Конструкции обделок метрополитенов, сооружаемых закрытым способом.

Конструкции обделок основных транспортных сооружений мет­рополитена (перегонных тоннелей, станций, камер съездов и ту­пиков, эскалаторных тоннелей) проектируются с плоским перекры­тием (однопролетные, двухпролетные, трехпролетные и многопро­летные) и сводчатым (односводчатые, двухсводчатые и трехсводча-тые). При подземном способе производства горных работ приме­няются сводчатые конструкции, как правило, замкнутого круго­вого очертания, получившие распространение с развитием щитовой проходки. Обделки проектируются монолитными (бетон и железо­бетон), сборными (бетон, железобетон, чугун, сталь) и комбиниро­ванными .

Монолитные конструкции в отечественной практике применя­лись при сооружении первой очереди Московского метрополитена, а в настоящее время при подземном способе производства работ проектируются очень редко. Могут быть рекомендованы для креп­ления камер съездов, тупиков, раструбов, сопряжений и других выработок, если геологические и гидрогеологические условия по­зволяют поддерживать породные обнажения временной крепью. В зарубежной практике строительства метрополитенов конструкции из монолитного бетона распространены значительно шире.

Конструкции монолитных обделок перегонных тоннелей метрополитена.

На рис. 11.11 показаны два варианта монолитной бетонной односводчатой обделки однопутного перегонного тоннеля с внутренней гидроизоляционной рубашкой: в первом варианте (рис.11.11,а) гидроизоляцией служит слой торкрета толщиной 4см, во втором (рис.11.11,6) — оклеечная гидроизоляция с внутренней оболочкой из монолитного железобетона толщиной 20см. Расчетные схемы этих обделок аналогичны расчетным схемам монолитных обделок железнодорожных и автодорожных тоннелей, соответственно представленным на рис. 11.6, г и 11.5, б.

К перспективным конструкциям из монолитного бетона отно­сятся обделки перегонных тоннелей из пресс-бетона. Они могут быть использованы и уже зарекомендовали себя как весьма эффек­тивные конструкции при сооружении тоннелей в слабых песчаных глинистых и скальных породных массивах. При строительстве на небольших глубинах в неустойчивых породных массивах, пресс-бетонные обделки позволяют осуществить безосадочную проходку тоннелей под городскими зданиями и коммуникациями без примене­ния специальных укрепительных мероприятий, что значительно сокращает сроки строительства. Пресс-бетонные обделки пред­ставляют бесшовные монолитные конструкции с повышенной водо­непроницаемостью, что позволяет исключить из проходческого цикла такие трудоемкие операции, как чеканка швов и нагнетание цементно-песчаного раствора за обделку. Положительной кон­структивной особенностью таких обделок является немедленное включение в статическую работу с окружающим породным масси­вом (по сравнению со сборными конструкциями или даже монолит­ными конструкциями из обычного бетона) и повышенные на 20—25 % прочностные характеристики бетона (по сравнению с его про­ектной маркой).

Обделка из пресс-бетона толщиной 370—-400мм использована при строительстве в песчаном массиве перегонных тоннелей Красно-

пресненского радиуса Московского метрополитена, что позволило снизить стоимость основных проходческих операций примерно на 20 %. При этом фактическая призменная прочность бетона соста­вила около 40 МПа при проектной марке М300. Примером пресс-бетон­ной обделки в скальных породных массивах может служить обделка перегонных тоннелей Тбилисского метрополитена, где была ис­пользована раздельная технология возведения обделки и разра­ботки забоя (по сравнению с совмещенной технологией при соору­жении тоннелей в песчаных массивах), что обеспечило темпы со­оружения тоннелей, превышающие 100 м/мес. Конструкция пресс-бетонной обделки перегонного тоннеля схе­матически показана на рис. 11.11, в. Ее расчетная схема может быть представлена в виде кольца в упругой среде, работающего в режиме взаимовлияющих деформаций с породным массивом, когда активная и реактивная составляющие нагрузки приложены по всему контуру обделки. В устойчивых скальных массивах могут проектироваться обделки перегонных тоннелей из набрызгбетона толщиной 5—15 см, а в невыветривающихся массивах перегонные тоннели могут эксплуатироваться незакрепленными.

