Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Введение. Методические указания
|
|
ПОДВОДНЫЕ ТОННЕЛИ, СООРУЖАЕМЫЕ ЩИТОВЫМ СПОСОБОМ
Методические указания
для курсового проектирования
Санкт-Петербург 2010
УДК 624.191.6
ББК 38.741.5
И18
Иванес Т. В. Подводные тоннели, сооружаемые щитовым способом: метод. указания для курсового проектирования/ Т. В. Иванес. – СПб.: ПГУПС. 2010. – 60 с.
Указания предназначены для студентов заочного факультета, обучающихся по специальности «Мосты и транспортные тоннели».
Введение
Учебными планами заочного факультета для студентов, обучающихся по специальности «Мосты и транспортные тоннели», предусматривается выполнение курсового проекта на тему «Тоннель, сооружаемый щитовым способом». Методические указания предназначены для помощи студентам при выполнении курсовых проектов по дисциплине «Тоннели».
В настоящем издании изложены материалы, отражающие современное положение в области проектирования, возведения транспортных автодорожных и железнодорожных тоннелей, сооружаемых щитовым способом. Приведены указания по проектированию трассы тоннелей, конструированию и расчету тоннельных обделок кругового очертания, по выбору и расчету проходческих щитов, а также по механизации работ по сооружению тоннелей щитовым способом.
При подготовке методических указаний использованы работы, опубликованные в отечественной и зарубежной печати, а также действующие нормативы.
Состав и содержание проекта
Курсовой проект по дисциплине «Тоннели» для специализации «Мосты» предусматривает проектирование подводного транспортного тоннеля. В ходе выполнения задания производится проектирование трассы тоннеля в плане и профиле, проектирование конструкций обделок, с соответствующим технико-экономическим обоснованием принятых решений, статический расчет обделки, составление проекта производства основных работ, разработка структуры проходческого механизированного щитового комплекса и составление циклограммы.
Проектные материалы представляются студентами к защите в следующем объеме: 2 листа чертежей формата А1 и пояснительная записка – 25–30 страниц. На первом листе вычерчиваются:
– продольный разрез массива по оси тоннеля с указанием черных и красных отметок, уклонов и плана тоннеля, пикетажа, геологических условий, мест расположения входов в тоннель;
– два варианта конструкции обделки тоннеля в масштабе 1: 100 или 1: 50 с вентиляционными и водоотводными устройствами, соответствующие участку тоннеля с наиболее неблагоприятными инженерно-геологическими условиями;
– конструкция тюбинга или блока выбранного варианта обделки, арматурный или опалубочный чертеж;
На втором листе вычерчивается технологическая карта, в состав которой входят:
– технологическая схема производства работ с характерными поперечными сечениями, отражающими этапность работ (разрезы щита, укладчика и другого оборудования проходческого комплекса);
– циклограмма на проходку тоннеля и возведение обделки;
– таблица основного оборудования и механизмов.
Пояснительная записка должна составляться в следующем порядке:
1. Исходные данные к проекту.
2. Проектирование тоннеля.
2.1. Инженерно-геологическое описание продольного разреза по трассе тоннеля. Проектирование трассы тоннеля в плане и профиле.
2.2. Конструирование тоннельных обделок, технико-экономическое сопоставление предложенных вариантов.
2.3. Выбор расчетного кольца по длине тоннеля. Определение расчетных нагрузок. Методика статического расчета конструкции.
3. Производство работ по сооружению тоннеля.
3.1. Описание общей организации работ по сооружению тоннеля щитовым способом.
3.2. Выбор принципиальной схемы щитового комплекса для сооружения тоннеля. Определение геометрических размеров щита и сопротивлений, преодолеваемых щитом при передвижке.
3.3. Организация и комплексная механизация работ по сооружению тоннеля. Циклограмма на проходку участка тоннеля и возведение обделки.
3.4. Основные мероприятия по охране труда и технике безопасности.
