2. Дополнительные устройства в тоннеле.

По длине тоннеля устраивают ниши для безопасности обслуживающего персонала , и камеры. Их располагают в шахматном порядке.

Ниши устраивают через каждые 60 м. и они имеют размеры:

ширина 2 м, глубина 1 м, высота 2м.

Камеры располагают через 300 м. в шахматном порядке по обеим сторонам тоннеля

Их размеры: высота 2,8 м, глубина 2.5 м, ширина 4 м.

Для сбора и удаления воды, просачивающейся через дефектные места обделки, попадающей в тоннель при его мытье или конденсирующейся на обделке из газов, образующихся при сгорании топлива, устраивают водоотводные лотки и трубы .

Вода стекает к перфорированной трубе через чугунные трапы по выравнивающему цементобетонному слою с поперечным уклоном 2%.

4. Определение стоимости сооружения тоннеля.

Экономические характеристики выражаются преимущественно денежными показателями, которые определяются подсчётом стоимости 1 погонного метра обделки каждого типа по укрупнённым расценкам на основные работы. Данные приведены в таблице на листе №1

6. Статический расчет обделки.

1. Составление расчетной схемы:

Выбор расчетной схемы статической работы конструкции наиболее важный этап расчета. Расчетную схему обделки тоннеля следует выбирать таким образом, чтобы она с возможно большим приближением отражала действительные условия работы конструкции в зависимости от инженерно-геологических условий, конструктивных особенностей и материала обделки, а также принятых методов производства работ. Одной из особенностей статической работы тоннельных обделок, определяющей выбор той или иной схемы, является взаимодействие подземной конструкции с окружающим грунтовым массивом. Это взаимодействие тем активнее, чем крепче грунты, в которых сооружается обделка.

Расчет обделок производится методом Метрогипротранса. Для этого предназначена программа РК-6. Она позволяет вести расчет на любые сочетания сосредоточенных и равномерно распределенных нагрузок.

Расчетная схема устанавливается путем замены криволинейного очертания обделки вписанным многоугольнике, сплошной активной нагрузке – сосредоточенными в узлах многоугольника силами. Упругая среда заменяется упругими опорами, расположенными в вершинах многоугольника, толщиной стержней одинаковой по длине.

6.2. Определение нагрузки и других параметров системы «обделка-грунт».

Для расчета системы на ЭВМ:

1. Определяются координаты узлов, (из расчетной схемы). Если нет обратного свода, один из стержней пяты закрепляют от перемещений по Х, что соответствует силам трения, действующим по пяте обделки.

2) Определяются вертикальные и горизонтальные нагрузки.

а) Вертикальное горное давление принимается равномерно распределенным по пролету выработки и определяется, как вес грунта в объеме вывала.

Рис. 2 Давление грунта

Расчет производится для обделки f=5

φ= 72.5 – кажущийся угол внутреннего трения.

=2.5 т/м³

В=6.65м =0.27 h=8.75

L=B+2*h*tg(45-/2);

L=6.65+2*8.75*tg(45-79/2)=8.33 м

h₁=L/2f;

h₁=8.33/(2*5)=0.833 м

Вертикальное горное давление принимаем равномерно распределенными по пролету выработки:

qн=*h₁=2.5*0.833=2.08 т/м²

q_с.в.= V_с.в.*_б /В = 25.25/6.65=3.8 т/м²

q^с.в. =q_с.в.*кнад.=3.8*1.3

_б=2,4т/м³ – объемный вес монолитного бетона

q_верт.=q_р*к +q^свк=2.08*1.6+3.8*1.2=7.9т/м

Б) Горизонтальное давление

q_{горизонт}=(h_+h/2)* tg²(45-/2);

q_{горизонт}=2.5*(0.833+0.5*8.75)*tg²(45-79/2)=0.12 =0 т/м²

Горизонтальное давление умножаем на коэффициент запаса равный 0.7

q_{горизонт}=0,12*0.7=0,08 т/м²

Таким образом можно принять q_гор примерно равным нулю.

В) Коэффициент отпора

K₀=250кг/см³=25000 т/м³ — коэф. удельного отпора

К=2Ко/В*0.5=0.5*25000/665*0.5=75180 т/м³

Кп=К₀/1.34(1+м)Н_пят=25000/1.34(1-0.27) *150=170380 т/м³ — коэф. удельного отпора в пяте

Г) Площади определяются из расчетной схемы.

Д) Моменты инерции определяются по формуле

I=b*h³/12

Ж) Модуль упругости для бетона использованного в данной конструкции равен E₀=2900000т/м³

6.4. Проверка расчета на прочность сечений обделки по предельным состояниям.

Для проверки прочности сечения конструкции необходимо провести расчет по предельным состояниям. Сущность метода заключается в том, что прочность сечения элементов конструкции устанавливается на основании сопоставления величин, полученных в статическом расчете и предельных усилий, которые способно выдержать, то или иное сечение конструкции. Предельное усилие в сечении зависит от материала элементов, конструкции, геометрических размеров сечения, коэффициент условия работы материала, от эксцентриситета положения нормальной силы.

Расчет проводится по первому предельному состоянию. В данном случае проверяем на прочность. Расчет по второму предельному состоянию производиться в особых условиях. Проверка конструкций проводится в двух сечениях в шелыге свода и в стене обделки, где эксцентриситет максимальный.

Проверка в шелыге свода:

Для проведения расчета необходимо вычислить эксцентриситет.

е=M/N

Первый расчет производится в случае малых эксцентриситетов

Для первого стержня:

е= 0.2647 м

Проводим проверку.

h=0,4 м – толщина обделки.

е=0.2647>0.45*h=0.18 м

Так как эксцентриситет больше чем 0,45*h, то расчет производиться по формуле: Nn=1.75*m(K*Rp*b*h)/((6*e/h)-0.8);

Nn=1.75*0.9*(1*1*0.4*75)/((6*0.2647/0.4)-0.8) = 14.9

14.9<

Rp – прочность сечения (выбирается из СНиП 2.05.0-84), в данном случае для класса бетона В25 Rp=10кгс/см^2;

m =0.9 – коэффициент условия работ;

;

B=100 см – ширина сечения;

h – высота сечения;

Второй расчет производиться в случае больших эксцентриситетов.

В данном случае это стержень 1–2

e=0.1471;

Проводим проверку.

h=0.4 м – толщина обделки.

e=0.1471 <0.45*h=0.2025 m;

Так как эксцентриситет меньше, чем 0.45*h, то расчет производиться по формуле:

N=0.9*1(0.4-2*0.1471)*900=85.7

85.7<–условие выполняется;

Проверка выполняется, значит прочность сечения обделки обеспечивается.