Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Строительство тоннелей и метрополитенов Минимаркер Реконструкция тоннелей

Реконструкция тоннелей

Страница 3 из 7

Усиление существующей конструкции обделки

Усиление конструкции выполняется, как правило, в том случае, если физико-механические свойства самого материала обделки не изменились или изменились незначительно, т. е. когда материал практически не потерял своих первоначальных прочностных характеристик и внутреннее очертание существующей обделки при этом отвечает требованиям современных габаритов. Усиление несущей конструкции – обделки может выполняться путем тампонирования пустот за обделкой, цементации самой обделки, торкретирования, устройства монолитной железобетонной рубашки или нанесения слоя набрызгбетона в сочетании с металлической сеткой, анкерами или арками.

Тампонирование пустот за обделкой и непосредственно трещин в породе является одним из весьма эффективных мероприятий по усилению тоннельных конструкций. Для тампонирования пустот чаще всего нагнетают за обделку цементные, цементно-песчаные и цементно-глинистые растворы с различными добавками, повышающими их водонепроницаемость, скорость схватывания и твердения, уменьшающими усадочные явления и увеличивающими радиус растекания. Работу целесообразно вести с помощью специального рабочего поезда, состоящего из мотовоза и нескольких платформ, на которых установлены подмости, оборудование и материалы для нагнетания.

Цементация обделки осуществляется через пробуренные в шахматном порядке скважины (3) (рис. 8.4) диаметром 45–65 мм на глубину не более чем 2/3 толщины обделки (17). В них нагнетают цементный раствор с различными добавками (хлористый кальций, алюминат натрия, бетонитовая глина и др.), состав и консистенцию которого назначают в зависимости от состояния обделки, степени и характера ее повреждения и обводненности. Цементацию осуществляют гидравлическими плунжерными растворонасосами (11) и (12) с максимальным давлением 0,1 МПа, что желательно производить через инъекторы (15) с обратной циркуляцией. Работы по цементации ведут в «окна», причем оборудование устанавливают на социальной платформе (4), подаваемой в тоннель мотовозом.

Схема размещения на платформе оборудования для цементационных работ

Рис. 8.4 – Схема размещения на платформе оборудования для цементационных работ: 1 – весы; 2 – емкость для цемента; 3 – скважина; 4 – платформы; 5 – водопроводная линия; 6 – резервный бак для воды; 7 – растворомешалка; 8 – бак для раствора; 9 – шланги; 10 – манометры; 11 – резервный растворонасос; 12 – основной растворонасос; 13 – скважины; 14 – пробковые краны; 15 – инъекторы; 16 – распределительная гребенка; 17 – бетонная обделка

Торкретирование внутренней поверхности обделки применяется для ее защиты от выветривания, а также усиления конструкции за счет увеличения ее сечения. Одновременно с этим слой торкрета, наносимый на внутреннюю поверхность обделки, служит своего рода гидроизоляцией и в определенной степени повышает ее водопроницаемость. Торкретирование ведут слоями до 10–12 мм общей толщиной покрытия в 20–40 мм. Слои наносят торкрет-аппаратом с рабочим давлением до 0,35 МПа. Количество и толщину слоев, составы наносимых растворов, объем подаваемой к соплу установки воды и необходимость армирования определяют в проекте реконструкции в зависимости от конкретных условий и уточняют опытным путем.

Железобетонная рубашка является весьма эффективным средством и широко используется для усиления обделки тоннелей. Она с успехом применяется как при наличии достаточных запасов в отношении соблюдения габаритов, так и при их отсутствии. В первом случае перед устройством рубашки внутренняя поверхность обделки очищается от грязи, копоти, отслаивающихся частей кладки и для лучшего сцепления бетона с материалом кладки делается насечка. Во втором случае обделку предварительно подкрепляют несущими кружалами, срубают слой кладки необходимой толщины и лишь затем сооружают рубашку. С целью предохранения обделки от дальнейшего разрушения железобетонную рубашку (рис. 8.5) целесообразно устраивать в тоннелях или на отдельных его участках, где обделка имеет значительнее дефекты – каверны, выщелачивание раствора, выветривание материала, сильную трещи-новатость и т. д. Толщина рубашки назначается в зависимости от глубины разрушения кладки, имеющихся запасов габарита, из условий удобства бетонирования, но не менее 20 см. Для обеспечения надежной связи рубашки с конструкцией арматура крепится к обделке металлическими анкерами диаметром 16–24 мм, расставляемыми в шахматном порядке с шагом около 1 м. Бетонирование рубашки осуществляется, как правило, пневмобетоноукладчиками с передвижных подмостей за опалубку, установленную по кружальным аркам.

Схема усиления обделки железобетонной рубашкой

Рис. 8.5 – Схема усиления обделки железобетонной рубашкой: 1 – старая обделка; 2 – анкер; 3 – металлическая сетка; 4 – бетон

Помимо железобетонных рубашек с арматурой обычного типа, в качестве усиляющей конструкции могут применяться рубашки, армированные жесткой арматурой – металлическими арками. Такая конструкция целесообразна в условиях интенсивного движения поездов и особенно на аварийных участках, когда обделку необходимо немедленно подкреплять. После установки металлических кружал они свариваются между собой продольной арматурой в единый каркас и затем производится укладка бетона. Опалубка в этом случае может крепиться непосредственно к кружалам.

