ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СОСТОЯНИЕ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ТОННЕЛЕЙ И КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ТОННЕЛЬНЫХ ОБДЕЛОК

ОТ АВТОРОВ 3

раздел I ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ 5

ТЕКУЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЙ НАДЗОР ЗА ТОННЕЛЬНЫМИ СООРУЖЕНИЯМИ И ИХ ОБУСТРОЙСТВАМИ. 5

§ 1. ЗАДАЧИ ТЕКУЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ТОННЕЛЕЙ. 5

§ 2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ НА ЭКСПЛУАТИРУЕМЫЕ ТОННЕЛИ. 6

§ 3. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СОСТОЯНИЕ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ТОННЕЛЕЙ И КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ТОННЕЛЬНЫХ ОБДЕЛОК. 9

§ 4. НАДЗОР ЗА СОСТОЯНИЕМ ТОННЕЛЕЙ. 16

§5. ПЕРИОДИЧЕСКИЕ И ПОСТОЯННЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ТОННЕЛЬНЫМИ СООРУЖЕНИЯМИ И ОБУСТРОЙСТВАМИ. 21

7. Наблюдения за состоянием верхнего строения пути и путевых обустройств. 39

\ 46

§ 6. ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ ТОННЕЛЕЙ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД. 50

ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ ТОННЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ И ОБУСТРОЙСТВ. 54

§ 7. ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ ОБДЕЛКИ ТОННЕЛЯ, ПОРТАЛОВ, НИШ И КАМЕР. 54

§ 8. ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ ВОДООТВОДНЫХ И ДРЕНАЖНЫХ УСТРОЙСТВ. 60

§ 9. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТ В ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ТОННЕЛЯХ. 62

раздел КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ. 66

II И РЕКОНСТРУКЦИЯ ТОННЕЛЕЙ. 66

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА И РЕКОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ 66

§ 10. ПРИЧИНЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ НЕОБХОДИМОСТЬ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА И РЕКОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ. 66

§ 11. ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК НА ОБДЕЛКИ ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ И РЕКОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ 69

§ 12. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ В ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ТОННЕЛЯХ. 76

КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ТОННЕЛЕЙ.. 78

§ 13. ПЕРЕКЛАДКА СВОДОВ И СТЕН ОБДЕЛКИ. 78

§ 14. ПЕРЕКЛАДКА ОБРАТНЫХ СВОДОВ И ВОДООТВОДНЫХ ЛОТКОВ. 82

§ 15. УСИЛЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ ОБДЕЛКИ. 84

§ 16. ЗАМЕНА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ОБДЕЛКИ БОЛЕЕ МОЩНОЙ. 92

§ 17. СООРУЖЕНИЕ ОБДЕЛКИ В ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ БЕЗОБДЕЛОЧНЫХ ТОННЕЛЯХ. 97

§ 18. УСТРАНЕНИЕ НЕГАБАРИТНОСТИ ТОННЕЛЕЙ. 98

§ 19. РЕКОНСТРУКЦИЯ ОДНОПУТНЫХ ТОННЕЛЕЙ ПОД ДВУХПУТНОЕ ДВИЖЕНИЕ. 111

§ 20. УДЛИНЕНИЕ ТОННЕЛЯ. 117

§ 21. РАСКРЫТИЕ ТОННЕЛЯ В ВЫЕМКУ. 119

ОБОРУДОВАНИЕ И МЕХАНИЗМЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ И РЕКОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ.. 121

§ 22. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КРУЖАЛА. 121

§ 23. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВКИ КРУЖАЛ. 126

§ 24. ПЕРЕДВИЖНЫЕ ПОДМОСТИ ДЛЯ РЕМОНТА И ОСМОТРА ТОННЕЛЕЙ. 128

§ 25. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ПОГРУЗОЧНЫХ И МОНТАЖНЫХ РАБОТ. 130

ОСУШЕНИЕ И ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ТОННЕЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ. 132

§ 26. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСУШЕНИИ И ГИДРОИЗОЛЯЦИИ ТОННЕЛЕЙ. 132

§ 27. ОСУШЕНИЕ ГОРНОГО МАССИВА. 135

§ 28. ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ТОННЕЛЕЙ. 138

РЕКОНСТРУКЦИЯ ТОННЕЛЕЙ. 147

МЕТРОПОЛИТЕНОВ. 147

§ 29. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ МЕТРОПОЛИТЕНОВ. 147

§ 30. СООРУЖЕНИЕ ВТОРОГО ВХОДА НА ЭКСПЛУАТИРУЕМУЮ СТАНЦИЮ МЕТРОПОЛИТЕНА. 148

§ 31. УДЛИНЕНИЕ СРЕДНЕГО И БОКОВЫХ ТОННЕЛЕЙ СТАНЦИИ И РАСКРЫТИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРОЕМОВ. 150

