RU2115786C1

RU2115786C1 - Tunnel lining

Info

Publication number: RU2115786C1
Application number: RU98100036A
Authority: RU
Inventors: В.В. Сидорцев; Г.В. Макаревич; В.С. Сорокин; Е.С. Барский
Original assignee: Сидорцев Виктор Васильевич; Макаревич Георгий Васильевич; Сорокин Владимир Степанович; Барский Ефим Семенович
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1998-07-20

Abstract

FIELD: tunnel construction technology. SUBSTANCE: this can be used in construction of subways, railway and motor road tunnels particularly in flooded grounds. Tunnel lining incorporates reinforced concrete components located in its upper part, and cast iron components which are located in its lower part. Both groups of components are combined together by connecting units having cover plates. End faces of cover plates correspond to end faces of reinforced concrete and cast iron components which adjoin them. Lining is provided with fastening units in the form of threaded studs and guide stem. Cover plates are made of steel and have paired shoulders which are rigidly connected to cover plates at side turned inside tunnel. Paired shoulders are located on end parts of cover plates and they adjoin internal surface of reinforced concrete components. Total surface area of pair of shoulders of each cover plate is equal to 0.075-0.1 of surface area of given cover plate. Aforesaid tunnel lining design cuts amount of material required, reduces labour expenses for erection, and allows for adjusting degree of pliability, reducing deformability of lining, thus improving reliability and longevity of operation in unfavorable ground conditions. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к тоннелестроению и может быть использовано при сооружении метрополитенов, железнодорожных и автодорожных тоннелей, возводимых в обводненных грунтах. The invention relates to tunneling and can be used in the construction of subways, railway and road tunnels constructed in flooded soils.

Известны обделки тоннеля, включающие чугунные элементы, связанные между собой при помощи узлов соединения (см.например, Лиманов Ю.А. Метрополитены. - М.: Транспорт, 1971, с.42, рис.23). Tunnel linings are known, including cast-iron elements interconnected by connection nodes (see, for example, Limanov Yu.A. Metropolitan. - M.: Transport, 1971, p. 42, Fig. 23).

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является обделка тоннеля, включающая расположенные в верхней части железобетонные элементы и расположенные в нижней части чугунные элементы, объединенные между собой узлами соединения, имеющими накладки, торцы которых соответствуют торцам примыкающих к ним железобетонных и чугунных элементов, элементы крепления в виде резьбовых шпилек и направляющего штыря (см. например, SU, авторское свидетельство, 1472683 А1, кл. Е 21 D 11/10, 1989). The closest to the invention in its essence and the achieved result is a tunnel lining, including reinforced concrete elements located in the upper part and cast iron elements located in the lower part, interconnected by connection nodes having overlays, the ends of which correspond to the ends of the reinforced concrete and cast iron elements adjacent to them, fasteners in the form of threaded rods and a guide pin (see, for example, SU, copyright certificate, 1472683 A1, CL E 21 D 11/10, 1989).

Известное решение при использовании в условиях обводненных грунтов со слабым основанием обеспечивает снижение металлоемкости и уменьшение трудозатрат при монтаже элементов, однако не обеспечивает требуемой надежности конструкции и долговечности работы ввиду повышенной деформативности обделки. The known solution when used in conditions of flooded soils with a weak base provides a reduction in metal consumption and labor costs during installation of elements, but does not provide the required reliability of the design and durability due to increased deformability of the lining.

Задачей изобретения является уменьшение деформативности обделки, возводимой в условиях обводненных грунтов со слабым основанием. The objective of the invention is to reduce the deformability of the lining, erected in conditions of flooded soils with a weak base.

Задача решается за счет того, что в обделке тоннеля, включающей расположенные в верхней части железобетонные элементы и расположенные в нижней части чугунные элементы, объединенные между собой узлами соединения, имеющими накладки, торцы которых соответствуют торцам примыкающих к ним железобетонных и чугунных элементов, элементы крепления в виде резьбовых шпилек и направляющего штыря, накладки выполнены стальными и снабжены жестко прикрепленными к ним со стороны, обращенной внутрь тоннеля, парными бортиками, расположенными на концевых участках накладок и примыкающими к внутренней поверхности железобетонных элементов, причем суммарная площадь пары бортиков каждой накладки составляет 0,075-0,1 площади этой накладки. При этом железобетонные элементы могут быть выполнены с закладными деталями, расположенными в местах примыкания к ним бортиков накладки, причем по крайней мере один бортик накладки жестко присоединен к соответствующей закладной детали железобетонного элемента. The problem is solved due to the fact that in the lining of the tunnel, including the reinforced concrete elements located in the upper part and the cast iron elements located in the lower part, interconnected by connection nodes having overlays, the ends of which correspond to the ends of the reinforced concrete and cast iron elements adjacent to them, the fastening elements in in the form of threaded rods and a guide pin, the pads are made of steel and equipped with rigidly attached to them from the side facing the inside of the tunnel, paired sides located at the end sections of overlays and adjacent to the inner surface of reinforced concrete elements, and the total area of a pair of sides of each lining is 0,075-0,1 square of this lining. In this case, reinforced concrete elements can be made with embedded parts located at the junction of the side of the lining, and at least one side of the lining is rigidly attached to the corresponding embedded part of the reinforced concrete element.

Технический результат, обеспечиваемый перечисленной выше совокупностью существенных признаков, состоит в том, что обеспечивается возможность образования обделки, позволяющей при сокращении материалоемкости и снижении трудозатрат при монтаже регулировать степень податливости обделки, уменьшение ее деформативности и повышение, тем самым, надежности и долговечности работы в сложных грунтовых условиях, а именно, в условиях обводненных грунтов со слабым основанием, причем облегчаются также условия создания надежной гидроизоляции и исключения прорыва воды и обводнения тоннеля. The technical result provided by the above set of essential features is that it is possible to form a lining, which allows reducing the flexibility of the lining, reducing its deformability and increasing, thereby, the reliability and durability of work in complex soil when reducing material consumption and reducing labor costs during installation conditions, namely, in conditions of flooded soils with a weak base, and the conditions for creating reliable waterproofing and lawsuit are also facilitated so me stormwater and flooding the tunnel.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена обделка, общий вид; на фиг. 2 - узел соединения чугунного и железобетонного элементов между собой; на фиг. 3 - накладка. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a lining, general view; in FIG. 2 - node connecting the cast-iron and reinforced concrete elements to each other; in FIG. 3 - overlay.

Обделка тоннеля состоит из чугунных элементов 1, расположенных ниже горизонтального диаметра обделки, и железобетонных элементов 2, расположенных в верхней, например, сводовой части обделки. Чугунные элементы 1 соединены между собой с помощью болтовых соединений 3, а железобетонные элементы соединены между собой при помощи штырей 4. Чугунные элементы 1 в местах примыкания к железобетонным элементам 2 снабжены накладками 5. Накладки 5 выполнены стальными и снабжены жестко прикрепленными к ним со стороны, обращенной внутрь тоннеля, парными бортиками 6, расположенными на концевых участках накладок 5 и примыкающими к внутренней поверхности 7 железобетонных элементов 2. Суммарная площадь пары бортиков 6 накладки 5 составляет 0,075-0,1 площади этой накладки. Каждая накладка 5 со стороны чугунного элемента 1 снабжена резьбовыми шпильками 8 для соединения с ним, а со стороны железобетонного элемента 2 снабжена направляющими штырями 9, которые вместе с резьбовыми шпильками 8 образуют элементы крепления. The lining of the tunnel consists of cast iron elements 1 located below the horizontal diameter of the lining, and reinforced concrete elements 2 located in the upper, for example, the arch part of the lining. The cast-iron elements 1 are interconnected by means of bolted joints 3, and the reinforced concrete elements are interconnected by pins 4. The cast-iron elements 1 at the points of contact with the reinforced concrete elements 2 are provided with plates 5. The plates 5 are made of steel and are provided with rigidly attached to them from the side, facing the inside of the tunnel, paired sides 6 located at the end sections of the plates 5 and adjacent to the inner surface 7 of the reinforced concrete elements 2. The total area of the pair of sides 6 of the overlay 5 is 0.075-0.1 flat adi this lining. Each plate 5 on the side of the cast-iron element 1 is provided with threaded rods 8 for connection with it, and on the side of the reinforced concrete element 2 it is provided with guide pins 9, which together with the threaded rods 8 form fastening elements.

Возведение обделки осуществляют следующим образом. The construction of the lining is as follows.

