76 Mb.
|
 Рис. 2.27. Примеры обделок автодорожных тоннелей большого течения В слабых породах, проявляющих значительное вертикальное, боковое давление и давление снизу, обделка должна иметь массивные стены криволинейного внутреннего очертания и обратный свод (рис. 2.26, г). Стены следует несколько заглублять в породу для лучшего восприятия бокового давления. Для защиты тоннеля от проникания подземных вод устраивают гидроизоляцию обделки, а иногда - осушение окружающего горного массива. Помимо гидроизоляционного покрытия, для защиты тоннеля от воды применяют нагнетание за обделку цементного раствора, заполняющего все пустоты и трещины, являющиеся источниками течей. Для осушения горного массива в ряде случаев применяют поверхностный водоотвод, штольневый, самотечный и шпуровой дренажи, а также цементационные завесы. При раскрытии выработок в крепких скальных породах на полный профиль возможно применение сборных обделок из заранее изготовленных элементов: бетонных или железобетонных блоков сплошного или ребристого сечения. Сборную обделку можно устраивать в виде свода, опирающегося на породу или монолитные стены, а также незамкнутой сводчатой конструкции на всю высоту сечения тоннеля (рис. 2.26, д). Для опирания сборной обделки на породу должны быть предусмотрены специальные опорные блоки с уширенной пятой. При использовании сборных обделок сводчатого очертания достигается высокое качество конструкции и снижается расход бетона, однако ухудшается водонепроницаемость обделки за счет наличия швов между блоками и требуется заполнение заобделочного пространства. Кроме того, при сооружении горных тоннелей, особенно в отдаленных и труднодоступных районах представляется сложным создание заводов железобетонных конструкций для изготовления сборных элементов обделки или доставка их на большие расстояния. 8.5. Подводные тоннели При наличии на трассе автомагистралей крупных рек, морских проливов или заливов может возникнуть необходимость в сооружении подводных тоннелей, которые в ряде случаев имеют технико-экономические преимущества перед мостовыми переходами. Подводные тоннели не нарушают условий судоходства и бытового режима водной преграды. Низкие берега водотока, повышающие стоимость мостового перехода за счет необходимости обеспечения подмостовых габаритов, благоприятны для строительства подводного тоннеля. Кроме того, подводный тоннель значительно менее уязвим, чем мост, в оборонном отношении. Разводные мосты, хотя и имеют меньшую, строительную стоимость, чем мосты высокого уровня, однако при интенсивном судоходстве требуют значительных эксплуатационных затрат и не обеспечивают непрерывную транспортную связь между берегами. Подходы к мостам, особенно в условиях городской застройки, нарушают архитектурный ансамбль и могут потребовать в отдельных случаях сноса здании и сооружений. К недостаткам тоннельного варианта следует отнести необходимость устройства искусственной вентиляции, освещения и водоотвода в тоннеле. Из сопоставления схем тоннельного и мостового переходов следует, что при большой высоте судоходного габарита и низких берегах водотока относительно уровня воды длина мостового перехода будет превышать длину тоннеля. При высоких же берегах и небольшой высоте подмостового габарита длина моста оказывается меньше, чем длина тоннеля. Выбор между мостовым и тоннельным пересечением водной преграды производят на основе технико-экономического сопоставления вариантов с учетом как строительных, так и эксплуатационных затрат. В некоторых случаях при пересечении крупных водных препятствий целесообразно сооружение комбинированных тоннельно-мостовых переходов, состоящих из моста низкого уровня и подводного, тоннеля на судоходном участке. Обычно подводные тоннели сооружают под дном водотока, оставляя защитную грунтовую кровлю не менее 3-6 м (рис. 2.28, а).  