ОПОРНАЯ РАМА ДЛЯ ПРОДАВЛИВАНИЯ СКВОЗЬ НАСЫПЬ ОБДЕЛКИ ПЕШЕХОДНОГО ТОННЕЛЯ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОФРИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель (далее - ПМ) относится к области тоннелестроения. Она, в частности, может быть использована для устройства пешеходных тоннелей способом продавливания сквозь насыпи автомобильных и железных дорог.
Известны конструкции тоннелей, в том числе пешеходных, из металлических гофрированных конструкций (далее - МГК) или гофролистов [1, 2].
Известны также различные способы строительства пешеходных тоннелей разнообразных конструкций и очертаний. Среди них достаточно широко применяют способ продавливания, как правило, для железобетонных цельных секций под городскими улицами и сквозь насыпи [3, 4]. Однако обделки из гофролистов не обладают достаточной жесткостью для воспринятая горизонтального давления при непосредственном контакте, например, поршней гидротолкателей с боковой стороной гофролиста обделки.
Поэтому для осуществления способа продавливания тоннелей из МГК сквозь насыпи необходимо специальное приспособление.
Случаи применения способа продавливания при устройстве тоннелей, в том числе пешеходных из МГК, сквозь насыпи авторам ПМ неизвестны или они в настоящее время отсутствуют.
Технической задачей ПМ является разработка конструкций такого приспособления, которое обеспечит возможность продавливания обделки пешеходного тоннеля из МГК сквозь насыпь автомобильных и железных дорог и сохранит при этом целостность гофролистов обделки тоннеля.
Данная техническая задача решена за счет того, что опорная рама для продавливания сквозь насыпь обделки пешеходного тоннеля из МГК состоит из ножевой, средней и упорной частей, отличается тем, что все элементы рамы изготовлены из стального листа и прокатных профилей, объединение которых в жесткую конструкцию рамы выполнено на болтах, а передвижение рамы с установленными на ней секциями обделки из гофролистов тоннеля производится гидротолкателями, поршни которых упираются в торец упорной части рамы.
Конструкция предлагаемой ПМ изображена на рисунке, где обозначено:
фиг. 1 - вид опорной рамы с секциями обделки тоннеля в рабочем состоянии; фиг. 2 - вид опорной рамы в рабочем состоянии сверху; фиг. 3 - вид опорной рамы сверху; фиг. 4. - вид опорной рамы по фасаду; фиг. 5 - вид ножевой части рамы с торца;
поз. А - ножевая часть рамы; поз. Б - средняя часть рамы; поз. В - упорная часть рамы; поз. 1 - насыпь; поз. 2 - портал тоннеля; поз. 3 - секции обделки тоннеля из гофролистов; поз. 4 - полозья рамы; поз. 5 - блок гидротолкателей; поз. 6 - телескопический поршень гидротолкателя; поз. 7 - свайно-винтовой упор; поз. 8 - арка ножевой части А рамы; поз. 9 - нож ножевой части А рамы; поз. 10 - раскосы из уголка; поз. 11 - накладки из стального листа; поз. 12 - распорки из швеллера; поз. 13 - блочный настил рамы; поз. 14 - болты; поз. 15 - плиты СРДП (сборно-разборного дорожного покрытия).
Конструкция опорной рамы состоит из ножевой части (поз. А), средней части (поз. Б) и упорной части (поз. В) (фиг. 1)
Ножевая часть включает в себя арку 8 и нож 9, которые изготовлены из стального листа толщиной 12÷15 мм (фиг. 4). Арка 8 предназначена для защиты рабочих и механизмов от падающих кусков грунта насыпи 1. При этом внутренние размеры и очертания арки 8 должны быть такими, чтобы внутри ее свободно (с зазором не более 2 см) размещался первый гофролист первой секции обделки 3 тоннеля. Эта арка вместе с введенным в нее гофролистом обделки 3 крепится жестко болтами 14 к полозьям 4 рамы (фиг. 3, 4, 5). Полозья 4 изготовлены из стального неравнобокого уголка(например, 200×125×12 мм по ГОСТ 8510-86). При этом в качестве скользящей плоскости служит широкая полка уголка (200 мм). На широкие полки производится опирание торцов гофролистов секций 3 и арки 8.
Средняя часть Б рамы монтируется из плоских блоков, длина которых должна быть на 0,2-0,3 м короче длины телескопических поршней 6 гидротолкателей 5 в рабочем положении (фиг. 1 и 2). Соединение секций 3, установленных на полозья 4, с вертикальной стороной (полкой) уголка полозьев 4 и с предыдущей секцией 3 осуществляется болтами 14.
Упорная часть В рамы представляет собой объемный блок (фиг. 2, 3, 4), изготовленный из стального листа толщиной 12-15 мм. К переднему (от портала) торцу блока присоединяют торцы полозьев 4, устанавливаемых блоков средней части Б рамы. Торец блока со стороны упора 7 временно (на период продавливания) соединяется с телескопическими поршнями 6 обоих гидротолкателей 5 (фиг. 2 и 3). Таким образом, давление от поршней 6 передается раме с расположенными на ней секциями 3 обделки тоннеля.
