RU2013557C1

RU2013557C1 - Tunnel lining

Info

Publication number: RU2013557C1
Authority: RU
Inventors: В.Ю. Пруткин; В.П. Теклев; А.Н. Семенов; Ю.М. Юдин
Original assignee: Научно-технический центр ассоциации предприятий и организаций строительного комплекса "Мосинжстрой"
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: tunnel lining ring has reinforced concrete blocks 1 with their mating surfaces having in the longitudinal direction cylindric groove 3 and tongue 2 which form a rotary pair, and flat external 4 and internal 5 joints. The middle line of block 6 lays in the middle part of block 1. EFFECT: standard design. 4 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к сборной кольцевой железобетонной обделке, и может быть использовано при строительстве тоннелей различного диаметра. The invention relates to the mining industry, namely to a precast annular reinforced concrete lining, and can be used in the construction of tunnels of various diameters.

Известна тоннельная обделка, содержащая прямоугольные железобетонные блоки, сопрягаемые поверхности которых в продольном направлении имеют цилиндрическую вращательную пару (шпунт и паз), плоские внутренние и наружные стыки [1] . Между плоскими внутренними и наружными стыками смежных блоков имеется зазор, который позволяет осуществлять ограниченный наклон блоков по отношению друг к другу при воздействии усилий на тоннельную обделку. Known tunnel lining containing rectangular reinforced concrete blocks, the mating surfaces of which in the longitudinal direction have a cylindrical rotational pair (tongue and groove), flat inner and outer joints [1]. There is a gap between the flat inner and outer joints of adjacent blocks, which allows a limited inclination of the blocks with respect to each other when the forces are applied to the tunnel lining.

Однако блоки выполнены разнотипными, что не позволяет использовать одни и те же блоки для сооружения кольцевой тоннельной обделки различного диаметра, а это ведет к снижению эффективности строительства и большим затратам на тоннельную обделку. However, the blocks are made of different types, which does not allow the use of the same blocks for the construction of an annular tunnel lining of various diameters, and this leads to a decrease in construction efficiency and high costs for tunnel lining.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является тоннельная обделка, содержащая однотипные блоки, сопрягаемые поверхности которых имеют цилиндрическую вращательную пару [2] . Конструкция указанных однотипных блоков позволяет возводить тоннельную обделку выработок различного типоразмера незамкнутого профиля. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a tunnel lining containing the same type of blocks, the mating surfaces of which have a cylindrical rotational pair [2]. The design of these same-type blocks allows you to erect a tunnel lining of the workings of various sizes of open profile.

Однако конструкция этих блоков не обеспечивает возможности сооружения тоннельной обделки замкнутого профиля с размерами, соответствующими размерам параметрического ряда тоннелей. However, the design of these blocks does not provide the possibility of constructing a tunnel lining of a closed profile with dimensions corresponding to the dimensions of the parametric row of tunnels.

Целью изобретения является возможность сооружения тоннельной обделки замкнутого профиля однотипными блоками с размерами, соответствующими размерам параметрического ряда тоннелей. The aim of the invention is the possibility of constructing a tunnel lining of a closed profile of the same type with sizes corresponding to the dimensions of the parametric row of tunnels.

Поставленная цель достигается тем, что кривизна блока и длина его хорды по средней линии выполнены равными кривизне блока и длине хорды блока минимального диаметра тоннеля параметрического ряда, а толщина блока соответствует величине интервала между минимально изменяемыми размерами диаметра средней линии выработки параметрического ряда, при этом длина средней линии блока равна l = π h, где π= 3,14; h - толщина блока. This goal is achieved by the fact that the curvature of the block and the length of its chord along the midline are equal to the curvature of the block and the length of the chord of the block of the minimum diameter of the parametric row, and the thickness of the block corresponds to the interval between the minimum variable sizes of the diameter of the middle line of generating a parametric series, while the length of the middle the block line is l = π h, where π = 3,14; h is the thickness of the block.

