Сборные конструкции тоннелей, возводимых открытым способом
|
Конструкции тоннелей, сооружаемых открытым способом, целесообразно возводить сборными из отдельных элементов. Такие конструкции применяют для перекрытий, прогонов, стен, башмаков и т. п. Сборные конструкции обладают рядом преимуществ перед монолитными: 1) сокращение сроков работ; 2) непрерывность работ; 3) полная механизация всего строительного процесса; 4) сокращение расхода лесоматериалов; 5) сокращение количества рабочей силы; 6) повышение качества конструкции, монтируемой из элементов заводского изготовления. Наибольшего эффекта можно достичь при сжатых сроках монтажа перекрытия для пропуска по нему городского транспорта. Сборные конструкции могут быть однопролетными и многопролетными. Весьма рационально применение железобетонных балок с предварительно напряженной арматурой; мощное сечение балок различных типов позволяет применять их при значительных нагрузках на сооружение. Городские транспортные однополосные и двухполосные железобетонные тоннели мелкого заложения сооружают из крупных элементов заводского изготовления. По длине конструкции обычно монтируют из секций длиной 1,5 м. Каждую однополосную секцию собирают из четырех элементов трех типов — перекрытия, стен и лотка (рис. III.30,а). В соответствии с требуемой несущей способностью подбирают арматурный каркас при неизменнных размерах и форме элементов каждого типа. Элементы перекрытия представляют собой ребристые железобетонные блоки; стеновые элементы в виде L-образных плит, имеющих в верхней части утолщение для создания опоры блокам перекрытия и внизу — развитую пяту с выпусками арматуры; нижний блок имеет форму плоской плиты длиной 3,0 м также с выпусками арматуры.  После омоноличивания стыков сборная конструкция образует жесткую незамкнутую раму, имеющую ребристое перекрытие. Каждая двухполосная секция представляет собой двухпролетную раму, составленную из тех же железобетонных плоских и ребристых элементов заводского изготовления, что и для однополосных тоннелей. В отличие от последних введена средняя разделительная стенка длиной 3,0 м, перекрывающая две секции стеновых блоков. Каждую двухполосную секцию собирают из восьми элементов пяти типов — перекрытия, средней и боковых стен, лотка и опорной пяты (рис. III.30, б). Наружные размеры сечения секции 5,6[10,3 м, вес секции 19,5 т/пог. м с наибольшим весом элементов до 5 т. Элементы перекрытий и лотка соседних секций соединяют впритык с заполнением шва цементным раствором и последующей чеканкой (то и другое на базе расширяющегося цемента). Вертикальные стены соединяют при помощи шпонки, создаваемой нагнетанием цементного раствора в цилиндрические пазы, а также при помощи чеканки швов с внутренней стороны конструкции. Нижние и стеновые блоки в основании конструкции объединяют омоноличиванием выпусков арматуры, чем и создают жесткую незамкнутую раму. Элементы средней стены соединяют с лотковым блоком при помощи паза с последующим уплотнением зазоров жестким цементным раствором. Современная отечественная и зарубежная техника располагает мощными механическими средствами для подъема, перевозки и установки крупных железобетонных блоков весом до 50 г и линейными размерами (длина) более 10—15 м. В связи с этим возникает возможность применять для индустриального строительства тоннелей мелкого заложения крупноблочные замкнутые секции для однополосного и двухполосного движения.  При больших объемах строительства, проводимого непрерывно, экономически обоснованные размеры секций заводского изготовления могут быть 10x5x5 м при весе до 45 т. Качество изготовления должно гарантировать практическую водонепроницаемость железобетонных секций без дополнительных гидроизоляционных работ на месте установки. Обеспечить это можно, используя трещиностойкость железобетона конструкций, создаваемую предварительным напряжением всей секции, рассчитываемой на воспринятие расчетных нагрузок без появления трещин Для полной гарантии таких конструкций все же требуется наружная гидроизоляция, наносимая механизированным способом. Одним из надежных изоляционных материалов служит ребристый полихлорвинил толщиной 3—5 мм, наносимый по всей наружной поверхности секции с отгибами на торцовые плоскости и последующей сваркой краев при помощи полихлорвинилового шнура и специальных горелок. В равной степени могут быть применены для этой же цели другие рулонные и порошкообразные материалы из пластмасс. Предварительное напряжение секций может быть создано либо непрерывной спиральной навивкой холоднотянутой проволоки (диаметром 3—5 мм, прочностью Rp = 20 000 кГ/см2) с напряжением на готовую слабоармированную секцию, имеющую расчетную прочность, либо навивкой такой же арматуры на жесткую форму с последующим бетонированием и выдержкой до набора бетоном расчетной прочности. Такие конструкции секций должны удовлетворять всем требованиям по прочности и долговечности, а также условиям монтажа в котлованах и щитовой проходки при открытом способе работ. Примером рационального решения могут служить однополосные секции прямоугольного очертания 4,9x4,6 м длиной 1—3 м из водонепроницаемого трещиностойкого железобетона и такие же секции (весом 9—11 т/поог.м) с напряженным армированием и наружной гибкой изоляцией (рис. III.31,a), a также двухполосные предварительно обжатые секции весом 16 т/пог. м прямоугольного очертания и длиной 2 м со средней разделительной стенкой (рис. III.31,б). Все элементы конструкций имеют прямоугольное сечение при толщине перекрытий и лотков 20—24 см, а стен — 15 см. Кроме рассмотренных цельносекционных обделок возможно применение их конструкций, составленных из прямолинейных крупноразмерных плит, шарнирно соединенных между собой в двухочковые рамы при весе элемента до 10 т. Перекрытия сборно-шарнирных секций представляют ребристые неразрезные балки высотой до 50 см и толщиной плиты 10 см, стены и лоток прямоугольного сечения толщиной 20 см. Взаимное соединение секций всех указанных разновидностей осуществляется по плоскостям стыкования цилиндрических пазов диаметром 4 см, заполняемых цементным раствором или специальной битумной мастикой. Кроме того, с внутренней стороны предусматривают канавку глубиной 35 мм, шириной 12 мм, зачеканиваемую цементной или иной замазкой. Возможно применение металлических накладок, привариваемых с внешней стороны секций к выпущенным наружу металлическим пластинам. Из рассмотренных конструктивных решений секций двухполосного тоннеля наиболее экономичны по расходу бетона и стали конструкции двухполосных секций. |
