ТРАНСПОРТНЫЙ КОМПЛЕКС ГОРОДА Российский патент 2002 года по МПК E01C1/00 

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям транспортных комплексов города, имеющих в своем составе подземные сооружения, возводимые под транспортной магистралью без перерыва движения по ней в сложных горно-геологических условиях, в том числе в обводненных слабых грунтах, залегающих под лотком подземного сооружения и образующих его основание.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является транспортный комплекс города, включающий пересекающиеся в разных уровнях транспортные магистрали, по крайней мере одна из которых в зоне пересечения расположена в тоннеле, выполненном под другой магистралью без перерыва движения по ней и содержащем обделку, состоящую из лотка, стен и перекрытия, наружный защитный экран из протяженных элементов и расположенные в основании тоннеля инъекционные сваи (см. Малинин А.Г. Строительство автодорожных тоннелей в Перми. Подземное пространство мира, 5, 1999, с.23-25).

Однако известная конструкция не обеспечивает экономичной, достаточно надежной, длительной эксплуатации транспортного комплекса города, имеющего в своем составе тоннель, ввиду возможных осадок основания тоннеля при расположении комплекса в сложных горно-геологических условиях.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности экономичной, надежной и долговременной эксплуатации транспортного комплекса, имеющего в своем составе тоннель, находящийся в сложных горно-геологических условиях, в том числе при расположенных в основании тоннеля обводненных слабых грунтах, при тесной городской застройке, не допускающей осадок дневной поверхности.

Задача решается за счет того, что в транспортном комплексе города, включающем пересекающиеся в разных уровнях транспортные магистрали, по крайней мере одна из которых в зоне пересечения расположена в тоннеле, выполненном под другой магистралью без перерыва движения по ней и содержащем обделку, состоящую из лотка, стен и перекрытия, наружный защитный экран из протяженных элементов и расположенные в основании тоннеля инъекционные сваи, согласно изобретению защитный экран тоннеля, выполненного путем разработки предварительно закрепленного слабого грунта, расположен по всему периметру поперечного сечения тоннеля, который снабжен дискретно расположенными по его длине рамами, образующими вместе с экраном и обделкой единую омоноличенную пространственную конструкцию, нижняя часть которой образует объединяющий инъекционные сваи в свайное основание ростверк, усиленный заведенными в него нижними участками рам и патрубками, расположенными в верхних частях свай и выполненными из конструкционного материала, совместимого в работе с инъектируемым материалом свай, преимущественно из металла.

Защитный экран может быть выполнен из элементов с замкнутой или разомкнутой конфигурацией поперечного сечения, в том числе из металлических труб, преимущественно круглоцилиндрических, в том числе прокатных, и/или сварных, и/или холоднотянутых, и/или паяных по шву, и/или бесшовных, и/или спирально-шовных, причем элементы экрана соединены между собой замковыми соединениями с отверстиями, через которые пропущены патрубки, расположенные в верхних частях свай.

Полости элементов экрана могут быть заполнены твердеющим материалом, в качестве которого может быть использован бетон или полимербетон.

Заполнение полостей элементов экрана может быть выполнено с армированием, которое может быть выполнено каркасами, и/или отдельными стержнями, и/или сетками, и/или с включением прокатных профилей, и/или с использованием стержневых конструкций типа плоских или пространственных ферм.

По крайней мере часть поверхностей элементов экрана может быть выполнена с защитным покрытием.

При этом экран, подкрепляющие элементы экрана рамы и заполнение между ними преимущественно из монолитного или сборно-монолитного железобетона образуют совместно единую сталежелезобетонную пространственную систему.

Рамы могут быть выполнены однопролетными или многопролетными, со стойками и балками, выполненными в виде закрытого, или открытого, и/или комбинированного профилей из прокатных, и/или гнутых, и/или сварных, и/или трубчатых элементов.

