§ 57. СООРУЖЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ В СКАЛЬНЫХ ПОРОДАХ (ч. 5)

Набивные анкеры (рис. 183) наиболее просты. Их образуют забивание стального заостренного стержня 1 периодического профиля в шпур диаметром 42—46 мм предварительно заполненные с помощью пневмонагнетателя жестким цементно-песчаным раствором 2. Уширенный нижний конец стержня имеет отверстие 3 для подвески защитной сетки.

Железобетонный набивной анкер
Рис. 183. Железобетонный набивной анкер

Рост несущей способности такого анкера должен опережать процесс развития деформаций горных пород и быть увязан с длительностью проходческого цикла. Чтобы обеспечить через 6 ч после установки анкера возрастание его несущей способности до 7—10 тс, для заполнения шпура применяют цементно-песчаный раствор глиноземистого цемента марки 400—500 с добавкой 5—6 % хлористого кальция и водоцементным отношением 0,26.

Анкеры типа «Перфо» (рис. 184) устроены следующим образом: две полуцилиндрические оболочки из листовой стали толщиной 2—3 мм с наружным диаметром, меньшим диаметра шпура на 3—4 мм, имеющие отверстия, расположенные в шахматном порядке, заполняют цементно-песчаным пластичным раствором, стойким против воздействия агрессивных вод, соединяют вместе и связывают проволокой. Такую трубку 2, заполненную раствором 3, вводят в шпур и закрепляют заклиниванием в его устье. Затем в трубку забивают отбойным молотком стальной стержень гладкого или периодического профиля 1. При этом раствор выдавливается через отверстия в зазор между трубкой и стенками шпура, обеспечивая плотное его заполнение по всей длине. Чтобы исключить возможность оставления воздуха в шпуре, перед забивкой стержня целесообразно помещать между перфорированной трубкой и стенками шпура тонкую трубку, доходящую до дна шпура.

Железобетонный анкер Перфо
Рис. 184. Железобетонный анкер «Перфо»

Набивные анкеры и анкеры типа «Перфо» обеспечивают высококачественную заделку как в самых твердых, так и в мягких породах (f ≥ 2) и являются долговечными, так как их защита от коррозии гарантирована плотной оболочкой из раствора, которая для анкеров типа «Перфо» армирована стальной оболочкой. Кроме того, железобетонные анкеры в отличие от стальных полностью заполняют шпур и, следовательно, способны работать на срез при смещении пластов породы.

Недостатком железобетонных анкеров описанных конструкций является невозможность их натяжения после затвердения раствора. Вследствие этого они лишь фиксируют состояние кровли выработки, соответствующее моменту затвердения раствора, и не обеспечивают ее немедленного обжатия. Для того чтобы иметь возможность создать предварительное натяжение анкера, можно рекомендовать заполнение глубинной части шпура (30—40 см) быстротвердеющим, а остальной части шпура — медленно схватывающимся раствором. Тогда натяжение анкера можно производить после затвердения раствора у дна шпура, обеспечивающего прочную заделку, но до начала схватывания раствора на остальном его протяжении.

Анкерную крепь устраивают по следующим схемам (рис. 185). При достаточно близком расположении от кровли выработки слоя прочных пород (рис. 185, а) непосредственная кровля подвешивается с помощью анкеров к этому слою. При этом пролет, с которым работают на изгиб слои непосредственной кровли, уменьшается от L до l. Если непосредственная кровля сложена из однородных слоистых пород (рис. 185, б), обжатие породы анкерами обеспечивает возникновение на контакте между пластами сил трения, препятствующих их независимому прогибу. В этом случае анкерованная кровля превращается в монолитную породную балку с пролетом L, имеющую жесткость, значительно большую жесткости отдельных пластов, входящих в ее состав.

Схемы применения анкерной крепи
Рис. 185. Схемы применения анкерной крепи

В выработке сводчатого очертания (рис. 185, в) анкерование обеспечивает образование над выработкой породного свода, способного воспринять давление вышележащих пород и надежно ограждающего выработку. В этом случае могут быть достигнуты особенно хорошие результаты, так как анкеры связывают даже сильно трещиноватую породу в отдельные блоки, выпадание которых предотвращается самой формой свода. При использовании железобетонных анкеров в сочетании с нанесением на породу слоя торкрета или набрызгбетона (см. § 60) в качестве постоянной крепи сводчатой выработки целесообразно нагнетать в породный свод цементный раствор, обеспечивающий заполнение имеющихся трещин и омоноличивание непосредственной кровли. После продвижения забоя выработки на глубину заходки обнаженный участок кровли оставляют некоторое время незакрепленным. Следует стремиться поставить анкерную крепь как можно скорее после проветривания выработки. Однако обычно такую крепь устанавливают после уборки породы, используя для этого буровые подмости, пододвигаемые к забою, верхнюю площадку СБУ-4 или люльки монтажной машины с шарнирной стрелой (МШТС-2ТП).

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