Обделки из чугунных тюбингов

Чугунная обделка представляет собой цилиндрическую трубу, состоящую из последовательно собираемых по мере продвижения забоя колец. Кольца одинакового типа и размера состоят из элементов коробчатого сечения – тюбингов.

Рекомендации по проектированию чугунных обделок перегонных тоннелей приведены в [1, с. 175–178; 3, с. 115–123].

Железобетонные обделки

Сборные железобетонные обделки монтируются из железобетонных тюбингов, из блоков сплошного или ребристого сечения. Железобетонная тюбинговая обделка, по конструктивному решению аналогичная чугунной, состоит из элементов коробчатого сечения, которые соединены в продольных и поперечных стыках болтовыми связями (рабочими или монтажными).

Тюбинговые железобетонные обделки имеют увеличенную, по сравнению с чугунной, толщину бортов, продольных (радиальных) и поперечных (кольцевых) ребер, а также спинки тюбинга. Размеры бортов и ребер тюбингов назначают с учетом размещения в них рабочей арматуры, а толщину спинки увеличивают еще и для обеспечения водонепроницаемости обделки. Так, например, при высоте борта тюбинга h _б= 200 мм толщина оболочки 60…80 мм, а толщина бортов 80…150 мм; при высоте борта тюбинга h _б= 550 мм толщина оболочки 120…150 мм, а толщина бортов 150…200 мм [1, с. 182–184; 3, с. 124–125]. В железобетонных тюбингах также предусмотрено устройство от 1 до 3 средних продольных ребер, служащих для восприятия усилий щитовых домкратов. В оболочке тюбинга должно быть предусмотрено отверстие для нагнетания раствора за обделку.

Один из возможных вариантов конструктивного решения обделки из железобетонных тюбингов приведен на рис. 3.3, а, б. Обделка с наружным диаметром 5,5 м предназначена для перегонных тоннелей, расположенных в глинистых грунтах с коэффициентом бокового давления λ = 0,5 и коэффициентом упругого отпора K = (20…25)10⁴ кН/м³. Для грунтов с такими характеристиками разработано три типа обделок, способных воспринимать вертикальную нагрузку 0,3; 0,5 и 0,7 МПа и различающихся только армированием тюбингов, геометрические параметры которых остаются без изменения.

Обделки из ребристых железобетонных блоков имеют более мощные, по сравнению с тюбинговыми, ребра и утолщенную оболочку. Так, например, при высоте борта ребристого блока h _б= 200 мм толщину оболочки можно принять 80…130 мм, а толщину бортов 125…190 мм [1, с. 184]. В таких обделках возможна постановка связей между элементами обделки, что увеличивает общую жесткость конструкции и облегчает сборку кольца.

Конструкции обделок из сплошных железобетонных блоков весьма разнообразны и различаются формой кольца и блоков, типом продольных и поперечных стыков и т. п. Рекомендации по конструированию железобетонных блочных обделок приведены в [1, с. 184–188; 3, с. 127–136; 4, с. 26–44; 11].

Блоки железобетонной обделки в плане могут иметь форму прямоугольную, трапециевидную или в виде параллелограмма. Замыкание кольца из блоков прямоугольной формы производят продольными ключевыми элементами, состоящими из двух-трех коротких блоков, либо одним блоком клиновидной формы, вдавливаемым между соседними трапециевидными блоками. Кольцо обделки, состоящее только из блоков в форме трапеции, замыкается без ключевого блока (рис. 3.4, а, б). Кольцо обделки, состоящее из блоков в форме трапеции и параллелограмма, замыкается одним из трапециевидных блоков. При этом блоки крепятся к ранее уложенному кольцу при помощи дюбелей в кольцевых стыках. Такие обделки разработаны для сооружения тоннелей при непрерывной проходке механизированными щитовыми комплексами. Конструкции таких обделок приведены в [3, с. 139–140; 4, с. 29–30, 42–43].

По форме кольца блочных обделок могут быть прямыми, когда торцевые плоскости колец образованы параллельными плоскостями, либо клиновидными, когда образованы непараллельными плоскостями [4, с. 28]. Клиновидное кольцо может быть с односторонним или двухсторонним скосом. В последнем случае кольцо называют универсальным (см. рис. 3.4, в). Величина скоса d определяется как разность максимальной и минимальной ширины кольца и может достигать 30…40 мм.