Підземний тунель для сейсмічних районів

1 Підземний тунель для сейсмічних районів, що включає залізобетонну обробку, виконану у вигляді блокових кілець, розташованих уздовж осі тунелю і з'єднаних між собою антисейсмічними зв'язками, а також антисейсмічні деформаційні шви в обробці, який відрізняється тим, що антисейсмічні деформаційні шви влаштовані між суміжними блоковими кільцями, а антисейсмічні зв'язки виконані у вигляді кільцевих розпірних елементів, періодично розташованих уздовж осі тунелю з внутрішньої сторони обробки, подовжніх Винахід відноситься до будівництва, зокрема до конструкцій підземних споруд, і може бути використаний при спорудженні підземних комунальних колекторів, а також тунелів різного призначення, в тому числі транспортних, в сейсмічних районах Специфічний вплив навколишнього середовища на підземні споруди в сейсмічно небезпечних районах, а також в умовах нерівномірно деформуємих ґрунтових масивів, вимагає застосування спеціальних конструктивних рішень обробки тунелів, які забезпечують їх експлуатаційну придатність в зазначених умовах На основі публікацій, а також відомостей про практичну реалізацію конструкцій тунелів і колекторів, що споруджуються в сейсмічно небезпечних районах і в умовах нерівномірно деформуємого ґрунтового масиву, можна виділити два принципово різних підходи, які забезпечують працездатність конструкцій виконання обробки тунелю або колектора двошаровою у вигляді первинної і вторинної обробки, що комбіновано сприймають динамічні і деформаційні впливи ґрунтового середовища, ЛІНІЙНИХ елементів, рівномірно розташованих по внутрішньому периметру обробки і жорстко зв'язаних з кільцевими розпірними елементами, а також вузлів зв'язку подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів з блоковими кільцями, виконаних з можливістю переміщення кожного блокового кільця уздовж подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів 2 Підземний тунель для сейсмічних районів по п 1, який відрізняється тим, що кожен з вузлів зв'язку подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів з блоковими кільцями виконаний у вигляді анкерів, жорстко встановлених в блоковому КІЛЬЦІ і сполучених гвинтовим з'єднанням з подовжнім ЛІНІЙНИМ елементом через овальні отвори в ньому, більші осі яких направлені уздовж подовжнього ЛІНІЙНОГО елемента 3 Підземний тунель для сейсмічних районів по п 1, який відрізняється тим, що кожен подовжній ЛІНІЙНИЙ елемент виконаний з компенсаторами температурних напруг, розташованими на ділянках між кільцевими розпірними елементами виконання обробки тунелю або колектора одношаровою у вигляді первинної обробки, конструктивні особливості якої дозволяють сприймати динамічні і деформаційні впливи ґрунтового середовища Так, відомий тунель щитової проходки по авторському свідоцтву СРСР №1401140, МКВ E21D 11/10, пріоритет 21 квітня 1986р , який містить первинну і вторинну обробки Між первинною і вторинною обробками виконаний компенсаційний шар з площиною ковзання у вигляді листового герметика, прикріпленого до однієї з обробок Первинна обробка виконана збірною і складається з блокових кілець Внутрішня обробка виконана монолітною з періодично повторюваними по довжині тунелю кільцевими розривами суцільності у вигляді наскрізних зазорів між відсіками внутрішньої обробки, що виконують роль деформаційних (антисейсмічних) швів В деформаційних швах розташовані компенсатори з пружного матеріалу, які забезпечують герметизацію тунелю і можливість зміни величини зазорів між відсіками вторинної обробки без порушення герметичності тунелю при динамі (О ю (О ю 56956 чних і деформаційних впливах ґрунтового середо2000, с 143-156) вища Так, у технічному проекті для Ташкентського метрополітену застосоване кругове ребристе заліЗагальними ознаками аналога і рішення, що зобетонне оброблення, що складається з блокозаявляється, являються залізобетонна обробка, вих кілець з посиленим болтовим з'єднанням ківиконана у виді блокових кілець, розташованих лець між собою Болтові з'єднання виконують роль уздовж осі тунелю, а також періодичні антисейсміантисейсмічних зв'язків Через кожні 50 - 60м по чні шви в обробці довжині тунелю улаштовані деформаційні (антиВідомий також колекторний тунель по опису сейсмічні) шви, що утворять ВІДСІКИ тунелю (Доркорисної моделі по патенту України №16, МКВ ман И Я , Сейсмостійкість транспортних тунелів, E21D 11/05, пріоритет 20 жовтня 1995р , що скла«ТИМР», Москва, 2000, с 145-146) дається з первинної обробки, виконаної з окремих блокових секцій, що вільно примикають друг до На першій і другій ЛІНІЯХ Ташкентського метдруга своїми торцевими поверхнями, вторинної рополітену була застосована конструкція тунелю, обробки у вигляді монолітної залізобетонної консу якому як основні умови забезпечення сейсмотрукції Між блоковими секціями первинної обробстійкості оброблення в поперечному перерві заки і зовнішньою поверхнею вторинної обробки розкладений принцип зв'язку елементів в КІЛЬЦІ і ташований компенсаційний шар, виконаний із устрій антисейсмічних швів по довжині тунелю, що брізолу або ізолу, який завдяки пружним властикомпенсують подовжні деформації Конструкція востям компенсує радіальні деформації первинної являє собою уніфіковане оброблення у вигляді обробки, а також виконує функцію гідроізоляції кільцевих залізобетонних блоків, застосовувану Вторинна обробка розділена на ВІДСІКИ деформадля несейсмічних районів, при цьому кожний блок ційними (антисейсмічними швами), які періодично виконаний зі скошеними кутами, з яких виведені повторюються уздовж подовжньої осі тунелю Коарматурні петлі, що виконують роль антисейсмічжний деформаційний шов виконаний у вигляді них зв'язків ПІСЛЯ монтажу оброблення зазначені ослаблених на розрив кільцевих розрізів без поарматурні петлі з'єднують металевими планками й рушення суцільності вторинної обробки Ступінь омоноличивают (Дорман И Я , Сейсмостійкість ослаблення на розривання кільцевих розрізів затранспортних тоннелей, «ТИМР», Москва, 2000, с лежить від глибини кільцевих виїмок, які зменшу145-146) ють площу поперечного розрізу вторинної обробВідома конструкція тунелю, у якому якості анки, а також від співвідношення КІЛЬКОСТІ суцільних тисейсмічних зв'язків використовуються сталеві Пармуючих елементів і розірваних у кільцевому подібні скоби, установлювані при монтажі оброброзрізі армуючих елементів В кільцевих виїмках лення по кільцевому торцю зібраного кільця в сперозташований попередньо зжатий матеріал, що ціальні циліндричні гнізда і з'єднуючі сусідні блоки герметизує, наприклад гернітовий шнур Періодично по довжині тунелю виконані антисейсмічні шви, що розділяють тунель на ВІДСІКИ (ДорПри експлуатації колекторного тунеля вторинман И Я , Сейсмостійкість транспортних тоннелей, на обробка зберігає суцільність до моменту виник«ТИМР», Москва, 2000, с 145-146) нення небезпечних деформацій ґрунтового масиву, які викликають зміну кривизни тунеля Якщо Ще одним прикладом конструкції сейсмостійтакі деформації не виникають, вторинна обробка кості оброблень для перегінних тунелів закритого залишається суцільною При динамічних впливах способу робіт є конструкція оброблення перегіннона тунель понад припустиму величину відбуваєтьго тунелю метрополітену в Єревані, виконана з ся розділення вторинної обробки на ВІДСІКИ ШЛЯблоків суцільного перетину, що мають по кутах ХОМ її розриву по ослабленим на розрив кільцевим куточки, що закладаються в блоки при бетонуванрозрізам, що виконують роль "схованого" дефорні Після зборки кільця всі куточки зварюють між маційного антисейсмічного шва, який розвантажує собою, створюючи тверду конструкцію тунельної вторинну обробку, запобігає и некероване руйнутруби Періодично по довжині тунелю виконані вання Первинна обробка сприймає зміни кривизантисейсмічні шви, що розділяють тунель на ВІДСІни тунеля за рахунок и виконання збірною, що КИ (Дорман И Я , Сейсмостійкість транспортних складається з окремих блокових секцій, які вільно тоннелей, «ТИМР», Москва, 2000, с 145-146) примикають друг до друга, що дозволяє блоковим Перераховані варіанти конструктивного рісекціям зміщатися по шву ковзання, який утворюшення тунелів для сейсмічних районів по своїй ється уздовж компенсаційного шару, змінювати суті представляють одне технічне рішення, що величину зазору між сусідніми секціями, не руйнухарактеризується наступними ознаками ючи і не навантажуючи при цьому вторинну обробзалізобетонне оброблення, виконане у вигляді ку блокових кілець, Загальними ознаками аналога і рішення, що блокові кільця розташовані уздовж осі тунелю, заявляється, являються залізобетонна обробка, блокові кільця жорстко з'єднані між собою анвиконана у виді блокових кілець, розташованих тисейсмічними зв'язками (болти, петлі, скоби і уздовж осі тунелю, а також періодичні антисейсмітп), чні шви в обробці виконання періодичних антисейсмічних швів в обробленні, що розділяють тунель на жорсткі ВІДВІДОМІ конструкції підземних тунелів з одноСІКИ шаровою обробкою, виконаною у вигляді первинної обробки, конструктивні особливості якої дозвоЗазначене рішення обране як прототип ляють сприймати динамічні і деформаційні впливи Загальними ознаками прототипу і рішення, що ґрунтового середовища (Дорман И Я , Сейсмостійзаявляється, являються залізобетонне обробленкість транспортних тунелів, «ТИМР», Москва, ня, виконане у вигляді блокових кілець, розташо 56956 сейсмостійкості оброблення тунелю при спрощенні и конструкції, підвищення технологічності спорудження тунелю і його ремонтопригодності в процесі експлуатації) Виконання підземного тунелю для сейсмічних районів у вигляді залізобетонного оброблення з блокових кілець, розташованих уздовж осі тунелю і з'єднаних між собою антисейсмічними зв'язками, виконання антисейсмічних зв'язків у вигляді кільцевих розпірних елементів, періодично розташованих уздовж осі тунелю з внутрішньої сторони оброблення, подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів, рівномірно розташованих по внутрішньому периметру оброблення і жорстко зв'язаних з кільцевими розпірними елементами, а також вузлів зв'язку подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів із блоковими кільцями, виконання вузлів зв'язку подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів з блоковими кільцями з можливістю переміщення кожного блокового кільця уздовж подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів, виконання антисейсмічних деформаційних швів між суміжними блоковими кільцями дозволяє підвищити сейсмостійкість оброблення тунелю, спростити її конструкцію, підвищити технологічність спорудження тунелю і його ремонтопригодність у процесі ексВ основу винаходу поставлена задача удоскоплуатації налення підземного колектора для сейсмічних районів, у якому за рахунок конструктивних особлиВиконання антисейсмічних зв'язків між блоковостей забезпечується підвищення сейсмостійковими кільцями в зазначеному вигляді і розташусті оброблення тунелю при спрощенні її конструквання антисейсмічних деформаційних швів між ції, підвищення технологічності спорудження тунесуміжними блоковими кільцями дозволяє вирішити лю і його ремонтопригодності в процесі експлуататехнічне протиріччя між деформаційними властиції востями антисейсмічних деформаційних швів і їхній герметизуючей здатністю У такому рішенні Поставлена задача вирішується тим, що в піддеформації в антисейсмічних деформаційних земному тунелі для сейсмічних районів, що вклюшвах значно нижче деформацій в антисейсмічних чає залізобетонне оброблення, виконану у вигляді деформаційних швах, розташованих між жорсткиблокових кілець, розташованих уздовж осі тунелю ми відсіками тунелю, що дозволяє компенсувати і з'єднаних між собою антисейсмічними зв'язками, значні деформаційні впливи на оброблення тунеа також антисейсмічні деформаційні шви в оброблю без зниження ізолюючих здібностей антисейсленні, ВІДПОВІДНО до винаходу, антисейсмічні демічних деформаційних швів формаційні шви улаштовані між суміжними блоковими кільцями, а антисейсмічні зв'язки виконані у Конструкція тунелю припускає можливість завигляді кільцевих розпірних елементів, періодично стосування уніфікованих залізобетонних конструкрозташованих уздовж осі тунелю з внутрішньої цій, що спрощує конструкцію, підвищує технологічсторони оброблення, подовжніх ЛІНІЙНИХ елеменність спорудження тунелю тів, рівномірно розташованих по внутрішньому Антисейсмічні зв'язки між блоковими кільцями периметру оброблення і жорстко зв'язаних з кільдоступні для контролю, ремонту і заміни, що підцевими розпірними елементами, а також вузлів вищує ремонтопригодність тунелю в процесі його зв'язку подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів із блоковими експлуатації в умовах сейсмічних впливів кільцями, виконаних з можливістю переміщення Указане свідчить про те, що ознаки, що склакожного блокового кільця уздовж подовжніх ЛІНІЙдають сутність винаходу, знаходяться в причинноНИХ елементів Зазначені ознаки складають суть наслідковому зв'язку з технічним результатом, що винаходу досягається Доцільно КОЖНИЙ З вузлів зв'язку подовжніх ЛІНижче приводиться докладний опис заявляеНІЙНИХ елементів з кільцями оброблення виконати мого підземного тунелю для сейсмічних районів з у вигляді анкерів, жорстко встановлених у КІЛЬЦІ посиланнями на креслення, на яких представлене оброблення і з'єднаних нарізними сполученнями з Фіг 1 Підземний тунель для сейсмічних