Рис. 2.28. Схематический разрез по оси подводного тоннеля: 1 - подводный участок; 2 - рамповый участок; 3 - дамба; 4 - заводные секции; 5 –опоры При сооружении подводных тоннелей в условиях значительной глубины воды (более 30 м) могут найти применение тоннели, располагаемые на искусственных дамбах, устраиваемых по дну водотока (водоема), тоннели-мосты и плавучие тоннели. Конструкция тоннеля на дамбах состоит из отдельных готовых элементов - тоннельных секций, которые опускают с поверхности воды или перемещают с берегов вдоль оси тоннеля по рельсам, уложенным по искусственным дамбам, а затем стыкуют между собой (рис. 2.28, б). Устройством таких тоннелей значительно сокращается длина подводного перехода, однако при этом требуется значительный объем земляных работ по возведению дамб. Подводный тоннель-мост представляет собой комбинированное сооружение в виде тоннеля из отдельных секций, опирающегося на опоры по типу мостовых (рис. 2.28, в). Такие сооружения могут быть устроены при пересечении весьма глубоких водотоков, причем глубина заложения тоннеля определяется условиями' судоходства. В отличие от тоннелей-мостов плавучие тоннели удерживают на требуемой глубине от поверхности воды заанкеренными в дно тросовыми оттяжками. Подводные тоннели состоят из нескольких различных участков, сооружаемых разными методами. В подрусловой части тоннели сооружают преимущественно щитовым методом со сборной обделкой кругового поперечного сечения. Береговые участки сооружают щитовым, горным или открытым способом с круговой, подковообразной или прямоугольной обделкой. Подходы к тоннелю - рамповые участки - сооружают в открытой выемке с обделкой в виде незамкнутой конструкции из монолитного или сборного железобетона, состоящей из лотка и боковых стен переменной высоты, укрепляющих откосы выемки. Длина рампы зависит от топографических, инженерно-геологических условий и экономических факторов. В некоторых случаях устраивают рампы закрытого типа цельнозамкнутой конструкции. 8.5.1. Обделки кругового очертания При сооружении тоннелей щитовым методом применяют преимущественно обделки кругового очертания. Такое очертание способствует лучшей статической работе конструкции на всестороннее давление и позволяет применить эффективную схему искусственной вентиляции. Выбор конструкции и материала обделки осуществляется в зависимости от геологических и гидрогеологических условий и глубины заложения тоннеля. Наибольшее распространение при щитовой проходке получили сборные обделки из отдельных элементов - стальных, бетонных и железобетонных блоков и тюбингов. Применением сборных обделок достигается высокое качество, прочность, водонепроницаемость и долговечность конструкции, осуществляется комплексная механизация работ по возведению обделки и повышаются скорости проходки. Сборные обделки по длине тоннеля собирают в виде отдельных колец шириной от 0,5 м в слабых породах до 1,0-1,2 м в устойчивых породах. Каждое кольцо состоит из отдельных элементов - блоков или тюбингов, размеры которых и количество в кольце назначают с учетом условий изготовления, транспортирования и монтажа в подземных условиях. При проходке тоннелей в тяжелых гидрогеологических условиях - неустойчивых водоносных грунтах при гидростатическом давлении более 2 атм - возникает необходимость в применении сборной обделки из чугунных или стальных тюбингов, которые характеризуются высокой несущей способностью и полной водонепроницаемостью. По конструкции стальные тюбинги не отличаются от чугунных, но лучше работают на растяжение и позволяют снизить вес обделки по сравнению с чугунной в 2-2,5 раза. Однако такие обделки подвержены коррозии и требуют гидроизоляционного покрытия. Применение дорогостоящих обделок из стали является вынужденной мерой в особо сложных гидрогеологических условиях. В настоящее время при щитовой проходке в подавляющем большинстве случаев успешно применяют сборные обделки из железобетонных элементов.  