ТОННЕЛЬНОЕ ТЮБИНГОВОЕ КОЛЬЦО ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА Российский патент 2014 года по МПК E21D5/10 

Изобретение относится к устройствам для крепления подземных горных выработок, проходимых кессонным способом при строительстве метрополитенов, а именно к конструкции тюбинговых колец, устанавливаемых для крепления горизонтальных и наклонных тоннелей метрополитенов и других сооружений.

Существующая чугунная тюбинговая обделка, собираемая из тюбинговых колец, соединяемых между собой болтовыми соединениями с герметизирующими элементами, закрепляет выработку в грунте, ограждает внутреннее пространство тоннеля от попадания в него воды и воспринимает нагрузки, предусмотренные СНиП II-40-80. Несмотря на положительные качества существующей тюбинговой обделки, ей присущи и недостатки, заключающиеся в высокой трудоемкости работ по планированию горизонтальной плоскости в тоннеле для прокладки рельсового пути, а также в отсутствии перевязки между тюбинговыми кольцами, снижающей жесткость самого тоннеля.

Известно устройство для крепления горных выработок, например, стволов шахт, включающее металлический тюбинг, изготовленный в виде цилиндрического сегмента с оконтуривающими внутренними радиальными и круговыми фланцами и отверстиями, ребра жесткости, образующие внутренние кессоны, наружные круговые и радиальные ребра (Горное дело. Энциклопедический справочник, т.4, М., Углетехиздат, 1958, с.157-160). К недостаткам такого тюбинга следует отнести наличие в его конструкции крестообразных пересечений, в которых возникают литейные дефекты, снижающие несущую способность тюбинга, неравнопрочность спинки между системой наружных и внутренних ребер, а также неравнопрочность сечения у фланца в связи с тем, что наружные ребра выполнены заподлицо с торцовой поверхностью радиального борта.

Указанные недостатки устранены в другом известном металлическом тюбинге для крепления горных выработок, который выполнен в виде цилиндрического сегмента, включающего оконтуривающие внутренние радиальные и круговые фланцы с отверстиями под болты, внутренние круговые ребра жесткости, образующие внутренние кессоны, наружные круговые и радиальные ребра, которые расположены относительно друг друга в шахматном порядке и тем самым увеличивают жесткость каждого отдельного кессона тюбинга (а.с. СССР №796432, кл. Е21D 5/10, опубл. в бюл. №2, 1981).

Однако такая конструкция металлического тюбинга, взятого за прототип, также не лишена недостатков, к которым следует отнести сложность обеспечения надежной гидроизоляции тюбингового кольца, особенно в его нижней части, отсутствие перевязки стыков между тюбингами стыкуемых колец в тоннеле, высокая трудоемкость изготовления тюбингов, а также сложность и трудоемкость процесса монтажа при создании тюбинговой крепи в горизонтальных и наклонных тоннелях подземных сооружений.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача обеспечения перевязки тюбинговых колец (исключение смещения стыков), снижение трудоемкости планирования горизонтального участка в тоннеле, улучшение гидроизоляции тюбингового кольца, а также упрощение процесса монтажа крепи.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемом тоннельном тюбинговом кольце для подземных сооружений метрополитена, включающем чугунную обделку тоннеля, собранную из ряда соединенных между собой металлических тюбингов, выполненных каждый в виде цилиндрических сегментов, соединенных между собой через отверстия болтовыми соединениями, при этом на внутренней поверхности спинки каждого сегмента выполнены внутренние круговые ребра жесткости, образующие внутренние кессоны, новым является то, что кольцо снабжено лотковым блоком, состоящим из железобетонной части и металлической лотковой плиты, выполненной в виде коробкообразной чугунной отливки прямоугольного профиля и чугунного тюбинга. Чугунная лотковая плита имеет плоскую спинку прямоугольной формы, переходящую в радиальные борта с образованием двух внутренних кессонов. В параллельных и радиальных бортах внутренних кессонов выполнены отверстия, через которые лотковая плита соединена как с чугунными тюбингами собственного тюбингового кольца, так и с лотковой плитой соседнего, примыкающего к нему кольца при помощи болтовых соединений с гидроизоляционными и прижимными шайбами. При этом на параллельных и радиальных бортах выполнены чеканные канавки для последующего уплотнения стыков соединений плиты с цилиндрическими сегментами и между собой.

