§ 29. КОНСТРУКТИВНЫЕ ФОРМЫ МОНОЛИТНЫХ ТОННЕЛЬНЫХ ОБДЕЛОК (ч. 1)
Выработка железнодорожного или автодорожного тоннеля может быть оставлена незакрепленной лишь в весьма благоприятных условиях. Это допустимо в невыветривающихся скальных породах однородного строения с незначительной трещиноватостью. В случае необходимости (например, при большей трещиноватости) кровлю выработки закрепляют стойкими против коррозии анкерами из железобетона или алюминиевых сплавов (см. § 57).
В менее благоприятных геологических условиях подземную выработку, как правило, закрепляют постоянной конструкцией — тоннельной обделкой, которая придает выработке правильное очертание, приостанавливает остаточные деформации ее контура, воспринимает развившееся горное давление, обеспечивает защиту тоннеля от проникновения подземных вод, а окружающих горных пород — от выветривания.
Конструкцию тоннельной обделки выбирают в зависимости от характера горных пород (крепость, трещиноватость, водоносность, сопротивление выветриванию и т.п.) с учетом наиболее целесообразного в данных условиях способа производства работ.
При раскрытии выработки на полное сечение с крепью, располагаемой лишь по контуру выработки (в скальных породах), применяют обделки из монолитного бетона, набрызгбетона или сборного железобетона.
При раскрытии выработки по частям, закрепляемым по мере разработки породы (в мягких и неустойчивых породах), обделки выполняют из монолитного бетона.
Так как характер и водоносность пород обычно изменяются по длине тоннеля на его отдельных участках применяют обделки различных типов, отличающиеся друг от друга конструктивными формами и размерами сечений. При этом на участках, где раскрытие выработки ведут сразу на полное сечение и возможно применение передвижной опалубки, внутреннее очертание обделки рекомендуется принимать постоянным. В зависимости от величины горного давления толщину обделки изменяют уступами высотой не менее 10 см.
В крепких, но выветривающихся скальных породах горное давление отсутствует. Поэтому тоннельная обделка является по существу облицовкой, предназначенной для защиты окружающих пород от выветривания и для сохранения их несущей способности. Облицовочная обделка может быть выполнена в виде свода, опирающегося на вертикальные стены, или из набрызгбетона толщиной 10—15 см, нанесенного по стальной сетке, прикрепленной к коротким анкерам временного типа.
Во всех перечисленных случаях входные участки тоннеля (протяжением не менее 6 м), подвергающиеся особенно интенсивному выветриванию, закрепляют обделкой, способной воспринять продольную составляющую горного давления, возникающую у порталов в неблагоприятных геологических условиях.
В монолитных скальных породах1, оказывающих только вертикальное горное давление (f = 6÷8), и при достаточно прочных стенах выработки тоннельная обделка может быть выполнена в виде свода, опирающегося на уступы породы, размеры которых задают с запасом в 15—20 см, чтобы исключить возможность ослабления опор свода при взрывании штроссы (рис. 59). При этом необходимо, чтобы ширина пролета была больше высоты свода не более чем в 4 раза, так как в пологих сводах возникают значительные смещения пят, опирающихся на породу, вызывающие большие изгибающие моменты в замковой части свода.