Замковые соединения могут быть выполнены в виде образующих замок, приваренных на обращенных друг к другу поверхностях смежных элементов экрана двух протяженных элементов, один из которых выполнен С-образным в поперечном сечении, а другой выполнен в виде заведенной в него стенки с расположенным на свободной кромке уширением шириной, превышающей ширину створа С-образного в поперечном сечении элемента.

Тоннель может быть выполнен с порталами, имеющими подпорные стены переменной высоты и защитный экран, расположенный в зонах основания порталов и по крайней мере на части высоты и длины примыкающих к основанию подпорных стен. Защитный экран порталов может быть выполнен аналогично защитному экрану тоннеля.

При этом основание порталов может быть выполнено свайным, с переходными плитами, а сваи основания порталов могут быть выполнены также инъекционными, цементогрунтовыми.

Толщины перекрытия, стен и лотка тоннеля могут соотносится как 1:(0,7-1,2): (0,5-0,9), диаметр свай составляет 600-1000 мм при длине 10-16 м, а диаметр элементов экрана - 800-1400 мм.

При этом с одной стороны тоннеля, внутренней, может быть образована служебная дорожка, а с другой стороны - тротуар.

Дорожная одежда тоннеля может быть выполнена из последовательно расположенных снизу вверх слоев керамзитобетона, пористого асфальтобетона и слоя плотного асфальтобетона с поверхностной обработкой.

Дорожная одежда служебной дорожки может быть выполнена из последовательно расположенных снизу вверх слоев щебня с прослойкой пенополистирола, слоя цементно-песчаной смеси и плиток покрытия.

Дорожная одежда тротуара может быть выполнена из последовательно расположенных снизу вверх слоев щебня с прослойкой пенополистирола, растворной стяжки, цементно-песчаной смеси и плиток покрытия.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении надежности, экономичности и долговременности эксплуатации транспортного комплекса города за счет выполнения имеющегося в его составе тоннеля позволяющим обеспечить бесперебойную работу транспортного комплекса города, производства работ без перерыва движения по вышележащей магистрали комплекса и исключение деформаций дневной поверхности, превышающих допустимые значения, что особенно важно в условиях тесной застройки города и сложной горно-геологической обстановке, обусловленной наличием в основании тоннеля слабых обводненных грунтов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен транспортный комплекс в аксонометрии;
на фиг. 2 - поперечный разрез тоннеля с защитным экраном и свайным основанием;
на фиг.3 - замковое соединение элементов экрана;
на фиг.4 - фрагмент поперечного сечения части защитного экрана с подкрепляющей его рамой;
на фиг.5 - вид по А-А на фиг.4;
на фиг.6 - схема армирования лотка в зоне портала в плане;
на фиг.7 - вид по Б-Б на фиг.6;
на фиг.8 - фрагмент армирования подпорной стенки портала вдоль тоннеля;
на фиг.9 - узел В на фиг.7, поперечный разрез (замковые соединения условно не показаны);
на фиг.10 - то же, вид сбоку (замковые соединения и сваи условно не показаны);
на фиг. 11 - вид по Г-Г на фиг.8 (замковые соединения и сваи условно не показаны);
на фиг. 12 - вид по Д-Д на фиг.8 (замковые соединения и сваи условно не показаны);
на фиг. 13 - вид по Е-Е на фиг.8 (замковые соединения и сваи условно не показаны);
на фиг.14 - фрагмент портала тоннеля, продольный разрез (сваи условно не показаны);
на фиг.15 - портал тоннеля с подпорными стенками, вид спереди;
на фиг.16 - то же, в плане;
на фиг.17 - вид по И-И на фиг.16 (замковые соединения и сваи условно не показаны);
на фиг.18 - фрагмент головного участка тоннеля в плане;
на фиг.19 - разрез по К-К на фиг.18 (замковые соединения и сваи условно не показаны);
на фиг.20 - дорожная одежда в тоннеле в разрезе, узел Л на фиг.19;
на фиг.21 - то же, вид по М-М на фиг.18;
на фиг.22 - то же, на служебных дорожках, узел Н на фиг 19;
на фиг.23 - то же, на тротуарах, узел П на фиг.19.

