СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ОБДЕЛКИ ТОННЕЛЯ И ОТДЕЛКА ТОННЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится к подземному строительству, а именно к способам возведения обделки тоннеля, и может быть использовано при сооружении тоннелей для сейсмоопасных районов.

Известен способ возведения обделки тоннеля, включающий установку блочных колец в проектное положение, соединение их плоских торцов в продольном оси тоннеля направлении и подачу тампонажного раствора в заобделочное пространство. Обделка тоннеля содержит блочные кольца, соединенные между собой шпунтами и пазами, выполненными на противоположных торцах блочных колец [1]
Недостатком указанного способа является то, что при действии динамических нагрузок на обделку тоннеля при землетрясении блочные кольца, установленные в неупругом слое тампонажного раствора и с возможностью ограниченного перемещения в пределах паза, не выдержат давления, что приведет к разрушению обделки тоннеля.

Наиболее близким к предлагаемому является способ возведения обделки тоннеля, включающий установку блочных колец в проектное положение, соединение плоских торцов смежных блочных колец в продольном направлении, подачу упруго-пластичной смеси в заобделочное пространство (авт. св. СССР 1362809, кл. Е 21 D 11/00, 1986). Указанный способ позволяет возводить обделку тоннелей в сейсмоопасных районах.

Недостатком указанного способа является сложность и небезопасность технологии, связанная с необходимостью размещения на блочных кольцах листового нагревательного элемента и подключения его к электрической сети для вулканизации резиновой смеси.

Кроме того при сильной деформации податливого слоя соединения блочных колец воспринимают всю нагрузку и могут не выдержать давления, что приведет к деформации обделки тоннеля.

Целью изобретения является повышение надежности обделки тоннеля для сейсмоопасных районов и упрощение способа.

Цель достигается тем, что блочные кольца выполнены в продольном направлении разъемными и состоят из двух составных частей, сопрягаемые поверхности которых имеют сферические выступ и впадину, выполненные радиусом, равным наружному радиусу блочного кольца. Перед установкой блочных колец в проектное положение сопрягаемые поверхности разъема соединяют между собой, после установки блочных колец в проектное положение подают упруго-пластичную смесь на наружную поверхность блочных колец в текучем состоянии, а после твердения упруго-пластичной смеси продольные связи сопрягаемых поверхностей разъема разъединяют.

Плоские торцы смежных блочных колец могут быть соединены между собой составными частями, имеющими соответственно сферический выступ и сферическую впадину.

В другом варианте одни плоские торцы смежных блочных колец соединены между собой составными частями, имеющими сферические выступы, а другие плоские торцы соединены составными частями, имеющими сферические впадины, при этом сферические выступы и впадины смежных блочных выполнены радиусом из общего центра.

Для достижения поставленной цели необходима вся совокупность существенных признаков. Подача упруго-пластичной смеси в текучем состоянии на наружную поверхность блочных колец упростит способ возведения обделки.

Выполнение блочных колец из двух составных частей, которые перед установкой блочных колец соединяют, а после их установки разъединяют, позволит обеспечить смещение составных частей блочных колец при действии динамических нагрузок на обделку тоннеля. Выполнение сопрягаемых поверхностей сферическими предохранит торцы составных частей от деформации при смещении. Выполнение сферических выступов и впадин радиусом, равным наружному радиусу блочного кольца, увеличивает допустимое смещение составных частей друг относительно друга. А выполнение сферических выступов и впадин смежных блочных колец радиусом из общего центра при установке смежных блочных колец, соединенных одними плоскими торцами составных частей, имеющих сферические выступы, а другими плоскими торцами, имеющими сферические впадины, обеспечивает максимально допустимое смещение составных частей друг относительно друга.

На фиг. 1 изображена обделка тоннеля по первому варианту соединения блочных колец; на фиг. 2 то же, по второму варианту; на фиг. 3 узел I на фиг. 1 и 2; на фиг. 4 узел II на фиг. 1 и 2.

Обделку тоннеля возводят из блочных колец, каждое из которых выполнено в продольном направлении разъемным и состоит из двух составных частей 1 и 2 в виде колец. Сопрягаемые поверхности разъема имеют сферический выступ 3 и сферическую впадину 4, выполненные радиусом, равным наружному радиусу блочного кольца. Составные части 1 и 2 снабжены съемными продольными связями 5, выполненными в виде болтовых стяжек, размещенных в упорных втулках 6 и отверстиях кронштейнов 7 и 8, закрепленных соответственно на составных частях 1 и 2. Плоские торцы 9 и 10 смежных блочных колец соединены в продольном направлении посредством шпунта 11 и паза 12. Смежные блочные кольца могут быть установлены таким образом, что сферические выступы и сферические впадины их разъемов расположены в одном направлении, т.е. плоские торцы 9 и 10 смежных блочных колец соединены составными частями 2 и 1, имеющими соответственно сферический выступ 3 и сферическую впадину 4.