§ 32. ПЕРЕУСТРОЙСТВО ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СТАНЦИИ В ПЕРЕСАДОЧНУЮ.. 154

§ 33. СООРУЖЕНИЕ КАМЕР СЪЕЗДОВ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ НА ПЕРЕГОНАХ. 157

раздел III ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ.. 158

ПРИЧИНЫ и ВИДЫ РАЗРУШЕНИЙ ТОННЕЛЕЙ. 158

§ 34. ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ ПОСТРОЙКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ. 158

§ 35. ВИДЫ РАЗРУШЕНИЙ ТОННЕЛЕЙ. 159

§ 36. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТОННЕЛЯ. 162

ВРЕМЕННОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ. 166

§ 37. ОБДЕЛКИ И ПОПЕРЕЧНЫЕ СЕЧЕНИЯ ВРЕМЕННО ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ТОННЕЛЕЙ. 166

§ 38. РАСЧИСТКА ПОРТАЛЬНЫХ ЗАВАЛОВ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВХОДНЫХ УЧАСТКОВ ТОННЕЛЕЙ. 174

§ 39. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ТОННЕЛЕЙ ПРИ ЗАВАЛАХ С ОТРЫВОМ И ГЛУХИХ ЗАВАЛАХ 176

КАПИТАЛЬНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ. 188

§ 40. ПЕРЕХОД ОТ ВРЕМЕННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ К КАПИТАЛЬНОМУ. 188

§ 41. КАПИТАЛЬНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ БЕЗ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЭТАПОВ РАБОТ. 192

f 193

Юрий Андреевич Лиманов, Владимир Анатольевич Подчекаев, 195

УДК 624.19:625.1 + 625.19.059.25/.03

Содержание и реконструкция тоннелей. Под ред. Ю. А. Лиманов а. Учебник для вузов ж.-д. трансп. М., «Транспорт», 1976. 192 с. Авт.: Лима­нов Ю. А., П о д ч е к а е в В. А., Король­ков Н. М., Меринов И. И.

В книге освещены вопросы надзора за состоянием эксплуатируемый железнодорожных тоннелей, при­ведены правила их содержания и текущего ремонта, рассмотрены вопросы вентиляции, освещения, сиг­нализации и связи в существующих тоннелях, мето­ды осушения и гидроизоляции тоннелей. Значитель­ное внимание уделено капитальному ремонту и ре­конструкции железнодорожных тоннелей, даны крат­кие сведения о восстановлении тоннелей и рекон­струкции тоннелей метрополитенов.

Книга утверждена Главным управлением учеб­ными заведениями МПС в качестве учебника для студентов вузов железнодорожного транспорта и мо­жет служить пособием для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, экс­плуатацией и строительством подземных сооружений. Ил. 129, табл. 7, список лит. 13 назв.

Учебник написали:

д-р техн. наук проф. Ю. А. Лиманов ■— главы VIII — XI;

канд. техн. наук доц. В. А. Подчекаев — §3, 10, 11, 15, 16, 17, 19—21 и главу VII;

канд. техн. наук Н. М. Корольков—§ 1, 2, 4, 5 (за исключением п. 5), 7—9, 12—14;

канд. техн. наук И. И. Меринов — п. 5 § 5; § 6„ 18 и главу VI.

31802-164

С 049 (01) 76 © Издательство «Транспорт», 1976

ОТ АВТОРОВ

В нашей стране в соответствии с решениями XXV съезда Ком­мунистической партии Советского Союза ведутся большие работы по развитию железнодорожного транспорта, усилению его технического оснащения, строительству вторых путей и новых железнодорожных линий, особенно в восточных районах страны, где, в частности, развернулось строительство Байкало-Амурской магистрали (БАМ).

На вновь строящихся и эксплуатируемых железных дорогах, а также на городском транспорте в общем комплексе сооружений одно из важных мест принадлежит тоннелям — наиболее ответственным и дорогостоящим сооружениям транспорта.

От исправного состояния тоннелей во многом зависит бесперебой­ность и безопасность движения поездов. Поэтому особенно важным становится изучение условий надежности и долговечности их работы.

