§ XVI.8. Подземные каналы и тоннели

Подземные каналы и тоннели на территориях про-

мьгшленных и гражданских объектов выполняют

преимущественно неглубокого заложения. Они

предназначены для прокладки тепло-, газо-, паро-, нефте- и

маслопроводов, а также для сетей водоснабжения,

канализации, сжатого воздуха, электрокабелей.

Каналы делают непроходными или полупроходными

с внутренней высотой в чистоте не более 1500 мм.

Тоннели устраивают проходными с внутренней высотой не

менее 1800 мм. Их нередко используют для перехода людей

и транспортирования грузов.

Тоннели укладывают с продольным уклоном для

стока случайных вод, оборудуют освещением, вентиляцией,

сигнализацией, противопожарными и другими

устройствами.

Покрытия подземных каналов и тоннелей

располагают ниже поверхности земли не менее чем на 0,7 м (до

низа дорожного покрытия не менее 0,5 м). По длине

каналов и тоннелей устраивают деформационные швы в

местах примыкания их к камерам и компенсационным

нишам, на границах резкого изменения грунтовых

условий, а на прямых участках — не реже чем через 50 м.

Наименьшие затраты средств и материалов

получаются при строительстве железобетонных каналов и

тоннелей (в сравнении с кирпичными или бетонными), а

наименьшие трудовые затраты и сроки возведения — при

строительстве их в сборном железобетоне.

Типовые конструкции каналов и тоннелей с

применением сборных железобетонных лотков и плит (серии

3.006-2) показаны на рис. XVI.41.

Для сокращения числа типоразмеров лотков их

делают только определенных размеров: по ширине (внутри)

300—2400 мм (с шагом 300 мм) и 3000 мм, по высоте

(внутри) 300, 450, 600, 900, 1200 и 1500 мм, длиной

(номинальной, т.е. с учетом толщины монтажных швов)

3000 и 6000 мм. Плоские плиты покрытий и днища

назначают соответствующей ширины с номинальной

длиной 3000 мм. Кроме элементов с основными размерами

длины предусматривают доборные элементы длиной

720 мм.

Из лотков и плит компонуют односекционные каналы

с размещением лотков днищем вниз (рис. XVI.41,a) или

39* 611

о)

50-100

J 2' Г

600-3000

1

I

80-140

I V/ \08-WA-nr.

/04-5 B-I Шаг150-200

Шаг-200

Рис. XVI.41. Каналы н тоннели с применением лотков и плит

а — канал односекцнонный; б — канал двухсекционный; в — каиал

(при /к 1500 мм), тоннель (прн ft>1800 мм), односекционный из

двух лотков; г — армирование сборного лотка; д — армирование сбор,

ной плиты; /—лоток; 2—плита покрытия; 3 — цементный раствор;

4 — песчаная подготовка; 5 — зазор между лотками, заполненный

песком; 6 — стальная прокладка; 7 — рабочие стержни;

8—монтажные стержни; 9 — петли для подъема плит

днищем вверх, также двухсекционые (рис. XVI.41,6).

Используя только лотки (без плит), можно компоновать

каналы, а также тоннели по схеме на рис. XVI.41,e (од-

носекционные); их можно делать и двухсекционными,

объединяя односекционные, подобно компоновке по

схеме рис. XVI.41,6.

Верхние и нижние лотки соединяют в единую

конструкцию сваркой на монтаже закладных коротышей из

612

швеллеров, размещаемых в толще продольных швов.

Лотки в каналах в продольном направлении укладывают

без перевязки торцовых швов лотков, а в тоннелях —

с перевязкой.

В тоннелях и полупроходных каналах

предусматриваются входы для людей и монтажные проемы по размеру

устанавливаемого оборудования.

Унифицированные сборные конструкции,

применяемые только для тоннелей, разработаны применительно к

трем конструктивным решениям (серия 3.006-3): для од-

носекционных тоннелей с применением уголковых

стеновых элементов в сочетании с плитами покрытия и днища

(рис. XVI.42), для двухсекционных тоннелей с

дополнительным рядом промежуточных колонн и продольным

прогоном по ним (рис. XVI.43), а также для односекци-

онных тоннелей из объемных блоков (рис. XVI.44).

