ЛОТКОВЫЙ БЛОК ДЛЯ ЧУГУННОЙ ОБДЕЛКИ ТОННЕЛЕЙ МЕТРОПОЛИТЕНА

Полезная модель относится к области строительства, к устройствам для крепления подземных горных выработок, проходимых кессонным способом, а именно к конструкции лотковых блоков для чугунной обделки тоннелей метрополитенов, железнодорожных и автодорожных тоннелей.
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. Однако существующей тюбинговой обделки, присущи недостатки, заключающиеся в высокой трудоемкости работ по планированию горизонтальной плоскости в тоннеле для прокладки рельсового пути, а также в отсутствии перевязки между тюбинговыми кольцами, снижающей жесткость самого тоннеля.
Известна лотковая плита для чугунной обделки тоннелей метрополитена, выполненная в виде коробкообразной чугунной отливки прямоугольного профиля с плоской спинкой прямоугольной формы, переходящей в радиальные борта с образованием двух внутренних кессонов, усиленных ребрами жесткости, в которых выполнены такелажные отверстия, а с наружной стороны указанная отливка снабжена ребрами жесткости, образующими наружные кессоны, причем в параллельных и радиальных бортах внутренних кессонов выполнены отверстия под крепеж и чеканные канавки под герметизацию стыков. При этом на наружной поверхности чугунной отливки в центральном кессоне по центру продольной оси выполнена цилиндрическая бобышка с образованной внутри ее цилиндрической полостью, сообщенной с соосно выполненным на внутренней поверхности спинки лотковой плиты сквозным отверстием овальной формы под установку исполнительного органа транспортировочного манипулятора (пат. РФ №156940, кл. E21D 5/10, опубл. в бюл. №31, 2015 г.). К недостаткам этого технического решения следует отнести невысокие эксплуатационные качества, обусловленные трудностями по размещению и доступу к различным коммуникационным узлам и агрегатам необходимым для обеспечения функционирования всего подземного сооружения метрополитена.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является изобретение по пат. РФ №2534126, кл. E21D 5/10, опубл. в бюл. №33, 2014 г., в котором описан лотковый блок, состоящий из железобетонной части и металлической лотковой плиты, выполненой в виде коробкообразной чугунной отливки прямоугольного профиля с плоской спинкой прямоугольной формы, переходящей в радиальные борта с образованием двух внутренних кессонов, усиленных ребрами жесткости, в которых выполнены такелажные отверстия, а с наружной стороны чугунная отливка снабжена ребрами жесткости, образующими наружные кессоны. При этом в параллельных и радиальных бортах внутренних кессонов лотковой плиты выполнены отверстия под крепеж и чеканные канавки под герметизацию стыков.
Несмотря на положительные качества известного устройства, в процессе его монтажа в тоннелях метрополитена и дальнейшей эксплуатации были обнаружены существенные недостатки, заключающиеся в невозможности прокладки воздуховодов, дренажных труб, кабелей и других коммуникаций непосредственно на лотковой плите, так как они не умещаются в зазоре между рельсовым путем и лотковой плитой, перекрывают проходное сечение туннеля метрополитена. При этом не обеспечивается доступ к обслуживаемым узлам, а так же не обеспечиваются эксплуатационная надежность (опасность повреждения коммуникаций) и другие эксплуатационные качества.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков.
Техническим результатом достигаемым при реализации заявленного устройства является обеспечение прокладки по лотковым блокам различных коммуникаций (воздуховодов, дренажных труб, кабелей и других коммуникаций) с обеспечением безаварийной их эксплуатации и удобного доступа к ним.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом лотковом блоке для чугунной обделки тоннелей метрополитена, состоящем из железобетонной части и металлической лотковой плиты, выполненной в виде коробкообразной чугунной отливки прямоугольного профиля с плоской спинкой прямоугольной формы, переходящей в радиальные борта с образованием двух внутренних кессонов, а с наружной стороны отливка снабжена ребрами жесткости, образующими наружные кессоны, причем в параллельных и радиальных бортах внутренних кессонов выполнены отверстия под крепеж и чеканные канавки под герметизацию стыков, а в одном из наружных кессонов плиты - отверстие под установку исполнительного органа транспортировочного манипулятора, в металлической лотковой плите выполнен заглубленный в один из ее наружных кессонов спрофилированный сквозной желоб, продольная ось которого параллельна центральной оси лоткового блока. При этом по контуру желоба со стороны параллельных бортов выполнены чеканные канавки, совмещенные с чеканными канавками параллельных бортов лотковой плиты для последующего уплотнения стыков соединений упомянутых бортов лотковых плит между собой. Это позволяет обеспечить герметизацию (от почвенных вод) стыков соседних лотковых блоков при укладке в туннеле.
