ММ - архив - книга "Тоннели и метрополитены" §27

[ Титул | Новости сайта | Карта сайта | Источники | Фотоальбом | Гостевая книга | Почтовый ящик ]

[ назад | назад | источники | вниз ]
АРХИВ

ТОННЕЛИ И МЕТРОПОЛИТЕНЫ
Под редакцией докт. техн. наук, проф. В.П. ВОЛКОВА
Издание второе, переработанное и дополненное
Москва "Транспорт" 1975 год

[ § 26.Поперечные сечения транспортных тоннелей | содержание | От авторов ]
§ 27. Внутреннее очертание тоннельной обделки
При назначении внутреннего очертания тоннельной обделки, кроме габаритных требований, должны быть учтены также эксплуатационные, строительные и экономические соображения.
Между обделкой и габаритом приближения строений располагают все устройства, необходимые для нормальной эксплуатации тоннеля и обеспечения безопасности обслуживающего персонала и ремонтных рабочих (рис. 57).

Рис. 57. Размещение оборудования в тоннеле за очертанием габарита С на прямой Нажмите для увеличения (107Kb)

Внутреннее очертание железнодорожного тоннеля назначают с учетом размещения светофора 1, светильника 2 общего освещения, ответвительных коробок 3 электросети, гудка 4 оповестительной сигнализации, сигнальных ламп 5, располагаемых над нишами, и аварийной кнопки 6 (с одной стороны тоннеля через нишу), а также водоотводной канавы.
Для крепления подвески контактного провода в своде обделки раньше устраивали ниши шириной 60 см через каждые 20 м по длине тоннеля. Современная конструкция подвески контактного провода 7 не требует устройства ниш, что облегчает процесс ее возведения.
Размещение оборудования по схеме, показанной на рис. 57, оправдано при расположении тоннеля в породах, требующих применения стен криволинейного очертания. В скальных породах, не оказывающих на конструкцию бокового давления, стены обделки могут быть вертикальными. В этом случае целесообразно изыскать возможности расположения оборудования в сводчатой части тоннеля, максимально приблизив стены к вертикальным участкам габарита.
Расстояния от угловых точек габарита до обделки следует назначать с запасом на неточность выполнения строительных работ в зависимости от крепости горных пород и принятого способа сооружения тоннеля. Так, в скальных породах, в которых выработку разрабатывают на полное сечение, запасы можно принимать меньшими, чем в мягких и неустойчивых породах, требующих раскрытия выработки по частям с крепью, обладающей значительной податливостью. Запас по высоте в угловых точках габарита принимают до 100 - 150 мм.
Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала и ремонтных бригад во время прохождения поезда в железнодорожном тоннеле устраивают ниши шириной 2 м, глубиной 1 м и высотой (до шелыги свода) 2 м. Ниши располагают через 60 м с каждой стороны тоннеля в шахматном порядке.
Для размещения ремонтного оборудования, а также укрытия путевой дрезины через 300 м по каждой стороне тоннеля устраивают камеры шириной 4 м, глубиной 2,5 м и высотой (до шелыги свода) 2,8 м. При длине тоннеля 300 - 400 м в середине тоннеля устраивают одну камеру.
В железнодорожных тоннелях кругового очертания (например, подводных) СНиП П-Д.8-62 допускают вместо ниш устраивать с одной стороны площадку шириной 70 см на высоте не более 1 м от уровня головки рельсов с входами на площадку через 30 м. Для обеспечения хорошей видимости контур ниш и камер выделяют побелкой.
Внутреннее очертание обделки автодорожного тоннеля назначают с учетом размещения в пространстве между контуром габарита приближения строений и сводом вентиляционных каналов, площадь которых определяют расчетом .
В тоннелях длиной 300 м и более для ремонтного оборудования должны быть устроены камеры шириной 2 м, глубиной 2 м и высотой (до шелыги свода) 2,5 м. Камеры располагают в обеих стенах тоннеля через 300 м в шахматном порядке. В тоннелях длиной до 400 м устраивают одну камеру посередине.
Форма поперечного сечения тоннеля, удовлетворяющая перечисленным эксплуатационным требованиям, должна обеспечивать рациональную статическую работу конструкции под заданными нагрузками и соответствовать особенностям применяемых строительных материалов и способа производства работ. Необходимо стремиться к сокращению поперечного сечения выработки, с увеличением которого возрастают объемы работ и стоимость сооружения.
Значительное влияние на выбор внутреннего очертания тоннеля при заданных габаритах оказывают геологические и гидрогеологические условия его заложения, определяющие в большинстве случаев форму, материал и конструкцию обделки, а также способ производства работ по сооружению тоннеля.
Особенностью бетона, как основного материала для сооружения тоннельных конструкций, является небольшое сопротивление растяжению, которое составляет примерно одну десятую часть прочности бетона на сжатие. Поэтому для лучшего использования прочности материала и получения более экономичного решения следует стремиться к заданию такого очертания конструкции, при котором в сечениях конструкции преобладают сжимающие напряжения. Для этого кривая давления, характеризующая положение нормальных сил в сечениях обделки, должна располагаться как можно ближе к оси обделки.
При неподвижных пятах рациональная, т. е. безмоментная, ось свода, совпадающая с кривой давления, очерчена для равномерной радиальной нагрузки по круговой кривой, а для вертикальной - по квадратной параболе.
Однако практически совмещение оси свода с кривой давления представляет значительные трудности. Пяты не являются неподвижными, так как опираются на податливую породу или стены, верхние сечения которых имеют линейные и угловые смещения. В связи с этим даже в своде параболического очертания, подвергающемся действию вертикальной равномерно распределенной нагрузки, неизбежно возникновение изгибающих моментов, обусловленных смещением пят, и, следовательно, отклонение кривой давления от оси.
Усадка бетона, температурные воздействия, отклонения действительных нагрузок от расчетных также немало способствуют этому. На практике добиваются не совпадения оси свода с кривой давления, а лишь вписывания этой кривой в тело обделки так, чтобы эксцентриситет нормальной силы в сечениях обделки не превышал 0,45 их высоты.
При этом необходимо соблюдать следующие основные правила.
1. Ось обделки должна иметь плавное очертание, так как наличие ее переломов вызывает отклонение кривой давления от оси.
2. При преобладании вертикальных нагрузок свод должен быть достаточно подъемистым, приближающимся по форме к квадратной параболе. Для этого в замковой части свода ось должна иметь кривизну, большую, чем в нижней части свода, примыкающей к стенам.
3. При действии на обделку бокового горного давления стены должны иметь криволинейное очертание, выпуклое в сторону породы.
Перечисленным требованиям удовлетворяет внутреннее очертание обделок следующих видов (рис. 58).