Для тоннелей с уголковыми стеновыми элементами

предусмотрены габаритные размеры тоннелей: по

высоте 2100, 2400, 3000 и 3600 мм и по ширине 1500, 1800,

2100 мм (для односекционных), 2400, 3000, 3600 и

4200 мм (для одно- и двухсекционных). Для тоннелей из

объемных блоков приняты размеры по высоте 2100, 2400,

3000 и по ширине 1500—3000 мм. Разработаны

конструкции тоннелей и для случаев их размещения под

автодорогами на глубине до верха тоннеля 0.5...6 м, под

железными дорогами на глубине от низа шпал до верха

тоннеля 1...4 м, внутри цехов на глубине до 6 м.

Односекционные тоннели (см. рис. XVI.42)

монтируют из двух уголковых элементов (стеновая часть

которых принята ребристого типа), плит покрытия

(ребристых) и плит днища (сплошных). Стеновые элементы

и плиту днища объединяют в единую конструкцию

жестким стыком длиной во всю длину сборных элементов,

для чего предусматривают в сборных элементах

встречные петлевые выпуски (стык Передерия), внутри

которых размещают на монтаже арматурные стержни, а

также замоноличивание бетоном класса В25. Плиты

покрытий делают с ребрами, имеющими на опорах подрезку

для восприятия бокового давления стен.

В двухсекционных тоннелях (см. рис. XVI.43)

промежуточная опора образуется из прогона, колонн и

фундаментных блоков. Двухсекционный тоннель может быть

также выполнен из двух рядом размещенных

односекционных тоннелей.

39а—943 613

Узел А

Рис. XVI.42. Односекциоииый тоннель с уголковыми стеновыми

элементами и плитами покрытия и днища

а — поперечное сеченне тоннеля; б — уголковый стеновой элемент;

в — плнта днища; /'— подрезка ребра плиты покрытия у опоры;

2— бетонная подготовка; 3 — петлевые выпуски арматуры для

стыкового соединения; 4 — монтажные арматурные стержни; 5 — бетон

замонолнчнвання стыкового соединения

Рис. XVI.43. Двухсекционный тоннель Рис. XVI.44. Одиосек-

с уголковыми стеновыми элементами и циоиный тоннель из

промежуточными стоечными опорами объемных блоков

/ — уголковый стеновой элемент; 2 — 1 — объемный блок;

плнта покрытия; 3 — цементный раствор; 2 — бетонная подго-

4 — продольный прогон; 5 — колонна; товка

6 — фундамент колонны; 7 — плнта

днища; 8 — стыковое соединение (см.

деталь на рнс. XVI.42); 9—бетонная

подготовка

Номинальная длина основных стеновых блоков

(вдоль тоннеля) принята 3000 мм.

Тоннели по рис. XVI.44 выполняют из объемных

блоков номинальной длины 1500, 2400 и 3000 м.

Сопряжение блоков по длине делается «в четверть» по стенам и

днищу и со шпонками в покрытии.

В грунтах естественной влажности тоннели сверху

покрывают оклеечной гидроизоляцией из двух слоев изола

614

на битуме. Ее сверху защищают слоем цементного

раствора толщиной 30 мм. Стены обмазывают горячим

битумом.

При наличии грунтовых вод необходимо устраивать

оклеечную гидроизоляцию днища, а также стен на

высоту 0,5 м выше расчетного уровня грунтовых вод. Под

днищем каналов и тоннелей грунт трамбуют и по нему

для каналов устраивают песчаную подсыпку, а для

тоннелей — бетонную подготовку. Все монтажные швы

сборных элементов заполняют цементным раствором.

Pki¦ \Ph,su/t

ШШП

Ptt.inf

I \

P*l,SUl>\

\

ш\

г)

\

N

Pn.lnf

Рис. XV.45. Схемы нагрузок на подземные каналы и туннели

а — вертикальное и горизонтальное давление от грунта; б —

вертикальное давление от временной нагрузки на поверхности землн; (при

А<1,2 м); в — горизонтальное давление при тех же условиях;

г — вертикальное и горизонтальное давление от автотранспорта при

Л>1,2 м

Сборные элементы каналов и тоннелей выполняют из

бетона класса В25, армируют сварными сетками из

арматуры класса А-Ш и обыкновенной проволоки класса

B-I.