Конструкции монолитных обделок станций метрополитена.

Монолитные конструкции в отечественной практике применя­лись при сооружении первой очереди Московского метрополитена, а в настоящее время при подземном способе производства работ проектируются очень редко. Могут быть рекомендованы для креп­ления камер съездов, тупиков, раструбов, сопряжений и других выработок, если геологические и гидрогеологические условия по­зволяют поддерживать породные обнажения временной крепью. В зарубежной практике строительства метрополитенов конструкции из монолитного бетона распространены значительно шире.

Монолитные обделки станций метрополитена проектируются в виде односводчатых, реже двухсводчатых и трехсводчатых кон­струкций, распространенных в зарубежной практике. В отечест­венной практике при строительстве одной из станций Московского метрополитена была возведена конструкция в виде стен и лотка из монолитного бетона и свода из бутового камня (см. рис. 11.12, а). Расчетная схема такой конструкции аналогична расчетной схеме, по­казанной на рис. -11.5, б. В скальных массивах монолитным бетоном необходимой расчетной толщины может быть закреплен только свод станции. При этом целесообразно укладку бетона в свод осущест­влять за опалубку на анкерах в виде инвентарных металлических элементов или железобетонных плит, образующих внутреннюю по­верхность свода (рис. 11.12,6). В необводненных крепких породах монолитная обделка станции может быть решена в виде трехсводчатой конструкции (рис. 11.12, б) с опиранием бетонных сводов на продольные железобетонные аркады.

Конструкции сборных обделок из чугунных тюбингов для тоннелей метрополитена.

При подземном способе производства работ сборные обделки сооружений метрополитена получили наибольшее распростране­ние, особенно в отечественной практике. В неустойчивых сильно об­водненных породных массивах применяются обделки из чугунных и реже стальных тюбингов, в неустойчивых неводоносных пород­ных массивах — обделки из железобетонных блоков и тюбингов. Рассмотрим вначале сборные тюбинговые обделки перегонных и станционных тоннелей, которые проектируются по аналогии с тю­бинговыми обделками железнодорожных и автодорожных тонне­лей. Сборные чугунные обделки тоннелей проектируются в виде тюбингов, которые стыкуются в кольцо по продольным бортам и ме­жду кольцами по поперечным бортам. Число тюбингов в кольце определяется общей конструкцией обделки и ее диаметром. Целе­сообразно применение большеразмерных тюбингов и уменьшение их числа в кольце. Чугунное тюбинговое кольцо (рис. 11.13, а, б, в) обычно включает нормальные тюбинги, замковый тюбинг и два смежных с ним тюбинга. В некоторых конструкциях применяются специальные лотковые тюбинги с плоской внутренней поверхностью, а вместо замкового тюбинга — клиновидные прокладки. На кри­волинейных участках тоннеля применяют клиновидные кольца тюбингов или специальные металлические прокладки.

Нормальный тюбинг (см. нормальный станционный тюбинг на рис. 11.13, г) представляет чугунное литье из серого чугуна марки СЧ—21—40 и состоит из спинки /в виде оболочки с цилиндриче­ской поверхностью, четырех бортов 2 (двух поперечных и двух про­дольных) и ребер жесткости 3. Толщина спинки определяется рас­четом и по условиям долговечности и технологии чугунного литья должна быть не менее 18—20 мм. Высота бортов h6, которые одно­временно являются монтажными и грузонесущими элементами, предварительно назначается в зависимости от внутреннего диаметра тоннеля DBH и свойств вмещающего породного массива. В устойчи­вых водоносных породах можно рекомендовать h6 = (0,02 ÷ 0,03) DBH, в неустойчивых h6 = 0,04 DBH. Затем величина h6 прове­ряется расчетом. Ширина тюбингов b принимается от 500мм до 1000 мм в зависимости от сечения тоннеля и свойств вмещающего породного массива. Продольные ребра жесткости служат главным образом для воспринятия монтажных усилий от щитовых домкратов, поперечные — увеличивают изгибную жесткость рабочего поперечного сечения тюбинга.

