2435

не менее 0,7 м от поверхности тротуаров (если открытый сход). Можно устраивать над входами легкие навесы из слабогорючих материалов. Допускается совмещение входов-выходов с павильонами ожидания остановочных пунктов городского массового наземного пассажирского транспорта.

Лестничные сходы.

Ширину лестничных сходов определяют расчетом, исходя из пропускной способности полосы пешеходного движения лестничного схода. Минимальная ширина лестниц – 2,25 м с дополнительными пандусными сходами или накладными спусками с каждого торца сооружения шириной по 1,8 м (для инвалидов и пешеходов с детскими колясками). Лестничные марши принимают не круче 1:2,3 с размерами ступеней 14 × 33 см и не положе 1:3,3 с размерами ступеней 12 × 40 см, в зависимости от стесненности территории, расположения лестничных сходов и условий устройства пандусов для детских и инвалидных колясок. В одном марше не следует располагать более 14 и менее 3 ступеней. Длину площадки между маршами принимают, как правило, 1,5 м.

Для предотвращения попадания воды с тротуара в подземный пешеходный переход верхние площадки лестничных сходов устраивают с превышением над тротуаром не менее 6 см и не более 15 см – с обеспечением плавного сопряжения с поверхностью тротуара. Для отвода воды с поверхности ступеней и площадок их располагают с уклоном 15 ‰ в сторону тоннеля подземного пешеходного перехода.

Рис. 3.14. Конструкции лестничных сходов и типы лестничных маршей: 1 – стеновой блок; 2 – лестничная площадка; 3 – поручень; 4 – косоур; 5 – парапет; 6 – блок перекрытия; 7 – лотковый блок; 8 – гидроизоляция;

9 – наземный павильон; 10 – гранитные ступени; 11 – подступенки; 12 – проступи

52

Применение стальных ступеней в лестничных сходах не допускается. На стальных косоурах устраивают железобетонный лестничный марш.

При интенсивности пешеходного движения более 7000 чел. в 1 ч и глубине заложения тоннеля более 3,5-4,5 м, а также при глубине заложения более 5 м вне зависимости от интенсивности движения устанавливают

эскалаторы или лифты.

Для увеличения пропускной способности подземных переходов длиной более 150 м и создания бо́льшихудобств пешеходам представляется целесообразным устройство движущихся тротуаров для перемещения людей вдоль тоннеля.

53

4.КОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ

4.1.Обделки тоннелей

4.1.1.Виды и материал обделок

Основная несущая конструкция, воспринимающая давление грунтов, называется тоннельной обделкой. Тоннели проектируют с учетом длительного срока эксплуатации, поэтому обделки должны быть достаточно прочными и устойчивыми.

Обделки могут быть: 1. Несущими.

Назначение несущей обделки:

–в поддержании кровли и стенок выработки от обрушения;

–в восприятии горного давления, гидростатического давления грунтовых вод, сейсмических и других нагрузок.

2. Облицовочными.

Облицовочная обделка необходима только для защиты грунтов от выветривания. Ее проектируют в крепких, но выветривающихся грунтах. Во всех остальных случаях устраивают несущую обделку.

Рис. 4.1.Виды обделок

Тоннельные обделки возводятся из материалов, которые должны отвечать следующим требованиям:

–прочности, долговечности (так как их сложно реконструировать);

–эксплуатационной надежности;

–водонепроницаемости;

–морозостойкости (при необходимости);

–пожарной безопасности (огнестойкости);

–устойчивости к химической агрессивности грунтовых вод;

54

–другим видам агрессивного воздействия внешней среды, в том числе воздействию микроорганизмов;

–не выделять токсичных соединений в условиях строительства и эксплуатации сооружений;

–соответствовать требованиям ГОСТ или технических условий. Основными материалами для тоннельной обделки являются: бетон,

железобетон, сталь и чугун.

Обделки из монолитного бетона.

Монолитный бетон чаще всего используется для возведения обделок сводчатого очертания при строительстве тоннеля горными способами.

Обделки из монолитного бетона характеризуются:

1.Использованием местных строительных материалов, поэтому они имеют сравнительно невысокую стоимость.