Собирают опорную раму и используют ее для продавливания в следующей последовательности.
Предварительно по оси тоннеля возле одного (исходного) портала устраивают на уплотненном грунте монтажную площадку с настилом из плит СРДП (сборно-разборных дорожных покрытий) [6] и подъезды к ней.
Так же по оси тоннеля на расчетном расстоянии возводят свайно-винтовой упор 7 для блока гидротолкателей 5 (фиг. 1 и 2).
Рядом с монтажной площадкой оборудуют еще одну (сборочную) площадку с плитами СРДП, на которой из элементов 4, 10, 11 и 12 собирают на болтах 14 блоки средней части Б рамы. Здесь же собирают из гофролистов с патрубками [5] секции 3 обделки тоннеля. При этом блоки рамы и секции обделки должны быть короче длины выдвинутых телескопических поршней 6 гидротолкателей 5 на 0,2-0,3 м. Между монтажной и сборочной площадками устраивают проезд из СРДП для автокрана, используемого на сборочных и монтажных работах.
По мере продвижения рамы вглубь насыпи ее удлиняют блоками средней части Б, а обделку тоннеля также наращивают секциями 3.
Блочный настил 13, устраиваемый между полозьями 4, предназначен для передвижения внутри заглубленной части обделки тоннеля буровой установки и ковшового погрузчика, используемых на разработке грунта и вывозе его за пределы монтажной площадки для погрузки в самосвалы. Для бокового въезда и съезда с настила 13 рамы механизмов и прохода рабочих непосредственно перед блоком упорной части В рамы должны быть всегда свободными не менее двух блоков средней части Б рамы.
Установка очередного блока средней части Б на настил из СРДП монтажной площадки и секции 3 обделки производится после того, как поршни 6 гидротолкателей 5 займут исходное положение. Затем на монтажную площадку краном устанавливают очередной блок средней части Б рамы и соединяют его болтами 14 с предыдущим блоком рамы и торцом блока упорной части В. На установленный очередной блок средней части Б рамы укладывают блок настила 14. Затем на этот блок рамы краном устанавливают очередную секцию 3 обделки тоннеля и соединяют ее с полозьями 4 и предыдущей секцией 3 обделки болтами 14. Гидротолкатели передвигают раму к порталу до врезки в грунт ножа 9. После этого на настил 13 рамы въезжает буровая установка и перемещается к забою, где приступает к раззработке грунта. После завершения разработки грунта на длину винтовых шнеков буровая установка выезжает из готового участка обделки тоннеля и съезжает с настила рамы освобождая место для ковшового погрузчика. Теперь вывозится грунт этим погрузчиком. После того, как весь грунт вывезен из забоя, выполняют описанные выше операции по монтажу очередного блока средней части Б рамы с укладкой щита настила 13 и установки на полозья 4 очередной секции 3 обделки тоннеля.
Продавливание тоннеля продолжается до тех пор, пока из противоположного портала 2 не будут выдвинуты ножевая часть А рамы и 1-2 секции 3 обделки тоннеля. После этого выполняют краном демонтаж ножевой части А рамы и блоков средней части Б рамы на необходимой длине от обоих порталов 2 тоннеля. На той части Б опорной рамы, которая находится в тоннеле, следует снять все щиты настила 13 и все раскосы 10 с накладками 11. Полозья 4 и распорки 12 следует забетонировать в пол тоннеля. После того, как бетон пола наберет достаточную прочность, внутри тоннеля выполняют работы по заполнению бетонным раствором зазоров между наружной поверхностью секции 3 обделки и грунтом насыпи. Для этого к патрубкам гофролистов в определенной очередности подсоединяют бетонолитные шланги от бетононасосов. Под давлением раствор заполнит все пространство между обделкой тоннеля и грунтом насыпи.
Таким образом, предлагаемая опорная рама обеспечивает продавливание сквозь насыпь без перерыва движения обделки пешеходного тоннеля из металлических гофрированных конструкций, сохраняя при этом целостность и жесткость гофролистов с патрубками. Рама может использоваться также для устройства способом продавливания автодорожных тоннелей, скотопрогонов и других объектов тоннельного типа из металлических гофрированных конструкций.
Использованные источники:
1. Гофрированные конструкции в транспортном строительстве «Мир дорог», август 2015.
2. Петрова Е.Н. Проектирование и строительство транспортных сооружений из металлических гофрированных элементов. Учебное пособие. - М МАДИ, 2012.
3. Инженерные сооружения в транспортном строительстве: учебник. В 2 кн, Кн. 2. Под ред. П.М. Саламахина - М.: Изд. центр «Академия»,2007.
4. Строительство транспортных тоннелей. Учеб. пособие [В.И. Телов, В.И. Картопольцев, О.В. Алексеев] Томск: Изд-во Томского университета, 2000.
5. Патент на полезную модель N 172192 Гофролист с патрубками (Регистрация 30.06.2017)
6. Изыскания и проектирование военно-автомобильных дорог. Учебник. - М.: Воениздат, 1993.