Подземное сооружение и способ ввода его в эксплуатацию

(191 2 11/00, Е 02 В 9/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ овог следованики 1980. СССР 1983.(54) ПО ВВОДА Е (57) 1. чающее ки, кажд ЗЕМНОЕ СООРУЖЕНИЕ И О В ЭКСПЛУАТАЦИЮ Подземное сооружени нешнюю и внутреннюю ая из которыхпредс еменно чередующихся женных в радиальном СПОСО вклюболоч авленаи попар из попе но сопр направ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Всесоюзный ордена ТрКрасного Знамени научно-ительский институт гидротеим,Б.Е.Веденеева. Авторское свидетельств1121348, кл. Е 02 В 7/1 лении трапецеидальных эковые поверхности которпары сходятся, а для др тся относительно соответметрической оси, и полость междуоболочками, заполненную подпружинивающей средой, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью улучшениянапряженно-деформативного состояниясооружения, элементы одной из парсопряженных трапецеидальных элементов снабжены ограничителем встречныхрадиальных перемещений оболочек, выполненным в виде упругого блока, адругая пара элементов снабжена анкером, причем один его конец закрепленв трапецеидальном элементе одной оболочки, а другой свободно проходит через трапецеидальный элемент другойоболочки и снабжен гидравлическим тороидом напрягающим анкер.122. Сооружение по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что ограничители встречных радиальных перемещений оболочек имеют упругие прокладки, выполненные, например, из неопрена.3. Сооружение по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что боковые поверхности трапецеидальньгл элементов облицованы металлическим листом и покрыты антидеференционным и гидро- изолирующим материалом, например компаундом на основе минугольньгх масел,4. Способ ввода в эксплуатацию подземного сооружения, включающий монтаж сооружения, засыпку его грунтом и заполнение внутренней средой,29355т л и ч а ю щ и Й с я тем, чтоодновременно с. засыпкой грунта в подпружинивающей среде, размещенной между внутренней и внешней оболочкамисооружения, создают усилия, величинакоторых по радиальным направлениямравна величине усилий, передаваемыхНа сооружение со стороны внешнейсреды, а при введении сооружения вэксплуатацию создают дополнительноеусилие, величина которого равна величине Ксилии деиствующих со стороны внутренней среды, после стабилизации усилий внутренней и внешнейсред, подпружинивающую среду сооружения заменяют на твердеющий раствор.Изобретение относится к гФомышленному и транспортному строительству, касается возведения с использованием насыпного грунта подземных сооружений, у которых усилия внешних воздействий преобладают над усилиями внутренних воздействий и может быть использовано при устройстве водоводов и туннелей, подземных емкостей для хранения жидких и газообразных материалов, строительстве подземных корпусов АЭС и т.п. сооружений.Цель изобретения - улучшение напряженно-деформативного состояния сооружения.На фиг. дано сооружение водовода или туннеля, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.3 - сооружение емкости для хранения жидких и газообразных материалов, продольный разрез; на фиг. 4 то же, поперечный разрез; на фиг,5 сооружение АЭС, продольный разрез; на фиг.6 - то же поперечный разрез; на фиг.7 - сооружение водовода или туннеля с деталировкой узлов поперечный разрез," на фиг.8 - разрез А-А на фиг.7; на фиг.9 - узел 1 на фиг.7; на фиг. 10 и 11 - разрез Б-Б на фиг. 8 ,варианты исполнения)Сооружение представляет собой под. земный корпус, состоящий из внешней оболочки 1 и внутренней оболочки 2, между которыми образована полость 3. 2Корпус расположен под насыпным грунтомВнешняя оболочка 1 состоит изпоочередно чередующихся между собойтрапецеидальных элементов 5, боковыеповерхности которых сходятся с внутренней стороны корпуса, и трапецеицальных элементов 6, боковые поверхности которых сходятся с внешней стороны корпуса,Внутренняя оболочка 2 состоит изпоочередно чередующихся между собойтрапецеидальных элементов 7, боковыеповерхности которых сходятся с внешней стороны корпуса, и трапецеицальньгх элементов 8, боковые поверхностикоторых сходятся с внутренней стороны корпуса,Трапецеидальные элементы 5 внешней оболочки соосны с трапецеидальными элементами 7 внутренней оболочки.