На фиг. 1 изображен блок тоннельной обделки; на фиг. 2 - кольцо тоннельной обделки ⌀ 2,6 м; на фиг. 3 - то же, ⌀ 3,2 м; на фиг. 4 - то же, ⌀ 4,0 м. In FIG. 1 shows a tunnel lining block; in FIG. 2 - tunnel lining ring ⌀ 2.6 m; in FIG. 3 - the same, ⌀ 3.2 m; in FIG. 4 - the same, ⌀ 4.0 m.

Тоннельная обделка содержит железобетонные блоки 1, сопрягаемые поверхности которых в продольном направлении имеют цилиндрические шпунт 2 и паз 3, образующие цилиндрическую вращательную пару, плоские наружные 4 и внутренние 5 стыки. Средняя линия 6 блока располагается в средней части блока 1. Плоские внутренние 5 и наружные 4 стыки выполнены с углами соответственно α и β которые обеспечивают сборку блоков от минимального до максимального размера тоннельной обделки. The tunnel lining contains reinforced concrete blocks 1, the mating surfaces of which in the longitudinal direction have cylindrical tongue 2 and groove 3, forming a cylindrical rotational pair, flat outer 4 and inner 5 joints. The middle line 6 of the block is located in the middle part of block 1. The flat inner 5 and outer 4 joints are made with angles α and β, respectively, which ensure the assembly of blocks from the minimum to the maximum size of the tunnel lining.

Блок 1 выполнен с кривизной и длиной хорды по средней линии 6, равной кривизне и длине хорды блока минимального диаметра (размера) тоннеля параметрического ряда, т. е. 2,6 м, а толщина блока соответствует величине интервала между минимально изменяемыми размерами диаметра средней линии выработки параметрического ряда, т. е. 0,2 м. Block 1 is made with the curvature and chord length along the midline 6 equal to the curvature and chord length of the block of the minimum diameter (size) of the tunnel of the parametric series, i.e., 2.6 m, and the thickness of the block corresponds to the size of the interval between the minimum variable sizes of the diameter of the middle line development of the parametric series, i.e. 0.2 m

Необходимость выбора в качестве базового блока от минимального размера тоннеля параметрического ряда (2,6 м) обусловлена тем, что для получения тоннельной обделки из однотипных блоков и минимального размера (2,6 м) необходимо, чтобы длина средней линии блока была кратна в π раз по отношению к длине окружности, тогда каждое кольцо тоннельной обделки состоит из кратного числа однотипных блоков. The need to choose a parametric series (2.6 m) as the base block from the minimum tunnel size is due to the fact that in order to obtain a tunnel lining from the same type of blocks and a minimum size (2.6 m), it is necessary that the block center line length be a multiple of π times with respect to the circumference, then each tunnel lining ring consists of a multiple of the same type of blocks.

Толщину блока выбирают равной величине интервала между минимально изменяемыми размерами диаметра средней линии выработки параметрического ряда, т. е. тоннелей диаметрами 2,6 и 2,8 м, которая соответствует 0,2 м или 200 мм для того, чтобы диаметр средней окружности следующего типоразмера тоннеля соответствовал диаметру предыдущего типоразмера тоннеля. Кроме того, исходя из обеспечения прочности кольцевой железобетонной обделки при любом диаметре, толщину блока принимают равной 0,2, учитывая, что толщина серийно выпускаемых блоков в зависимости от диаметра колеблется от 0,15 до 0,25 м. При этом длину средней линии блока выполняют равной l = π h, где h - толщина блока, м; π = 3,14. The thickness of the block is chosen equal to the size of the interval between the minimum variable dimensions of the diameter of the midline of the generation of the parametric series, i.e. tunnels with diameters of 2.6 and 2.8 m, which corresponds to 0.2 m or 200 mm, so that the diameter of the middle circle of the following size the tunnel corresponded to the diameter of the previous tunnel size. In addition, based on ensuring the strength of the annular reinforced concrete lining at any diameter, the thickness of the block is taken equal to 0.2, given that the thickness of mass-produced blocks depending on the diameter ranges from 0.15 to 0.25 m. The length of the midline of the block perform equal to l = π h, where h is the block thickness, m; π = 3.14.

