Глава 18
КОНСТРУКЦИИ СБОРНЫХ ОБДЕЛОК КРУГОВОГО ОЧЕРТАНИЯ
§ 72. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Сборные тоннельные обделки, широко применяющиеся при щитовом способе сооружения тоннелей, обеспечивают возможность индустриализации и комплексной механизации ведущих производственных процессов, а следовательно, повышения качества и сокращения сроков сооружения при постоянном снижении стоимости строительства.
Советские специалисты предложили новые методы статического расчета тоннельных обделок, что позволило запроектировать унифицированные конструкции, отличающиеся рациональным использованием материала и экономичностью.
К сборным тоннельным обделкам предъявляют следующие основные требования. Обделка должна обладать достаточной устойчивостью и прочностью для восприятия постоянных и временных нагрузок, включая давление щитовых домкратов. Кроме того, обделка должна быть водонепроницаемой и долговечной, а ее элементы — взаимозаменяемыми. Сборка обделки должна быть безопасной, по возможности простой и быстро осуществляемой операцией.
Сборные обделки чаще всего имеют круговое поперечное сечение, что объясняется конструктивными и производственными причинами.
Круговое очертание обделки, находящейся в условиях всестороннего давления, обеспечивает ее рациональную работу, однотипность элементов, а также позволяет поворачивать кольца обделки вокруг продольной оси тоннеля и применять механизированные щиты.
Различают сборные обделки двух видов: 1) обделка, вступающая в работу в качестве несущей конструкции сразу после сборки; 2) первичная обделка, используемая для крепления выработки, но требующая укладки впоследствии вторичной, внутренней обделки. Между двумя последними помещают гидроизоляционный материал.
Вторичная обделка в зависимости от значения, придаваемого первичной обделке в общей конструкции, может служить лишь оболочкой для поддержания гидроизоляции или быть основной несущей конструкцией, имеющей наружную гидроизоляцию, защищенную первичной обделкой.
В качестве материала для сборных обделок применяют бетон, железобетон, чугун и сталь. Исследуются новые материалы — полимербетон и литые каменные породы.
Выбор материала зависит от инженерно-геологических условий расположения тоннеля и его назначения (транспортный или гидротехнический).
Тоннели относятся к наиболее дорогим и сложным сооружениям в транспортном строительстве. Затраты на материалы достигают 50% общей стоимости сооружения, поэтому замене металла в тоннелестроении другими материалами придается большое значение. Однако металлические обделки наиболее полно отвечают предъявляемым к сборным обделкам требованиям и имеют еще достаточно широкое применение в тяжелых гидрогеологических условиях, поэтому целесообразно начать с них изучение особенностей сборных тоннельных обделок.