Контрольные вопросы
В каких условиях при строительстве станций глубокого заложения применяют обделки из чугунных тюбингов, железобетонных блоков, а также монолитного бетона и железобетона?
Как крепят кровлю и лоб забоя при проходке станционных тоннелей в грунтах разной устойчивости?
В какой последовательности сооружают станции пиленного и колонного типов с обделкой из чугунных тюбингов?
Как и в какой последовательности ведут монтаж очередного кольца тюбинговой обделки?
Как выполняют гидроизоляцию обделки из чугунных тюбингов?
Как устраивают проходы между смежными тоннелями при строительстве станций пиленного типа?
В какой последовательности сооружают односводчатые станции из железобетонных блоков с обжатой в породу обделкой?
Как сооружают односводчатые станции с монолитной обделкой?
Глава XVII. Строительство эскалаторных тоннелей и вестибюлей
Эскалаторные тоннели и вестибюли в общем комплексе сооружений станций глубокого заложения
Наклонные эскалаторные тоннели и вестибюли являются главными сооружениями, связывающими станции глубокого заложения с поверхностью или подуличными переходами. Размещаемые в наклонных тоннелях эскалаторы служат для спуска и подъема пассажиров, в вестибюлях располагают кассовый зал, контрольно-пропускные пункты и служебные помещения. Верхние площадки эскалаторов находятся на уровне тола вестибюля, а нижние, как правило,– на уровне станционных платформ.
К сооружениям эскалаторного подъема, помимо наклонного тоннеля, относятся машинное помещение приводных механизмов эскалаторов, располагаемое под вестибюлем, оголовок, связывающий наклонный тоннель с машинным помещением, и камера для размещения натяжных устройств эскалаторов, располагаемая в уровне подплатформенных помещений станции (рис. 140).
В наклонном тоннеле монтируют три или четыре эскалатора. Продольную ось наклонного тоннеля располагают под углом 30? к горизонту, а в плане почти всегда принимают совпадающей с продольной осью станции.
Рис. 140, Основные сооружения эскалаторного подъема: 1 – натяжная камера; 2 – наклонный тоннель; 3 – оголовок; 4 – машинное помещение: 5 – сопряжение наклонного тоннеля с натяжной камерой; 5 – участок примыкания станционного тоннеля
Вестибюли бывают наземные и подземные. На станциях с наземными вестибюлями эскалаторы поднимают пассажиров до уровня земной поверхности. Такие вестибюли сооружают в виде отдельно стоящих павильонов или располагают в первых этажах существующих или строящихся зданий. Помимо кассового зала и служебных помещений, вестибюли часто имеют специально выделенный эскалаторный зал. Подземные вестибюли устраивают при наличии подуличных переходов, т. е. когда вестибюли должны принимать пассажиров с обеих сторон улицы либо с нескольких участков большой площади или сложных уличных пересечений.
Как все ответственные сооружения, пересекающие разнородные, в том числе неустойчивые обводненные грунты, и, следовательно, требующие надежной гидроизоляции, наклонные тоннели сооружают с обделкой из чугунных тюбингов. Такую же обделку в большинстве случаев –имеют и натяжные камеры. С наклонными тоннелями они сопрягаются монолитной железобетонной конструкцией с металлоизоляцией или специальными веерными кольцами.
Наружный диаметр обделки тоннеля для трех эскалаторов 7,5 м. Если эскалаторный тоннель имеет вентиляционный канал, то используют эллиптическую обделку из тех же тюбингов и двух дополнительных специальных тюбингов на каждое кольцо, устанавливаемых на уровне горизонтального диаметра и образующих вертикальную вставку высотой 0,6 м. Обделку четырехленточного наклонного тоннеля собирают из тюбингов наружным диаметром 9,5 м.
Натяжная камера имеет эллиптическое сечение с увеличенным на 1 м вертикальным размером. Это позволяет размещать в нижней ее части фундаменты натяжных устройств эскалаторов.
К внутритоннельным конструкциям в наклонных тоннелях относятся фундаменты под металлоконструкции эскалаторов, лестницы и водозащитные зонты.
