Способ возведения обделки туннеля

(22) Заявлено 22.03.79 (21) 2739113/22-03 51)М Клз Е 21 0 11/10 присоединением заявки-23) Приоритет -Опубликовано 15.05.81.Дата опубликования оп Гевудлрстюлыл комитет СССР в аллам лзобретенлй,М. Гл нухи есоюзный институт по проектированию органЯацйй.энергетического строительства Оргэнерго рояТ,":,.(71) Заявитель 54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ОБДЕЛКИ ТУННЕЛ Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано при возведении монолитных бетонных и железобетонных обделок туннелей различного назначения в условиях отрицательных температур воздуха и окружающих пород.Известен способ возведения монолитной бетонной обделки туннеля в условиях отрицательных температур, при котором бетонную смесь укладывают на предварительно отогретую породу. Для этого блок бетонирования отделяют от остальной части выработки термозизоляционными перегородками, а внутри блока создают положительную температуру, подогревая воздух электрокалориферами 1.Недостатком этого способа являются большие затраты энергии на предварительный нагрев горных пород, который приводит к снижению устойчивости выработки, а в ряде случаев вызывает опасность вывалов.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сгособ возведения бетонной обделки туннеля при отрицательных температурах, включающий установку по стенам и кровле выработки в блоке бетонирования опалубки, теплоизолирование блока и бетонирование обделки. Способ основан на сохранении в бетоне тепла, необходимого для нормального твердения. Для этого после установки опалубки блок бетонирования теплоизолируют, устанавливая теплоизоляционные перегородки, а внутри блоков в процессе бетонирования поддерживают температуру, близкую к температуре укладываемой бетонной смеси. При этом большая часть тепла непроизводительно расходуется на отогрев мерзлого породного масо сива 2.Недостатком данного способа являетсянеобходимость затрат дополнительной энергии на поддержание заданной температуры в блоке бетонирования и расходуемой на отогрев мерзлого породного массива.15Цель изобретения - повышение эффективности возведения и качества обделки путем снижения теплопотерь и зашиты материала от вредного влияния отрицательной температуры породы.Указанная цель достигается тем, что теплоизолирование блока осуществляют перед установкой опалубки путем покрытия стен и кровли выработки низкомодульным тепло- изоляционным слоем, которыч после бетони829962 5 1 О 15 20 25 зо укрепление гидротеплоизоляционного слоя, исключает его демпфирующую способность и З 5 включает обделку в совместную работу спородным массивом.Использование предлагаемого способавозведения обделки туннеля в условиях отрицательных температур воздуха и ок ружающих пород обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возведение обделки туннеля с сохранением естественного состояния окружающих пород и исключение вредного влияния отрицательной температуры породы 45 на материал обделки, предотвращение проникновения влаги в туннель и защиту материала обделки от коррозии при неизбежном растеплении массива в период эксплуатации.Это повышает эффективность возведенияи качества обделки, ускоряет темпы роста прочности и сокращает сроки распалубки на 5 - 10 о/о Гидротеплоизоляционное покрытие обеспечивает защиту материала обделки от влияния отрицательной температуры окружающего массива, предотвращает потери значительной части энергии на его прогрев и сохраняет массив на период возведения обделки в естественном состоянии. При неизбежном растеплении массива в период эксплуатации сооружения гидротеплоизоляционный слой препятствует проникновению влаги в туннель и предотвращает коррозию материала обделки.Покрытие, выполненное из низкомодульного материала, выполняет роль демпфируюформула изобретения 55 рования обделки укрепляют путем нагнетания в зону контакта гидротеплоизоляционного слоя и обделки, цементно-песчаного раствора под давлением до 2 кг/см при градиенте температуры обделки и воздуха в выработке от 5 до 20 С после приобретения бетоном обделки критической прочности, а затем после приобретения бетоном обделки проектной прочности, под давлением до 30 кг/м гри градиенте температур меньше 5 С,В качестве материала для гидротеплоизоляционного слоя используют битумно-шлаковую смесь.