Способ возведения двухслойной монолитной обделки тоннелей "Торнадо 1" и комплекс для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21D11/10 

НБМ 23 побетоноводу25 к соплу 18 оболочки 2 наносят слой 4 обделки. Весь процесс возведения двухслойной монолитной обделки осуществляется непрерывно. Качество возводимой обделки зависит от соответствия произ-сти НБМ 22, 23 и скорости перемещения комплекса, которая определяется приведенным математическим выражением. Для повышения несущей способности обделки после укладки ГИП 15 можно производить установку армирующей сетки, 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для возведения в устойчивых породах двухслойной монолитной бетонной обделки тоннелей различного назначения. Цель изобретения - повышение темпов возведения, качества и несущей способности обделки путем ее армирования, а также сокращение трудоемкости и снижение стоимости ведения работ В предер 20 11 18 14 8 И 7 6 16 1118 )y/)%///ty $L/bx///l/// 77 108 12912 16 3 Л 9 2 Фиг i варительно пройденной выработке монтируют комплекс, включающий выполнение в виде опалубок качения и соединенные между собой тягой 3 головную 1 и хвостовую 2 опалубки Поперечное сечение опалубки 1 больше поперечного сечения опалубки 2 на толщину несущего слоя 4 Каждая опалубка состоит из формообразующих элементов 5,6, несущего каркаса с продольными 7, поперечными 8 связями и балками 9, рамы 12, механизмов перемещения комплекса и подачи бетонной смеси (БС). По периметру опалубки 1 со взаимным смещением продольной плоскости относительно друг друга установлены барабаны 13 и 14 с гидроизоляционной пленкой (ГИП) 15 и устр-во для соединения ее полотнищ Возведение участка податливого слоя 28 производят путем подачи БС от набрызгбетономашины (НБМ) 22 по бетоноводу 24 к размещенному между элементом 5 и контуром выработки 27 соплу 18 На слой 28 укладывают полотнища ГИП 15 и скрепляют их между собой путем склеивания или термической сварки. Затем посредством гидродомкратов 21 перемещают портальную раму 19 и подтягивают к ней опалубки 1 и 2 Посредством подачи БС от О о о ел П 23

Изобретение относится к горному делу, а именно к подземному строительству, и может быть использовано для возведения в устойчивых породах двухслойной монолитной бетонной обделки тоннелей различного назначения.

Цель изобретения - повышение темпов возведения, качества и несущей способности обделки путем ее армирования, а также сокращение трудоемкости и снижение стоимости ведения работ.

На фиг.1 показан тоннель общий вид, продольный разрез; на фиг.2а - вид А на фиг.1 для тоннелей арочной формы; на фиг.2б - то же, для тоннелей кругового сечения; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2б; на фиг.4 - вид В на фиг.З.

Для осуществления способа Торнадо- 1 возведения двухслойной монолитной обделки в предварительно пройденной, а в случае необходимости, закрепленной контурной крепью выработке монтируется комплекс, состоящий из головной 1 и хвостовой 2 опалубок качения, соединенных между собой тягами 3 (или гидродомкратами), причем поперечные размеры головной 1 опалубки больше поперечных размеров хвостовой 2 опалубки на толщину несущего слоя 4 обделки.

Каждая секция опалубки 1 и 2 состоит из размещенных по ее периметру замкнутых формообразующих элементов 5,6, обра- зующих непрерывную формующую поверхность, и оснащена несущими каркасами, включающими продольные 7, поперечные 8 связи и балки 9, на которых размещен рабочий настил 10 с маслостан- цией и пультом 11 управления. К несущему каркасу головной опалубки 1 жестко прикреплена рама 12, на которой со взаимным смещением в продольном направлении в шахматном порядке установлены барабаны 13 и 14 с гидроизоляционной пленкой 15 или армирующей сеткой и устройства 16 для ее скрепления.

В головной части каждой опалубки 1 и 2 установлены дуги копиры 17 с приводами для перемещения сопл 18 по их периметру.

Механизм перемещения комплекса выполнен в виде шагающей портальной распорной рамы 19 для арочного сечения выработки или распорного кольца для кругового сечения выработки, оснащенного гидродомкратами 20 распора, которые посредством гидродомкаратов 21 перемещения соединены с несущим каркасом головной опалубки 1.

Кроме того, в комплекс входят набрызг- бетономашины 22 и 23 с бетоноводами 24, 25 и конвейер 26 для отгрузки породы из забоя за пределы комплекса при круговом очертании выработки 27.

После монтажа комплекса, фиксации концов полотнищ гидроизоляционной пленки 15 относительно формующей поверхности и проведения пикотажа в хвостовой части головной опалубки 1 производят торцевое набрызгбетонирование внешнего не- сущего слоя 28 обделки путем подачи бетонной смеси от набрызгбетономашины . 22 по бетоноводу 24 к соплу 18, направленному в зазор между формообразующим элементом 5 головной опалубки 1 и контуром выработки 27, при этом сопло 18 посредством привода перемещается по дуге-копиру 17. После возведения участка податливого слоя 28 обделки, достаточного для перемещения головной опалубки 1, процесс бетонирования совмещают с перемещением комплекса, которое осуществляется путем периодического подвигания по ходу бетонирования портальной рамы 19 и последующего перемещения к ней посредством гидродомкратов 21 комплекса в целом.