Основной несущей конструкцией фундаментов под металлоконструкции эскалаторов являются поперечные железобетонные плиты с предварительно напряженной арматурой. Плиты укладывают на боковые опоры из монолитного бетона, при этом образуется сплошное наклонное перекрытие вдоль всего тоннеля.
На поверхности фундаментных плит по продольным их кромкам предусмотрены стальные закладные детали для стоек-компенсаторов под прогоны ферм эскалаторов. Стойки-компенсаторы (короткие куски швеллера) приваривают к закладным деталям плит, а к ним, в свою очередь, с высокой точностью по маркшейдерским отметкам приваривают продольные прогоны из уголковой стали, по которым спускают фермы эскалаторов. Прогоны служат постоянным основанием эскалаторных ферм.
Лестницы устраивают в проходах между эскалаторами, по бокам тоннеля и в нижней лотковой части. Боковые лестницы делают со ступенями из монолитного бетона, а промежуточные и лотковую собирают из предварительно изготовленных лестничных блоков (по 4-5 ступеней в блоке).
Водозащитные зонты, как и на станциях, монтируют обычно из асбоцементных панелей (картин), подвешиваемых к тюбинговой обделке на шпильках. Концы нижних картин примыкают к асбоцементным желобам, подвешенным с боков тоннеля. По этим желобам вода отводится в натяжную камеру.
Организация строительства и основные средства механизации работ
При строительстве сооружений эскалаторного подъема требуется четкая увязка работ по проходке наклонного тоннеля с возведением машинного помещения и вестибюля. Организация работ может быть комплексной, когда проходку тоннеля совмещают с сооружением машинного помещения и вестибюля, или последовательной, когда вестибюль сооружают по окончании проходки тоннеля.
При последовательной организации работ упрощается ведение подготовительных и основных работ, исключаются взаимные помехи и излишнее загромождение строительной площадки материалами и оборудованием, уменьшаются проявления деформаций и осадок. Работы по сооружению наклонного тоннеля, машинного помещения и вестибюля приходится все же иногда совмещать вследствие позднего отвода или освоения строительной площадки.
При пересечении наклонным тоннелем слабых неустойчивых грунтов используют метод предварительного искусственного их замораживания. Этот метод обеспечивает безопасность работающих в забое, сохранность городских сооружений, расположенных над тоннелем, и позволяет вести работы в сухом забое без водоотлива.
В отличие от шахтных стволов при строительстве наклонных тоннелей грунты замораживают обычно только в пределах участков слабых водонасыщенных грунтов. Нижерасположенные скальные водообильные грунты не замораживают, так как при глубоком бурении увеличиваются отклонение скважин от заданного направления и общее время замораживания (при увеличении длины замораживаемого участка в 2 раза период активного замораживания возрастает в 4 раза).
Разнородность грунтов, пересекаемых наклонным тоннелем, затрудняет применение механизированных проходческих агрегатов. Поэтому проходку наклонных тоннелей ведут при помощи тюбин-гоукладчиков, отличающихся от обычных укладчиков тем, что выдвижные горизонтальные площадки в них установлены на раме под углом 30? к оси тоннеля, а перемещение их по уклону происходит под действием собственного веса по кронштейнам, укрепленным на тюбингах. В заданном положении тюбингоукладчик удерживается двумя лебедками, установленными на его раме, тросы от которых закреплены на тюбингах обделки. При перемещении укладчика на очередное кольцо барабаны лебедок оттормаживают. Более точно положение укладчика регулируют установленными на нем гидравлическими домкратами. Лебедки дают возможность производить и некоторый подъем по уклону, что необходимо для устранения перекосов.
Выдача грунта из забоя тоннеля на поверхность осуществляется скиповым подъемом. Скип представляет собой опрокидной кузов, укрепленный на тележке, перемещаемой по пути с колеей 1560 мм.
Для механизированной погрузки грунта в автомобили на поверхности по оси тоннеля устраивают наклонную эстакаду (рис. 141), на которой укладывают путь для скипа. Под эстакадой в ее конце устанавливают бункер с пластинчатым транспортером-питателем. Над бункером устраивают специальный разгрузочный проем. Скип, поднятый на эстакаду, автоматически опрокидывается над бункером. Грунт из бункера грузится транспортером в кузов автомобиля. Производительность скипового подъема достаточна при челночных перемещениях скипа вместимостью 1,5 м3 по одному пути.