Выполнение работ по предлагаемому способу осуществляют следующим образом,Боковые стены и кровлю выработки перед установкой опалубки покрывают низкомодульным гидротеплоизоляционным слоем, например, битумно-шлаковой смесью. Для этого используют известные механизмы, например, механизмы для подачи клеевых и герметизирующих составов типа С - 562. Затем после установки опалубки блок бетонирования теплоизолируют, отсекая его от остальной части выработки теплоизоляционными перегородками, либо устраивая тепло- изоляцию непосредственно на опалубке. В теплоизолированном блоке повышают температуру до положительной и бетонируют обделку, В процессе бетонирования в теле обделки радиально по отношению к продольной оси туннеля устанавливают трубки для подачи цементно-песчаного раствора в зону контакта гидротеплоизоляционного слоя и обделки.После набора бетоном обделки критической прочности опалубку снимают, а гидротеплоизоляционный слой укрепляют, нагнетая в зону контакта по трубкам цементно- песчаный раствор сначала, после приобретения бетоном обделки критической прочности, под давлением до 2 кг/см при градиенте температуры обделки и воздуха в выработке от 5 до 20 С, а затем, после приобретения бетоном проектной прочности, под давлением до 30 кг/см при градиенте температур меньше 5 С. Для нагнетания раствора в зону контакта гидротеплоизоляционного слоя и обделки используют растворонасосы различного типа. 4щего слоя, который компенсирует деформации обделки от температурных напряжений и усадочных явлений в бетоне.Укрепление гидротеплоизоляцион ного слоя нагнетанием цементно-песчаного раствора обеспечивает его сохранность на весь период эксплуатации сооружения. Режим ук репления обусловлен температурными напряжениями в обделке и ее прочность в период строительства. Величина давления нагнетания 2 кг/см принимается из условия предотвращения нарушения сплошности гидротеплоизоляционного слоя и бетонной обделки, критическая прочность которой составляет в среднем 30 о/о от проектной в 28-суточном возрасте, Напряжения в бетоне от давления нагнетания 2 кг/см в выработках пролетом 4 - 8 м могут составлять 60 - 70 кг/см и не вызовут нарушения сплошности бетона, достигшего критической прочности (90 - 100 кг/см) при распалубливаяии обделки. Допускаемые напряжения для материала гидротеплоизоляционного слоя не превышают 3 - 4 кг/см. Градиент температуры обделки и воздуха в выработке от 5 до 20 С характеризует термонапряженное состояние обделки, в которой практически прекратился рост деформаций. Давление 2 кг/см обеспечивает частичное крепление демпфирующего гидротеплоизоляционного слоя, заполнение возможных пустот в зоне контакта этого слоя с обделкой, а также препятствует развитию горного давления.Дальнейшее нагнетание цементно-песчаного раствора после набора бетоном проектной прочности выполняется под давлением до 30 кг/см и обеспечивает окончательное 1. Способ возведения обделки туннеляв условиях отрицательных температур, вклю829962 чающий установку по стенам и кровле выработки в блоке бетонирования опалубки, теплоизолирование блока, и бетонирование обделки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности возведения и качества обделки путем снижения теплопотерь и защиты материала обделки от вредного влияния отрицательной температуры породы, теплоизолирование блока осуществляют перед установкой опалубки путем покрытия стен и кровли выработки низкомодульным теплоизоляционным слоем, который после 10 бетонирования обделки укрепляют путем нагнетания в зону контакта гидротеплоизоляционного слоя и обделки цементно-песчаного раствора под давлением до 2 кг/см при градиенте температуры обделки и воздуха в выработке от 5 до 20 С после приобретебния бетоном обделки критической прочности,а затем, после приобретения бетоном обделки проектной прочности, под давлением до30 кг/см при градиенте температур меньше5 С.2. Способ по и. 1, отличающийся тем,что в качестве материала для гидротеплоизоляционного слоя используют битумношлаковую смесь.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Минаков Н. В. Особенности производства туннельных работ в условиях вечномерзлых грунтов. - Труды Ч 1 совещания-семинара по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, т.т 111, вып. 1,1970, Красноярск, с. 179 - 80.4. То же, с. 182 - 183.Составитель Л. Березкина Редактор О. Персиянцева Техред А. Бойкас Корректор О. Билак Заказ 3495/63 Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4