На внешней поверхности желоба выполнены собственные ребра жесткости, образующие наружные кессоны и сопряженные с арматурой при заливке железобетонной части лоткового блока. Это позволяет повысить жесткость желоба, а значит и лотковой плиты в целом, что, в свою очередь, повышает прочностные характеристики лотковой плиты в целом.
На лотковой плите желоб может быть выполнен трапецеидальной формы, меньшее основание которого расположено в его донной части. Это позволяет обеспечить укладку в него магистралей сложного профиля и легко извлекать их из желоба, при необходимости.
Также желоб на лотковой плите может быть выполнен со сдвигом относительно центральной оси плиты на расстояние, которое кратно числу наружных кессонов, что позволяет размещать желоб в одном из кессонов, не перерезая ребра жесткости и тем самым сохраняя достаточную жесткость и местную устойчивость лотковой плиты. При этом отверстие под установку исполнительного органа транспортировочного манипулятора смещено относительно оси желоба на минимально возможное расстояние к вертикальной оси центра масс лоткового блока. Это позволяет обеспечить устойчивость лоткового блока при подъеме (ось рабочего органа манипулятора проходит близко к оси центра тяжести поднимаемого блока).
Кроме того, желоб может быть выполнен в центральном наружном кессоне металлической лотковой плиты, при этом отверстие под установку исполнительного органа транспортировочного манипулятора выполнено по вертикальной оси желоба на его донной части, что обеспечивает, как устойчивую работу манипулятора при укладке лотковой плиты в туннеле (ось рабочего органа манипулятора проходит по оси центра масс лотковой плиты), так и укладку магистралей по центру лотковой плиты (в случае, если на ней располагаются рельсы и нет возможности сместить желоб в сторону).
Заявленное техническое решение позволяет обеспечить надежную прокладку различных коммуникаций (воздуховодов, дренажных труб, кабелей и других коммуникаций) вдоль тоннеля в его лотковой части с их полным укрытием и дополнительно обеспечить слив просочившейся в туннеле подпочвенной воды.
Предлагаемый лотковый блок для чугунной обделки тоннелей метрополитена 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, 4, 5, 6, 7 - разрез Б-Б на фиг. 2 (расположение желоба в четырех разных положениях на лотковой плите);
на фиг. 8 - выносной элемент В фиг. 7 в сечении.
Заявляемый лотковый блок для чугунной обделки 1 тоннелей метрополитена состоит из железобетонной части 2 и металлической лотковой плиты 3, выполненной в виде коробкообразной чугунной отливки 4 прямоугольного профиля с плоской спинкой 5 прямоугольной формы, переходящей в радиальные борта Г с образованием двух внутренних кессонов Д, а с наружной стороны отливка снабжена ребрами 6 жесткости, образующими наружные кессоны Е. При этом в параллельных Ж и радиальных Г бортах внутренних кессонов Д выполнены отверстия 7 под крепеж и чеканные канавки под герметизацию стыков. В одном из наружных кессонов Е плиты выполнено отверстие 8 под установку исполнительного органа транспортировочного манипулятора (условно не показан).
В металлической лотковой плите 3 выполнен утопленный в один из ее наружных кессонов Е спрофилированный сквозной желоб 9, продольная ось которого параллельна центральной оси лоткового блока. А по контуру желоба 9 со стороны параллельных бортов Ж выполнены чеканные канавки, совмещенные с чеканными канавками параллельных бортов лотковой плиты 3 для последующего уплотнения стыков соединений упомянутых бортов лотковых плит между собой при их монтаже (сборке) в тюбинговою крепь. На внешней поверхности желоба 9 выполнены собственные ребра 10 жесткости, образующие наружные кессоны И и сопряженные с арматурой при заливке железобетонной части 2 лоткового блока.
Сквозной желоб 9 на лотковой плите 3 может быть выполнен трапецеидальной формы, меньшее основание которого расположено в его донной части.
Кроме того, указанный желоб 9 на лотковой плите 3 может быть выполнен со сдвигом относительно центральной оси плиты на расстояние, которое кратно числу наружных кессонов Е, при этом отверстие 8 под установку исполнительного органа транспортировочного манипулятора смещено относительно оси желоба на минимально возможное расстояние к вертикальной оси центра масс лоткового блока.
Упомянутый сквозной желоб 9 может быть выполнен в центральном наружном кессоне Е металлической лотковой плиты 3, при этом отверстие 8 под установку исполнительного органа транспортировочного манипулятора выполнено по вертикальной оси желоба на его донной части.
Таким образом предлагаемый лотковый блок для чугунной обделки тоннелей метрополитена позволяет обеспечить надежную прокладку различных коммуникаций (воздуховодов, дренажных труб, кабелей и других коммуникаций) вдоль тоннеля с обеспечением безаварийной их эксплуатации и свободного и удобного доступа к ним.