Тоннельная обделка

 

1. ТОННЕЛЬНАЯ ОБДЕЛКА, вклю чающая оболочку и усиливающие элемен ты, отличающаяся тем, что, с целью повьшения эффективности поддержания закрепленного тоннеля и снижения материалоемкости конструкции , усиливающие элементы выполнены в виде ребер оболочки, забетонированных в прорезях, выполненных в породном массиве, прилегающем к обелочке обделки, при этом усиливающие элементы имеют высоту 0,05-0,20 пролета выработки. 2.Обделка по п. I, о т л ич а ю щ а я с я тем, что усиливающие элементы расположены параллельно продольной оси тоннеля. 3.Обделка по п. 1,отличаю щ а я с я тем что усиливающие элементы расположены перпендикулярно продольной оси тоннеля. 4.Обделка по. п. 1, о .т л и ч а - ю щ а я с я тем, что усиливающие элементы расположены как параллельно , так и перпендикулярно продольной оси тоннеля.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (594 Е 21 9 11/10

ВСКГКГ Ц1 Я

13,,", ц ЙЙЛНОТЕМд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3604758/22-03 (22) 13.07.83 (46) 15.11.85. Бюл. № 42 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильнодорожный институт (72) Л. В. Маковский, И. В. Маковский, В. Е. Меркин и Д. P. Асратян (53) 691.035.4(088.8) (56) l,ining technigue cuts tunnelling

cost even Lurther.-Construction NeWS, 1982, № 5761, 15.

Волков В. П., Наумов С. Н., Пирожкова А. Н., Храпов B. Г.. Тоннели и метрополитены. М.: Транспорт, 1975, с. 214-2)5.

Waninger К. Eetrachtung von Unfal1schwerpunkten bei der Neuen 0sterreichischen Tunnelbauweise (N0T)-I

Teil, Baumaschine, Baugerat, Baustelle, 1982, 18, № 9, 366-369. (54)(57) 1. ТОННЕЛЬНАЯ ОБДЕЛКА, включающая оболочку и усиливающие элемен„„SU„„1191590 A ты, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности поддержания закрепленного тоннеля и снижения .материалоемкости конструкции, усиливающие элементы выполнены в виде ребер оболочки, забетонированных в прорезях, выполненных в породном массиве, прилегающем к обэлочке обделки, при этом усиливающие элементы имеют высоту 0,05-0,20 пролета выработки.

2. Обделка по и. 1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что усиливающие элементы расположены параллельно продольной оси тоннеля.

3. Обделка по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем что усиливающие элементы расположены перпендикулярно продольной оси тоннеля.

4. Обделка по. и. 1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что усиливающие элементы расположены как параллельно, так и перпендикулярно продольной оси тоннеля.

1191590

Изобретение относится к подземному строительству и может быть реализовано при возведении железнодорож.ных, автодорожных, гидротехнических тоннелей, тоннелей метрополитена и 5 других подземных сооружений в некрепких скальных и полускальных породах.

Цель изобретения — повышение эффективности поддержания закрепленно- 10

P.1

h =è — ——

2 Г„ (2) При шаге между ребрами 1,, величине заглубления ребра в породный массив h, удельной величине сцепления Т, величине горного давления

Р, пролете выработки В размер ребра по кривой в поперечном направлении при расположении ребер перпендикулярно оси тоннеля определяется следующим образом. Величина сцепления по наружной поверхности ребра 2 78.

Давление, приходящееся на ребро, Р1.

Тогда риац В "2Г 61, Отсюда h

Р. о Р

2 ь» T. (3) го тоннеля и снижение материалоемкости конструкции.

На фиг. 1 схематически показана обделка с ребрами, поперечное сече-, ние, вдоль продольной оси тоннеля; 15 на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — обделка с ребрами, аксонометрия; на фиг. 4 - то же, поперечное сечение поперек продольной оси тоннеля; на фиг. 5 - разрез Б-Б на gp фиг. 4; на фиг. 6 — обделка с pe6-рами, аксонометрия; на фиг. 7 — то .же, поперечное сечение как вдоль, так и поперек продольной оси тоннеля; на фиг, 8 — разрез В-В на фиг. 7; у5 на фиг. 9 — обделка с.ребрами, аксонометрия; на фиг. 10 — армирование оболочки и ребер. .Тоннельная обделка состоит из оболочки 1 и продольных 2, поперечных 3 или как продольных 2, так и поперечных 3 ребер. В зависимости от свойств породного массива шагом ct продольных и 1 поперечных ребер, а также высотой 1 ребер, можно варьчровать, В случае необходимости оболоч- З5 ка 1 может быть усилена арматурной сеткой 4, а ребра — арматурными каркасами 5, установленными в прорезях

6. Ребра 2 и 3 могут располагаться по своду и стенам выработки, как пока40 зано на фиг. 1-9, или только в сводовой части выработки в зависимости от свойств породного окружающего массива. При проходке в слабоустойчивых породах ребра возможно рас45 полагать и .в подошве выработки. Продольные 2 и поперечные 3 ребра можно. устраивать в однородных породах.

