1.6. Возведение монолитных тоннельных обделок

Передвижная опалубка. Механизированные способы укладки бетонной смеси требуют применения инвентарной передвижной опалубки, обеспечивающей достаточный фронт бетонирования, высокое качество и однотипность внутренней поверхности тоннеля, экономию материалов и транспортных средств и значительное ускорение работ.

Передвижная опалубка, применяемая при бетонировании тоннельных обделок, должна иметь конструкцию, обеспечивающую ее удобное снятие и передвижение вслед за забоем, но не препятствующую перемещению по выработке грунта и материалов. Тележка, поддерживающая опалубку, должна передвигаться по путям, охватывающим снаружи откаточные пути выработки, а в конструкцию опалубки должны входить шарнирные и другие устройства, позволяющие легко отделять опалубку от затвердевшего бетона.

Перечисленным условиям удовлетворяют опалубки двух видов:

- жесткая инвентарная опалубка, состоящая из одной длинномерной секции (длиной 12…15м) или нескольких более коротких секций (длиной 3…6м), смонтированных каждая на отдельной тележке и имеющих возможность небольших радиальных перемещений, достаточных для отрыва от готовой обделки (рис. 11.12, 11.13);

- телескопическая (шарнирно-складывающаяся) опалубка, состоящая из нескольких секций (длиной 3…6м), допускающих значительные смещения входящих в них элементов и имеющих лишь одну тележку для их складывания, перемещения под ранее установленными секциями и установки на новом месте (рис. 11.15).

Рис. 11.12. Передвижная опалубка:

1—стальной лист по фермам; 2- стяжные устройства; 3 — затяжка; 4 — устройство для отрыва опа­лубки; 5 —рама самоходной тележки

Рис. 11.13. Передвижная механизированная опалубка

Последовательность использования опалубок различна. Секции опалубки первого вида (рис. 11.12) последовательно устанав­ливают и бетонируют, начиная с ближайшей от забоя, в направлении к выходу из тоннеля (рис. 11.14, а). После завершения бетонирования всех секций комплекта кольцо обделки 1, набравшее необходимую прочность, раскружаливают и соответствующую ему секцию перемещают вперед в положение 1', устанавливают и бетонируют. Затем процесс повторяют с секциями 2, 3 и др. Длина и число секций опалубки должны быть увязаны с заданной скоростью бето­нирования и требуемым временем выдержки в опалубке.

При этой схеме бетонирования опа­лубка может иметь жесткую конструк­цию и перемещаться вперед без склады­вания, что особенно важно в случае тон­нелей большого сечения, но каждая ее секция опирается на отдельную тележ­ку, а ближайшая к забою секция долж­на иметь два торцовых щита, закрываю­щих зазор между ней и контуром вы­работки.

Рис. 11.14. Схема перемещения опалубки

При использовании телескопической опалубки (рис. 11.15) ее секции, входящие в комплект, устанавливают и бетонируют поочередно в направлении продвижения забоя (рис. 11.14, б). После приобретения необходимой прочности кольцом 1 обделки его раскружаливают и секцию опалубки в сложенном состоянии перемещают под секциями, установленными впереди, в новое положение1'.

Рис. 11.15. Телескопическая опалубка

Применение телескопической опалубки более удобно, чем опалубки первого вида. В этом случае достаточно одной тележки, и каждая секция требует уста­новки лишь одного торцового щита, так как с одной стороны бетонируемой секции всегда имеется уложенный бетон. Подача бетонной смеси в секцию упрощается, так как передний ее торец всегда свободен.

Для решения вопроса о числе секций опалубки имеет значение допустимое время раскружаливания. В соответст­вии со СНиП III-44-78 возможно раскружаливание при достижении бетоном проектной прочности, а в крепких устойчивых скальных грунтах — при достижении бетоном 75 % прочности, т. е. через 12 суток.

При параллельной системе организации работ, когда отставание места бетонирования от забоя сравнительно невелико, можно считать допустимым раскружаливание в крепких скальных грунтах по достижении 30 % прочности бетона, что соответствует трем суткам.

В состав телескопической опалубки входят металлические (стальные или из алюминиевых сплавов) секции и самоходная тележка, поддерживающая их во время перемещения и установки (рис. 11.15). Каркас секции выполняют из прокатных ребер или решетчатых ферм, соединенных продольными элементами, к которым приваривают металлические листы тол­щиной 4—5 мм. В конструкции секции устраивают несколько односторонних шарниров, по которым она может быть сложена до поперечных размеров, поз­воляющих перемещать ее под секциями, установленными впереди. Шарниры способствуют складыванию секции внутрь, но не должны допускать раскрытия сты­ков изнутри под нагрузкой. Поэтому их обычно располагают в зоне положитель­ных моментов, возникающих в опалубке, не поддержанной тележкой.

Секцию 8 телескопической опалубки (рис. 11.15), состоящую из шести элемен­тов, соединенных пятью шарнирами, доставляют в сложенном виде на тележке 5 и устанавливают в следующей последовательности. В первую очередь секцию поднимают двумя парами ка­чающихся гидравлических домкратов 6, а затем двумя парами горизонтальных винтовых домкратов 9, шарнирно соеди­ненных с секцией, устанавливают в про­ектное положение. Нижние элементы А и Б секции, поддержанные тросами лебедок 4, опускают под действием соб­ственного веса. Опорные элементы под­клинивают и через отверстия в них за­крепляют штырями в коротких шпурах, пробуренных в подошве выработки. За­тем установленную секцию соединяют болтами с соседней секцией.

Для облегчения отрыва секции от бетона при ее снятии поверхность листов секции покрывают смазками различных составов.

Снимают опалубку в следующем порядке. Под секцию, которая должна быть снята, подкатывают тележку, скрепляемую с секцией домкратами 6 и 9. Затем снимают болты, соединяющие секцию с основанием и соседней сек­цией, и опорный элемент А при помощи винтовых стяжек 1 отрывают от низа стены. Смежный элемент Б отрывают поворотом винтов 3, опирающихся на плиты 2, после чего нижние элементы секции подтягивают лебедкой 4 под площадку тележки. Отрыв верхней час­ти секции осуществляют домкратами 6 и 9, перемещающими секцию в транс­портное положение.

Бетонирование ниши для укрытия лю­дей производят в специальной инвентар­ной форме 10, присоединяемой к основ­ной секции при помощи болтов. Эту форму размещают в предварительно под­готовленной боковой выработке и после установки секции с люком в нижней час­ти соединяют с ней болтами. Лебедки 7 служат для подъема вспомогательного оборудования.

Со стороны бетоноукладочной уста­новки на тележке располагается раз­движная стойка 11 для поддержания бетоновода 12 во время бетонирования.

Основной недостаток передвижных опалубок – это невозможность устанавливать опалубку вблизи забоя (на расстоянии менее 40…50м). На участках небольшой протяженности при необходимости бетонирования вслед за продвижением забоя в неустойчивых грунтах целесообразно применять сборно-разборные опалубки, состоящие из тюбинговых секций длиной 1…1,5м. При этом монтаж и демонтаж секций производят эректором. Такая опалубка может быть установлена достаточно близко от забоя (10…15м).