§ 74. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ТОННЕЛЬНЫЕ ОБДЕЛКИ (ч. 2)

Обделка с временными связями растяжения. К этому типу относится приведенная конструкция обделки из железобетонных блоков ребристого сечения (тюбингов), где болты играют роль монтажных соединений. В эксплуатационный период недопустима передача моментов на борт, так как он имеет недостаточную прочность. Поэтому после проведения контрольного нагнетания такие болты заменяют короткими стальными шпильками с последующей чеканкой концевых участков болтовых отверстий цементной замазкой (БУС).

Такая конструкция сборной обделки состоит в поперечном сечении из десяти железобетонных тюбингов трех типов: нормальных (7 шт.), смежных (2 шт.) и ключевого; ширина кольца 100 см.

Железобетонные тюбинги (рис. 243) представляют собой ребристые конструкции, подобные чугунным, с двумя-тремя кольцевыми и двумя радиальными бортами толщиной по 10—15 см. Высота борта 20—25 см, толщина оболочки 6—8 см.

Для восприятия усилий щитовых домкратов в каждом тюбинге имеются две-три продольные диафрагмы толщиной по 8—10 см.

Тюбинги соединяются между собой при помощи трех-четырех болтов в кольцевых бортах и двух-четырех в радиальных. Отверстия для болтов укрепляются стальными закладными трубками с фланцами. Для обеспечения гидроизоляции обделки по внутреннему периметру тюбингов имеются фальцы, образующие в стыках канавки размером 32×12 мм, зачеканиваемые цементной замазкой. Для нагнетания за обделку цементного раствора в каждом тюбинге имеется отверстие, в которое вмонтирована стальная трубка с внутренней нарезкой.

Арматура тюбингов представлена сварными каркасами из стержней круглого профиля или из горячекатаных стержней периодического профиля.

Обделка из железобетонных тюбингов имеет следующие достоинства: уменьшается в два раза объем железобетона по сравнению с обделкой из блоков; облегчаются транспортные и монтажные работы ввиду небольшой массы элементов (~0,5 т); обеспечиваются удобство и точность сборки обделки благодаря наличию болтовых связей; обделка может быть применена как при щитовой, так и при эректорной проходке ввиду возможности постановки ключевого элемента в плоскости собираемого кольца.

К недостаткам обделки относятся: увеличение на 30—40% расхода стали по сравнению с обделкой из блоков; повышение сопротивления воздушному потоку при вентиляции и движении поездов, вызываемое ребристой внутренней поверхностью тоннеля; увеличение водопроницаемости обделки вследствие наличия закладных частей и недостаточной прочности болтовых соединений; опасность поломок бортов и образования трещин в оболочке тюбингов от давления щитовых домкратов; ухудшение очистки лотковой части тоннеля вызываемое наличием ребер тюбингов.

Для увеличения несущей способности и водонепроницаемости сборной обделки из железобетонных тюбингов последние могут быть усилены. Кольцо обделки (рис. 244) наружным диаметром 6 м и шириной 100 см состоит из десяти тюбингов трех типов: нормальных (7 шт.), смежных (2 шт.) и ключевого без внутренних ребер и диафрагм.

Усиление тюбингов (см. рис. 244, б) достигается путем увеличения высоты борта до 45 см, а повышение водонепроницаемости — утолщением оболочки до 25 см и увеличением глубины фальцев до 50 мм.

Для возможности установки монтажных шпилек торцовые борта тюбингов уширены до 26 см.

Связь колец в монтажный период осуществляется путем постановки болтов или оправок в кольцевых бортах. После контрольного нагнетания эти связи заменяют укороченными штырями, а торцовые участки отверстий зачеканивают замазкой из расширяющегося цемента.

Для сопряжения ключевого тюбинга со смежными применяются составные (из трех частей) железобетонные шпонки диаметром 96 мм, последовательно заводимые с торца обделки.

В качестве арматуры в тюбингах применяются сварные каркасы из стали периодического профиля диаметром 25—28 и 6—14 мм с петлевыми выпусками.

Достоинства обделки — ее значительная несущая способность и повышенная водонепроницаемость. К недостаткам обделки относится ее деформативность в период монтажа. Это обстоятельство учтено при дальнейшем проектировании: число дополнительных связей в кольцевых бортах доведено до четырех.

Общим недостатком, характерным для всех обделок из железобетонных тюбингов, следует признать трудность защиты нижней части обделки от загрязнения и ее последующей очистки. Для устранения этого недостатка, а также с целью создания готового основания для откаточных путей вводят в состав обделки специальный нижний лотковый элемент с плоской внутренней поверхностью.

Современная конструкция обделки с плоским лотком (рис. 245) включает в поперечном сечении семь элементов четырех типов: нормальных (3 шт.), смежных (2 шт.), ключевого и лоткового. Ширина кольца обделки составляет 100 см высота борта 30 см, толщина оболочки 15 см.

Разбивка кольца на элементы обеспечивает одинаковые центральные углы 60°, соответствующие лотковому и нормальным тюбингам и центральный угол 120°, соответствующий двум смежным и ключевому тюбингам. Такая разбивка позволяет в случае необходимости принять все тюбинги (см. рис. 245, б) нормальными (без ключевого элемента).

Нижний элемент обделки создает плоский лоток шириной 222 см, на котором помещаются два откаточных пути. Для уменьшения веса лоткового элемента ему придают с наружной стороны ребристую форму. Образующаяся при этом полость заполняется недобранной породой или нагнетанием гравия.

Соединение тюбингов и колец между собой в кольцо осуществляется при помощи штырей по аналогии с усиленной обделкой.

Ключевой тюбинг фиксируется при помощи двух (составных по длине) железобетонных шпонок диаметром 72 мм.