Туннели и коллекторы

Наибольшее применение в строитель­стве туннелей и коллекторов получили кон­струкции сборных железобетонных коллек­торов, разработанные институтом «Мосинжпроект», рабочие чертежи которых приведены в серии альбомов (РК 1101-70, РК 1102-75). Конструкции вошли в Каталог унифицированных индустриальных изделий и предназначены для сооружения городских и внутриквартальных коллекторов откры­тым способом.

Технологические сечения городских кол­лекторов при совместной прокладке трубо­проводов, водопровода, кабелей связи и си­ловых кабелей до 10 кВ даны в альбоме СК 1101-74.

Рис.4.13 В альбомах приведены две конструкции коллекторов: одна из объемных железобе­тонных цельноформованных секций сечением В х Н (ширина и высота) - 1,5 х 1,9; 2,1 х 2,1; 2,5 х 2,5 и 3,0 х 3,2 м, предназна­ченных для сооружения линейной части кол­лекторов (рис. 4.13 а), другая из отдель­ных железобетонных элементов L-образной формы, ребристых плит перекрытия и плит днища для сборных коллекторов сечением В х Н - 3,6 х 2,1; 3,6 х 2,5; 3,6 х 3,2; 4,2 х 2,5; 4,2 х 3,2 м (рис. 4.13,б). Из этих сборных элементов сооружаются камеры, углы поворотов, узлы коллекторов.

Рис. 4.13. Габаритные схемы коллекторов:

а — из объемных секций; б — из отдельных эле­ментов

В номенклатуру железобетонных сбор­ных элементов дополнительно включены угловые стеновые блоки, плиты с отвер­стиями и балки перекрытий камер.

Строительная конструкция коллектора из объемных секций состоит из рамных цельноформованных элементов, монтируе­мых на подготовке из монолитного бетона (рис. 4.14). Сопряжение объемных секций предусмотрено в «четверть» по стенам и днищу и в «шпонку» по перекрытию с запол­нением стыков цементным раствором. Мак­симальная длина объемных секций 3,6 м. Коллектор из отдельных железобетонных элементов монтируется из стеновых блоков L-образной формы, плит перекрытия и дни­ща (рис. 4.15).

Рис. 4.14. Коллектор из объемных секций:

1— объемная секция; 2 - гидроизоляция оклеечная; 3 —цементный слой; 4 — защитный слой из бетона; 5 — асбоцементная плита; 6 — гидроизоляция окле­ечная стен и днища; 7 — бетонная подготовка; 8 — песчаное основание; 9 — асфальт; 10 — цемент­ный раствор

Рис. 4.15. Коллектор из отдельных железо­бетонных элементов:

1— плита днища; 2 — L-образный стеновой блок; 3 —ребристая плита перекрытия; 4 — гидроизоля­ция оклеечная; 5 — цементный выравнивающий слой; б — защитный слой из бетона; 7 — асбо­цементная плита; 8 —бетонная подготовка; 9 — замоноличивание бетоном В25;10 — песок; 11 — асфальт

Связь между плитами днища и стено­выми блоками обеспечивается за счет пет­левых выпусков, через которые пропускается продольная арматура. Стыки замоноличиваются бетоном. Плиты перекрытия имеют на опорах подсечки и укладываются враспор на цементный раствор по верху стеновых блоков. Монтаж сборных железобетонных элементов осуществляется на бетонной под­готовке по слою свежеуложенного раствора. Швы между элементами заполняются це­ментным раствором. Образующиеся це­ментные шпонки связывают смежные эле­менты между собой и обеспечивают заделку швов. Максимальная длина элементов (вдоль коллектора) 2,7 м для стеновых бло­ков, 3,0 м для плит перекрытия и 2,1 м для плит днища.

Наряду с конструкцией линейной части коллекторов в типовом проекте разработаны конструктивные решения углов поворота коллекторов, камер для обслуживания двухсторонних сальниковых компенсаторов, во­допроводных камер, камер для разводки кабелей. Габариты камер определены на основании анализа наиболее часто встречаю­щихся технологических схем и могут коррек­тироваться при конкретном проектировании. Углы поворота коллекторов, камеры и узлы монтируются как из элементов линей­ной части, так и из угловых блоков, до-борных стеновых и доборных плит перекры­тия, балок, колонн и фундаментного блока (рис. 4.16).

Рис. 4.16. Камера сборного железобетон­ного коллектора:

1 — колонна; 2 — угловой блок; 3 — балка перекры­тия; 4 — плита перекрытия; 5 — стеновой блок; б — блок днища; 7 — гидроизоляция; 8 — защитная стенка; 9 — двухслойная подготовка из щебня и бетона

Сборные железобетонные конструкции коллекторов предназначены для применения в следующих условиях строительства: сейсмичность района не более 6 баллов, грунты в основании непучинистые, непросадочные. Несущая способность основания должна быть не менее 0,15 МПа.

Элементы коллекторов рассчитаны на временную автомобильную нагрузку Н-30 и колесную НК-80 при глубине засыпки над верхом перекрытия от верха дорожного по­крытия 0,7 — 2,0 м, при расположении в зеле­ной зоне 0,5 — 2,0 м. Объемный вес грунта принят 18 кН/м³, угол внутреннего трения φ = 30°. Распределение давления от времен­ной нагрузки принято под углом 45° в пре­делах дорожного покрытия и под углом 30° в грунте. Расчетная схема коллекторов при­нята в виде бесшарнирной рамы на упругом основании для объемных секций и в виде двухшарнирной рамы для коллекторов из отдельных железобетонных элементов. При одностороннем расположении временной на­грузки учтен отпор грунта в размере 50% бокового давления грунта от временной на­грузки.

Через каждые 40 — 50 м, а также в ме­стах примыкания коллектора к камерам и в местах резкого изменения грунтовых усло­вий устраиваются температурно-осадочные швы (с компенсаторами).

Конструкции туннелей и коллекторов должны быть защищены от проникания в них поверхностных и грунтовых вод. Пере­крытия туннелей и коллекторов, распола­гаемых выше уровня грунтовых вод, следует защищать оклеенной гидроизоляцией из двух слоев изола, а стены обмазывать битумной эмульсией. В туннелях и коллекторах необ­ходимо предусматривать продольный уклон не менее 0,002.

При расположении туннелей и коллекто­ров ниже уровня грунтовых вод они должны быть защищены устройством попутного дре­нажа и оклеенной изоляцией. Тип и кон­структивные решения гидроизоляции следует принимать в соответствии с типовыми про­ектами [ 3 ].

В серию 3.006-3 «Сборные железобе­тонные туннели» вошли туннели с примене­нием уголковых блоков и объемных элемен­тов, разработанные Мосинжпроектом.

Для прокладки трубопроводов тепловых сетей в туннелях и коллекторах предусмат­ривается устройство подвижных и непо­движных опор, а также камер для размеще­ния сальниковых и гнутых компенсаторов, задвижек и другого оборудования. Место расположения опорных конструкций и ка­мер принимается по проекту тепловых сетей. Габариты камер должны устанавливаться с учетом обеспечения проходов для нормаль­ного обслуживания оборудования в период эксплуатации в соответствии с требованиями СНиП 2.04.07-86*.

В перекрытиях камер должны предусма­триваться люки диаметром 0,63 м с двойной крышкой и запорным устройством в количе­стве не менее двух. В местах размещения оборудования и крупногабаритной арматуры следует дополнительно устраивать монтаж­ные проемы длиной не менее 4 м и шириной не менее наибольшего диаметра проклады­ваемой трубы плюс 0,1 м, но не менее 0,7 м.

Неподвижные опоры следует, как пра­вило, выполнять щитовой конструкции из монолитного или сборного железобетона. Скользящие опоры трубопроводов, распола­гаемые в верхних ярусах, проектируются из металлоконструкций, привариваемых к за­кладным деталям в элементах стен и дна коллектора.

Внутренние габариты проектируемых коллекторов следует устанавливать с учетом следующих требований:

ширина прохода не менее 800 мм, высо­та — 2000 мм (в свету);

расстояние в свету от поверхности изо­ляции трубопроводов диаметром 500 — 700 мм до стенки и пола коллектора 200 мм, для трубопроводов диаметром 800 — 900 220 мм и до перекрытия коллек­тора соответственно 120 и 150 мм;

расстояние между поверхностями изоля­ции теплопроводов по вертикали 200 мм для трубопроводов диаметром 500 — 900 мм;

расстояние от поверхности труб водо­провода, напорной канализации и воздухо­проводов до строительных конструкций кол­лектора и до кабелей не менее 200 мм;

вертикальное расстояние между консо­лями для укладки силовых кабелей 200 мм, для укладки контрольных кабелей и кабелей связи 150 мм, горизонтальное расстояние в свету между силовыми кабелями 35 мм, но не менее диаметра кабеля.

Силовые кабели располагаются над ка­белями связи, каждый горизонтальный ряд силовых кабелей отделяется от других рядов и от кабелей связи несгораемой прокладкой из асбестоцементных листов. Над трубопро­водами допускается прокладывать только кабели связи.

Рис.4.17 Пример технологического сечения го­родского коллектора дан на рис. 4.17.

Рис. 4.17. Технологическое сечение коллекто­ра(В х Н = 3000 х 3200 мм):

1— трубопроводы Dу 600 мм; 2 — кабели связи; 3 —силовые кабели; 4 — водопровод D_у 500 мм

Нормальная и безопасная эксплуатация городских коллекторов возможна только при условии их специального оборудования, в комплекс которого входят вентиляция, электроосвещение, водоудаление и прочие устройства. В газифицированных городах об­щие коллекторы должны оборудоваться сиг­нализацией загазованности.

