Проектирование тоннельных конструкций

       0,32<0,53                

       N≤N_пред= =970,65кН

       2.4.3.3  Третье сечение.  Пята свода.

       Эксцентриситет  приложения продольной силы, м.

       ηe₀ = 158 /1091 = 0,028м.

       Проверка  выполнения условия:

       ηe₀ ≤ 0,45h

       0,45h = 0,45*0,770= 0,347 м.

       Условие выполняется,  следовательно в  сечении не надо армировать обделку

       ηe₀ < (0,5h -1)

       0,028<0,615              

       

       N≤N_пред= =1722,1кН

       2434 обратный свод

       Результаты расчета сведены в табл. 2.6.

       Таблица 2.6 – Проверка прочности сечений обделки №1.

       2.5 Постоянные сооружения.

       В данном разделе в сжатом виде характеризуются  основные и функциональные параметры  принимаемых постоянных устройств  в соответствии с требованиями [3].

       2.5.1 Проезжая часть.

       Материалы и конструкции дорожной одежды в  проектируемом автодорожном тоннеле  должны соответствовать требованиям  СНиП 2.05.02 для открытых участков автомобильных  дорог, установленным для опасных  условий движения. Дорожная одежда должна иметь деформационные швы в местах деформационных швов обделки тоннеля и на выходах у порталов. Поперечный уклон проезжей части проектируется равным 20 ‰. Пространство под проезжей частью заполняется дренирующим грунтом.

       2.5.2  Водоотведение.

       Согласно  требованиям /1/ в проектируемом тоннеле отвод воды, в том числе от промывки тоннеля пожаротушения, осуществляется с помощью закрытых лотков с уклоном дна не менее 3‰. Лотки обустраиваются смотровыми колодцами с отстойной частью объемом 0,04 м³, располагаемыми через 40 м. Для исключения распространения горящих нефтепродуктов по тоннелю смотровые колодцы через 280 м снабжаются гидрозатворами (перепуски сифонного типа) с отстойниками объемом 0,2 м³.

       2.5.3  Вентиляция тоннеля  при его эксплуатации.

       Вентиляция  тоннеля проектируется в соответствии с нормами [3] и должна обеспечивать безопасную концентрацию вредных веществ, хорошую видимость, температуру и влажность воздуха, уровень шума в тоннеле.

       По  заданию необходимо запроектировать  продольную вентиляцию с вентиляционными шахтами. При продольной вентиляции воздуховодом служит тоннель, вдоль которого перемещается воздух.

       2.5.4 Электроснабжение, электрооборудование, автоматика, сигнализация, связь.

       Питание электрической энергией силовых, осветительных  и технологических потребителей осуществляется на переменном токе промышленной частоты на напряжение 380/220В от собственных трансформаторных подстанций с общими трансформаторами для питания силовых и осветительных нагрузок.

       

       Силовые и осветительные кабели прокладываются по одной стороне тоннеля, а кабели слабого тока по другой.

       Для защиты людей от поражения электрической  энергией при повреждении изоляции сетей и электроустановок применяется  заземление, и устанавливаются реле от  утечек тока.    

       Для подключения ремонтных и других механизмов к электрической сети напряжением 380/220 В устанавливаются шкафы через 120 м по длине тоннеля на высоте 500-700 мм от ВПЧ по обеим сторонам. 

       Все электрооборудование должно быть выполнено  в соответствии с «Правилами устройства электроустановок».

       Сигнализация  о работе оборудования в тоннеле  и притоннельных сооружениях  осуществляется автоматически, а управление им дистанционно.

       У порталов для регулирования движения предусматриваются  светофоры, управляемые  дистанционно. Предусмотрена также  заградительная сигнализация, запрещающая въезд в тоннель на случай аварийной ситуации и параллельное автоматическое включение запрещающих сигналов от датчиков пожарной сигнализации.

       Также необходимо устройство телефонной связи. Телефонные аппараты размещаются в  камерах и нишах по обеим сторонам тоннеля.

       Устраивается  громкоговорящее оповещение с динамиками через каждые 120 м.

       Также устанавливаются устройства теленаблюдения – мониторы через каждые 300 м. 

5.   Противопожарная защита.

       Условия безопасной эвакуации людей при пожаре должны соответствовать ГОСТ 12.1.004.

       Пожарные  посты в тоннеле располагаются  в камерах, нишах и у обоих  порталов. Запас пожарных материалов устраивают из расчета времени тушения  пожара – 3 часа. Напор в трубопроводах  определяется из расчета добегания струи до наиболее удаленного крана не более чем за 5 мин.

3. Производство работ.

