Колекторний тунель для умов грунтового масиву, що нерівномірно деформується

Полезная модель относится к строительству коммунальных, транспортных и других подземных тоннелей, в частности к конструкциям многослойных тоннельных обделок, и может быть использовано при выполнении строительных работ на подрабатываемых территориях в условиях неравномерных деформаций грунтового массива. В качестве прототипа выбран тоннель щитовой проходки, который содержит первичную и вторичную обделки, между которыми выполнен компенсационный слой с плоскостью скольжения в виде листового герметика, прикрепленного к одной из обделок. Наружная обделка выполнена сборной, а внутренняя монолитной с периодически повторяющимися по длине тоннеля кольцевыми разрывами сплошности в виде сквозных зазоров между отсеками внутренней обделки, выполняющих роль деформационных швов. В деформационных швах расположены компенсаторы из упругого материала, обеспечивающие герметизацию тоннеля возможность изменения величины зазоров между отсеками вторичной обделки без нарушения герметичности тоннеля. Общими признаками прототипа и заявляемого коллекторного тоннеля являются первичная сборная обделка, вторичная монолитная обделка компенсационный слой между первичной и вторичной обделками, периодически повторяющиеся по длине тоннеля деформационные швы, выполненные во вторичной обделки. Как и в предыдущем аналоге, нарушение сплошности тоннельной обделки ограничивает эксплуатационные возможности тоннеля, так как снижает его гидроизоляционные свойства и требует дополнительных мер по изоляции тоннеля путем перекрытия деформационных шпов специальными средствами, допускающими изменение величины зазора в деформационном шве при изменении кривизны тоннеля без нарушения его герметичности. В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования коллекторного тоннеля, в котором обеспечивается улучшение гидроизоляционных свойств тоннеля, за счет выполнения деформационных швов без нарушения сплошности вторичной обделки и тем самым достигается повышение эксплуатационных свойств тоннеля и упрощение его строительства. Поставленная задача достигается тем, что в коллекторном тоннеле для условий неравномерно деформируемого грунтового массива, содержащем сборную первичную обделку, выполненную из блочных секций, свободно примыкающих друг к другу, вторичную монолитную железобетонную обделку, разделенную на участки деформационными швами вдоль продольной оси тоннеля, и компенсационный слой между первичной и вторичной обделками, согласно полезной модели, вторичная обделка выполнена сплошной, а деформационные швы выполнены в виде ослабленных на разрыв кольцевых сечений вторичной обделки. Перечисленные признаки составляют сущность заявляемой полезной модели. Целесообразно ослабленные на разрыв кольцевые сечения вторичной обделки выполнить в виде участков с уменьшенной площадью перечного сечения вторичной обделки и разрывами части продольных армирующи х элементов в пределах указанных участков с равномерным распределением разрывов по площади поперечного сечения вторичной обделки целесообразно выполнить в виде кольцевой выемки с наружной стороны вторичной обделки, в которой расположить предварительно сжатый упругий материал, например, гернит. Технический результат - улучшения гидроизоляционных свойств коллекторного тоннеля за счет выполнения деформационных швов без нарушения сплошности вторичной обделки -достигается выполнением деформационных швов "скрытым" образом в виде периодически расположенных вдоль оси тоннеля ослабленных на разрыв кольцевых поперечных сечений вторичной обделки, которые обеспечивают управляемое разделение вторичной обделки на отсеки только при наличии опасных деформаций. Такая тоннельная обделка, будучи сплошной, только в случае опасных деформаций разделяется на отсеки с нарушением сплошности. Это улучшает гидроизоляционные свойства тоннеля о процессе его эксплуатации. Таким образом, признаки, составляющие сущность полезной модели, находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом. Ниже приводится подробное описание заявляемого коллекторного тоннеля со ссылками на чертежи, на которых представлено: на фиг.1 - схематическое изображение конструкции коллекторного тоннеля в продольном разрезе; на фиг.2 - поперечный разрез тоннеля в плоскости деформационного шва (разрез по АЛ на фиг. 1). Коллекторный тоннель состоит из первичной обделки, выполненной из отдельных блочных секций 1, которые свободно примыкают друг к другу своими торцовыми поверхностями 2, 3, вторичной обделки 4 в виде монолитной железобетонной конструкции, армированной продольными элементами 5,6 и поперечными