обделка тоннеля

Формула изобретения

Обделка тоннеля, состоящая из железобетонных блоков, имеющих с внутренней стороны образующий арматуру и гидроизоляцию металлический изогнутый лист с приваренными к нему по краям со стороны, обращенной внутрь блока, металлическими образующими ребра, полосами с жестко прикрепленными к ребрам анкерами с образованием между смежными блоками обделки канавок, отличающаяся тем, что каждый блок снабжен дискретно расположенными с расчетным шагом дополнительными, также образующими ребра, металлическими полосами, жестко прикрепленными к листу со стороны, обращенной внутрь блока, и ориентированными поперек продольной оси тоннеля, и дополнительными анкерами, жестко прикрепленными к дополнительным полосам, а крайние металлические полосы прикреплены к листу с образованием его свесов, длина которых не превышает половины толщины листа, а расстояние между торцами свесов листов смежных блоков не меньше двух толщин листа, при этом стенки канавок между смежными блоками образованы крайними металлическими полосами этих блоков, а канавки заполнены уплотненным водонепроницаемым материалом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области тоннелестроения и может быть использовано при сооружении метрополитенов, автодорожных и железнодорожных тоннелей в обводненной среде при гидростатическом давлении более 0,15 МПа и при притоках воды в забой свыше 20 м³/ч.

Известна обделка тоннеля, состоящая из блоков, выполненных из бетона или железобетона, имеющих металлические ребра, образующие рамку и позволяющие производить соединение блоков при помощи болтов, устанавливаемых изнутри тоннеля, причем блок облицован с внутренней стороны металлической плитой, составляющей одно целое с блоком, что обеспечивает водонепроницаемость (см. например, SU 65653, 15.07.59).

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является обделка тоннеля, состоящая из железобетонных блоков, имеющих с внутренней стороны образующий арматуру и гидроизоляцию металлической изогнутый лист с приваренными к нему по краям, со стороны, обращенной внутрь блока, металлическими образующими ребрами, полосами и жестко прикрепленными к ребрам анкерами с образованием между смежными блоками обделки канавок (см. например, SU 83151, 11.08.64).

Известная обделка улучшает условия работы листа при восприятии гидростатического давления, однако недостатками этой известной конструкции являются дополнительная установка арматурных каркасов в блоках для восприятия горного давления, т.к. применяемый металлический лист воспринимает только гидростатическое давление. Кроме того опыт эксплуатации таких конструкций, когда лист в пролете не закреплен анкерами в тело бетона блока, показал, что в результате воздействия гидростатического давления металлические листы отрываются от блока и пропускают воду в тоннель. Кроме того, при герметизации швов между блоками, где металл не защищен от соприкосновения с водой, требуется применение дорогостоящего материала из нержавеющей стали.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение металлоемкости и трудозатрат возведения обделки тоннеля.

Задача решается за счет того, что в обделке тоннеля, состоящей из железобетонных блоков, имеющих с внутренней стороны образующий арматуру и гидроизоляцию металлический изогнутый лист с приваренными к нему по краям, со стороны, обращенной внутрь блока, металлическими, образующими ребра, полосами и жестко прикрепленными к ребрам анкерами с образованием между смежными блоками обделки канавок, каждый блок снабжен дискретно расположенными с расчетным шагом дополнительными, также образующими ребра, металлическими полосами, жестко прикрепленными к листу со стороны, обращенной внутрь блока, и ориентированными поперек продольной оси тоннеля, и дополнительными анкерами, жестко присоединенными к дополнительным полосам, а крайние металлические полосы прикреплены к листу с образованием его свесов, длина которых не превышает половины толщины листа, а расстояние между торцами свесов листов смежных блоков составляет не меньше двух толщин листа, при этом стенки канавок между смежными блоками образованы крайними металлическими полосами этих блоков, а канавки заполнены чеканочным материалом.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в снижении металлоемкости при возведении обделки тоннеля за счет оптимального подбора жесткости металлического листа путем снабжения его соответствующим образом расположенных ребер в совокупности с созданием чеканочной канавки, исключающей необходимость использования дополнительных металлических листов, перекрывающих швы, и их сварки, что обеспечило возможность использования такого модернизированного металлического листа в качестве арматуры и гидроизоляции одновременно и обеспечило отказ от использования традиционного арматурного каркаса, создав простую в изготовлении и дешевую конструкцию, способную заменить дорогостоящие чугунные тюбинги, трудоемкие в изготовлении и монтаже.

На фиг. 1 изображена обделка тоннеля, поперечный разрез; на фиг.2 - продольный разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 - поперечный разрез по блоку Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 - продольный разрез по блоку В-В на фиг.3; на фиг.3 - узел 1 стык между блоками.

Обделка тоннеля состоит из железобетонных блоков 1, каждый из которых содержит с внутренней стороны стальной изогнутый (например, вальцеванием) лист 2, к которому со стороны, обращенной внутрь блока, приварены по краям полосы 3, образующие ребра жесткости и дополнительные, также образующие ребра жесткости, полосы 4, расположенные дискретно с расчетным шагом и ориентированные поперек продольной оси тоннеля. К полосам 3 и дополнительным полосам 4 жестко присоединены соответственно анкера 5, объединенные поперечными стальными планками 6, образующие совместно "гребенку". Под планками 6 могут устанавливаться арматурные стержни 7 для повышения трещиноустойчивости блока в период изготовления и монтажа. Крайние металлические полосы 3 прикреплены к листу 2 с образованием его свесов 8, длина которых не превышает половины толщины листа 2, а расстояние между торцами свесов 8 смежных блоков 1 составляет не меньше двух толщин листа.

Крайние металлические полосы 3 смежных блоков 1 образуют стенки канавок 9, между блоками 1, причем канавки 9 заполнены чеканочным материалом 10, например, свинцовым шнуром, или водонепроницаемым уплотняющим составом.

Обделку тоннеля возводят следующим образом. После разработки породы на ширину кольца известным способом, например, буровзрывным, производят с использованием известного горнопроходческого механизма, например, блокоукладчика, монтаж кольца. В начале монтируют лотковый блок. Далее поочередно симметрично относительно вертикали справа и слева монтируют нормальные блоки снизу вверх. Затем устанавливают замковый элемент. После этого производят забутовку, пикотаж и первичное нагнетание цементно-песчаного раствора за обделку. Затем производят буровзрывные работы, разрабатывают породу на ширину следующего кольца, передвигают горнопроходческий механизм, и цикл повторяется.

В соответствии с действующими нормативными документами на определенном расстоянии от забоя за обделку производят контрольное нагнетание цементного раствора и затем в чеканочные канавки, расположенные по радиальным и кольцевым бортам блоков, укладывают с уплотнением водонепроницаемый материал.

Применение новой конструкции обделки тоннеля позволит изготовить высокоточные блоки с внутренним вальцованным листом, исключить применение дорогостоящих чугунных тюбингов при строительстве тоннелей метрополитенов, железнодорожных и автодорожных тоннелей.

Предлагаемое изобретение может быть реализовано при строительстве станций, пристанционных сооружений и перегонных тоннелей при строительстве центрального участка Люблинско-Дмитровской линии Московского метрополитена.