Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Строительство тоннелей и метрополитенов Минимаркер Сооружение колонных станций закрытым способом

Сооружение колонных станций закрытым способом

Страница 4 из 8

Станции колонного типа сооружают в достаточно широком диапазоне инженерно-геологических условий. В скальных необводненных трещиноватых грунтах (f = 3÷4) их возводят с обделкой станционных тоннелей из монолитного бетона и железобетона, в обводненных сильнотрещиноватых скальных и малоустойчивых грунтах (f = 2÷3) – из чугунных тюбингов, а в плотных сухих глинах (f = 1÷1,5) – из сборного железобетона. Разнообразие условий строительства определило большое число вариантов конструктивного исполнения колонных станций и соответственно способов их сооружения. Общая особенность этих способов состоит в выполнении следующих основных этапов работ:

  1. проходка двух путевых (боковых) тоннелей станции с оставлением целика грунта между ними;
  2. возведение в боковых тоннелях вдоль станции внутренних несущих конструкций, основным элементом которых являются колонны;
  3. сооружение среднего станционного тоннеля с обделкой в виде верхнего свода, опирающегося на внутренние несущие конструкции, и обратного свода или лотковой плиты.

Колонная станция представляет собой единую большепролетную пространственную конструкцию, которая включает значительное число различных по форме и материалу элементов. Поэтому последовательность выполнения производственных операций при ее сооружении должна быть такой, чтобы обеспечить совместную работу всех элементов конструкции как в поперечном, так и в продольном сечении станции. Важным условием является также одновременное включение в работу колонн, расположенных в одном поперечном сечении станции. Кроме того, в процессе сооружения станции должны быть сведены до минимума смещения опорных узлов сопряжения обделки среднего и боковых тоннелей. Малейшее отступление от заданной технологии может привести к деформациям конструкции и смещению грунтового массива.

Общее для всех станций глубокого заложения правило последовательности раскрытия выработок сохраняется. Сначала сооружают боковые тоннели с опережением забоев в 25–50 м, а затем средний тоннель. Проходка боковых тоннелей не имеет каких-либо особенностей и в зависимости от инженерно-геологических условий осуществляется с разработкой грунта отбойными молотками или буровзрывным способом.

Различны для каждого варианта станции способы возведения внутренних несущих конструкций и сооружения среднего зала.

Сооружение колонных станций с обделкой из монолитного бетона и железобетона

Колонные станции из монолитного бетона и железобетона сооружают в трещиноватых скальных грунтах с f = 3÷4. В основу технологии сооружения таких станций положены способы опертого свода и нижнего уступа. Грунт в забоях разрабатывают буровзрывным способом. В зависимости от устойчивости грунта выработку крепят металлической арочной, анкерной, набрызгбетоннои или комбинированной крепью. В исключительных случаях используют деревянную рамную (для штолен) или веерную (для калотты) крепи. Бетонные работы ведут с применением инвентарных сборно-разборных опалубок, пневмобетоноукладчиков или бетононасосов.

Работы начинают с проходки боковых тоннелей станции (рис. 5.12, а) и ведут в следующем порядке. На всю длину станции проходят нижние транспортные штольни (1). В торцах тоннеля производят рассечку штолен до проектного профиля и бетонируют обделку. Длину участка рассечки принимают равной 4–8 м. Работы ведут по способу опертого свода. После сооружения обделки на торцевых участках тоннеля здесь устраивают переподъем для доставки на верхний горизонт крепежных материалов и арматурных каркасов. Отсюда встречными забоями отдельными участками-кольцами по длине тоннеля начинают проходку калоттной части профиля (2) и бетонирование свода I. Назначать длину этих участков и вести работы целесообразно таким образом, чтобы на время выдержки бетона в опалубке на участке, расположенном с одного торца станции, бригада вела проходку очередного участка с другого торца станции.