При пересечении разнородных пластов породы целесообразно устройство обделки с продольными ребрами 2 для обеспечения лучшей связи участкон тоннеля, находящ тхся в граничных пластах. Обделку с взаимно пересекающимися ребрами 2 и 3 следует применять в слабоустойчивых породах.

Ребра устраиваются н породном массиве путем образования прорезей с помощью врубовой машины и . последующего их заполнения набрызгбетонной смесью. Оболочка также устраивается из набрызг-бетона. В случае устройства ребер поперек продольной оси тоннеля их желательно располагать с шагом, кратным величине заходки для лучшей увязки операции горнопроходческого цикла. Расположение ребер внутри породного массива позволяет сократить размеры поперечного сечения тоннельной выработки, уменьшить объем разрабатываемой породы и устраивать тонкостенную оболочку, несущая способность и жесткость которой зависит главным образом от шага и размеров ребер.

Этими параметрами легко варьировать в соответствии с изменением горно-геологических условий по трассе тоннеля. Размеры ребер определяются исходя из условия равенства величины горного давления, приходяшегося на одно ребро, величина сцепления бетона с грунтом по наружной поверхности ребра.

IUar Mezcpу ребрами 1, величина заглубления ребра в породный массив Ъ, удельная величина сцепления величина горного давления Р при расположении ребер параллельно оси тоннеля расчитывается так. Рассматривается участок обделки длиной в продольном направлении в 1 м. На одно ребро приходится горное давление величиной р .1. Величина сцепления по наружной поверхности 2 7h.

Тогда P I 2 ift.

Р1

Отсюда (1)

Вводя коэффициент запаса п, получают з l

С вводом коэффициента запаса и получают

В P -1

При --- = 1 получают h=n — -- (5)

L 2 "с

Полученное выражение (5) аналогично (2). Для опрецеления размеров ребер, устанавливаемых как в продольном, так и в поперечном направлении, величины, получаемые по формулам (5) . и (2) складываются.

Из справочной литературы определяют, что ь =3-6 т/м . Принимая 1=1-1,5 м; n=1,2 и Р=З-15 т/м, строят графики зависимости % от при различных соотношениях P u

Минимальный размер заглубления ребра в породный массив находят следующим образом. Как следует из выражения (! ), для обеспечения несущей способности обделки величина заглубления ребра в породный массив должна быть

Pl

h> ——

2 ri,"

Принимая соотношение = 1 и

P ((V предлагая устройство такого количества ребер, чтобы  †--1=10 где К—

К количество продольных ребер, получают

Р Е В 1

h) — -- — — = 1 — -- = В005 В

Ф„2 2К 20 .

h> 0,05 В.

Для ребер, расположенных в поперечном направлении, из выражения (3) соответственно имеют

PBlo В 1

hp — ---- = 1 ° -- — = --- — ° В=0,05 В,.

2К 2 10! о!590

lo где ---- = 10 h > 0,05 В .

Таким образом, минимальная величина заглубления ребер в породный массив должна быть не менее 0,05 В, где  — пролет выработки.

Максимальную величину заглубления ребер в породный массив определяют исходя из условия нахождения ребер

1О в зоне нарушенных грунтов (зоне рыхления ). Глубину этой зоны, а следовательно, и заглубление ребра в массив согласно Техническим условиям (ВСН 125-65) принимают равной высоте h свода давления. Таким образом, максимальная величина заглубления ребер в продольный массив должна составлять

h = h

В м< кс Я где h„ — высота свода давления по

Протодьяконову; — коэффициент крепости поро-. ды.

Z5

При f=2,5, что соответствует нижней границе области применения предлагаемой конструкции, получайт

h ÄÄ = 0,2 В. Следовательно, ребра должны быть заглублены в породу не более чем на 0,2 В.

Предлагаемая конструкция обеспечивает снижение объема разрабатываемой породы на 67., объема бетона на

457., трудозатрат на устройство ycu3s ливающих элементов Hà 43Х для обделки с продольными ребрами. При устройстве поперечных ребер эти показатели составляют соответственно 6; 46; 54X..

В обоих случаях исключается расход стали.

1191590

1191590

В

Фиг. 7 а-д.

Составитель Л. Березкина

Редактор С.Лисина Техред М.Надь Корректор Г. Решетник

Заказ 7132/30. Тираж 481 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4