Сейсмостойкая тоннельная обделка

 

1. СЕЙСМОСТОЙКАЯ ТОННЕЛЬНАЯ 0БДЕЛКА, включающая два слоя, внутренний и наружный, с образованием между ними прослойки, причем .наружный слой жестко связан с окружающей породой, а внутренний поддерживает нар5окный слой, отличающаяс я тем, что, с целью повышения трещиностойкости внутреннего слоя от воздействия сейсмической волны в фазе растяжения и обеспечения водонепроницаемости обделки, на одном из слоев обделки выполнены выступы с образованием зазора между слоями. I 2. Обделка по п.1, о т л и .чающаяся тем, что зазор (Л между слоями Заполнен воздухом или жидкостью. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СЦФ

РЕСПУБЛИК

09) 01)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРОЙ (21) 3403426/22-03 (22) 01.03.82 (46) 15.12.84. Бюл. У 46 (72), К.П. Безродный, В.А. Бессолов, С.Н. Власов, В.Г. Голубев, P.È. Касапов, Ю.А. Кошелев, А.И. Подзарей, С.Н. Сильвестров, А.Б. Хавин и В.В. Созинов: (71) Всесоюзный научно-.исследова-, тельский институт транспортного строительства (53) 624.91 (088.8) (56) 1. Патент ФРГ Ð 1758013 кл. Е 21 9 11/14, опублик. 1972.

2. Патент Австрии 9 165573 кл. 196, опублик. 1950 (прототип). (54) (57) 1. СЕЙСИОСТОЙКАЯ ТОННЕЛЬНАЯ

ОБДЕЛКА, включающая два слоя, внутренний и наружный, с образованием между ними прослойки, причем.наруж ный слой жестко связан с окружающей породой, а внутренний поддерживает наружный слой, о тл и ч а юща яс я тем, что, с целью повышения трещиностойкости внутреннего слоя от воздействия сейсмической волны в фазе растяжения и обеспечения водонепроницаемости обделки, на одном из слоев обделки выполнены выступы с образованием зазора между слоями.

2. Обделка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что зазор между слоями заполнен воздухом или жидкостью.

1 1129365

Изобретение относится к обделкам тоннелей в сейсмоопасных районах и предназначено для подземных сооружений любого назначения.

Известна многослойная тоннельная обделка, включающая несущие слои, выполненные из бетона, и промежуточные слои, выполненные из гидроизоляционного материала, для предотвращения фильтрации влаги во внутренние 10 слои обделки 1 1.

Известна также сейсмостойкая тоннельная обделка, включающая два слоя, внутренний и наружный, с образованием между ними прослойки, причем наружный слой жестко связан с окружающей породой, а внутренний поддерживает наружный слой (2 ).

Недостатком тоннельных обделок является то, что при действии 20 сейсмических волн сжатия — растяжения из-за наличия взаимодействия (трение, сцепление) между наружными и внутренними слоями обделки внутренний ограждающий слой периодически подвергается деформациям сжатия и растяжения. При прохождении сейс- в мической волны в фазе сжатия внут- P ренний ограждающий слой, деформируясь совместно с внешним слоем, подвержен в основном сжимающим напряжениям и хорошо воспринимает нагрузку. Однако при прохождении сейсмической волны в фазе растяжения внутренний слой обделки из-за наличия сцепления с внешним слоем (прилипание или

35 адгезия) также подвержен деформациям растяжения и его трещиностойкость, а следовательно, и водонепроницаемость может быть не обеспечена,так

-40 как бетон значительно хуже работает на растяжение, чем на сжатие.

Цель изобретения — повышение трещиностойкости внутреннего слоя от воздействия сейсмической волны в фазе растяжений и обеспечение водонепроницаемости обделки.

Цель достигается тем, что в сейсмостойкой тоннельной обделке, включающей два слоя, внутренний и наружный, с образованием между ними прослойки, причем наружный слой жестко связан с окружающей породой, а .внутренний поддерживает наружный слой, на одном из слоев обделки выполнены выступы с образованием зазора между слоями.

Зазор между слоями заполнен воздухом или жидкостью.

При прохождении в породном массиве сейсмических волн в фазе растяжения наружный слой обделки, деформируясь вместе с породой, повержен растяжению, В то же время внутренний слой, отлипая от наружного слоя об= делки, не будет подвержен растяжению, что способствует сохранению его гидроизоляциднных свойств.

Восприятие двухслойной обделкой нагрузки от совокупности действия сейсмической волны в фазе сжатия, горного давления и гидростатического напора осуществляется за счет наличия выступов, образованных в отдельных точках на внешней поверхности внутреннего слоя обделки и имеющих толщину зазора.

На чертеже показана двухслойная сейсмостойкая обделка.

Обделка тоннеля состоит из жестко связанного с окружающим породным массивом 1 наружного слоя 2 и внутреннего. ограждающего слоя 3. Между нешним и внутренним слоями обделки асположен зазор 4, образованный наличием выступов 5 и заполненный частично воздухом, жидкостью или твердым разделяющим покрытием, не имеющим адгезии с внутренним слоем.

Сооружение двухслойной сейсмической обделки происходит, следующим образом.

После образования подземной выработки производят бетонирование наружного слоя 2 обделки, одновременно являющегося элементом временной крепи выработки. По мере продвижения забоя выработки происходит развитие горного. давления, которое воспринимается наружным слоем обделки. После стабилизации горного давления на поверхность обделки, обращенную в сторону выработки наносят разделяющее покрытие, которое после нанесения обладает отталки- вающим свойством по отношению к бетону внутреннего слоя обделки 3.

В качестве такого покрытия может быть использовано напыление гидрофобных веществ, например эпоксиднофурановой мастики, а также любого иэ известных покрытий, применяемых для смазывания форм при производстве сборного железобетона. Затем в отдельных точках поверхности обделки

3 1 1293 или бороздами часть покрытия удаляют и бетонируют внутренний слой обделки 3. При этом бетонная смесь проникает в борозды или отверстия (на снятой части покрытия) и образует выступы 5, которые служат в качестве контактных точек для обеспечения совместной работы обоих слоев обделки на сжатие.

Предложенная конструкция обделки и технология ее возведения позволяют разделить функции слоев двухслойной тоннельной обделки. Связанный с породой наружный слой работает толь- ко на восприятие горного давления.и частично на восприятие сейсмического воздействия (при этом в нем может быть допущено образование трещин).

Внутренний ограждающий слой при отсутствии ползучести горных пород не будет нагружен горным давлением и должен быть расчитан только на действие гидростатического давле65 ния и частично на восприятие сжимающих усилий, передаваемых на него при деформации наружного слоя во время прохождения сейсмической волны в фазе сжатия. При прохождении сейсмической волны в фазе растяжения внутренний слой отлипает от наружно" го и не работает. Двухслойная тоннельная обделка с гарантированным зазором между слоями обладает преимуществами также с точки зрения возникновения в ней термонапряжений вследствие резкого изменения температуры воздуха в тоннеле.

Таким образом, трещиностойкость внутреннего слоя обделки может быть существенно повьппена без применения армирования, следовательно, может быть значительно снижена металлоемкость конструкции при обеспечении заданной водонепроницаемости тоннельной обделки в целом.

ВНИИПИ Заказ 9421/26 Тираж 435 Подписное

Юнлнал ППП Патент, г.унгррол, уя.Проектная, я