ПЗ Проект горного автодорожного тоннеля (1204492), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для данного типа тоннельной обделкитребуется произвести конструктивное армирование.Тоннельная обделка – Тип 1б, применяемая в зоне тектоническихнарушений, не удовлетворяет условиям прочности. Требуется произвести расчетыдля определения площади поперечного сечения рабочей арматуры, необходимойдля удовлетворения условий прочности конструкции.Тоннельная обделка – Тип 2, применяемая в породе андезит (f = 7,0)удовлетворяет условиям прочности. Армирование производится конструктивно.Лист364.4. Конструктивное армирование тоннельной обделкиТипы 1а, 2 тоннельной обделки армируется конструктивно, согласнотребованиям [3] и [7]. Защитный слой бетона принимается равным 30 мм притолщине тоннельной обделки до 500 мм, свыше 500 мм – защитный слой бетонасоставляет 40 мм.
[3]Конструктивное армирование заключается в том, что требуется обеспечитьминимальный процент армирования сечения – 3% от площади поперечногосечения.Согласно требованиям [7], арматурный каркас вяжется на местепроизводства работ. Стыковка арматурных стержней между собой составляет 25dрабочей арматуры. Шаг стержней рабочей арматуры не более 20 см, шаграсстановки хомутов не более 12d и не более 30 см.Армирование типа 1а: рабочая арматура размещается согласно эпюреизгибающих моментов, со стороны растянутых волокон сечения.
Диаметр рабочейарматуры 18 мм, класс А300. Конструктивная арматура класса А300 диаметром 14мм устанавливается в сжатой зоне бетона. Распределительная и монтажнаяарматура, хомуты: класс А240, диаметр 12 мм. Общий вид армированиятоннельной обделки типа 1а приведен на рисунке 4.6.Рисунок 4.6 – Армирование тоннельной обделки – Тип 1а: 1 – рабочаяарматура; 2 – конструктивная арматура; 3 – распределительная и монтажнаяарматура; 4 – хомутыЛист37Армирование типа 2: рабочая и конструктивная арматура – арматура классаА300 диаметром 14 мм. Распределительная и монтажная арматура, хомуты –арматура класса А240 диаметром 14 мм.
Общий вид армирования тоннельнойобделки типа 2 приведен на рисунке 4.7.Рисунок 4.7 – Армирование тоннельной обделки – Тип 2: 1 – рабочаяарматура; 2 – конструктивная арматура; 3 – распределительная и монтажнаяарматура; 4 – хомуты4.5. Расчет армирования тоннельной обделкиПри невыполнении расчета по прочности бетонной тоннельной обделкивыполняется подбор площади рабочей арматуры, необходимой дляудовлетворения условия прочности. В данном случае требуется произвестирасчеты по армированию тоннельной обделки типа 1б, применяемой в породекрепостью f=1,5 (разрушенный габбро с заполнением суглинком).Расчет выполняется для сечения в замке тоннельной обделки, в сечении, вкотором возникает наибольший отрицательный момент, а так же в сечении снаибольшим изгибающим моментом в стене тоннельной обделки.Лист38В данном случае производится расчет одного погонного метра тоннельной обделкикак железобетонного элемента, испытывающего изгиб.При расчете используются следующие положения и допущения:- расчет выполняется в соответствии с СП 35.13330.2012 «Мосты и трубы»;- расчет производится для сечений, нормальных к их продольной оси;- расчет ведется по первому предельному состоянию, второе предельноесостояние не рассматривается, так как тоннельная обделка является абсолютножесткой конструкцией;- расчет нормальных сечений изгибаемых элементов следует производитьна основе нелинейной деформационной модели, принимая N = 0;- расчет следует производить в зависимости от соотношения междузначением относительной высоты сжатой зоны бетона ξ и значением граничнойотносительной высоты сжатой зоны ξ R , при котором предельное состояниеэлемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуренапряжения, равного расчетному сопротивлению R S .