27.Особливості збірних тунельних обробок

Збірні обробки набули найбільшого поширення при щитовому способі спорудження тунелів. Збірні залізобетонні обробки з блоків чи тюбінгів застосовують при будівництві тунелів круглого перерізу, а також станцій метрополітену. Внутрішній радіус залежить від типу тунеля (від його габариту). Ширина кільця обробки в значній мірі залежить від геологічних умов закладення тунелю. ЇЇ приймають у межах 0,6 - 1 м. Ширина кільця визначає масу елемента і тим самим вантажопідйомність механізму для монтажу обробки, трудові витрати на монтаж і гідроізоляцію швів. Вона не повинна перевищувати 1,6-2,5 т. При цьому чим слабкіше грунт і більше діаметр тунелю, тим менше повинна бути ширина кільця. Для збільшення жорсткості оправи роблять перев’язку швів між сусідніми кільцями. Для збірних обробок як матеріал застосовують бетон, залізобетон, чавун. По конструкції елементів розрізняють обробки з гладких блоків, ребристих блоків, тюбінгів; по конструкції стиків між елементами - з плоскими стиками без прокладок і з пружними прокладками, з шарнірними стиками, стиками у вигляді "виступ - паз", за характером і наявністю зв'язків між елементами - без зв'язків, з тимчасовими зв'язками в період монтажу і з постійними зв'язками розтягнення у вигляді болтових з'єднань. Збірні обробки з чавунних тюбінгів використовують при будівництві підземних споруд в складних гідрогеологічних умовах. Тюбінги представляють собою литі чавунні сегменти, забезпечені фланцями і підсилені ребрами. Тюбінги в кільці і кільця між собою з'єднуються болтами. Стики тюбінгів гідроізолюють. Кільце обробки включає елементи кількох видів (нормальні, суміжні, замкові, лоткові). Нормальнітюбінгимаютьрадіальноспрямованіпоздовжніборти. Верхній замковий (ключовий) тюбінг, яким замикають кільце (зсередини тунелю) при його збірці, має скошені поздовжні борти, які надають тюбінгу клиноподібну форму. Два тюбінга, суміжних з ключовим, мають по одному скошеного борту. Тюбінги, що надходять ззаводу, мають маркування: нормальні -Н, суміжні–С, лоткові - Л іключові-К. Числоелементіввкільцізалежитьвідйогодіаметру іконструкції обробки. Для перегінних тунелів метрополітену прийняті стандартні розміри кілець з чавунних тюбінгів: ширина(вимірюється уздовж тунелю) 1 м, внутрішнійдіаметр5,1м, висотабортів0,2-0.35 м. Збірназалізобетоннаоправа, таксамоякічавунна, складається зрядукілець. Кожнекільцезбираютьзокремихзалізобетоннихелементів (тюбінгів або блоків). Матеріал блоків і тюбінгів - бетон із зварними арматурними каркасами. Армують елементи симетрично.

Чавуннийтюбінг: 1-радіальний (поздовжній) борт, 2-кільцевий (поперечний) борт, 3-болтовийотвір; 4 -реброжорсткості, 5-спинкатюбінга; 6 -фальци; 7 -отвірдля нагнітанняущільнюючих ігідроізолюючихрозчинів

28.Розрахунок тунельних обробок кругового обрису

Розрахунок оправи як кільця, що вільно деформується.

Під час розрахунку оправи в експлуатаційній стадії для випадка дії вертикального та активного горизонтального тиску породи оправа кругового перерізу розглядається як кільце, що вільно деформується під дією зовнішніх навантажень. Для цього методу розрахунку характерні такі припущення: 1. Оправа розглядається як система, що лінійно деформується. 2. Придіїзовнішніхнавантаженьнаоправудотримуютьсяпринципунезалежностідіїсил. 3. Жорсткість оправи постійна (EA=const).

Розрахункова схема оправи для цього методу є розрахункова схема методу сил

Канонічними рівняннями деформації такої системи є:

δ₁₁X₁+ δ₁₂X₂+ Δ₁_p=0,

δ₂₁X₁+ δ₂₂X₂+ Δ₂_p=0.

Для спрощення цієї системи невідомі X₁ та X₂ (X₃при симетричному навантаженні дорівнює нулю) переносять на абсолютно жорстку консоль, тому δ₁₂= δ₂₁=0.

Система канонічних рівнянь набуває вигляду:

δ₁₁X₁ + Δ₁_p=0,

δ₂₂X₂+ Δ₂_p=0.

Згінальниймоменттанормальнасилавкожномуперерізі, якийрозташованопідкутомα, будуть дорівнюватівідповідно: М=М_р-X₂ r cosα=0, N=N_р+X₂cos α=0. Визначитизусиллявперерізахоправи(на 1мтунель) відосновнихнавантаженьможна, користуючисьрозрахунковихформулами.

Розрахунок оправи за методом О. Ю. Бугаєвої

Оправу тунелів, які споруджують у стійкіх та міцніх ородах, слід визначати з урахуванням пружного відпору порід. Метод О.Ю.Бугаєвої є найбільш простий, але за точністю результатів він не поступається інші методам розрахунку. Суть методу О.Ю.Бугаєвої полягає в тому, що епюра пружного відпору передбачається відомою. Передбачувана епюра описується такими тригонометричними кривими, які виходять з нульових точок:

при

де к - коефіцієнт пружного відпору породи; δ - радіальне переміщення оправи в перерізі, нахиленому під кутом до вертикалі; δ_A, δ_B - невідомі переміщення перерізів А і В оправи відповідно (визначаються у процесі розрахунку).

Розрахункова схема

Канонічними рівняннями деформації такої системи є такі:

δ₁₁X₁ + Δ₁_p=0,

δ₂₂X₂+ Δ₂_p=0.

Для оправи постійної жорсткості зусилля в перерізах (згинальний момент М і нормальна сила N) на одиницю ширини оправи можуть бути визначені за такими формулами.

Зусилля в перерізах від гірського тиску: