§ 30. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ОБДЕЛКИ (ч. 1)
При проходке горным способом в мягких и неустойчивых породах, требующих раскрытия выработки по частям с постепенной заменой вынутой породы временной крепью, применение монолитных бетонных обделок является вынужденным решением, так как крепь, загромождая сечение выработки, ограничивает возможности механизации производственного процесса.
Поэтому в отдельных случаях железнодорожные тоннели в мягких и неустойчивых породах сооружают щитовым способом со сборной обделкой из железобетонных блоков или (в сложных гидрогеологических условиях) из чугунных тюбингов (см. главу 18).
В скальных породах выработку обычно раскрывают на полное сечение с постановкой крепи лишь по контуру. Сечение выработки остается свободным, благодаря чему создаются условия для полной механизации проходческих и бетонных работ, а также для применения обделок, монтируемых из железобетонных элементов.
Сборные железобетонные обделки обладают значительной несущей способностью, и их толщина может быть принята минимальной (до 15 см). Благодаря этому значительно сокращается объем выработки. Условиями эффективного применения сборных обделок в скальных породах являются наличие вблизи от места строительства базы для изготовления железобетонных элементов и возможность точного оконтуривания выработки при взрывании. В противном случае при возникновении переборов породы за проектным контуром, требующих последующего заполнения бетоном или цементно-песчаным раствором, экономичность сборных обделок снижается при одновременном увеличении трудоемкости работ.
На выбор конструкции сборной обделки влияет принятая технология сооружения тоннеля. Возможны две основные схемы организации работ по возведению сборной обделки. В первом случае обделку возводят в непосредственной близости от забоя на расстоянии, обеспечивающем возможность подготовки основания под стены и удобного монтажа, а также исключающем опасность повреждения собранных колец обделки при взрывании породы. При этом время пребывания выработки на временной крепи сводят до минимума. После затвердения цементно-песчаного раствора, которым заполняют зазор между собранной обделкой и породой, развитие остаточных деформаций кровли быстро прекращается и горное давление стабилизируется.
При сборке обделки непосредственно у забоя в коротком призабойном пространстве сосредоточиваются все проходческие и монтажные работы, выполняемые последовательно. Вследствие этого усложняются организация и механизация работ, затрудняется устройство основания под стены обделки.
Во втором случае обделку монтируют на расстоянии 60—100 м от забоя в выработке, закрепленной на всем этом протяжении временной крепью, установленной по ее контуру. При этом заменяют временную крепь постоянной значительно позднее. Проходку и монтаж обделки можно выполнять одновременно, обделку можно собирать на заранее устроенных фундаментах; она не подвергается действию взрывной волны.
Для тоннелей, сооружаемых горным способом, рационально подковообразное очертание, обеспечивающее достаточно хорошее приближение внутреннего контура к габаритам (с учетом размещения оборудования и вентиляционных каналов). Круговое очертание, распространенное при щитовом способе работ, в данном случае нерационально, так как требует выработки избыточного объема и устройства несущего перекрытия под проезжей частью или заполнения нижней части сечения бетоном или камнем.