По продольным и поперечным бортам тюбинги соединяются между собой с помощью стальных болтов диаметром 20—45 мм. Наружные поверхности бортов имеют фальцы, которые при сты­ковке смежных тюбингов образуют канавки, предназначенные для чеканки стыков, обеспечивающей их водонепроницаемость. Че­канка выполняется освинцованным асбестовым шнуром или свин­цовой проволокой и расширяющимся цементом. В суровых клима­тических условиях при знакопеременной температуре в транс­портном тоннеле, когда наблюдается попеременное раскрытие и за­крытое стыков, целесообразно использовать для чеканки специальные гидроизоляционные материалы. Одним из основных мероприя­тий по гидроизоляции тоннелей является нагнетание через специ­альные отверстия в спинке тюбингов тампонажных растворов за обделку.

В качестве примера на рис. 11.13, а представлена схема кольца чугунной обделки перегонных тоннелей метрополитена с плоским лотком, состоящая из чугунно-бетонного лоткового блока Л-П-2, четырех нормальных тюбингов Н-З-Л, двух нормальных тюбин­гов Н-2-Л, двух смежных тюбингов С-2-Л и одной клиновидной прокладки в замке. Эта конструкция применяется при щитовой и безщитовой проходке тоннеля. Другая конструкция чугунной обделки перегонного тоннеля с плоским лотком (см. рис. 11.13, б) состоит из лоткового блока Л-П-3, четырех нормальных тюбингов 55НО, четырех смежных тюбингов 55СО и трех ключевых тюбин­гов 55КО, обеспечивающих замыкание кольца изнутри при щито­вой проходке тоннеля. Представленные обделки снижают трудоем­кость и стоимость работ по очистке лотка и укладке путей.

Чугунные обделки станционных тоннелей метрополитена, ко­торые также используются в качестве обделок железнодорожных и автодорожных тоннелей, проектируются с внешним диаметром 8,5 и 9,5м. На рис. 11.13, в показана схема кольца чугунной об­делки с внешним диаметром 9500 мм, состоящая из 16 тюбингов: девяти нормальных СНО, четырех нормальных СН, двух смежных СС и ключевого СК, а на рис. 11.13,г — общий вид тюбинга СН с поперечным сечением. Кольцо обделки для тоннеля с внешним диаметром 8500 мм имеет такую же ширину 75 см и включает 17 тюбингов пяти типов с усиленными кольцевыми бортами.

Сборные стальные обделки обладают рядом преимуществ перед обделками из чугуна: равнопрочны на сжатие и растяжение, что позволяет снизить общую массу конструкций, обеспечивают вы­сокую водонепроницаемость за счет применения сварных соедине­ний. Основные недостатки — большой коррозийный износ и срав­нительно высокая стоимость стальных обделок. Эти недостатки существенно ограничивают применение несущих стальных обделок в транспортных тоннелях. Исключение могут составлять внутри-тоннельные конструкции, не подверженные непосредственному влиянию воды.

Конструкции железобетонных обделок для перегонных тоннелей метрополитена.

Сборные железобетонные обделки проектируются для тоннелей метрополитена, железнодорожных и автодорожных тоннелей. Желе­зобетонная обделка перегонных тоннелей метрополитена применена впервые при строительстве первой очереди Московского метропо­литена, где железобетонными блоками был закреплен участок пе­регонного тоннеля длиной 887 м. В настоящее время железобетон­ными обделками крепятся 90 % общей протяженности сооружае­мых тоннелей.

