3.Конструкция обделки

Обделка из блоков сплошного (прямоугольного) сечения прямоугольной формы сечения.

Кольцо унифицированной обделки шириной 1 м состоит из восьми нормальных, одного лоткового блока с плоской внутренней поверхностью и трех замыкающих вкладышей. Высота сечения блоков 360 мм. Связь между кольцами отсутствует.

Продольный стык – выпукло-вогнутый. Он представляет собой шарнирное соединение, допускающее возможность свободного взаимного поворота сопрягаемых элементов. Обделку с такими стыками рассматривают как кольцо с шарнирами. Ее геометрическая неизменяемость обеспечивается совместной работой с окружающим грунтовым массивом.

Цилиндрическая выпукло-вогнутая форма стыка снижает изгибающий момент в обделке, обеспечивает хорошее восприятие поперечной силы и удобство монтажа.

Достоинством обделки является ее высокая деформативность, обеспеченная шарнирностью продольных стыков и отсутствием связей между кольцами. Это приводит к уменьшению изгибающих моментов в сечениях обделки, что улучшает ее статическую работу.

Недостатки обделки: необходимость подклинки блоков в грунт и оболочку щита для обеспечения необходимой геометрии кольца; возможность получения недопустимой эллиптичности колец до момента затвердения раствора, нагнетаемого за обделку, а в податливых породах даже в рабочей стадии; необходимость при монтаже поддерживать верхние блоки на выдвижных балках до замыкания кольца.

4. Расчет варианта обделки

Нагрузки от горного давления определим по гипотезе сводообразования Протодьяконова:

L=D(1+2tg(45^o - ^н/2))

^н – нормативный угол внутреннего трения,

^н = arctg

^н = arctg 5 = 78, 6^o

Принимаем ^н = 79^o

L=9,22*(1+2*0,096)=10,99 м ~ 11 м

Высота свода обрушения под верхней точки выработки

h₁= L/2

h₁=11/(2*5)=1,1 м

Вертикальное нормативное горное давление

q^н=h₁K_p

 – объемный вес грунта, кН/м³

 = 2,1 кН/м³

К_р – коэффициент условия работы грунтового массива

К_р=1

q^н=2,1*1,1*1=2,3 тс/м²

Расчетное вертикальное горное давление

q^р=n_qq^н

n_q=1,5 – коэффициент условий работы

q^р=1,5*2,3=3,45 тс/м²

Горизонтальное нормативное горное давление

p=*(К_р*h₁+0,5*D_н)*tg²(45-^k/2)

p=2,1*(1*1,1+0,5*8,5)*tg²(45-79/2)=0,10 тс/м²

Расчетное горизонтальное давление

p^р = n_q p^н

p^р=1,2*0,10= 0,12 тс/м²

5.Общая организация работ по сооружению тоннеля

Щитовой способ сооружения тоннелей основан на применении в забое тоннеля специального агрегата – проходческого щита. Щит представляет собой подвижную металлическую крепь, надёжно ограждающую забойную зону от окружающего грунтового массива. Под его защитой выполняются основные операции проходческого цикла: разработка грунта, крепление забоя, транспортировка грунта и материала, возведение обделки. Форма поперечного сечения щита повторяет очертание тоннельной обделки и, как правило, круговая.

Щитовой комплекс выполняется в соответствии с «Правилами безопасности при строительстве метрополитенов и подземных сооружений». В технологический процесс сооружения тоннеля входят следующие работы:

• разработка и погрузка породы щитовым комплексом;

• монтаж обделки.

К забою должны быть подведены:

• сжатый воздух;

• силовые и осветительные кабели;

• водопровод;

• вентиляционные трубы.

В комплекс машин и механизмов для проходки тоннеля входят: механизированный комплекс, транспортные средства (вагонетки, электровозы).

Составляется схема откаточных путей по горным выработкам и проект электровозной откатке.

При длительной остановке механизированного щита крепление лба забоя производится по паспорту, разработанному начальником участка и утверждённым главным инженером. Подготовительные работы при щитовой проходке включают в себя сооружение монтажных камер, доставку щитового оборудования в разобранном виде и монтаж щита. Монтажные камеры размещаются по трассе сооружаемого тоннеля так, чтобы имелась возможность их повторного использования для монтажа щита противоположного направления или для демонтажа щита, закончившего проходку. Монтажные камеры размещены так, чтобы имелась возможность их повторного использования для монтажа щита противоположного направления или для демонтаже щита, закончившего проходку. Внутренние габариты камеры обусловлены размерами монтируемого щита и требованиями размещения подъемных и монтажных устройств. Расстояние от верха щита до свода камеры – 0,5 м . Боковые проходы между щитом и стеной камеры составляет 0,8 м. Длина камеры – 6 м . Конструкция камеры из монолитного бетона в нескальных грунтах имеет верхний свод, стены , обратный свод и торцевые стены, в которых устроены проемы для вывода смонтированного щита. Проемы до передвижки щитов заделывают временным заполнением – металлическими балками с затяжкой из досок. В своде камеры закрепляют продольные балки или проушины для крепления блоков и талей. Для монтажа применяют лебёдки. В лотковой части камеры обычно устраивают бетонную подушку с забетонированными направляющими рельсами по контуру опирания корпуса щита. Для вывода щита из камеры в её лотковой части укладывают неполные тюбинговые кольца с упором в торцевую стену и передвигают щит нижними щитовыми домкратами вплотную к проему. Затем разбирают временное крепление с подкреплением обнажающегося грунта. После выдвижения щита из камеры производят монтаж укладчика тоннельной обделки с использованием тех же подъёмных механизмов и приспособлений.