Транспортный комплекс города включает пересекающиеся в разных уровнях транспортные магистрали 1, 2, по крайней мере одна из которых 1 в зоне пересечения расположена в тоннеле 3, выполненном под другой магистралью 2 без перерыва движения по ней. Тоннель содержит обделку, состоящую из лотка 4, стен 5 и перекрытия 6, наружный защитный экран 7 из протяженных элементов 8 и расположенные в основании тоннеля инъекционные сваи 9. Защитный экран 7 тоннеля 3, выполненного путем разработки предварительно закрепленного слабого грунта, расположен по всему периметру поперечного сечения тоннеля 3, который снабжен дискретно расположенными по его длине рамами 10, образующими вместе с экраном 7 и обделкой единую омоноличенную пространственную конструкцию, нижняя часть которой образует ростверк 11, объединяющий инъекционные сваи 9 в свайное основание 12 и усиленный заведенными в него нижними участками 13 рам 10 и патрубками 14, расположенными в верхних частях свай 9 и выполненными из конструкционного материала, совместимого в работе с инъектируемым материалом свай 9, преимущественно из металла.

Защитный экран 7 выполнен из элементов с замкнутой или разомкнутой (на чертежах не показано) конфигурацией поперечного сечения, в том числе из металлических труб, преимущественно круглоцилиндрических, в том числе прокатных, и/или сварных, и/или холоднотянутых, и/или паяных по шву, и/или бесшовных, и/или спирально-шовных, причем элементы 8 экрана 7 соединены между собой замковыми соединениями 15 с отверстиями 16, через которые пропущены патрубки 14, расположенные в верхних частях свай 9.

Полости 17 элементов 8 экрана 7 заполнены твердеющим материалом, в качестве которого использован бетон или полимербетон.

Заполнение полостей 17 элементов 8 экрана 7 выполнено с армированием (на чертежах не показано), которое может быть выполнено каркасами (не показано), и/или отдельными стержнями (не показано), и/или сетками (не показано), и/или с включением прокатных профилей (не показано), и/или с использованием стержневых конструкций типа плоских или пространственных ферм (не показано).

По крайней мере часть поверхностей элементов 8 экрана 7 выполнены с защитным покрытием (на чертежах не показано).

При этом экран 7, подкрепляющие элементы 8 экрана 7 рамы 10 и заполнение (не показано) между ними преимущественно из монолитного или сборно-монолитного железобетона образуют совместно единую сталежелезобетонную пространственную систему.

Рамы 10 могут быть выполнены однопролетными или многопролетными, со стойками 18 и балками 19, выполненными в виде закрытого, или открытого, и/или комбинированного профилей из прокатных, и/или гнутых, и/или сварных, и/или трубчатых элементов.

Замковые соединения 15 выполнены в виде образующих замок, приваренных на обращенных друг к другу поверхностях смежных элементов 8 экрана 7 двух протяженных элементов 20 и 21, один из которых (20) выполнен С-образным в поперечном сечении, а другой - (21) выполнен в виде заведенной в него стенки с расположенным на свободной кромке уширением 22 шириной, превышающей ширину створа С-образного в поперечном сечении элемента.

Тоннель 3 выполнен с порталами 23, имеющими подпорные стены 24 переменной высоты и защитный экран 25, расположенный в зонах основания порталов 23 и по крайней мере на части высоты и длины примыкающих к основанию подпорных стен 24. Защитный экран 25 порталов 23 выполнен аналогично защитному экрану 7 тоннеля 3.

При этом основание порталов 23 выполнено свайным, с переходными плитами 26, а сваи 27 основания порталов 23 выполнены также инъекционными, цементогрунтовыми.

Толщины перекрытия 6, стен 5 и лотка 4 тоннеля 3 могут соотноситься как 1: (0,7-1,2): (0,5-0,9), диаметр свай 9, 27 составляет 600-1000 мм при длине 10-16 м, а диаметр элементов 8 экрана 7 - 800-1400 мм.