Коллекторы необходимо оборудовать приточной естественной и механической вен­тиляцией для обеспечения внутренней темпе­ратуры в пределах 5 — 30 °С и не менее трех­кратного обмена воздуха за 1 ч. Способ вентиляции должен приниматься в соответ­ствии с санитарными правилами в зависи­мости от назначения коллектора. Вентиля­ционные шахты, как правило, совмещаются с входами в туннель. Расстояние между при­точными и вытяжными шахтами должно определяться расчетом. Вентиляция теплофи­кационных туннелей должна обеспечивать как в зимнее, так и в летнее время темпера­туру воздуха в туннелях не выше 50 °С, а на время производства ремонтных работ и обходов — не выше 40° С. Снижение темпе­ратуры воздуха с 50 до 40 °С допускается предусматривать с помощью передвижных вентиляционных установок.

Выбор вентиляционного оборудования производится на основании теплотехниче­ского и гидравлического расчетов. Расчетные участки принимаются длиной 200 — 250 м.

Вентиляционное оборудование следует размещать в вентиляционных камерах, со­оружаемых из типовых железобетонных элементов коллекторов. Приток воздуха следует осуществлять без подогрева в пониженную точку туннеля через вертикальную шахту, приподнятую над уровнем земли не менее чем на 0,5 м. Удаление воздуха должно осу­ществляться в повышенной точке туннеля че­рез вытяжные шахты. Отверстия приточных и вытяжных шахт необходимо закрывать ме­таллическими решетками с сеткой.

Вентиляторы устанавливают на вибропоглощающих основаниях, а присоединение вентиляторов к сети воздуховодов осуще­ствляют посредством мягких вставок из прорезиненной ткани. Воздуховоды проекти­руются круглого сечения с плавными пово­ротами и переходами.

Проектом вентиляции определяются ме­ста установки датчиков системы сигнализа­ции о загазованности. Датчики необходимо устанавливать в повышенных точках про­филя коллектора, на расстоянии 10—15 м от приточных и вытяжных шахт, а также в ме­стах возможного проникновения газа в кол­лектор. В туннель или коллектор, в который исключено попадание газа, установка газо­вой защиты не обязательна.

Коллекторы по степени надежности электроснабжения следует относить к потре­бителям второй категории. Электроснабже­ние коллекторов, как правило, осуществля­ется по двум кабелям, подключаемым к различным сборкам низкого напряжения трансформаторной подстанции. В туннелях должно предусматриваться устройство рабо­чего, аварийного и ремонтного освещения.

Для питания светильников рабочего и аварийного освещения следует применять напряжение на лампах не выше 220 В, при этом необходимо применять светильники рудничного типа, конструкция которых ис­ключает возможность доступа к лампе без специальных приспособлений. Напряжение на лампах ремонтного освещения должно быть не выше 12 В. Расстояние между шка­фами ремонтного освещения должно быть не более 60 м. Сеть рабочего, аварийного и ремонтного освещения необходимо выпол­нять проводами с алюминиевыми жилами в водогазопроводных трубах или силовыми бронированными кабелями с алюминиевыми жилами.

Все металлические нетоковедущие части электрических установок, которые могут оказаться под напряжением, должны быть заземлены.

Освещенность на уровне пола в тунне­лях при рабочем освещении и также в ка­мерах и узлах должна быть не менее 5 лк, а освещенность при аварийном освещении — не менее 0,5 лк.

Для удаления грунтовых и случайных вод и воды из коллектора при аварии, а также при опорожнении трубопроводов не­обходимо предусматривать аварийные на­сосные станции. Производительность стан­ции определяется из условия: спуск воды из одного трубопровода наибольшего диаметра в течение 2 ч; при наличии трубопроводов диаметром менее 200 мм — насосные стан­ции производительностью не менее макси­мального часового количества поступающей воды, но не менее 8 м³/ч.

Аварийные насосные станции необходи­мо оборудовать двумя комплектами центро­бежных насосов и одним комплектом само­всасывающего насоса производительностью не менее 8 м³/ч.

Сброс аварийных вод следует произво­дить непосредственно через водосборный ко­лодец, из которого вода по самотечному трубопроводу поступает в ближайший водо­сток. Пуск и остановку насосов следует осу­ществлять автоматически от реле уровней.

Для эксплуатации коллекторов следует предусматривать диспетчерские пункты. Раз­мещать диспетчерские пункты по трассе кол­лектора следует из расчета один пункт не бо­лее чем на 5 км протяженности туннеля с равной зоной обслуживания в каждую сто­рону. Диспетчерский пункт, как правило, рас­полагается в зданиях, примыкающих к кол­лектору, или вблизи от него. Благоустроен­ный вход в коллектор должен, как правило, осуществляться через диспетчерский пункт.