Рис. 2.29. Элементы сборных железобетонных обделок Конструкции сборных железобетонных обделок весьма разнообразны и отличаются размерами и весом элементов и связями в стыках. Временные и постоянные связи растяжения в стыках между элементами обделки способствуют созданию конструкции значительной несущей способности, жесткости и обеспечивают геометрическую неизменяемость колец обделки. Такие обделки применяют в малоустойчивых породах при гидростатическом напоре до 2 атм. Примером обделки с временными связями растяжения является обделка из железобетонных тюбингов. Временные связи в кольцевых бортах выполняют на болтах, которые снимают после монтажа обделки и заменяют шпильками, так как передача растягивающих усилий на борт железобетонного тюбинга недопустима. Обделки с постоянными связями растяжения выполняют из сплошных блоков прямоугольного поперечного сечения, стыки между которыми омоноличивают после монтажа путем сварки выпусков арматуры и обетонирования зазора. В устойчивых неводоносных породах целесообразно применение шарнирно-изменяемых обделок без связей растяжения (рис. 2.30, а). В таких обделках происходит центрированная передача усилий в стыке, снижаются величины изгибающих моментов и повышается трещиностойкость. Создание шарнирного соединения возможно путем местного сужения торцовых частей блоков, постановкой цилиндрических вкладышей и упругих прокладок, а также приданием стыкам цилиндрической формы. Обделки из железобетонных блоков или тюбингов с цилиндрическими стыками широко применяются при строительстве тоннелей метрополитенов и могут быть использованы при сооружении автодорожных тоннелей. Фиксация блоков в продольных стыках обеспечивается постановкой штырей. При щитовой проходке в устойчивых породах, наряду со сборными, применяется монолитно-прессованная обделка. Подаваемая за опалубку бетонная смесь уплотняется щитовыми домкратами и создает бесшовную монолитную обделку, обладающую высокой несущей способностью и водонепроницаемостью. Для лучшей реализации прочностных свойств бетона и создания экономичных, трещиностойких тоннельных конструкций применяют обделки из бетонных и слабоармированных железобетонных блоков с предварительным их обжатием. При этом достигается уплотнение стыков между блоками, повышается трещиностойкость и. несущая способность обделки, а также ее водонепроницаемость. Обжатие может производиться нагнетанием в кольцевой зазор за обделкой цементного раствора, применением стяжных обручей и распором в породу. При проходке механизированными щитами в устойчивых грунтах, обладающих упругими свойствами, эффективным является применение обделки, обжатой в породу (рис. 2.30, б). При этом в работу вовлекается окружающий грунтовый массив и снижаются нагрузки, действующие на тоннельную обделку. Это позволяет значительно уменьшить толщину обделки и исключить нагнетание цементного раствора.  Рис. 2.30. Схемы шарнирно-изменяемой и обжатой в породу обделок: 1 - нормальный блок; 2 - вкладыш; 3 - лотковый блок; 4 - отверстия для нагнетания; 5 - фиксаторы; 6 - клиновый блок Распор в породу обделки, блоки которой имеют цилиндрические стыки, достигается домкратами или клиновыми блоками. В первом случае в нишах на уровне горизонтального диаметра устанавливают домкраты, при помощи которых кольцо обделки распирается в породу. Затем домкраты заменяют вкладышами и омоноличивают зазор. Возможно обжатие обделки клиновым замковым блоком, залавливаемым щитовым домкратом в кольцо обделки с торца. При этом наружная поверхность обделки должна быть покрыта вязким составом, чтобы исключить силы трения, препятствующие равномерному обжатию. Для улучшения статической работы тоннельной обделки, уменьшения ее деформаций, предотвращения осадок земляной поверхности над тоннелем, а также для повышения водонепроницаемости обделки применяют заполнение заобделочного пространства цементно-песчаным раствором. Нагнетание за сборную обделку производят во всех случаях, за исключением плывунных и водонасыщенных грунтов. Первичное нагнетание выполняют цементно-песчаным