Аналогично элементы 6 совпадают поосям с элементами 8.Поверхности сопрягающихся по осямэлементов с внешней и внутренней стороны корпуса параллельны между собой.Трапецеидальные элементы 5 внешней оболочки, боковые поверхности которых сходятся с внутренней стороныкорпуса, связаны с помощью анкеров 9с трапецеидальными элементами 7 внутренней оболочки, боковые поверхностикоторых сходятся с внешней стороныкорпуса. Каждый из анкеров 9 одним1229355 концом может быть закреплен в трапецеидальном элементе внешней оболочки,а другим - свободно проходить черезотверстие в трапецеидальном элементевнутренней оболочки. Для закрепленияанкера 9 на внешней стороне внешнейоболочки корпуса используют закладной узел 10, перераспределяющий усилия от анкера по поверхности закрепляемого элемента, 10Со стороны свободного конца анкера 9 и с внутренней стороны корпусаможет быть размещено напрягающее устройство 11, представляющее собой вобщем случае гидравлическую пластину, 15Наиболее удобным видом такой пластины может быть гидравлический тороид,т.е, полый кольцевой элемент, заполненный под давлением гидравлическойсредой. Для предварительной стабилизации профиля корпуса тороид можетбыть снабжен дополнительной системойобжатия оболочек.Между трапецеидальными элементамивнешней и внутренней оболочек и по 25осям их сопряжения в радиальном направлении могут быть размещены ограничители радиальных перемещений оболочек навстречу друг друга, причеммежду анкеруемыми элементами - ограничители 12, а между неанкеруемымиэлементами - ограничители 14, а каждый из ограничителей снабжен прослоем эластомера 13. Ограничители 12 и4 радиальных перемещений могут быть35одинаковыми или отличаться по сечению в связи с теми нагрузками, накоторые они расчитаны.Для обеспечения устойчивости огра. ничителей 12 они размещены на анкерах 9 как на своих осях, для чего в ограничителях выполнены сквозные в радиальном направлении отверстия. Для обеспечения устойчивости ограничителей 14, они размещаются на центрирующих стержнях 15, которые своими концами расположены в соответствующих выемках элементов внешней и внутренней оболочек с обеспечением в них ограниченной свободы перемещения по оси. вующим радиальным осям назначают из следующих условий.В кольцевом направлении боковые поверхности, являющиеся взаимно расклинивающими для оболочек, должны преднапрягать оболочки до расчетного уровня, определяемого как естественными внешними нагрузками со стороны грунта и со стороны объекта использования, так и внутренними нагрузками, являющимися искусственными и действующими на оболочки корпуса со стороны полости между ними.В продольном направлении элементы оболочек должны взаимно преднапрягать друг друга и обеспечивать продольную устойчивость корпуса.При монтаже элементов в корпусе может быть использован шаблон, выполненный, например, по внутреннему про.филю корпуса и перемещаемый вдоль оси сооружения по мере монтажа очередного участка корпуса. Перед монтажом в каждом элементе 5 внешней оболочки закрепляют анкер 9 с использованием закладного узла 10. Этот Предлагаемое сооружение в варианте, например, вадовода, имеющего площадь поперечного сечения 100 м и более, возводимого под насыпным грунтом, воздвигают следующим образом. На заранее спланированной поверхности и по оси будущего водоводамонтируют корпус сооружения, состоящий из внешней оболочки 1 и внутренней оболочки 2 с полостью между ними 3. По мере завершения монтажа отдельных участков корпуса их засыпаютгрунтом 4.