Сборная обделка тоннеля из железобетонных элементов

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использова1го при строительстве транспортных и коммуникационных тоннелей. Цель изобретения - повьшение эксплуатационной надежности обделки тоннеля, -возводимого на подрабатьшаемой.территории . Сборная обделка вьтолнена в виде кольца из отдельных железобетонных элементов. На их радиальных и кольцевых поверхностях образована

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТЬНЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

OD 4 E 21 D 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHONIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM (21) 3945312/22-03 (22) 13.08.85 ° (46) 15.01.87.Бюл. У 2 (71) Проектный и научно-исследовательский институт "Донецкий Промстройниипроект" (72) В.Р.Шнеер, О.Ю.Ярошенко и И.Г.Коваль (53 ) 624.191.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 981612, кл. Е 21 D ..1 1/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР У 881333, кл. E 22 D 11/00, 1981..„Я0„„2 406 А 1 (54) СБОРНАЯ ОБДЕЛКА ТОННЕЛЯ ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве транспортных и коммуникационных тоннелей. Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности обделки тоннеля, .возводимого на подрабатываемой территории. Сборная обделка выполнена в виде кольца иэ отдельных железобетонных элементов, На их радиальных и кольцевых поверхностях образована

1283406 чеканочная канавка (ЧК) 6. Наружная поверхность каждого элемента включает несущий железобетонный слой I водонепроницаемый слой (BC) 3 из профилированного полимерного материала (полиэтилена) и размещенный между ними и жестко связанный податливый слой (ПС) 2, При этом ВС 3 опущен на стыкуемые радиальные и кольцевые поверхности каждого элемента кольца и при помощи ребер 4 жестко соединен с ПС 2. При этом ВС 3 смежных элементов соединены в полости ЧК 6 сварным швом 7. При движении породного масси-, ва на несущий слой 1 передаются доИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве транспортных и коммуникационных тоннелей, возводимых на подрабатываемых территориях.

При ведении очистных работ в массиве горных пород помимо вертикальных деформаций (оседаний) возникают горизонтальные деформации растяжения — сжатия. Обделка тоннеля, возведенного на подрабатываемых территориях, испытывает дополнительные усилия от лобового давления надвигающегося породного массива в поперечном направлении и деформаций растяжения — сжатия вдоль оси тоннеля.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности обделки тоннеля, возводимого на подрабатываемой территории.

На фиг. 1 изображена обделка тоннеля, поперечное сечение", на фиг.2 сечение в плоскости кольца по стыку между элементами.

Сборная железобетонная обделка выполнена в виде кольца из отдельных элементов, включающих несущий железобетонный слой 1, податливый слой из материала типа пенопласта 2 и водонепроницаемый слой из профилированного полимерного материала 3. Профи.цированный полимерный материал 3 при помощи ребер 4 жестко соединен с поо датливым слоем 2, опущен на стыкуемые радиальные и кольцевые поверхполнительные усилия. !1ри этом ПС 2 сжимается в поперечном направлении, компенсируя воздействие лобового давления породы. Наличие ВС 3 снижает дополнительные усилия в продольном направлении за счет высоких антифрикционных свойств полиэтилена.Под воздействием сдвигающейся вдоль тоннеля породы ВС 3 деформируется без нарушения сплошности. Материал ВС 3 имеет удлинение до 6007 при разрыве, улучшая условия его работы, обеспечивает надежную гидроизоляцию и является швом скольжения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил, ности каждого элемента, зааыкерен в торцах несущего железобетонного слоя 5 ребрами 4 выведен в полости чеканочных канавок 6. Водонепрони5 цаемый слой 3 каждого из смежных эле.ментов соединен в полости чеканочной канавки 6 сварным швом 7, а чеканочная канавка 6 заполнена раствором 8 на напрягающем цементе.

