§ 104. КОНСТРУКЦИИ ОПУСКНЫХ СЕКЦИЙ
Первые тоннели из опускных секций, построенные в США, имели форму поперечного сечения, близкую к круговой.
На рис. 367 приведены примеры поперечных сечений таких секции, рассчитанных на Две полосы движения автомобилей. Конструкции имеют сплошную двойную обшивку из стальных листов, толщиной 8—12 мм — внутреннюю 1 и наружную 2, обеспечивающую гидроизоляцию тоннеля. Внутренняя стальная оболочка поддерживается железобетонной цилиндрической конструкцией 3, соединенной с плитой проезжей части 4. Секция, показанная на рис. 367, а, изготовлена в начале тридцатых годов. Она имеет два вентиляционных канала — нижний, под проезжей частью, и верхний. Наличие двух каналов позволяет применить самую эффективную систему вентиляции тоннеля.
Секция более позднего изготовления (шестидесятые годы) показана на рис. 367, б. С целью увеличения ее остойчивости верхняя часть секции облегчена путем изменения формы и исключения промежуточного перекрытия, образующего верхний вентиляционный канал. Отказ от второго канала позволяет повысить уровень расположения плит проезжей части. Это улучшает эксплуатационные показатели, уменьшая бесполезную высоту подъема грузов, но ухудшает возможности вентиляции, которая выполняется по полупоперечной схеме.
В рассмотренных конструкциях внутренняя и наружная стальные оболочки соединены поперечными стальными диафрагмами 5, как показано на продольном разрезе рис. 367, б. К внутренней оболочке приварены продольные ребра 5, выполняющие роль жесткой арматуры. Пространство между оболочками в процессе изготовления секции заполняют бетоном.
Наружная стальная обшивка защищена от коррозии. Для изоляции вначале применяли окраску суриком, позднее — покрытие рулонными изолирующими материалами.
Форма секций кругового очертания рациональна при работе на главную внешнюю нагрузку — гидростатическое давление, от которого в подобных конструкциях возникают преимущественно нормальные силы. Секции имеют избыточные против действующих габаритов сечения, которые довольно удачно используются для размещения вентиляционных каналов. Однако в коротких тоннелях каналы таких больших сечений не требуются. Секции круговой формы имеют длину 70—100 м.
В конце тридцатых годов в связи с развитием железобетонных конструкций в Европе начали применять секции прямоугольного поперечного сечения. Такая форма позволяла более рационально использовать внутреннее пространство тоннеля. Для изоляции наружной поверхности со стороны лотка применяют стальные листы, а стены и перекрытие изолируют только с наружной стороны покрытием битумом или гибкими рулонными материалами.
Для уменьшения водопроницаемости, а также веса элементов секции в ряде прямоугольных железобетонных конструкций применялось предварительное напряжение арматуры. Опыт эксплуатации таких конструкций показал, что одно предварительное напряжение не обеспечивает их водонепроницаемости.
На рис. 368 показаны схемы прямоугольных поперечных сечений опускных секций: тоннеля в Гаване (см. рис. 368, а) и тоннеля им. Кеннеди в Антверпене (см. рис. 368, б), по ширине являющегося самым крупным в мире. В обеих конструкциях с целью снижения веса их элементов и повышения водонепроницаемости применено продольное и поперечное предварительное напряжение арматуры. Гидроизоляция секций комбинированная: лотковая часть по наружной поверхности защищена стальным листом ), а стены и перекрытие — битумной изоляцией 2.
Тоннель в Гаване предназначен для движения автотранспорта. Каждый из его широких боковых отсеков разделен на две неравные части. В больших частях размещено по две полосы автомобильной дороги. Меньшая часть, предназначенная для вентиляционного канала и размещения различных коммуникаций, располагается с наружной стороны.
В большом тоннеле проходят шесть полос автомобильной дороги в двух отсеках с шириной проезжей части каждого 12,25 м. Небольшой отсек между ними шириной — 4 м — вентиляционный и коммуникационный. В левом отсеке проходит двухпутная железная дорога. Длина прямоугольных секций 100—150 м.
Стальную гидроизоляцию лотковой части этих секций так же, как и в круговых секциях, покрывают смолистыми веществами.
Для предохранения гибкой изоляции от механических повреждений ее покрывают защитным слоем из слабо армированного бетона 2 (рис. 369), который связан с железобетоном несущей конструкции при помощи дисковых анкеров 3. Нарезанная часть анкера проходит через отверстие в гидроизоляции, герметизируемое при помощи двух шайб 1.
Кроме рассмотренных форм поперечных сечений, применяют комбинированные формы, преимущественно в США, когда в одном сечении располагают два отсека кругового или подковообразного очертания. Подобная конструкция применена в самом длинном (5,8 км) и глубоко погруженном тоннеле в мире, построенном в заливе Сан-Франциско (рис. 370) способом опускных секций. Тоннель предназначен для двухпутной скоростной железной дороги, пути которой расположены в больших боковых отсеках. В среднем отсеке, разделенном на две части горизонтальной перегородкой, устроены два вентиляционных канала: нижний — для подачи свежего воздуха, верхний — для отвода загрязненного,
При перемещении секции на плаву и дальнейшем опускании в проектное положение имеет значение ее плавучесть, зависящая от соотношения веса конструкции и веса вытесненной ею при полном погружении воды. Если это соотношение больше единицы, секция имеет отрицательную плавучесть, меньше единицы — положительную. В последнем случае при опускании секции в проектное положение ее плавучесть регулируется посредством временных балластных резервуаров, которые помещают внутри конструкции и затопляют водой.