Глава 14 ВОЗВЕДЕНИЕ ТОННЕЛЬНЫХ ОБДЕЛОК
§ 58. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Возведение обделки, завершающее цикл основных работ по сооружению тоннеля, производят обычно параллельно с раскрытием подземной выработки в соответствии с основным правилом тоннелестроения, которое заключается в необходимости сокращения до минимума периода пребывания выработки на временной крепи. Однако в некоторых случаях может оказаться целесообразной последовательная организация работ, при которой возведение обделки начинают только после окончания всех работ по проходке. При этом возможно значительное сокращение одновременно используемых рабочей силы и других ресурсов строительства, более удобна организация основных работ, проводимых без взаимных помех, и само возведение обделки, являющееся менее трудоемким процессом, чем проходка, может производиться с большей скоростью.
Такое решение должно быть рассмотрено при проходке тоннеля в крепких, не оказывающих большого горного давления, сухих скальных породах, требующих закрепления лишь кровли выработки. Использование анкерной крепи расширяет область применения последовательной организации работ.
Последовательная организация работ ведет к увеличению срока сооружения тоннеля и должна быть специально обоснована. Ее применение становится возможным при строительстве коротких (до 500 м) тоннелей, срок сооружения которых не лимитирует ввода в эксплуатацию пути сообщения.
Если скорость возведения обделки значительно превышает скорость проходки, как обычно бывает при бетонировании в выработке, закрепленной контурной крепью, возможно некоторое изменение параллельной системы работ. При этом сначала ведут только проходческие работы, а затем параллельно с ними выполняют возведение обделки с таким расчетом, чтобы к моменту завершения проходки расстояние между забоем и обделкой было минимальным, но удобным для параллельного ведения работ (50—60 м). В этом случае работы по возведению обделки начинают на значительном удалении от забоя, а общий срок выполнения основных работ будет тем же, что и при параллельной системе.
Применение обделок из монолитного бетона требует весьма четкой организации бетонного хозяйства, которая в значительной степени определяется размерами поперечного сечения выработки и длиной сооружаемого через один вход участка тоннеля.
Основное требование, которое при этом необходимо выполнять, заключается в необходимости доставки бетонной смеси с минимальным числом перегрузок и сотрясений, ведущих к ее расслоению, и завершения укладки бетонной смеси до начала схватывания цемента.
Продолжительность перемещения бетонной смеси, считая с момента выгрузки из бетономешалки до загрузки в бетоноукладочную машину, не должна превышать 50 мин при температуре до +20° С и 40 мин при более высоких температурах.
Бетонную смесь приготовляют вне тоннеля или в его готовой части на расстоянии от опалубки, обеспечивающем возможность своевременной доставки и укладки смеси на место. Бетонные работы производят обычными методами при температуре воздуха не ниже +10° С и температуре бетонной смеси не ниже +5° С. При более низких температурах применяют зимние способы бетонирования. На участке бетонирования должны быть приняты меры против фильтрации через свежеуложенный бетон подземных вод. Для этого в трещины породы закладывают водоотводные трубки.
§ 59. БЕТОНИРОВАНИЕ ОБДЕЛОК В СЛАБЫХ И МЯГКИХ ПОРОДАХ
В породах, в которых раскрытие выработки производят по частям с установкой крепи, загромождающей сечение, бетонную смесь укладывают небольшими порциями по мере удаления элементов крепи. Поэтому смесь подают в опрокидных вагонетках-бетоновозках емкостью 0,25 м3 или бадьях с откидным дном, поставленных на платформы.
Доставленную бетонную смесь вываливают на дощатый боек, перелопачивают и вручную укладывают за опалубку, наращиваемую по мере укладки бетона. Процесс бетонирования в этих условиях подробно рассмотрен в § 56 на примере сооружения тоннеля способом полностью раскрытого сечения.
В мокрых выработках применяют бетон на пуццолановом или шлаковом цементе, активность которого назначают в зависимости от агрессивности подземных вод. Если необходимо получить быстрое нарастание прочности бетона, можно использовать бетон на глиноземистом цементе или другие быстротвердеющие бетоны.
Содержание цемента на 1 м3 бетона назначают в зависимости от наличия, напора и агрессивности подземных вод в пределах от 240 до 330 кг/м3.
Заполнители, применяемые для приготовления бетона, должны соответствовать требованиям ГОСТа. В массивные элементы обделки можно укладывать крупный заполнитель («изюм») с размером камней не более 1/4 толщины конструкции, занимающий до 30% объема бетона. При этом прочность крупного заполнителя должна превышать прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Расстояние отдельных камней друг от друга должно быть не меньше 20 см, а от опалубки — не меньше 5 см.
Водоцементное отношение бетонной смеси назначают с учетом потери подвижности во время доставки таким образом, чтобы осадка конуса к моменту укладки за опалубку была не менее 7—9 см. Для улучшения удобообрабатываемости бетонной смеси целесообразно вводить в нее пластифицирующие добавки, способствующие снижению водоцементного отношения.