Диссертация (1173128), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Решение этой проблемы отражено в утвержденном Правительством страны Генеральном гпане развития городского транспорта до 2020 г. и на перспективу до 2030 г. В целом природно-климатическая ситуация (топография, инженерная геология, климат) в указанных городах благоприятна для освоения подземного пространства. 2.
Для решения транспортных проблем крупнейших городов Вьетнама— Ханоя и Хошимина необходимо комплексное использование подземного пространства, включающего строительство тоннелей метрополитена, автодорожных, пешеходных и коммуникационных тоннелей с использованием эффективных методов строительства, в том числе метода продавливания. 3. Строительство тоннелей под транспортными магистралями и коммуникациями методом продавливания находит широкое применение в мировой практике благодаря следующим преимуществам: - сохранность наземных и подземных сооружений; - отсутствие перерывов в движении транспортных средств по пересекаемой магистрали; - высокие технико-экономические показатели (сокращение сроков работ, снижение трудоемкости и стоимости строительства); - повышение безопасности работ; — ограничение деформаций дневной поверхности.
4. Технология работ по продавливанию зависит от вида пересекаемого препятствия, длины тоннеля, размеров его поперечного сечения, конструкции обделки, глубины заложения тоннеля и от свойств пересекаемых грунтов. В зависимости от конкретных условий строительства наряду с типовыми могут быть реализованы нестандартные технологические схемы: одностороннее продавливание крупногабаритных тоннельных секций (в том числе «телескопичсское»); - поочередное продавливание отдельных элементов тоннельной конструкции; - одностороннее и встречное «протаскивание»; - бездомкратное продавливание; - продавливание под экраном из труб.
5. Метод продавливания широко применяется в России, ФРГ, Англии, США, Японии, Австрии, Франции, Италии и других странах. Опыт строительства транспортных тоннелей показал, что продавливание и используемое при этом оборудование могут быть успешно применены для сооружения тоннелей на участках, требующих обеспечения сохранности подземных и наземных сооружений.
Высокие технико-зкономические показатели сооружения тоннеля методом продавливания характеризуются снижением трудозатрат на 15-30%, стоимости строительства — на 10-20%, сроков работ — в 1,5-3 раза по сравнению с традиционными способами. 6. Для более ширикого внедрения метода продавливания тоннелей в крупнейших городах Вьетнама необходимо выполнить анализ методов расчета основных конструктивно — технологических параметров и провести научные исследования для обоснования целесообразности и эффективности применения этого методоа в конкретных градостроительных иинженерно — геологических условиях. ГЛАВА 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОДАВЛИВАНИЯ ТОННЕЛЕЙ 2.1.
Определение необходимого усилия продавливания удовлетворять условию [10, 331: У> И1 где И~ — общее сопротивление продавливанию, определяемое по формуле (2.1) 2.1.1. Общие положения Успешное использование метода продавливания тоннелей зависит от правильного определения предельного усилия продавливания при заданном расстоянии продвижения секций обделки тоннеля, или от максимального расстояния, на которое может быть продавлена обделка при заданном усилии ~10, 381, от величины строительного зазора. Очевидно, что если первую задачу считать прямой, то вторая является обратной по отношению к первой.
При проектировании тоннеля целесообразно определять предельное усилие продавливания, т.е. решать прямую задачу, так как расстояние, на которое необходимо продавить тоннель, входит в число исходных данных. Определение необходимого усилия продавливания имеет решающее значение для назначения рациональной схемы сооружения и выбора эффективного оборудования. В том случае, когда общее усилие гидродомкратов продавливающей установки превышает потребную предельную величину усилия, может быть использована простейшая технологическая схема.
Она предусматривает одну основную домкратную установку, без применения дополнительных мероприятий по уменьшению усилий продавливания. В противном случае необходимо изменить технологическую схему и принимать специальные меры, снижающие силы сопротивления. Предельное усилие продавливания У на прямых участках тоннеля должно И вЂ” Итр + Ил.с. здесь И', — сопротивление трения грунта по наружной поверхности обделки. Ис, — лобовое сопротивление вдавливанию головной ножевой секции в грунт; Учитывая (2,2), можно записать условие (2.1) в виде )У вЂ” к (И ср + И ссс.) — Р! + Р2 (2.3) где Й вЂ” коэффициент надежности, который следует принимать в пределах 1... 1,1 в зависимости от полноты исходных данных; Р~ — потребное усилие для преодоления сопротивления трения грунта, кН; Р2 - лобовое усилие внедрения ножевой секции, Кн.
Между составляющими Р~ и Р2 имеется разница: если Рз — величина постоянная (при неизменных условиях продавливания), то Р, — переменная, нарастающая по мере увеличения расстояния продавливания. При этом необходимо отметить, что основную часть общего усилия составляет Р,.