Отдельные элементы 5-8 оболочеккорпуса могут быть изготовлены из бетона или железобетона с облицовкойих боковых поверхностей металлическим листом или без него. Их сечениев тангенциальном направлении по отношению к будущему сооружению можетбыть прямоугольным, шестиугольнымили любым иным полигональным очертанием. При этом соблюдается условие,чтобы сопряжение соответствующих элементов по боковым поверхностям давало бы профиль расчетного сооружения.Толщину элементов назначают в соответствии с прочностными свойствамиматериала и нагрузками, действующи -ми на них. Боковые поверхности элементов выполняют сходящимися, Так,боковые поверхности элементов 5 и 8сходятся с внутренней стороны корпуса, а боковые поверхности элементов6 и 7 - с внешней стороны,Угол наклона поверхностей этихэлементов по отношению к соответст 1229355узел представляет собой металлическую плиту, находящуюся на внешней стороне элемента. Свободным концом анкер 9 проходит через элемент 5 по его оси, через будущую полость между оболочками по оси ограничителя 12 радиальных перемещений и через смежный по оси элемент 7 внутренней оболочки, На свободном конце анкера 9 размещают напрягающее устройство .выполненное в виде, например, гидравлического тороида, снабженногс механической системой преднапряжения.Каждый тороид или их отдельные группы иМеют автономные системы гидроснабжения, управление которыми может быть выведено в вспомогательныйтуннель или на дневную поверхность.Ограничители 12 радиальных перемещений анкеруемых элементов и ограничители 14 радиальных перемещений неанкеруемых элементов представляют собой цилиндрические бетонные или железобетонные блоки с сквозными отверстиями по оси. Роль их сводится к фиксированию минимального расстояния между оболочками 1 и 2, передачи части нагрузки с одной оболочки на другую, демпйированию передаваемых нагрузок через эластомер 13.Длина каждого блока ограничителей 12 и 14 вместе с прослоями эластомера 13 определяется проектным расстоянием между оболочками и возможным перемещением оболочек навстречу друг другу, Поперечное сечение блоков наз начается из условия расчетных нагрузок,После монтажа корпуса сооружения и засыпки его грунтом заполняют полость между оболочками 1 и 2 подпружинивающей средой, которой может быть, например, тиксотропная суспензия, связанная гидравлическим кана - лом с газовым демпфером и системой подкачки. Концентрация с ус и нзииЪ назначается по соображениям устойчивости Физических свойств сспензии при длительной ее эксплуатации, а также по возможности кольматапии контактов в сопряжении элементов междусобои В оболочках.Предлагаемая конструкция работаетследующим образом,После сборки корпуса, засыпки егогрунтом и одновременно с заполнениемкорпуса объектом использования осуществляют заполнение полости междуоболочками плдпружинивающей средой,в частности тиксотропной суспензией.По мере увеличения давления на корпусс его внутренней стороны от объектаиспользования увеличивают и давлениетиксотропной суспензии. В результатезаполнения тиксотропной суспензиейпромежутков между элементами оболо -чек происходит кольматация полостии ее герметизация. При эксплуатациисооружения в первые несколько лет врезультате процессов стабилизацииокружающего грунта осуществляют корректировку напряженного состоянияоболочек корпуса. С этой целью преднапрягают, используя гидравлические тороиды, те участки оболочек, которые разгружены от воздействия грунта, например, в зоне образования грунтового свода. Следствием этого соседние участки получают дополнительное обжатие в тангенциальном направлении и материал оболочек оказывается в более благоприятном напряженном состоянии.Предлагаемая конструкция позволяет осуществить поэтапный ввод сооружений в эксплуатацию, а также регу.лировать напряженно в деформативн состояние ее при циклически повторяющихся нагрузках,1229355 Составитель Л,Березки Техред Н.Бонкало едактор Г.Во р М Ложо Заказ 2428/2 Подписно НИИЛИ Го по дел3035,Производственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,ираж 47 дарстве изобрет ква, Жого комитета ССий и открытийРаушская наб.