Способ возведения двухслойной монолитной обделки тоннелей "торнадо 1" и комплекс для его осуществления

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для возведения в устойчивых породах двухслойной монолитной бетонной обделки тоннелей различного назначения. Цель изобретения - повышение темпов возведения, качества и несущей способности обделки путем ее армирования , а также сокращение трудоемкости и снижение стоимости ведения работ В предер 20 11 18 14 8 И 7 6 16 1118 )y/)%///ty $L/bx///l/// 77 108 12912 16 3 Л 9 2 Фиг i варительно пройденной выработке монтируют комплекс, включающий выполнение в виде опалубок качения и соединенные между собой тягой 3 головную 1 и хвостовую 2 опалубки Поперечное сечение опалубки 1 больше поперечного сечения опалубки 2 на толщину несущего слоя 4 Каждая опалубка состоит из формообразующих элементов 5,6, несущего каркаса с продольными 7, поперечными 8 связями и балками 9, рамы 12, механизмов перемещения комплекса и подачи бетонной смеси (БС). По периметру опалубки 1 со взаимным смещением продольной плоскости относительно друг друга установлены барабаны 13 и 14 с гидроизоляционной пленкой (ГИП) 15 и устр-во для соединения ее полотнищ Возведение участка податливого слоя 28 производят путем подачи БС от набрызгбетономашины (НБМ) 22 по бетоноводу 24 к размещенному между элементом 5 и контуром выработки 27 соплу 18 На слой 28 укладывают полотнища ГИП 15 и скрепляют их между собой путем склеивания или термической сварки. Затем посредством гидродомкратов 21 перемещают портальную раму 19 и подтягивают к ней опалубки 1 и 2 Посредством подачи БС от О о о ел П 23

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 D 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рр

14 8 15756 611185 б 5 18 7778 4 15

17 108 17917 1б 5 17 Д 7 У

Фиг. / (21) 4469741/03 (22) 02.08.88 (46) 30.11,91,Бюл.М 44 (71) Украинский филиал Всесоюзного проектно-технологического института транспортного строительства (72) В.Э.Котляревский и В.И, Нестеренко (53) 624.281.5(088.8) (56) "Tunnels and Tunneling",1987, T.19, N. 5, с.16-18.

Авторское свидетельство СССР

М 796435, кл. Е 21 D 11/10, 1978. (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ДВУХСЛОЙ.НОЙ МОНОЛИТНОЙ ОБДЕЛКИ ТОННЕЛЕЙ "ТОРНАДО 1" И КОМПЛЕКС ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛ ЕНИЯ (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для возведения в устойчивых породах двухслойной монолитной бетонной обделки тоннелей. различного назначения. Цель изобретения — повышение темпов возведения, качества и несущей способности обделки путем ее армирования, а также сокращение трудоемкости и снижение стоимости ведения работ. В пред„„Я „„1694915 А1 варительно пройденной выработке монтируют комплекс, включающий выполнение в виде опалубок качения и соединенные между собой тягой 3 головную 1 и хвостовую 2 опалубки. Поперечное сечение опалубки 1 больше поперечного сечения опалубки 2 на толщину несущего слоя 4. Каждая опалубка состоит из формообразующих элементов

5,6, несущего каркаса с продольными 7, поперечными 8 связями и балками 9, рамы

12, механизмов перемещения комплекса и подачи бетонной смеси (БС). По периметру . опалубки 1 со взаимным смещением продольной плоскости относительно друг друга установлены барабаны 13 и 14 с гидроизоляционной пленкой (ГИП) 15 и устр-во для соединения ее полотнищ. Возведение участка податливого слоя 28 производят путем подачи БС от набрызгбетономашины (НБМ)

22 по бетоноводу 24 к размещенному между элементом 5 и контуром выработки 27 соплу

18. На слой 28 укладывают полотнища ГИП

15 и скрепляют их между собой путем склеивания или термической сварки. Затем посредством гидродомкратов 21 перемещают портальную раму 19 и подтягивают к ней опалубки 1 и 2. Посредством подачи БС от

1694915

НБМ 23 по бетоноводу 25 к соплу 18 оболочки 2 наносят слой 4 обделки. Весь процесс возведения двухслойной монолитной обделки осуществляется непрерывно. Качество возводимой обделки зависит от соответствия произ-сти НБМ 22, 23 и скоИзобретение относится к горному делу, а именно к подземному строительству, и может быть использовано для возведения в устойчивых породах двухслойной монолитной бетонной обделки тоннелей различного назначения.

Цель изобретения — повышение темпов возведения, качества и несущей способности обделки путем ее армирования, а также сокращение трудоемкости и снижение стоимости ведения работ.

