§ 60. БЕТОНИРОВАНИЕ ОБДЕЛОК В СКАЛЬНЫХ ПОРОДАХ (ч. 1)

Схемы бетонирования. Наибольшие возможности для механизации работ по бетонированию обделки имеются в скальных породах, не требующих крепления или позволяющих ограничиться контурной крепью. При этом перемещение и укладку бетонной смеси выполняют с применением бетононасосов и бетоноукладчиков, а передвижная опалубка обеспечивает достаточный фронт бетонирования.

В зависимости от конкретных условий возможны два варианта бетонирования обделки. При последовательной системе организации работ, т.е. когда возведение обделки начинают лишь после завершения проходки, в первую очередь бетонируют обратный свод, служащий после затвердения бетона надежным основанием для перемещения опалубки, затем бетонируют стены и верхний свод обделки; при круговом сечении (в гидротехнических тоннелях) всю обделку бетонируют непрерывно, начиная с обратного свода. В последнем случае опалубку перемещают по специальным продольным фермам, перекрывающим участок бетонирования.

При параллельной системе организации работ в первую очередь бетонируют стены и верхний свод, что позволяет сохранить нетронутыми откаточные пути, используемые для вывоза породы из забоя выработки. При этом порядке бетонирования передвижная опалубка перемещается по рельсам, уложенным по обе стороны от откаточных путей. Для обеспечения их правильного положения целесообразно закладывать под них бетонные блоки, располагая их примерно через 3 м друг от друга.

Передвижная опалубка. Механизированные способы укладки бетонной смеси требуют применения инвентарной передвижной опалубки, обеспечивающей достаточный фронт бетонирования, высокое качество и однотипность внутренней поверхности тоннеля, экономию материалов и транспортных средств и значительное ускорение работ.

Передвижная опалубка, применяемая при бетонировании тоннельных обделок, должна иметь конструкцию, обеспечивающую ее удобное снятие и передвижение вслед за забоем, но не препятствующую перемещению по выработке породы и материалов. Тележка, поддерживающая опалубку, должна передвигаться по путям, охватывающим снаружи откаточные пути выработки, а в конструкцию опалубки должны входить шарнирные и другие устройства, позволяющие легко отделять опалубку от затвердевшего бетона.

Перечисленные условиям удовлетворяют опалубки двух видов:

1) опалубка, состоящая из секций, смонтированных каждая на отдельной тележке и имеющих возможность небольших радиальных перемещений, достаточных для отрыва от готовой обделки (рис. 198);

2) телескопическая опалубка, состоящая из нескольких секций, допускающих значительные смещения входящих в них элементов и имеющих лишь одну тележку для их складывания, перемещения под ранее установленными секциями и установки на новом месте.

Последовательность использования опалубок различна. Секции опалубки первого вида последовательно устанавливают и бетонируют, начиная с ближайшей от забоя, в направлении к выходу из тоннеля (рис. 199, а). После завершения бетонирования всех секций комплекта кольцо обделки 7, набравшее необходимую прочность, раскружаливают и соответствующую ему секцию перемещают вперед в положение 1', устанавливают и бетонируют. Затем процесс повторяют с секциями 2, 3 и т.д. Длина и число секций опалубки должны быть увязаны с заданной скоростью бетонирования и требуемым временем выдержки в опалубке.

При этой схеме бетонирования опалубка может иметь жесткую конструкцию и перемещаться вперед без складывания, что особенно важно в случае тоннелей большого сечения, но каждая ее секция опирается на отдельную тележку, а ближайшая к забою секция должна иметь два торцовых щита, закрывающих зазор между ней и контуром выработки.

При использовании телескопической опалубки (рис. 199, б) ее секции, входящие в комплект, устанавливают и бетонируют поочередно в направлении продвижения забоя. После приобретения необходимой прочности кольцом 1 обделки его раскружаливают и секцию опалубки в сложенном состоянии перемещают под секциями, установленными впереди, в новое положение 1'.

Применение телескопической опалубки более удобно, чем опалубки первого вида. В этом случае достаточно одной тележки и каждая секция требует остановки лишь одного торцового щита, так как с одной стороны бетонируемой секции всегда имеется уложенный бетон. Подача бетонной смеси в секцию упрощается, так как передний ее торец всегда свободен.

Для решения вопроса о числе секций опалубки имеет значение допустимое время раскружаливания. В соответствии со СНиП III-Б.8-68 допускается раскружаливание при достижении бетоном обделки 75-процентной проектной прочности, т.е. примерно через 12 суток. Для скальных пород этот период велик, и его можно сократить при соответствующем обосновании в проекте. Условия работы свежеезабетонированной обделки являются весьма благоприятными вследствие сцепления бетона со скалой и невозможности искажения формы конструкции, плотно прилегающей к окружающей породе. В особенности благоприятны эти условия в случае применения анкерной или стальной арочной крепи, оставляемой за обделкой. При этом обделка в период раннего твердения бетона подвергается воздействию лишь собственного веса.

В зарубежной практике раскружаливание в крепкой скале производят в зависимости от пролета выработки через 16—40 ч.

При параллельной системе организации работ, когда отставание места бетонирования от забоя сравнительно невелико, можно считать допустимым раскружаливание в крепких скальных породах по достижении 30% проектном прочности бетона, что соответствует трем суткам.

В состав телескопической опалубки входят металлические секции (стальные или из алюминиевых сплавов) и самоходная тележка, поддерживающая их во время перемещения и установки. Каркас секции выполняют из прокатных ребер или решетчатых ферм, соединенных продольными элементами, к которым приваривают металлические листы толщиной 4—5 мм. В конструкции секции устраивают несколько односторонних шарниров, по которым она может быть сложена до поперечных размеров, позволяющих перемещать ее под секциями, установленными впереди. Шарниры способствуют складыванию секции внутрь, но не должны допускать раскрытия стыков изнутри под нагрузкой. Поэтому их обычно располагают в зоне положительных моментов, возникающих в опалубке, не поддержанной тележкой.