Особенностью работ при проходке калоттной части профиля бокового тоннеля станции является несимметричное сечение выработки, а при бетонировании свода – устройство железобетонного прогона (рандбалки) со стороны среднего тоннеля. Разработанный грунт подают через фурнели в вагонетки, расположенные в транспортной штольне. Фурнели пробивают по мере продвижения забоя калотты.

После того как бетон свода достигнет 75% проектной прочности, можно приступать к разработке средней штроссы (3) (рис. 5.12, б). Здесь появляется возможность использовать более высокопроизводительные машины для обуривания забоя и уборки грунта.

Последовательность раскрытия выработки и возведения конструкций станций колонного типа с обделкой из монолитного бетона и железобетона

Рис. 5.12 – Последовательность раскрытия выработки и возведения конструкций станций колонного типа с обделкой из монолитного бетона и железобетона: 1-9 – этапы разработки грунта; I-VII – этапы возведения обделки

Боковые штроссы (4) и (5) разрабатывают в шахматном порядке таким образом, чтобы со стороны среднего станционного тоннеля в первую очередь удалять грунт в местах установки колонн (рис. 5.12, в). По мере разработки грунта в боковых штроссах с одной стороны тоннеля бетонируют стены II, а с другой – фундаменты, подколонники IV и устанавливают колонны III. После установки колонн разрабатывают оставшиеся участки боковых штросс, устанавливают арматурные каркасы, опалубку и бетонируют фундаменты балки, объединяющей опорные части колонн. Аналогичным образом сооружают второй боковой тоннель с отставанием от первого на 50 м.

Средний станционный тоннель сооружают после того, как конструкции боковых тоннелей будут возведены с обеих сторон на длину не менее 30 м. Проходку среднего станционного тоннеля ведут уступным способом (рис. 5.12, г). Калоттную часть (6) разрабатывают с двух торцов станции встречными забоями так же, как при проходке боковых тоннелей. Грунт выдают по желобам через проемы, которые устраивают между колоннами и грузят в составы, расположенные в боковых тоннелях. Свод V бетонируют участками по 4–5 м, опирая на рандбалки боковых тоннелей. Бетон транспортируют по боковым тоннелям и с помощью пневмобетоно-укладчиков или бетононасосов подают за опалубку. Бетоновод прокладывают в проемах между колоннами. Во время выстойки бетона на одном конце станции на противоположном ее конце ведут проходку.

После достижения бетоном свода необходимой прочности на всю длину станции разрабатывают уступ (7), используя высокопроизводительное буровое и породопогрузочное оборудование.

На заключительном этапе сооружения станции в боковых тоннелях разрабатывают лотковую часть сечения (8) и бетонируют обратный свод или плиту основания VI. С некоторым отставанием, которое определяют в зависимости от инженерно-геологических условий, ведут работы по сооружению обратного свода или плиты основания VII в среднем тоннеле (9).

Сооружение колонных станций со сборной обделкой

В слабых малоустойчивых грунтах станции колонного типа сооружают со сборной обделкой. Особенность технологии сооружения таких станций определяется различным решением внутренних несущих конструкций. Так, при сооружении колонной станции с прогонами внутренние несущие конструкции возводят после проходки боковых тоннелей или на некотором удалении от забоя. При сооружении колонной станции с клинчатыми перемычками внутренние несущие конструкции являются составной частью обделки и поэтому их сооружают одновременно с монтажом обделки станционных тоннелей.

Технология сооружения колонных станций с прогонами предусматривает следующий состав и порядок работ. Боковые тоннели станции наружным диаметром D = 8,5 или 9,5 м сооружают на расстоянии В между их вертикальными осями, которое определяется заданной шириной платформы и требованиями габарита приближения строений. В процессе сооружения боковых тоннелей сохраняется общее правило последовательности раскрытия выработок с опережением забоев в 25–30 м.

