1.3 Материалы тоннельных обделок

Материалы тоннельных конструкций должны быть экономичными, долговечными, прочными, огнестойкими, устойчивыми против химического и механического воздействия.

Выбор материалов обделок производится на основе экономических и статических расчетов с учетом возможности использования местных строительных материалов. А также возможности снижения трудовых затрат за счет механизации процесса сооружения обделки.

При выборе материалов тоннельных обделок учитывались инженерно-геологические условия строительства, а также его регион с указанием расчетной зимней температуры наружного воздуха (минус 20 ⁰С - минус 40 ⁰С).

Проектные марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости выбираются с учетом климатических данных района строительства по расчетной зимней температуре наружного воздуха.

Согласно табл. 3.3 [1] проектные классы бетона:

- F200 по морозостойкости;

- W4 по водонепроницаемости.

1.3.1 Конструкции обделок

Обделка - конструкция предназначенная для ограждения горной выработки от деформаций, обрушений, проникновения подземных вод на протяжении всего срока службы сооружения. Обделку проектируют исходя из инженерно-геологических, гидрогеологических, сейсмических, климатических условий, а также способов производства работ.

При выработке на полное сечение с крепью, располагаемой лишь по контуру выработки (в скальных грунтах), применяют обделки из монолитного бетона или набрызгбетона.

При раскрытии выработки по частям, закрепляемым по мере разработки грунта (в мягких и слабых грунтах), обделки выполняют из монолитного бетона.

Существует три основных конструктивных формы тоннельных обделок:

1. Подковообразные - сооружаемые горным способом;

2. Кругового очертания - сооружаемые щитовым способом;

3. Обделки сложной конструкции.

Размеры тоннельных обделок проектируют исходя из габаритов приближения строения .

Габаритом приближения строения называется условный контур, внутрь которого не должны заходить никакие части строительных конструкций, оборудования и других вспомогательных устройств, за исключением деталей подвески контактной сети .

Для однопутного железнодорожного тоннеля принят габарит приближения строений (Габарит C).

После назначения габарита приближения, проектируют внутреннее очертание тоннеля, его следует устанавливать с максимальным приближением к габариту, оставляя зазор 100-300мм. Зазор предназначен для учета допускаемых отклонений от размеров тоннеля, а также размещения внутреннего оборудования. Внутренние очертания обделок проектируются в виде плавно сопрягающихся между собой дуг окружностей. Для построения наружного очертания обделки назначают толщину обделки в характерных сечениях. Построение тоннельной обделки показано на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Построение тоннельной обделки

1 тип обделки.

Для данного типа грунта (песчаник глинистый, f = 4,5) в проекте предусматривается подковообразное очертание обделки без обратного свода. Отсутствие обратного свода обусловлено тем, что грунт необводненный и нетрещиноватый. Контур внутреннего очертания обделки проектируется в виде трехцентовой кривой, описанной вокруг габарита.

Следует отметить, что назначенные конструктивная форма и размеры обделок являются предварительными и обусловлены опытом предыдущего проектирования. Дальнейшее проектирование выполняется при расчете обделки.

1. Замок: h= 33 см;

2. Стена: h= 50 см;

3. Обрез фундамента: h= 73 см.

2 тип обделки.

Для данного типа грунта (песчаник плотный, f=8) в проекте предусматривается набрызг-бетонная облицовочная обделка с вертикальными стенами. Это обусловлено высоким коэффициентом крепости, средней обводнённостью и средней трещиноватостью грунта. Контур внутреннего очертания обделки проектируется в виде дуги окружности в верхней части обделки и вертикальными стенами.

Толщина обделки постоянна (15см).

При конструировании учитывается минимальное расстояние от габарита до внутренней поверхности обделки.

Расстояние от нижней точки габарита до обреза фундамента определяется из условий размещения под габаритом проезжей части и водоотводных лотков, а также расчетной глубины промерзания.

Основные размеры тоннельных обделок представлены на первом листе (приложение Б) и в таблице 3.

Таблица 3 - Габаритные характеристики обделок

Тип обделки	Пролет выработки, м	Высота выработки, м
1	6,818	8,480
2	6,550	8,666