Одновременно с бетонированием внешнего слоя 28 и перемещением комплекса производят нанесение гидроизоляционной пленки 15 путем разматывания ее с барабанов 13, 14 и соединения отдельных полотнищ, например, термической сваркой, склеиванием или посредством совместного перегиба при помощи устройства 16. При

этом перемещение формообразующих элементов 5, 6 путем качения по уложенному бетону не оказывает отрицательных возведений на бетон, обеспечивает непрерывность наращивания пленки 15 и ее сохранность, а соответствие скорости подвигания комплекса производительности набрызгбе- тономашины 22 (23) позволит обеспечить постоянство расстояния от сопла 18 до тор- ца бетонируемой поверхности, а в сочетании с откосом 29 высокое качество обделки, отсутствие холодных швов и ликвидировать отскок бетона/

После возведения участка внешнего слоя 28 посредством включения в работу хвостовой опалубки 2 и подачей по бетоно- воду 25 бетонной смеси от набрызгбетоно- машины 23 к соплу 18 по аналогии с нанесением внешнего слоя 28 производят бетонирование несущего слоя 4 обделки. В дальнейшем работы по возведению двухслойной обделки тоннеля, включающие нанесение внешнего слоя 28, укладку гидроизоляционной ленты 15 или армирующей сетки, нанесение несущего слоя 4 и перемещение комплекса в целом, производят одновременно.

Так как процесс схватывания каждого слоя бетона завершается в пределах соот- ветствующей формующей поверхности, ее расчетная длина Ip, определяемая, как минимальная длина поверхности,составляет

lp vtc/k,(1)

где v - скорость перемещения опалубки, м/ч;

tc - время окончания схватывания бетонной смеси, ч;

k - коэффициент, учитывающий условия работы обделки, т.е. возможные максималь- ные отклонения величины времени затвердевания бетонной смеси tcM3K(oT расчетной величины времени tc, которые могут возникнуть из-за неточности дозировки составляющих и добавок бетонной смеси, изменения температурного режима и т.д.

При этом коэффициент k может быть определен опытным или расчетным путем:

макс

1

(2)

Исходя из этого скорость перемещения опалубки v определяется из соотношения k I

,SJLA(3,

Рассмотрим пример реализации способа возведения двухслойной монолитной обделки при применении обычного портландцемента без добавок, приняв ,75, ,0 м, ,5. Подставляя исходные данные в выражение (3), получим 0,75-2

v s

1,5

1 м/ч.

т.е. максимально возможная скорость перемещения опалубок составит 1 м/ч.

5

10 15 20

25

0

5 0

5

0

5

При использовании добавок-ускорителей схватывания бетона исходят из того, что ,5, ,0 м, мин - 0,33 ч, получим

vc -%§Ј-з.о м/ч.

Кроме того, с помощью вышеописанного комплекса возможно квазиодновременное бетонирование слоев обделки, которое производится следующим образом. Осуществляется бетонирование внешнего слоя 28 и перемещение опалубки 1 на заходку, затем переключение бетоновода 25 к на- брызгбетономашине 22 и бетонирование несущего слоя 4 на заходку с подвиганием опалубки 2 к опалубке 1 при помощи тяги 3, выполненной в виде гидродомкрата, после чего цикл повторяется. При этом для сохранения непрерывности возведения обделки и во избежание образования холодных швов длину заходки и производительность набрызгбетономашины подбирают таким образом, чтобы перерывы в бетонировании каждого слоя не превышали времени схватывания уложенного бетона.

Таким образом, предлагаемые способ Торнадо-1 и комплекс для его осуществления характеризуются высоким качеством возводимой обделки, достигаемым сочетанием высокой плотности, прочности и водонепроницаемости с непрерывностью процесса и отсутствием неблагоприятных воздействий на бетон раннего возраста со стороны опалубки; высокой производительностью комплекса и снижением трудоемкости работ за счет полной механизации производственных процессов и их совмещением во времени; широкими технологическими возможностями, позволяющими применять способ и комплекс в большом интервале инженерно-геологических и гидрогеологических условий и в тоннелях любого поперечного сечения, а также высокой экономической эффективностью, составляющей 480 тыс.руб. в год на один комплекс.

,Ф о р м у л а изобретения 1. Способ возведения двухслойной монолитной обделки тоннелей, включающий последовательное торцовое набрызгбето- нирование ее внешнего и несущего слоев, отличающийся тем, что,, с целью повышения темпов возведения, качества и несущей способности обделки путем ее ар- мирования, а также сокращения трудоемкости и снижения стоимости ведения работ, после бетонирования внешнего слоя на его поверхность внахлеы укладывают полотнища гидроизоляционной пленки которые соединяют между собой, а затем наносят несущий слой обделки, при этом бетонирование слоев и укладку полотнищ производят

непрерывно с одновременным перемещением формующих поверхностей путем их перекатывания по бетонной поверхности со скоростью, определяемой выражением

v S

tc

м/ч,

где Ip - расчетная длина формующей поверхности, м;

tc - расчетное время окончания схватывания бетона, ч;

k - коэффициент, учитывающий возможное отклонение времени, окончания схватывания бетона от расчетного tc.

Вид А

опалубки качения, при этом головная опалубка оснащена барабанами с полотнищами гидроизоляционной пленки и устройством для соединения полотнищ между собой, причем барабаны установлены в шахматном порядке со взаимным смещением относительно друг друга а продольной плоскости в передней части головной опалубки.

Б-б

15 П 14 13 6 1/11

М 1114 13

Фиг. 4