RU2024758C1

RU2024758C1 - Zvezda tunnel lining

Info

Publication number: RU2024758C1
Authority: RU
Inventors: Валериан Алексеевич Лебедев
Original assignee: Валериан Алексеевич Лебедев
Priority date: 1991-11-05
Filing date: 1991-11-05
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: construction. SUBSTANCE: ZVEZDA tunnel lining has outer and inner layers. Outer layer is formed by conical surfaces 1,2,3,4 with vertexes directed to opposite sides with conjugation of adjacent cones with their concave curves and formation of right angle between their heights. Annular hollow 6 is made in the middle of outer layer. Located in annular layer 6 is inner layer 7 with under layer 8 rigidly secured to outer layer. EFFECT: higher efficiency in construction of tunnels in hard rock and soft grounds. 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве тоннелей в скальных и мягких грунтах, а также в сейсмических районах. The invention relates to construction and can be used in the construction of tunnels in rocky and soft soils, as well as in seismic areas.

Известно устройство, состоящее из внутреннего и наружного слоев, размещенных относительно друг друга с зазором, в котором ее наружный слой выполнен из вмещающих пород, в которых размещены анкеры с выступающими из него концами, а внутренний слой выполнен с каналами, выступающие концы анкеров упруго-податливо соединены с внутренним слоем обделки [1]. A device is known consisting of inner and outer layers, arranged relative to each other with a gap, in which its outer layer is made of host rocks, in which anchors with protruding ends are placed, and the inner layer is made with channels, protruding ends of the anchors are elastic connected to the inner layer of the lining [1].

Его недостаток:
выполнение наружного слоя из вмещающих пород, в которых размещены анкеры с выступающими из него концами, а также выполнением внутреннего слоя с каналами никак не повысить несущую способность обделки. Анкера 5 с упругими опорными устройствами 7 позволяют уменьшить величину сейсмического воздействия. Но ведь несущую способность обделки они не повышают. Для повышения несущей способности обделки нужно увеличить поперечное сечение обледки, либо сконструировать такой арматурный каркас обделки, чтобы он повышал несущую способность (в случае выполнения обделки из железобетона). Других путей повышения несущей способности обделки просто не существует в природе.Its disadvantage:
the implementation of the outer layer of the host rocks, in which the anchors with protruding ends are placed, as well as the implementation of the inner layer with channels does not increase the bearing capacity of the lining. Anchor 5 with elastic supporting devices 7 can reduce the magnitude of the seismic impact. But in fact they do not increase the bearing capacity of the lining. To increase the bearing capacity of the lining, it is necessary to increase the cross-section of the lining, or to design such a reinforcing cage of the lining so that it increases the bearing capacity (in the case of lining of reinforced concrete). Other ways to increase the bearing capacity of the lining simply do not exist in nature.

Цель изобретения - эффективное снижение тектонических, сейсмических сил, действия любых нагрузок. The purpose of the invention is the effective reduction of tectonic, seismic forces, the effects of any loads.

Достигается это тем, что в тоннельной обделке "Звезда", включающей грунт, внешний и внутренний слои, с зазором между ними, внешний слой образован конусными поверхностями с вершинами, направленными в противоположные стороны, с сопряжением смежных конусов вогнутыми кривыми, а их высоты образуют прямой угол, при этом посередине внешнего слоя выполнена кольцевая полость, внутри которой размещен внутренний слой с подстилающим слоем, жестко скрепленным с внешним слоем. This is achieved by the fact that in the tunnel lining "Star", including soil, the outer and inner layers, with a gap between them, the outer layer is formed by conical surfaces with vertices pointing in opposite directions, with the conjugation of adjacent cones concave curves, and their heights form a straight line an angle, in this case an annular cavity is made in the middle of the outer layer, inside of which there is an inner layer with an underlying layer rigidly bonded to the outer layer.

На фиг.1 представлено поперечное сечение тоннельной обделки; на фиг.2 - внешний слой. Figure 1 shows a cross section of a tunnel lining; figure 2 is the outer layer.