С одной внутренней стороны тоннеля образована служебная дорожка 28, а с другой стороны - тротуар 29.

Дорожная одежда тоннеля выполнена из последовательно расположенных снизу вверх слоев керамзитобетона 30, пористого асфальтобетона 31 и слоя плотного асфальтобетона 32 с поверхностной обработкой.

Дорожная одежда служебной дорожки 28 выполнена из последовательно расположенных снизу вверх слоев щебня 34 с прослойкой 35 пенополистирола, слоя 36 цементно-песчаной смеси и плиток 37 покрытия, а дорожная одежда тротуара выполнена из последовательно расположенных снизу вверх слоев щебня 34 с прослойкой 35 пенополистирола, растворной стяжки 38, цементно-песчаной смеси 36 и плиток 37 покрытия.

Армирование лотка 4, стен 5 и перекрытия 6 тоннеля 3 в описанной конкретной конструкции может быть выполнено арматурными стержнями 39, но может использоваться и иное армирование из числа известных.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям транспортных комплексов города, имеющих в своем составе подземные сооружения, возводимые под транспортной магистралью без перерыва движения по ней в сложных горно-геологических условиях, в том числе в обводненных слабых грунтах, залегающих под лотком подземного сооружения и образующих его основание. Транспортный комплекс города включает пересекающиеся в разных уровнях транспортные магистрали, по крайней мере одна из которых в зоне пересечения расположена в тоннеле, выполненном под другой магистралью без перерыва движения по ней и содержащем обделку, состоящую из лотка, стен и перекрытия, наружный защитный экран из протяженных элементов и расположенные в основании тоннеля инъекционные сваи. Новым является то, что защитный экран тоннеля, выполненного путем разработки предварительно закрепленного слабого грунта, расположен по всему периметру поперечного сечения тоннеля, который снабжен дискретно расположенными по его длине рамами, образующими вместе с экраном и обделкой единую омоноличенную пространственную конструкцию, нижняя часть которой образует объединяющий инъекционные сваи в свайное основание ростверк, усиленный заведенными в него нижними участками рам и патрубками, расположенными в верхних частях свай и выполненными из конструкционного материала, совместимого в работе с инъектируемым материалом свай, преимущественно из металла. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении надежности, экономичности и долговременности эксплуатации транспортного комплекса города за счет выполнения имеющегося в его составе тоннеля, позволяющего обеспечить бесперебойную работу транспортного комплекса города, производство работ по возведению тоннеля в составе транспортного комплекса без перерыва движения по вышележащей магистрали комплекса и исключение деформаций дневной поверхности, превышающих допустимые значения, что особенно важно в условиях тесной застройки города и сложной горно-геологической обстановке, обусловленной наличием в основании тоннеля слабых обводненных грунтов. 18 з.п. ф-лы, 23 ил.