2.Отсутствием стыковочных швов и зазоров, что обеспечивает более хорошую работу конструкции в целом и создает надежную гидроизоляцию элементов.

3.Достаточно высоким качеством несущих элементов конструкций, которое обеспечивается в настоящее время за счет укладки бетонной смеси новым современным бетонолитным оборудованием с соблюдением всех требований к состоянию бетонной смеси и технологии ее укладки; за счет твердения бетона в естественных условиях и надлежащего ухода за ним; за счет применения высококачественной щитовой опалубки.

4.Возможностью создания конструкций различных размеров и конфигураций на месте строительства.

Недостатками этих обделок являются:

–необходимость выдерживания бетона в опалубке до достижения им достаточной прочности;

–водопроницаемость;

–малая химическая стойкость против действия агрессивных вод;

–сравнительно невысокая прочность на растяжение.

Но эти недостатки можно преодолеть:

1.Для того чтобы можно было снимать опалубку до набора полной прочности, используют ускорители твердения или оставляют за обделкой временную крепь.

2.Повышение химической стойкости бетона достигается следующими способами:

– увеличением плотности бетона;

– устройством гидроизоляции;

– применением цементов с активными гидравлическими добавками.

3.Малую прочность на растяжение преодолевают армированием, то есть использованием железобетона.

55

Обделки из монолитного железобетона.

Монолитные железобетонные обделки широко используются при строительстве городских автотранспортных тоннелей, обладают достоинствами монолитных бетонных обделок, а также дают возможность устройства узлов требуемой жесткости и исключения концентрации напряжений в элементах конструкций; создания железобетонных конструкций на месте строительства, что исключает проблемы транспортировки крупноблочных элементов на стройплощадку.

Обделки из сборного и сборно-монолитного железобетона.

Они характеризуются:

1.Гарантированным заводским качеством изготовления, подтвержденным строгим технологическим контролем.

2.Быстротой возведения и моментальным вступлением конструкции в работу, что дает существенный технико-экономический эффект и сокращает сроки и стоимость строительства.

3.При наличии сплошной наружной гидроизоляции и надежных деформационных швов отрицательное влияние стыков сборных элементов на работу конструкции несущественно.

Внастоящее время при щитовой проходке используют сборные железобетонные обделки из водонепроницаемого бетона, которые в сочетании с гидроизолирующими прокладками в стыках обеспечивают герметизацию тоннеля при гидростатических напорах 0,25 МПа и более.

Обделки из набрызг-бетона.

В тоннелестроении широко применяется набрызг-бетон, который испольуется в качестве материала для облицовочной и несущей обделок тоннелей. При нанесении набрызг-бетона отсутствует необходимость в опалубке. Его обычно укладывают по металлической сетке в сочетании с анкерной крепью. Он наносится на поверхность выработки под действием сжатого воздуха. Толщина отдельных слоев составляет 3–5 см, полная толщина 20 см и более. Увлажнение сухой смеси происходит только при вылете ее из сопла нагнетательной машины, водоцементное отношение составляет 0,35–0,5. Крупность фракции заполнителей для набрызг-бетона не превышает 25 мм, в качестве вяжущего применяют портландцементы высоких классов, а также быстротвердеющий и быстросхватывающийся цементы.

Набрызг-бетонные обделки характеризуются:

–достаточно высокой прочностью на растяжение (на 10 % выше, чем у обычного бетона);

–хорошим сцеплением с грунтом (1,5–2,5 МПа) и с арматурой (2,5– 4,5 МПа);

56

– повышенной плотностью и водонепроницаемостью.

Иногда используют дисперсно-армированный набрызг-бетон, который характеризуется повышенной прочностью (при сжатии больше в 1,3–1,5 раза, а при изгибе – в 1,2 раза, чем у набрызг-бетона); повышенной деформативностью.

Набрызг-бетон армируют стальными иглами (фибрами) длиной 20–25 см и диаметром 0,4–0,5 мм или синтетической фиброй, которые вводят в

состав сухой смеси в количестве 3–5 % по массе.

Обделки из монолитно-прессованного бетона.

Эти обделки используются при щитовой проходке. Бетонная смесь укладывается за опалубку и прессуется щитовыми домкратами или специальными домкратными устройствами под давлением до 5 МПа.

