Руководство для каменщика и бетонщика мостовых и тоннельных работ (1942 год) - часть 13

§ 35. ТОННЕЛИ

1. Способы постройки тоннелей

Тоннели на железных дорогах строятся двумя способами: горным и щитовым. Эти способы работ предопределяют поперечное

При щитовом способе постройки тоннеля (фиг. 269) разработка тоннеля на полное поперечное сечение и постановка обделки делаются под защитой металлического щита, представляющего в поперечном разрезе круг, а в целом — отрезок полого внутри цилиндра. При постройке Московского метрополитена диаметр щита равнялся 6,64 м и длина его составляла 4,6 м.

Работа в щите производится следующим образом: в хвостовой части устанавливается обделка тоннеля в виде отдельных колец; когда кольцо обделки собрано, в него упирают поршни гидравлических домкратов, а в домкраты накачивается насосом высокого давления (до 200 aт) вода; домкраты скреплены наглухо с оболочкой щита; упираясь в установленную обделку, они продвигают щит вперед; при этом щит передней (лобовой) своей частью врезается в грунт. Грунт постепенно выбирается и вывозится назад по готовому тоннелю.

Обделка тоннелей, сооружаемых щитовым способом, делается из чугунных коробок (тюбингов) или из железобетонных блоков.

2. Обделки тоннелей горного типа

Обделка тоннелей состоит из следующих частей: свода, закрепляющего верх тоннеля, стен, его поддерживающих и закрепляющих бока тоннеля, и фундаментов под стены, передающих давление от стен грунту.

Подошва фундамента стен закладывается ниже подошвы балластного слоя не менее чем на 0,5 м. На входных и выходных звеньях в пределах влияния морозов подошвы фундаментов стен закладываются ниже глубины промерзания. В слабых грунтах делается обратный свод, закрепляющий нижнюю часть тоннеля. Обделка тоннеля делается в виде отдельных звеньев длиной б — 8 м во избежание появления трещин при неравномерной осадке.

Обделка тоннеля производится следующими видами кладки:

1) обыкновенный бутовой кладкой;

2) бутовой кладкой с облицовкой из отборного или околотого бута;

3) кладкой из околотого в виде плит бута.

Фундамент делается из наиболее крупных постелистых камней толщиной не менее 30 см. Длина и ширина камней должны быть несколько больше их толщины. Для придания правильной формы обделке в пределах стен тоннеля по концам секции устанавливаются шаблоны, между которыми натягиваются причалки, определяющие очертание стен.

Все углубления и впадины в породе между наружной поверхностью обделки должны быть тщательно заполнены сухой кладкой. При кладке стен из обычной бутовой кладки толщину слоев берут от 30 до 70 см. Верхняя поверхность каждого такого слоя тщательно выравнивается. При кладке с облицовкой из отборного или околотого бута выравнивается каждый ряд кладки по высоте облицовки. Выравнивание слоев в зависимости от типа обделки производится или по горизонтальной или по радиальной плоскости.

3. Бельгийский способ разработки тоннелей и устройство обделки при этом способе

Последовательный ход разработки тоннеля по этому способу показан на фиг. 273а, 2736, 273в, 273г, 273д, 273е.

Первоначально пробивают нижний направляющий ход на уровне, совпадающем с проектной отметкой подошвы рельсов, а затем верхнюю направляющую штольню, которую расширяют в стороны и вниз в пределах очертания свода тоннеля. В окончательно расширенной и закрепленной части тоннеля устанавливают кружала для свода и делают самый свод, опирая его временно на грунт. Когда свод отвердеет, его раскружаливают и крепят. Затем вынимают грунт для одной стены, кладут эту стену и подпирают ею свод; разрабатывают грунт для второй стены, кладут вторую стену и подпирают ею свод.

