Способ возведения обделки туннеля Советский патент 1981 года по МПК E21D11/10 

(54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ОБДЕЛКИ ТУННЕЛЯ

рования обделки укрепляют путем нагнетания в зону контакта гидротеплоизоляционного слоя и обделки, цементно-песчаного раствора под давлением до 2 кг/см2 при градиенте температуры обделки и воздуха в выработке от 5 до 20°С после приобретения бетоном обделки критической прочности, а затем после приобретения бетоном обделки проектной прочности, под давлением до 30 кг/м при градиенте температур меньше 5°С.

В качестве материала для гидротеплоизоляционного слоя используют битумно-шлаковую смесь.

Выполнение работ по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

Боковые стены и кровлю выработки перед установкой опалубки покрывают низкомодульным гидротеплоизоляционным слоем, напри.мер, битумно-шлаковой смесью. Для этого используют известные механизмы, например, механизмы для подачи клеевых и герметизирующих составов типа С-562. Затем после установки опалубки блок бетонирования теплоизолируют, отсекая его от остальной части выработки теплоизоляционными перегородками, либо устраивая теплоизоляцию непосредственно на опалубке. В теплоизолированном блоке повышают температуру до положительной и бетонируют обделку. В процессе бетонирования в теле обделки радиально по отношению к цродольной оси туннеля устанавливают трубки для подачи цементно-песчаного раствора в зону контакта гидротеплоизоляционного слоя и обделки.

После набора бетоном обделки критической прочности опалубку снимают, а гидротеплоизоляционный слой укрепляют, нагнетая в зону контакта по трубкам цементнопесчаный раствор сначала, после приобретения бетоном обделки критической прочности, под давлением до 2 кг/см при градиенте температуры обделки и воздуха в выработке от 5 до 20°С, а затем, после приобретения бетоном проектной прочности, под давлением до 30 кг/см2 при градиенте температур меньше 5°С. Для нагнетания раствора в зону контакта гидротеплоизоляционного слоя и обделки используют растворонасосы различного типа.

Гидротеплоизоляционное покрытие обеспечивает защиту материала обделки от влияния отрицательной температуры окружающего массива, предотвращает потери значительной части энергии на его прогрев и сохраняет массив на период возведения обделки в естественном состоянии. При неизбежном растеплении массива в период эксплуатации сооружения гидротеплоизоляционный слой препятствует проникновению влаги в туннель и предотвращает коррозию материяла обделки.

Покрытие, выполненное из низкомодульного материала, выполняет роль демпфирующего слоя, который компенсирует деформации обделки от температурных напряжений и усадочных явлений в бетоне.

Укрепление гидротеплоизоляционного слоя нагнетанием цементно-песчаного раствора обеспечивает его сохранность на весь период эксплуатации сооружения. Режим укрепления обусловлен температурными напряжениями в обделке и ее прочность в период строительства. Величина давления нагнетания 2 кг/см принимается из условия предотвращения нарушения сплошности гидротеплоизоляционного слоя и бетонной обделки, критическая прочность которой составляет в среднем 30% от проектной в 28-суточном возрасте. Напряжения в бетоне от давления нагнетания 2 кг/см в выработках пролетом 4-8 м могут составлять 60-70 кг/см и не вызовут нарушения сплошности бетона, достигшего критической прочности (90- 100 кг/см 2) при распалубливалии обделки. Допускаемые напряжения для материала гидротеплоизоляционного слоя не превышают 3-4 кг/см 2. Градиент температуры обделки и воздуха в выработке от 5 до 20°С характеризует термонапряженное состояние обделки, в которой практически прекратился рост деформаций. Давление 2 кг/см обеспечивает частичное крепление демпфирующего гидротеплоизоляционного слоя, заполнение возможных пустот в зоне контакта этого слоя с обделкой, а также препятствует развитию горного давления.

Дальнейшее нагнетание цементно-песчаного раствора после набора бетоном проектной прочности выполняется под давлением до 30 кг/см 2 и обеспечивает окончательное укрепление гидротеплоизоляционного слоя, исключает его демпфирующую способность и включает обделку в совместную работу с породным массивом.

Использование предлагаемого способа возведения обделки туннеля в условиях отрицательных температур воздуха и окружающих пород обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возведение обделки туннеля с сохранением естественного состояния окружающих пород и исключение вредного влияния отрицательной температуры породы на материал обделки, предотвращение проникновения влаги в туннель и защиту материала обделки от коррозии при неизбежном растеплении массива в период эксплуатации.

Это повыщает эффективность возведения и качества обделки, ускоряет темпы роста прочности и сокращает сроки распалубки на 5-100/0.

Формула изобретения

1. Способ возведения обделки туннеля в условиях отрицательных температур, включающий установку по стенам и кровле выработки в блоке бетонирования опалубки, теплоизолирование блока, и бетонирование обделки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности возведения и качества обделки путем снижения теплопотерь и защиты материала обделки от вредного влияния отрицательной температуры породы, теплоизолирование блока осуществляют перед установкой опалубки путем покрытия стен и кровли выработки низкомодульным теплоизоляционным слоем, который после бетонирования обделки укрепляют путем нагнетания в зону контакта гидротеплоизоляционного слоя и обделки цементно-песчаного раствора под давлением до 2 кг/см при градиенте температуры обделки и воздуха в выработке от 5 до 20°С после приобретения бетоном обделки критической прочности, а затем, после приобретения бетоном обделки проектной прочности, под давлением до 30 кг/см2 при градиенте температур меньше 5°С.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала для гидротеплоизоляционного слоя используют битумношлаковую смесь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Минаков Н. В. Особенности производства туннельных работ в условиях вечномерзлых грунтов. - Труды VI совещания-семинара по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, T.YIII, вып. 1, 1970, Красноярск, с. 179-180.

3.То же, с. 182-183.