Материал: Tonneli_Kolodzey_Avtosokhranenny

3

Содержани

Типовая задача №1 «Обоснование решений по восстановлению эксплуатационных качеств тоннеля» 4

Типовая задача №2 «Определение горного давления на реконструируемый тоннель» 7

Типовая задача №3 «Определение продолжительности работ на основе циклограммы» 10

Библиографический список 18

Типовая задача №1 «Обоснование решений по восстановлению эксплуатационных качеств тоннеля» 4

Типовая задача №2 «Определение горного давления на реконструируемый тоннель» 6

Типовая задача №3 «Определение продолжительности работ на основе циклограммы» 9

Библиографический список 16

Типовая задача №1 «Обоснование решений по восстановлению эксплуатационных качеств тоннеля»

Тоннельная обделка из сборного железобетона или чугунных тюбингов.

1. Определим относительное количество дефектов ∑Д_iО различных категорий технического состояния:

∑Д_iО = , (1)

где ∑Дi – сумма дефектов с i – той категорией (A,B,C или D);

L – длина тоннеля, 60 м.

∑Д_С =

2. Определим абсолютную оценку технического состояния по формуле:

│ТС│ =Σ k_a A + Σ k_b B +Σ k_c C + Σ k_d D, (2)

где│ТС│- абсолютная оценка технического состояния тоннельного пересечения;

k_a, k_b, k_c, k_d – коэффициенты ранжирования дефектов в соответствующих категориях технического состояния – A, B, C и D;

ΣA, ΣB, ΣC, ΣD – сумма дефектов.

│ТС│ = 1 x 3 + 4 x 0,5 = 5,0

Выводы:

3. Выдача рекомендаций по восстановлению эксплуатационных качеств тоннеля:

Категория технического состояния С (ограниченно работоспособное состояние).

Для устранения дефектов и повреждений в тоннеле необходимо провести планово-предупредительный ремонт [1, стр.186-187].

Заделку несквозных вывалов необходимо выполнить установкой секторных кружал, подвешиваемых к ненарушенной части кладки металлическими скобами, заделываемыми на глубине не менее 40 см. Бетонную заделку вывала усилить поперечной и продольной арматурой, прикрепляемой к металлическим штырям, заделываемым на глубину не менее 25 см. Перед бетонированием вывала необходимо установить несколько металлических трубок для отвода в процессе бетонирования притекающих к вывалу подземных вод и для последующего заполнения заобделочных пустот и трещин нагнетанием цементного раствора.

Продольные трещины ликвидировать заполнением их цементным раствором, цементным «молоком» на эпоксидной смоле или полимерными составами в зависимости от величины раскрытия трещины.

Схема дефектов на развертке приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема дефектов тоннеля на развертке.

Типовая задача №2 «Определение горного давления на реконструируемый тоннель»

Расчетная схема действующих нагрузок на обделку должна соответствовать условиям работы сооружения, технологии проходки и возведения обделки, учитывать характер ее взаимодействия с окружающим грунтом.

Расчет конструкций обделок следует производить на наиболее невыгодное сочетание нагрузок и воздействий, которые могут действовать одновременно при строительстве или эксплуатации сооружения. При этом следует рассматривать основные и особые сочетания нагрузок.

В соответствии с действующими нормами статический расчет обделок производят на нагрузки, которые определяются умножением их нормативных значений на коэффициенты надежности по нагрузке.

Рисунок 2 - Схема к определению горного давления по гипотезе сводообразования.

Рисунок 3 - Габариты приближения строений и оборудования автодорожных тоннелей I и II категории

Расстояние для двуполостного тоннеля I категории: П =750 мм, Г=8000 мм

Исходные данные:

Грунт – известняк плотный;

Коэффициент крепости грунта f=6;

Объемный вес грунта – 2,8 т/м3;

кажущийся угол внутреннего трения грунта φк=65.

Определяем значения нагрузок до реконструкции:

Пролет свода обрушения:

Высота свода обрушения определяется по формуле:

м.

Вертикальная распределенная нагрузка:

т/м2.

Горизонтальная распределенная нагрузка:

т/м2.

Нагрузка от собственного веса:

G – вес сводчатой части обделки.

ρ_бетона = 2,5 т/м3.

т.

т/м2.

Расчет по предельным состояниям первой группы ведется на расчетные нагрузки.

Определим расчетные нагрузки до реконструкции учитывая коэффициенты надежности по нагрузке и коэффициент надежности по ответственности.

Расчетная нагрузка от вертикального горного давления :

К₁ – коэффициент надежности по вертикальной нагрузке от горного давления, для скальных грунтов равняется 1,6 [2, таблица 2.1];

К₂ – коэффициент надежности по горизонтальной нагрузке от давления грунта, равняется 1,2 [2, таблица 2.1]

Кн – коэффициент надежности по ответственности равный 1,1.

т/м²

Расчетная нагрузка от горизонтального горного давления:

т/м2

К₃ = 0,8 [2, таблица 2.1]

Определяем значения нагрузок после реконструкции

Пролет свода обрушения:

Высота свода обрушения:

м.

Вертикальная распределенная нагрузка:

т/м2.

Горизонтальная распределенная нагрузка:

т/м2.

Нагрузка от собственного веса.

Определим расчетные нагрузки после реконструкции учитывая коэффициенты надежности по нагрузке и коэффициент надежности по ответственности.

