СБОРНАЯ ОБДЕЛКА ДЛЯ ТОННЕЛЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к гидротехническим сооружениям и может быть использована при строительстве тоннелей в сложных геологических условиях при большом гидростатическом давлении воды.
На сегодняшний день в сложных геологических условиях для прокладки тоннелей используют чугунные и железобетонные обделки.
Основным недостатком чугунных обделок является их высокая стоимость.
Известна сборная железобетонная обделка для тоннеля, выполненная из колец, скрепленных между собой. Каждое кольцо собрано из сегментов с чеканочными канавками по продольным и поперечным сторонам (SU 1002590, 07.03.1983).
Недостатком такой обделки является сложность конструкции и низкая надежности из-за невозможности обеспечить достаточную трещиностойкость и водонепроницаемость обделки.
Наиболее близкой к данной полезной модели является сборная железобетонная обделка, содержащая несущие кольца, скрепленные между собой. Каждое несущее кольцо составлено из отдельных железобетонных сегментов, сопряженных между собой. На внутренней поверхности каждого сегмента установлен водозащитный экран, в торцах которых в местах стыков железобетонных смежных сегментов образованы ложа чеканочных канавок, заполненные водонепроницаемым материалом (SU 1382893, 23.03.1988).
По другому варианту указанной известной сборной обделки водозащитный экран может быть расположен на наружной поверхности
железобетонных сегментов, составляющих несущее кольцо обделки тоннеля.
Как правило, в таких обделках используют металлический экран.
Недостатком указанной известной обделки является высокая стоимость обделки и недостаточная ее надежность из-за способности обделки к образованию трещин из-за низкой сцепляемости металла с бетоном и коррозии металлического экрана под воздействием воды.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и снижение стоимости сборной обделки для тоннеля.
По первому варианту полезной модели указанный технический результат достигается тем, что в сборной обделке для тоннеля, которая содержит несущие кольца, скрепленные между собой, каждое несущее кольцо составлено из отдельных железобетонных сегментов, сопряженных между собой. Установленный на внутренней поверхности каждого сегмента водозащитный экран, в торцах которого в местах стыков железобетонных сегментов изготовлены ложа чеканочных канавок, заполненные эластичным герметичным материалом, выполнен из стеклофибробетона, а указанные канавки зачеканены быстро уплотняющейся смесью для образования непрерывного водонепроницаемого контура по периметру кольца.
По второму варианту технический результат достигается тем, что в сборной обделке, которая содержит несущие кольца, скрепленные между собой, каждое несущее кольцо составлено из отдельных железобетонных сегментов, сопряженных между собой. Установленный на наружной поверхности каждого сегмента водозащитный экран выполнен из стеклофибробетона, в местах стыков смежных сегментов каждого кольца в торцах водозащитного экрана образованы выемки, заполненные водонабухающим герметичным материалом для образования непрерывного водонепроницаемого контура по периметру кольца.
На фиг.1 представлена конструкция сборной обделки для тоннеля, выполненная в соответствии с первым вариантом.
На фиг.2 - конструкция стыков сборной обделки с внутренним водозащитным экраном.
На фиг.3 - конструкция сборной обделки для тоннеля, выполненная в соответствии с вторым вариантом.
На фиг.4 - конструкция стыков сборной обделки с наружным водозащитным экраном.
Сборная обделка для тоннеля по любому из вариантов содержит несущие кольца 1 (фиг.1, 3). Каждое несущее кольцо 1 составлено из железобетонных сегментов 2, сопряженных между собой. Сопряжение сегментов в сборной обделке осуществлено любым известным способом (например, так как это выполнено в сборной обделке по авт. свидет. СССР №1002590 или по авт. свид. СССР №1382963). Каждое кольцо 1 снабжено водозащитным экраном 3, выполненным из стеклофибробетона.
По первому варианту водозащитный экран 3 установлен на внутренней поверхности каждого железобетонного сегмента 2, при этом в торцах экрана 3 в местах стыков железобетонных сегментов изготовлены ложа 4 (фиг.2) чеканочных канавок, заполненные эластичным герметичным материалом 5, при этом чеканочные канавки зачеканены быстроуплотняющейся смесью 6, например, смесь уплотнительная быстросхватывающаяся (БУС) ТУ 5775-00101374151-98, для образования непрерывного водонепроницаемого контура по периметру кольца.
Отличие сборной обделки для тоннеля, выполненной по второму варианту заключается в том, что водозащитный экран 3, выполненный из стеклофибробетона, расположен на наружной поверхности каждого железобетонного сегмента 2, при этом в торцах водозащитного экрана в местах стыков железобетонных сегментов 2 изготовлены выемки 6 (фиг.4), заполненные водонабухающим герметичным материалом 7, например, резиновым уплотнителем, для образования непрерывного водонепроницаемого контура по периметру кольца.
Изготовление обделки осуществляется следующим образом.
Внутренняя поверхность сегментообразной формы заполняется стеклофибробетоном для образования водозащитного экрана обделки. После того, как стеклофибробетон немного застынет, форма заполняется железобетоном, обеспечивая необходимую сцепляемость со стеклофибробетоном. Затем полученные таким образом железобетонные сегменты сопрягают между собой любым указанным выше известным способом, образуя несущее кольцо, при этом торцы водозащитного экрана образуют ложа чеканочных канавок по первому варианту или выемки, по второму варианту.
После того, как железобетонные сегменты будут сопряжены между собой, ложа чеканочных канавок заполняют эластичным герметизирующим материалом и зачеканивают канавки быстроуплотняющимся материалом.
Сборка обделки по второму варианту производится аналогично, с той лишь разницей, что стеклофибробетон наносится на наружную поверхность сегментообразной формы, а торцы водозащитного экрана в местах стыков железобетонных сегментов образуют выемки, которые после сопряжения сегментов заполняются резиновым уплотнителем для образования непрерывного водонепроницаемого контура по периметру кольца.
Обделка закрытого способа ведения работ выполняется в виде трубы, составленной из колец, полученных указанным выше способом, монтируемых в подземной выработке после разработки грунта, чаще всего под защитой тоннелепроходческого комплекса.
Обделка воспринимает нагрузку от окружающего грунта и препятствует проникновению в тоннель воды из грунтового массива. Благодаря том, что водозащитный экран выполнены из стеклофибробетона обеспечивается повышенная трещиностойкость железобетонных колец обделки за счет хорошей сцепляемости стеклофибробетона с железобетоном, из которого выполнены элементы обделки. В результате повышается надежность работы обделки, увеличивается ее срок службы и уменьшается стоимость обделки. Образование непрерывного водонепроницаемого контура по периметру
колец обделки также способствует повышению водонепроницаемости обделки.
При обильном насыщении пластов грунтовыми водами возможно расположение водозащитных экранов из стеклофибробетона одновременно на внутренней и наружной поверхностях железобетонных сегментов сборной обделки для тоннеля.