Принципи розробки підземних споруд, зведених у відкритому котловані

Навантаження й впливи на міські підземні споруди. Постійні навантаження. Тимчасові навантаження. Коефіцієнти надійності по навантаженню. Призначення вертикального й бічного тиску на підземні споруди. Будівництво у відкритих котлованах

Конструкції підземних споруд розраховуються на найбільш невигідні сполучення навантажень і впливів. За ступенем ймовірності виникнення діючих навантажень розрізняють основні, додаткові й особливі сполучення навантажень.

Основні сполучення навантажень складаються з постійних навантажень, щовходять в основні сполучення, з додаванням тимчасових навантажень, що виникають у період будівництва (тиск на оброблення цементного розчину, що нагнітається за неї, внутрішній тиск стисненого повітря, вага будівельного устаткування, зусилля щитових домкратів, працюючого устаткування і ін.) або експлуатації тунелю (усадження бетону, коливання температури). Особливі сполучення навантажень складаються з постійних і тимчасових навантажень основного сполучення з додаванням особливого впливу (сейсмічного або ударного).

Найбільше практичне значення має розрахунок на основне сполучення навантажень. На інші випадки сполучень звичайно виконується лише перевірка.

При цьому величини розрахункових навантажень (крім власної ваги) множаться на коефіцієнт, що дорівнює:

а) при врахуванні додаткового сполучення - 0,9;

б) при врахуванні особливого сполучення - 0,8.

Власна вага конструкції визначається за попередньо заданими розмірами перетинів (об'ємна вага бетону γ=25 кН/м³).

Нормативний гірський тиск визначається залежно від конкретних умов з теорії утворення склепіння або від ваги повного стовпа порід, що лежать вище.

Нормативне вертикальне навантаження у вигляді рівномірно розподіленого характеру з інтенсивністю приймаються (рис. 3.4):

, (3.1)

де В - проліт порушеної зони, м; γ - об'ємна вага породи, кН/м³, h₁ висота прольоту, м.

Нижче рівня підземних вод об'ємна вага визначається з урахуванням зважування у воді.

Рис. 3.4 Визначення гірського тиску при утворенні склепіння

У ґрунтах з відкритими порами:

де - питома вага скелету ґрунту в кН/м³; e – коефіцієнт пористості; = 10 кН/м³ - питома вага води; - міцність породи;

,

де c - сила зчеплення, кН/м²; φ- кут внутрішнього тертя; σ- нормальне напруження, кПа.

Нормативний бічний тиск на стіни оброблення визначається як тиск на вертикальну підпірну стінку, призма сповзання якої завантажена частиною ваги вивалу.

При цьому варто мати на увазі, що жорсткість стін виробки значно перевищує жорсткість конструкції. Тому при осаджені вивалу на призму сповзання передається вертикальне навантаження, що перевищує вагу частини вивалу, яка перебуває безпосередньо над нею.

Згідно БНіП нормативний бічний тиск визначається з урахуванням передачі на призми сповзання рівномірно розподіленого навантаження з інтенсивністю .

При цьому розрахунок дозволяється робити на горизонтальне рівномірно розподілене навантаження з інтенсивністю, що відповідає середині висоти оброблення:

. (3.2)

В однорідних породах з пологим нашаруванням при міцності порід ≤ 2 бічний тиск незначний і в запасі міцності конструкції звичайно не враховується. У сильно тріщинуватих породах, особливо при розташуванні тунелю по простяганню крутопадаючих шарів, слід зважати на можливість однобічного бічного тиску. У слабких породах нормативний гірський тиск визначається вагою стовпа порід, розташованих над виробками з урахуванням можливого навантаження на поверхні від ваги споруд, транспорту та ін. (рис.3.5).

Рис. 3.5 Визначення гірського тиску від ваги повного стовпа породи

У цьому випадку нормативне вертикальне навантаження від гірського тиску дорівнює:

. (3.3)

Нормативний бічний гірський тиск у перетині, розташованому на відстані Y від верху склепіння, визначається за формулою:

, (3.4)

де q_у - вага породи, розташованої вище розглянутого перетину.

Вага залізничного рухомого складу в стійких породах передається на породу безпосередньо. Тому вплив рухомого складу в малому ступені впливає на зусилля у верхній, найбільш напруженій частині оброблення.

В автотранспортних тунелях тимчасове навантаженнявраховується за аналогічними міркуваннями лише при рухові транспортних одиниць по перекриттях над нижніми вентиляційними каналами. Як нормативне навантаження приймається автомобільне навантаження Н-30 або колісне НК-80.

Розрахункові навантаження знаходять множенням нормативних навантажень на диференційовані коефіцієнти передачі.

Згідно БНіП коефіцієнти перевантаження для постійних навантажень і впливів дорівнюють:

вертикальний гірський тиск:

а) при утворенні склепіння - 1,5;

б) від ваги всього стовпа породи - 1,1;

бічний тиск - 0,8; гідростатичний тиск - 1,1.

Власна вага:

а) монолітні оброблення -1,2;

б) збірні оброблення - 1,1.

Для тимчасових навантажень коефіцієнти перевантаження дорівнюють:

- будівельне навантаження - 1,3;

- автомобільне навантаження - 1,4;

- колісне навантаження - 1,1;

автомобільне навантаження з коефіцієнтом динамічності - 1,3.

РОЗДІЛ 5. МЕТРОПОЛІТЕНИ

Напрямок ліній метрополітену, число й розташування станцій, пересадних вузлів між лініями метрополітену, а також лінії метрополітену та залізниці проектують на підставі генеральної схеми мережі метрополітену міста. Генеральну схему розробляють відповідно до перспективної забудови міста з урахуванням напрямку і величини пасажирських потоків, розвитку всіх видів транспорту та залізниць. Відповідно до генеральної схеми мережі метрополітену розробляють ТЕО на вибір напрямків, числа ліній і їхньої довжини.

При проектуванні основних технологічних елементів метрополітену повинні розглядатися різні варіанти рішень перегінних тунелів, станцій, сполучень гірських виробок, водовідливних і вентиляційних споруд, шляхового й силового устаткування, рухомого складу, наземних споруд.

За формою поперечного перерізу станції можуть бути односклепінними, трьохсклепеневими і прямокутними. У свою чергу трьохсклепеневі станції по конструкції діляться на пілонні, колонні і без бічних платформ.

Односклепінні станції звичайно застосовують при підземному способі будівництва на невеликій глибині при проведенні в міцних породах або середньої міцності.

Високими архітектурними й експлуатаційними якостями володіють колонні станції, але вони вимагають більших капітальних витрат на будівництво.

Система наземних будівель і споруд метрополітену може складатися з тягових і електропідстанцій, вестибюлів, вагонних депо, будівель вентиляторних установок і повітрезабірних пристроїв, підхідних виїмок і порталів при виході ліній на земну поверхню, огороджуючих стін, а також будівель управління метрополітену, житлових і культурно-побутових будівель.

Дата добавления: 2014-01-11