ОБДЕЛКИ И ПОПЕРЕЧНЫЕ СЕЧЕНИЯ ВРЕМЕННО ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ТОННЕЛЕЙ
В соответствии с характером и объемом разрушения тоннеля, а также видом его восстановления применяют краткосрочные, временные и капитальные несущие конструкции (обделки). Назначение таких обделок заключается в поддержании тоннельной выработки на разрушенном участке. Тип обделок в пределах разрушения тоннеля устанавливают с учетом предусмотренного проектом срока их службы и особенностей эксплуатации восстановленного тоннеля.
При краткосрочном восстановлении тоннеля срок службы обделок обычно не превышает полугода, т. е. периода возведения временной или капитальной обделки.
При временном восстановлении тоннелей их обделки назначают на срок службы до 3—5 лет, а в некоторых случаях такие конструкции могут служить в течение более длительного времени.
Обделки, назначаемые при капитальном восстановлении, должны удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к обделкам при сооружении новых тоннелей.
Обделки тоннеля должны быть увязаны с размерами тоннельных выработок, определяемыми условиями восстановления тоннелей на различных этапах работ, а также с габаритом приближения строений.
При капитальном восстановлении размеры и внутреннее очертание поперечного сечения в пределах разрушенного участка желательно иметь такими же, как и на остальных участках неповрежденного тоннеля.
При временном восстановлении тоннеля по профилю полной выработки необходимо предусматривать по сравнению с внешним очертанием существующих обделок некоторый запас на осадку и деформации временных конструкций (по высоте 10 — 30 см и по ширине 5 — 15 см).
При временном и краткосрочном восстановлении тоннелей с креплением завала по профилю ограниченной тоннельной выработки применяют габариты приближения строений как существующие на остальных участках тоннеля, так и специальные габариты, учитывающие новые условия эксплуатации и устанавливаемые применительно к конкретным требованиям и задачам.
При краткосрочном восстановлении тоннеля в целях сокращения объема работ при назначении размеров несущих конструкций иногда допускают предельную негабаритность, позволяющую осуществлять лишь пропуск подвижного состава.
Временные обделки, удовлетворяющие основным предъявляемым к ним требованиям, должны быть:
рассчитаны на восприятие максимальных нагрузок как в период их возведения, так и при эксплуатации тоннеля;
устойчивыми как в продольном, так и поперечном направлении й обладать неподвижностью пят конструкции;
простыми в изготовлении как в заводских, так и полевых условиях, удобными при монтаже и транспортабельными. В случае установки их в стесненных условиях масса элементов не должна превышать 100 кг, а длина — 2,5—2,8 м;
достаточно универсальными, рассчитанными на использование в разнообразных условиях (т. е. дающими возможность образования из стандартных элементов конструкций обделок различного очертания с различной несущей способностью), пригодных для возведения в различных условиях различными способами;
обеспечивающими возможность защиты от возгорания и предотвращающими неорганизованное проникновение воды в тоннель. Кроме того, конструкция временных обделок должна позволять в случае необходимости их частичную замену или усиление в процессе эксплуатации.
Материалом обделок краткосрочно или временно восстанавливаемых участков тоннелей служат дереЕо, металл и значительно реже железобетон.
Обделки, выполненные из дерева, нередко можно изготовлять непосредственно в районе работ. Лесоматериалы удобны для транспортировки и обработки, а также позволяют создавать компактные конструкции. К числу существенных недостатков деревянных несущих конструкций, ограничивающих возможность их применения, относится относительно малая их несущая способность, короткий срок службы (3—5 лет) и отсутствие огнестойкости. Долговечность дерева может быть повышена его антисептированием.
Наибольшими достоинствами обладают металлические и смешанные дерево-металлические временные конструкции. Эти конструкции имеют большую несущую способность, малы по габаритам, удобны при монтаже и более огнестойки. Во всех случаях необходимо проводить мероприятия по згщите деревянных элементов конструкции от огня (покрывать их торкретом, штукатуркой или обетонировать их, а также обшивать их железными или асбоцементными листами).
При капитальном восстановлении тоннелей применяют монолитные бетонные обделки, а также сборные обделки из бетона, железобетона и чугунных тюбингов.
Конструкции временных обделок на разрушенных участках тоннеля в пределах завала могут быть следующими:
конструкции в виде штолен большого сечения;
обделки для крепления однопутных выработок по ограниченному профилю;
обделки для крепления однопутных выработок по полному профилю;
обделки универсального типа.
Основная несущая конструкция штольнеобраз- ных выработок представляет собой дерево-металлические или металлические рамы.
Для крепления малой однопутной выработки в виде штольни большого сечения наиболее удобна дерево-металлическая рамная обделка (рис. 104) с деревянными стойками и металлическими верхняками из двутавров, рельсов или парных швеллеров. Затяжку кровли выполняют забивной крепью, а боковую — закладными досками. Стойки рам могут опираться на лежни, на породу или на сохранившийся обратный свод. Расстояние между рамами в зависимости от действующих на них нагрузок принимают от 0,6 до 1,2 м.
Однако трапецеидальная форма несущей конструкции даже для тоннельных выработок малого профиля не может считаться в статическом отношении удачной. Гораздо рациональнее применять металлические несущие конструкции арочного типа, способные лучше сопротивлять-
Рис. 104. Штольнеобразная дерево-металлическая рамная обделка |
ся разностороннему давлению. Такие конструкции при некоторых благоприятных условиях и при надлежащем их заклинивании могут воспринять в некоторой степени упругий отпор окружающей среды, однако всегда следует учитывать большую податливость пород в завалах.
Наиболее приемлемы двухшарнирные арочные металлические конструкции с расположением шарниров в опорных частях обделок и реже трехшарнирные; многошарнирные арки для этих условий рекомендовать нельзя.
. В качестве обделок, применяемых при креплении однопутных тоннельных выработок по неполному или малому профилю в завалах, проходимых сложным забоем на временных рабочих крепях, широкое применение получили рельсовые кружальные арки (рис. 105).
Рельсовые кружальные арки могут быть еде ланы из коротышей или целых полуарок. Стыки рельсов могут быть ж есткими или шарнирными, перекрываемые парными накладками. Жесткие стыки делают равнопрочными с применением накладок, скрепляемых с арками четырь-
Рис. 105. Сечения металлических арок: а — однорельсовой; б — двухрельсовой парной; в — тре)ц>ельсовой; г — двухрельсовой сварной; д — двухрельсовой парной сварной |
мя болтами и иногда сваркой. Нередко в стыках используют бесфартучные путевые накладки.
Однорельсовые а р- к и применяют при креплении галерей и подходных выработок. Двухрельсовые парные итрехрельсо- в ы е арки применяют для крепления однопутных выработок по ограниченному профилю.
Временная обделка может быть выполнена из парных двух- рельсовых трехшарнирных арок (рис. 106), стягиваемых друг с другом болтами диаметром 19 мм, поставленными через 1 м по длине арки. Арки образованы из старогодных рельсов и расстояние между ними принимают от 0,25 до 1,20 м. Расстояние между парными рельсами, равное 150 мм, сохраняется надетыми на болты вкладышами из труб или твердого дерева. Замковый шарнир образован парными для каждой ветви двухдырными накладками из полосового железа толщиной 10 мм, стянутыми болтами диаметром 25 мм.
Арки опираются на прогоны из двух брусьев, укрепленных на коротышах посредством приваренных к каждому концу рельса плоских подкладок толщиной 16 мм.
Рис. 106. Временная обделка из двух- рельсовых трехшарнирных арок: /—деревянные брусья; 2 — заершенный болт; 3 — арка |
Рис. 107. Несущая конструкция обделки арочного типа для однопутных тоннелей, выполненная по ограниченному профилю с применением временных рабочих крепей: 1 — кружала (арки) из рельсов; 2 — наружная крепь; 3 — расклинка; 4 — опалубка; 5 — забутовка; 6 — опорная часть |
Простота изготовления таких обделок и небольшие размеры поперечного сечения являются их достоинством. Однако малая жесткость обделки и весьма ограниченная несущая способность не позволяют использовать ее для условий глухих завалов. Такая конструкция более уместна для усиления поврежденной обделки и в качестве крепления защитных галерей.