элементами 7. Между блочными секциями 1 первичной обделки и наружной поверхностью вторичной обделки 4 расположен компенсационный слой 8, выполненный из бризола или изола, который благодаря упругим свойствам компенсирует радиальные доформации первичной обделки, а также выполняют функцию гидроизоляции. Толщина компенсационного слоя составляет 15-20 мм. Вторичная обделка разделена на отсеки деформационными швами, периодически повторяющимися вдоль продольной оси тоннеля. Каждый деформационный шов выполнен в виде ослабленных на разрыв кольцевых сечений 9 без нарушения сплошности вторичной обделки 4. Ослабление на разрыв выполнено путем уменьшения площади поперечного сечения вторичной обделки 4 за счет выполнения кольцевых выемок 10 в плоскости поперечного сечения вторичной обделки 4 со стороны компенсационного слоя 8, а также за счет разрыва продольных армирующи х элементов б, чередующи хся со сплошными по длине тоннеля армирующими элементами 5. Разрывы армирующих элементов б расположены в пределах кольцевых печений 9 и равномерно распределены по площади поперечного сечения вторичной обделки 4. Степень ослабления на разрыв кольцевых сечений 9 зависит от глубины кольцевых выемок 10, уменьшающих площадь поперечного сечения вторичной обделки 4, а также от соотношения количества сплошных армирующи х элементов 5 и разорванных в кольцевом сечении 9 армирующи х элементов 6. Глубина кольцевых выемок 10 и соотношение армирующих элементов 5 и б определяются расчетным путем, руководствуясь требуемой степенью ослабления на разрыв вторичной обделки 4 в кольцевых сечениях 9 при заданных условиях де формаций грунтового массива. В кольцевых выемках 10 расположен предварительно сжатый герметизирующий материал 11, например гернитовый шнур. Коллекторный тоннель сооружается следующим образом. После прохождения выработки монтируют первичную обделку из отдельных блочных секций 2, устанавливая их последовательно вдоль тоннеля. Отдельно готовят листовые заготовки компенсационного слоя 8. Заготовки устанавливают на внутреннюю поверхность блочных секций 1 и закрепляют их при помощи распорных элементов (не показаны). Далее, в местах формирования деформационных швов устанавливают два кольца (не показаны), между которыми располагают предварительно сжатый герметизирующий материал 11, например гернит. Расстояние между кольцами и ширина колец определяют размеры кольцевой выемки 10 во вторичной обделке 4. Устанавливают армирующие элементы 5,6,7, обеспечивая разрывы армирующих элементов 6 в кольцевом сечении 9 вторичной обделки 4. После этого снимают вспомогательные распорные элементы. Компенсационный слой 8 при этом удерживается в заданном положении армирующими элементами 5, б, 7. Устанавливают опалубку и бетонируют вторичную обделку 4 тоннеля. При эксплуатации коллекторного тоннеля вторичная обделка 4 сохраняет сплошность до момента возникновения опасных деформаций ґрунтового массива, вызывающих изменение кривизны тоннеля. Если такие деформации не возникают, вторичная обделка 4 оствется сплошной и обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики тоннеля. При изменении кривизны тоннеля сверх допустимой величины, которая определяется расчетным путем, происходит разделение вторичной обделки 4 на отсеки путем ее разрыва по ослабленным на разрыв кольцевым сечениям 9, выполняющим роль "скрытого" деформационного шва, что разгружает вторичную обделку 4, предотвращает ее неуправляемое разрушение. Другими словами, заявляемые особенности выполнения вторичной обделки 4 позволяют создать самоорганизующиеся деформационные швы в экстремальных условиях эксплуатации тоннеля. При этом ослабленные на разрыв кольцевые сечения 9 вторичной обделки 4, расположенные на участках самоорганизующи хся деформационных швов, работают как элементы разрешающей прочности. Обеспечение гидроизоляции вторичной обделки 4 после ее разрыва по линиям деформационных швов осуществляется предварительно сжатым упругим материалом 11, расположенным в кольцевых выемках 10. Первичная обделка воспринимает изменения кривизны тоннеля за счет ее выполнения сборной, состоящей из отдельных блочных секций 1, свободно примыкающих др уг к др угу, что позволяет блочным секциям 1 смещаться по шву скольжения, образующемуся вдоль компенсационного слоя 8, изменять величину зазора между соседними секциями 1, не разрушаясь и не нагружая при этом вторичную обделку 4 касательными напряжениями. Предложенная конструкция коллекторного тоннеля обеспечивает качественно новые условия работы сооружения, позволяющие повысить эксплуатационные характеристики коллекторных тоннелей, сооружаемых на подрабатываемых территориях.