Причем внутренние кессоны чугунной лотковой плиты усилены ребрами жесткости, в которых выполнены такелажные отверстия, а с наружной стороны лотковая плита снабжена ребрами жесткости, образующими наружные кессоны и имеющими отверстия, расположенные в местах пересечения ребер жесткости, под установку в них арматуры при заливке железобетонной части лоткового блока.

В центральном наружном кессоне чугунной лотковой плиты по центру продольной оси выполнено тампонажное отверстие большого диаметра с усилением под резьбовую пробку-заглушку, а в смежных с ним наружных кессонах выполнены два тампонажных отверстия малого диаметра с зеркальным расположением относительно поперечной оси лотка в углах указанных кессонов.

А в лотковой плите в отверстиях параллельных и радиальных бортов с внутренней стороны дополнительно выполнены конические углубления под гидроизоляционные шайбы и цилиндрические цековочные площадки под прижимные шайбы.

Предлагаемое тоннельное кольцо иллюстрируется чертежами, на которых изображено:

на фиг.1 - общий вид двух соседних тоннельных тюбинговых колец с перевязкой между ними;

на фиг.2 - вид А на фиг.1 (первое тоннельное тюбинговое кольцо в сборе);

на фиг.3 - вид Б на фиг.1 (соседнее тюбинговое кольцо в сборе);

на фиг.4 - выносной элемент В на фиг.2;

на фиг.5 - вид Г на фиг.2;

на фиг.6 - вид Л на фиг.2;

на фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.5;

на фиг.8 - сечение Е-Е на фиг.5;

на фиг.9 - сечение Ж-Ж на фиг.5;

на фиг.10 - сечение З-З на фиг.5;

на фиг.11 - сечение У-У на фиг.5;

на фиг.12 - выносной элемент И на фиг.9;

на фиг.13 - выносной элемент К на фиг.11.

Заявляемое тоннельное тюбинговое кольцо 1 состоит из чугунной лотковой плиты 2 и примыкающего к ней чугунного тюбинга 3, а также из ряда тюбингов 4, выполненных в виде цилиндрических сегментов. Указанные плита и тюбинги соединены между собой по радиальным бортам болтовыми соединениями 5 с гидроизоляционными 6 и прижимными 7 шайбами.

Чугунная лотковая плита 2 имеет плоскую спинку 8 прямоугольной формы, которая переходит в радиальные борта Н, образуя два внутренних кессона М. Радиальные борта Н и параллельные борта П во внутренних кессонах М имеют отверстия 9. Внутренние кессоны М лотковой плиты 2 усилены ребрами жесткости Р, имеющими такелажные отверстия 10. С наружной стороны лотковая плита 2 имеет ребра жесткости С, образующие наружные кессоны Т. Указанные ребра Р имеют отверстия 11, которые находятся в местах пересечения ребер жесткости С, для заделки в них арматуры при заливке железобетонной части лоткового блока (на чертежах условно не показана).

В наружном центральном кессоне Т по центральной продольной оси выполнено большого диаметра тампонажное отверстие 12 с усилением 13 под резьбовую пробку-заглушку 14. В смежных с ним наружных кессонах Т также выполнены еще два тампонажных отверстия 15 меньшего диаметра под резьбовые пробки-заглушки 16 и с зеркальным расположением относительно поперечной оси в углах этих кессонов. На параллельных П и радиальных Н бортах внутренних кессонов М выполнены чеканные канавки 17 для последующего уплотнения стыков соединений плиты 2 с тюбинговыми цилиндрическими сегментами 3, 4 и между собой.

Дополнительно в лотковой плите на отверстиях параллельных П и радиальных Н бортов с внутренней стороны выполнены конические углубления 18 под гидроизоляционные шайбы 6 и цилиндрические цековочные площадки 19 под прижимные шайбы 7.

