Обделка из чугунных тюбингов

Вопрос 1

Краткий обзор развития щитового способа сооружения тоннелей. Основные конструктивные элементы проходческого щита, их назначение.

Щитовой способ сооружения тоннелей — щитовая проходка — основан на применении в забое тоннеля специального агрегата проходческого щита.

Щит – временная передвижная металлическая крепь, предназначенная для защиты предзабойного пространства на период выполнения всех операций проходческого цикла.

Основные операции проходческого цикла:

· разработку грунта,

· крепление забоя,

· уборку грунта,

· возведение обделки.

Краткий исторический обзор

«Впервые щитовую проходку осуществил Марк Брюнель при строительстве подводного тоннеля под Темзой (1825-1846 гг.) в Англии. Длина тоннеля составила 450 метров.

Первый механизированный щит (т.н. щит Прейса) применён в 1897 на строительстве Центральной железнодорожной линии в Лондоне.

В России впервые щитовая проходка была применена при строительстве Московского метрополитена в 1934 году. В 1936 году был создан первый отечественный механизированный щит (Щит Варганова).

Впервые щиты с активным пригрузом забоя были использованы в Японии в 1972-1974 гг.»

Форма поперечного сечения щита повторяет очертание тоннельной обделки и, как правило, круговая, но может быть сводчатой и прямоугольной

Щитовая проходка по сравнению с открытым способом производства

работ является более предпочтительной и экономичной в следующих

случаях:

· прокладка коммуникаций на большой глубине, под транспортными магистралями и застроенными

участками;

· пересечение сборными коллекторами или большими осушительными водоводами городских главных

транспортных проездов, площадей, автодорог и железнодорожных линий;

· прокладка туннелей или штолен большого поперечного сечения

на глубине более 12 м на застроенных территориях;

· работы по реконструкции коммуникаций уже застроенных территорий, особенно в городских центрах, а также прокладка новых подземных коммуникаций;

1 – ножевое кольцо

2 – грунт забоя

3 – щитовые домкраты

4 – опорное кольцо

5 – обделка

6 – хвостовая оболочка щита

7 – цементно-песчаный раствор

8 – горизонтальные перегородки

9 – вертикальные перегородки

В головной части щита под защитой ножевого кольца 1 разрабатывают на глубину заходки W грунт забоя 2 и выполняют его крепление. Затем при помощи гидравлических щитовых домкратов 3, установленных по периметру опорного кольца 4, передвигают щит вперед в разработанное пространство. При этом домкраты опирают в ранее возведенную обделку, чаще всего сборную, состоящую из отдельных колец 5, ширина которых b равна или кратна глубине заходки. После передвижки щита и уборки штоков домкратов в освободившемся пространстве под защитой хвостовой оболочки 6 возводят очередное кольцо обделки. По мере передвижения щита и выхода обделки из-под оболочки зазор 7 между обделкой и грунтом заполняют под давлением цементно-песчаным раствором, обеспечивая надежный контакт обделки с грунтовым массивом. Для придания щиту необходимой жесткости в пределах ножевого и опорного колец ставят одну-две горизонтальные перегородки 8, используемые одновременно как рабочие подмости, и две-три вертикальные перегородки 9.

Вопрос 2

Конструкции сборных чугунных тюбинговых обделок. Их конструктивные особенности на криволинейных участках трассы.

Обделка из чугунных тюбингов.

Кольцо обделки состоит из элементов-сегментов коробчатого сечения — тюбингов.Для их изготовления отливкой в опоки наиболее широкоприменяют серый чугун марки СЧ-20, обладающий высокой устойчивостью против коррозии и имеющий расчетные сопротивления: сжатию — 180 МПа, растяжению —

60 МПа. В последнее время рассматривается возможность применения высокопрочного чугуна марки ВЧ. Такой чугун имеет повышенные прочностные характеристики благодаря применению графитизирующих присадок.

Кольцо обделки (рис. 1.4) состоит из трех типов тюбингов: нормальных H, оба продольных торца которых направлены радиально, ключевого (замкового) К клиновидной формы смежных (скошенных) С, один продольный торец которых, примыкающий к ключевому тюбингу, скошен.

Клиновидная форма тюбинга К обеспечивает возможность завершения монтажа (замыкания) кольца изнутри. Для тех же целей, вместо тюбинга К ставят клиновую чугунную прокладку. Угол клина, замыкающего элемента 6–10°. Общее число длинных тюбингов (H, C) в кольце зависит от максимально возможной длины дуги по наружной поверхности тюбинга, которая по условиям механизированной формовки опок для отливки не должна быть больше 200 см. При этом масса тюбинга не превышает 1,5–2 т, что позволяет получить компактные механизмы для монтажа обделки.

Тюбинг (рис. 1.5) представляет собой литое изделие, имеющее плиту-оболочку (спинку) 1 с цилиндрической поверхностью, обращенной к грунту, и четыре борта, окаймляющих оболочку и направленных внутрь кольца: два продольных (радиальных) борта 2, параллельных продольной оси тоннеля, два поперечных (кольцевых) борта 3, лежащих в поперечной плоскости, перпендикулярной продольной оси тоннеля. Борта придают тюбингу жесткость и служат для соединения тюбингов в кольцо и колец между собой. Для этого в бортах предусмотрены болтовые отверстия 5, на 3–4 мм больше диаметра болтов d, с целью облегчения монтажа. Для соединения применяют стальные болты диаметром 20–45 мм. Наружные плоскости бортов подвергают механической обработке прострожкой для обеспечения плотного взаимного примыкания.

Конструктивные особенности тюбинга на криволинейных участках трассы.

На криволинейных участках трассы тоннеля могут применяться специальные клиновидные (угловые) чугунные тюбинговые кольца, поперечные грани которых не параллельны, а отклоняются под небольшим углом (25').’Такие кольца, укладываемые в обделку вперемешку с нормальными в различных сочетаниях, позволяют получить необходимое отклонение обделки тоннеля как в плане, так и в профиле. Универсальность клиновидных колец для различных случаев поворота трассы достигается введением в состав кольца четырех ключевых тюбингов, диаметрально-расположенных на противоположных сторонах.

Для тех же целей вместо клиновидных колец в последнее время чаще применяют металлические клиновидные прокладки, укладываемые в поперечные швы между нормальными кольцами. Такое решение требует замены болтов на удлиненные, усложняет монтажные работы, но позволяет исключить необходимость изготовления специальных тюбингов для клиновидных колец.

Вопрос 3

Основные требования, предъявляемые к сборным круговым обделкам. Конструкции сборных обделок из железобетонных тюбингов.

Поиск по сайту: