ОБДЕЛКА ПОДЗЕМНОГО СООРУЖЕНИЯ

Полезная модель относится к транспортному строительству и может быть использована при возведении тоннельных обделок транспортных тоннелей и тоннелей метро.
Известна тоннельная обделка, состоящая из сборных железобетонных элементов, покрытых стальным листом и соединенных посредством болтов (з. Jp №303959, E21D 11/14, E21D 11/15, 1989 г.)
К недостаткам этой конструкции можно отнести отсутствие гидроизоляции и сложность обнаружения и ликвидации протечек, возникающих при эксплуатации, что затрудняет ее использование в обводненных грунтах.
Известны конструкции монолитных обделок с металлоизоляцией в проходах на станциях метрополитена (см. Волков В.П. Тоннели и метрополитены. - М.: Транспорт, 1075, с.419-421, рис.439).
Металлоизоляция закрепляется к бетону при помощи приваренных к ней отдельных стержней или "змеек" согнутых из арматуры, однако такая анкеровка не является надежной.
Известен способ крепления тоннелей, подземных переходов, штолен или выработок герметически соединенными между собой при помощи сварки комбинированными металлопластмассовыми плитами (Патент №480502 Швейцарской конфедерации). Однако недостаточная жесткость самого листа требует устройства специальных подмостей в качестве опоры при бетонировании.
Известна также обделка подземного сооружения, выполненная из армометаллоблоков, содержащих внутреннюю металлоизоляцию снабженную ребрами жесткости и бетон (RU №2378456, E02D 29/045, 2010 г.).
Однако данная конструкция достаточно сложна и трудоемка в монтаже поскольку часть ее собирается непосредственно в зоне установки, кроме того, конструкция не является самонесущей, что не позволяет концентрировать по времени бетонирование заходки (выполнить формирование внутренней поверхности обделки из армометаллоблоков на большом протяжении по длине выработки и после этого, выполнить бетонирование такого участка).
Задачей полезной модели является создание обделки подземного сооружения, конструкция которой позволяет снизить затраты на ее транспортировку и монтаж, а также обеспечить точность ее монтажа.
Технический результат состоит в придании обделке самонесущих свойств, что обеспечивает возможность формирования внутренней поверхности обделки из армометаллоблоков на большом протяжении по длине выработки и после этого, выполнение бетонирования такого участка. Кроме того, обеспечивается точное соответствие контура внутренней поверхности обделки, проектному положению контура выработки в свету.
Технический результат изобретения достигается тем, что обделка подземного сооружения, выполненная из армометаллоблоков, содержащих внутреннюю металлоизоляцию снабженную ребрами жесткости и бетон, отличается тем, что, металлоизоляция выполнена из листа, отвальцованного по контуру сечения выработки в свету, при этом ребра жесткости внутренней металлоизоляции содержат стержни, длиной меньшей толщины пространства между металлоизоляцией и контуром сечения выработки в проходке, причем названные стержни равномерно распределены по поверхности металлоизоляции, обращенной к контуру выработки и жестко закреплены на ней перпендикулярно поверхности металлоизоляции, кроме того, концы каждого стержня жестко связаны с двумя системами параллельных прутьев, ортогональными друг другу, при этом дополнительно на контуре выработки, посредством анкерных штанг, закреплены параллельно друг другу, горизонтальные направляющие на уровне обеспечивающем возможность скрепления с ними, по меньшей мере одного прута одной из систем параллельных прутьев, с обеспечением расположения металлоизоляции на проектном контуре выработки в свету. Кроме того, одна горизонтальная и одна вертикальная кромки листа металлоизоляции, снабжены усиливающим, коробчатым профилем, часть которого выступает за соответствующую кромку листа. Кроме того, в металлоизоляции выполнены сквозные отверстия, с возможностью подачи через них бетона. Кроме того, у верхней и боковой кромок листа металлоизоляции жестко закреплены центрирующие косынки, выполненные в виде пластин закрепленных на поверхности металлоизоляции, противоположной той, на которой закреплено ребро жесткости, при этом кромки косынок выступают за кромку листа металлоизоляции с которым они скреплены.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Совокупность признаков формулы полезной модели обеспечивает решение поставленной технической задачи, а именно - создание обделки подземного сооружения, конструкция которой позволяет снизить затраты на ее транспортировку и монтаж, а также обеспечить точность ее монтажа.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 - дан фрагмент обделки подземного сооружения в разрезе поперек сечения выработки; на фиг.2 показан фрагмент обделки в горизонтальном разрезе вдоль сечения выработки.
На чертеже показаны внутренняя металлоизоляция 1 армометаллоблоков, стержни 2, пространство 3 между металлоизоляцией 1 и контуром сечения выработки в проходке 4, параллельные прутья 5 первой системы 6, параллельные прутья 7 второй системы 8, анкерные штанги 9, горизонтальные направляющие 10, проектный контур выработки в свету 11, кромки 12 листа составляющего металлоизоляцию 1, усиливающий металлический профиль 13, сквозные отверстия 14, центрирующие косынки 15 и 16, их кромки 17, бетон 18, шпуры 19, опорный башмак 20.
Металлоизоляция 1 выполнена из листа толщиной 3-5 мм, отвальцованного по контуру сечения выработки в свету 11, при этом лист выполнен с вертикальной и горизонтальной кромками 12, усиленными металлическим профилем 13 (предпочтительно трубчатого прямоугольного сечения). При этом усилению подлежат верхняя и боковая (остающаяся свободной после установки листа металлоизоляции 1) кромки металлоизоляции.
Стержни 2 - часть элементов образующих ребра жесткости. Их длина несколько меньше толщины пространства 3 между металлоизоляцией 1 и контуром сечения выработки в проходке 4, они выполнены из арматурной стали диаметром 12-14 мм. Стержни 2 равномерно распределены (по сетке 0,2×0,2 или 0,25×0,25 м) по поверхности металлоизоляции 1, обращенной к контуру выработки 4 и жестко (например, сваркой) закреплены на ней перпендикулярно поверхности металлоизоляции. Концы каждого стержня жестко связаны (например, сваркой) с двумя, ортогональными друг другу системами 6 и 8 параллельных прутьев (соответственно 5 и 7), диаметром 12-14 мм. Так, что каждый стержень оказывается скреплен и с прутом 5 и прутом 7 (длина этих систем стержней такова, что они с одной из вертикальных и горизонтальных кромок армометаллоблока на 20-30 см выступают за его периметр), что позволяет надежно связать стержневые элементы армометаллоблоков друг с другом.
На контуре выработки 4, посредством анкерных штанг 9 (зафиксированных в шпурах 19), закреплены параллельно друг другу, горизонтальные направляющие 10 (на уровне, обеспечивающем возможность скрепления с ними, по меньшей мере одного прута (предпочтительно, 5, систем 6) параллельных прутьев, с обеспечением расположения металлоизоляции 1 на проектном контуре выработки в свету 11 (маркшейдерская служба обеспечивает точную пространственную привязку устий шпуров 19 и местоположение части анкера выступающей из шпура).
Горизонтальные направляющие 10 выполнены из прутков арматурной стали диаметром порядка 22-24 мм, их длина в 3-5 раз превышает ширину армометаллоблока (размер вдоль выработки). Каждая из них скреплена с анкерными штангами 9 из расчета по 1 -2 на каждый армометаллоблок.
Центрирующие косынки 16, выполнены в виде пластин закрепленных друг напротив друга на внутренней поверхности металлоизоляции 1, так что их верхние кромки 17 выступают над верхней кромкой 12 листа металлоизоляции 1. Центрирующих косынок должно быть не менее двух пар (по паре на каждую кромку армометаллоблока, снабженную металлическим профилем 13).
Опорный башмак 20, представляет из себя балку (железобетонную или из металлического профиля), снабженную желобом 21, для упирания в него и фиксации нижней кромки армометаллоблоков самого нижнего их ряда.
Заявленную обделку формируют следующим образом.
Выемку породного массива в пределах контура сечения выработки в проходке 4 осуществляют известным образом, с использованием известных технических средств и с соблюдением известных мероприятий по обеспечению безопасности условий труда.
Монтаж обделки начинают с установки опорных башмаков 20 на почве выработки у ее бортов. При этом, маркшейдерская служба известным образом обеспечивает точную пространственную «привязку» положения башмака, чтобы положение желоба 21 обеспечивало расположение металлоизоляции 1 на проектном контуре выработки в свету 11. Целесообразно, после этого, жестко зафиксировать опорный башмак 20 в этом положении, например анкерами (на чертежах не показаны).
Параллельно с этим осуществляют установку направляющих 10 на бортах выработки (ее породном контуре 4). Для этого на нем бурят ряды шпуров 19 (устья которых располагают параллельными горизонтальными рядами) и фиксируют в них анкерные штанги 9. При этом названные работы выполняют так, чтобы горизонтальные направляющие 10 были закреплены параллельно друг другу, на уровне обеспечивающем возможность скрепления с ними в проектном положении армометаллоблоков одного из их рядов. При этом вышележащие направляющие 10 используют для закрепления вышележащего ряда армометаллоблоков. Маркшейдерская служба обеспечивает точную пространственную привязку устий шпуров 19 и местоположение участков анкеров выступающих из этих шпуров.
Далее, с использованием подъемного оборудования армометаллоблоки заводят на место установки (нижней кромкой в желоб 21 опорного башмака 20), после чего скрепляют с по меньшей мере одним прутом 5, системы 6, параллельных прутьев, с обеспечением расположения металлоизоляции 1 на проектном контуре выработки в свету 11. Следующий по высоте армометаллоблок устанавливают на уже установленный, опуская его нижней кромкой на верхнюю кромку листа 12 (в зазор между косынками 15 и усиливающим металлическим профилем 13, закрепленным у этой кромки. Далее, позиционированный таким образом лист, придвигают вплотную к боковой (вертикальной) кромке ранее установленного листа (так, чтобы он зашел в зазор между косынками 16 и усиливающим металлическим профилем 13), расположенными вдоль этой кромки. Далее проваривают стык установленного листа (вертикальный и нижний горизонтальный) с усиливающими металлическими профилями 13 бокового и нижнего армометаллоблоков, обеспечивая «монолитность»(сплошность) металлоизоляции. Затем, все повторяется до установки последнего (замкового) армометаллоблока. Металлоизоляция последнего (замкового) армометаллоблока лишена усиливающих металлических профилей 13 и его установка обеспечивается «задвижением» кромок его металлоизоляции в зазоры между косынками 15 и усиливающими металлическими профилями 13 уже установленных армометаллоблоков. Для этого армометаллоблок заводят со стороны забоя выработки (с торцовой кромки крепи).
При этом концевые участки параллельных прутьев 5 и 7 соседних армометаллоблоков соединить друг с другом известным образом, например, их сваркой. С учетом того, что стыки между кромками армометаллоблоков оказываются проварены (что обеспечивает сплошность металлоизоляции и формирование листовой внутренней облицовки обделки). Кроме того, оказываются скреплены в единую систему параллельные прутья 5 первой системы 6 и параллельные прутья 7 второй системы 8 всех армометаллоблоков, кроме того, армирующая система оказывается скреплена с контуром выработки (анкерами 9) обеспечивается формирование самонесущей облицовки в выработке, способной работать, как самонесущая оградительная конструкция, под защитой которой можно выполнять работы по бетонированию заходки. Далее известным образом перекрывают зазор между металоизоляцией и контуром выработки 4, например, с использованием эластичных рукавов, выполненных с возможностью подачи в них сжатого воздуха. Эти рукава размещают у кромки последнего (по длине выработки) ряда армометаллоблоков. Далее, через сквозные отверстия 14 известным образом осуществляют подачу бетона в пространство 3 между металлоизоляцией 1 и контуром сечения выработки в проходке 4. При необходимости, к поверхности металлоизоляции 1 прикладывают вибрационное воздействие, посредством вибраторов известной конструкции. Сжатый воздух, обеспечивающий подачу бетона свободно выходит через отверстия в вышележащих рядах армометаллоблоков.
Далее все повторяется до формирования обделки по всей длине выработки.
При необходимости обратный свод формируют после завершения формирования обделки на участках бортов и кровли выработки.