Решение сложной задачи улучшения эксплуатационных качеств существующих тоннелей осложняется наличием большого разно­образия типов конструкций обделок тоннелей, построенных в раз­ное время, и требует квалифицированного учета различных клима­тических, топографических и инженерно-геологических условий рас­положения тоннельных сооружений на сети железных дорог,

За годы Советской власти число тоннелей на магистральных желез­ных дорогах нашей страны увеличилось в 2,5 раза. Систематическое изучение и анализ богатого многолетнего опыта работы тоннельных сооружений в различных районах страны позволили обеспечить нор­мальную эксплуатацию этих сооружений. Этот опыт служит весьма ценным материалом для проектирования новых тоннелей и совершенст­вования методов содержания и реконструкции существующих.

В настоящее время представляется возможным отметить следую­щие главные направления дальнейшего совершенствования техники и методов эксплуатации железнодорожных тоннелей:

разработка наиболее рациональных типов обделок, особенно для тоннелей, расположенных в суровых климатических условиях;

обеспечение надежного водоотвода в тоннелях путем создания хо­рошо работающих заобделочных дренажей, а также различных уст­ройств, обеспечивающих нормальную эксплуатацию обводненных тон­нелей в зимнее время и исключающих образование наледей в тоннелях;

создание рациональных типов водоотводных лотков в тоннелях, особенно для суровых климатических условий;

внедрение новых типов гидроизоляции, в том числе гидроизоляции обделок путем нанесения на их внутреннюю поверхность эпоксидных компаундов;

совершенствование верхнего строения пути в тоннелях, укладка железобетонных шпал;

совершенствование организации работ по капитальному ремонту и реконструкции тоннелей, в частности, создание технологических комплексов для переустройства под электрическую тягу однопутных тоннелей старой постройки и расширения их под двухпутное движение.

Решению этих важнейших задач и посвящена вся творческая дея­тельность советских специалистов тоннельщиков, направленная на решение проблемы долговечности искусственных сооружений на же­лезнодорожном транспорте.

В настоящем учебнике авторы стремились в соответствии с учебной программой обобщить и в сжатом виде изложить современный опыт содержания и реконструкции железнодорожных тоннелей, а также рассмотреть вопросы восстановления разрушенных по тем или иным причинам тоннельных сооружений и реконструкции тоннелей метро­политенов.

Авторы выражают благодарность рецензентам: сотрудникам ка­федры «Тоннели и метрополитены» МИИТа В. Г. Храпову и Н. Г. Ту- ренскому, а также инж. Е. А. Коновалову, рекомендации которых учтены при подготовке рукописи. Авторы выражают также приз­нательность главному инженеру проектов Ленгипротрансмоста Л. М. Бобровскому за предоставленный в их распоряжение цен­ный материал для книги.

раздел I ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ

Глава I

ТЕКУЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЙ НАДЗОР ЗА ТОННЕЛЬНЫМИ СООРУЖЕНИЯМИ И ИХ ОБУСТРОЙСТВАМИ

ЗАДАЧИ ТЕКУЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ТОННЕЛЕЙ

В соответствии с требованиями действующих Правил технической эксплуатации железных дорог Союза ССР и Инструкции по текущему содержанию искусственных сооружений все элементы железнодорож­ного пути (земляное полотно, верхнее строение и искусственные со­оружения) по прочности, устойчивости и состоянию должны обеспе­чивать безопасное и плавное движение поездов с наибольшими конст­рукционными скоростями, установленными для локомотивов, обра­щающихся на данном участке дороги.

Основным принципом текущего содержания тоннелей и имеющихся в них обустройств является постоянное поддержание их в исправном состоянии, обеспечивающем бесперебойный пропуск поездов с установленными скоростями. Это достигается постоянным надзором за тон­нелями и их обустройствами, выявлением и изучением причин, вызы­вающих неисправности или ограничивающих сроки службы отдель­ных элементов сооружений и их своевременным устранением. Причем возникающие повреждения и неисправности в тоннелях следует устра­нять в возможно более короткий срок, так как всякое промедление с их устранением может привести к развитию более крупных и серьезных деформаций, небезопасных для движения поездов.

Достаточное внимание следует уделять и эстетике содержания же­лезнодорожных тоннелей. Чистота и опрятность как внутри тоннеля, так и на подходах к нему создают приятное зрительное впечатление и облегчают обнаружение всякого рода неисправностей, которые в заг­рязненных и запущенных тоннелях могут длительное время оставаться не замеченными.

Важной задачей текущего содержания тоннелей, обусловливаемой сложностью выполнения осмотров и любых работ в стесненных тон­нельных условиях, является дальнейшее повышение производитель­ности труда рабочих бригад по текущему содержанию за счет внедре­ния передовых методов труда, новой техники, прогрессивной техноло­гии и эффективного использования имеющихся средств механи­зации.

Тоннельные сооружения должны содержаться в соответствии с нор­мами Правил технической эксплуатации железных дорог Союза ССР, требованиями Инструкции по текущему содержанию искусственных сооружений, Инструкции по текущему содержанию железнодорожного пути, Правил промсанитарии и техники безопасности при устройстве, содержании и эксплуатации железнодорожных тоннелей, Правил по технике безопасности при производстве работ в путевом хозяйстве.

Выполнение работ по текущему содержанию тоннелей, за исключе­нием путевых работ, возлагается на тоннельные бригады рабочих, комплектуемые по нормам расхода рабочей силы и фонда заработной платы.

Надзор за состоянием тоннелей и руководство работами по их со­держанию возлагаются для крупных и ответственных тоннелей — на тоннельных мастеров, а для тоннелей небольшого протяжения — на мостовых мастеров дистанций пути.

Все приводимые ниже положения, касающиеся содержания тонне­лей, в полной мере относятся и к галереям, предназначаемым для защиты железнодорожного пути от горных обвалов, осыпей, оползней и снежных лавин.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ НА ЭКСПЛУАТИРУЕМЫЕ ТОННЕЛИ

Законченные строительством или реконструированные железнодорож­ные тоннели принимаются в постоянную эксплуатацию специально назначаемыми… утвержденная в установленном порядке проектно-сметная документация; документы об оформлении и согласовании допущенных в процессе строительства изменений и отступлений от проекта;

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СОСТОЯНИЕ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ТОННЕЛЕЙ И КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ТОННЕЛЬНЫХ ОБДЕЛОК

Тоннели относятся к наиболее ответственным, сложным и дорого­стоящим искусственным сооружениям железнодорожного транспорта, рассчитанным на длительный срок эксплуатации. Основная несущая конструкция тоннеля — его обделка — закрепляет горную выработ­ку и воспринимает все виды действующих нагрузок. Условия работы тоннельной обделки исключительно сложны и весьма многообразны. Это объясняется в основном неопределенностью действующих на под­земные конструкции нагрузок и многообразием эксплуатационных условий работы сооружения, трудно поддающихся в ряде случаев качественным и количественным определениям.

Основные факторы, влияющие на эксплуатационные и статические условия работы тоннельной обделки, правильный учет^которых в зна­чительной мере повышает долговечность сооружения, могут быть под­разделены на четыре группы.

Внешние природные условия (геологические, гид­рогеологические и климатические условия; сейсмические воздейст­вия) имеют в ряде случаев первостепенное значение для всего состоя­ния тоннельного сооружения. Известно немало случаев, когда горный массив, прорезаемый тоннелем, подвергался оползням, сдвигам, про­садкам, вызывая тем самым деформации сооружения или даже его раз­рушение. Такие явления свойственны главным образом склонам гор и определяются рельефом косогора, мощностью и характером покров­ного слоя, условиями напластования, углом внутреннего трения и сцеплением породы, режимом подземных вод и наличием поверхностей скольжения. Нередко массив, вполне устойчивый до постройки

тоннеля, начинает смещаться в процессе эксплуатации вследствие нару­шения режима подземных вод, вызванного обильным водопритоком к самой тоннельной выработке и дренажным сооружениям.

Причиной деформации тоннеля в процессе его эксплуатации могут послужить также карстовые пустоты в горном массиве. Эти пустоты в виде пещер, каверн, гротов возникают под влиянием растворяющего и отчасти механического воздействия воды. В связи с этим особое вни­мание должно быть уделено тоннелям, заложенным в легко поддаю­щихся выщелачиванию породах, в гипсах, ангидритах, известковых и доломитовых породах.

Наличие карстовых пустот вблизи тоннельной обделки служит причиной значительных осложнений при эксплуатации сооружения. Особенно опасны карстовые пустоты, заполненные водой и образую­щие карстовые озера, из которых может произойти внезапный прорыв воды в тоннель.

В некоторых случаях карстовые пустоты с течением времени запол­няются отложениями, выщелачиваемыми из близлежащих пластов горных пород. Эти отложения нарушают однородность прорезаемых выработкой пород, что может послужить причиной появления значи­тельных местных нагрузок на обделку.

Геологические условия расположения тоннеля оказывают сущест­венное влияние и на статическую работу обделки. При достаточно вы­соком значении коэффициента упругого отпора (k <= 200 кгс/см²) пассивный отпор породы практически полностью исключает возмож­ность перемещений и деформаций обделки в сторону породы. При ма­лых же значениях этого коэффициента учет упругого отпора породы в расчетных схемах дает значительное уменьшение расчетных усилий по сравнению с принятыми схемами, рассматривающими обделку в ус­ловиях свободной деформации.

Свойства пород, окружающих тоннельную обделку, с течением времени под воздействием различных факторов могут меняться, тем самым изменяя условия статической работы обделки.

Условия работы обделок наиболее неблагоприятны в тоннелях, заложенных в глинах, глинистых сланцах и мергелях. Известны слу­чаи, когда процесс упругого расширения глины (пучение), которая до проходки выработки находилась под воздействием вышележащих пород в условиях трехосного сжатия, приводил к разрушению обделки.

Аналогичные явления, вызванные как действием воды, так и хи­мическими процессами, часто наблюдаются также в мергелях, при этом интенсивность набухания зависит от их петрографического сос­тава и физико-механических свойств.

Некоторые разновидности известняков и полевошпатовых пород под влиянием процессов выветривания могут быстро разрушаться, увеличиваясь при этом в объеме, и оказывать на обделку давление разрушительного характера.

Значительное увеличение объема породы и нагрузок на обделку. могут вызвать также химические процессы. Так, ангидрит в соедине­нии с водой превращается в гипс — водный сернокислый кальций и увеличивается при этом в объеме почти на 33%. Химические процес­сы, сопровождающиеся увеличением объема пород, могут иметь дли­тельный характер и оказывать вредное воздействие на условия работы тоннельной обделки в течение весьма долгого времени, исчисляющего­ся в некоторых случаях Десятками лет.

Влияние гидрогеологических условий на тоннельные конструкции может проявиться в виде дополнительной нагрузки от гидростатическо­го давления, а также вредного воздействия подземных вод на породу, окружающую выработку, и материал самой обделки.

Подземные воды, как правило, понижают прочность и устойчивость горных пород. Некоторые из них, такие, как мергели, глины и пески, в присутствии воды становятся крайне непрочными, иногда даже прев­ращаются в плывуны и со временем могут оказать значительное давле­ние на обделку.

Вредное воздействие подземных вод на тоннельные конструкции проявляется также в виде фильтрации через тело обделки, растворения карбоната и гидрата окисей кальция и выщелачивания их из бетона, что в значительной мере снижает его прочность. Кроме того, проник­новение подземных вод через обделку в тоннель в зимнее время, в осо­бенности в районах с суровыми климатическими условиями, еще в боль­шей степени ухудшает условия работы обделки. Вода, попадая в поры, швы и трещины кладки, замерзает и, увеличиваясь в объеме, разру­шает обделку. Кроме размораживания кладки и разрушения обделки, образование наледей в зимнее время приводит к временной негабарит­ности тоннеля и необходимости систематической сколки льда.

Сейсмические силы, возникающие в горном массиве при землетря­сениях, могут также в ряде случаев являться причиной значительных деформаций, а иногда и разрушения тоннельной обделки. Особенно интенсивно сказывается сейсмическое воздействие на порталах и входных участках тоннеля, а также на тоннелях, имеющих небольшую глубину заложения.

Геометрические параметры и конструк­тивные характеристики тоннелей (длина, попереч­ное сечение, план, продольный профиль; материал и конструкция об­делки, порталов, ниш; гидроизоляция, водоотводные и дренажные со­оружения и др.) имеют весьма существенное значение для условий экс­плуатации железнодорожных тоннелей.

Условия проветривания тоннеля с естественной вентиляцией в ос­новном зависят от его геометрических параметров. Чем длиннее тон­нель, тем затруднительней становится обмен воздуха и тем интенсивнее воздействие вредных газов на материал обделки. Размеры поперечного сечения тоннеля в этом отношении оказывают обратное влияние: в двухпутных тоннелях концентрация вредных газов при прочих рав­ных условиях меньше, однако в однопутных тоннелях в большой сте­пени сказывается поршневое действие проходящих поездов.

В тоннелях, расположенных на кривой, условия для проветривания хуже, чем в тоннелях, расположенных на прямой. Затруднительность проветривания возрастает с уменьшением радиуса кривой.

Двускатный профиль тоннеля создает большие затруднения для естественного проветривания по сравнению с односкатным. Чем больше разность отметок между входами и точкой перелома дву­скатного профиля, тем больше усилий требуется для обмена воздуха в тоннеле. В односкатном тоннеле интенсивность проветривания возрастает с увеличением разности отметок порталов.

Некоторые топографические и метеорологические факторы (изре­занная гористая местность, способствующая возникновению интен­сивных потоков воздуха, совпадение направления господствующих ветров с направлением оси тоннеля и др.) могут также благоприятст­вовать или, наоборот, затруднять естественное проветривание тон­нелей.

Существенное влияние на эксплуатационные условия и долговеч­ность тоннельного сооружения оказывают также его конструктивные характеристики. Некоторые конструктивные решения, являясь дос­таточно экономичными и в техническом отношении вполне оправдан­ными, требуют, однако, весьма тщательного постоянного надзора и не­укоснительного выполнения всех требований содержания и своевре­менного текущего ремонта. Как показал опыт эксплуатации ряда же­лезнодорожных тоннелей, такие решения иногда не приемлемы, так как тщательность надзора и своевременность текущего ремонта не всегда могут быть обеспечены на практике. Это положение особенно касается тоннелей, расположенных в суровых климатических усло­виях и малообжитых районах, где ощущается недостаток в рабочей силе. В несущих конструкциях возникают трещины, нарушается гид­роизоляция, засоряются, перемерзают и выходят из строя дренажные и водоотводные сооружения и т. п. Все это приводит к преждевремен­ному выходу из строя всего тоннельного сооружения, резкому ухудше­нию эксплуатационных условий и необходимости проведения ремонт­ных работ.

Строительные характеристики отражают факти­ческое состояние и очертание тоннельного сооружения по сравнению с проектным. Случайные отступления в натуре от проекта в пределах нормальных допусков всегда могут быть. При этом некоторые отступ­ления улучшают условия работы сооружения, другие же существенно ухудшают условия его эксплуатации.

Так, например, обделка, толщина которой превосходит проектные размеры за счет укладки бетона в переборы, или укладка в конструк­цию бетона более высокой марки может в значительной степени повы­сить прочность, устойчивость и долговечность сооружения. Излишки же профиля обделки, распределенные неравномерно по ее периметру, особенно в пределах сводовой части, приводят к увеличению сосредото­ченных нагрузок от собственного веса и обусловливают местные пере­напряжения и появление трещин. Отступления от кругового очертания в сборных обделках также заметно снижают их несущую способность.

Наличие пустот за тоннельной обделкой зависит, помимо геологи­ческих факторов, также от качества строительства и в первую очередь от тщательности нагнетания цементно-песчаного раствора в заобделоч- ное пространство. Заполнение раствором всех пустот создает плотный контакт между породой и обделкой, обеспечивает более равномерную передачу горного давления и тем самым существенно улучшает условия работы конструкции. Нагнетание цементного раствора оказывает так­же существенное влияние на величину упругого отпора породы, что непосредственно связано с условиями статической работы об­делки.

Заобделочные пустоты возникают вследствие недостаточно тщатель­ного заполнения заобделочного пространства в процессе строительст­ва, а также в результате постепенного гниения оставленной за обдел­кой деревянной крепи или забутовки переборов и вывалов. Такие пус­тоты со временем могут в значительной степени ухудшить условия ра­боты обделки, вызвать существенные деформации и привести к образо­ванию трещин.

Нарушение при строительстве (в результате проходки стволов, вспомогательных выработок или случайного вывала или обрушения) целостности лежащего над выработкой слоя водонепроницаемых пород может также в дальнейшем в значительной степени ухудшить условия эксплуатации тоннеля. Несмотря даже на тщательность забутовки и нагнетания раствора в пространство вывала, со временем в этом месте вышележащие подземные воды могут постепенно начать проникать в тоннель через обделку, образуя сильные протечки, а в зимний период—наледи. Это потребует срочного проведения ремонтных работ с целью ликвидации обводненности.

Эксплуатационный режим тоннеля (род тяги и интенсивность движения поездов) оказывает также немаловажное влияние на условия работы всего сооружения. Особенно неблагоприят­ной в этом отношении является паровая тяга, при которой газообраз­ные продукты сгорания топлива в паровозных топках исключительно вредно воздействуют на материал обделки. В этом случае наиболее сильному химическому и термическому выветриванию оказывает­ся подверженным свод, т. е. самая ответственная часть об­делки.

При тепловозной тяге влияние продуктов горения сказывается не столь интенсивно, так как количество выделяющихся газов меньше. Однако и в этих условиях может происходить химическое вывет­ривание, приводящее к разрушению и отслаиванию материала обделки.

При электрической тяге на тоннельное сооружение весьма вредное воздействие оказывают блуждающие токи, вызывающие коррозию чугуна и арматуры в обделках, элементах верхнего строения пути, а также всех остальных металлических конструкций, монтируемых в тоннеле.

Все перечисленные воздействия, связанные с родом тяги, в коли­чественном отношении зависят от числа поездов, проходящих через тоннель. Поэтому степень их вредного воздействия находится в прямой зависимости от интенсивности движения поездов. Кроме того, это вред­ное воздействие существенно сказывается также на условиях эксплуа­тации всего тоннельного сооружения.