При бетонной обделке для возведения стен с внутренней стороны тоннеля ставят опалубку из горизонтальных досок, которые ставят по мере бетонирования. Бетонный и каменный своды закладывают в пятах на прокладных рядах. Слабым местом обделки тоннеля является сопряжение стен с пятами свода. Поэтому до уборки поддерживающих

4. Австрийский способ разработки тоннелей и устройство обделки при этом способе

Последовательный ход разработки тоннеля по этому способу показан на фиг. 274а, 2746, 274в, 274г, 274д, 274е. Он заключается в следующем: а) пробивают нижний ход; б) пробивают верхний ход; в) расширяют верхний ход постепенно в стороны и вниз в пределах очертаний свода; г) производят расширение нижней части профиля в пределах очертания стен. Таким образом, в конечной стадии разработки весь тоннель получается выбранным на все его поперечное сечение и вся выработка поддерживается временными креплениями.. Устройство обделки начинается с устройства фундаментов, на них выводятся стены, затем ставятся кружала для свода и выводится свод. Кладка стен ведется одновременно с двух сторон. Все деревянные крепления в пределах стен и свода удаляются по мере производства кладки или бетонирования. По отвердении кладки или

5. Германский способ разработки тоннелей и устройство обделки при этом способе

Как указано, этот способ применяется в слабых грунтах и при большой ширине тоннеля.

Последовательный порядок разработки тоннеля показан на фиг. 275а, 2756, 275в, 275г, 275д, 275е.

сбоку, от себя, что особенно неудобно при бетонной обделке. Доступ в штольню, в которой делается кладка, обеспечивается из параллельной штольни, пробиваемой на другой стороне тоннеля.

При кладке стен в штольнях пространство между кладкой и креплением штольни с внутренней стороны тоннеля закладывается временной кладкой без раствора (насухо), которая впоследствии разбирается. Эта кладка укрепляет обделку штольни.

При бетонной обделке стен ставятся внутренняя и внешняя опалубки. Для ликвидации возможных пустот в грунте за наружной опалубкой в бетон заделываются трубки, через которые нагнетается цементный раствор под давлением.

При вскрытии перед дальнейшей кладкой возведенных в штольнях частей стен нужно обращать особое внимание на состояние верхней поверхности возведенного блока. При обнаружении слабых мест таковые нужно ликвидировать. После окончания кладки в нее необходимо произвести нагнетание цементного раствора для увеличения монолитности кладки.

6. Устройство обделки тоннелей при щитовом способе разработки

Обделка тоннелей при щитовом способе их разработки делается из чугуна или из железобетонных блоков. Чугунная обделка состоит из колец, разбитых в свою очередь на отдельные сегменты, называемые тюбингами. Каждый тюбинг представляет изогнутую чугунную коробку с дном и бортами по четырем краям (фиг. 45). Как отдельные сегменты в кольце, так и кольца тюбингов соединяются между собой болтами, пропущенными сквозь борта. Для водонепроницаемости обделки в краях бортов тюбингов сделано углубление; при соприкосновении двух тюбингов образуется узкий желобок, который заполняется водонепроницаемой набивкой. На фиг. 44 представлен тоннель, обделанный чугунными тюбингами. При чугунной обделке тоннелей каменные и бетонные работы в тоннеле не производятся. При обделке тоннеля железобетонными блоками они заготовляются на бетонном заводе по диаметру щита. Блоки имеют особую форму, обеспечивающую взаимное их соединение как по кольцу, так и колец между собой.

Блоки покрываются битумной мастикой, которая служит для заполнения швов между блоками и придания водонепроницаемости тоннелю.

При обделке тоннелей как тюбингами, так и блоками для лучшей устойчивости обделки производится нагнетание цементного раствора в грунт за обделку. Это нагнетание заполняет пустоты в прилегающем к обделке грунте и способствует более правильной работе обделки под напором грунта. Нагнетание повышает также водонепроницаемость обделки. Для нагнетания цемента в блоках и тюбингах оставляются отверстия при их изготовлении.

В грунтах водоносных, а также для придания тоннелю большей сопротивляемости сотрясениям при проходе поездов кроме блочной железобетонной обделки устраивают внутреннюю железобетонную

§ 36. ПОДПОРНЫЕ СТЕНКИ

Массивные подпорные стенки делаются из бутовой кладки или бетона.

Стенка состоит (фиг. 279) из фундамента, заложенного ниже

§ 37. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ

1. Общие соображения

Нормальной температурой твердения цементного раствора в каменной кладке и бетона является температура +15° Ц. При понижении температуры против нормальной твердение раствора замедляется и при температуре около 0° прекращается вовсе.

Однако колебания температуры, пока они не сопровождаются замерзанием воды, находящейся в растворе, не отражаются на качестве раствора: при пониженной температуре твердение раствора продолжается, хотя и медленно, и при достаточном сроке твердения получаются прочные кладка и бетон. Если температура воздуха во время твердения свежеуложенной кладки или бетона понизится ниже 0 градусов и вода, содержащаяся в растворе, замерзнет, то при наступлении теплой погоды и оттаивании кладки или бетона твердение раствора возобновляется.

В результате может получиться прочное и монолитное сооружение; таким образом, замораживание кладки или бетона проходит для прочности сооружения бесследно. Однако при раннем замораживании кладки и бетона может произойти разрушение кладки сооружения или значительное понижение ее прочности.

Согласно техническим условиям Народного комиссариата по строительству замораживание бетона ответственных бетонных и железобетонных сооружений до достижения им 70% проектной прочности, как правило, не допускается. Каменную кладку искусственных сооружений нельзя замораживать ранее чем через 3 — о суток после ее окончания.

В жилищном строительстве допускают раннее замораживание кирпичной кладки, которая ведется зимой на открытом воздухе, однако прочность такой кладки после ее оттаивания и весеннего твердения получается на 30% меньше, чем прочность кладки в летнее время.

Для искусственных сооружений такое понижение прочности недопустимо, а потому производство кладки методом замораживания не применяется. Таким образом, при производстве работ в зимнее время каменному или бетонному сооружению в течение некоторого времени необходимо создать искусственно такие условия, чтобы твердение раствора протекало нормально. Нормальные условия твердения раствора нужно обеспечить уже с того времени, когда температура воздуха временами понижается до 0°, но среднесуточная температура еще остается выше 0°. В этот период необходимо подогревать воду, идущую для приготовления раствора и бетона, и укрывать теплыми покрышками открытые части возводимой конструкции. При дальнейшем понижении температуры мероприятия по обеспечению нормальных условий твердения зависят от характера конструкции и степени понижения наружной температуры.

При возведении сооружения из каменной кладки необходимо устроить тепляк такой конструкции, чтобы в нем можно было поддерживать температуру не ниже +5° Ц на уровне 0,5 м от отметки подошвы фундамента.

2. Утепление опалубки бетонных сооружений

При небольших морозах опалубка утепляется съемными щитами, которые прибиваются снаружи к опалубке бетонного сооружения. Щиты можно много раз применять на бетонировании различных сооружений; этим снижается стоимость утепления. Щиты делаются переносными размером 0,7 х 2 м или 0,9 х 2,5 м, весом не более 30 — 40 кг.

3. Тепляки

Тепляки делаются двух типов: а) сборно-разборные и б) стационарные. Сборно-разборные тепляки делаются из утепленных щитов, конструкция которых была описана выше. Над сооружением делается деревянный каркас, к которому пришиваются щиты. Таким образом, сборно-разборные тепляки допускают многократное их применение.

Стационарные тепляки устраиваются в виде временных деревянных построек—теплых с двойной обшивкой или полутеплых с одинарной обшивкой. Для устройства этого рода тепляков применяются местные дешевые материалы и низкосортный лесной материал.

4. Обогрев материалов и тепляков

Нагревание воды и материалов для каменной кладки и бетона, как правило, должно производиться паром. Только для небольших объемов работ допускается подогрев материалов на огневых приборах. Для обогревания тепляков также, как правило, применяется пар. Для нагревания материалов и тепляков на строительной площадке

5. Производство каменной кладки и бетонирование

До начала работ тепляк или опалубка при бетонных работах тщательно очищаются от снега, льда и мусора и прогреваются паром. При сооружении фундамента укладка первого слоя камня или бетона на промороженное основание категорически запрещается. Чтобы не проморозить подошву котлована, необходимо применять следующие меры:

1) по выкопке котлована до проектной отметки дно его нужно немедленно утеплять слоем соломы, соломенными матами и т. п.;

2) выемку котлована производить не до проектной отметки, а оставлять недобранный слой грунта толщиной 30 — 50 см, который выбирается уже в тепляке.