2. Продольный профиль и план тоннелей
Работу над проектом рекомендуется начинать с вычерчивания на миллиметровке в стандартном масштабе профиля грунтового массива, прилагаемого к заданию, с указанием отметок уровня головки рельса или проезжей части начальных точек трассы (рис. 2.1). Затем, в соответствии с горизонтальным масштабом, следует обозначить пикетаж, приняв за начало отсчета указанный на профиле километр. На следующем этапе необходимо вычертить продольный профиль трассы таким образом, чтобы обеспечить минимальную длину тоннеля.
Продольный профиль и план трассы железнодорожных и автодорожных тоннелей проектируются в соответствии требованиями норм [7] и рекомендаций, изложенных в [1, с. 13–15, 267–268; 6, с. 17]. Продольный профиль железнодорожных и автодорожных подводных тоннелей должен иметь два ската от берегов к подрусловой части пересекаемого водотока, сопрягаемых участком с минимальным односкатным уклоном 3…5 ‰. Величина максимального уклона железнодорожного тоннеля на линиях I и II категории не должна превышать 15 ‰. Для сокращения длины подводного тоннеля разрешается применять уклон кратной тяги. Смягчение руководящего уклона (уклона кратной тяги) железнодорожной линии в подводных тоннелях производится, в отличие от горных, только в пределах тоннеля. Коэффициент смягчения зависит от длины тоннеля и составляет при длине тоннеля от 0, 3 до 1 км – 0, 9; от 1 до 3 км – 0, 85; более 3 км – 0, 85…0, 75. В автодорожных тоннелях смягчение уклона не производится, однако наибольший уклон автодороги в тоннеле не должен превышать 40 ‰ по условиям оптимальных режимов вентиляции автодорожных тоннелей.
Рис. 2.1. Продольный разрез по оси подводного транспортного тоннеля
План тоннелей проектируется по нормам, установленным для открытых участков линии, с учетом особенностей, связанных с расположением трассы в подземных выработках. Трассу подводного участка тоннеля в плане рекомендуется располагать на прямой.
Минимальная глубина заложения в подрусловой части подводного тоннеля должна назначаться из условия обеспечения безопасности проходческих работ и предотвращения всплытия тоннеля в эксплуатационный период (при расположении тоннеля в слабых водонасыщенных грунтах). На основе опыта проектирования минимальная глубина заложения тоннеля в подрусловой части должна быть не менее: в плотных глинах 6…10 м, в среднепористых грунтах 10…15 м от дна водотока до шелыги свода обделки тоннеля. Следует отметить, что при сооружении подводных тоннелей в неустойчивых водонасыщенных грунтах с коэффициентом крепости менее 2, или в связных грунтах при наличии на подрусловом участке над тоннелем слоя устойчивого грунта менее высоты свода обрушения, возникает необходимость в применении сборных железобетонных обделок из водонепроницаемого бетона с гидроизолирующими прокладками в стыках, возводимых под защитой щита с активным пригрузом забоя.
Вход в подводный тоннель может осуществляться непосредственно из предпортальной выемки либо через промежуточную рампу.
При определении рациональной глубины предпортальной выемки во внимание принимаются как экономические показатели (равенство стоимости разработки 1 м выемки и сооружения 1 м тоннеля), так и инженерно-геологические и гидрогеологические условия. При курсовом проектировании глубина предпортальной выемки может быть назначена по данным строительной практики равной 10…15 м в грунтах с коэффициентом крепости 0, 5…3 и 15…25 м в более прочных скальных грунтах.
Продольный разрез по оси подводного транспортного тоннеля оформляется в соответствии со схемой, приведенной на рис. 2.1. При этом необходимо обратить внимание на следующее:
– черные отметки указываются на пикетах входов в тоннель и в местах характерных изменений в очертании грунтового массива;
– красные отметки указываются на начальных точках трассы и вычисляются на пикетах входов, под указанными черными отметками и в местах перелома профиля;
– разность черных и красных отметок в местах расположения порталов должна соответствовать величинам, определяющим рациональную глубину предпортальных выемок в заданных инженерно-геологических условиях;
– разность черных отметок и отметок шелыги свода должна соответствовать глубине заложения тоннеля;
– расстояния по пикетажу указываются в местах расположения порталов, перелома профиля и изменения типа обделки.