Проходка боковых тоннелей (рис. 5.13, а) не имеет каких-либо особенностей и в зависимости от инженерно-геологических условий осуществляется на полное сечение или способом пилот-тоннеля. Особенности заключаются в монтаже обделки этих тоннелей. К ним относится постановка в состав каждого кольца одного (или как вариант двух) опорных фигурных элементов (1) – тюбингов или блоков. Эти элементы размещают в плоскости будущего ряда колонн, образуя опорные узлы для передачи на колонны усилий от разомкнутых сводов боковых и среднего тоннелей. Поэтому при их монтаже необходима высокая степень точности (±15 мм). Иногда вместо нижнего ряда фигурных опорных элементов устраивают продольные железобетонные ленточные фундаменты (правая сторона рис. 5.13).

По мере проходки на расстояние, обеспечивающее необходимый фронт работ (с отставанием от забоя на 30–40 м), приступают к монтажу прогонов и колонн (рис. 5.13, б). Состав и последовательность рабочих операций по их возведению зависят от конструктивного решения опорных узлов. При наличии в нижнем опорном узле фигурного тюбинга или блока вначале необходимо соорудить нижний прогон (3). Затем монтируют верхний прогон (2), прикрепляя его к верхним опорным элементам обделки, и устанавливают колонну (4).

Последовательность сооружения станции колонного типа с прогонами

Рис. 5.13 – Последовательность сооружения станции колонного типа с прогонами (с обратным сводом – слева и с лотковой плитой – справа)

При железобетонном ленточном фундаменте (6) последовательность операций может быть несколько изменена. Вначале монтируют верхний прогон (2) с временной его поддержкой специальными приспособлениями, а затем колонну (4), на которую опускают верхний прогон. Зазор, образующийся между прогоном и верхним опорным элементом, заполняют фибробетоном (5).

Проходку среднего станционного тоннеля (рис. 5.13, в) в зависимости от устойчивости грунтов ведут сплошным забоем или уступным способом и разбирают элементы временного заполнения боковых тоннелей (7). Свод сооружают из чугунных или железобетонных тюбингов либо из железобетонных блоков. Грунт через проемы, образованные в результате разборки тюбингов временного заполнения, транспортируют по откаточному пути, уложенному в боковом тоннеле.

На следующем этапе (рис. 5.13, г) разрабатывают грунт в лотке и возводят обратный свод (8) или железобетонную плиту основания (9).

Особенностью колонных станций из сборного железобетона, сооружаемых в плотных сухих глинах г. Ленинграда, является наличие верхнего и нижнего шарниров в местах опирания разомкнутых колец обделки на внутренние несущие конструкции. Работы в этом случае выполняют в следующем порядке. Горным способом с разработкой грунта отбойными молотками на полное сечение ведут проходку боковых тоннелей заходками по 0,75 м. Очередное кольцо железобетонной обделки (рис. 5.14, а) монтируют станционным тюбингоукладчиком (1), начиная с фундаментного блока (3). В верхней части каждого кольца обделки со стороны станционного тоннеля располагают опорный чугунный тюбинг (2). Средний темп проходки бокового тоннеля составляет 1,5 м в сутки.

Схема возведения обделки (а) и внутренних несущих конструкций (б) в боковом тоннеле станции колонного типа из сборного железобетона

Рис. 5.14 – Схема возведения обделки (а) и внутренних несущих конструкций (б) в боковом тоннеле станции колонного типа из сборного железобетона

По мере создания необходимого фронта работ (30–40 м) приступают к бетонированию нижнего прогона (5) (рис. 5.14, б). Для этого внутри боковых тоннелей по поверхности фундаментных блоков через выравнивающий слои металлобетона устанавливают нижний цилиндрический шарнир (6) с прикрепленной к нему опорной частью и анкерными устройствами, входящими в нижний железобетонный прогон. Устанавливают опалубку, арматуру и бетонируют прогон (5). После набора бетоном проектной прочности на прогон краном-укосиной устанавливают опорные башмаки. Затем с помощью специального подъемника (9) устанавливают стальные колонны (7) коробчатого сечения (масса 4,1 т) с ригелями (8) (масса 5,3 т) такой же конструкции.