Конструктивные решения железобетонных обделок весьма раз­нообразны. Их можно классифицировать следующим образом. По очертанию рабочих поперечных сечений элементов: сплошного прямоугольного сечения — обделка из гладких блоков; ребристого сечения с небольшими ребрами по краям — обделка из ребристых блоков; ребристого сечения с бортами и ребрами жесткости — об­делка из тюбингов. По конструкции стыков между элементами: с плоскими стыками без прокладок, с упругими прокладками в пло­ских стыках, с уменьшенной площадью плоских стыков (скошенные углы элементов на торцах), с цилиндрическими шарнирами в виде цилиндрических вкладышей в стыках; с цилиндрическими поверх­ностями стыков. По характеру связей между элементами: без свя­зей растяжения, с временными связями растяжения в монтажный период, с постоянными связями растяжения. Конструкции без предварительного напряжения и предварительно-напряженные.

Рассмотрим вначале конструкции без предварительного напря­жения. Обделка из гладких блоков возведена в перегонных тоннелях Киевского метрополитена (см. рис. 11.14, а). Кольцо обделки ши­риной 1000 мм состоит из 7 блоков: четыре нормальных, два смеж­ных и один замковый. В плоских стыках между блоками предусмот­рены полуциркульные пазы, которые после монтажа заполняются цементным раствором, образуя монтажные шпонки. Связи в стыках не работают на растяжение. Материал блоков — бетон марки 400 и сварные арматурные каркасы из стержней периодического про­филя диаметром 16 мм и гладких диаметров 6—10 мм с расходом стали4621 кг на 1 м тоннеля. Гидроизоляция стыков в этой кон­струкции, как и во всех остальных сборных железобетонных об­делках, осуществляется цементной замазкой, которой заполняются специально предусмотренные фальцы.

Унифицированная обделка из ребристых блоков (рис. 11.14, б) является перспективной конструкцией для тоннелей, сооружаемых щитовым способом. Кольцо шириной 1000 мм состоит из 7 блоков: шести нормальных и одного плоского лоткового. Соединение бло­ков в кольце осуществляется без связей растяжения по цилиндри­ческим поверхностям с монтажными шпильками. Смежные кольца соединяются по плоским поверхностям без перевязки швов. Мате­риал обделки — бетон марки 400 с расходом арматурной стали 257 кг на 1 м тоннеля.

Железобетонная обделка из тюбингов нашла применение при строительстве метрополитена в Ленинграде, а затем в Москве и дру­гих городах СССР. На рис. 11.14, в показана железобетонная тю­бинговая обделка перегонного тоннеля. Кольцо обделки шириной 1000мм собирается из 10 тюбингов: семи нормальных, двух смеж­ных и одного замкового. Соединение тюбингов в кольце, а также смежных колец осуществляется по плоским стыкам с помощью болтов, которые являются временными монтажными связями ра­стяжения, а на период эксплуатации должны заменяться шпиль­ками с заполнением верхней части болтовых отверстий цементной замазкой. Борта тюбингов являются наиболее нагруженными эле­ментами и поэтому усиленно армируются. Как правило, для из­готовления тюбингов используется бетон более высоких марок и рас­ходуется больше высокопрочной арматурной стали, нежели для изготовления блоков. Материалом рассматриваемой тюбинговой обделки является бетон марки 600 с расходом арматурной стали 458,7кг на 1м тоннеля. В настоящее время при строительстве Ленинградского метро­политена широко используется железобетонная обделка из тюбин­гов типа РБ-5НСК-49 (рис. 11.14, г). Кольцо обделки шириной1000 мм состоит из 9 тюбингов: шести нормальных, двух смежных и одного замкового. В кольце тюбинги сопрягаются с помощью цилиндрических стыковых соединений без связей растяжения. Смежные кольца в рассматриваемой конструкции сопрягаются с перевязкой швов. Материал обделки — бетон марки 600 с расхо­дом арматурной стали 306,1 кг на 1м тоннеля. В настоящее время при строительстве Ленинградского метро­политена широко используется железобетонная обделка из тюбин­гов типа РБ-5НСК-49 (рис. 11.14, г). Кольцо обделки шириной 1000 мм состоит из 9 тюбингов: шести нормальных, двух смежных и одного замкового. В кольце тюбинги сопрягаются с помощью цилиндрических стыковых соединений без связей растяжения. Смежные кольца в рассматриваемой конструкции сопрягаются с перевязкой швов. Материал обделки — бетон марки 600 с расхо­дом арматурной стали 306,1 кг на 1 м тоннеля. Железобетонная тюбинговая обделка станционных тоннелей проектируется с наружным диаметром 8,5 м. Кольцо такой обделки применяемой в Киевском метрополитене (рис. 11.15, а), шириной 750 мм состоит из 10 тюбингов: семи нормальных, двух смежным и одного замкового с плоскими стыками между ними.