Большая интенсивность движения поездов в ряде случаев затруд­няет текущее содержание тоннелей и не позволяет своевременно про­водить ремонтные работы, связанные с необходимостью получения
«окон», т. е. перерывов в графике движения поездов. Эти работы часто относят на более поздний срок, первоначально ограничиваясь времен­ными мерами первостепенной необходимости. Такое несвоевременное проведение полного объема ремонтных работ, естественно, не может не сказаться на ухудшении в целом состояния тоннельного сооруже­ния и уменьшении его долговечности.

Поэтому в процессе изысканий, проектирования, строительства и текущего содержания тоннелей следует тщательно изучать и своевре­менно учитывать все рассмотренные выше факторы, определяющие условия работы обделок. Это позволит возводить и эксплуатировать тоннельные сооружения, отвечающие современным требованиям и от­личающиеся долговечностью. Эксплуатация таких сооружений тре­бует незначительного объема ремонтных работ, которые могут быть выполнены, как правило, в процессе текущего содержания.

Многочисленные наблюдения за состоянием тоннелей показали, что в их обделках возникает множество видов разнообразных по ха­рактеру повреждений. Из большого разнообразия отдельных видов повреждений в обделках тоннелей наиболее часто встречаются следую­щие дефекты: продольные трещины, поперечные трещины, косые тре­щины, сквозные вывалы, несквозные вывалы.

При установлении состояния эксплуатируемых тоннелей, помимо выявления характера повреждений, необходимо также определять степень развития дефектов и наметить первоочередные мероприятия по их ликвидации.

Основные факторы, влияющие на нормальную эксплуатацию тон­нелей, причины их возникновения и оценка состояния сооружения

могут быть представлены в табличной форме (табл. 1).

Перечисленные в табл. 1 наимено­вания дефектов и причины их возникновения могут быть при необходимости дополнены. Индекс дефектов дает воз­можность в краткой цифровой форме записать сведения о состоянии соору­жения.

При разработке этой классификации за основу взята обделка подковообраз­ного типа, конструкция которой услов­но разделена на пять элементов: 1 — верхний свод, 2 — стены, 3 — фундаменты, 4 — обратный свод и 5 — вся обделка (рис. 1).

Рис. 1. Условное наименование элементов тоннельной конструкции: 1 — верхний свод; 2 — стены; 3 — фундаменты; 4 — обратный свод; 5 — вся обделка

Перечисленные неисправности в зависимости от их характера и объема могут быть устранены как в процессе текущего ремонта, так и при капиталь­ном ремонте, реконструкции или восста­новлении тоннеля.

 

 

Примечания. 1. Четырехзначный индекс расшифровывается следующим образом: первая цифра индекса указывает элемент конструкции, вторая — наименование дефекта, третья — причину его возникновения, четвертая — состояние названного элемента конструк­ции или всей обделки.

2. Состояние элементов конструкции или всей обделки оценивают следующим образом: цифрой 1 указывают аварийное состояние (в обделке сильно развиты трещины, их раскры­тие увеличивается, а размеры в свету уменьшаются или произошло полное разрушение кон­струкции); цифрой 2 — неудовлетворительное (наличие в кладке сквозных вывалов или тре­щин с шириной раскрытия более 0,2 мм; цифрой 3 — удовлетворительное (наличие в кладке небольших несквозных вывалов и усадочных трещин раскрытием не более 0,2 мм; цифрой 4 — хорошее (наличие в кладке поперечных трещин и волосяных усадочных трещин).

НАДЗОР ЗА СОСТОЯНИЕМ ТОННЕЛЕЙ

В зависимости от специфики местных условий и состояния соору­жения установленный общесетевой порядок технического надзора и контроля может быть… Основной задачей технического надзора за тоннельными соору­жениями является… Руководство и контроль за правильным и своевременным прове­дением технического надзора и осмотров возлагается на…

ПЕРИОДИЧЕСКИЕ И ПОСТОЯННЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ТОННЕЛЬНЫМИ СООРУЖЕНИЯМИ И ОБУСТРОЙСТВАМИ

Периодические и постоянные наблюдения выполняют тоннельные и дорожные мастера, бригадиры пути, инженерно-технические работ­ники дистанций пути,… Наблюдения производят в сроки и порядком, устанавливаемыми дистанцией пути или… В железнодорожных тоннелях чаще всего выполняют следующие наблюдения:

ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ ТОННЕЛЕЙ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

В зимних условиях значительно усложняется содержание тонне­лей из-за появления таких отрицательных факторов, как наледи на поверхности кладки и верхнего строения пути, замерзание воды в пу­стотах за обделкой тоннеля и в водоотводных лотках, пучение грунтов за обделкой и загрязненного балласта в основании пути и т. д.

