ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

3.1. Назначение и способы возведения подземных сооружений

Возведение подземных сооружений представляет сложную техническую задачу, включающую:

-разработку и выемку горной породы;

-временное закрепление контура выемки;

-установку элементов постоянной обделки.

При этом должна быть обеспечена полная безопасность работающих.

По назначению подземные сооружения можно разделить наследующие виды:

1) тоннели на путях сообщения (железно-автодорожные, метрополитены , пешеходные, судоходные)

2) гидротехнические тоннели (в комплексах гидроэлектростанций, водоснабжения, мелиорации)

3) коммунальные тоннели (водостоки, коллекторы и др.)

4) промышленные и горнопромышленные подземные сооружения

5) специальные.

В зависимости от глубины заложения способы возведения подземных сооружений разделяют на две основные группы:

-открытые способы постройки в котлованах;

-открытые способы возведения сооружений глубокого заложения без нарушения обустройств на земной поверхности.

Открытым способом сооружают тоннели мелкого заложения. При этом важное значение имеет застроенность местности.

В незастроенной местности тоннели строят в котлованах с откосами; на застроенных территориях - в котлованах или шпунтовым ограждением; при строительстве вблизи зданий применяют траншейный способ.

Первый случай в комментариях не нуждается.

Во втором случае (рис. 1) по контуру будущих стен туннеля забивают сваи или шпунты (1) и производят разработку породы до проектной высоты дна. По мере разработки устанавливают расстрелы (2) из металлических балок или труб, а между сваями - деревянную затяжку.

Монтаж туннельной отделки из сборного железобетона выполняют в следующей последовательности:

- укладывают подготовку 3 из тощего бетона;

- устраивают кирпичную защитную стенку 4;

- производят гидроизоляцию лотка 5;

- монтируют лотковые 6 и стеновые блоки 7;

- устраивают перекрытие 8;

- выполняют гидроизоляцию стен и перекрытия 9;

- кладут защитную кирпичную стенку 10;

- устраивают защитную цементную стяжку 11 по перекрытию.

После окончания монтажа производят обратную засыпку до проектных высот вертикальной планировки.

Рисунок 1 – Схема строительства туннеля открытым способом

При траншейном способе строительства разрабатывают узкие траншеи на глубину стен, которые бетонируют до отметки перекрытия. После окончания сооружения стен и затвердения бетона над будущим тоннелем выбирают грунт и бетонируют перекрытия. Затем через отверстия, оставленные в перекрытии выбирают грунт и бетонирую и лоток. В местах, где тоннели проходят в непосредственной близости к зданиях вместо сплошных траншей роют отдельные колодцы, и стены тоннеля бетонируют небольшими по протяжению участками.

Тоннели глубокого заложения сооружают подземным способом через порталы или через вертикальные стволы и специальные камеры.

Через порталы сооружают тоннели в горной местности (рис. 2).

Портал - сооружение, оформляющее вход в тоннель и предназначенное для укрепления стенок откосов и лобовой стенки тоннеля, отвода воды от тоннеля и архитектурного оформления входа в него.

Если железнодорожная дорога под землю уходит не сразу, а постепенно, то перед тоннелем сооружают длинную, постепенно увеличивающуюся выемку, стены которой укрепляют бетоном или камнем. Сооружение, укрепляющее поход к тоннелю называется рамкой.

Рисунок 2 – Сооружение туннеля через порталы: МС – место сбойки

Тоннели метрополитена глубокого заложения сооружают обычно через вертикальные стволы. Стволы проектируют смещенными на 20-50 метров от трассы тоннеля (рис. 3).

После проходки и возведения ствола 1 до проектной глубины под землей строят рудничный двор 2. Для выхода от ствола на трассу 4 сооружают подходные штольни 3.

Один и тот же тоннель может одновременно сооружаться через стволы и через порталы.

По внешнему контуру поперечного сечения тоннеля сооружают постоянное крепление, называемое обделкой. Обделка бывает металлической или железобетонная, состоящая из отдельных колец шириной 0.75-1м. каждое кольцо собирается из отдельных сегментов, которые называются тюбингами.

Может быть обделка из монолитного бетона или железобетона. В крепких скальных породах контур тоннеля может оставаться без крепления - лишь неровности выравнивают бетоном.

Рисунок 3 – сооружение туннеля через вертикальные стволы: а) разрез; б) план

Для проходки тоннелей широко применяются щиты. Это мощное сооружение (диаметром 6м и более), которое с помощью домкратов подвигается в перед, а следом осуществляется крепление. Основное применение щитов - строительство перегонных тоннелей метрополитенов и коммуникационных тоннелей.

При щитовом способе в качестве временной крепи применяют стальной цилиндр - щит, имеющий диаметр, несколько больший, чем тоннельная обделка.

Породу перед щитом разрабатывают на ширину кольца обделки, после чего щит передвигают в образовавшиеся пространство при помощи расположенных в нем гидравлических домкратов, которые упираются в последние кольцо обделки.