§ 56. СООРУЖЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ В ПОЛУСКАЛЬНЫХ, МЯГКИХ И СЛАБЫХ ПОРОДАХ (ч. 1)

В полускальных и мягких породах для сооружения тоннелей применяют преимущественно способ опертого свода, реже — способ полностью раскрытого сечения, в слабых породах — способ опорного ядра. Закрепляют выработки обычно с помощью деревянной веерной крепи, получившей свое название по расположению стоек (штендеров), поддерживающих кровлю и лежащих в одной плоскости, в направлении от середины к контуру сечения. Примером такой крепи является крепь калотты, рассмотренная в § 47.

Способ полностью раскрытого сечения. Этот способ применяют в двух вариантах: с поточным или кольцевым развертыванием работ по длине выработки.

В первом случае (рис. 157) раскрытие сечения начинают с рассечки верхней штольни 2, производимой из нижней направляющей штольни 1.

После проходки верхней штольни не менее чем на три кольца каждое длиной < 4 м (и не более чем на 40—50 м) производят раскрытие малой калотты 3, а после продвижения забоя штольни еще на три кольца — большой калотты 4 с соответствующим понижением подошвы выработки (см. рис. 120 и 121). Стойки штольневых рам и ферм малой калотты располагают в разных плоскостях в соответствии со схемой полной крепи выработки, показанной на рис. 159.

Следующей стадией работ является подготовка основания в нижней штольне для опирания крепи полностью раскрытой выработки. Для этого в плоскости ферм малой калотты укладывают лежаки — бревна диаметром до 50 см, отесанные на два канта. Верх лежаков должен совпадать с верхом лежней рам нижней штольни (рис. 158).

После выломки штроцетты 5 (см. рис. 157) устанавливают средние подшвеллерные столбы так, чтобы они составляли продолжение первых стоек штендеров) фермы большой калотты, поддерживающих наиболее нагруженные прогоны. Далее от центра к периферии кольца производят разработку боковых частей штроссы 6 с постановкой подшвеллерных столбов, вторую пару которых ставят вертикально (рис. 159). Введение подшвеллерных столбов в работу достигается забивкой клиньев между их верхними концами (столбы ставят широкой частью кверху) и нижней гранью швеллера большой калотты. При помощи подшвеллерных столбов полностью воспринимается и передается на лежаки нагрузка, действующая на крепь большой калотты.

По мере разработки частей штроссы, примыкающих к контуру выработки устанавливают новые пары прогонов, распираемых при помощи подкосов в подшвеллерные столбы, между которыми забивают горизонтальные распорки, обеспечивающие поперечную передачу бокового давления.

Установку крепи ведут последовательно от середины кольца в обе стороны с постепенной передачей нагрузки на тоннельные фермы полного профиля. Все элементы полученной таким образом полной тоннельной фермы распирают в продольном направлении с помощью распорок, устанавливаемых «в шор» и соединяемых скобами.

Сооружение обделки 7 (см. рис. 157) начинают с подготовки под фундаменты стен и бетонирования последних с оставлением опорных площадок штраб) для примыкания обратного свода 9. Стены бетонируют по лекалам, устанавливаемым через 70—100 см между тоннельными фермами, с постепенным наращиванием дощатой опалубки и удалением подкосов, коротышей и прогонов. По окончании бетонирования стен устанавливают кружала свода.

Деревянные кружала устраивают с сечением в три доски из косяков толщиной 5—7 см, соединенных нагелями с накладками, и опирают на клинья. При установке кружал в замке необходимо обеспечить запас на осадку, равной 0,5—1% величины пролета (в зависимости от горного давления) и уменьшаемый до нуля у пят свода.

Стальные кружала арочного типа (из прокатных профилей) более целесообразны, чем деревянные. Их достоинствами являются легкость, компактность и экономичность, возрастающая с увеличением длины тоннеля в связи с возможностью многократного использования.

Кружала опираются на продольные брусья, укладываемые по швеллерам большой калотты, и поддерживаются подкружальной крепью. После постановки между кружалами и всеми верхними прогонами надкружальных стоек-коротышей («мальчиков») нагрузка от горного давления передается на кружала и отпадает необходимость в стойках большой калотты, которые снимают по мере бетонирования свода. Последнее ведется радиальными слоями толщиной 20—30 см с постепенной укладкой досок опалубки.

При расстоянии между кружалами до 100 см доски опалубки должны иметь толщину 5—7 см и ширину до 15 см для получения более правильной поверхности обделки. По тем же соображениям доски простругивают со стороны бетона.

По мере бетонирования удаляют коротыши 3 и верхние прогоны 1 (рис. 160). Перед снятием прогона середину опирающихся на него досок поддерживают при помощи поперечины, подпертой вспомогательными коротышами 2. Прогон вытягивают в соседнее кольцо выработки и бетонирование продолжают до ряда вспомогательных коротышей. После снятия последних бетонную смесь укладывают до следующего верхнего прогона, и процесс повторяется. Перерыв в укладке отдельных слоев бетонной смеси при температуре 15—20° С не должен превышать соответственно 3—2 ч, так как каждый последующий слой должен быть уплотнен до начала схватывания ранее уложенного слоя.

Когда бетонная смесь уложена до первой пары прогонов, поддерживающих верхняк, производят замыкание свода (рис. 161). Средние части верхняков бетонируемого кольца подхватывают двумя длинными досками, опирающимися на кружала с помощью коротышей. После снятия одного из прогонов бетонную смесь укладывают до линии коротышей, затем то же самое делают с другой стороны. Последним этапом является снятие поддерживающих досок и коротышей. Дальнейшее бетонирование ведут в продольном направлении с последовательной установкой досок опалубки и между смежными кружалами. Свод раскружаливают в сроки, установленные нормами, путем симметричного выбивания клиньев из-под стоек, поддерживающих кружала.