ЗАМЕНА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ОБДЕЛКИ БОЛЕЕ МОЩНОЙ

Необходимость в полной замене существующей обделки или от­дельных ее элементов более мощной конструкцией возникает либо вследствие потери ею первоначальной несущей способности, либо в результате возрастания действующих на нее нагрузок. По сравнению с рекомендациями по усилению существующей конструкции этот спо­соб реконструкции является более трудоемким и дорогостоящим. Его применение целесообразно лишь в тех случаях, когда материал старой обделки потерял в результате воздействия агрессивной среды свои первоначальные прочностные характеристики, или тогда, когда усиление не может быть практически осуществлено из-за крайне стесненных внутренних габаритов. В этом случае наряду с заменой существующей обделки более мощной устраняют также негабарит- ность тоннеля, т. е. увеличивают внутреннее очертание вновь возводимой обделки.

Все работы, связанные с нарушением целостности обделки в эксплуатируемых тоннелях, выполняют с помощью несущих металлических кружал или специальной передвижной крепи. Тип кружал и расстояние между их осями выбирают в зависимости от инженерно- геологических условий расположения тоннелей и конкретных условий производства работ.

При реконструкции однопутных тоннелей все работы, связанные с заменой существующей конструкции обделки более мощной, рассмотренные ниже в настоящем параграфе, ведут в «окна». В двухпутных тоннелях работы можно выполнять без перерыва движения поездов с закрытием одного пути и сохранением однопутного движения. При замене верхнего свода, стен или полной замене обделки ось действующего пути целесообразно совмещать с осью двухпутного тоннеля. Тогда эксплуатируемую часть тоннеля ограждают от рабочей зоны объемлющими передвижными подмостями (рис. 51), с которых удобно вести все работы

по разборке старой кладки, доработке профиля и возведению но­вой обделки.

Работы по устройству или замене обратного свода выполняют, как правило, с попеременным закрытием одного пути. В этом случае действующий путь надежно ограждают, в рабочей зоне разбирают верхнее строение второго пути и осуществляют реконструкцию лотка до оси обделки. После восстановления пути на него переводят дви­жение, и работы ведут на другом пути в том же порядке.

Замена верхнего свода. В большинстве случаев возникает необ­ходимость в замене верхнего свода обделки, так как именно он, яв­ляясь наиболее ответственной и напряженной частью конструкции, в большей степени подвержен вредному воздействию проходящих по тоннелю локомотивов, просачивающейся через обделку воды и т. п.

Работы по перекладке свода можно вести двумя способами. Пер­вый способ — внутренний — предусматривает производство всех работ в «окна» изнутри тоннеля. Второй способ — наружный — позволяет осуществлять работы без перерыва движения поездов через специальную, расположенную за пределами обделки транспортную штольню или последовательно, начиная от портала.

Как правило, в тех случаях, когда подлежащий реконструкции участок тоннеля расположен не у портала, а где-то в центре тоннеля, имеет небольшую протяженность и интенсивность движения поездов невелика, применяют внутренний способ реконструкции. При больших объемах работ в случае необходимости заменить свод на всем протяжении тоннеля (что, как правило, бывает, кроме того, связано еще с ликвидацией негабаритности) реконструкцию обычно ведут наружным способом. При этом перекладку свода можно выполнять либо горным способом, либо с помощью специального полущитового механизированного комплекса. Оба наружных способа перекладки верхнего свода подробно рассмотрены ниже, в § 18, посвященном вопросам, связанным с устранением негабаритности тоннелей.

Замену существующего свода более мощным при внутреннем способе работ осуществляют аналогично тому, как это выполняют при перекладке верхнего свода в процессе капитального ремонта. Разница состоит в том, что усиление свода производят, как правило, не только путем замены, например каменной кладки бетонной или за счет повышения самой марки бетона, но и за счет увеличения толщины свода. Поэтому одновременно с разборкой старого свода выполняют еще дополнительную доработку породы.

Замена или возведение стен. При замене существующих стен более мощными, так же как при переустройстве сводов, используют одиночные металлические кружала или передвижную металлическую крепь. Лишь при перекладке коротких участков дефектных стен обделки тоннелей, расположенных в скальных породах и при хорошем состоянии свода, работы можно выполнять без подкрепления обделки.

В тоннелях, пройденных в соответствующих инженерно-геологических условиях, конструкция обделки могла быть выполнена в виде свода, опертого на породу (рис. 52). Если с течением времени порода в боках выработки выветрилась, то для обеспечения устойчивости свода

под него необходимо подвести достаточно прочные стены. Толщину подводимых стен принимают в соответствии с толщиной свода в пятах. Как при замене существующих стен более мощными, так и в случае подводки под свод стен работы выполняют теми же приемами и в такой же последовательности, как при подводке стен под свод при способе опертого свода. Разборку обделки и разработку породы ведут участками, расположенными в шахматном порядке, а обнаженные пяты свода тщательно подкрепляют подкосами-штребелями. Длина перекладываемого или разрабатываемого участка обделки не должна превышать 3 м и быть не более одной трети длины.

