Залізобетонне тунельне кріплення

1. Залізобетонне тунельне кріплення, що включає монолітну бетонну оболонку і елементи, що її підсилюють, виконані у вигляді прямокутних замкнених рам, яке відрізняється тим, що елементи, які підсилюють оболонку, розміщені в тілі оболонки, підсиленої арматурою, і виготовлені у вигляді заповнених бетоном металевих труб, з'єднаних по кутах рам. 2. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що арматура виконана у вигляді розміщених з заданим кроком по периметру рам паралельних поздовжній осі тунелю прутів, встановлених з обох боків труб і з'єднаних між собою. Корисна модель стосується гірничої справи, зокрема - проходження і кріплення виробок, і може використовуватись в підземному будівництві при будуванні тунелів мілкого закладення прямокутного поперечного перерізу у грунтах слабкої і середньої стійкості. Є відоме залізобетонне кріплення мілкого закладення (див.: А.с. СРСР № 1234642, М. кл. E21D11/00, 13/00, 9/00, 1986. Бюл. № 20). Кріплення складається з двох вертикальних "стін в грунті", між якими на глибині 1,5-2 метри під горизонтальною плитою виконана монолітна залізобетонна оболонка прямокутного поперечного перерізу. Загальними ознаками аналогу і рішення згідно з корисною моделлю є такі: монолітна залізобетонна оболонка прямокутного поперечного перерізу. Таке бетонне кріплення доцільно зводити на глибині 1-3 метри і недоцільно на глибині 7-10 метрів через необхідність зведення на таку глибину "стін в грунті". Крім того, таке кріплення і неможливо збудувати під діючими цехами підприємств. Є відоме залізобетонне кріплення (див/. А.с. СРСР № 1191590, М. кл. E21D11/00, 1985. Бюл. № 42). Кріплення складається з залізобетонної оболонки і прикріплених до неї елементів, що її підсилюють, виконаних у вигляді ребер, розташованих паралельно і/або перпендикулярно поздовжній осі тунелю і забетонованих в прорізах, виконаних у породному масиві, що межує з оболонкою. Загальними ознаками аналогу і рішення згідно з корисною моделлю є такі: залізобетонна оболонка і елементи, що її підсилюють. Але відоме кріплення недоцільно використовувати для тунелів мілкого закладення через велику трудомісткість виконання елементів, що підсилюють оболонку, особливо в грунтах слабкої і середньої стійкості (прототип). Прототипом вибрано залізобетонне тунельне кріплення (див.: А.с. СРСР № 1051294, М. кл. E21D11/00, 1983. Бюл. № 40). Кріплення містить в собі монолітну бетонну оболонку і елементи, що її підсилюють, виконані у вигляді прямокутних замкнених рам, виготовлених з балок, при цьому оболонку виконано з зовнішніх сторін підсилюючих елементів, між верхньою балкою яких і покрівлею виробки встановлені мембранні домкрати. Загальними ознаками аналогу і рішення згідно з корисною моделлю є такі: монолітна бетонна оболонка і елементи, що її підсилюють, виконані у вигляді прямокутних замкнених рам. Але відоме кріплення недоцільно застосовувати у виробках, проведених під діючими цехами підприємств, особливо металургійних через те, що грунти розташовані під цехами, зазнають впливу великих вібраційних і динамічних навантажень, які починають діяти на грунти одразу після проведення виробки, і тому можливі ускладнення через зміщення грунтів над виробкою. Крім того, несуча здатність такого кріплення мала. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення відомого залізобетонного кріплення шляхом підвищення несучої здатності кріплення без застосування додаткового дорогого обладнання і додаткових матеріалів для кріплення виробок під діючими цехами підприємств в грунтах слабкої і середньої стійкості. CD М О 926 Поставлена задача вирішується таким чином. У відомому кріпленні, що включає монолітну бетонну оболонку і елементи, що її підсилюють, виконані у вигляді прямокутних замкнених рам, згідно з корисною моделлю, елементи, що підсилюють оболонку, розміщені в тілі підсиленої арматурою оболонки і виконані у вигляді заповнених бетоном металевих труб, з'єднаних в кутах рам. У кращому варіанті втілення ця корисна модель відрізняється тим, що арматура виконана у вигляді розміщених з заданим кроком по периметру рам паралельних поздовжній осі тунелю прутів, встановлених по обидві сторони від труб і з'єднаних попарно між собою. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображені1 на фіг. 1 - загальний вигляд кріплення (поперечний розріз); на фіг. 2 - розріз по А-А на фіг. 1; на фіг. З - вузол Б на фіг. 1; на фіг. 4 - збільшений фрагмент В на фіг. 2; на фіг. 5 розріз по Г-Г на фіг. 3. Під будинком 1, що є діючим цехом прокатки труб, на глибині 8 метрів проведено виробку 2. Виробка 2 повинна бути закріплена таким чином, щоб не допустити будь-яких деформацій будинку 1 через можливі осідання грунту. Виробка 2 прямокутного поперечного перерізу має покрівлю 3 і підошву 4. Виробка 2 закріплена залізобетонним кріпленням, що включає монолітну бетонну оболонку 5, в тілі якої виконані елементи, що підсилюють оболонку, виконані у вигляді прямокутних замкнених рам, виготовлених із заповнених бето ном металевих труб 6, з'єднаних по кутах рам для виключення взаємного переміщення труб (див. фіг. 3). Оболонка 5 підсилена арматурою, виконаною у вигляді розміщених з заданим кроком по периметру рам паралельних поздовжній осі тунелю прутів 7, встановлених по обидві сторони від труб 6 і попарно з'єднаних за допомогою стяжок 8. Опалубка позначена позицією 9. Запропоноване кріплення зводять таким чином. В міру посування вибою виробки 2 (в нашому прикладі розміром 1,8x3,2 м) спочатку встановлюють елементи, що підсилюють оболонку 5, виконані у вигляді замкнених рам, виготовлених з заповнених бетоном металевих труб б діаметром 108 мм. На початковому етапі елементи, що підсилюють оболонку 5, разом з затяжками (на кресленні не позначені) виконують роль тимчасового кріплення. Рами встановлюють з кроком 0,33 метра і підсилюють їх арматурою, виконаною у вигляді паралельних поздовжній осі тунелю прутів 7 діаметром 12 мм в два ряди з кроком 166 мм і відстанню між рядами 140 мм. Після цього споруджують опалубку 9 з металевих щитів товщиною З мм і заповнюють бетоном заопалубний простір. При цьому тимчасове кріплення у вигляді замкнених рам залишається в тілі оболонки 5 і після твердіння бетону править за арматуру. В результаті скорочуються витрати на будування залізобетонного кріплення з високою несучою здатністю для виробок, проведених під діючими цехами підприємств важкої промисловості. Фіг. 1 926 A -A Фіг. З Фіг. 2 в г-г *.. - » 0 »!•;• Фіг. 4 ."/ ,: "I Фіг. 5 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку 4Ь. /У. 2001 р. Формат 60x84 J/8^. Обсяг 0.&3 обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам. р~ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22