- •Введение
- •Исходные данные к проекту
- •Трасса тоннеля
- •2.1. Обоснование продольного профиля
- •2.2.Определение длины тоннеля
- •Проектирование тоннельных конструкций
- •Выбор и обоснование конструктивных решений обделок
- •1) Горный способ
- •2) Щитовой способ
- •Обоснование конструктивного решения порталов
- •Дополнительные устройства в тоннеле
- •Вентиляция тоннеля
- •Выбор и обоснование Расчетной схемы
- •Оценка несущей способности
- •Определение нормативных и расчетных нагрузок
- •Расчет обделки методом метрогипротранса с использованием программного комплекса рк-6
- •Проверка прочности сечений обделки
- •Библиографический список
- •Приложение 1
2.2.Определение длины тоннеля
Окончательная длина тоннеля определяется из места нахождения порталов. Она определяется исходя из равенства стоимости 1 п.м. выемки 1 п.м. тоннеля.
Опыт проектирования и эксплуатации тоннеля показывает, что максимальная глубина выемки, которая принимается в грунтах с коэффициентом крепости f=0,5-3 составляет Hmax=10-15 метров, а в грунтах с коэффициентом крепости f>3 составляет Hmax=15-25 метров.
С учётом всех этих требований западный портал тоннеля устраиваем на пикете ПК 215+56,40, а восточный портал - на пикете ПК 231+69,80. Полная длина тоннеля составляет Lт=1615 метров.
Продольный профиль представлен в Приложении 1.
-
Проектирование тоннельных конструкций
-
Выбор и обоснование конструктивных решений обделок
-
1) Горный способ
Конструкции тоннельных обделок должны удовлетворять следующим требованиям: эксплуатационным, технологическим, экономическим. Для выполнения этих условий обделки проектируются следующим образом.
В крепких скальных грунтах, оказывающих лишь вертикальное горное давление, стены могут быть сделаны вертикальными с наибольшим приближением к контуру габарита.
В породах, где появляется вертикальное и горизонтальное давление, свод и стены выполняются выпуклыми в сторону действия давления.
В устойчивых крепких грунтах отступление 5-10 мм, в слабых - 10-15 мм. Для всех случаев обделок материал - монолитный бетон В25.
На железных дорогах принят габарит "С": высота Н= 6400 мм, ширина В = 9000 мм.
2) Щитовой способ
Тоннели в слабых и мягких грунтах, сооружаемые щитовым способом, как правило проектируют кругового очертания, обеспечивающего наиболее целесообразную статическую работу конструкции на всестороннее давление.
Конструкция железобетонной обделки состоит из блоков. Число элементов в обделках из железобетонных блоков зависит от диаметра кольца и определяется массой элемента, которая не должна превышать 2,5т и длиной дуги по наружной стороне не более 2-3м.
Все типы обделок представлены на чертеже Приложение 1.
-
Обоснование конструктивного решения порталов
Переход от тоннеля в предпортальной выемке осуществляется при помощи портала для обеспечения устойчивости лобового и боковых откосов выемки, отвода воды с лобового откоса и архитектурного оформления входа в тоннель. Порталы тоннелей устраивают в зависимости от состояния грунтов на склонах горного массива и подходов к тоннелю врезными или наклонными с торцовой подпорной стеной либо выносными с искусственной засыпкой для уположения лобового откоса в случае неустойчивых склонов. При расположении торцовой стены под углом к оси тоннеля устраивают ступенчатый портал. Кроме торцовой стены, в состав портала входят водоотводная канава и первое кольцо обделки, в наибольшей степени подвергающееся выветриванию и иногда облицовываемое кладкой из естественного камня. Для устройства портала выполняют срезку и укрепление лобового откоса.
Торцовая стена связывается с первым кольцом обделки с помощью арматуры или отрезков прокатных профилей и опирается на боковые откосы выемки, в которые заделывается на необходимую глубину. В недостаточно устойчивых грунтах торцовая стена может опираться на продольные подпорные стены, поддерживающие откосы предпортальной выемки. Такое решение облегчает статическую работу торцовой стены и одновременно способствует уменьшению объема предпортальной выемки. Подошвы торцовой и боковых портальных стен заглубляют относительно низа кюветов в соответствии с глубиной промерзания в их основании.
Наибольшей опасности повреждения от сейсмических воздействий подвергаются входные участки тоннеля, выполняемые поэтому из железобетона, если расчетная сейсмичность более 7 баллов. К ним относятся торцовая стена портала и тоннельная обделка от входа до глубины заложения шелыги свода, меньшей трех максимальных поперечных размеров выработки. Предпортальные подпорные стены следует разделять по длине сквозными вертикальными швами на секции протяжением не более 15 м, а в районах сейсмичности 8 и 9 баллов не более 10 м, располагая подошвы каждой секции на однородном по сжимаемости грунте. Откосы и дно канав защищают от размыва и просачивания воды мощением или бетонным покрытием. Дно канавы располагают не ниже чем на расстоянии 1,5 м от верха тоннельной обделки для обеспечения слоя породы, достаточного для амортизации возможных ударов камней, скатывающихся с лобового откоса. Ввиду возможности падения камней с лобового откоса и для предотвращения попадания их на пути или проезжую часть дороги расстояние от низа лобового откоса до портальной стены принимают не менее 1,5 м, а парапет стены — не менее чем на 1 м выше верха канавы.