РАСКРЫТИЕ ТОННЕЛЯ В ВЫЕМКУ

Рис. 77. Конструкция железобетонной галереи: 1 — засыпка; 2 — гидроизоляция; 3 — бетон; 4 — мятая глина; 5 — железобетонная перемычка; 6 — окна

Вопрос о раскрытии какого-либо участка или всего тоннеля в выемку может возникнуть в связи с необходимостью реконструкции тоннельного сооружения. Потребность в подобной реконструкции, как правило, связана с увеличением габарита, устранением дефектов, вызванных ветхостью и деформациями обделки, сильной обводненностью и обмерзаемостью сооружения, переходом от однопутного профиля к двухпутному, т. е. связана с такими причинами, ликвидация которых требует выполнения значительного объема работ, ведется на грузонапряженных участках без перерыва движения поездов, так как получение «окон» нужной продолжительности весьма затруднительно, а иногда практически невозможно. Таким образом, чем сложнее и дороже работы по реконструкции тоннеля и чем интенсивнее движение поездов, тем целесообразнее становится вариант раскрытия его в выемку. Однако следует иметь в виду, что при раскрытии тоннеля в выемку теряется значительная часть площади надтоннельной поверхности, которая во многих случаях имеет большую ценность, а это может оказать существенное влияние на выбор варианта. К преимуществам варианта раскрытия тоннеля в выемку следует отнести почти полную независимость производства работ от движения поездов; возможность создания большого фронта работ, а следовательно, сокращение сроков реконструкции; возможность применения высокопроизводительных машин и механизмов; выполнение работ без искусственной вентиляции и освещения в дневное время и, нако

нец, простота и большая безопасность работ, что дает возможность их выполнения менее квалифицированной рабочей силой. Недостатками открытых работ является их зависимость от времени года, климати­ческих условий, а также трудности, связанные с отводом дождевых, талых и грунтовых вод из разрабатываемой выемки.

Превращение дефектного участка тоннеля в выемку полностью устраняет его недостатки. Однако во время эксплуатации такого рас­крытого в выемку участка могут возникнуть новые сложности, часто неизбежные при большой глубине выемок. При выборе того или иного варианта необходимо тщательно проанализировать все стороны дан­ного вопроса. В практике тоннелестроения известны случаи, когда начатую разработкой глубокую выемку из-за неустойчивости откосов не доводили до конца и переходили к сооружению тоннеля, или такие случаи, когда глубокие выемки приходилось превращать в закры­тое сооружение тоннельного типа.

При установлении целесообразности превращения тоннеля в выем­ку необходимо учитывать высоту залегающего над тоннелем слоя по­род и топографию прорезаемого массива, определяющие глубину бу­дущей выемки; геологическое строение и гидрогеологические условия прорезаемого массива, определяющие профиль выемки и устойчивость ее откосов, способ и стоимость разработки пород; объем работ и воз­можные способы подземной реконструкции тоннельного сооружения.

Тоннель может быть раскрыт в выемку по всей его длине или на от­дельных участках. Раскрытие всего дефектного тоннеля возможно лишь при его незначительной длине и неглубоком заложении. Поэто­му более целесообразно раскрывать в выемку входные участки тонне­ля, имеющие обычно над собой небольшую толщу пород. Однако сле­дует иметь в виду, что в каждом конкретном случае необходимо уста­новить ту предельную глубину заложения дефектного участка тонне­ля, при которой его раскрытие в выемку становится предпочтительнее реконструкции закрытым способом. Для большинства случаев пре­дельная глубина выемки 25 — 40 м.

Выемка должна обеспечивать безопасность движения поездов — ее откосы не должны быть подвержены оползням и деформациям, а также не создавать угрозы возникновения обвалов. Особую опас­ность в этом отношении представляют собой выемки, расположенные на склоне горы. Подрезка склона выемкой значительно ослабляет устойчивость косогора с нагорной стороны и эксплуатация нагорного откоса может в этом случае создать много трудностей.

Атмосферные осадки, даже при наличии водоотводных канав, и грунтовые воды интенсивно обводняют нагорный откос и тем самым уменьшают его устойчивость. Это усугубляется еще тем, что в ряде случаев при значительной крутизне склона горы нагорному откосу практически невозможно придать необходимый уклон из-за возникающих тогда чрезмерно больших объемов земляных работ. Кроме того, условия залегания пластов, система трещин в породе и ее неоднородность также могут оказаться неблагоприятными факторами, которые в еще большей степени будут способствовать нарушению равновесия нагорного откоса. Поэтому при изучении варианта раскрытия дефектного участка тоннеля в выемку в ряде случаев решающим факто­ром будет не экономическая сторона вопроса, а данные, определяющие профиль будущей выемки и степень устойчивости ее откосов.

Значительное уменьше­ние объема выемки может быть достигнуто в случае

использования боковых стен обделки в качестве подпорных (рис. 78). Разработку выемки начинают сверху ступенями высотой 5 — 6 м.

При этом до начала работ или во всяком случае при наличии над. тоннелем слоя грунта толщиной не менее 2 — 3 м обделка должна быть надежно подкреплена инвентарными металлическими кружалами, ми­нимально стесняющими габарит. При разработке выемки буро-взрывным способом последний слой породы толщиной 1 — 1,5 м разрабатывают отбойными молотками. Если основание выемки имеет большую ширину, чем тоннель, то ее боковые части разрабатывают за стенами обделки с прокладкой на время производства работ узкоколейных путей по обе стороны тоннеля. Разборку самой обделки ведут отдельными участками, начиная сверху и постепенно опускаясь симметрично в обе стороны.

В процессе разработки выемки особое внимание должно быть уделено правильному устройству водоотвода. Для уменьшения обводненности разрабатываемой выемки необходимо по мере возможности закрывать ливневым и талым водам доступ к откосам. Из каждой продольной проходки грунтовые, а также просочившиеся ливневые и талые воды следует отводить в подходную выемку и затем далее по имеющимся кюветам. Переборы и недоборы при разработке выемки ведут соответственно к необходимости уширения выемки поверху и уменьшению устойчивости откосов.

Глава VI

ОБОРУДОВАНИЕ И МЕХАНИЗМЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ И РЕКОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