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

этого под пяты свода подводят боковые стены. Одноштольневая схема производства работ применяется обычно при строительстве тоннелей небольшой длины (до 500 м).

При двухштольневой схеме сначала проходят нижнюю штоль­ ню на всю длину тоннеля, а затем верхнюю штольню. При рабо­ тах, ведущихся по этой схеме, значительно улучшаются условия

породы при расширении тоннельного профиля, осушаются верхние пласты пород. Кроме того, создаются условия для лучшей развед­ ки горного массива по трассе тоннеля, что позволяет, в случае не­ обходимости, своевременно вносить в проект нужные изменения.

При этой схеме работ расширение верхней части тоннельного профиля производится со стороны верхней штольни, и разрабаты­ ваемая порода через специальные породоспуски переправляется в нижнюю штольню, где проложен узкоколейный путь для отвоза породы на поверхность.

Вслед за сооружением обделки через заранее вставленные в бетон трубки производят нагнетание цементного раствора до пол­ ного заполнения пустот между породой и обделкой тоннеля.

В глинах средней плотности, в глинистых сланцах, мягких мер­

личен от описанных выше. Так, после продвижения забоя нижней штольни на 20—30 м разрабатывают восстающую рассечку до уровня внешнего контура тоннельной обделки. Затем из этой рас­

2 7 9

сечки в разные стороны проходят верхнюю штольню. После этого начинают разработку отдельных колец тоннеля, длиной по 6,5 м (по стандартной длине бревна) или короче, если горное давление велико. Кольца разрабатывают не подряд, а с промежутками в 13—20 м. По мере выемки породы немедленно по отдельным эта­ пам разработки профиля устанавливается временная крепь весьма сложного строения (рис. 166).

После окончания разработки всего профиля и установки креп­ ления приступают к сооружению опалубки и бетонированию. При этом в бетон заделывают трубки для последующего нагнетания цементного раствора для заполнения пространства между породой и обделкой. Удаление крепления производят только после полного затвердения бетонной обделки.

Способ раскрытого тоннельного профиля с временной крепью требует много высококачественного крепежного лесоматериала и высококвалифицированных проходчиков и, главное, крепильщиков, что существенно удорожает строительство. Кроме того, малая ско­ рость работ и длительное время раскрытия профиля без постоян­ ной обделки может способствовать развитию повышенного гор­ ного давления. В связи с этими особенностями метод имеет весьма ограниченное распространение.

280

При проходке тоннелей в породах, в которых развивается вы­

профиля и возведение обделки ведутся по частям снизу вверх. Применяется этот метод преимущественно на небольших участках, главным образом примыкающих к порталам.

Рис. 167. Схема бетонирования свода:

1 — кружало; 2 — лежень; 3 — опалубка; 4 — надкружальные стойки

При проходке тоннелей горными способами всегда применяет­ ся временная крепь той или иной конструкции, назначение кото­ рой поддержание кровли и боков выработки до сооружения по­ стоянного крепления. Типичный пример временного крепления при расширении тоннельного профиля приведен на рис. 167. Здесь основными несущими элементами являются стойки, прогоны, рас­ порки, а остальные представляют собой затяжку, непосредственно поддерживающую обнаженную поверхность выработки (забивные доски-марчеваны, поперечные доски, клинья и т. п.).

Бетонирование обделки тоннеля при горных способах также ведется по частям.

Индустриальные способы

В отличие от горных способов работ индустриальные методы позволяют организовать разработку породы и сборку обделки с максимальной механизацией. Основным методом является щитовой, при помощи которого можно сооружать тоннели в различных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях, проходя разнообразные породы — от неустойчивых водонасыщенных песковплывунов до прочных и крепких пород. Среди тоннелестроителей.

281

Щиты сооружаются в зависимости от необходимого сечения тоннеля диаметром от 1,5 до 11 м, а для придания ему большей

метре более 6,5 м. По форме щиты обычно круглые и реже эллип­ тические. Кроме того, различают механизированные и немеханизи­ рованные щиты, сборно-литые, сборно-сварные и цельносварные, а также щиты с открытой или закрытой грудью. Последние приме­

и установке обделки зависят от инженерно-геологических условий трассы, поэтому щиты обычно делают не универсальными, а при­ способленными к определенному комплексу пород и определенному размеру и назначению тоннеля.

Обделка, применяемая при щитовой проходке тоннелей, яв­ ляется сборной и представляет собой либо бетонные блоки, либо металлические или железобетонные тюбинги (см. рис. 158). Как те, так и другие имеют специальную форму и размеры, соответ­ ствующие частям кольца, крепящего тоннель данной формы и се­ чения.

При механизированной щитовой проходке тоннелей, так же как и при горных способах, после возведения обделки и заполне­ ния пространства между ней и обнаженной породой через неко­ торое время проводят специальные гидроизоляционные работы. Для этого через особые отверстия, имеющиеся в блоках и тюбин­ гах, за обделку тоннелей производится инъектирование гидроизо­ лирующих материалов, чеканка стыков между блоками и тюбин­

гами и другие работы.

В некоторых случаях сложной инженерно-геологической об­ становки, например на участках развития водонасыщенных, не­ устойчивых пород, обводненных песков или под руслами рек, про­ ходка осуществляется особыми способами. Среди них наиболее часто употребляется кессонная проходка с применением сжатого воздуха, нагнетаемого в разрабатываемую часть тоннеля. Для со­ здания в нужном участке тоннеля повышенного давления в готовой его части примерно в 40—50 м от забоя устраивают перегородки с четырьмя шлюзами (2 материальных, 1 людской и 1 аварийный), служащими для сообщения между зонами нормального и повы­

шенного давления.

При сооружении подводных тоннелей применяют способ опускных секций, при котором заранее изготовленные секции до­ ставляются на специальных баржах на место укладки, где с по­ мощью кранов опускаются в разработанный котлован—траншею. Соединение отдельных секций производится водолазами.

В весьма мягких породах, в которых отсутствуют валуны и другие крупные включения, применяют способ продавливания.

2 8 3

При этом способе отдельные готовые звенья обделки или трубы продавливают через породу с помощью мощных домкратов, ус­ тановленных в специальной рабочей камере. Для лучшего про­ движения по грунту первая секция обделки спереди имеет спе­ циальный нож. Способ применим только для тоннелей прямо­ линейного очертания и малого сечения.

Открытый способ

Сооружение тоннелей открытым способом применяют при малой глубине заложения их в малозастроенных районах или при выходе тоннеля на поверхность.

При этом способе производства работ выемку породы и воз­ ведение тоннельных конструкций проводят со вскрытием толщи грунтов в открытом котловане или траншеях. Как правило, глу-

Рис. 169. Постройка тоннеля открытым способом (в траншее с водопонижением)

бина котлована при открытом способе работ не превышает 15 м, так как при более глубоком заложении возрастают нагрузки на обделку тоннеля и крепление котлована, что существенно услож­ няет проведение работ.

Работы по сооружению тоннелей открытым способом можно вести одновременно на большой длине, т. е. широким фронтом, что существенно ускоряет строительство. Кроме того, обычно стоимость такого строительства оказывается значительно ниже, чем при любом другом способе, поэтому, если позволяют условия, этот способ является предпочтительным.

При открытом способе работ применяют две его разновидно­ сти: котлованный и траншейный. Первый предусматривает вскры­ тие котлована без специального крепления откосов, что возможно на незастроенных территориях, и с креплением откосов — на уча­ стках, где развитие откосов затрагивает застроенные территории.

2 8 4