На фиг,1 показан тоннель общий вид, продольный разрез; на фиг,2а — вид А на фиг.1 для тоннелей арочной формы; на фиг.26 — то же, для тоннелей кругового сечения; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.26; на фиг.4 — вид В на фиг,3.

Для осуществления способа "Торнадо1" возведения двухслойной монолитной обделки в предварительно пройденной, а в случае необходимости, закрепленной контурной крепыш выработке монтируется комплекс, состоящий из головной 1 и хвостовой

2 опалубок качения, соединенных между собой тягами 3 (или гидродомкратами), причем поперечные размеры головной 1 опалубки больше поперечных размеров хвостовой 2 опалубки на толщину несущего слоя 4 обделки, Каждая секция опалубки 1 и 2 состоит из размещенных по ее периметру замкнутых формообразующих элементов 5, 6, образующих непрерывную формующую поверхность, и оснащена несущими каркасами, включающими продольные 7, поперечные 8 связи и балки 9, на которых размещен рабочий настил 10 с маслостанцией. и пультом 11 управления. К несущему каркасу головной опалубки 1 жестко прикреплена рама 12, на которой со взаимным смещением в продольном направлении в шахматном порядке установлены барабаны

13 и 14 с гидроизоляционной пленкой 15 или армирующей сеткой и устройства 16 для ее скрепления.

В головной части каждой опалубки 1 и 2 установлены дуги копиры 17 с приводами для перемещения сопл 18 по их периметру. рости перемещения комплекса, которая определяется приведенным математическим выражением, Для повышения несущей способности обделки после укладки ГИП 15 можно производить установку армирующей сетки, 2 с. и 3 з,п, ф-лы, 4 ил.

Механизм перемещения комплекса выполнен в виде шагающей портальной распорной рамы 19 для арочного сечения выработки или распорного кольца для круго5 вого сечения выработки, оснащенного гидродомкратами 20 распора, которые посредством гидродомкаратов 21 перемещения соединены с несущим каркасом головной опалубки 1.

10 Кроме того, в комплекс входят набрызгбетономашины 22 и 23 с бетоноводами 24, 25 и конвейер 26 для отгрузки породы из забоя за пределы комплекса при круговом очертании выработки 27.

15 После монтажа комплекса, фиксации концов полотнищ гидроизоляционной пленки 15 относительно формующей поверхности и проведения пикотажа в хвостовой части головной опалубки 1 производят тор20 цевое набрызгбетонирование внешнего несущего слоя 28 обделки путем подачи бетонной смеси от набрызгбетономашины . 22 по бетоноводу 24 к соплу 18, направленному в зазор между формообразующим зле25 ментом 5 головной опалубки 1 и контуром выработки 27, при этом сопла 18 посредством привода перемещается по дуге-копиру

17. После возведения участка податливого слоя 28 обделки, достаточного для переме30 щения головной опалубки 1, процесс бетонирования совмещают с перемещением комплекса, которое осуществляется путем периодического подвигания по ходу бетонирования портальной рамы 19 и последующе35 го перемещения к ней посредством гидродомкратов 21 комплекса в целом.

Одновременно с бетонированием внешнего слоя 28 и перемещением комплекса производят нанесение гидроизоляци40 онной пленки 15 путем разматывания ее с барабанов 13, 14 и соединения отдельных полотнищ, например, термической сваркой, склеиванием или посредством совместного перегиба при помощи устройства 16. При

45 этом перемещение формообразующих элементов 5, 6 путем качения по уложенному бетону не оказывает отрицательных возведений на бетон, обеспечивает непрерыв1694915

20

35

55 ность наращивания пленки 15 и ее сохранность, а соответствие скорости подвигания комплекса производительности набрызгбетономашины 22 (23) позволит обеспечить постоянство расстояния от сопла 18 до торца бетонируемой поверхности, а в сочетании с откосом 29 высокое качество обделки, отсутствие холодных швов и ликвидировать отскок бетона.

После возведения участка внешнего слоя 28 посредством включения в работу хвостовой опалубки 2 и подачей по бетоноводу 25 бетонной смеси от набрызгбетономашины-23 к соплу 18 по аналогии с нанесением внешнего слоя 28 производят бетонирование несущего слоя 4 обделки. В дальнейшем работы по возведению двухслойной обделки тоннеля, включающие нанесение внешнего слоя 28, укладку гидроизоляционной ленты 15 или армирующей сетки, нанесение несущего слоя 4 и перемещение комплекса в целом. производят одновременно.