На рис. 11.15,6 представлена близкая по конструктивным размерам железобетонной обделки из четырех гладких блоков шириной 750мм, которая применяется для крепления железнодорожных тоннелей. Для сопряжения блоков в кольце оставляются выпуски арматуры, которые соединяются, а затем омоноличиваются, что обеспечивает постоянные связи растяжения между блоками.

Конструкции обделок обжимаемых в породу.

Предварительно-напряженные сборные обделки обладают ря­дом существенных преимуществ по сравнению с рассмотренными конструкциями обделок без предварительного напряжения: вклю­чение в совместную работу с окружающим породным массивом сразу после монтажа; закрытие стыков и уплотнение гидроизоля­ции в стыках; геометрическая неизменяемость в монтажный период; повышенная трещиностойкость, снижение расхода стали и бетона, предотвращение осадок земной поверхности, что особенно важно в городских условиях.

Предварительное напряжение сборных обделок может быть выполнено с применением специальных конструктивных элементов (внешнего бетонного кольца, внешних стальных обручей, банда­жей) или с обжатием обделки в породный массив.

Внешнее бетонное кольцо 1 (рис 11.16, а) с выдержанным кру­говым очертанием возводится для выравнивания поверхности вы­работки. Внутри его монтируется сборная обделка 2 с наружными ребрами и шипами 3, обеспечивающими образование кольцевого зазора 4, в который нагнетается цементный раствор под давлением до 1,3 МПа, что вызывает обжатие обделки. Этот метод обжатия не требует дополнительного расхода металла, но обладает рядом существенных недостатков: неравномерность обжатия, утечка раст­вора, потери напряжений предварительного сжатия от усадки раствора и ползучести бетона. При использовании внешних стальных обручей 1 (рис. 11.16, б), обжатие кольца обделки 2 производится двумя домкратами 3, уста­новленными обычно по концам горизонтального диаметра в спе­циальных -окнах между блоками. При этом внешние стальные об­ручи натягиваются и обжимают обделку. Заданная величина об­жатия фиксируется бетонными вкладышами 4, после чего домкраты извлекаются. Обжатие обделки может быть выполнено также пу­тем вдавливания в кольцо обделки щитовыми домкратами одного или нескольких клиновых блоков. Внешние стальные бандажи из высокопрочной проволоки / (рис. 11.16, в) могут быть натянуты на кольцо обделки 2 с помощью стяжных муфт 3, расположенных в окнах между блоками на концах горизонтального диаметра, усиленных стальными рамками 4. Натягивая стальные бандажи с помощью муфт, производят обжатие обделки с наперед заданными усилиями. Необходимо отметить, что использование стальных обручей или бандажей, хотя и создает равномерное обжатие обделки, но требует значительного расхода дорогостоящего металла.

Все перечисленные способы обжатия обделки с применением специальных конструктивных элементов находятся в стадии промышленного эксперимента. Наиболее перспективным представляется развиваемый в последние годы способ обжатия обделки в породу. Достоинством этого способа является плотный контакт обделки с породным массивом, что благоприятно сказывается на ее статической работе и предотвращает осадки земной поверхности, а также исключает первичное нагнетание и снижает расход арматуры в блоках.

Конструктивные решения обделок, обжимаемых в породу, весьма разнообразны. Наибольшее распространение получили два конструктивных решения: обжатие в результате распора обделки гидравлическими домкратами, установленными в специальных окнах (рис. 11.16, г) или вынесенными внутрь тоннеля, и последующей установки бетонных вкладышей; обжатие в результате вдавливания клиновых блоков с двумя наклонными торцами (рис. 11.16,д) или с двумя прямыми торцами.