Если бетон или каменная кладка укладывается на ранее возведенную кладку, то последняя должна быть основательно прогрета паром.

Работа в зимних условиях организуется в три смены и должна итти быстро и без перерыва, для тог о чтобы возведенная кладка не остывала, а материалы не залеживались в транспортной таре или подъемниках. Должны быть приняты меры для уменьшения потери тепла материалами или бетоном во время транспортирования их на открытом воздухе или через неотапливаемые помещения.

Для этого необходимо:

1) по возможности применять бесперегрузочные способы доставки материалов и бетона;

2) места погрузки и выгрузки материалов и бетона защищать от ветра, а раздаточные бункеры бетономешалок утеплять;

3) тару, в которой производится транспортировка материалов и бетона, утеплять.

Когда каменная кладка или бетонные работы закончены, верхние поверхности их должны быть хорошо укрыты. Материалы, которые впитывают влагу (опилки, войлок и др.), должны быть отделены от кладки слоем толя.

6. Уход за кладкой и бетоном в зимних условиях. Контроль качества бетона и распалубка сооружений

Кроме обычного надзора за качеством применяемых материалов, в зимних условиях должен быть обеспечен еще контроль за температурой его в тепляках, температурой твердеющего бетона и проверена прочность бетона путем изготовления кубиков, которые хранятся в тех же условиях, в каких находится сооружение.

Температура бетона измеряется при его укладке и во время твердения, для чего в сооружении устраиваются скважины глубиной до 10 см, куда закладываются термометры. Пробные кубики делаются на каждые 200 м3 бетона или менее, если конструкция имеет меньший объем. Кубиков делается 9 шт. Из них 3 хранятся в нормальных условиях твердения (при +15° Ц) и испытываются через 28 дней, а б хранятся в тех же условиях, что и сооружение, причем 3 кубика испытываются в тот день, когда температура бетона в конструкции упадет до —1° Ц, а последние 3 испытываются при распалубке или загрузке конструкции.

После установления прочности бетона в конструкциях решается вопрос о допустимости распалубки и их частичной или полной загрузки.

Возможные сроки распалубки и загрузки сооружений приведены в табл. 11.

§ 38. ВОЗВЕДЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

Вдоль берега Ледовитого океана в Европейской части СССР и Сибири расположен район, почва которого в летнее время оттаивает только на некоторую глубину от поверхности, а ниже лежит грунт, который никогда не оттаивает. Такая территория называется районом вечной мерзлоты. Южнее этого района в восточной части Забайкалья и Приамурском крае вечная мерзлота наблюдается отдельными массивами и островами.

Слой грунта, лежащий над вечной мерзлотой, ежегодно тающий и замерзающий, называется слоем летнего оттаивания или деятельным

слоем. Толщина этого слоя различна и зависит от географического положения и состава грунта. Для разных грунтов мощность деятельного слоя колеблется примерно в таких границах:

В пределах деятельного слоя котлован углубляют обычными способами, по достижении же вечной мерзлоты углубление котлована ведется пожогами, так как этот способ углубления котлована в вечной мерзлоте является наилучшим. Но пожоги следует производить осторожно, не протаивая излишней площади. Котлован в зависимости от рода грунта следует делать шире фундамента на 1,5 — 2 м. Отрываемые в вечной мерзлоте стенки котлована следует покрывать соломой, мхом и другими материалами и обшивать снаружи досками. Это предохранит слой вечной мерзлоты от дальнейшего оттаивания. Наименьшая глубина заложения фундамента в зоне вечной мерзлоты 1,5 м. Когда котлован выкопан, над ним сооружают тепляк. Отопление тепляка следует устраивать так, чтобы отопительные приборы были размещены выше котлована во избежание оттаивания стенок котлована. Открытую поверхность котлована выравнивают песком, затем укладывают нижний деревянный настил-подушку, после чего приступают к бетонированию фундамента с приготовлением бетона из подогретых материалов.

Когда фундамент закончен, то в зависимости от того, будет ли возводиться тело быка сверх фундамента в тепляке или эта постройка будет отложена до теплого времени, кладка тела опоры продолжается или прерывается, и фундаменту дают возможность выстояться в тепляке положенное время. Когда бетон приобретет 70% проектной прочности, делают распалубку бетона и засыпку котлована, произведя предварительно штукатурку и затирку наружных поверхностей фундамента в пределах деятельного слоя.

Дальнейшие работы производятся обычным порядком согласно проекту опор.

§ 39. ПРИМЕНЕНИЕ СБОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Скоростные методы с успехом применяются в жилищном, промышленном, коммунальном и железнодорожном строительстве. На XVIII съезде ВКП(б) председатель Совнаркома СССР товарищ Молотов так охарактеризовал скоростное строительство и его перспективы: «Теперь перед нами стоит задача решительного внедрения в практику скоростных методов строительства. В этом отношении у нас есть уже весьма поучительные примеры, когда осуществлялась параллельность ведения ряда строительных работ и полного монтажа оборудования, когда работа шла по заранее продуманному четкому графику. Это возможно, когда механизация в строительстве применяется по заранее составленному плану, когда технологический процесс строительства заблаговременно продуман до конца, когда заранее заготовлены на соответствующих заводах стройматериалы, детали и конструкции, когда работа коллектива строителей организована не кое-как и не как-нибудь, а слаженно, как в хорошем механизме. При скоростных методах мы ускорим и удешевим строительство, а рабочие и инженерно-технические работники будут зарабатывать

значительно больше. Скоро только такая работа будет считаться настоящей большевистской работой на стройках».

Для того чт.обы обеспечить проведение работ на том или другом искусственном сооружении скоростными методами, необходимы следующие предпосылки:

1) максимальная индустриализация строительных процессов с перенесением большинства их на специальные централизованные механизированные строительные дворы или особые заводы готовых строительных деталей и последующая сборка (монтаж) этих деталей, блоков на месте;

2) механизация подсобных работ;

3) правильная, заранее продуманная организация рабочих мест;

4) проведение всех работ по твердому рабочему графику.

На основе сборных конструкций легче всего организовать скоростное строительство, так как применением их уже выполняется первое из приведенных основных условий скоростного строительства.

Сборные конструкции нашли широкое применение в жилищном и промышленном строительстве в виде так называемого крупноблочного строительства. Оно заключается в том,что стены здания выкладываются в один камень толщиной 40 — 45 см; по высоте этаж здания составляется всего из 3 — 4 рядов. Такие массивные блоки весят каждый от 1 до 1,5 т. Они заготовляются на специальном заводе, привозятся на постройку в готовом виде и укладываются мощным краном в стены здания. При этом кладка стен больших 4- и 5-этажных домов заканчивается в 10 дней.

Приемы крупноблочного строительства начали применяться и при строительстве искусственных сооружений железных дорог.

В наиболее крупном масштабе опытное строительство было проведено на постройке железнодорожной линии Акмолинск — Кар-талы, где на 4 строительных участках было выполнено из крупных блоков много малых мостов и труб.

Здесь обычные конструкции мостовых опор и труб расчленялись на крупные блоки весом не более 1,5 т, так как для последующей сборки сооружений в одно целое был применен экскаватор, превращенный в кран грузоподъемностью до 1,5 т.

Блоки изготовлялись централизованно, развозились по временным железнодорожным путям, разгружались на местах постройки искусственных сооружений, а из них уже собирались целые сооружения.

Пример членения железобетонной круглой трубы диаметром 1 м показан на фиг. 292.

Она расчленена на 54 крупных блока четырнадцати различных номеров.

На фиг. 293 приведено членение промежуточной опоры моста отверстием 8 м. Она разрезана на 57 блоков девяти различных номеров.

При кладке искусственных сооружений из крупных блоков для равномерной передачи давления в нескольких плоскостях по высоте сооружения укладываются прокладные ряды в виде бетонного слоя

1) Т. е. такие, на которых путь уложен на поперечных брусьях, непосредственно опирающихся на несущую конструкцию.

содержание .. 11 12 13 14 ..