Расчетная схема приведена на рисунке 4.8.Рисунок 4.8 – Расчетная схема к расчету по подбору арматурыОтносительная высота сжатой зоны бетона ξ определяется по следующейформуле:где x – высота сжатой зоны бетона, м;ξ=h0,(4.13)h 0 – рабочая высота сечения тоннельной обделки, м.Лист39Значение граничной относительной высоты сжатой зоны ξ R определяется повыражению:ξ =0,81+ 700,(4.14)где R S – расчетное сопротивление арматуры растяжению при расчетах попредельным состояниям первой группы, принимаемое по [СП мосты, табл.7.16],кН/м2.Высота сжатой зоны бетона x, м, определяется по формуле:= − ′ ,(4.15)где A S , A’ S – соответственно площадь поперечного сечения рабочейарматуры в растянутой/нижней и сжатой/верхней зоне поперечного сечениятоннельной обделки, м2.Проверка условия прочностивыполняется по следующим формулам:железобетоннойтоннельнойобделкиа) при ξ ≤ ξ R : ≤ (ℎ0 − 0,5) + ′ (ℎ0 − ′ ),(4.16)где ′ - расстояние от края сечения до центра тяжести арматуры сжатой зонысечения, м; - расчетное сопротивление арматуры сжатию при расчетах по предельнымсостояниям первой группы, принимаемое равным .б) при ξ > ξ R :где = ξ (1 − 0,5ξ ).
≤ ℎ02 + ′ (ℎ0 − ′ ),(4.17) ≤ (ℎ0 − ′ ).(4.18)в) при x < 0:Результаты расчета для замкового сечения тоннельной обделки, сечения снаибольшим отрицательным изгибающим моментом и в сечении стены тоннельнойобделки приведены в таблице 4.4.Лист40Таблица 4.4 – Расчет армирования тоннельной обделки в породе крепостью f = 1,5(зона тектонических нарушений)M расч ,кНмM нес ,кНмA S, треб ,см2n ст ,штd ст ,ммAS,см2Замковое144,88172,6513,582025,12Наиб. отриц.момент127,94139,4014,5581616,08Стена119,63223,9121,4582025,12СечениеПримечаниеУдовлетворяетусловиямпрочностиУдовлетворяетусловиямпрочностиУдовлетворяетусловиямпрочностиПримечание: A S, треб – минимальная допускаемая площадь арматуры в поперечномсечении элемента (0,3% от площади рассматриваемого поперечного сечения);n ст – количество стрежней рабочей арматуры на погонный метртоннельной обделки;d ст – диаметр стержней рабочей арматуры;A S –площадь поперечного сечения арматуры, принятая на основаниивыполненных расчетов.Площадь поперечного сечения арматуры в стене принята исходя изминимального процента армирования поперечного сечения и постоянногоколичества стержней рабочей арматуры в арматурном каркасе (8 шт.).Общий вид армирования тоннельной обделки типа 1б приведен на рисунке4.9.Лист41Рисунок 4.9.
Армирование тоннельной обделки – Тип 2: 1 – рабочаяарматура; 2 – конструктивная арматура; 3 – распределительная и монтажнаяарматура; 4 – хомутыЛист425. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО СООРУЖЕНИЮТОННЕЛЯ5.1. Технологические схемы сооружения тоннеля5.1.1. Сооружение тоннеля способом нижнего уступаПри сооружении автодорожного тоннеля, имеющего значительные размерыпоперечного сечения, в скальных и полускальных породах с коэффициентомкрепости f = 2 ÷ 4 обычно применяется способ нижнего уступа. Данный способимеет следующие преимущества: возможность применения в относительно слабыхпородах, небольшая экономия взрывчатых веществ в штроссе при разработкепороды взрывом.
