Из общего количества 430 тоннелей большой длины, находящихся в эксплуатации, около 40% имеют бетонную обделку, 20% — каменную, кирпичную или из камня и кирпича, 12% —деревянную, 20% — из комбинации указанных выше материалов и 8% тоннелей обделки не имеют.
В настоящее время для замены обделки старых тоннелей и устройства ее в новых, как правило, применяют бетон или железобетон. Применяют для этой цели также торкрет, который иногда наносят по арматуре или по металлическим листам.
Каменную и кирпичную тоннельные обделки практически не применяют вследствие их высокой стоимости и отсутствия квалифицированных каменотесов.
Легкая приспособляемость бетона к любым условиям строительства, его сравнительно низкая строительная стоимость и небольшие расходы на содержание привели к широкому применению бетонных обделок. Для бетонирования применяют подвижную опалубку и бетононасосы.
Железобетонную обделку устраивают в тех случаях, когда имеет место высокое горное давление, вообще же говоря, удобнее применять для обделок бетон, в связи с тем, что его легче укладывать в формы. Для размещения арматуры (рис. 1) и нормальной ее работы толщину обделки приходится увеличивать.
Одним из недостатков железобетонной обделки является ржавление арматуры вследствие просачивания воды, с последующим появлением трещин в бетоне.
В некоторых старых тоннелях заметны повреждения бетонной обделки свода. Этот дефект объяснялся низким качеством бетона и вредным действием сернистого газа, содержащегося в паровозном дыме. Увеличение сечения тоннеля и повышение плотности бетона значительно улучшили положение.
Торкрет представляет собой хороший материал для тоннельной обделки. Его можно наносить непосредственно на скалу, он служит защитным слоем для листов металлической обделки, а также употребляется для замены или ремонта повреждений обделки из бетона или кирпича. При условии хорошего ухода во время твердения торкрет оказывается предохраненным от появления в нем волосных трещин; при этом полностью проявляются его положительные свойства. В частности, благодаря высокой плотности торкрет-бетон хорошо сопротивляется действию сернистого газа.
РЕКОМЕНДАЦИИ AREA
AREA составлены Технические указания по применению бетона для обделок в новых тоннелях и для замены обделки в старых Предусмотрены случаи, когда тоннель проходит в обычной скале и не испытывает чрезмерного горного давления.
проектирование
На закруглениях габарит должен быть увеличен с тем, чтобы допустить пропуск вагона длиной 25,9 м, высотой 4.25 м с расстоянием между шкворнями тележек 8.2 м. возвышение наружного рельса должно соответствовать рекомендациям AREA.
В тоннелях, проходящих через водоносные слои, для возможности размещения водоотводов расстояние от оси до стенки должно быть не меньше 2,74 м, а в тех случаях, когда требуется устройство вентиляции, высоту тоннеля следует увеличить не меньше чем на 30 см.
Рельс должен через двухребордчатые подкладки опираться на забетонированные полу шпалы сечением 20 х 25 см длиной 0,76 м, расположенные на расстоянии 0,5 м между осями и прикрепляться костылями или шурупами. На кривых возвышение наружного рельса осуществляют увеличением толщины соответствующих полушпал.
Наименьшая толщина стен при проходке без временного крепления должна быть:
для однопутных тоннелей — 38 см:
для двухпутных тоннелей — 53 см.
Если временное крепление стен выработки необходимо, то внутренняя поверхность бетона при деревянных стойках рам, расположенных на взаимном расстоянии не менее 30 см, должна
отстоять:
для однопутных тоннелей—на 36 см от внутренней поверхности стойки; на 66 см от внутренней поверхности забирки;
для двухпутных тоннелей—на 46 см от внутренней поверхности стойки; на 76 см от внутренней поверхности забирки.
Рис. 2. Рекомендация AREA по бетонной обделке однопутных тоннелей на прямых
При стальных рамах крепления внутренняя поверхность
бетона должна отстоять:
для однопутных тоннелей — на 23 см от внутренней поверхности стоек; на 38 см от внутренней поверхности забирки;
для двухпутных тоннелей — на 30 см от внутренней поверхности стоек; на 51 см от внутренней поверхности забирки.
Не рекомендуется применять деревянные рамы для крепления, кроме тех случаев, когда нельзя достать стальных рам или рам из гнутых рельсов.
В тех случаях, когда деревянные рамы расположены на взаимном расстоянии, меньшем 30 см, необходимо увеличить толщину стен и свода, а также проверить расчетом целесообразность армирования обделки.
Стальные рамы для крепления располагают на взаимном
расстоянии не менее 10 см и не более 1,22 м. Большее расстояние допускается, если стойки не несут большой нагрузки и их главным назначением является предохранение рабочих от падения кусков скалы.
Для обшивки можно применять дерево, стальную забирку, стальные облицовочные листы или стальную водоотводную обшивку. Там, где это допускается характером скалы и величиной притока грунтовых вод, забирку укладывают не вплотную, а с зазорами 10 м и более с тем, чтобы дать возможность бетону стен проникнуть к стенам выработки.
До начала бетонирования удаляют возможно большее количество элементов забирки.
Рис. 3. Рекомендации AREA по бетонной обделке двухпутных тоннелей
на прямых
В тех случаях, когда необходимо уплотнить забирку для защиты во время проходки и нецелесообразно разбирать ее при бетонировке, зазор между креплением и стеной выработки надо заполнить тощим бетоном, прочным камнем, затрамбованным на место, крупным гравием, уложенным вручную, или нагнетанием гравия.
При езде на балласте в бордюрных стенках через каждые 3 м устраивают отверстия диаметром 10 см для осушения балластного слоя.
При устройстве дренажей необходимо принять меры против их засорения во время бетонирования.
Низ ниши должен быть на одном уровне с подошвой шпал при пути, уложенном на балласте, и на уровне пересечения обратного свода со стеной — при пути на бетонной плите. При длине тоннелей более 1,6 км необходимо предусматривать ниши больших размеров (камеры), позволяющие убирать съемные автодрезины.
При необходимости следует предусмотреть устройство в обделке приспособлений для подвески кабелей и проводов.
опалубка
Примечание. Минимальное расстояние между осями путей в двухпутном тоннеле указано 3,96 м. По возможности, это расстояние следует принимать равным 4,27 м. При увеличении расстояния между осями путей вводятся соответствующие поправки к другим размерам.
1.Основные положения. Опалубка должна отвечать требованиям ТУ AREA на бетонные и железобетонные железнодорожные мосты и другие сооружения а также приводимым ниже дополнительным положениям.
Расстояние между рабочими швами должно быть ограничено, как указано выше в настоящих ТУ,
условиями усадки бетона, а также в зависимости от допускаемой методом укладки возможности обеспечить полное и равномерное заполнение опалубки.
БЕТОН
больше 7,6 см. Бетон должен обладать прочностью на сжатие не менее 2Qb кг/смг на 28-й день, быть воздухововлекающим и содержать не меньше 3% и не больше 6% воздуха по объему. Для улучшения удобоукладываемости бетона при заданном водо-цементном отношении разрешаете употреблять проверенные добавки.
Рыхлую и слабую скалу из-под стен и лотка надо удалять до начала бетонирования. Если по характеру скалы это нецелесообразно, то лоток и фундаменты стен следует армировать.
РАБОЧИЕ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ШВЫ