раствором состава 1 : 3, 1 : 2, а контрольное - цементным молоком. Гидроизоляция сборных обделок достигается герметизацией швов между блоками, а также болтовых отверстий и отверстий для нагнетания. Швы между блоками изолируют чеканкой канавок водонепроницаемым расширяющимся цементом (ВРЦ) или ВРЦ с различными добавками. Болтовые отверстия изолируют путем установки под головку болта и гайки асбобитумных шайб. При затяжке болта битум выдавливается, заполняя зазор между болтом и стенками болтового отверстия. Отверстия для нагнетания изолируют чеканкой ВРЦ или постановкой асбобитумных шайб. В некоторых случаях по внутренней поверхности сборной обделки устраивают сплошную изоляцию. При устройстве оклеенной изоляции для ее удержания должна быть возведена внутренняя железобетонная обойма, рассчитанная на восприятие гидростатического давления. 8.5.2. Щитовой метод сооружения тоннелей При сооружении тоннелей щитовым методом разработку породы и возведение обделки производят на небольшом участке в призабойной зоне. При этом осуществляется комплексная механизация всех трудоемких процессов и достигаются высокие темпы проходки. Наибольшее применение метод щитовой проходки находит при строительстве горных, подводных и городских тоннелей в мягких глинистых и неустойчивых песчаных грунтах, оказывающих значительное давление на крепь выработки. В тоннелестроении преимущественное распространение получили проходческие щиты кругового поперечного сечения диаметром от 2 до 10 м и более. Различают обычные и механизированные щиты, в которых разработку породы в забое осуществляют специальным рабочим органом. Конструкция проходческого щита состоит из ножевого кольца, подрезающего грунт по контуру выработки и предохраняющего работающих в забое, опорного кольца, воспринимающего внешние нагрузки и несущего щитовые домкраты, и хвостовой оболочки, под 1рикрытием которой производят монтаж обделки (рис. 2.31). Ножевое кольцо шириной 1,0-1,5 м и опорное кольцо шириной 2 b (где b - ширина кольца обделки) состоят из отельных стальных элементов, соединяемых на болтах или при полощи сварки. Хвостовая оболочка имеет ширину, обеспечивающую сборку одного или двух колец тоннельной обделки, и состоит из стальных листов толщиной 20-40 мм. В поперечном сечении щит разделен на рабочие ячейки системой вертикальных и горизонтальных перегородок, придающих конструкции щита пространственную жесткость. На горизонтальных перегородках смонтированы выдвижные рабочие платформы, с которых ведут разработку породы в забое. Щит оборудован также забойными домкратами, служащими для крепления лба забоя. Гидравлические домкраты, при помощи которых перемещается щит, в количестве 16-30 шт. размещаются по периметру опорного кольца и развивают усилие от 50 до 200 т и более каждый при ходе поршня 1,0-1,2 м. Необходимые усилия щитовых домкратов определяют, из условия преодоления всех сопротивлений, возникающих при передвижении щита. Прочность конструкции щита проверяют также статическим расчетом.  Рис. 2.31. Схема проходческого щита: 1 - ножевое кольцо; 2 - опорное кольцо; 3 - хвостовая оболочка; 4 - щитовые домкраты; 5 - горизонтальные перегородки; 6 - выдвижные платформы; 7 - вертикальные перегородки; 8 - забойные домкраты; 9 - платформенные домкраты При проходке в некрепких скальных породах (f<4) и плотных, устойчивых глинистых породах (f=1-2) применяют механизированные щиты планетарного действия, рабочий орган которых состоит из дисковых фрез, помещенных на лучах водила и снабженных стержневыми резцами. При вращении водила в плоскости забоя и одновременном вращении фрез вокруг собственной оси резцы описывают сложную траекторию, перерезая породу в забое на отдельные борозды и частично складывая ее. Разрушенная порода попадает во вращающиеся по периметру щита ковшовые устройства и перегружается на транспортеры, по которым (Выдается за пределы щита (рис. 2.32). |
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 |