Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Конструкции монолитных обделок тоннелей

Конструкции монолитных обделок тоннелей


Конструкция монолитной обделки тоннеля, сооружаемого горным способом, состоит из следующих основных элементов: свода, очерченного приблизительно по кривой давления; стен — прямых или несколько выпуклых в сторону горного массива; лотка или обратного свода. Все эти элементы взаимно сопряжены и создают одно конструктивное целое в виде обделки, работающей на воспринятое сил горного давления. В зависимости от внешних факторов выбирают необходимый материал и определяют размеры и форму поперечного сечения тоннельной обделки. Материалы должны быть прочными, долговечными и стойкими против огня, химических и атмосферных воздействий и обеспечивать возможность механизации работ при возведении обделок.
В качестве строительных материалов применяют монолитный бетон, железобетон, искусственные или естественные камни на растворе, набрызг-бетон, сборные элементы из бетона или железобетона, а также из металла (чугун, сталь). В последнее время ведут исследовательскую работу по применению блоков из литых каменных пород. Выбор материала зависит от местных условий, назначения и типа тоннеля, конкретной геологической и гидрогеологической обстановки, намечаемых способов ведения строительных работ, соображений экономической целесообразности.
В большинстве ранее построенных тоннелей горного типа основной материал — каменная кладка, обладающая способностью быстрого воспринятая нагрузки, повышенной химической стойкостью, возможностью применения местных строительных материалов. К отрицательным показателям каменной кладки следует отнести трудность механизации процесса кладки, невысокую механическую прочность и водопроницаемость.
Поэтому в современных тоннелях применяют главным образом бетон, который по сравнению с каменной кладкой имеет целый ряд ценных преимуществ — большую механическую прочность, монолитность конструкции, возможность, механизации процесса сооружения обделки, что и является основным критерием при выборе материала обделки.
В особых случаях, как, например, при значительных размерах поперечного сечения и при повышенном горном давлении, применяют железобетон, который отличается одним отрицательным показателем — трудностью ведения работ по укладке арматуры в стесненных условиях.
Конструктивные формы тоннельных сооружений зависят от назначения тоннеля, его размеров и вида поперечного сечения. При сооружении горных автодорожных тоннелей в прочных, исключительно плотных, неводоносных и не подверженных выветриванию скальных породах возможно оставление выработки без устройства обделки. Такое решение, вполне целесообразное и экономичное, может быть принято лишь при условии полного отсутствия опасности обрушения внутрь тоннеля даже отдельных кусков породы. В этом случае обделкой закрепляют лишь головной участок тоннеля на длине не менее 6 м.
При наличии пород, подверженных выветриванию, но не водоносных, внутренняя поверхность выработки может быть предохранена от поверхностного разрушения слоем торкрета или набрызг-бетона толщиной в несколько сантим.
При расположении тоннеля в скальных трещиноватых породах необходимо предусматривать облегченную обделку в качестве защитного слоя. Пример облегченной обделки для тоннеля отверсти ем в свету 10 м, пройденного в скальных породах, приведен на рис. III.2. Здесь роль обделки сводится лишь к выравниванию поверхности выработки и защите от местных обрушений, так как ее конструктивные размеры (0,3 м) невелики. Обделка подобного типа применена на ряде автодорожных тоннелей в США. В таких условиях возможно использование покрытия из набрызг-бетона толщиной всего лишь 0,15 м.
Конструкции монолитных обделок тоннелей

В случае проходки тоннеля в крепких породах, но требующих устройства постоянной крепи в верхней части выработки, применяют обделку в виде свода, опирающегося пятами на естественное основание. Такую обделку, обычно выполняемую из бетона, применяют также в случаях, когда предполагается в дальнейшем подводка стен; например, при сооружении двухполосного тоннеля иногда возводят вначале только свод и разрабатывают под его защитой нижнюю часть профиля только под одну полосу движения. По мере роста интенсивности движения тоннель уширяют до проектного двухполосного очертания и затем подводят стены.
В крепких породах находят также применение железобетонные обделки как полуциркулярного очертания по всему периметру (рис. 111.3, а), так и с вертикальными стенками (рис. 111.3, в). Последнее решение значительно снижает объем выработки и упрощает ведение работ, но может быть допущено только при весьма крепких породах.
Конструкции монолитных обделок тоннелей