Одновременно с установкой очередной колонны и ригеля с монтажной площадки, закрепленной на вспомогательной раме (10), заполняют зазор между верхним цилиндрическим цилиндром (4) и опорными тюбингами металлобетоном и скрепляют ригель с ранее установленным. Средняя скорость монтажа колонны с ригелем – два комплекта в сутки.

После проходки боковых тоннелей и возведения в них внутренних опорных конструкций приступают к сооружению среднего тоннеля станции. До начала этих работ в боковых тоннелях должны быть установлены временные инвентарные крепления. Эти крепления передвигают по мере продвижения забоя среднего тоннеля.

Проходку среднего тоннеля станции ведут уступным способом (рис. 5.15). С выдвижных платформ тоннельного укладчика (1) разрабатывают грунт на заходку l в пределах верхней части зала (h1 ≈ 4,8 м) и монтируют верхний свод.

В случае если средний свод собирают из блоков сплошного сечения, не имеющих торцовых связей, для его монтажа используют специальный дуговой блокоукладчик, а включение свода в работу осуществляется плоскими гидравлическими домкратами, вмонтированными в замковый блок.

Схема сооружения среднего тоннеля колонной станции с обделкой из сборного железобетона

Рис. 5.15 – Схема сооружения среднего тоннеля колонной станции с обделкой из сборного железобетона: I – участок проходки калотты с возведением свода; II – участок демонтажа верхних тюбингов временного заполнения боковых тоннелей; III – участок разработки уступа и возведение обратного свода; IV – участок устройства платформы; 1 – тоннельный укладчик; 2 – породопогрузочная машина; 3 – транспортер; 4 – тележка для чеканочных работ

Погрузку разработанного грунта производят породопогрузочной машиной ковшового типа (2) на поперечный транспортер (3) и через проем, образованный частично разобранными тюбингами заполнения, по лотку выдают в боковой тоннель. Тюбинги, сухую смесь и другие материалы подвозят по боковому тоннелю и электрической талью через проем подают в средний тоннель, откуда кран-балкой их транспортируют на верхний уступ.

Нижний уступ высотой h2 ≈ 4,3 м разрабатывают на расстоянии 20–25 м от забоя отбойными молотками, грунт погрузочной машиной грузят на поперечный транспортер и выдают в боковой тоннель через полностью раскрытые проемы. Темп сооружения среднего тоннеля станции при разработке грунта отбойными молотками невысок и составляет 1,5 м в сутки. Поэтому для разработки грунта нижнего уступа целесообразно использовать экскаваторы с укороченной стрелой и ковшом активного действия, проходческие комбайны со стреловым режущим органом и т. п.

После разработки грунта в лотке монтируют обратный свод и немедленно вводят его в работу разжатием гидроцилипдрами, установленными в замковом распорном блоке.

Технология сооружения колонных станций с клинчатыми перемычками с обделкой из чугунных тюбингов основана на поточной схеме сооружения станции, при применении которой работы по монтажу внутренних несущих конструкций после проходки боковых тоннелей полностью исключены.