Конструкции обделок станций метрополитена.

Сборные обделки станций метрополитена глубокого заложения представляют более сложные конструкции, чем обделки перегон­ных тоннелей. Основу конструктивных решений станций состав­ляют рассмотренные выше обделки станционных тоннелей с внеш­ним диаметром 9500мм и реже 8500мм. В отечественной практике получили распространение два основных конструктивных решения трехсводчатых станций: пилонного и колонного типа.

В качестве примера на рис. 11.18, а показано поперечное се­чение проемной части станции пилонного типа из чугунных тю­бингов. Основу конструктивного решения составляют средний и два боковых станционных тоннеля, закрепленные обделкой из тю­бингов с наружным диаметром 9500 мм (см. рис. 11.13, в, г), кото­рые широко применялись ранее, а в настоящее время заменены тю­бингами с наружным диаметром 8500 мм. Для устройства проходов между средним и боковыми тоннелями делаются проемы в кольцах обделки станционных тоннелей, которые конструктивно офор­мляются специальными рамами, состоящими из усиленных тюбин­гов крайних колец, верхней и нижней тюбинговых перемычек. Проемы чередуются с пилонами (простенками), которые выпол­няются шириной на четыре или три кольца тюбингов. Проходы кре­пятся обычно монолитным бетоном толщиной не менее 40см с внеш­ней гидроизоляцией из металлических листов на анкерах, заде­ланных в бетон. В расчетном отношении обделка станции пилонного типа пред­ставляет пространственную систему, которую в первом приближе­нии можно расчленить на отдельные «плоские» системы проемной части, пилонной части и горизонтальных перемычек, оформляющих проемы [54]. Соответствующие расчетные схемы проемной части показаны на рис. 11.18, б. Обделка боковых тоннелей представляет разомкнутое кольцо, шарнирно опертое на перемычки, загруженное активными и реактивными нагрузками, обделка сред­него тоннеля—свод, также шарнирно-опертый на перемычки, но воспринимающий только активную вертикальную нагрузку. Пе­ремычки, расчетная схема которых представляет бесшарнирный свод переменного сечения, воспринимают усилия, передаваемые разомкнутыми кольцами проемной части, и активную нагрузку со стороны породного массива. В первом приближении их можно рассчитывать только на нормальную составляющую усилий, пе­редаваемых разомкнутыми кольцами, так как они по величине яв­ляются определяющими. Кольца пилонной части, как это показанона соответствующей расчетной схеме (рис. 11.18, в), имеют пере­менную жесткость за счет постановки усиленных тюбингов (на рисунке эти участки отмечены более жирными линиями) и рабо­тают независимо друг от друга под действием активной, реактив­ной нагрузки, а также нормальных сил, поперечных сил и момен­тов, передаваемых перемычками в местах опирания.

Поперечное сечение станции колонного типа с обделкой из чу­гунных тюбингов с наружным диаметром 9500 м показано на рис. 11.19, а. Как отмечалось выше, в новых проектах применяют

тюбинги с наружным диаметром 8500 мм. Конструкция состоит из разомкнутых внутрь колец боковых тоннелей, опирающихся в верх­ней части на две продольные металлические аркады, и кругового свода среднего тоннеля, опирающегося на те же аркады. Разомкну­тые кольца боковых тоннелей и свод среднего тоннеля собирают из стандартных чугунных тюбингов, за исключением двух типов специальных тюбингов, служащих опорными элементами колец боковых тоннелей и свода среднего тоннеля. Аркады представляют металлические сварные или клепаные конструкции, состоящие из двухконсольных прогонов, стыкуемых в пролете, колонн с шагом вдоль станции 4000—5000 мм и опорных башмаков. Колонны опи­раются на железобетонную плиту, которая соединяет разомкнутые кольца боковых тоннелей в нижней части станции, образуя пло­ский лоток. Для передачи распорных усилий в разомкнутых коль­цах боковых тоннелей и своде среднего тоннеля внутри последнего устанавливаются металлические криволинейные распорки. В но­вых проектных решениях стальные прогоны не применяются, а под платформой располагаются служебные помещения.