В менее крепких породах, оказывающих вертикальное давление, обделке придают полуциркулярную или подковообразную форму с плоским лотком. В качестве примера на рис. III.3, д приведена сооружейная в разрушенных скальных породах конструкция обделки полуциркульного очертания, имеющая каменный свод с бетонными стенами. Проезжая часть расположена на плоском лотке с обеспечением водоотвода по оси тоннеля. Такого типа бетонная обделка построенного в России двухполосного тоннеля с габаритом Г-6 показана на рис. III.3,б. В этих же породах применяют железобетонные обделки (рис. III, г) с комбинированной арматурой — жесткой и гибкой. Жесткую арматуру из гнутых (по очертанию обделки) стальных двутавровых балок обычно используют в процессе постройки для временного крепления и для подвески опалубки при бетонировании. В породах, оказывающих значительное вертикальное и боковое давление, обделке придают замкнутую форму с обратным сводом (рис. III.3, е).
В проекте унифицированных обделок автодорожных тоннелей для габарита Г-7 с плоским лотком и обратным сводом предусмотрено пространство для размещения вентиляционного канала площадью 12,3 м2, достаточной для искусственной вентиляции тоннеля длиной до 1200 м. Внутреннее очертание стандартное.
Заполнение над обратным сводом — породой. Для сброса воды из тоннеля служит дренажная штольня, расположенная за пределами сечения.
Конструкции монолитных обделок тоннелей

В тоннелях, заложенных в трещиноватых породах и подверженных большому гидростатическому давлению, иногда применяют комбинированную обделку: незамкнутую (несущую) и замкнутую (поддерживающую изоляцию). Пример такого решения — построенные в Штуттгарте два параллельных городских тоннеля на две полосы движения для каждого направления (рис. III.4). Обделка выполнена в два приема: сначала внешняя бетонная подковообразного сечения, потом — внутренняя замкнутого контура из железобетона с наружной изоляцией из специального состава, основанного на натуральном каучуке.
Приведенные примеры иллюстрируют типы уже испытанных в эксплуатации монолитных обделок автодорожных тоннелей; их целесообразно использовать при сооружении обделок в аналогичных геологических условиях. Для резко изменяющихся по трассе геологических и гидрогеологических условий необходимо соответственно изменять тип конструкции обделки. В подобных случаях следует перекрывать все контакты характерных геологических изменений более мощными обделками на длину не менее 10 м, что обеспечивает надлежащую прочность конструкции в контактных зонах.
В тоннелях, в особенности значительного протяжения, обделки предусматривают со специальными каналами для подачи свежего и отвода отработавшего воздуха при поперечной системе вентиляции (рис. III.5). Воздушные каналы размещают в верхней части поперечного сечения тоннеля, значительно повышенной для этой цели, а также под проезжей частью.
Конструкции монолитных обделок тоннелей

В практике тоннелестроения применяют также обделки больших поперечных сечений, в том числе для тоннелей под совмещенные автомобильное и железнодорожное движение, В качестве такого примера на рис. III.6, а приведен двухъярусный железобетонный тоннель в Калифорнии для двухпутной железной дороги и девяти полос грузового автомобильного движения (три полосы в нижней и шесть в верхней части сечения). Рамная конструкция обделки тоннеля имеет сводчатое очертание вверху и прямые стены переменного сечения.
Обделка армирована жесткой арматурой по внешнему контуру и гибкой арматурой по внутреннему.
Примером двухъярусного городского автомобильного тоннеля может служить построенный в Париже (рис. III.6, б) тоннель, имеющий в каждом ярусе по четыре полосы движения для каждого направления.
На косогорных участках при одностороннем боковом горном давлении конструкции тоннельной обделки придают несимметричное очертание, обеспечивающее ее прочность и устойчивость в этих условиях.
Очевидно, что при проектировании обделок могут быть самые различные исходные условия, требующие большой творческой работы над разработкой конкретной конструкции и использования примеров эксплуатируемых тоннелей как вспомогательного материала.
Входную часть тоннелей обычно укрепляют специальными конструкциями — порталами (рис. 111.7), которые представляют собой подпорную стену, поддерживающую лобовой откос и отводящую воду, а в прочных породах — лишь облицовывающую головное звено тоннельной обделки.
Материалом порталов служат бетон и каменная кладка из твердых и морозоустойчивых пород, а в случаях значительных усилий, возникающих при сползании откоса, в особенности в сейсмических районах, — железобетон.
По архитектурным соображениям облицовку наружных частей порталов выполняют из штучных камней чистой тески или из циклопской кладки.
Для обеспечения от местных камнепадов торец портала должен выступать из горного массива не менее чем на 1,5 м от нижней бровки лобового откоса и иметь парапет высотой не менее 1 м над поверхностью засыпки портала.
В условиях оползневых явлений иногда портал выносят из массива на несколько колец обделки и сооружают, как правило, из железобетона.
Для размещения ремонтного оборудования и инвентаря предусматривают камеры размерами не менее. 2,0x2,5 м в свету и глубиною в 2,0 м.
В некоторых существующих тоннелях камеры имеют большие размеры с учетом размещения аварийных автомобилей. Камеры располагают в шахматном порядке через 300 м, считая по одной стороне тоннеля.
Добавлено Serxio 28-01-2016, 14:42 Просмотров: 2 201
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent