Работы, влияющие на безопасность объектов капитального строительства:

ч. 1 ч. 2 ч. 3 ... ч. 17 ч. 18
. Арочные железобетонные мосты разли­чаются по статическим схемам, расположению уровня проезда, по конструкции арочной части и способам возведения.

По статической схеме они могут быть бесшарнирными, двух- и трехшарнирными.

В бесшарнирных мостах (рис. 2.18, а) арки или своды жестко соединены с опорами и оказываются трижды статически неопреде­лимыми. Вследствие этого в них возникают дополнительные уси­лия от неравномерных осадок опор, температурных колебаний, от усадки и ползучести бетона. В больших пролетах в связи с увели­чением относительной гибкости влияние этих факторов снижается.

Бесшарнирные арки наиболее просты в конструктивном отно­шении, обладают большей жесткостью по сравнению с шарнирны­ми. Кроме того, их конструкция позволяет затоплять пяты высокой водой, что позволяет понизить арку и уменьшить объем работ по устройству подходов.

Трехшарнирные арочные мосты (рис. 2.18, в) статически опре­делимы, в них не возникают дополнительные усилия от осадок опор, колебаний температуры, ползучести и усадки бетона, поэтому их можно применять в условиях, когда существует опасность проса­док опор. Наличие трех шарниров дает возможность возведения мостов из сборных элементов, но усложняет конструкцию и снижа­ет ее жесткость.

Рис. 2.18. Виды арочных мостов по статической схеме:

а - бесшарнирные; б - двухшарнирные; в - трехшарнирные; 1 - шарнир

Рис. 2.19. Виды арочных мостов по уровню проезжей части:

1- надарочные стойки; 2- арка; 3 - конструкция проезжей части; 4 - подвески;

5 - жесткая арка; 6 - затяжка

Двухшарнирные мосты (рис. 2.18, б) однажды статически не­определимы. Они в меньшей мере подвержены возникновению до­полнительных усилий, чем бесшарнирные, но их конструкция усложняется наличием двух шарниров.

По уровню расположения проезда арочные мосты могут быть с ездой поверху, посередине и понизу.

Арочные мосты с ездой поверху (рис. 2.19, а) выгодно возво­дить через горные реки и ущелья. Проезжая часть в них поддер­живается стойками (или стенками), опирающимися на арки (сво­ды). Над равнинными реками строят мосты с ездой понизу (рис. 2.19, в), В них проезжая часть подвешивается к аркам, что спо­собствует уменьшению строительной высоты моста.

В мостах с ездой посередине (рис. 2.19, б) в средней части про­лета проезжая часть находится ниже оси арки, она поддержива­ется подвесками, у опор находится выше оси арки и поддержива­ется стойками.

По способам возведения арочные мосты могут быть монолит­ными, сборными и сборно-монолитными.

В зависимости от конструкции арочной части различают конст­рукции мостов со сводами, из арочных дисков и с раздельными арками

7. Общая характеристика и область применения

металлических мостов

Металл - наиболее совершенный из материалов, применяемых для постройки современных мостов. Металл обладает хорошими механически­ми качествами при различных условиях работы под нагрузкой. Вместе с тем он хорошо поддается обработке и позволяет образовывать элементы различной формы для конструкций разнообразных систем. Эти качества способствовали широкому использованию металла для постройки мостов. При этом в мостах металлическими делают обычно только пролетные строения. Опоры же в большинстве случаев устраивают бетонными или железобетонными. В прошлом опоры строили из каменной кладки. В осо­бо высоких мостах и виадуках, а также в путепроводах и эстакадах иног­да делают металлическими надземные или надводные части опор.

В настоящее время для металлических конструкций мостов применяют строительные углеродистые или низколегированные стали. Ведутся иссле­дования по применению для мостов и более высокопрочных сталей, в частности термообработанных. Имеются также отдельные случаи применения в мостах легких дюралюминиевых сплавов.

Благодаря высокой прочности современных строительных сталей ме­таллические мосты, несмотря на значительный объемный вес стали, ока­зываются наиболее легкими, что позволяет использовать металл для пере­крытия пролетов, значительно превосходящих пролеты мостов из других материалов.

7.1. Достоинства и недостатки металлических мостов

Существенное преимущество металлических мостов заключается в ин­дустриальности их изготовления и сборки. Все элементы металлических конструкций мостов изготавливают на хорошо оборудованных заводах и доставляют на место постройки, где производят сборку. Сборка металли­ческих конструкций мостов может быть полностью механизирована, что позволяет вести монтажные работы быстрыми темпами.

Многие системы металлических пролетных строений могут быть легко собраны навесным способом, установлены на место надвижкой или дос­тавлены на плаву. Это облегчает постройку мостов через глубокие горные

лощины, многоводные реки и реки с интенсивным судоходством.

В эксплуатационном отношении металлические мосты значительно лучше деревянных, так как требуют меньших расходов по содержанию и ремонту и имеют более длительный срок службы. Металлические мосты в этом отношении немного уступают железобетонным мостам.

Большой недостаток металлических конструкций мостов - ржавление (коррозия) металла от действия влаги, сернистых газов и других вредных воздействий. Для защиты от ржавления элементы металлических кон­струкций мостов покрывают стойкими красками. Необходим также тща­тельный надзор за состоянием металла в процессе службы.

В настоящее время строительство большой сети новых автомобильных и железных дорог, а также реконструкция существующих, требуют возведения многочисленных мостовых переходов, в частности через крупные реки. Учитывая преимущества металлических мостов при перекрытии боль­ших пролетов, непрерывный рост металлургической промышленности нашей страны, имеются все основания расширять применение металла в строительстве мостов.

7.2. Основные системы металлических мостов

Высокие качества строительных сталей, хорошо работающих на все виды силовых воздействий, дают возможность изготовлять из них ме­таллические мосты различных систем и конструкций. Поэтому применяе­мые в настоящее время системы металлических мостов разнообразны и многочисленны.

Ввиду многообразия систем и конструкций металлических мостов четкая их классификация довольно затруднительна. Тем не менее, по

статическим схемам главных несущих элементов пролетных строений, металлические мосты могут быть разделены на следующие основные системы: 1 - балочные; 2 - арочные; 3 - висячие. Кроме того, металлические мосты часто делают также различных комбинированных систем, образованных путем сочетания простых систем или добавления к простым системам дополнительных эле­ментов. Иногда металлические мосты устраивают рамной системы. Наиболее широкое применение в настоящее время имеют балочные мосты.

Современные стали дают возможность перекрывать балочными кон­струкциями не только обычные пролеты, наиболее часто встречающиеся в мостах через средние и большие реки, но и исключительно большие пролеты (до 300-500 м) через крупнейшие реки и другие пре­пятствия. Особенностью балочных мостов является передача пролетными стро­ениями опорам в основном (от вертикальных нагрузок) только верти­кальных давлений. Это облегчает устройство мостов через глубокие ре­ки при большой высоте опор. Кроме того, балочные мосты имеют не­сложную конструкцию и, в большинстве случаев, могут быть возведены более простыми приемами, чем мосты других систем. В зависимости от статической схемы балочные мосты могут быть: разрезной, неразрезной и консольной системы (рис. 2.20, а, б и в). По конструкции же главных несущих элементов балочные мосты раз­деляются на мосты, имеющие главные балки со сплошной стенкой (см. рис. 2.20, а, б и в) и мосты со сквозными фермами (рис. 2.20, г).

В мостах разрезной системы каждый пролет перекрыт самостоятельным пролетным строением, не связанным с соседними (см. рис. 2.20, а). Разрезность моста обеспечивает простоту и независимость работы каждого пролета. Благодаря этому балочно-разрезные мосты могут быть применены даже при неблагоприятных грунтовых условиях, так как возможность просадки опор не оказывает вредного влияния на работу

разрезных про­летных строений. Повреждение или разрушение одного из пролетов моста не оказывает влияния на остальные неповрежденные пролетные строения. Пролетные строения балочных разрезных мостов легко поддаются типизации и стандартизации. Кроме того, разрезные пролетные строения удобны для изготовления и сборки. Поэтому мосты балочных разрезных систем имеют большое распространение как на желез­ных, так и на автомобильных дорогах.

Рис. 2.20. Основные системы металлических мостов:

1 - сопряжение подвесного пролета с консолью; 2 - временная нагрузка;

3 - балка жесткости; 4 - арочный пояс; 5 - кабель; 6 - вант;

7 - подпружный арочный пояс; 8 - дополнительный подкос

Основной недостаток разрезных балочных мостов - несколько боль­шая затрата металла, так как в них не используется разгружающее влияние соседних пролетов или консолей, как в неразрезных или кон­сольных мостах. Кроме того, в связи с необходимостью устройства па каждой опоре опорных частей двух соседних пролетных строений (см. рис. 2.20, д), а также неизбежным внецентренным действием на нее дав­ления при загружении одного из пролетов, опоры балочно-разрезных мостов получаются довольно широкими.

Неразрезные мосты, имеющие главные балки (фермы), пе­рекрывающие два или несколько пролетов (см. рис. 2.20, б), благодаря совместной работе и разгружающему влиянию надопорных моментов требуют меньшей затраты материала, чем разрезные мосты. Вследствие того, что разгружающее действие соседних пролетов в наибольшей мере проявляется от постоянной нагрузки, экономия в затрате материалов по сравнению с разрезной системой возрастает с увеличением пролетов моста. Кроме того, неразрезные балочные мосты благодаря расположе­нию только одной опорной части на каждом быке и центральной переда­че давлений требуют более тонких опор. Временная нагрузка спокойнее переходит с пролета на пролет, так как линия прогиба имеет плавное очертание. Неразрезные мосты обладают большей жесткостью по срав­нению с разрезными пролетными строениями. Наконец, неразрезные мосты позволяют удобно применять навесной монтаж без подмостей. Однако у неразрезных мостов имеются и некоторые недостатки: по­явление дополнительных напряжений в главных балках (фермах) в слу­чае неодинаковых просадок опор и большие температурные удлинения при многопролетной схеме.

Благодаря меньшей затрате металла, особенно при больших проле­тах, уменьшению объема кладки в опорах, а также хорошим эксплуа­тационным качествам неразрезные пролетные строения довольно часто применяют в автодорожных мостах.

Промежуточной по своим свойствам и условиям работы является консольная система (см. рис. 2.20, в). По затрате металла на про­летные строения она близка к неразрезной. Благодаря статической оп­ределимости просадки опор не вызывают в ее главных балках (фермах) дополнительных напряжений. Консольные мосты, как и неразрезные, дают возможность навесной сборки. Опоры консольных мостов благодаря центральному опиранию на них пролетных строений в одной точке получаются небольшой шири­ны по фасаду. Экономические преимущества консольных мостов так же, как и неразрезных, увеличиваются с возрастанием величины пролетов. Однако консольная система имеет сложные конструктивные места - сопряжения подвесных пролетов с консолями. В этих сопряжениях под нагрузкой образуются довольно резкие перегибы линии прогиба, вызы­вающие динамическое воздействие, особенно при проходе тяжелых на­грузок. Это обстоятельство наиболее существенно для мостов под рель­совую нагрузку (железнодорожную, трамвайную), но имеет также зна­чение для мостов на современных скоростных автомагистралях. Необходимо также отметить, что в случае повреждения одного из основных пролетов неизбежно обрушение конструкции соседних про­летов. В связи с тем, что современная техника фундирования дает возмож­ность устраивать надежные в отношении просадок опоры мостов даже в сложных грунтовых условиях, смысл применения консольных мостов в настоящее время отпал. Поэтому, часто встречающиеся в старых мостах консольные системы теперь применяют в металлических мостах очень редко.

Металлические арочные мосты, являясь распорной систе­мой, требуют меньшей затраты металла на пролетные строения, чем мосты балочных систем. Но зато из-за передачи распора опоры прихо­дится делать более мощными.

При хороших грунтах арочная система часто бывает весьма целесо­образной. При плохих грунтовых условиях и большой высоте опор применение арочных мостов затрудняется. В связи с этим в равнинных рай­онах арочные мосты применяют значительно реже, чем балочные. Зато арочные мосты часто строят в городах, во многих случаях исходя из архитектурных соображений. По своей конструкции арочные мосты имеют арки сплошного сечения (рис. 2.20, е) или же решетчатые арочные фер­мы (рис. 2.20, ж). Распор арочного пролетного строения может быть воспринят затяжкой. В этом случае пролетное строение превращается в безраспорное балочное.

