Конструкция обделок напорных туннелей
В указаниях по проектированию гидротехнических туннелей рекомендуются следующие типы обделок:
а) бетонные - монолитные, монолитные с укрепительной цементацией, из набрызг-бетона;
б) железобетонные - монолитные, монолитные с укрепительной цементацией, из монолитного набрызг-бетона;
в) комбинированные (двухслойные) с наружным монолитным бетонным кольцом и внутренней стальнойоболочкой, с наружным монолитным бетонным кольцом или сборной железобетонной обделкой и внутренней железоторкретной оболочкой.
Выравнивающие и противофильтрационные облицовкиприменяют в крепких породах. В отличие от безнапорных туннелей облицовку делают по всему периметру обделки.
Однослойные монолитные обделкиустраивают в крепких породах с при напорах до 60 м и глубине заложения не меньше величины напора воды. В слабых породах с большим горным давлением при напорах до 60-100 м применяют железобетонные обделки с однорядной и двухрядной арматурой (см. рис. 28.6, в, г). Если радиальные деформации обделки превышают 0,5-1 мм, приходится применять дорогостоящие стальные облицовки, полностью воспринимающие внутреннее давление. Для обделок, не требующих большой толщины, применяют шприц-бетон. Он обладаетвысокой прочностью, может быть нанесен сразу же после проходки, тем самым препятствуя развитию деформаций породы - горного давления.
Рис. 28.10 Сборные и предварительно напряженные обделки:
а, б - из отдельных блоков; 1 - раствор; 2 - отверстия для сборки и нагнетания цементного раствора 1; 3 - кольцо, в - обжатая комбинированная обделка с внешним бетонным кольцом 4; г - бандажированная обделка напорного туннеля; 5 - грибовидный вкладыш; 6 - трубка для нагнетания цементного раствора 9; 7 - трос (бандаж) с натяжением 1200-1400 кН в плоских коробках; 8 - домкрат; д - стык с натяжной арматурой; е - эластичный стык
Однослойные сборные обделкииз цельнозамкнутых колец круглой или овальной формы применяют взамен монолитных в туннелях малых сечений. Минимальная толщина колец не меньше 0,12 м. Выработки туннелей больших размеров крепят отдельными блоками (рис. 28.10, а, б). В одном туннеле с наружным диаметром 8,2 м применена обделка из четырех блоков шириной 0,75 м, толщиной 0,5 м, массой по 6 т. Стыковка блоков производится следующим образом. Каждый блок имеет петлевые выпуски арматуры, в которые вставляют стержни и стык омоноличивают бетоном. В сочетании с щитовой проходкой четырехблочная обделка оказалась экономичней монолитной. К недостаткам сборных конструкций относится сложность заделки стыков, простои в работе в период схватывания бетона. В крепких породах, воспринимающих все гидростатическое давление, В. С. Эристов предлагает заделывать стыки (рис. 28.10, е) эластичными материалами, резиной или пластмассой.
Нагнетание раствора за обделку в крепких породах позволяет одновременно обжать сборные элементы и окружающую породу, что может увеличить эффект сборной обделки (рис. 28.10, а, б, в). В слабых породах хороший эффект может дать предварительное напряжение обделки путем натяжения пучков высокопрочной проволоки (рис. 28.10, г).
Комбинированные (двухслойные) обделкивыполняют в виде двух колец: внешнего бетонного, воспринимающего нагрузку в период строительства, и внутреннего железоторкретного, железобетонного, возводимого во вторую очередь. Внешнее кольцо может быть выполнено из сборных бетонных блоков, металлических тюбингов (рис. 28.10, в).
Изоляцию и дренаж обделок напорных туннелей устраивают так же, как и безнапорных.