1. Транспортный комплекс города, включающий пересекающиеся в разных уровнях транспортные магистрали, по крайней мере одна из которых в зоне пересечения расположена в тоннеле, выполненном под другой магистралью без перерыва движения по ней и содержащем обделку, состоящую из лотка, стен и перекрытия, наружный защитный экран из протяженных элементов и расположенные в основании тоннеля инъекционные сваи, отличающийся тем, что защитный экран тоннеля, выполненного путем разработки предварительно закрепленного слабого грунта, расположен по всему периметру поперечного сечения тоннеля, который снабжен дискретно расположенными по его длине рамами, образующими вместе с экраном и обделкой единую омоноличенную пространственную конструкцию, нижняя часть которой образует объединяющий инъекционные сваи в свайное основание ростверк, усиленный заведенными в него нижними участками рам и патрубками, расположенными в верхних частях свай и выполненными из конструкционного материала, совместимого в работе с инъектируемым материалом свай, преимущественно из металла. 2. Транспортный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что защитный экран выполнен из элементов с замкнутой или разомкнутой конфигурацией поперечного сечения, в том числе из металлических труб, преимущественно круглоцилиндрических, в том числе прокатных, и/или сварных, и/или холоднотянутых, и/или паяных по шву, и/или бесшовных, и/или спирально-шовных, причем элементы экрана соединены между собой замковыми соединениями с отверстиями, через которые пропущены патрубки, расположенные в верхних частях свай. 3. Транспортный комплекс по п. 1 или 2, отличающийся тем, что полости элементов экрана заполнены твердеющим материалом. 4. Транспортный комплекс по п. 3, отличающийся тем, что полости элементов экрана заполнены бетоном или полимербетоном. 5. Транспортный комплекс по п. 3 или 4, отличающийся тем, что заполнение полостей элементов экрана выполнено с армированием. 6. Транспортный комплекс по п. 5, отличающийся тем, что армирование выполнено каркасами, и/или отдельными стержнями, и/или сетками, и/или с включением прокатных профилей, и/или с использованием стержневых конструкций типа плоских или пространственных ферм. 7. Транспортный комплекс по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что по крайней мере часть поверхностей элементов экрана выполнена с защитным покрытием. 8. Транспортный комплекс по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что экран, подкрепляющие элементы экрана рамы и заполнение между ними преимущественно из монолитного или сборно-монолитного железобетона образуют совместно единую сталежелезобетонную пространственную систему. 9. Транспортный комплекс по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что рамы выполнены однопролетными или многопролетными со стойками и балками, выполненными в виде закрытого, или открытого, и/или комбинированного профилей из прокатных, и/или гнутых, и/или сварных, и/или трубчатых элементов. 10. Транспортный комплекс по любому из пп. 2-9, отличающийся тем, что замковые соединения выполнены в виде образующих замок, приваренных на обращенных друг к другу поверхностях смежных элементов экрана двух протяженных элементов, один из которых выполнен С-образным в поперечном сечении, а другой выполнен в виде заведенной в него стенки с расположенным на свободной кромке уширением шириной, превышающей ширину створа С-образного в поперечном сечении элемента. 11. Транспортный комплекс по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что тоннель выполнен с порталами, имеющими подпорные стены переменной высоты и защитный экран, расположенный в зонах основания порталов и по крайней мере на части высоты и длины примыкающих к основанию подпорных стен. 12. Транспортный комплекс по п. 11, отличающийся тем, что защитный экран порталов выполнен аналогично защитному экрану тоннеля. 13. Транспортный комплекс по п. 11 или 12, отличающийся тем, что основание порталов выполнено свайным с переходными плитами. 14. Транспортный комплекс по п. 13, отличающийся тем, что сваи основания порталов выполнены также инъекционными, цементогрунтовыми. 15. Транспортный комплекс по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что толщины перекрытия, стен и лотка тоннеля соотносятся как 1: (0,7-1,2): (0,5-0,9), диаметр свай составляет 600-1000 мм при длине 10-16 м, а диаметр элементов экрана - 800-1400 мм. 16. Транспортный комплекс по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что с одной его внутренней стороны образована служебная дорожка, а с другой стороны - тротуар. 17. Транспортный комплекс по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что дорожная одежда тоннеля выполнена из последовательно расположенных снизу вверх слоев керамзитобетона, пористого асфальтобетона и слоя плотного асфальтобетона с поверхностной обработкой. 18. Транспортный комплекс по п. 16, отличающийся тем, что дорожная одежда служебной дорожки выполнена из последовательно расположенных снизу вверх слоев щебня с прослойкой пенополистирола, слоя цементно-песчаной смеси и плиток покрытия. 19. Транспортный комплекс по п. 16, отличающийся тем, что дорожная одежда тротуара выполнена из последовательно расположенных снизу вверх слоев щебня с прослойкой пенополистирола, растворной стяжки, цементно-песчаной смеси и плиток покрытия.