При расчете станции колонного типа представляют более про­стые системы, чем станции пилонного типа, и применение для их проектирования плоских расчетных схем более оправдано. Пло­ская расчетная схема (рис. 11.19, б) принимается для типовой секции станции колонного типа, которая включает колонну и два полупролета прогонов по обе стороны от колонны. Расчетная схема представляет трехпролетную упругую систему, восприни­мающую активную вертикальную нагрузку и на остальной части контура — активную и реактивную нагрузки. При этом на рис. 11.19, б не показана существенная концентрация реактивных нагрузок под колоннами. Прогоны, опирающиеся на смежные ко­лонны, могут рассчитываться только на активную вертикальную нагрузку как своды переменной толщины с шарниром в замке.

Станции пилонного и колонного типа могут быть выполнены также из железобетонных тюбингов и блоков. Такие конструкции использованы при строительстве Киевского метрополитена. Интерес­ное конструктивное решение в сборном железобетоне для станции колонного типа без боковых платформ было применено при строи­тельстве Ленинградского метрополитена. Средний тоннель такой станции имеет увеличенный наружный диаметр 9800 мм, а боко­вые тоннели, расположенные на одном с ним уровне, крепятся железобетонной обделкой перегонных тоннелей с наружным диа­метром 5500мм. Разомкнутые кольца боковых тоннелей и свод среднего тоннеля опираются на вертикальные чугунные стены, которые имеют проемы с раздвижными дверями по ширине дверей вагонов метрополитена.

Плоские расчетные схемы, приведенные на рис. 11.18, б, в и рис. 11.19, б для станций из чугунных тюбингов, могут быть ис­пользованы и для станций из железобетонных элементов, но с боль­шей степенью достоверности, так как в поперечных стыках между кольцами, как правило, отсутствуют связи растяжения. борные обделки из стандартных железобетонных или чугунных элементов перегонных и станционных тоннелей применяют для крепления различных сооружений метрополитена: эскалаторных тоннелей, камер съездов, тупиков, подходных коридоров.

2. Технологии строительства капитальных и подготовительных горных выработок и области их эффективного применения.

К капитальным относятся все вскрывающие выработки, а также некоторые основные подготовительные выработки (первые панельные бремсберги на вновь вскрываемых пластах, магистральные штреки блоковых шахт и т. д.) и отдельные камеры. Разделение выработок на капитальные и некапитальные регламентировано соответствующими инструкциями. Выработки, сохраняемые в течение всего срока службы шахты или хотя бы одного ее горизонта, как правило, относятся к капитальным.

Подготовительные горные выработки - горные выработки проводимые для подготовки месторождения к очистной выемке и разделяющие месторождение на выемочные участки, панели, блоки.

Капитальные вскрывающие выработки делятся на главные и вспомогательные. К главным относят выработки, имеющие непосредственный выход на поверхность: вертикальные и наклонные стволы шахтные и штольни; к вспомогательным -квершлаги, гезенки, бремсберги и уклоны. Подготовительные выработки - это главным образом штреки, пройденные по полезному ископаемому. Способы вскрытия месторождения весьма разнообразны и различаются по роду главных вскрывающих выработок, по их расположению относительно пластов или рудных тел, по наличию вспомогательных вскрывающих выработок, по числу подземных транспортных горизонтов. Способ вскрытия месторождения зависит от рельефа местности, ценности полезного ископаемого, формы, размеров и глубины его залегания, мощности и угла падения пластов или рудных тел, их числа и расстояния между ними и других факторов. При выборе способа вскрытия влияние перечисленных выше геологических и горнотехнических факторов учитывается комплексно. К важнейшим из них следует отнести: минимальные первоначальные капитальные затраты и сроки строительства шахты; концентрацию производства при условии максимального увеличения добычи с очистного забоя; концентрацию добычи шахты на ограниченном числе одновременно разрабатываемых пластов; сокращение протяженности поддерживаемых горных выработок путем интенсификации очистных работ и периодического обновления горного хозяйства шахты за счет подготовки новых горизонтов или их реконструкции. Вскрытие месторождения вертикальными стволами является универсальным. Проходят не менее двух стволов (два безопасных выхода из шахты на поверхность), один из которых служит для подачи свежего воздуха в шахту, а второй - для отвода воздуха на поверхность.