Известным способом, например буровзрывным, разрабатывают породу на ширину одного кольца, после чего с помощью блокоукладчика производят монтаж кольца обделки. Вначале монтируют до горизонтального диаметра чугунные элементы 1, соединяя их между собой болтовыми соединениями 3, а затем на торцы чугунных элементов 1 устанавливают имеющие бортики 6 накладки 5 так, чтобы они прилегали бортиками к внутренней поверхности железобетонных элементов, которые затем монтируют с использованием штырей 4, и замыкают кольцо. Накладки 5 устанавливают таким образом, чтобы резьбовые шпильки 8 входили в отверстия чугунных элементов 1, и жестко фиксируют их при помощи гаек 10 и шайб 11, а торцы железобетонных элементов 2 сопрягаются с накладкой 5, с помощью направляющих штырей 9. При этом наличие бортиков 6 обеспечивает снижение деформативности обделки, что улучшает условия работы и способствует повышению надежности обделки и срока ее службы. В отдельных случаях, когда необходимо обеспечить жесткость обделки на части периметра или по всему периметру, железобетонные элементы могут выполнять с закладными деталями 12, которые располагают в местах примыкания к ним бортиков 6 накладки 5, причем по крайней мере один бортик 6 могут жестко присоединять к соответствующей закладной детали 12, например сваркой. Затем осуществляют забутовку, пикетаж и первичное нагнетание цементного раствора за обделку. Затем производят буровзрывные работы, разрабатывают породу на ширину следующего кольца, продвигают горно-проходческий механизм (на чертежах не показан), и цикл повторяют. In a known manner, for example, by blasting, a rock is developed to the width of one ring, after which a lining ring is mounted using a block layer. First, cast-iron elements 1 are mounted up to a horizontal diameter, connecting them together by bolted joints 3, and then on the ends of the cast-iron elements 1 are installed overlays 6 of the lining 5 so that they rest against the inner surface of the reinforced concrete elements, which are then mounted using pins 4, and close the ring. The pads 5 are installed so that the threaded rods 8 fit into the holes of the cast-iron elements 1 and are rigidly fixed with nuts 10 and washers 11, and the ends of the reinforced concrete elements 2 are mated to the plate 5 using guide pins 9. Moreover, the presence of the sides 6 provides a decrease in the deformability of the lining, which improves the working conditions and helps to increase the reliability of the lining and its service life. In some cases, when it is necessary to ensure the rigidity of the lining on the part of the perimeter or along the entire perimeter, the reinforced concrete elements can be performed with embedded parts 12, which are located at the points of abutment of the sides 6 of the lining 5, and at least one side 6 can be rigidly attached to the corresponding embedded parts 12, for example by welding. Then carry out a backfill, picketing and primary injection of cement mortar for lining. Drilling and blasting operations are then carried out, the rock is developed to the width of the next ring, the mining gear is advanced (not shown in the drawings), and the cycle is repeated.

Выполнение обделки из чугунных элементов только в нижней части обеспечивает ее жесткость и водонепроницаемость, причем за счет наличия в узлах соединений накладок с бортиками значительно позволяет уменьшить деформативность и регулировать податливость обделки на тех ее участках, где это необходимо для конкретных гидрогеологических условий при одновременном снижении металлоемкости и трудоемкости монтажа сводовой части обделки, выполняемой из железобетонных элементов. The lining of cast-iron elements only in the lower part ensures its rigidity and water resistance, and due to the presence of overlays with sides in the connection nodes, it significantly reduces deformability and adjusts the lining's compliance in those areas where it is necessary for specific hydrogeological conditions while reducing metal consumption and the complexity of mounting the arched part of the lining, made of reinforced concrete elements.

Claims

1. The lining of the tunnel, including the reinforced concrete elements located in the upper part and the cast iron elements in the lower part, interconnected by connection nodes having overlays, the ends of which correspond to the ends of the reinforced concrete and cast iron elements adjacent to them, fastening elements in the form of threaded rods and a guide pin, characterized in that the plates are made of steel and equipped with rigidly attached to them from the side facing the inside of the tunnel, paired sides located at the end sections of the plates and prima bending to the inner surface of reinforced concrete elements, and the total area of a pair of sides of each lining is 0.075 - 0.1 of the area of this lining.

2. Lining according to claim 1, characterized in that the reinforced concrete elements are made with embedded parts located at the junction of the side of the lining, and at least one side of the lining is rigidly attached to the corresponding embedded part of the reinforced concrete element.