Монолитно-прессованные обделки.

Начиная с 1964 г., с момента строительства коллектора р. Неглинкой в Москве, в нашей стране успешно применяется технология сооружения тоннелей с монолитно-прессованной обделкой.

Сущность возведения монолитно-прессованных обделок состоит в том, что бетонная смесь, помещенная в пространство, ограниченное с наружной стороны оболочкой щита, с внутренней – опалубкой, сзади – готовой тоннельной обделкой и со стороны забоя – прессующим кольцом (рис. 2), уплотняются при помощи щитовых домкратов при передвижке щита.

Рис. 2

Для уплотнения бетонной смеси используется реактивные усилия щитовых домкратов. Щит при продвижении вперед упирается домкратами через прессующее кольцо в свежеуложенную бетонную смесь, которая под давлением занимает пространство, освобождаемое оболочкой щита, что исключает опасность подвижки грунта за щитом (рис. 3).

Рис.3

Бетонная смесь, обжимаемая в продольном направлении, при этом из бетона удаляются избыточная вода и воздух. По окончании твердения бетона секции

опалубки снимаются и перестанавливаются в новое положение. Таким образом, создается непрерывный процесс проходки и возведения обделки.

Изобретение способа возведения обделки из монолитно-прессованного бетона относится к концу XIX в и впервые применен при сооружении в 1897 г. канализ. тоннеле Ø 2,63 м и длиной 270 м под р. Уаз около Парижа. В последствии этот способ совершенствовался как за рубежом, так и в нашей стране.

В 1965 году ЦНИИСом Минтрансстроя СССР на основе многолетних исследований и имеющегося опыта сооружения ряда тоннелей в СССР были разработаны рекомендации по сооружению прессбетонных обделок при щитовой проходке тоннелей, а также по составу применяемого бетона.

В настоящее время разработаны три технологические схемы сооружения тоннельной монолитно-прессованной обделки.

I схема – для сооружения тоннелей в песчаных, глинисто-песчаных и мягких глинистых породах.

Принцип работы по этой схеме заключается в том, что бетон прессуется под оболочкой щита и в процессе движения щита происходит перепрессовка бетонной смеси на породу за счет заполнения пространства освобождаемое оболочкой щита и уплотнения грунта вокруг обделки. Давление прессования в этом случае 20-40 кг/см².

II схема: для сооружения тоннелей в устойчивых скальных породах. По этой схеме бетон прессуется независимо от щита. Бетонная смесь может укладываться непосредственно на породу. При этом щит оснащается двумя распорными колоннами: одно для упора щитовых домкратов для передвижки щита, другое – для размещения домкратов, прессующие бетонную смесь. Давление прессования по этой схеме – 15 кг/см². Преимуществом этой схемы является независимость операций по проходке забоя и возведению обделки. Такая технология была применима на строительстве Тбилисского метрополитена.

III схема: для сооружения тоннелей в глинах и более твердых, но малоустойчивых породах. По этой схеме бетон прессуется.

В начале смесь прессуют низким давлением 5 кг/см² под защитой оболочки 4, а затем, после выжимания смеси – высоким давлением до 15 кг/см². Низкое давление создается при движении щита щитовыми домкратами, а высокое - при давлении домкратами 5 распорного кольца.

Необходимость двойного прессования вызывается тем, что реактивные усилия щитовых домкратов при передвижении щита бывают недостаточны для обжатия бетона, а введение распорного кольца с домкратами позволяют обжимать бетонную смесь постоянным равномерным давлением.

Сейчас уже наметились другие способы обжатия бетона: обжатие в радиальном направлении и пуансонное прессование. Прессование в радиальном направлении – это прессование смеси всей поверхности опалубки.

Пуансонное прессование – это уплотнение смеси не по всей площади сечения обделки, а лишь в отдельных местах, что уменьшает усилие прессования и улучшает качество бетонной смеси.

Достоинства монолитно-прессованной обделки:

-Улучшается качество обделки: бесшовность, плотность, повышенная прочность и водонепроницаемость, индустриальность возведения;

- Исключается первичное и контрольное нагнетание, чеканка швов между элементами, устройство гидроизоляции;

- Уменьшает стоимость и трудоемкость в среднем на 20%.

Недостатки:

- Различная плотность и прочность обделки в продольном направлении (прочнее и пресскольца, слабее по мере удаления);

- Затрудняется возведение обделки при буровзрывном способе разработки забоя, когда получается неровный контур выработки;

- Возможность появления кольцевых трещин при возвращении пресскольца в исходное положение, когда вместе с ним иногда движется опалубка.

Максимальные скорости проходки тоннелей Ø 5,1 и 5,2 м – 100 пог.м/месс.

10. Гидроизоляция сборных круговых тоннельных обделок.

Герметизация достигается за счет гидроизоляции самих блоков и стыков. Водонепроницаемость блоков достигается применением для их изготовления бетонов, с заданной маркой по водонепроницаемости, соответствующей ожидаемому гидростатическому давлению.
Водонепроницаемость стыков достигается чеканкой кольцевых и радиальных швов специальными мастиками или установкой профильных герметизирующих уплотнителей между блоками.

Чеканку швов блочной обделки выполняют специальным уплотняющим материалом-замазкой из водонепроницаемого расширяющегося цемента(ВРЦ), гипсоглиноземистого цемента, монофлекса или специальных безусадочных уплотняющих составов(БУС, СБС).

Сжимаемые профильные герметизирующие уплотнители из неопрена закрепляются в канавке, устроенной по всему периметру блока у его внешней поверхности. Герметичность обеспечивается за счет сжатия профильного элемента между торцами блоков в период монтажа обделки. Этому способствует также свойство материала разбухать под воздействием воды. Профильный элемент должен удерживаться в сжатом состоянии в течении всего срока эксплуатации сооружения. Кольца обделки с профильными элементами гидроизоляции по периметру блоков следует укладывать с перевязкой радиальных (продольных) стыков для того, что бы уменьшить риск нарушения герметичности обделки в углах блоков.

Дата добавления: 2015-11-14