т/м²

Расчетная нагрузка от горизонтального горного давления:

т/м2

При этом, т.к. ведется не новое строительство, а реконструкция тоннеля, т.е. работы ведутся в нарушенном массиве грунта, необходимо умножить полученные нагрузки на коэффициент надежности при реконструкции (равный 1,3).

Таким образом, расчетные нагрузки на обделку после реконструкции составят:

т/м2.

т/м2.

Вывод: по результатам расчета видно, что расчетная вертикальная нагрузка от веса вывала после реконструкции увеличилась на 20 %, а горизонтальная – 40 %.

Типовая задача №3 «Определение продолжительности работ на основе циклограммы»

Устранение вертикальной (верхней) негабаритности свода тоннелей

I.Устранение вертикальной (верхней) негабаритности свода тоннелей с помощью полущита

Полущит Ленгипротрансмоста представляет собой металлическую крепь, под защитой которой выполняются строительные работы и пропускаются по тоннелю поезда. Состоит из ножевой, опорной и хвостовой частей, имеет длину 4,2 м. и массу около 25 т. В опорной части размещены 14 гидравлических домкратов, для передвижения щита. Впереди полущита, а так же позади его расположены передвижные кружальные секции, которые перемещаются по рельсам одновременно с передвижкой полущита. По наружной поверхности свода кружал установлены металлические листы, предохраняющие действующий путь и проходящие поезда от случайного вывала разбираемых частей обделки и породы. Сборная обделка нового свода состоит из железобетонных тюбингов шириной 1 м.

Рисунок 4 - Переустройство свода тоннеля с помощью полущита:

1- технологические подмости для откатки грунта; 2 - ленточные транспортеры, 3 - тюбингоукладчик; 4 - полущит; 5 – приемный бункер; 6 - ограждающий портал.

При этом под хвостовой оболочкой полущита смонтирован дуговой крепеукладчик. Вслед за катучей секцией по мере передвижения полущита монтируют технологические подмости и по ним укладывают узкоколейный путь, по которому осуществляют вывозку разработанной старой обделки и породы, а так же доставляют тюбинги к месту их монтажа. Перемещение транспортера в двух плоскостях обеспечивается двухшарнирным соединением звеньев цепи, к которым прикреплены пластины. Скорость реконструкции тоннеля, порядка 3 п.м. в сутки.

Циклограмма на переустройство свода в однопутном ж.д. тоннеле с использованием полущита (работы, выполняемые в "ОКНА", длина участка 5 п.м.)

Циклограмма на переустройство свода в однопутном ж.д. тоннеле с использованием полущита, длина участка 1 п.м. (Работы выполняемые без перерыва движения поездов) [Проходка транспортной штольни]

Циклограмма на переустройство свода в однопутном ж.д. тоннеле с использованием полущита, длина участка 1 п.м (Работы выполняемые без перерыва движения поездов)

При этом, скорость реконструкции свода I-путного ж.д. тоннеля состовляет - 2,0 п.м. в сутки

II. Устранение вертикальной (верхней) негабаритности способом опускания обратного свода (подошвы)

В общем случае конструкция нового обратного свода или подошвы выполняется либо в сборном варианте или в монолитном исполнении.

Работы производят в «окна» продолжительностью (5 – 6) часов.

Рисунок 5 - Схема производства работ по переустройству обратного свода

В первое «окно»: демонтируют рельсовое звено длиной 12,5 м., удаляют балластную призму на длину 7,4 м., устраивают две шпальные клетки, на шпальные клетки, устанавливают инвентарный металлический пакет длиной 7,4 м., а на балластную призму шпалы и рельсовые рубки длиной 5,1 м.

Во второе «окно»: снимают пакет, разбирают старый обратный свод и монтируют инвентарный пакет для открытия движения поездов.

В третье «окно»: снимают пакет, дорабатывают грунт до проектной отметки, устраивают подготовку основания, затем монтируют инвентарный пакет.

В четвертое «окно»: снимают пакет, монтируют элементы обратного свода, производят заделку швов и устанавливают инвентарный пакет.

В пятое «окно»: снимают пакет, разбирают шпальные клетки, восстанавливают балластную призму и железнодорожное полотно.

До окончания отведенного времени «окон», из транспортной зоны тоннеля выводятся рабочие, удаляются механизмы, оборудование, транспортные средства и восстанавливаются существующие коммуникации.

Циклограмма на реконструкцию 6,25 п.м. обратного свода тоннеля

Скорость реконструкции обратного свода I-путного ж.д. тоннеля составляет 5 п.м. в сутки

Выводы

По результатам составления циклограмм сравниваю два варианта устранения вертикальной (верхней) негабаритности свода тоннелей.

Первый вариант – с помощью полущита, второй – способом опускания обратного свода (подошвы).

Сравниваемые параметры

1) Возможность работы без перерыва в движении поездов.

В первом варианте выполнение работ возможно как с перерывом движения поездов, т.е в «окна», а также без перерыва движения. Второй способ выполняется только в «окна».

2) Количество рабочих.

Во втором способе количество рабочих требуется меньше, чем в первом. Но максимальное количество рабочих в бригаде одинаковое (8 человек)

3) Скорость реконструкции.

В первом способе скорость реконструкции свода I-путного ж.д. тоннеля состовляет - 2,0 п.м. в сутки, во втором - 5 п.м. в сутки. (Разница в скоростях в 2,5 раза)

4) Количество технологических операций.

При первом способе производится больше различных технологических операций.

Таким образом, наиболее привлекательным способом ведения работ является первый способ, потому что его можно производить без перерыва движения поездов, хоть он и медленнее.