Устройство или замена обратного свода. В практике эксплуатации тоннелей часто приходится встречаться с дефектами обделки, связан­ными с отсутствием обратного свода или наличием обратного свода недостаточной мощности. При этом происходят деформация стен, их сближение, уменьшение внутреннего очертания обделки. В этом слу­чае появляется необходимость в переустройстве обратных сводов. Если участок, на котором требуется усиление или возведение обрат­ного свода, невелик, то эти работы могут быть выполнены аналогично тому, как это делается при перекладке обратных сводов в процессе их капитального ремонта, т. е. с помощью разгружающих пакетов.

Рис. 52. Конструкция обделки в виде свода, опертого на породу: 1 —свод, опертый на породу; 2 — подво­димые стены

При необходимости переустройства обратного свода на всем про­тяжении тоннеля или по крайней мере на значительной его длине более целесообразно выполнять эту работу с помощью путеукладчи­ка. В однопутных тоннелях работы ведут с максимальной механиза­цией в «окна» продолжительностью 5 — 6 ч. В этом случае обратный свод (рис. 53) состоит из трех сборных железобетонных блоков двух

Рис. 53. Сборная обделка обратного свода: 1 — блоки типа I; 2 — блоки типа II; 3 — щебеночная подготовка; 4 — водоотводный лоток

Рис. 54. Схема производства работ по переустройству- обратного свода

типоразмеров—типов I и II. Они имеют несимметричное очертание с расположением пят на разных уровнях, что дает возможность размещать водоотводный лоток сбоку. Ширину блоков принимают обычно кратной длине рельсового звена и равной 1,25 м.

Работы по сооружению обратных сводов выполняют в четыре стадии (рис. 54).

На стадии I вместе со шпалами убирают путеукладочным краном рельсовое звено длиной 12,5 м, удаляют балласт на длине 7,4 м и на шпальных клетках, выложенных по концам котлована, устанав­ливают металлический пакет 1 той же длины (7,4 м) и рубки из рельсов длиной 5,1 м. Рубки и рельсы пакета соединяют накладками на болтах с рельсами соседних звеньев.

На стадии II на длине 6,25 м для укладки пяти рядов блоков обратного свода под металлическим пакетом разрабатывают котлован или разбирают старый свод. Породу и элементы разобранного свода удаляют бадьей, подвешенной к путеукладчику, или транспортером на железнодорожную платформу. На стадии III ведут подготовку основания под обратный свод укладкой слоя щебня 2 толщиной 10 см. Затем устанавливают по два блока 3 типа I и на них блоки 4 типа II сразу на всю длину котлована.

На заключительной стадии IV заделывают сопряжения концов блоков обратного свода с фундаментами жестким бетоном, предвари­тельно срубив его край для образования радиального шва. Швы меж­ду блоками заливают цементным раствором, а верхнюю часть, кроме того, чеканят расширяющимся цементом. Устраивают водоотводный лоток, засыпают балласт и восстанавливают путь.

При выполнении работ одновременно в четырех местах за шести­часовое «окно» этот способ дает возможность соорудить 2,5 м обратно­го свода.

Полная замена обделки более мощной конструкцией. Замена существующей обделки тоннеля более мощной в условиях движения поездов представляет наиболее сложную задачу реконструкции. Как и при переустройстве только свода, эта работа может быть выполнена либо наружным способом, либо внутренним.

Рис. 55. Полная замена обделки более мощной конструкцией:

а — установка предохранительных кружал, пробивка штраб в обделке, установка несу­щих кружал с подкреплением старой обделки и уборка предохранительных кружал; б — разборка старой кладки и доработка породы; в — установка кружал и опалубки, бетонирование новой обделки; г — снятие (кружал и опалубки; 1 — старая обделка: 2 — несущие кружала; 3 — штраба для установки несущих кружал; 4 — стойки; 5 — верхняки; 6 — филаты; 7 — лонгарины; 8 — марчеваны; 9 — штендеры; 10 — рошпаны; 11 — кружала; 12 — опалубка; 13 — новая обделка

Наружный способ, как правило, применяют в тех случаях, когда переустройству подлежит обделка на всем протяжении тоннеля и ре­конструкция, кроме того, связана с ликвидацией существующей нега­баритности. Наружный способ перекладки обделки рассмотрен ниже, в § 19.

Внутренний способ применяют при необходимости заменить обделку на участках небольшой длины, так как производство работ связано с получением достаточно продолжительных «окон», что на грузонапряженных линиях не всегда возможно. При внутреннем способе работы начинают с установки кружал. Если несущие металлические кружала выполнены по внутреннему очертанию новой обделки или если старая обделка имеет негабаритность, то до установки кружал в существующей обделке пробивают специальные борозды — штрабы. Перед пробивкой штраб старую обделку подкрепляют предохранительными кружалами, причем их устанавливают с таким расчетом, чтобы они располагались в промежутках между несущими. После установки несущих кружал убирают предохранительные, проходят надсводную штольню с разрезкой свода по замковой части и устанавливают унтерцужную систему с опиранием стоек на несущие кружала (рис. 55, а). После разборки старой кладки дорабатывают породу до полного профиля новой обделки и крепят выработку системой лонгарин и штендеров, опирая последние также на несущие кружала (рис. 55, б). Затем устанавливают кружала и опалубку, бетонируют обделку (рис. 55, в), а после выстойки бетона снимают несущие металлические кружала, деревянные кружала и опалубку (рис. 55, г). Работы ведут, как правило, участками длиной по 2 м одновременно по обе стороны от оси пути.