Так как процесс схватывания каждого слоя бетона завершается в пределах соответствующей формующей поверхности, ее расчетная длина Ip, определяемая, как минимальная длина поверхности, составляет

Ip= v tc/k, (1) где ч — скорость перемещения опалубки, м/ч;

tc — время окончания схватывания бетонной смеси, ч;

k — коэффициент, учитывающий условия работы обделки, т.е. возможные максимальные отклонения величины времени затвердевания бетонной смеси tc"" от расчетной величины времени тс, которые могут возникнуть из-за неточности дозировки составляющих и добавок бетонной смеси, изменения температурного режима и т.д.

При этом коэффициент k может быть определен опытным или расчетным путем; т

< 1. (2) тс

Исходя из этого скорость перемещения опалубки ч определяется из соотношения ч < — - . (3)

Рассмотрим пример реализации способа возведения двухслойной монолитной обделки при применении обычного портландцемента без добавок, приняв k=0,75, Ip=2,0 м, tc=1,5. Подставляя исходные данные в выражение (3), получим

075 2 1 т.е. максимально возможная скорость перемещения опэлубок составит 1 м/ч, При использовании добавок-ускорителей схватывания бетона исходят из того. что

k=0,5, Ip=2,0 м, tc=20 мин =- 0,33 ч, получим

0,5 2,0 ч, =зом/.

Кроме того, с помощью вышеописанного комплекса возможно квазиодновременное бетонирование слоев обделки, которое производится следующим образом. Осуществляется бетонирование внешнего слоя 28 и перемещение опалубки 1 на заходку, затем переключение бетоновода 25 к набрызгбетономашине 22 и бетонирование несущего слоя 4 на заходку с подвиганием опалубки 2 к опалубке 1 при помощи тяги 3, выполненной в виде гидродомкрата. после чего цикл повторяется. При этом для сохранения непрерывности возведения обделки и во избежание образования "холодных" швов длину заходки и производительность набрызгбетономашины подбирают таким образом, чтобы перерывы в бетонировании каждого слоя не превышали времени схватывания уложенного бетона.

Таким образом, предлагаемые способ

"Торнадо-1" и комплекс для его осуществления характеризуются высоким качеством возводимой обделки, достигаемым сочетанием высокой плотности. прочности и водонепроницэемости с непрерывностью процесса и отсутствием неблагоприятных воздействий на бетон раннего возраста со стороны опалубки; высокой производительностью комплекса и снижением трудоемкости работ за счет полной механизации производственных процессов и их совмещением во времени; широкими технологическими возможностями, позволяющими применять способ и комплекс в большом интервале инженерно-геологических и гидрогеологических условий и в тоннелях любого поперечного сечения, а также высокой экономической эффективностью, составляющей 480 тыс.руб. в год на один комплекс.

Формула изобретения

,1. Способ возведения двухслойной монолитной обделки тоннелей, включающий последовательное торцовое набрызгбетонирование ее внешнего и несущего слоев, отличающийся тем, что,. с целью повышения темпов возведения. качества и несущей способности обделки путем ее армирования, а так;ке сокращения трудоемкости. и снижения стоимости ведения работ. после бетонирования внешнего слоя нэ его поверхность внахлес укладывают полотнища гидраизоляционной пленки. которые соединяют между собой, а затем наносят несущий слой обделки, при этом бетонирование слоев и укладку полотнищ производят

1694915 непрерывно с одновременным перемещением формующих поверхностей путем их перекатывания по бетонной поверхности со скоростью, определяемой выражением

Е-б

1511/4 U б б

14 12 14 1ä юг. 4

Составитель Ю. Зуев

Редактор М. Бандура Техред M.Моргентал Корректор О, Кундрик

Заказ 4143 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ч < — -, м/ч, k тс где l> — расчетная длина формующей поверхности, м; тс — расчетяое время окончания схватывания бетона, ч;

k — коэффициент, учитывающий возможное отклонение времени окончания схватывания бетона от расчетного tc.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе бетонирования между полотнищами гидроизоляционной пленки и несущим слоем укладывают полотнища армирующей сетки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полотнища гидроизоляционной пленки соединяют между собой путем их склеивания..

4. Комплекс для возведения двухслойной монолитной обделки тоннелей, включающий головную и хвостовую опалубки, соединенные между собой тягами, выпол5 ненными в виде гидродомкратов, причем поперечное сечение головной опалубки больше поперечного сечения хвостовой на толщину несущего слоя, отл ич а ю щи и с я тем, что каждая опалубка выполнена в виде

10 опалубки качения, при этом головная опалубка оснащена барабанами с полотнищами гидроизоляционной пленки и устройством для соединения полотнищ между собой, причем барабаны установле15 ны в шахматном порядке со взаимным смещением относительно друг друга в продольной плоскости в передней части головной опалубки.

5. Комплекс по и 4, отл и ч а ю щи йс я

20 тем, что головная опалубка оснащена барабанами с армирующей сеткой, установленными со взаимным смещением в продольной плоскости относительно друг друга в передней ее части.