Обделки кругового очертания

Металлические обделки. При щитовой проходке тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях — неустойчивых водоносных грунтах при гидростатическом давлении более 0,15...0,2 МПа — возникает необходимость в применении сбор­ных обделок из чугунных или стальных тюбингов, которые харак­теризуются высокой несущей способностью, жесткостью и водо­непроницаемостью.

Сборные обделки состоят из отдельных колец шириной от 0,5 м в слабых до 1,2 м и более в устойчивых грунтах. Каждое кольцо собирают из тюбингов трех типов: нормальных, двух смежных и одного ключевого (рис. 28.2, а). Нормальные тюбинги имеют ра­диальные грани, смежные — одну радиальную и одну скошен­ную, а ключевой — две скошенные грани, что позволяет замы­кать кольцо постановкой снизу в последнюю очередь ключевого

2 Д 4 «^<§>7

в-в

»1рг
&

Тт

Рис. 28.2. Конструкция обделки из чугунных тюбингов (а), чугунного тюбинга (б) и гидроизоляции стыка (в):

1 — радиальный борт; 2 — оболочка; 3 — отверстие для

нагнетания; 4 — болтовые отверстия; 5 — чеканочный паз;

6 — ребро жесткости; 7 — кольцевой борт; 8 — гайка; 9 —

болт; 10 — асбобитумная шайба

тюбинга. Разбивку кольца на отдельные тюбинги производят с учетом возможности изготовления, транспортирования и монта­жа в подземных условиях. Обычно в кольце обделки диаметром около 10 м имеются 10... 16 тюбингов. На криволинейных участках трассы тоннеля укладывают клиновидные кольца или между пря­мыми кольцами ставят клиновидные прокладки.

Чугунные тюбинги делают литыми; они имеют корытообраз­ный профиль, состоящий из оболочки толщиной 20... 50 мм, коль­цевых и радиальных граней (ребер) с отверстиями для болтов (рис. 28.2, б). Отверстия для болтов в кольцевых ребрах располагаются в один ряд с постоянным шагом, а в радиальных — в два ряда для восприятия стыком изгибающих моментов.

Высота ребер тюбингов для тоннелей диаметром 9... 10 м со­ставляет 40...45 см. Для повышения жесткости и восприятия уси­лий щитовых домкратов тюбинги снабжают промежуточными реб­рами жесткости.

По периметру бортов устраивают сплошной паз шириной 6 и высотой 32 мм — чеканочную канавку для гидроизоляции швов между тюбингами. В спинке каждого тюбинга предусматривают нарезные отверстия диаметром 60 мм для нагнетания за обделку тампонажной смеси.

Для повышения жесткости обделки устраивают перевязку швов между тюбингами, смещая соседние кольца на два болтовых от­верстия.

Железобетонные обделки. В настоящее время при щитовой про­ходке тоннелей в подавляющем большинстве случаев применяют сборные обделки из железобетонных элементов.

Различают жесткие обделки с постоянными или временными связями растяжения и гибкие обделки без связей растяжения в стыках.

В слабоустойчивых грунтах при наличии гидростатического дав­ления менее 0,15 МПа применяют обделки с постоянными связя­ми растяжения в стыках. Соединение массивных железобетонных блоков (толщина до 0,5... 0,6 м) между собой обеспечивается свар­кой выпусков арматуры и бетонированием зазоров по радиаль­ным или кольцевым граням блоков.

А-А

Вариант

	3 5
2	3 В-В(П)

И II II ||

ф-

7 6

Рис. 28.3. Обделка из железобетонных блоков (а) и конструкция блока (б, в):

1 — отверстия для болтов; 2 — местные углубления; 3 — неопреновые уплотни­тели; 4 — заполнение чеканочной канавки; 5 — шуруп; 6 — дюбель; 7 — шпиль­ка; / — радиальный стык; // — кольцевой стык

В условиях повышенного гидростатического давления (до 0,5...0,6 МПа) применяют крупноблочные обделки из железобе­тонных элементов повышенной водонепроницаемости с упругим уплотнителями в стыках. Блоки изготавливают из высокопрочно­го (В45...В55) и водонепроницаемого бетона в специальных фор­мах, обеспечивающих точность геометрических размеров +2 мм.