Каналы и тоннели неглубокого заложения возводят

открытым способом. В этом случае расчетную нагрузку

от грунта на покрытие и стены—вертикальную /?t и

горизонтальною /?2 (рис. XVI.45) —определяют по

формулам:

39а* 615

0Eq>), (XVI. 32*

где h — расстояние от поверхности грунта, м; р — нагрузка от еди.

ницы объема грунта, равная в зависимости от вида грунта и его

влажности 16—20 кН/м3; у/ — коэффициент надежности по нагрузке,

принимаемый равным 1,2; <рн — нормативный угол внутреннего

трения грунта, находящийся в пределах 25—45°.

Рис. XVI. 46. Схемы на-

грузок от автомобилей

а — расположение осей и

нагрузки на ось в

автомобиле для нагрузки

Н=30; б —то же, для

нагрузки Я=10; в —

расстояние между колесами

автомобилей в

поперечном направлении; г —>

распределение давления

от опорной площади

колеса автомобили

В расчетах конструкций каналов и тоннелей

учитывают временную нагрузку на поверхности земли от

автотранспорта.

Для тоннеля под автодорогами принимают нагрузку

от двух колонн трехосных автомобилей Н-30 (с

максимальным давлением на ось Pft=120 кН; рис. XVI.4M),

в иных случаях учитывают нагрузку от одной колонны

двухосных автомобилей Н-10 (с максимальным

давлением на ось Р*=95 кН; рис. XVI.46.6). При этом

учитывают коэффициент надежности по нагрузке 1,4. Таким

образом, расчетная нагрузка от колес Р = 1,4 Р*.

Расстояние между колесами автомобилей в

поперечном направлении принимают по рис. XVI.46, в. Опорную

площадку одного колеса принимают равной 0,2 м в

продольном и 0,6 мв поперечном направлении (рис.

Давление сосредоточенной нагрузки, расположенной

616

на поверхности земли, распределяется в грунте под

углом 30° к вертикали (см. рис. XVI.45,б), а в пределах

толщи дорожного покрытия —под углом 45 °.

Вертикальное давление на глубине от поверхности

земли /i<l,2 м определяют по формуле р{ = Р/аЬ, где

а и b — размеры площади .,

давления на глубине h

(см. рис. XVI.45, б; рис.

XVI.46,e). При /t>l,2 м

давление от автомобилей

принимают в виде

вертикальной нагрузки (с

коэффициентом надежности по

нагрузке 1,4) нормативно"

го значения рл1 = 20кН/м2.

Горизонтальное

давление грунта при нагрузках

на поверхности в обоих

случаях определяют по

второй формуле (XVI.32)

с эпюрами,

изображенными на рис. XVI.45, в,г.

В подземных

сооружениях вся вертикальная

нагрузка от перекрытия и

стен уравновешивается

реактивным отпором грунта,

который считают

равномерно распределенным по

подошве днища.

Плиты покрытия тсана-

лов и тоннелей

рассчитывают по однопролетной

балочной схеме с

шарнирным опиранием.

Стены, жестко соединенные с

днищем в односекцион-

ных каналах и тоннелях

Рис. XVI.47. К расчету

конструкции каналов и туннелей

а — П-образная перевернутая рама

с распоркой; б —то же, без

распорки; gi — вертикальная

нагрузка постоянная; Ч\ — то же,

временная; ?г — горизонтальная

нагрузка постоянная; р»—то же,

временная; М — эпюры

изгибающих моментов

по схемам, изображенным

на рис. XVI.41, a, XV1.42,a, XVI.43, a, XVI.44,a,e,

рассчитывают как П-образную перевернутую раму с

распоркой (рис. XVI.47,а). При снятом перекрытии (в периоды

строительства и ремонта) раму рассчитывают без

верхней распорки (рис. XVI.47, б\.

617

Конструкцию тоннеля из объемных блоков (см. рис.

XVI.44) рассчитывают по схеме замкнутой рамы на

указанные выше воздействия постоянных и временных на-

гр'узок.