В автодорожных и городских мостах часто применяют арки с жест­кой затяжкой в виде сплошной балки или сквозной фермы, называемой балкой жесткости (рис. 2.20, з). В таких пролетных строениях арку обычно устраивают в виде полигонального сжатого пояса. По условиям своей работы эта система относится к комбинированным сис­темам.

Арочные мосты могут быть неразрезными и консольными, но, не имея ни технических, ни экономических преимуществ, эти системы не полу­чили распространения.

Главная особенность висячих мостов заключается в том, что основными несущими их элементами служат кабели, цепи или ванты, выполняемые из высококачественной стали большой прочности. В слу­чае закрепления этих элементов с помощью оттяжек в грунте или устоях висячие мосты называют распорными. Для увеличения вертикальной жесткости висячих мостов их снабжа­ют балками жесткости (рис. 2.20, и). В этом случае система превращает­ся уже в комбинированную; однако ввиду того, что висячие мосты с бал­кой жесткости имеют специфические особенности, свойственные только висячим системам, они рассмотрены в главе, посвященной висячим мостам. Если закрепить концы оттяжек к концам балки жесткости и пере­дать ей горизонтальные слагающие усилия в оттяжках, то система ста­новится внешне безраспорной (рис. 2.20, к). Другую разновидность внешне безраспорных висячих мостов представляют системы с балкой жесткости, поддерживаемой системой вантов, симметрично или несим­метрично расположенных по обе стороны пилонов (рис. 2.20, л). Безрас­порные висячие системы в отношении опорных реакций аналогичны ба­лочной системе. Висячие мосты могут быть и многопролетными (неразрезными); в таких мостах несущий кабель проходит непрерывно через несколько про­летов. Так как висячие мосты по сравнению с мостами других систем име­ют меньшую жесткость, то их устраивают, как правило, на автомобиль­ных дорогах и в городах. Случаи строительства висячих мостов, служа­щих для пропуска железнодорожной нагрузки, очень редки.

Кроме рассмотренных выше систем, в металлических мостах приме­няют также комбинированные системы, образованные из ба­лок (или ферм), усиленных нижним дополнительным поясом в виде шпренгеля или гибкой арки (рис. 2.20, м). Разновидностью комбинированных систем, получившей за последние годы применение в автодорожных мостах, является конструкция, образованная из консольной (рис. 2.20, н) или неразрезной балки, усиленной дополнительными подкосами. Комбинированные системы имеют ту особенность, что благодаря их статической неопределимости можно применять искусственное регули­рование усилий в их элементах, дающее экономию в затрате металла на конструкцию. К числу комбинированных систем относятся также сквозные фермы с жестким верхним или нижним поясом.

8. Тоннели

8.1. Краткая историческая справка

Подземные сооружения были известны еще в глубокой древности. Они возводились вначале для жилья и захоронений, при постройке храмов, а затем для добычи камня и руды, а позднее и для целей водоснабжения и ирригации. Еще позже появились транспортные, коммунальные и тоннели гидроэлектростанций.

Периоды развития тоннелестроения как вида инженерной деятельности можно разделить на три основных этапа.

Первый этап относится к древнему миру, расцвету Римской империи и Греции, второй – после средневекового упадка (конец ХVII – ХVIII век) и третий - ХIХ век.

Во время раскопок 1902г в Палестине , в окрестностях древнего города Гезера, упоминание о котором встречается в ХУ веке до н. э. был обнаружен большой тоннель высотою 7 и шириной 3,96 м. Пробитый в прочной скале он спускался к подземному источнику. Археологи относят сооружение этого тоннеля к бронзовому веку, примерно к ХХ в. до н. э.

Тоннели входили в состав замечательного водопровода, снабжавшего водою г. Ван, известный в истории под названием г. Семирамиды. Этот водопровод, действующий и поныне, построен за 800 лет до новой эры.

Большого успеха строительство гидротехнических тоннелей достигло в Греции. Один из тоннелей, снабжавших водой Афины, имевшие во времена своего расцвета население до 200 000 чел., был пройден еще в VI в до н. э.. Тоннель высотой поперечного сечения от 1,3 до 1,5 м и шириной 0,65 м. Интересно отметить, что один из водопроводящих тоннелей, построенных приблизительно в тот же период, и по настоящее время снабжает Афины хорошей питьевой водой. Из позднейших тоннелей водоводов, служивших для снабжения Афин водой, Заслуживает внимания водовод Адриана (140 г.н.э.) Длина тоннельных участков сечением примерно 1,0 х 1,6 м составляет более 25 км. В слабых грунтах тоннель имел обделку из кирпичной кладки. В течении многих веков этот тоннель находился в эксплуатации. В 1925 г, после капитального ремонта, он снова был включен в сеть водоснабжения Афин.

Большого совершенства в строительстве тоннелей достигли римляне. Остатки древних римских тоннелей водоводов находятся как в самом Риме, так и в различных местах бывшей обширной территории римской империи. По сохранившимся до наших дней остаткам древнего римского тоннеля водовода в Кельне можно полагать, что римлянам была хорошо известна техника приготовления бетона. В качестве вяжущего они применяли гидравлическую известь, добиваясь прочности камня (современные испытания – 100кг/см2) .

Интереснейшим тоннельным сооружением древнего Рима, после знаменитых его акведуков, является тоннель для понижения уровня озера Фучино, расположенного в 84 км от Рима на высоте 669 м над уровнем моря. Частое повышение уровня озера приводили нередко к затоплению окружающих населенных пунктов. Понижение уровня озера в опасные периоды было достигнуто путем сброса воды из озера по тоннелю длиной 5595 м. под горою на глубине примерно 300 м. Работы были начаты при Юлии Цезаре в 54 г . до.н.э. Стройка продолжалась 11 лет.

Древнейшим судоходным тоннелем является построенный в V в. н э. в Турции тоннель шириной 6,1 и высотой 7 м (в прочной скале).

В средние века, наряду с общим упадком науки и техники наблюдается полный застой и в развитии тоннельного дела. Подземные сооружения в это время возводились главным образом в замках феодалов, монастырях, и то в незначительных масштабах. Подземные ходы-тайники были известны и на Руси.

Начиная с ХII века подземные выработки появляются при горных разработках.

После средневекового упадка некоторое развитие тоннельного строительства начинается только в конце ХVII столетия.. Самыми замечательными подземными сооружениями Франции начала ХIХ века являются судоходные тоннели один длиной 1098 м и другой - 5670 м. Они были построены при Наполеоне 1 (1810г.) Ширина тоннелей в свету – 8 м. Здесь впервые были установлены методы проходки тоннелей большего сечения в слабых грунтах (многоштольневой способ опорного ядра на деревянной крепи)

Толчком к развитию тоннельного строительства в середине Х1Х века послужило применение взрывчатых веществ - вначале черный порох, а затем нитроглицерин и, наконец, динамит.

Успехам тоннельного строительства способствовало изобретение бурильных машин, возможность использования шпуровых зарядов и как следствие, возможность управления энергией взрыва.

Впервые механическое бурение шпуров было применено при проходке тринадцатикилометрового железнодорожного тоннеля в Альпах между Францией и Италией.

Постройка больших альпийских тоннелей Сен-Готард, Симплон и др. на которых отрабатывались и совершенствовались новые методы проходки, послужила дальнейшему развитию техники и технологии строительства тоннелей горным способом.

Первый опыт щитовой проходки тоннелей относится к началу ХIХ века, когда инженер Брюннель построил транспортный тоннель под Темзой в Лондоне.

8.2. Область применения и классификация тоннелей

Тоннели представляют собой искусственные подземные или под­водные сооружения, предназначенные для пропуска транспортных средств, размещения инженерных коммуникаций и других целей.

Таблица 2.1.

Классификация тоннелей



Признаки классификации

Разновидности и характеристика тоннелей

По назначению

Тоннели на путях сообщения: железнодорожные, автодорожные, совмещенные, тоннели метрополитенов, судоходные пешеходные.

Гидротехнические: тоннели ГЭС, тоннели ГАЭС, тоннели для водоснабжения, ирригационные, мелиоративные

Коммунальные: канализационные, коллекторные

Горнопромышленные: транспортные, дренажные, вентиляционные

Специального назначения: Подземные заводы, склады ,хранилища, убежища, подземные сооружения городской инфраструктуры


По месту

расположения



Горные: сооружаемые в гористой местности для преодоления высотных препятствий,

Городские: сооружаемые в городах под улицами ,площадями, застроенными кварталами

Подводные: сооружаемые для преодоления водных препятствий


По глубине

заложения



Мелкого заложения: расположенные на глубине до 15м.

Глубокого заложения: расположенные на глубине более 15м



По способам

сооружения



Сооружаемые горным способом: проходка с разработкой профиля по частям, либо на полный профиль с устройством временной крепи без вскрытия поверхности

Сооружаемые щитовым способом: с помощью проходческих щитов без вскрытия поверхности

Сооружаемые открытым способом: сооружаемые в котлованах с обратной засыпкой конструкции

Сооружаемые полузакрытым способом: часть конструкции тоннеля сооружается без вскрытия земной поверхности, часть- со вскрытием

Сооружаемые специальными способами: с помощью предварительного укрепления грунтов, опускания готовых тоннельных секций, с использованием в забое сжатого воздуха, методом продавливания.


К транспортным тоннелям относятся автодорожные, желез­нодорожные, пешеходные, судоходные тоннели, а также тоннели метрополитена.

Гидротехническими называют подводящие и отводя­щие тоннели в системе гидроэлектростанций, ирригационные и ме­лиоративные тоннели.

К коммунальным относятся тоннели городского подземно­го хозяйства для пропуска газа, воды, канализации, кабелей и т. п.

Подземные стоянки автомобилей и гаражи, склады, газо- и нефтехранилища, подземные заводы и морские базы относятся к группе подземных сооружений специального назначения.

Горнопромышленные тоннели предназначены для тран­спортных целей, а также для дренажа и вентиляции шахтных выра­боток в горной промышленности.

По месту расположения тоннели подразделяются на горные, подводные и городские.

Горные тоннели прокладывают через горные хребты и возвы­шенности (рис. 2.21, а).

При пересечении водных преград: рек, озер, заливов, проливов,

каналов и водохранилищ -сооружают подводные тоннели (рис. 2.21, б).

Тоннели, заложенные под улицами и площадями городов, назы­вают городскими (рис. 2.21, в, г).

В зависимости от глубины заложения от поверхности разли­чают тоннели глубокого заложения (10-20 м) и мел­кого заложения (< 10 м).

Методы сооружения тоннелей весьма разнообразны и определя­ются протяжением, глубиной заложения, инженерно-геологическими, гидрогеологическими условиями и экономическими соображе­ниями.



Рис. 2.21. Схемы транспортных тоннелей:

1 - портал; 2 - лестничные сходы

В практике тоннельного строительства применяют горный, щи­товой, открытый и специальные способы работ.

Горный способ работ предусматривает раскрытие тон­нельной выработки по частям с временным креплением и поэтап­ным возведением несущей конструкции - обделки. В крепких и устойчивых породах выработку раскрывают сразу на полный про­филь с временной контурной крепью и последующим механизиро­ванным возведением обделки. Обделки горных тоннелей выполняют из монолитного, бетона или железобетона и, реже, из сборных железобетонных элементов. Горный метод работ применяют при строительстве горных, подводных и городских тоннелей глубокого заложения в различных инженерно-геологических условиях (от слабых неустойчивых до крепких скальных пород).

Щитовой способ работ основан на применении в качестве временной крепи подвижной стальной цилиндрической оболочки, - щита, под защитой которого разрабатывают породу и возводят обделку из отдельных, заранее изготовленных металлических или железобетонных элементов - блоков или тюбингов, образующих кольца шириной 0,5-1,2 м. По мере разработки породы в забое щит перемещают вперед гидравлическими домкратами, упирающи­мися в возведенную обделку. Щитовой способ применяют при стро­ительстве горных, подводных и городских тоннелей в слабых, не­устойчивых породах, а также в устойчивых грунтах.

Открытый способ работ применяют при сооружении тон­нелей мелкого заложения. Несущие конструкции преимущественно прямоугольного поперечного сечения из сборного «ли монолитного железобетона возводят в открытом котловане с откосами, свайным или шпунтовым креплением. Возможно бетонирование стен в тран­шеях с последующим устройством

перекрытия и разработкой под его защитой грунтового ядра между стенами тоннеля.

При сооружении тоннелей горным, щитовым или открытым ме­тодом в тяжелых геологических условиях (в водоносных неустойчи­вых грунтах при значительном притоке подземных вод) применяют специальные приемы работ по укреплению окружающего грунтово­го массива с использованием искусственного замораживания, водопонижения или химического закрепления грунтов.

При строительстве подводных тоннелей, помимо горного, щито­вого и открытого методов работ, применяют метод готовых (завод­ных) секций, опускных кессонов-тоннелей и др.

8.3. Принципы проектирования автодорожных тоннелей

Автодорожные тоннели должны обеспечивать безаварийность и нормальные условия движения транспортных средств в период эксплуатации с учетом перспективного возрастания интенсивности движения.



Рис. 2.22. Схема криволинейных тоннелей в плане: 1 - портал

Требования, предъявляемые к плану, продольному профилю и поперечному сечению тоннеля, зависят от категории дороги, места расположения тоннеля, топографических и инженерно-геологиче­ских условий района строительства.

В плане тоннели предпочтительнее устраивать на прямых участ­ках трассы, так как расположение тоннеля на кривой требует уширения проезжей части и ухудшает условия вентиляции и видимости в тоннеле.

В сложных топографических условиях или при необходимости обойти расположенные на поверхности здания и сооружения тоннель располагают полностью или частично на криволинейной трассе. При этом радиусы кривых принимают не менее 250 м. В особо сложных условиях при соответствующем технико-экономическом обосновании допускают уменьшение радиуса кривой до 100 м. В не­которых случаях расположением тоннеля в плане на кривой можно достигнуть сокращения длины дороги и тоннеля.

В пересеченной горной местности при необходимости развития линии сооружают петлевые (рис. 2.22, а) и спиральные (рис. 2.22, б) тоннели. Петлевые тоннели полностью располагают на кривой с уг­лом поворота около 180°, а спиральные - на кривой с углом пово­рота более 360°. Входы и выходы таких тоннелей (порталы) нахо­дятся на разных уровнях.

Горные автодорожные тоннели длиной менее 300 м, как прави­ло, проектируют односкатными, а тоннели длиной более 300 м- преимущественно двускатными с подъемом к середине тоннеля (см. рис. 2.21, а).

Тоннели с односкатным продольным профилем предпоч­тительнее с точки зрения их проветривания, однако при проходке таких тоннелей в водоносных породах со стороны верхового порта­ла происходит непрерывное «подтопление» забоя, осложняющее процесс производства работ.

Подводные и. городские автотранспортные тоннели имеют во­гнутый двускатный профиль с подъемом к порталам. При этом для отвода воды в период эксплуатации в наиболее пониженной части продольного профиля устраивают насосные установки.

Продольный профиль подводных тоннелей должен обеспечи­вать расположение уровня проезжей части у портала не менее чем на 1 м выше горизонта высоких вод, определяемого по наибольше­му расходу с вероятностью 1:300, с учетом подпора и высоты волны.

Глубина заложения подводного тоннеля зависит от метода со­оружения и инженерно-геологических условий. При щитовой про­ходке под сжатым воздухом защитная кровля над шелыгой свода в глинистых грунтах должна быть не менее 4 м, а в песчаных - не менее 6 м. При сооружении подводного тоннеля из готовых секций толщина слоя засыпки над перекрытием должна быть не менее 1,5 м.

Глубину заложения городских транспортных и пешеходных тон­нелей назначают по возможности минимальной. Допускается рас­положение верха тоннеля непосредственно под проезжей частью дороги с учетом прокладки инженерных коммуникаций, распреде­ления давления от подвижной нагрузки и предохранения конструк­ции от промерзания.

Максимальный продольный уклон в автодорожных тоннелях не должен превышать 400/00, а минимальный быть не менее 40/00. Огра­ничение величины уклонов вызвано условиями вентиляции- и водо­отвода в тоннеле. В транспортных тоннелях на общегородских ма­гистралях допускается продольный уклон до 50 0/00, а на районных магистралях - до 60 0/00. При сопряжении участков тоннеля с раз­личными уклонами устраивают вертикальные кривые, радиусы ко­торых принимают в соответствии с требованиями для открытых участков трассы.

Горные автодорожные тоннели проектируют, как правило, на две полосы движения. Для пропуска четырехполосного движения устраивают два отдельно расположенных тоннеля для каждого направления. Совмещение в одном тоннеле четырехполосного движе­ния допускается в весьма сложных топографических условиях при специальном обосновании.


ч. 1 ч. 2 ч. 3 ... ч. 17 ч. 18