райоподовжнім ЛІНІЙНИМ елементом через овальні нів, поздовжній розріз отвори в подовжньому лінійному елементі, більші Фіг 2 Підземний тунель для сейсмічних райоосі яких направлені уздовж подовжнього ЛІНІЙНОГО нів, перетин по А-А на фіг 1 елементу Фіг 3 Підземний тунель для сейсмічних райоДоцільно також кожний подовжній ЛІНІЙНИЙ нів, зображення тунелю в аксонометрії елемент виконати з компенсаторами температурФіг 4 Підземний тунель для сейсмічних районих напруг, розташованими на ділянках між кільнів, аксонометричне зображення антисейсмічних цевими розпірними елементами зв'язків (каркас антисейсмічних зв'язків) Ознаки, що складають суть винаходу, знахоФіг 5 Підземний тунель для сейсмічних райодяться в причинно-наслідковому зв'язку з технічнів, вузол зв'язку подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів з ним результатом, що досягається, (підвищення кільцями оброблення, вузол І на фіг 1 у збільшеваних уздовж осі тунелю і з'єднаних між собою антисейсмічними зв'язками, а також антисейсмічні деформаційні шви в обробленні Виконання конструктивної схеми тунелю у вигляді жорстких ВІДСІКІВ (блокові кільця, з'єднані між собою антисейсмічними зв'язками), розділених антисейсмічними деформаційними швами, обмежує можливості підвищення сейсмостійкості тунелю У практичних конструкціях складно сполучити підвищення деформаційних властивостей антисейсмічних деформаційних швів з їх герметизуючими здібностями Деформаційні властивості антисейсмічних деформаційних швів і їх герметизиуюча здатність у такій конструкції знаходяться в технічному протиріччі - поліпшення одних властивостей неминуче приводить до погіршення інших Крім того, такі конструкції складні і нетехнолопчні, тому що не дозволяють застосовувати уніфіковані залізобетонні конструкції Немаловажним являється те, що найбільш уразливі в умовах сейсмічних впливів вузли (антисейсмічні зв'язки) являються схованими і важкодоступними, що знижує ремонтопригодність тунелю в процесі його експлуатації 8 56956 ному масштабі Фіг 6 Підземний тунель для сейсмічних районів, перетин по Б-Б на фіг 5 Фіг 7 Підземний тунель для сейсмічних районів, компенсатор температурних напруг подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів, вузол II на фіг 1 у збільшеному масштабі Фіг 8 Підземний тунель для сейсмічних районів, перетин по В-В на фіг 7 Фіг 9 Підземний тунель для сейсмічних районів, приклад застосування тунелю як комунального колектора Підземний тунель для сейсмічних районів включає залізобетонне оброблення, виконане у вигляді кілець оброблення 1, що послідовно розташовані уздовж осі 2 тунелю Між КІЛЬЦЯМИ оброблення 1 улаштовані деформаційні шви 3 із пружними вставками 4 Кільця оброблення 1 з'єднані між собою антисейсмічними зв'язками Антисейсмічні зв'язки виконані у вигляді кільцевих розпірних елементів 5, періодично розташованих уздовж осі 2 тунелю з внутрішньої сторони оброблення, подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів 6, рівномірно розташованих по внутрішньому периметру оброблення і жорстко зв'язаних з кільцеви I ми розпірними елементами 5 і вузлів зв'язку 7 подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів 6 з кільцями оброблення 1, виконаних з можливістю переміщення кожного кільця оброблення 1 уздовж подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів 6 Кожен подовжній ЛІНІЙНИЙ елемент 6 виконаний з компенсаторами температурних напруг 8, розташованими на ділянках між кільцевими розпірними елементами 5 Кожний з вузлів зв'язку 7 подовжніх ЛІНІЙНИХ елементів 6 з кільцями оброблення 1 виконаний у вигляді анкерів 9, жорстко встановлених у КІЛЬЦІ оброблення 1 і з'єднаних нарізним сполученням з подовжнім Л І НІЙНИМ елементом 6 через овальні отвори 10 у подовжньому лінійному елементі 6, більші осі 11 яким направлені уздовж подовжнього ЛІНІЙНОГО елемента 6 Кожен компенсатор температурних напруг 8 виконаний у вигляді розриву ЛІНІЙНОГО елемента 6 і нарізного сполучення за допомогою проміжного елементу 12 через овальний отвір 13, більша вісь 14 якого розташована уздовж проміжного елемента 12 Тунель, що заявляється, може бути використаний як комунальний колектор При цьому в тунелі прокладаються трубопровідні системи 15 (водопровід, каналізація і т п ), електричні мережі 16 А-А \ \ Фіг. 2. Фіг. З, Фіг. 4. 56956 10 6- Є Фіг. 5. Фіг. 6. Я Фіг. 7. Фіг. 8. 15 (5 Фіг. 9, 11 56956 Підписано до друку 05 06 2003 р 12 Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24