Конструкция трехрельсовой арки обладает большей несущей способностью и лучше сопротивляется местным воздействиям (рис. 107). Кружала такой конструкции состоят из трех рельсов, поставленных через 0,6 м один от другого, и в статическом отношении представляют двухшарнирную арку. Головки рельсов двух крайних арок обращены во внутреннюю сторону тоннеля, а средней арки — в наружную сторону. В такой трехрельсовой конструкции обделки три отдельные арки сварены одна с другой прерывистым швом. Для продольных связей служит дощатая затяжка кровли. Арки опираются на деревянные прокладки из брусьев.
Кружальные рельсовые арки применяют не только в качестве временных обделок при проходке завалов в тоннелях, но и как временные несущие конструкции для участков с разрушенными стенами или для сильно поврежденных участков, обделка на которых сильно деформирована и требует удаления (рис. 108).
Для придания большей жесткости кружальным аркам их в этом случае выполняют в виде двухъярусных кружальных арок. Такую конструкцию кружальных арок (рис. 109) применяют обычно в качестве временной обделки полной тоннельной выработки, позволяющей вести разработку завала по наружному контуру разрушенной обделки.
Кружальные арки изготовляют из обрезков старогодных рельсов в виде шести отдельных типовых элементов. Такая конструкция допускает использование коротких рубок рельсов и облегчает монтаж арок в стесненных условиях. Кроме того, в случае неполного обрушения обделки из этих типовых элементов может быть выполнена временная обделка путем применения вставных элементов. Каждый элемент
такой обделки состоит из двух обрезков рельсов, изогн утых по требуемому очертанию, и сваренных подошвами прерывистыми швами.
До включения стыков конструкции в работу необходимо накладки в стыках приварить к рельсам. Стыки рельсов отдельных смежных элементов делают вразбежку парными накладками на болтах. Для более равномерного распределения опорных реакций на породу или сохранившуюся кладку обделки необходимо кружала устанавливать на деревянные подкладки.
Рис. 108. Поддерживающие металлические кружала из рельсов на участке деформированной обделки: |
1—забутовка камнем и обрезками дуба; 2 — срезанная часть каменной кладки; 3 — опорная подушка; 4 — распорный брус |
Кружала включают в работу путем плотной загонки деревянных клиньев между ними и всеми прогонами, поддерживающими затяжку. Эти клинья периодически подбивают или заме-
Рис. 109. Общий вид конструкции рельсовых сварных кружал |
Рис. 110. Металлические кружала из полигональных рам: а — для закрепления полной тоннельной выработки; б— для малой тоннельной выработки; 1 — бетонная подушка; 2 — оставшаяся часть обделки; 3 — швеллер; 4 — двутавр |
няют новыми. При возведении постоянной обделки рельсовые кружала остаются в кладке.
Во всех типах арочной крепи с применением рельсовых или других кружал весьма важную роль играет сплошная затяжка с тщательным заполнением пустот за ней. Применение трехшарнирных кружал облегчает их статическую работу, делает крепь малочувствительной к обычно неизбежным осадкам опор.
Применение кружал криволинейного очертания позволяет избежать излишних переборов породы и создает благоприятные условия для их статической работы, но изготовление их довольно сложно. Значительно проще изготовляются металлические кружала из рам полигонального очертания (рис. 110). В этом типе рам конструкция стыка принята под углом, допускающим возводить временные обделки различных размеров и различного очертания, т. е. обделки универсального типа. Представленная конструкция рам пригодна как для закрепления полной тоннельной выработки при сохранившейся одной стенке тоннеля, так и для ограниченного профиля тоннельной выработки.
Для временного крепления восстанавливаемых тоннелей могут быть использованы также металлические кружала, применяемые при
Рис. 111. Примеры раскрытия тоннеля в выемку: |
а — полное раскрытие в выемку входного разрушенного участка; б — частичное раскрытие в выемку входного разрушенного участка; в —раскрытие в выемку среднего разрушенного участка |
капитальном ремонте и реконструкции тоннелей.
Дата добавления: 2021-09-07; просмотров: 352;