Файл: Максимов С.Н. Инженерные сооружения (с основами строительного дела) учеб. пособие.pdf

ройных машин, а в случае необходимости применяют взрывные работы.

Трубопроводы укладывают в подводные траншеи с помощью специально оборудованных понтонов, паромов и других плавучих средств. При работах в районах Крайнего Севера или областях с

трос, к которому прикрепляют плеть труб, подлежащую укладке. Во время протаскивания должен вестись очень тщательный кон-

Рис. 152. Расположение трубопровода на специальной насыпи

троль за следованием труб по траншее, а также за целостью са­ мого троса, так как при обрыве его для ликвидации аварии потре­ буется применение сложных водолазных работ.

Для обеспечения надежного укрепления трубопровода на дне водоема проводится специальная балластировка навешиванием одиночных грузов (чугунных, бетонных и т. п.), наложением сплош­ ного бетонного покрытия, анкерованием или другими способами.

247

Прокладку трубопроводов через болота можно выполнять в зависимости от строения торфяной залежи и ее мощности одним из следующих способов: 1) в траншее с частичным или полным выторфовыванием (подземное расположение, рис. 151); 2) без траншеи на поверхности болота по фашинной (хворостяной) на­ стилке или на насыпях (рис. 152), которые могут отсыпаться с полным или частичным выторфовыванием или без него (назе-м-

Рис. 153. Расположение трубопровода на свайных опорах

ное расположение); 3) на свайных (рис. 153), висячих или других опорах (надземное расположение).

Выбор способа прокладки зависит от того, каким образом будут осуществляться строительные работы и как будет вести себя трубопровод после укладки.

Выбор метода ведения строительных работ зависит от несу­ щей способности собственно торфяного слоя, а также покровного слоя болота. Учитывая, что большинство болот практически непро­ ходимо для обычных колесных машин, на строительстве должны применяться только машины в специальном «болотном» варианте с пониженным удельным давлением на грунт. Однако во многих случаях до начала работ по прокладке трубопровода приходится

2 4 8

сооружать лежневые или другие дороги, позволяющие осуще­ ствить доставку и монтаж трубопровода, а также его укладку.

Однако этот выбор зависит и от условий работы самого "тру­ бопровода. Удельное давление на грунт от трубопровода в период его эксплуатации составляет всего 0,02—0,04 кг/см2, т. е. величину весьма низкую, но торфяная залежь часто обладает еще более низкой несущей способностью, трубопровод погружается в толщу

секций; 3) подготовка траншеи, насыпи или опор; 4) монтаж и укладка трубопровода с последующей его засыпкой.

Если работы на болоте ведутся в зимних условиях, когда траншея проходится в мерзлом слое и является сухой, так же как и в случаях осушенных болот, трубопровод укладывается обычным для сухопутных условий трассы способом, т. е. с опусканием трубо­ провода трубоукладчиком, передвигающимся по краю траншеи.

Если же работы ведутся с укладкой трубопровода в обвод­ ненную траншею, то применяют либо метод протаскивания забал­ ластированной плети, либо сплавной метод. Первый из них анало­ гичен протаскиванию через водную преграду, а второй заключает­ ся в том, что на одном из берегов болота ведется сварка плети трубопровода, которая по мере наращивания сплавляется в запол­ ненную водой траншею. Наращивание ведется до получения плети, перекрывающей все болото (или его непроходимую часть). После сварки и изоляции всей плети ее погружают в траншею на­ гружением грузами, с каких-либо плавучих средств (понтонов) или с вертолетов, так как обычные механизмы, двигающиеся по поверх­ ности земли, в этих условиях неприменимы.

Строительство трубопроводов в горных условиях сопряжено с рядом трудностей, связанных с проложением трассы по сильно пересеченной местности, с чередованием пород разной прочности и деформируемости, а также с развитием физико-геологических процессов (оползни, обвалы, сели, лавины и т. п.). Эти условия ограничивают возможность применения механизированных методов строительства, затрудняют ведение строительных работ, а на уча­ стках развития склоновых движений создают опасность разруше­ ния трубопроводов. Поэтому строительство трубопроводов в гор­ ных условиях всегда связано с необходимостью не только приме­ нения большого числа искусственных сооружений, обеспечивающих переходы трубопровода через препятствия, но и ведения дополни­ тельных работ по укреплению и защите трубопроводов. Специфич­ ность и сложность инженерно-геологических условий строитель­ ства трубопроводов в горных условиях вызывают необходимость, разработки большего числа конкурирующих вариантов трассы.

При прокладке трубопроводов на участках пересечения желез­ ных и автомобильных дорог, каналов и других сооружений воз-

249

Г л а в а X

ТОННЕЛИ

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Тоннель представляет собой сооружение, располагаемое внутри массива горных пород и грунтов, служащее звеном пути сооб­ щения, водоводом или используемое для прокладок сетей подзем­ ного хозяйства городов и промышленных предприятий, для устрой­ ства резервуаров, размещения складов, гаражей, ангаров, подзем­ ных заводов и электростанций, а также для других целей.