Тоннельная обделка "Звезда" включает в себя внешний слой, образованный конусными поверхностями 1, 2, 3, 4 с вершинами, направленными в противоположные стороны, вогнутые кривые 5, сопрягающие смежные конусные поверхности, кольцевую полость 6, выполненную посередине внешнего слоя, внутренний слой 7, подстилающий слой 8, жестко скрепленный с внешним слоем, демпферы 9, соединяющие внешний и внутренний слои, скальный (мягкий) грунт 10, тоннель 11, который должен быть вырублен в скальном (мягком) грунте для размещения тоннельной обделки. The tunnel lining "Star" includes an outer layer formed by conical surfaces 1, 2, 3, 4 with vertices pointing in opposite directions, concave curves 5, mating adjacent conical surfaces, an annular cavity 6 made in the middle of the outer layer, the inner layer 7 , the underlying layer 8, rigidly bonded to the outer layer, dampers 9 connecting the outer and inner layers, rocky (soft) soil 10, tunnel 11, which must be cut down in rocky (soft) soil to accommodate the tunnel lining.

Тоннельную обделку "Звезда" сооружают так. The tunnel lining "Star" is constructed like this.

В скальном (мягком) грунте 10 вырубают тоннель 11, в котором обустраивают внешний железобетонный (с жесткой арматурой) слой 1, 2, 3, 4 с кольцевой полостью 6. После этого осуществляют строительство железобетонного подстилающего слоя 8, жестко прикрепляя его к внешнему слою. Затем монтируют внутренний железобетонный (с жесткой арматурой) слой 7. После этого крепят демпферы 9 к внешнему 1 и внутреннему 7 слоям. In the rocky (soft) soil 10, a tunnel 11 is cut down, in which an external reinforced concrete (with rigid reinforcement) layer 1, 2, 3, 4 with an annular cavity 6 is arranged. After this, the construction of a reinforced concrete underlying layer 8 is carried out, rigidly attaching it to the outer layer. Then mount the inner reinforced concrete (with rigid reinforcement) layer 7. After that, the dampers 9 are attached to the outer 1 and inner 7 layers.

Тоннельная обделка "Звезда" работает следующим образом. Пусть на фиг.1 слева направо действует горизонтальная нагрузка. Конусная поверхность 1 воспримет часть нагрузки, а остальная нагрузка будет скользить по ней и передаваться на конусные поверхности 3, 4. От действия горизонтальной нагрузки конусные поверхности 1, 2 будут сжаты, а конусные поверхности 3, 4 будут испытывать изгиб. От нагрузки, действующей на конусные поверхности 3, 4, конусная поверхность 1 будет испытывать растяжение. Значит, конусные поверхности 3, 4 служат разгружающей конструкцией. При действии вертикальной нагрузки разгружающей конструкцией будут служить конусные поверхности 1, 2, т.к. нагрузка сверху будет стремиться сплющить кольцевую полость 6, сделать из нее эллипс с большой горизонтальной полуосью, а конусные поверхности 1, 2 будут препятствовать этому. Tunnel lining "Star" works as follows. Let figure 1 from left to right the horizontal load acts. The conical surface 1 will absorb part of the load, and the rest of the load will slide along it and be transmitted to the conical surfaces 3, 4. From the action of the horizontal load, the conical surfaces 1, 2 will be compressed, and the conical surfaces 3, 4 will experience bending. From the load acting on the conical surfaces 3, 4, the conical surface 1 will experience tension. Therefore, the conical surfaces 3, 4 serve as a unloading structure. Under the action of vertical load, the conical surfaces 1, 2 will serve as the unloading structure, since the load from above will tend to flatten the annular cavity 6, to make an ellipse with a large horizontal axis, and the conical surfaces 1, 2 will prevent this.

Пониженные по величине конусными поверхностями сжимающие и растягивающие усилия будут передаваться внутреннему слою 7 демпферами 9, которые будут поглощать энергию. Reduced in size conical surfaces compressive and tensile forces will be transmitted to the inner layer 7 by dampers 9, which will absorb energy.

Предлагаемое изобретение позволяет свести до минимума действие горизонтальных и вертикальных сил на внутренний слой 7. The present invention allows to minimize the effect of horizontal and vertical forces on the inner layer 7.

Изобретение найдет широкое применение в метрополитенах, в тоннелях. The invention will find wide application in subways, in tunnels.

Claims

Tunnel lining, including soil, the outer and inner layers with a gap between them, characterized in that the outer layer is formed by conical surfaces with vertices pointing in opposite directions, with conjugation of adjacent cones by concave curves, and their heights form a right angle, while in the middle of the outer of the layer an annular cavity is made, inside of which an inner layer is placed with an underlying layer rigidly bonded to the outer layer.