2.1.2. Определение сопротивления трения и сцепления с грунтом Сопротивление трения И'„по мере продавливания непрерывно возрастает; величина И', зависит от свойств грунта, глубины заложения тоннеля и длины участка продавливания. Сопротивление трения И',р с учетом сцепления следует определять по формуле [10, 33): Игр = (12(с1.В+ р Н) + о) ~о+ (В+ Н).со) Ь (2.4) И~тр ~тр 1' (2.5) где В и Н вЂ” ширина и высота прямоугольной тоннельной секции (для секций кругового сечения диаметром Р вместо В и Н следует подставлять величину Р) д — вертикальное равномерно распределенное давление грунта на обделку; р — горизонтальное равномерно распределенное давление грунта; д — вес единицы длины обделки; гр — коэффициент трения окружающей среды по обделке; Л вЂ” текущее расстояние, на которое продавлена конструкция, считая от начальной точки; ср — сцепление между окружающим грунтом и обделкой; Ч = кн Х~=ту! и~ (2.6) где к„— коэффициент надежности по нагрузке, к„= 1,1; у;,6; — объемный вес и толщина 1-го слоя грунта над тоннелем; и — число слоев.
Расчетное горизонтальное давление определяют по формуле (2.7) где к„— коэффициент надежности по нагрузке, к„= 1,3; 6 — угол внутреннего трения грунта. В формуле (2.7) учитывается «кажущийся» угол внутреннего трения. Для продавливания в мягких грунтах следует принимать действительный угол внутреннего трения, определяемый по результатам испытания образцов грунта. Горизонтальное давление р„можно вычислить также умножением вертикального давления О„ на коэффициент бокового распора, который принимают по опытным данным: для глинистых грунтов при консистенции — 0,4, — 0,3; пластичной твердой для песчаных грунтов при пористости > 40% < 40% — 0,4, — 0,3. Большое влияние на величину предельного усилия продавливания оказывает коэффициент трения материалов, находящихся в контакте. Как И~ор — сопротивление трения грунта на 1 м длины участа продавливания.
Ввиду небольшой глубины заложения продавливаемых тоннелей и ведения работ, как правило, в мягких грунтах с коэффициентом крепости 0,5 ... 1,2 по М. М. Протодьяконову, вертикальная нагрузка возникает от веса всей толщи грунта над тоннелем, так как вероятность сводообразования в таких условиях мала. Для мелкого заложения расчетная вертикальная нагрузка О составит показывают исследования [101, коэффициент трения определяется силами молекулярного взаимодействия и видом контакта: упругим (в местах контакта поверхности соприкасающихся материалов возникают упругие деформации) и пластическим (пластические деформации).
Поскольку при продавливании нормальное давление грунта значительно меньше нагрузки, вызывающей пластическое течение материала обделки, контакт носит упругий характер. Это значит, что в случае отсутствия смазки между контактирующими материалами трение зависит лишь от молекулярных составляющих — сцепления на контакте (адгезия) и коэффициента трения при нормальном давлении. Таким образом, здесь имеет место закон трения Кулона, что и позволяет для определения силы трения применить двухчленную формулу (2.4). Величина коэффициента трения зависит от многих факторов, и прежде всего, от физико-механических свойств контактирующих материалов, геометрических характеристик поверхности (шероховатости и волнистости), от динамики процесса скольжения. При определенном сочетании свойств материалов и геометрии контакта сдвиг может происходить не по контактной поверхности, а внутри прилегающего к обделке слоя окружающего грунта в результате его пластического деформирования.
Сдвиговые деформации грунтовой среды отвечают закону Кулона. Отсюда следует, что сдвиг по контактной поверхности наблюдается при соблюдении условия (2.8) где а„— нормальное к поверхности контакта давление; с — сцепление грунта; с0 — сцепление грунта на контакте с обделкой тоннеля. Указанное условие свидетельствует о том, что тангенциальное напряжение в прилегающем слое грунта больше удельной силы трения на контакте. Если сцепление на контакте с0 и сцепление грунта с отсутствуют или незначительны, условие сдвига по контактной поверхности приобретает вид трения, так как скорости взаимного проскальзывания контактирующих материалов во много раз (в 10 ...
10 раза) меньше значений, при которых 3 4 коэффициент трения начинает зависеть от скорости. Коэффициент трения окружающей тоннель среды по обделке принимают в зависимости от вида находящихся в контакте материалов (таблица 2.1). Таблица 2.1. Коэффициент трения обделки по грунту Если при продавливании возможны различные сочетания материала окружающей среды и обделки, то следует принимать средневзвешенный коэффициент трения Д с учетом соотношения площадей контактируемых поверхностей соответствующих пар материалов: — Х1", д>;л; ~оо (2.9) где Д; — коэффициент трения 1-й пары контактирующих материалов; гп — процент площади контакта)-й пары; >л — число пар материалов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
