Конструкции сборных обделок транспортных тоннелей.

Сборные обделки железнодорожных и автодорожных тоннелей, сооружаемых подземным способом, выполняются из бетона, железо­бетона и металла и проектируются подковообразного или кругового очертания (при щитовой проходке тоннелей).

Сборные обделки подковообразного очертания наилучшим обра­зом обеспечивают проектирование внутреннего очертания тоннеля по габариту приближения строений. К недостаткам этих обделок следует отнести недостаточную несущую способность под дейст­вием горизонтальных нагрузок, сложность конструктивного ис­полнения и гидроизоляции стыков, сложность сохранения геомет­рической неизменяемости при монтаже и необходимость тщатель­ной подготовки породного основания под стеновые блоки. Они мо­гут быть рекомендованы к применению в слабо обводненных по­родах с f > 3.

В качестве примера на рис. 11.9, а показана конструкция сбор­ной железобетонной обделки подковообразного очертания для од­нопутного железнодорожного тоннеля, сооружаемого в устойчи­вых породах с f= 3. Она состоит из лоткового блока 1 с полостью 2, заполняемой раствором после его установки, четырех стеновых блоков 3 и двух блоков 4, оформляющих свод, после укладки которых в замковое сечение вставляется железобетонный вкладыш 5. В про­дольных швах обделки блоки фиксируются с помощью монтажных шпилек 6. Блоки имеют отверстия 7 для нагнетания тампонажного раствора и чеканочные канавки по внутренним граням. Общий расход железобетона на 1м тоннеля составляет 7,4м3 при объеме пород­ной выемки 46,6м3. При проектировании подковообразной обделки без связей растяжения в стыках может быть использована расчет­ная схема, показанная на рис. 11.6, б, где следует ввести полушар­ниры или шарниры в стыковых сечениях в зависимости от конструкции стыков.

Другим примером может служить конструкция обделки двухпутного железнодорожного тоннеля (рис. 11.9, б), выполненная из шести железобетонных стеновых блоков 1 и семи блоков 2, оформляющих свод кругового очертания. Соединение блоков в кольце

при плоских стыках осуществляется на болтах, при цилиндриче­ских стыках — на шпильках. Смежные кольца обделки соединяются на болтах, а блоки в них укладываются с перевязкой швов. Ши­рина кольца равна 100см. Общий расход железобетона на 1 м тон­неля составляет 7,09м3 при объеме породной выемки 84,3 м3 Ре­комендации по выбору расчетной схемы те же, что и для предыду­щей конструкции.

Сборные обделки кругового очертания более устойчивы при горизонтальных нагрузках, проще в конструктивном исполнении, удобны при выполнении гидроизоляции и обеспечивают более вы­сокий уровень механизации горно-строительных работ. Вместе с тем круговое очертание обделки нерационально, так как увели­чивает объем породной выемки и требует возведения несущего пе­рекрытия под проезжей частью или заполнения этой части сечения бетоном. Обделки кругового очертания рекомендуются при щито­вой проходке в породах с f<3, оказывающих всестороннее горное давление. При этом в особо тяжелых горно-геологических усло­виях, в сильно обводненных породных массивах при постоянном гидростатическом напоре более 15м рекомендуется применение сборной обделки из чугунных и реже стальных тюбингов. В менее тяжелых условиях при гидростатическом напоре до 15м можно проектировать обделку из железобетонных тюбингов и блоков из бетона марки не менее 400 с обеспечением тщательной гидроизоля-нии стыков. Для повышения гидроизоляции стыков и снижения трещиностойкости железобетонных обделок целесообразно приме­нение предварительно-напряженных конструкций. Сборные кру­говые обделки железнодорожных и автодорожных тоннелей имеют конструкции, как правило, аналогичные конструктивным реше­ниям обделок тоннелей метрополитена. Поэтому они более под­робно рассматриваются в следующем параграфе, где также при­водятся соответствующие рекомендации по расчетным схемам.

Сборные обделки автодорожных тоннелей, сооружаемых откры­тым способом (главным образом для городского транспорта), вы­полняются из железобетонных и бетонных элементов. Такие об­делки проектируются цельносекционными однопролетными и двухпролетными, т. е. в виде замкнутых железобетонных предвари­тельно-напряженных секций прямоугольного сечения с длиной по продольной оси тоннеля от 1 м до 3 м. В расчетном отношении они представляют замкнутые прямоугольные рамы с жесткими узлами соответственно однопролетные и двухпролетные (см. рис. 11.8, б, г) работающие в режиме заданной нагрузки. Эти конструкции ана­логичны обделкам перегонных тоннелей метрополитена и прово­дятся ниже.

Сборная обделка автодорожных тоннелей может быть выполнена также из отдельных железобетонных элементов, соединяемых в про­цессе монтажа в замкнутую конструкцию прямоугольного сечения, имеющую длину по продольной оси тоннеля обычно 1,5м. На рис. 11.10, а показана такая конструкция обделки для однополос­ного автодорожного тоннеля, состоящая из ребристого блока перекрытия 1, стеновых L-образных плит 2 и лоткового плоского блока 3. Выпуски арматуры из стеновых и лотковых элементов свариваются и замоноличиваются, что обеспечивает их жесткое соединение, а элементы перекрытия опираются на специальные утолщения в верхней части стеновых элементов. При этом кон­струкция работает в режиме заданной нагрузки как открытая сверху рама с шарнирно-опертым ригелем (рис. 11.10, б).