Сооружение станции начинают с проходки боковых тоннелей на полное сечение или способом пилот-тоннеля. На (рис. 5.16, а) показана схема сооружения бокового тоннеля станции, расположенной в слабых скальных грунтах (разрушенные доломиты, слабые мергели). Грунт разрабатывают на полное сечение буровзрывным способом заходками на два кольца (1,5 м). Лоб забоя крепят досками, которые распирают на горизонтально установленные трубы (1), расположенные в несколько ярусов. Монтаж обделки ведут станционным тюбингоукладчиком (5). Тюбинги проемных колец укладывают снизу вверх симметрично относительно оси тоннеля. Со стороны среднего зала станции усиленные опорные тюбинги нижнего ряда (6), образующие основание проема, смещают вдоль оси станции на половину ширины кольца. Эти смещенные тюбинги образуют и основание колонн, равномерно передавая нагрузку на разомкнутые кольца. На них укладывают тюбинги временного заполнения (5), а затем фасонные тюбинги (4), образующие верхнюю клинчатую перемычку. В местах установки колонн заходку увеличивают до трех колец. Стальные колонны (2), состоящие из двух ветвей, устанавливают одновременно с монтажом обделки в этом сечении. Очередность монтажа элементов обделки на этом участке показана на схеме римскими цифрами (рис. 5.16, б). Сначала укладывают пять тюбингов лотковой части кольца, в состав которых входят усиленный опорный тюбинг (6), уложенный, как и все тюбинги этого ряда, с опережением на полкольца. На этот тюбинг устанавливают одну ветвь колонны (2) (масса 3,9–4,2 т), после чего кольцо замыкают, укладывая тюбинги поочередно слева и справа. При этом на колонну устанавливают опорный фасонный тюбинг (4) верхней клинчатой перемычки. Вторую ветвь колонны устанавливают при монтаже следующего кольца и скрепляют болтами с ранее установленной. Усиленные тюбинги, образующие основание колонны, входят в состав трех смежных колец. Для снижения расхода чугуна в лоток могут быть уложены плоские железобетонные блоки с чугунными гидроизолирующими плитами, заанкеренными в бетон блока.

Схема сооружения бокового тоннеля колонной станции с клинчатыми перемычками (а) и последовательность монтажа кольца с колонной (б)

Рис. 5.16 – Схема сооружения бокового тоннеля колонной станции с клинчатыми перемычками (а) и последовательность монтажа кольца с колонной (б)

Общий вид обделки бокового тоннеля колонной станции с клинчатыми перемычками до демонтажа тюбингов временного заполнения показан на (рис. 5.17).

Общий вид сооружения бокового тоннеля станции

Рис. 5.17 – Общий вид сооружения бокового тоннеля станции: 1 – стальные колонны; 2 – тюбинги временного заполнения; 3 – клинчатые перемычки

Средний зал станции сооружают после проходки боковых тоннелей (рис. 5.18). Грунт разрабатывают также буровзрывным способом. Проходку ведут сплошным забоем заходками на одно-два кольца с креплением забоя сплошными трубами (1). Для того чтобы не повредить обделку боковых тоннелей, грунт в зоне 1 м от нее дорабатывают отбойными молотками. После уборки грунта станционным укладчиком (3) монтируют обделку тоннеля. Вначале монтируют тюбинги обратного свода от пят к центру. При этом тюбинги, примыкающие к обделке боковых тоннелей и образующие вместе с ней основание колонн, укладывают со смещением вдоль оси станции на половину ширины кольца. После замыкания обратного свода приступают к возведению верхнего.

Схема сооружения среднего тоннеля колонной станции с клинчатыми перемычками

Рис. 5.18 – Схема сооружения среднего тоннеля колонной станции с клинчатыми перемычками: 1 – стальные трубы; 2 – затяжка из досок; 3 – станционный укладчик; 4 – породопогрузочная машина; 5 – тележка для чеканочных работ; 6 – вентиляционная труба; 7 – аппарат для контрольного нагнетания

Монтаж каждой арки верхнего свода начинают с установки в ее основании фасонных тюбингов, образующих клинчатую перемычку.

После сооружения среднего тоннеля станции демонтируют тюбинги временного заполнения боковых тоннелей, освобождая проходы. Образовавшиеся в верхней части проходов зазоры между клинчатыми перемычками среднего и боковых тоннелей перекрывают стальными листами, закрепляя их на торцовых ребрах фасонных тюбингов перемычки. Со стороны, обращенной к грунту, к этим листам приваривают арматурные стержни (анкеры). В образовавшееся пространство нагнетают цементно-песчаный раствор.

В нижней части прохода сооружают железобетонную плиту, объединяющую разомкнутые кольца боковых и среднего тоннеля.


© 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