Недостатком данного метода ведения работ считаетсяотносительная сложность организации работ, при которой необходимопроизводить перестановку механизмов и оборудования при проведении взрыва.Проходка в породе порфирит трещиноватый (f = 4,0) производитсяспособом нижнего уступа. Отставание штроссы от калотты составляется 40 м изусловия размещения машин и механизмов в процессе подрыва. Технологическаясхема ведения работ данным способом приведена на рисунке 5.1.Проект производства работ разработан в соответствии с рекомендациями [3,7, 8]. При строительстве тоннеля способом нижнего уступа, как правило, работывыполняются в 8 основных стадий, приведенных ниже.Стадия 1.
Бурение шпуровНа данной стадии производится бурение шпуров в калотте и штроссе,согласно паспорта буровзрывных работ (БВР) (см. п. 5.2). В первую очередьвыполняется разметка положения шпуров в соответствии с паспортом БВР.Разметка шпуров выполняется после оборки забоя, обозначая место расположенияшпуров мелом или светлой краской. Для достижения высокой точности разметки квыполнению работ привлекаются специалисты маркшейдерской службы.Бурение шпуров производится с подошвы забоя двумя буровымиустановками Sandvik DD421-60, расположенными соответственно в калотте иштроссе выработки.
Обуривание забоя производится одновременно, диаметршпуров составляет 36 мм. Глубина комплекта шпуров составляет 2,15 м, глубинашпуров во врубе составляет 2,47 м. Контурные и подошвенные шпуры бурятсяпод углом 10° в сторону контура выработки.Основные технические характеристики буровой установки Sandvik DD42160 приведены в приложении Б.Лист43Лист44Рисунок 5.1 – Технологическая схема производства работ способом нижнего уступаСтадия 2.
Взрывные работыПеред заряжанием шпуров необходимо произвести проверку надежностивременной крепи, состояние вентиляции (работоспособность вентиляторов иплотность соединения секций труб). Так же производится удаление машин имеханизмов, находящихся вблизи забоя на безопасное расстояние. Производитсяочистка шпуров путем продувки их сжатым воздухом, подача которогоосуществляется подвижным компрессором Comprag DACS 5.Заряжание шпуров выполняется бригадой взрывников под надзоромруководителя работ с применением зарядных машин ПМЗШ-2. После заряжанияпоследнего шпура производится перемещение машин ПМЗШ-2 на безопасноерасстояние и монтаж взрывной сети.
Взрывная сеть монтируется по направлениюот зарядов к месту подключения тока, расположенного в штроссе выработки набезопасном от забоя расстоянии (не менее 150 м). После взрыва выработкапроветривается в течении 30 минут.Технические характеристики зарядной машины ПМЗШ-2 приведены вприложении В.Стадия 3. Уборка породыПо окончании проветривания выработки забой приводят в безопасноесостояние: сбивают отслаивающиеся куски грунта в кровле и забое. Производитсядробление негабаритов перфораторами.Уборка породы осуществляется с помощью породопогрузочной машиныПНБ-3К, расположенной в штроссе. Породу, лежащую после взрыва в калотте,перемещают в штроссу фронтальным погрузчиком Caterpillar 938H.
Уборкапороды в штроссе выполняется породопогрузочной машиной ПНБ-3К споследующей погрузкой в автосамосвалы шахтные МоАЗ-7529 с последующимперемещением породы в отвал. Расположение отвала – 1,2 км от портала тоннеля.Скорость движения автосамосвалов по тоннелю не должна превышать 30 км/ч.Основные характеристики машин Caterpillar 938H, МоАЗ-7529 и ПНБ-3Кприведены в приложениях Г, Д, Е соответственно.Стадия 4. Устройство временного крепления выработкиВременное крепление выработки комбинированное - анкерная крепь(клинощелевые стальные анкеры диаметром 22 мм) применяется совместно сослоем набрызг-бетона толщиной 7 см.В соответствии с паспортом временного крепления выработкипроизводится разметка расположения анкеров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