       Здесь и далее рассматривается технология работ при сооружении тоннеля  на участке тоннеля с вторым типом  обделки.

1. Выбор и обоснование способа сооружения тоннеля.

       При выборе способа сооружения тоннеля необходимо учитывать инженерно-геологические особенности места строительства, длину тоннеля, его размеры и конструкцию обделки согласно требованиям [3].

       В данном проекте было принято решение  использовать при проходке уступный способ, так как высота выработки 13,32 м, а коэффициент крепости 3,0. Три уступа высотой 4,44 м. Грунт в забое разрабатывается тоннелепроходческими комбайнами.

2. Разработка  грунта.

       Разработка  грунта ведется тоннелепроходческими комбайнами, как наиболее эффективными в скальных грунтах по экономии и скорости проходки.

       Теоретическая производительность комбайна, м³/ч – это максимально возможная его производительность в заданных инженерно-геологических условиях:

                                                           ,                                                  (3.1)

       где t_р – время на разработки забоя, погрузки грунта,   - длина заходки, равная 3,0 м.

       Техническую производительность щита определяют как  среднюю производительность  щита в течение смены, м / смену:

                                                    Q_тех =  k_тех Т Q _т ,                (3.2)

       где k_тех - коэффициент использования комбайна; Т – продолжительность смены, ч., Q_{т ,} м/ч, - теоретическая производительность комбайна, определяемая как максимально возможная скорость проходки.

       Продолжительность разработки забоя:

                                                 t_р = 60 F l_зах / Q_раз ,      (3.3)

     где F – площадь забоя, м²; Q_раз – производительность разработки грунта,  м³ / ч.

     Для комбайнов со стреловыми фрезерными исполнительными органами

                                                    Q_раз = F_ф U_ф,                                           (3.4)

     где  F_ф – площадь боковой проекции фрезерной коронки F_ф = l_ф d_ф, где l_ф = 0,8 м – длина коронки, м; d_ф = 0,7 м – средний диаметр коронки, м; U_ф – скорость перемещения фрезы U_ф = 36 n_ф h, где n_ф – частота вращения фрезы; можно принять n_ф = 1,33 с^-1 для грунтов крепостью 1< f < 3 и n_ф = 0,67 с^-1 для 4< f < 6; h – толщина стружки, принимаемая при f=3,0 равной 2,3см.

     3.2.1 Комбайн верхнего  уступа

     F_ф = 0,8*0,7=0,56м².

     U_ф = 36*1,33*2,03=97,20м/час.

     Q_раз = 0,56*97,20=54,43м³/час.

     t_р = 60 *53,07* 3,00 / 54,43=176мин.

      м/час.

     Q_тех = 0,8*12*1,02=9,79м/смена. 

     3.2.2 Комбайн среднего уступа

     F_ф = 0,8*0,7=0,56м².

     U_ф = 36*1,33*2,03=97,20м/час.

     Q_раз = 0,56*97,20=54,43м³/час.

     t_р = 60 *85,68* 3,00 / 54,43=283мин.

      м/час.

     Q_тех = 0,8*12*0,636=6,11м/смена. 

     3.2.3 Комбайн нижнего  уступа

     F_ф = 0,8*0,7=0,56м².

     U_ф = 36*1,33*2,03=97,20м/час.

     Q_раз = 0,56*97,20=54,43м³/час.

     t_р = 60 *92,46* 3,00 / 54,43=306мин.

      м/час.

     Q_тех = 0,8*12*0,588=5,64м/смена. 
 
 

3. Временная крепь.

       Для временного крепления выработки  в проекте решено применить анкерную крепь с набрызгбетоном. Согласно нормам данный вид крепи подходит к заданным инженерно-геологическим условиям, т.е. для трещиноватых и необводненных грунтов с коэффициентом крепости f = 3,0 (известняк).

       Вид анкера также определяется исходя из геологии места строительства. В проекте применяются цельнометаллические клинощелевые анкеры, имеющие наибольшее распространение, простые и дешевые в изготовлении. Клинощелевой анкер с вставленным в прорезь на 20-30 мм клином вводят в шпур и для создания предварительной расклинки досылают до конца шпура резким движением. Затем анкер забивается, после чего на выступающий конец надевается опорная шайба 100x100x8 мм с сеткой и завинчивается гайка. Анкер забивается отбойным молотком снабженным специальной насадкой. Время забивки   5 -10 с.

       Сразу после установки анкер натягивается для предотвращения расслоений и  частичного расслоения и частичного восстановления первоначального напряженного состояния грунта. Величина натяжения  не менее 40 кН. Для затяжки используется ключ длиной 0,7 м.