Способ повышения несущей способности стальной оболочки обделки подземного водовода Советский патент 1982 года по МПК E02B9/06 

(54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СТАЛЬНОЙ ОБОЛОЧКИ ОБДЕЛКИ ПОДЗЕМНОГО ВОДОВОДА

1

Изобретение относится к строительству подземных водоводов, имеющих в своем составе стальные оболочки, испытывающие внутренние и внещние нагрузки. Преимущественно оно может быть использовано при строительстве напорных гидротехнических туннелей и шахт, закрепленных комбинированными обделками, включающими внешнее бетонное кольцо и внутреннюю стальную оболочку.

Известен способ повышения несущей способности стальной облицовки, включающий заполнение щелей между стальной оболочкой и бетоном путем проведения цементации под большим давлением с одновременным созда-нием сжимающего напряжения в стали, компенсирующее сокращение облицовки за счет охлаждения облицовки водой при заполнении водовода 1.

Однако данный способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что проведение цементации в контакт между металлом и бетоном под большим давлением невозможно, так как происходит выпучивание и разрушение оболочки.

Также известен способ повышения несущей способности стальной оболочки обделки подземного водовода, включающий размещение в водоводе периодически перемещаемого распорного устройства и нагнетание за предварительно обетонированную в подземной выработке стальную оболочку

5 твердеющего раствора 2.

Однако и этот способ имеет тот недостаток, что стальная оболочка обжимается распорным устройством лишь в точках фиксации распорного устройства, что может

,Q вызвать обратные прогибы стальной оболочки при нагнетании за стальную оболочку цементного раствора.

Цель изобретения - повышение эффективности способа.

Указанная цель достигается тем, что

15 распорное устройство размещают в водоводе на заданном расстоянии от оболочки, а твердеющий раствор за оболочку нагнетают до полного прижатия последней по всей поверхности к распорному устройству. Пример. После монтажа стальной обо20лочки в подземной выработке, ее бетонирования и завершения усадочных явлений в бетонном кольце обделки, на рабочем участке водовода размещают распорное устройство, выполненное, например, в виде цилиндрического каркаса с регулируемой длиной окружности. Затем между внешней поверхностью распорного устройства и оболочкой водовода устанавливают (с помощью регулирующего устройства) зазор заданной величины, опре деляемой расчетом и зависящей от диаметра водовода, марки стали оболочки и рассчетного давления, воспринимаемого оболочкой в эксплуатационный период (например, при диаметре водовода в свету равном 6 м, зазор устанавливают в пределах 3-5 мм). После установки заданного зазора производят нагнетание твердеющего, например цементного, раствора за оболочку, прижимая ее по всему контуру к распорному устройству. Давление раствора принимают равным или более внутреннего напора воды в водоводе и, по крайней мере, больще, чем давление подземных вод. Выдерживают под давлением оболочку до схватывания раствора. Затем отжимают с помощью регулировочного приспособления устройство от оболочки и перемещают (с помощью лебедок, крана, опорно-ходовой части) его на смежный участок водовода, где повторяют операции, описанные выше. После окончания цементации водовод заполняют водой, которая охлаждает оболоч|су. При этом, будучи в обжатом состоянии и имея надежный контакт с бетоном, оболочка не отстает от бетона, и при занапоривании водовода начинает сразу же передавать давление на вмещающий массив горных пород. Следовательно, толщина стальной оболочки может быть принята меньшей, чем при применении известных способов повышения несущей способности. При опорожнении водовода (на случай осмотра и ремонта) стальная оболочка оказывается загруженной давлением подземных вод. Поскольку оболочка была обжата во время цементации под давлением большим, чем давление подземных вод, она не потеряет свою устойчивость и не будет выдавлена внутрь водоводов, даже при отсутствии анкеров и ребер жесткости. Таким образом, предлагаемый способ повышения несущей способности стальной оболочки подземного водовода полностью исключает возможность выпучивания облицовки при проведении цементации и восприятии эксплуатационного давления подземных вод, а также позволяет более полно использовать несущие свойства породного массива при передаче на него внутреннего давления воды в водоводе. Формула изобретения Способ повышения несущей способности стальной оболочки обделки подземного водовода, включающий размещение в водоводе периодически перемещаемого распорного устройства и нагнетание за предварительно обетонированную в подземной выработке стальную оболочку твердеющего раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, распорное устройство размещают в водоводе на заданном расстоянии от оболочки, а твердеющий раствор за оболочку нагнетают до полного прижатия последней по всей поверхности к распорному устройству. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Voughan Е. W. Steel linings for pressure shafts in Solid rock. Journal of the power-DivisionjProceedings of the ASCE, 1956, T. 82, № PO2. 2.Патент Швейцарии № 358642, кл. 47 f 1/50, 1962.