Обделка свода подземного сооружения Советский патент 1988 года по МПК E02B9/06 

4 4

сд

Изобретение относится к строительству подземных сооружений большого сечения типа машинных залов ГЭС и ГАЭС, расположенных в скальных массивах, подверженных боковым тектоническим напряжениям.

Цель изобретения - снижение материалоемкости и повышение эксплуатационной надежности.

На чертеже изображена обделка свода подземного сооружения, поперечный разрез.

Обделка включает железобетонный слой, состояш,ий из боковых частей 1 и средней части 2, в котором образованы продольные сквозные швы 3, пересеченные арматурными стержнями 4. В своей средней части (на участке швов) арматурные стержни 4 снабжены эластичными муфтами 5, изготовленными, например, из толстостенных резиновых шлангов. Между верхом средней части 2 обделки и кровлей б выработки 7 размещен слой 8 материала, у которого сцепление меньше величины сцепления бетона средней части обделки 2. Этот слой может быть из низкомарочного тампонажного цементно-пес- чаного раствора или глинистого цементно- песчаного раствора. Выработка 7 размеш.ена в грунтовом массиве 9, испытывающем горизонтальные тектонические напряжения. Все элементы обделки: толщину, ишрину деформационных швов 3, площадь сечения арматурных стержней 4, длину и толщину стенок эластичных муфт 5, толщину и величину сцепления слоя 8 определяют расчетом, например методом конечных элементов, или на модели, например, из эквивалентных материалов.

Выполняют обделку следующим образом.

Проходят под сводовую часть выработки 7, устанавливают опалубку по внутренней поверхности обделки, монтируют основную арматуру свода (не показано), устанавливают торцовую опалубку для образования деформационных швов 3 (например, в виде полых .деревянных коробов с шириной полости, равной расчетной величине шва), пропускают через опалубку швов 3 арматурные стержни 4 с надетыми на них эластичными муфтами 5. На участке средней части обделки 2 монтируют опалубку по наружной поверхности обделки (не показано). Бетонируют обделку. После набора бетоном заданной прочности в зазор между верхом средней части обделки 2 и кровлей выработки 6 нагнетают тампонажный, например низкомарочный цементно-песчаный растт вор, образуя слой 8, у которого сцепление меньше, чем у бетона обделки. Очередность выполнения операций по возведению обделки может быть и иной в зависимости от конкретных условий строительства. Так, например, слой 8 может быть выполнен путем набрызга до бетонирования обделки, а арматура смонтирована до установки опалубки.

Обделка работает следующим образом.

На первом этапе после снятия опалубки и до раскрытия нижних ярусов сечения выработки происходит обжатие обделки от воздействия двух основных факторов -

веса обделки и веса возможного вывала, образующегося при раскрытии подсводов пространства выработки. При этом частично замыкаются деформационные швы 3. Обделка работает в этом случае как двухшарнир- ная арка. На втором этапе в процессе рас- крытия сечения нижних ярусов выработки происходит дальнейшее нарастание обжатия обделки, причем контактное давление массива на обделку определяется в основном усилиями сдвига. С превышением этими уси5 ЛИЯМИ на контакте со средней частью 2 обделки некоторой предельной величины, определяемой свойством материала сжатого слоя 8, происходит его разрушение и таким образом образуется поверхность скольжения, исключающая передачу на среднюю

0 часть 2 обделки сдвигающих сил. В результате нарастания деформаций происходит постепенное замыкание деформационных швов. При этом средняя часть 2 обделки свободно смещается относительно массива бла5 годаря наличию поверхности скольжения в слое 8. Начиная с некоторого момента, определяемого предельными усилиями сжатия стержней 4, в них развиваются деформации текучести, вследствие чего деформационные швы постепенно закрываются. После

0 этого обделка начинает работать на полную нагрузку по обычной схеме как жесткий криволинейный брус.

Наличие эластичных муфт в средней части стержней исключает сцепление стержней с бетоном и дает воз.можность увеличи5 ваться стержням в диаметре, когда напряжения сжатия в них достигают предела текучести. При этом обжатие стержней происходит в пределах ширины деформационных швов, равной величине обжатия кровли выработки на участке средней части обделки между швами. Чтобы при горизонтальных деформациях кровли выработки не было разрушения обделки свода между деформационными швами, за обделкой размещен слой «слабого материала, у которого сцеп5 ление меньше величины, сцепления бетона обделки. Благодаря такой совокупности признаков, обделку можно принимать конструктивно минимальной толщины, а эксплуатационная надежность ее будет гарантирована. 0Формула изобретения

1. Обделка свода подзе.много сооружения, выполненная в виде железобетонного слоя с двумя продольными деформационными швами, пересеченными ар.матурными 5 стержнями, отличающаяся тем, что, с целью снижения материалоемкости и повышения эксплуатационной надежности, арматурные стержни средней части снаб0

1441015

34

жены эластичными муфтами, причем сум-2. Обделка по п. 1, отличающаяся

марная ширина деформационных швовтем, что слой материала между верхом

выполнена равной величине перемещениясредней части обделки и кровлей выражелезобетонного слоя от обжатия кровлиботки выполнен из низкомарочного песчановыработки на участке средней части обделки цементного тампонажного раствора, между деформационными швами, а между

верхом средней части обделки и кровлей3. Обделка по п. 1, отличающаяся тем,

выработки размеш,ен слой материала, вели-что слой материала между верхом -средней

чина сцепления которого меньше величинычй ти обделки и кровлей выработки выполнен

сцепления бетона обделки.из глинистого цементно-песчаного раствора.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - снижение, материалоемкости и повышение эксплуатационной надежности сооружения. В пределах обделки, имеющей деформационные швы 3, арматурные стержни 4 средней части 2 обделки снабжены эластичными муфта.ми 5. Суммарная величина швов 3 принята равной величине перемещения железобетонного слоя от обжатия кровли выработки на участке средней части обделки между деформационными швами, а между верхом средней части обделки и кровлей 7 выработки размещен слой материала, величина сцепления которого меньше величины сцепления бетона обделки. Слой материала между верхом средней части 2 обделки и кровлей 7 выработки выполнен из низкомарочного песчано-цементного тампонажного раствора или из глинистого цементно-песчаного раствора. После снятия опалубки обделка работает как двухшарнирная арка или как жесткий криволинейный брус. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (О (Л