Все работы по сооружению железобетонных рубашек выполняются с передвижных подмостей в «окна» продолжительностью около 4 ч.

Усиление набрызгбетоном в последнее время получает все большее распространение и является одним из наиболее прогрессивных, экономичных и эффективных способов повышения несущей способности тоннельной обделки. В зависимости от характера и степени разрушения обделки конструкция усиления может быть принята различной. Наибольшее распространение получили сплошные набрызгбетонные покрытия и набрызгбетонные покрытия в сочетании с анкерами или арками. Во всех случаях оно может быть выполнено как по металлической сетке (армированный набрызгбетон), так и без нее. Порядок работ остается таким же, как и при устройстве железобетонной рубашки. Разница заключается лишь в том, что вместо монолитного бетона применяется безопалубочный метод бетонирования, т. е. набрызгбетон.

Замена существующей обделки более мощной

Необходимость в замене существующей обделки более мощной возникает либо вследствие потери его первоначальной несущей способности, либо в результате возрастания действующих на нее нагрузок.

Работы по замене обделки могут выполняться изнутри либо снаружи.

Внутренний способ применяется при необходимости заменить обделку на участках небольшой длины, так как производство этих работ связано с получением достаточно продолжительных «окон», что на грузонапряженных линиях не всегда возможно.

Все работы, связанные с нарушением целостности обделки в эксплуатируемых тоннелях, производят с помощью несущих металлических кружал или специальной передвижной крепи. Основное их назначение – воспринять горное давление на реконструируемом участке, обеспечить безопасность производства работ и движения поездов. Тип кружал и расстояние между их осями выбирают в зависимости от инженерно-геологических условий расположения тоннелей и конкретных условий производства работ.

После установки инвентарных несущих (поддерживающих) кружал (2) (рис. 8.6) проходят надсводную штольню (3) с опиранием ее стоек (4) на несущие кружала (этап I). Затем разбирают старую обделку (1), дорабатывают грунт до полного профиля новой обделки и крепят выработку системой лонгарин (5) и штендеров (6), опирая последние также на несущие кружала (2) (этап II). После этого устанавливают деревянные кружала (7) и доски опалубки (8), бетонируют обделку (9) (этап III), дают бетону набрать прочность и снимают несущие металлические кружала и опалубку (этап IV). Работы ведут, как правило участками длиной по 2 м одновременно по обе стороны от оси пути.

Этапы работ по замене существующей обделки более мощной

Рис. 8.6 – Этапы работ по замене существующей обделки более мощной

Наружный способ, как правило, применяется в тех случаях, когда переустройству подлежит обделка на всем протяжении тоннеля и реконструкция при этом связана еще и с необходимостью ликвидации существующей негабаритности. Работы также начинают с подкрепления старой обделки металлическими несущими кружалами (6) (рис. 8.7). Затем проходят штольню (9) над обделкой свода тоннеля и крепят ее полным дверным окладом. Далее приступают к разработке калотты с установкой лонгарин (7) и стоек (8). Разработку калотты ведут симметрично в обе стороны от оси тоннеля. Завершают работы установкой деревянных кружал (4), досок опалубки (5) и бетонированием нового свода. После достижения бетоном проектной прочности разбирают опалубку, снимают деревянные кружала и металлические несущие кружала.

Схема реконструкции тоннеля наружным способом

Рис. 8.7 – Схема реконструкции тоннеля наружным способом: 1 – старый фундамент; 2 – новая обделка; 3 – забивная крепь; 4 – деревянные кружала; 5 – доски опалубки; 6 – несущее металлическое кружало; 7 – лонгарина; 8 – стойка; 9 – штольня

Переустройство обделки с помощью щитового комплекса

Одним из возможных вариантов реконструкции тоннелей является частичная или полная перекладка существующей тоннельной обделки с помощью щитового комплекса без перерыва движения поездов. Под защитой такого комплекса выполняются все горнопроходческие работы при одновременном ограждении зоны движения поездов. С его помощью могут выполняться работы как по перекладке только сводовой части обделки с оставлением стеновых участков, так и по полной замене существующей обделки на более мощную, имеющую большие размеры внутреннего очертания.

Щитовой комплекс, под защитой которого осуществляется перекладка сводовой части обделки, состоит из проходческого полущита (5) (рис. 8.8), блокоукладчика (4), изгибающихся ленточных транспортеров (2) для выдачи грунта, катучих металлических кружальных секций (6), ограждающих зону движения поездов от зоны горнопроходческих работ, и технологических подмостей (1) с узкоколейным рельсовым путем. Новая обделка сводовой части выполняется из железобетонных ребристых блоков (7), соединенных между собой по радиальным и кольцевым швам на болтах, и опирается на стены старой обделки. Нагнетание раствора за новую обделку из ребристых блоков выполняется растворонагнетателем (3).

Схема переустройства свода тоннеля с помощью полущитового комплекса

Рис. 8.8 – Схема переустройства свода тоннеля с помощью полущитового комплекса


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика