ТЮБИНГОВАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ МЕТРОПОЛИТЕНОВ

Полезная модель относится к области строительства, к устройствам для крепления подземных горных выработок, проходимых кессонным способом, а именно к конструкциям металлических тюбинговых колец, устанавливаемых в горизонтальных и наклонных тоннелях метрополитенов, и может быть использовано при создании подземных сооружений метрополитенов с повышенной гидроизоляцией соединительных швов между звеньями обделки.
Существующая чугунная тюбинговая обделка тоннелей, собираемая из тюбинговых колец, соединяемых между собой болтовыми соединениями с герметизирующими элементами, закрепляет выработку в грунте, ограждает внутреннее пространство тоннеля от попадания в него воды и воспринимает нагрузки, предусмотренные СНиП II-D.3-68 и СНиП 32-02-2003. Несмотря на положительные качества существующей тюбинговой обделки, ей присущи и недостатки, заключающиеся в неравнопрочности конструкции и отсутствии надежной герметизации стыков между элементами чугунных обделок и перевязки между тюбинговыми кольцами, снижающей жесткость самого тоннеля.
Известна тюбинговая крепь шахтных стволов, включающая тюбинги, уложенные в тюбинговую колонну, при этом к бортам тюбингов прикреплены прокладки для гидроизоляции крепи (патент ФРГ №1253746, кл. 19F 5/04, 1967). Однако эта крепь имеет сложную конструкцию гидроизоляционных швов, включающую кроме сплошных прокладок, приклеиваемых к бортам тюбинга, еще водонепроницаемый шнур, ввариваемый в специальные пазы, выполненные в тюбингах.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототипом) является известный металлический тюбинг, выполненный в виде корытообразной фасонной отливки (сегмента) прямоугольного очертания в плане с гладкой снаружи спинкой, включающий внутренние круговые и радиальные оконтуривающие фланцы, в которых предусмотрены отверстия под болты, и круговые ребра жесткости (Справочник инженера-шахтостроителя, т. 2, М., «Недра», 1972, с. 171-174).
К недостаткам этого известного технического решения следует отнести неравнопрочность конструкции тюбинга, возможность разрушения спинки его сегмента из-за действия высокого гидростатического давления и при проведении контрольного тампонажа, а также неравномерное использование прочностных свойств материалов в сечении.
В основу заявляемой полезной модели поставлена задача по повышению несущей способности конструкции тюбинговой крепи, улучшению технологичности изготовления тюбингов при литье и обеспечению равнопрочности всех элементов конструкции чугунной тюбинговой обделки.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемой тюбинговой крепи для подземных сооружений метрополитенов, содержащей круговую чугунную обделку тоннеля, собранную из ряда соединенных между собой тюбингов, выполненных каждый в виде цилиндрического сегмента с внутренними круговыми и радиальными оконтуривающими бортами и гладкой снаружи спинкой, на внутренней поверхности которой выполнены круговые ребра жесткости, согласно данной полезной модели, на внутренней поверхности спинки сегмента дополнительно выполнены вертикальные ребра жесткости, образующие совместно с круговыми ребрами жесткости кессоны прямоугольной формы в плане. При этом на центральном вертикальном ребре жесткости ниже уровня горизонтальной оси тюбинга образовано в цилиндрическом приливе тампонажное отверстие большого диаметра. Причем толщина стенки спинки в местах расположения радиальных бортов тюбинга превышает толщину ее гладкой части, расположенной по центру каждого кессона, на 3-5 мм. В местах крепления тюбингов между собой по круговым бортам последние выполнены с утолщением их полок на 5-7 мм в зависимости от величины действующего по наружному контуру тюбинга гидростатического давления.
Предлагаемая тюбинговая крепь для подземных сооружений метрополитенов иллюстрируется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - общий вид чугунной обделки тоннеля метрополитена в сборе;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1;
на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2;
на фиг. 4 - сечение Г-Г фиг. 3;
на фиг. 5 - сечение Д-Д на фиг. 3;
на фиг. 6 - сечение Е-Е на фиг. 5;
на фиг. 7 и 8 - виды тюбинга в формате 3D для иллюстрации в цветовом изображении.
Заявляемая тюбинговая крепь содержит круговую чугунную обделку 1 тоннеля, собранную из ряда соединенных между собой через отверстия 2 болтовых соединений тюбингов 3, выполненных каждый в виде цилиндрического сегмента с внутренними круговыми 4 и радиальными 5 оконтуривающими бортами и гладкой снаружи спинкой 6, на внутренней поверхности которой выполнены круговые ребра жесткости 7. На внутренней поверхности спинки 6 сегмента дополнительно выполнены вертикальные ребра жесткости 8, образующие совместно с круговыми ребрами 7 кессоны В прямоугольной формы в плане. При этом на центральном вертикальном ребре жесткости 8 ниже уровня горизонтальной оси тюбинга 3 образовано в цилиндрическом приливе 9 тампонажное отверстие 10 большого диаметра. Причем толщина m стенки спинки 6 в местах расположения радиальных бортов 5 тюбинга превышает толщину n ее гладкой части, расположенной по центру каждого кессона В, на 3-5 мм, а в местах крепления тюбингов по круговым бортам 4 последние выполнены с утолщением h их полок И на 5-7 мм в зависимости от величины действующего по наружному контуру тюбинга 3 гидростатического давления.
Использование предлагаемой тюбинговой крепи для создания подземных сооружений метрополитенов позволит значительно повысить несущую способность конструкции круговой чугунной обделки, улучшить технологичность изготовления тюбингов при литье и обеспечить равнопрочность всех элементов конструкции тюбинговой обделки с повышенной гидроизоляцией соединительных швов между ее звеньями.