В другом варианте сферические выступы и сферические впадины разъемов смежных блочных колец расположены в противоположных направлениях, т.е. одни плоские торцы 9 смежных блочных колец соединены составными частями 2, имеющими сферические выступы 3, а противоположные плоские торцы 10 соединены составными частями 1, имеющими сферические впадины 4, при этом сферические выступы 3 и сферические впадины 4 смежных блочных колец выполнены радиусом из общего центра 0, равным наружному радиусу блочного кольца.

Способ возведения обделки осуществляют следующим образом.

Перед установкой блочного кольца в проектное положение составные части 1 и 2 соединяют съемными продольными связями 5 и размещают в оболочке 13 хвостовой части 14 проходческого щита 15.

При выдвижении щитовых гидроцилиндров 16 и опирании их в плоский торец 9 блочное кольцо устанавливается в проектное положение, при этом усилие от щитовых гидроцилиндров 16 передается на составную часть 2 через съемные продольные связи 5, что исключает повреждение сферических торцов и поворот составных частей 1 и 2.

Аналогично устанавливают в проектное положение смежные блочные кольца, при этом плоские торцы 9 и 10 соединяют либо составными частями 2 и 1, имеющими сферический выступ 3 и сферическую впадину 4, либо составными частями 2, имеющими сферические выступы 3, и составными частями 1, имеющими сферические впадины 4.

После установки блочных колец в проектное положение упруго-пластичную смесь 17 в текучем состоянии через отверстия в оболочке 13 подают на наружную поверхность блочных колец. После твердения упруго-пластичной смеси 17 съемные продольные связи 5 разъединяют и удаляют.

При динамических нагрузках, возникающих от землетрясения, упруго-пластичная смесь 17 прогибается и воздействует на блочные кольца, при этом сферические выступы 3 и сферические впадины 4 поворачиваются друг относительно друга, обеспечивая смещение по разъемам составных частей 1 и 2, плоские торцы 9 и 10 которых соединены в продольном направлении.

За счет выполнения сферических выступов и впадин радиусом из общего центра при установке их по второму варианту и равным наружному радиусу блочного кольца обеспечивается максимально возможное смещение составных частей 1 и 2 в упругой оболочке, при этом слой упруго-пластичной смеси, застывший в сферическом соединении сопрягаемых поверхностей, предохраняет их от разрушения и одновременно служит в качестве гидроизоляции.

Назначение: возведение обделки тоннеля в сейсмоопасных районов. Сущность изобретения: обделка тоннеля содержит блочные кольца, каждое из которых выполнено разъемным в продольном направлении и состоит из двух составных частей в виде колец. Сопрягаемые поверхности составных частей по разъему имеют сферические выступ и впадину, выполненные радиусом, равным наружному радиусу блочного кольца. Перед подачей блочных колец в проектное положение сферические выступы и впадины соединяют продольными связями, а после подачи упруго-пластичной смеси на наружную поверхность блочных колец и ее твердения продольные связи разъединяют. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ возведения обделки тоннеля, включающий установку блочных колец в проектное положение, подачу упругопластичной смеси в заблочное пространство, отличающийся тем, что упругопластичную смесь подают в текучем состоянии на наружную поверхность блочных колец, при этом сопрягаемые поверхности блочных колец перед их установкой в проектное положение соединяют продольными связями, а после установки блочных колец в проектное положение и твердения упругопластичной смеси продольные связи разъединяют. 2. Обделка тоннеля, содержащая блочные кольца с плоскими торцами, отличающаяся тем, что каждое блочное кольцо в продольном направлении выполнено разъемным и составным из двух частей, сопрягаемые поверхности которых имеют сферический выступ и впадину, выполненные радиусом, равным наружному радиусу блочного кольца, и снабжены съемными продольными связями. 3. Обделка по п. 2, отличающаяся тем, что плоские торцы смежных блочных колец соединены между собой составными частями, имеющими соответственно сферический выступ и сферическую впадину. 4. Обделка тоннеля по п. 2, отличающаяся тем, что одни плоские торцы смежных блочных колец соединены между собой составными частями, имеющими сферические выступы, а другие плоские торцы соединены составными частями, имеющими сферические впадины, при этом сферические выступы и впадины смежных блочных колец выполнены радиусом из общего центра.