Рис. 58. Внутреннее очертание обделок транспортных тоннелей Нажмите для увеличения (110Kb)

В крепких породах, оказывающих лишь вертикальное горное давление небольшой интенсивности, стены могут быть сделаны вертикальными с наибольшим приближением к контуру габарита. В этом случае свод однопутного тоннеля обычно очерчивают по окружности (рис. 58, а), а свод двухпутного тоннеля - по трехцентровой коробовой кривой (рис. 58, б), центры которой подбирают так, чтобы радиус средней части свода был равен ~ 6 м.
Применение в средней части свода более пологой кривой вызывает отклонение оси свода от рациональной. Однако при сравнительно небольшом вертикальном давлении это целесообразнее, чем увеличивать подъемистость свода и, следовательно, площадь выработки.
В породах, создающих боковое горное давление, стенам придают криволинейное очертание, способствующее лучшему вписыванию кривой давления в тело обделки. При этом внутреннюю поверхность обделки очерчивают по пяти- или трехцентровой коробовой кривой.
Типовые обделки однопутных тоннелей, соответствующие габариту С высотой 6500 мм, который действовал до 1 июня 1973 г., с запасом на осадку в 10 см, имеют внутреннее очертание по трехцентровой коробовой кривой (рис. 58, в), переходящей в нижней части сечения в прямые участки. Эти обделки с некоторым запасом удовлетворяют и действующему габариту С.
Внутренняя поверхность обделки однопутного тоннеля, очерченная по пятицентровой коробовой кривой (рис. 58, г), характеризуется увеличением кривизны в средней части свода и приближается к рациональной оси для вертикальной распределенной нагрузки.
Обделке двухпутного железнодорожного тоннеля обычно придают форму трехцентровой коробовой кривой. Показанное на рис. 58, д очертание в нижней части соответствует очертанию типовой однопутной обделки, изображенному на рис. 58, г.
На рис. 58, е приведено очертание обделки автодорожного тоннеля с вентиляционным каналом, расположенным над контуром габарита. В этом случае отклонение a стены от линии габарита может быть принято минимальным .(10-15 см), а расстояние b от угловой точки габарита до контура обделки и радиусы круговых кривых подбирают так, чтобы площадь вентиляционного канала соответствовала требующейся по расчету.
В неустойчивых и в особенности в водоносных породах, оказывающих на обделку всестороннее давление, наиболее целесообразно замкнутое очертание с обратным сводом кругового очертания. Кривизну свода задают так, чтобы в нижней части сечения можно было разместить водоотводный лоток (см. рис. 60, б), а толщина балластного слоя под шпалами была не менее 25 см.
Тоннели в слабых и мягких породах, сооружаемые щитовым способом, как правило, проектируют кругового очертания, обеспечивающего наиболее целесообразную статическую работу конструкции на всестороннее давление. Такое очертание позволяет применять сборные конструкции.
Для обеспечения возможности использования стандартных элементов опалубки и оборудования внутреннее очертание обделки рекомендуется принимать одинаковым на всем протяжении прямых участков тоннеля.
Применение по длине тоннеля обделок с различным внутренним очертанием допускается при резком изменении горного давления или гидрогеологических условий, а также при наличии оползневых явлений и тектонических нарушений горного массива (сбросы, сдвиги). На таких участках конструкцию обделки усиливают, а выработку раскрывают по частям. Поэтому применение инвентарной опалубки для бетонирования обделки невозможно даже при сохранении стандартного внутреннего очертания. В этом случае главным критерием для назначения формы тоннельной обделки является ее статическая целесообразность и удобство возведения по частям.

[ § 26.Поперечные сечения транспортных тоннелей | содержание | От авторов ]

[ назад | назад | источники | наверх ]

Copyright by Russos. (c)1999-2001