В качестве водонепроницаемого слоя могут применяться профилированные полиэтиленовые листы с анкерными ребрами из полиэтилена высокого давления. Водонепроницаемый слой из по15 лимерного материала существенно снижает трение вдоль оси тоннеля между обделкой и сдвигающимся породным массивом и одновременно обеспечивает гидроизоляцию конструкции. В стыках между элементами водонепроницаемый слой каждого из элементов опущен на стыкуемые радиальные и кольцевые поверхности, выведен в полости чеканочных канавок и герметично соединен посредством сварки.

В качестве материала податливого слоя можно использовать карбамидный пенопласт МБП-Б или полиуретано30 вые пенопласты различных марок. Толщина податливого слоя принимается от 30 до 60 мм в зависимости от величины ожидаемых деформаций сжатия, вызванных влиянием горных выработок.

Элементы обделки изготавливаются на заводах сборного железобетона.От12 дельно изготавливают двухслойную конструкцию из профилированного полиэтилена и пенопласта путем набрызга пенопласта на полиэтиленовый лист со стороны ребер.

Затем двухслойную конструкцию приклеивают со стороны пенопласта к наружной поверхности железобетонного элемента и сваривают стыки водонепроницаемого слоя на радиальных и торцовых поверхностях по всему контуру элемента.

К месту возведения тоннеля элементы обделки доставляются в полной заводской готовности.

После сборки каждого кольца обделки тоннеля водонепроницаемые слои. смежных элементов прижимаются друг к другу и свариваются. Затем чеканочная канавка заполняется раствором на напрягающем цементе. Пространство между контуром выработок и обделкой тампонируется цементным раствором.

Обделка работает следующим образом.

При сдвижении породного массива, вызванном горными работами, на несущий слой 1 обделки передаются дополнительные усилия: в поперечном направлении — от лобового давления, а в продольном направлении — от сил трения и сцепления между обделкой и сдвигающимся породным массивом. При этом податливый слой 2 сминается в поперечном направлении, компенсируя воздействие лобового давления надвигающейся породы. Наличие водонепроницаемого слоя 3 из полиэтиленовой пленки, жестко связанного с податливым слоем при помощи ребер 4, значительно снижает дополнительные усилия в продольном направлении за счет высоких антифрикционных свойств полиэтилена. Кроме того, водонепроницаемый слой 3 препятствует, смятию податливого слоя 2 в продольном нап83406 4 равлении и обеспечивает надежную гидроизоляцию конструкции обделки.

Размещение водонепроницаемого слоя 3 на податливом слое позволяет

5 водонепроницаемому слою 3 деформироваться под воздействием сдвигающейся вдоль тоннеля породы без нарушения сплошности, поскольку полиэтилен высокого давления имеет малую тверf0 дость, но высокое относительное удлинение — до б00 7 при разрыве, что улучшает условия работы водонепроницаемого слоя. Таким образом, водонепроницаемый слой из профилироваино15 го полиэтиленового листа обеспечивает надежную гидроизоляцию обделки и является швом скольжения.

Формула изобретения

1. Сборная обделка тоннеля из же-. лезобетонных элементов, включающая железобетонные элементы с радиальными и кольцевыми плоскостями, на котоРых обРазованы чеканочные канавки, при этом наружная поверхность каждого железобетонного элемента имеет водонепроницаемый слой, опущенный

1 на стыкуемые радиальные и кольцевые поверхности, отличающаяся тем; что, с целью повышения эксплуа" тационной надежности обделки тоннеля, возводимого на подрабатываемой территории, она дополнительно снабжена податливым слоем из легкосжимаемого

35 материала, размещенного между водонепроницаемым и несущим слоями и жестко соединенного с последними,при этом водонепроницаемые слои смежных

40 железобетонных элементов выведены в полости чеканочных канавок и герметично соединены между собой.

2. Обделка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что водонепроницае45 мый слой жестко соединен с радиальными и кольцевыми поверхностями каждого железобетонного элемента.

128340Ü

Составитель Л. Бере з кина

Редактор М.Дыпын Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 7398/30 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная,4