Способ прессования монолитных обделок позволяет:

–сооружать тоннель без значительных осадок поверхности земли;

–отказаться от нагнетания растворов за обделку тоннеля;

–получить бесшовную монолитную обделку с гладкой внутренней поверхностью.

Однако широкого распространения такие обделки не получили из-за небольших скоростей проходки (40-–70 м/мес) и сложности выполнения технологического процесса.

Бетон.

Бетонные и железобетонные обделки изготавливают из тяжелых бетонов по ГОСТ 26633. При соответствующем обосновании можно применять бетоны плотностью не ниже 1600 кг/м3 на искусственных и природных пористых заполнителях. В качестве заполнителей используют керамзит, трепел, пемзу, туф, шлак. В табл. 4.1 приведены необходимые классы бетона по прочности на сжатие для определенных видов конструкций.

Таблица 4.1

57

Окончание табл. 4 . 1

Кроме класса бетона по прочности стойкость бетона в тоннельных конструкциях оценивается также по водонепроницаемости и морозостойкости.

Проектную марку бетона обделок и внутренних конструкций по морозостойкости в зонах знакопеременных температур принимают по табл. 4.2.

При отсутствии знакопеременных температур проектные марки бетона обделок по морозостойкости должны быть не ниже F100.

Проектную марку бетона обделок по водонепроницаемости в зависимости от наличия гидроизоляции, условий строительства и эксплуатации принимают в соответствии с табл. 4.3.

Железобетонные обделки, возводимые в обводненных грунтах и не имеющие наружной или внутренней гидроизоляции, проектируются из водонепроницаемого бетона с разработкой специального регламента на производство бетонных работ.

Во всех остальных случаях бетоны для обделок должны иметь марку по водонепроницаемости не ниже W8.

58

Таблица 4.3

Арматура.

Арматура в железобетонных конструкциях устанавливается для восприятия растягивающих усилий и усиления бетона сжатых зон.

Для армирования монолитных железобетонных и набрызг-бетонных конструкций используется горячекатаная сталь различных классов, механические характеристики которой принимаются согласно действующим нормативным документам. Можно применять другие арматурные стали, полимерные, стальные, фибергласовые волокна в виде арматуры или фибры, имеющие соответствующие технические условия и сертификаты.

Минимальную толщину защитного слоя бетона до рабочей арматуры для сборных и монолитных железобетонных (кроме набрызг-бетонных) обделок толщиной менее 300 мм принимают по СП 63.13330.

Толщину защитного слоя для обделок большей толщины и для набрызг-

бетонных обделок принимают не менее величин, указанных в табл. 4.4.

Толщину элементов обделки следует устанавливать расчетом. Элементы обделки должны иметь толщину не менее, чем в табл. 4.5.

59

В железобетонных и бетонных обделках тоннелей предусматривают

устройство температурно-осадочных деформационных швов, расстояния между которыми должны быть для обделок:

из монолитного бетона и набрызг-бетона – не более 20 м;

из монолитного железобетона – не более 40 м.

Конструкция деформационных швов должна обеспечивать водонепроницаемость обделки. Расстояния между антисейсмическими деформационными швами устанавливаются расчетом и совмещаются с темпе- ратурно-деформационными швами.

Листовая сталь.

Листовую сталь, обладающую достаточной прочностью и пластичностью, хорошей свариваемостью, используют в многослойных комбинированных обделках.

Условиям работы подземных конструкций в большей степени соответствуют малоуглеродистые стали (содержащие углерода до 0,22 %) с пределом текучести до 250 МПа и временным сопротивлением разрыву до

370 МПа.

Сборная обделка из чугунных тюбингов.

Сборная обделка из чугунных тюбингов используется в сложных условиях. Под «сложными инженерно-геологическими условиями» подразумеваются условия, при которых имеется один или несколько следующих факторов:

–пассивный отпор отсутствует;

–гидростатическое давление более 1,5 кгс/см2 и искусственное понижение уровня грунтовых вод не может быть осуществлено;

–горное давление высокое;

–грунты имеют значительную обводненность;

–наличие зон тектонических нарушений и т.д.

60