ПРОХОДКА И КРЕПЛЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Устьевую часть технологических участков в зависимости от типа постоянных копров, как правило, следует проходить:

-на глубину до 8м - открытым котлованом, открытым общим котлованом с устройством фундаментов под башенный копер;

-на глубину до 30м - по рекомендациям специального ППР.

Во всех случаях устья должны быть ограждены в соответствии с требованиями правил безопасности.

Разработку котлованов следует производить в соответствии с требованиями СНиП III-8-76.

Проемы в устьях стволов, а также в фундаментах под башенные копры на период проходки стволов должны быть ограждены временными перемычками, предотвращающими поступление воды в ствол.

При возведении тюбинговой крепи после навески тюбинговых колец на величину заходки следует выполнить чеканку радиальных и круговых стыков тюбингов. После проверки качества выполненной чеканки закрепное пространство следует заполнить тампонажным раствором.

Общий приток воды в законченный строительством ствол глубиной до 800 м не должен превышать 5 куб.м/ч; допускается увеличение этого притока из расчета 0,5 куб.м/ч на каждые последующие 100 м ствола. При этом проектом должны быть предусмотрены меры по водоподавлению, разработаны конструктивные решения по улавливанию и отводу из ствола сверхнормативных притоков воды.

ПРОВЕДЕНИЕ И КРЕПЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ, НАКЛОННЫХ ВЫРАБОТОК И КАМЕР

Устья наклонных стволов следует, как правило, проводить в виде котлована (траншеи).

Разработку котлованов (траншей) следует производить в соответствии с требованиями СНиП III-8-76.

В породах I и II категорий устойчивости проведение выработок сечением до 20 кв.м следует осуществлять сплошным забоем.

При проведении выработок в породах III и IV категорий устойчивости, а также сечением свыше 20 кв.м способ разработки забоя должен быть определен ППР.

Проведение выработок по выбросоопасным пластам и породам необходимо, как правило, осуществлять проходческими комбайнами со специальными исполнительными органами.

В выработках, проводимых в породах I категории устойчивости, временную инвентарную крепь следует извлекать в соответствии с рекомендациями специального ППР.

В выработках, проводимых в породах II-IV категорий устойчивости, допускается оставлять временную крепь за постоянной.

В прочных, монолитных и малотрещиноватых породах выработки могут проводиться без временной крепи.

В наклонных выработках постоянные рамные крепи при углах наклона свыше 30°, а также монолитные бетонные и железобетонные крепи при любых углах наклона следует возводить участками снизу вверх от нижнего до верхнего опорного венца. Рамные крепи при углах наклона до 30° следует возводить вслед за подвиганием забоя.

Величина уступов между двумя смежными участками крепи из монолитного бетона (железобетона) не должна превышать 10 мм. Наклон стенок крепи в вертикальной плоскости не должен превышать 0,01, а отметка заложения фундамента не должна отличаться от принятой проектом выработки более чем на 30 мм.

При возведении крепи из сборных элементов необходимо соблюдать следующие требования:

-характеристика элементов крепи и их соединений должна соответствовать проекту выработки и паспортам заводов-изготовителей;

-тюбинговые кольца должны занимать проектное положение по отношению к продольной оси и радиусам выработки;

-в рамной крепи должны быть обеспечены перпендикулярность рам к оси выработки, расклинивание их и затяжка в соответствии с проектом выработки;

-закрепное пространство должно быть забутовано мелкой породой, а в местах, предусмотренных ППР, - и затампонировано;

-в рамных крепях допускаются отклонения размеров выработки от проектных (в свету) по ширине и со стороны кровли - не более 50 мм, а отметок почвы - не более ±30 мм при условии, чтобы осадочный зазор (в податливых крепях), размеры проходов для людей, транспортные зазоры соответствовали проекту выработки.