По назначению тоннели подразделяются на транспортные, гидротехнические, тоннели городского хозяйства и горнопромыш­ ленные.

К т р а н с п о р т н ы м тоннелям относятся железнодорожные, тоннели метрополитенов, автодорожные, пешеходные, судоходные. По местоположению их можно разделить на горные (в горных массивах), подводные (под реками, озерами, морскими проливами и каналами) и городские (под городскими проездами, застроенны­ ми кварталами и водотоками).

Среди них наибольшее распространение получили тоннели на железных дорогах и особенно на городских подземных дорогах — метрополитенах. Автодорожные тоннели встречаются несколько реже, хотя в последние годы строительство этих тоннелей расши­ ряется. Пешеходные тоннели строят в больших городах на пере­ сечении магистралей и привокзальных путей больших станций, на оживленных улицах, площадях и т. п. С развитием железнодорож­ ного транспорта роль судоходных тоннелей снизилась, и в настоя­ щее время они сооружаются в редких случаях.

и устройствах для водоснабжения городов и промышленных пред­ приятий. Среди них выделяют подводящие и соединительные. Кроме того, тоннели сооружают для пропуска строительных рас­ ходов в период возведения плотин; их называют строительными тоннелями.

По режиму работы гидротехнические тоннели подразделяются

251

атакже отвода дренажных вод.

Ккатегории тоннелей относятся также газо- и бомбоубежища и другие подземные сооружения.

По способам сооружения все тоннели можно разделить на тоннели закрытого (подземного) и открытого производства работ.

При закрытом способе тоннель строится без вскрытия над ним

Рис. 154. Тоннель кругового очертания (а) и тоннельная обделка (б)

земной поверхности, а при открытом — в открытых котлованах или траншеях. Более подробно способы производства горнопроходче­ ских работ при строительстве тоннелей рассмотрены ниже.

В зависимости от назначения, размера сечения и геологических условий форма тоннелей может быть круговой (рис. 154, а) или подковообразной (рис. 154,6) (иногда эллиптической).

§ 2. КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Строительство подземных ходов и тоннелей, как и подземных сооружений другого назначения, велось еще в глубокой древности. Археологическими исследованиями установлено, что подземные сооружения существовали за тысячелетия до нашей эры. В 2150 г. до н. э. в г. Вавилоне под р. Евфратом был сооружен тоннель се­ чением 14 м2 и длиной около 900 м. За 700 лет до нашей эры в Греции на о. Самосе для водоснабжения был построен тоннель длиной 1600 м, а через 650 лет после этого в окрестностях Рима для осушения оз. Фучино был пройден тоннель протяжением более 5,5 км. Много древних водопроводных тоннелей, часть из которых используется и в настоящее время, было сооружено в Италии.

2 5 2

В Индии, Египте, Греции и других странах также известны тонне­ ли, сооруженные в древние времена.

К сохранившимся памятникам подземных сооружении древ­ него мира относятся подземные храмы, катакомбы, гробницы и др.

Первые тоннели строились для водоснабжения, а затем стали строить их и для транспортных целей.

В начальный период строительства тоннелей горнопроходче­ ские работы велись с помощью самых примитивных инструментов, хотя уже давно применялись сплошные и полые сверла, армиро­ ванные кусками твердых камней (даже корунда и алмаза).

Римляне ввели так называемый «огневой» способ, заключав­ шийся в разогревании пород забоя до высокой температуры кост­ рами и быстром охлаждении поливкой водой. При этом происхо­ дило растрескивание породы и облегчалась ее разработка. Инте­ ресно, что следы применения этого метода известны во многих странах, в том числе у нас в древних рудниках Урала и Сибири.

Уже в древности проходку тоннелей вели с двух сторон из двух встречных забоев, расположенных по разные стороны гор­ ного массива.

Древние тоннели сооружались почти исключительно в проч­ ных породах, в которых не требовалось крепления стенок выработ­ ки, и форма была обычно самая простая — круглого очертания.

Позднее стали сооружать тоннели и в менее прочных поро­ дах, в которых для обеспечения устойчивости стен и свода выра­ ботки применялась обделка, выполняемая из каменной кладки на растворе из негашеной извести.

После падения Римской империи и вплоть до конца средних веков в технике, в том числе и в тоннелестроении, наблюдался пе­

втоннелестроении.

Сэтого времени и до начала XIX в. был период строительства тоннелей на водных путях сообщения. Родиной судоходных тонне­ лей надо считать Францию, где в 1679—1681 гг. на Лангедокском канале был построен первый судоходный тоннель длиной 165 м. Впоследствии во Франции было сооружено около 40 судоходных

также в Англии, Японии и США.

На безрельсовых дорогах (в то время гужевых) тоннели строи­ лись мало, что объясняется в первую очередь тем, что этот тип дорог допускает применение больших уклонов, поэтому надобность в тоннелях возникала редко.

Положение в сухопутном транспорте резко изменилось в на­ чале XIX в., когда на железных дорогах появилась паровозная тяга. На этих дорогах допускались меньшие уклоны и поэтому в

2 5 3