Помимо наклонной эстакады и бункера, в горный комплекс для проходки наклонного тоннеля входят еще машинное помещение и тельферная эстакада, располагаемая поперек наклонной эстакады. В машинном помещении устанавливают две редукторные лебедки (одну для скипового подъема, другую для спуска тюбингов).
Тюбинги подают в тоннель на специальных тюбинговозках – тележках на двух полускатах с поворотной платформой и бортами.
Тюбинговозка перемещается по узкоколейному пути, уложенному внутри колеи скипового пути на одной с ним оси и по тем же шпалам. По выходе на поверхность путь тюбинговозки переходит на короткий горизонтальный участок под эстакаду. Этот участок находится в зоне действия тельфера поперечной тельферной эстакады., Механизированную погрузку грунта –в скип выполняют при помощи породопогрузочной машины ППМ или погрузочной платформы, подвешенной на тросах к раме тюбингоукладчика. Платформа представляет собой сборную раму из швеллеров, покрытую стальным листом, с люком в середине. Разрабатываемый грунт скатывается по наклонной плоскости забоя на платформу и при частичной подправке его лопатами попадает в скип, установленный под люком. Перемещают платформу установленными с боков лебедками.
Рис. 141. Схема организации работ по проходке наклонного тоннеля: а – зона подземных работ; б – поверхностный комплекс; 1 – временный оголовок; 2 – наклонная эстакада; 3 – тельферная эстакада; 4 – бункерная секция; 5 – машинное помещение; 6 – лебедка скипового подъема; 7 – лебедка для спуска тюбингов; 8 – тюбин-говоэка; 9 – галерея; 10 – замораживающая колонка; 11– наклонный тоннель; 12 –– скип; 13 – погрузочная платформа; 14 – тюбннгоукладчик; 15 – компрессорная
Обеспечение водоотлива в наклонном тоннеле является более сложной задачей, чем при проходке шахтных стволов. Поэтому если строительство основной части станции ведется с некоторым опережением, то нижнюю часть наклонного тоннеля в незамороженных скальных обводненных грунтах сооружают с передовой штольней. Штольню проходят снизу вверх со стороны станции на уровне лотка тоннеля. Это позволяет освободиться от притока воды в забой тоннеля. В отдельных случаях воду из забоя сбрасывают в станционные выработки через пробуренную скважину.
Проходка наклонного тоннеля с передовой штольней имеет и другое преимущество. Более полно в этом случае механизируется уборка грунта в забое, так как грунт можно сбрасывать вниз по штольне. С этой целью штольню по ширине разделяют на два отсека. В одном отсеке устраивают деревянный настил, обшитый листовой сталью; по нему грунт сбрасывают в станционную выработку, где он грузится породопогрузочной машиной в вагонетки. В другом отсеке оборудуют лестницу для прохода людей. Транспортные потоки, таким образом, разделяются: тюбинги и другие элементы конструкций, а также материалы подаются сверху, а грунт идет вниз. Все это упрощает организацию работ и позволяет ускорить строительство.
При совмещенном строительстве наклонного тоннеля и вестибюля для монтажа конструкций вестибюля и подачи материалов в верхнюю зону работ используют обычно козловой кран КХТС-20. Монтируют кран обычно в процессе проходки наклонного тоннеля.
Проходка встречной штольни со стороны среднего станционного тоннеля, позволяющая разделить транспортные потоки, дает возможность раньше освободить площадку от основных устройств горного комплекса и приступить к строительству вестибюля. Дальнейшую подачу тюбингов, деталей внутренних конструкций и материалов в наклонный тоннель ведут козловым краном. Для этого в месте будущего сопряжения наклонного тоннеля и машинного помещения устраивают горизонтальную площадку, куда переносят лебедку тюбинговозки. При неглубоком котловане, когда часть колец является временной и подлежит разборке, над горизонтальной погрузочной площадкой устраивают проем в своде тоннеля, через который подают в тоннель строительные детали и материалы.