Глава 40

ОСОБЕННОСТИ ГОРОДСКИХ И СУДОХОДНЫХ ТОННЕЛЕЙ

§ 156. КОММУНАЛЬНЫЕ ТОННЕЛИ

Коммунальные тоннели (коллекторы) предназначены для размещения в них коммуникаций, обеспечивающих нормальную жизнь большого города. В число этих коммуникаций входят трубы водостока, канализации, водопровода, газопровода, теплосетей, а также кабели электросети и связи. При размещении их в тоннеле в отличие от укладки в отдельные траншеи повышается культура эксплуатации и отпадает необходимость во вскрытии поверхности улиц и тротуаров для ремонта и переустройства различных сетей.

Общая длина сети коммунальных тоннелей крупного города достигает нескольких сотен километров. В связи со стремлением разместить в одном тоннеле возможно больший комплекс коммуникаций площади поперечных сечений современных коллекторов достигают 16 м2. Поэтому доля подземного строительства, приходящаяся на коммунальные тоннели, настолько велика, что появилась необходимость внедрения в эту область наиболее прогрессивных конструкций и способов производства работ, применяемых при постройке метрополитенов, и особенно тоннелей-каналов больших сечений.

В зависимости от глубины заложения тоннеля и условий на поверхности строительство коммунальных тоннелей может выполняться открытым или закрытым способом.

Тоннели, сооружаемые открытым способом, имеют обычно прямоугольную форму поперечного сечения (рис. 569). Как правило, их строят из железобетонных унифицированных элементов заводского изготовления.

Типовая конструкция прямоугольного коллектора
Рис. 569. Типовая конструкция прямоугольного коллектора

В зависимости от необходимой ширины коллектора L выбирают ближайшие типовые размеры плиты перекрытия 1 и лотка 3. При этом в определенном интервале изменения ширины тоннеля применяют стеновые блоки 2 одного и того же типа, так как они рассчитаны на максимальный пролет. Соединение элементов конструкции выполняют при помощи выпусков арматуры в их торцах с последующим их омоноличиванием.

В узких коллекторах лотковую плиту делают из монолитного железобетона.

При необходимости устройства коллектора большей ширины, чем максимальный однопролетный, применяют двух- и трехпролетные конструкции из аналогичных элементов. Из подобных же элементов с незначительными конструктивными изменениями выполняют камеры колодцев и узлы разветвления коллекторов.

Для коллекторных тоннелей, сечения которых значительно меньше, чем, например, тоннелей метрополитена, весьма перспективны цельносекционные обделки заводского изготовления, у которых стены, лоток и перекрытие образуют единую замкнутую раму. Шагом к созданию таких конструкций является объемная секция, собранная в заводских условиях из вибропрокатных плит 1 (рис. 570). Элементы секции соединены при помощи косынок жесткости 2, приваренных к закладным деталям.

Схема объемной секции
Рис. 570. Схема объемной секции

Обделки заводского изготовления отличаются высокой водонепроницаемостью, которая еще более повышается при покрытии наружной поверхности тоннеля изолирующей мастикой. Швы между сборными элементами изолируют заполнением их битумно-минеральной массой, на две трети состоящей из мелкого минерального заполнителя (молотого мела или трепела). Используется также асбестоцементная масса. Кроме того, швы между верхними плитами перекрывают двумя слоями гидроизола.

Тоннели, сооружаемые закрытым способом, имеют, как правило, круговое очертание и сооружаются при помощи проходческих щитов. Диаметры обделок унифицированы в пределах 1,8—4,5 м (в свету).

Наибольшее распространение получили сборные обделки из железобетонных, бетонных и керамических блоков малых размеров, вес которых во многих случаях допускает ручную сборку колец. Многоблочные обделки отличаются большой деформативностью, снижающей точность сборки колец, и наличием большого числа швов, затрудняющих герметизацию конструкции.

Для снижения деформативности обделок из мелких блоков их проектировали из элементов, которые в замкнутом кольце заклинивали друг друга. Для тоннелей диаметром 1,80 и 2,25 м широко используют обделку, блоки которой имеют трапециевидную форму (рис. 571). Кольца этой обделки соединяют стальными нагелями, для которых в кольцевых бортах блоков устроены отверстия. Нагели закладывают из ниш в теле блоков с внутренней стороны тоннеля (на рис. 571 ниши условно заштрихованы).

Конструкция обделки из трапециевидных блоков
Рис. 571. Конструкция обделки из трапециевидных блоков

Более прогрессивными являются обделки из сравнительно крупных железобетонных блоков (простой формы), подобных блокам, применяемым при строительстве тоннелей метрополитенов. Внедрение таких конструкций позволило использовать обжатие обделки в породу, выполняемое вдавливанием клинового блока или другими способами.

Большие перспективы имеет конструкция из монолитно-прессованного бетона, которая, начиная с 1965 г., успешно применяется при постройке коллекторных тоннелей. Материал такой обделки отличается большой плотностью и практически не требует дополнительных мер по обеспечению водонепроницаемости.

Гидроизоляция сборных обделок выполняется из рулонных материалов и поддерживается с внутренней стороны монолитной железобетонной оболочкой. Процесс устройства подобной гидроизоляции весьма трудоемок.

При сооружении коммунальных тоннелей закрытым способом, как правило, используется щитовая проходка. Кроме того, все чаще применяют устройство тоннелей способом продавливания, когда готовые звенья обделки перемещают в продольном направлении из рабочей камеры, в которой расположена силовая установка, состоящая из комплекта гидравлических домкратов. Важным достоинством способа продавливания является отсутствие осадок поверхности над тоннелем (см. § 100).

План трассы коммунальных тоннелей представляет собой ломаную линию, состоящую из прямолинейных участков. В местах перелома трассы располагают колодцы. Разветвление трассы устраивается также от колодцев. Продольный уклон коммунальных тоннелей принимается не менее 0,002 и в основном зависит от продольного уклона поверхности, под которой проходит тоннель.

Волков В.П., Наумов С.Н., Пирожкова А.Н., Храпов В.Г. Тоннели и метрополитены