В результате блок имеет определенную длину хорды по средней линии блока, определяемую по формуле
a = 2R·sin

.As a result, the block has a certain chord length along the midline of the block, determined by the formula
a = 2R

.

Высота вписанного треугольника определяется по формуле
b = R·cos

,
cоответственно высота выпуклой части блока 1 равна разности радиуса средней линии 6 блока 1 и высоты вписанного треугольника, т. е. R_н - b.The height of the inscribed triangle is determined by the formula
b = R cos

,
accordingly, the height of the convex part of block 1 is equal to the difference between the radius of the middle line 6 of block 1 and the height of the inscribed triangle, i.e., R _n - b.

Тоннельную обделку монтируют в обечайке кольцевой формы, т. е. используют стандартные щиты, которые применяются для проходки тоннелей при их креплении блоками обычной конструкции. Тоннельную обделку монтируют при каждом диаметре тоннеля (размере) не полностью замкнутым кольцом на один блок, так как в радиальном направлении завести последний блок невозможно из-за шпунта 2. Вместо отсутствующего блока устанавливают распорную штангу между блоками, после чего включают щитовые гидродомкраты и не полностью смонтированное кольцо тоннельной обделки отодвигают на ширину не менее ширины блока для заведения в обечайку хвостовой части проходческого щита последнего блока. После того как последний блок 1 уложен в хвостовую обечайку щита, включают соответствующие щитовые гидродомкраты и блок в продольном направлении заводится ими в свободное пространство до распорной штанги. Затем распорную штангу снимают и блок доводится до своего рабочего положения. The tunnel lining is mounted in a ring-shaped shell, i.e., standard shields are used, which are used to drive tunnels when fastened with blocks of a conventional design. Tunnel lining is mounted at each tunnel diameter (size) with an incompletely closed ring on one block, since it is impossible to radially insert the last block due to tongue 2. Instead of the missing block, an expansion rod is installed between the blocks, after which shield hydraulic jacks are turned on and not completely the mounted ring of the tunnel lining is pushed back to a width not less than the width of the block for introducing into the casing the tail of the tunnel shield of the last block. After the last block 1 is laid in the tail shell of the shield, the corresponding shield hydraulic jacks are turned on and the block is brought in the longitudinal direction by them into the free space to the expansion rod. Then the spacer bar is removed and the unit is brought to its working position.

При переходе на другой размер тоннеля в отличие от 2,6 м, согласно отраслевому стандарту на проходческие щиты, последующие размеры тоннелей в большую сторону образуют путем увеличения в кольце тоннельной обделки на один или два блока и соответственно получают тоннели диаметрами 2,8; 3,2; 3,6; 4,0; 5,2 м. Рассчитано, что при диаметре щита 2,6 м необходимо 12 блоков, а при диаметрах 2,8; 3,2; 3,6; 4,0; 5,2 м соответственно необходимо 13, 15, 17, 19 и 25 блоков. Расчет количества блоков, их длины и других величин приведены в таблице. When switching to a different tunnel size, in contrast to 2.6 m, according to the industry standard for tunneling shields, the subsequent tunnel sizes are formed upward by increasing the tunnel lining in the ring by one or two blocks and, accordingly, get tunnels with diameters of 2.8; 3.2; 3.6; 4.0; 5.2 m. It is calculated that with a shield diameter of 2.6 m, 12 blocks are necessary, and with a diameter of 2.8; 3.2; 3.6; 4.0; 5.2 m respectively need 13, 15, 17, 19 and 25 blocks. The calculation of the number of blocks, their length and other values are given in the table.

Claims

Tunnel lining, containing the same type of blocks, the mating surfaces of which have a cylindrical rotational pair, characterized in that, with the aim of constructing a tunnel lining of a closed profile with the same type of blocks with dimensions corresponding to the dimensions of the parametric row of tunnels, the curvature of the block and the length of its chord along the midline are made equal the curvature of the block and the length of the chord of the block of the minimum diameter of the tunnel of the parametric series, and the thickness of the block corresponds to the size of the interval between the minimum with the dimensions of the diameter of the midline of the generation of the parametric series, while the length of the midline of the block is
l = π˙h,
where h is the thickness of the block.