Выполненное таким образом тоннельное тюбинговое кольцо позволяет исключить смещение его стыковки со смежными кольцами, снизить трудоемкость при планировании горизонтальных участков в метрополитенах, улучшить их гидроизоляцию, а также позволяет существенно упростить сам процесс монтажа тюбинговой крепи.

Изобретение относится к устройствам для крепления подземных горных выработок, проходимых кессонным способом при строительстве метрополитенов. Технический результат направлен на обеспечение перевязки тюбинговых колец, снижение трудоемкости планирования горизонтального участка в тоннеле, улучшение гидроизоляции тюбингового кольца, а также упрощение процесса монтажа крепи. Тоннельное тюбинговое кольцо включает чугунную обделку тоннеля, собранную из ряда соединенных между собой металлических тюбингов, выполненных каждый в виде цилиндрических сегментов, соединенных между собой через отверстия болтовыми соединениями. На внутренней поверхности спинки каждого сегмента выполнены внутренние круговые ребра жесткости, образующие внутренние кессоны. Кольцо снабжено лотковым блоком, состоящим из железобетонной части и металлической лотковой плиты, выполненной в виде коробкообразной чугунной отливки прямоугольного профиля и чугунного тюбинга. Чугунная лотковая плита имеет плоскую спинку прямоугольной формы, переходящую в радиальные борта с образованием двух внутренних кессонов. В бортах указанных кессонов выполнены отверстия, через которые упомянутая плита соединена при помощи болтовых соединений с гидроизоляционными и прижимными шайбами, как с чугунными тюбингами собственного кольца, так и с лотковой плитой. На параллельных и радиальных бортах выполнены чеканные канавки для последующего уплотнения стыков соединений плит. 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Тоннельное тюбинговое кольцо для подземных сооружений метрополитена, включающее чугунную обделку тоннеля, собранную из ряда соединенных между собой металлических тюбингов, выполненных каждый в виде цилиндрических сегментов, соединенных между собой через отверстия болтовыми соединениями, при этом на внутренней поверхности спинки каждого сегмента выполнены внутренние круговые ребра жесткости, образующие внутренние кессоны, отличающееся тем, что кольцо снабжено лотковым блоком, состоящим из железобетонной части и металлической лотковой плиты, выполненной в виде коробкообразной чугунной отливки прямоугольного профиля и чугунного тюбинга, при этом чугунная лотковая плита имеет плоскую спинку прямоугольной формы, переходящую в радиальные борта с образованием двух внутренних кессонов, причем в параллельных и радиальных бортах указанных кессонов выполнены отверстия, через которые упомянутая плита соединена как с чугунными тюбингами собственного кольца, так и с лотковой плитой соседнего, примыкающего к нему кольца при помощи болтовых соединений с гидроизоляционными и прижимными шайбами, к тому же на параллельных и радиальных бортах выполнены чеканные канавки для последующего уплотнения стыков соединений плит с цилиндрическими сегментами и между собой.

2. Тоннельное тюбинговое кольцо по п.1, отличающееся тем, что внутренние кессоны чугунной лотковой плиты усилены ребрами жесткости, в которых выполнены такелажные отверстия, а с наружной стороны лотковая плита снабжена ребрами жесткости, образующими наружные кессоны и имеющими отверстия, расположенные в местах пересечения ребер жесткости, под установку в них арматуры при заливке железобетонной части лоткового блока.

3. Тоннельное тюбинговое кольцо по пп.2, отличающееся тем, что в центральном наружном кессоне чугунной лотковой плиты по центру продольной оси выполнено тампонажное отверстие большого диаметра с усилением под резьбовую пробку-заглушку, а в смежных с ним наружных кессонах выполнены два тампонажных отверстия малого диаметра с зеркальным расположением относительно поперечной оси лотка в углах указанных кессонов.

4. Тоннельное тюбинговое кольцо по п.1-3, отличающееся тем, что в лотковой плите в отверстиях параллельных и радиальных бортов с внутренней стороны дополнительно выполнены конические углубления под гидроизоляционные шайбы и цилиндрические цековочные площадки под прижимные шайбы.