Монолитные конструкции тоннелей, возводимых открытым способом
|
Тоннели мелкого заложения, применяемые главным образом на городских магистралях и на развязках в разных уровнях уличных пересечений и дорог, обычно сооружают так называемым открытым способом. Конструкция таких тоннелей состоит из перекрытия, боковых стен и лотка-фундамента. В большинстве случаев перекрытие осуществляют плоским и значительно реже — сводчатым. Сводчатое железобетонное перекрытие дает экономичное решение для широких тоннелей; его принимают при глубине заложения верха тоннеля более 5 м и отсутствии над ним сооружений городского подземного хозяйства (водопровод, нефтепровод, газопровод, теплосеть, коллекторы, кабельная сеть и т. п.). Очертание граней боковых стен выполняют, как правило, вертикальным. Лоток-фундамент в основании тоннеля служит средством защиты гидроизоляции от прорыва ее гидростатическим давлением, а также местом расположения проезжей части и водоотводных сооружений. При расположении тоннеля в грунтах средней плотности лоток способствует снижению величины максимального напряжения на основание сооружения. В условиях значительного гидростатического давления лотку придают сводчатое очертание. Конструкции тоннелей мелкого заложения возводят из следующих строительных материалов: перекрытие — из железобетона и металла (стальные прогоны в сочетании с бетонными столбиками); стены — из бетона и железобетона; лоток — из бетона и железобетона. Железобетонные и металлические конструкции обеспечивают минимальный расход основных материалов и значительное сокращение размеров котлованов.  Конструкция тоннеля в виде замкнутой сплошной железобетонной рамы с прямолинейными элементами (рис. III.26, а) имеет значительные технико-экономические преимущества по сравнению с конструкцией, состоящей из отдельных элементов — стен, лотка и перекрытия. Эти преимущества существенны при одноярусном креплении тоннелей, возводимых в слабых породах, с углом внутреннего трения, меньшим 30°, и при значительном гидростатическом давлении. В частности, благодаря жесткости нижних узлов рамы значительно уменьшаются максимальные напряжения на грунт. Расход бетона может быть уменьшен в рамных конструкциях на 15—20% при соответственном уменьшении ширины котлована и, следовательно, сокращения и объема земляных работ и укорочении элементов поперечного крепления. Более экономична по расходу бетона и арматуры конструкция в виде замкнутой сплошной рамы с криволинейным верхним ригелем (рис. III.26, б — левая часть). Некоторым ограничением ее применения может быть то, что, хотя внутреннее очертание такой конструкции назначают строго по габариту, все же получается значительное увеличение строительной высоты тоннеля, требующее соответствующего уменьшения высоты засыпки. В результате для устройства сводчатого перекрытия тоннеля, возводимого в черте города, обычно требуется перекладка городских подземных сооружений или изменение трассы тоннеля. В качестве возможного решения конструкции может быть применена железобетонная рама с криволинейным ригелем, но не связанная арматурой с железобетонным плоским лотком (рис. III.26, в — правая часть), что дает некоторую экономию в бетоне. В качестве примера зарубежной конструкции тоннеля, сооруженного открытым способом, может служить тоннель в Нью-Йорке (рис. III.27), имеющий замкнутую железобетонную конструкцию с обратным сводом, расположенным на 12 м ниже поверхности. Наружная гидроизоляция выполнена из трехслойной битуминизированной плотной ткани.  В целях большей экономии бетона и арматуры, а также для обеспечения раздельного движения (в каждом направлении) автомобилей находят применение конструкции в виде сплошной двухпролетной железобетонной рамы, имеющей промежуточную железобетонную опору-стенку (рис. III.28). Для служебного персонала в средней стенке предусматривают проемы высотой 2,0 м и шириной 1,2—1,5 м. Некоторое увеличение объема земляных работ, получаемое в результате уширения котлована для данной конструкции тоннеля против однопролетного решения, с избытком компенсируется экономией на основных строительных материалах.  При больших поперечных сечениях тоннелей, рассчитанных на многополосное движение (например, на пересечениях автомагистралей), находят применение замкнутые многопролетные ребристые рамы. В отличие от тоннелей глубокого заложения в рассмотренных конструкциях необходимо обеспечить возможность перемещения их от температурных и усадочных деформаций. Для этой цели через каждые 40—60 м устраивают поперечные осадочные швы (рис. III.29). Их обычно выполняют для стен и лотка одним сквозным швом, а для перекрытия — двумя.  |