Радиальные стыки между блоками плоские, а кольцевые име­ют пазы и выступы. Для связи блоков между собой по кольцевым и радиальным граням предусмотрены временные болты, которые снимают после монтажа очередного кольца обделки (рис. 28.3).

Железобетонные блоки толщиной 0,7 м, шириной 2 м и мас­сой 18 т применяли на строительстве в Москве Лефортовского и Серебряноборского тоннелей диаметром 13,75 м.

Другим примером обделки с временными связями растяжения является обделка из железобетонных тюбингов, которые имеют такую же форму, как и чугунные, но большую толщину оболочки (80... 100 мм) и ребер (100... 120 мм) при высоте борта 350...400 мм.

Временные связи в кольцевых ребрах выполняют на болтах, которые впоследствии заменяют штырями, поскольку передача растягивающих усилий на борт железобетонного тюбинга недопу­стима.

В устойчивых неводоносных грунтах необходимость в создании жестких, недеформируемых обделок отпадает. В этих грунтах эф­фективно применение гибких податливых конструкций, способ­ных работать совместно с окружающим грунтом. Поэтому пере-

Рис. 28.4. Конструкция шарнирной обделки: 1 — вкладыш; 2 — фиксатор; 3 — отверстия для нагнетания; 4 — закладная

деталь

вязку швов между кольцами обделки не делают, а соединение блоков в кольце устраивают шарнирным, придавая торцам бло­ков полуцилиндрическую форму. Шарнирная обделка состоит из нескольких нормальных блоков, лоткового и трех вкладышей, устанавливаемых с торца в замковом сечении (рис. 28.4).

Один из торцов каждого блока имеет выпуклую поверхность радиуса г₂ = (0,8... 1,2)*/, а другой вогнутую поверхность г^ = = (0,85... 1,25)с/, где й — толщина блока, принимаемая равной 0,3...0,4 м для тоннелей диаметром 9... 10 м.

Соединение блоков в радиальных стыках достигается постанов­кой парных монтажных штырей длиной 150... 170 мм и диаметром 22...27 мм.

В шарнирных обделках за счет центрирования усилий в стыках значительно снижаются изгибающие моменты и растягивающие напряжения, что позволяет уменьшить толщину блоков, снизить расход материалов и сократить объемы земляных работ.

В тоннелестроении получили также распространение обделки, обжатые в грунт. Целью обжатия является уплотнение радиаль-

Б—Б

Н

	\
К	%

Рис. 28.5. Обделки, обжатые в грунт клиновым блоком (а) и домкратами (б) в замковом сечении:

1 — клиновый блок; 2 — фиксатор; 3 — выступы для домкратов; 4 — домкрат; 5 — вкладыш; /, // — этапы обжатия

ных стыков блоков, придание кольцам обделки геометрической неизменяемости, что способствует повышению трещиностойко-сти и водонепроницаемости конструкции, приводит к экономии материалов. Такие обделки применяют при проходке тоннелей механизированными щитами в сухих и плотных как связных, так и несвязных грунтах. Конструкции колец должны быть гибкими, шар-нирно-изменяемыми и состоять, как минимум, из четырех блоков. Обычно радиальные стыки блоков делают выпукло-вогнутыми, а кольцевые — плоскими, ступенчатыми или криволинейными.

Обжатие обделки достигается домкратами или клиновыми бло­ками, устанавливаемыми в замковом сечении (рис. 28.5), на уров­не горизонтального диаметра или в лотке тоннеля.

Гидроизоляция сборных обделок заключается главным обра­зом в герметизации швов между блоками или тюбингами, болто­вых отверстий и отверстий для нагнетания. Предварительно зазор между обделкой и грунтом заполняют тампонажной смесью. В сла­бых водонасыщенных грунтах за обделку нагнетают гравийную или гравийно-песчаную смесь, а в сухих грунтах — цементно-песча-ный раствор состава 1: 2... 1: 3.

---

Дата добавления: 2015-08-17