В тоннелях, расположенных в районах с суровым климатом, на- ледеобразование, замерзание воды и морозное пучение грунтов при­нимают угрожающие размеры.

Перечисленные факторы приводят к увеличению объемов работ по содержанию тоннелей, а иногда и нарушают статическую работу тон­нельной конструкции.

Наледи образуются на поверхности кладки и верхнего строе­ния пути в результате проникания воды через поры бетона, пустые швы каменной кладки или нарушенную чеканку швов и изоляцию бол­товых отверстий сборной обделки из чугунных или железобетонных тюбингов (рис. 30) Если в районах с умеренным климатом пути про­никания воды в тоннель перемерзают и нарастание наледей прекра­щается в первые месяцы зимы, то в районах с суровым климатом силь­ные течи и наледеобразование не прекращаются в течение всей зимы и первых месяцев весны.

Наледи создают трудности для перевозки грузов (из-за создавае­мой ими временной негабаритности), уменьшают размеры внутреннего очертания тоннеля, нарушают установленные минимальные воз­душные зазоры между очертанием обделки свода и частями подвески контактных проводов, находящихся под напряжением в электрифи­цированных тоннелях.

Замерзание воды в пустотах за обделкой приводит к разрушению элементов тоннельной конструкции, выпаданию каменных или бетонных глыб на действующий путь, т. е. к нарушению безопас­ности движения поездов.

Перемерзание водоотводных лотков приводит к выходу воды на действующий путь, увлажнению балластной призмы, т. е. к ухудше­нию состояния пути и ограничению скорости движения поездов.

Пучение грунтов вызывает деформацию тоннельной об­делки, если она не рассчитана на восприятие этих дополнительных сил. Пучение особенно опасно в основании пути как при наличии, так и при отсутствии обратного свода. Это объясняется тем, что увеличе­ние абсолютной отметки головок рельсов при получении уменьшает высоту тоннеля к свету, а на электрифицированной линии, кроме того, изменяет минимально допустимое расстояние между головками рель­сов и контактными проводами.

В эксплуатируемых тоннелях применяют различные меры борьбы с этими отрицательными факторами. Наледи, заходящие за очертание габарита, необходимо скалывать, а лед временно размещать вдоль стен тоннеля, не создавая при этом негабаритность. Для околки и вывозки льда оборудуют подмости на дрезинах, а в отдельных случаях и на железнодорожной платформе.

В электрифицированных тоннелях околку льда за пределами подвески контактных проводов и фиксирующих оттяжек выполняют со специальной дрезины, оборудованной вращающейся площадкой (рис. 31).

При значительных объемах работ по околке и вывозке наледей, продолжающихся в течение всей зимы, в графике движения поездов предусматривают технологические «окна», формируют специальный рабочий поезд, для механизации этих работ используют пневмати-

Р;ис. 30. Наледи на поверхности стен тоннеля (а) и на по­верхности обделки свода (б)

 

ческие инструменты, работаю­щие от воздушной магистрали тепловоза или электровоза.

Чтобы исключить замерзание воды в пустотах за обделкой, эти пустоты заполняют в летнее время цементно-песчаным раст­вором с добавкой бентонитовой глины или устраивают глубокие заобделочные дренажи за преде­лами зоны сезонного промерза­ния горных пород в данном районе.

Замерзание воды в водоот­водных лотках тоннеля устра­няют различными способами. Так, например, в районах с суровым климатом нашли широ­кое распространение трубчатые электронагреватели различной конструкции и калориферы. Для утепления лотков используют материалы, имеющие малый коэффициент теплопроводности: керамзитобетон, стекловату и пенопласт. Однако, как правило, при расходе воды в лотке от 2 до 3 л/с теплоизоляции из синтетических ма­териалов становится недостаточно для предохранения их от промер­зания. В этом случае используют искусственный электрообогрев.

В отдельных случаях замерзание воды в лотках предотвращают искусственным увеличением дебита воды из имеющихся дренажных штолен пли из источников в припортальных выемках, заменой же­лезобетонных крышек лотков деревянными, отсыревшего утеплителя сухим гранулированным шлаком или пенопластом. Замена щебеноч­ного балласта асбестовым (с обязательной засыпкой асбеста слоем тол­щиной 20—25 см поверх крышек лотка) также способствует предот­вращению замерзания воды в лотках.

В зимний период организуют наблюдения за температурой возду­ха у порталов и внутри тоннеля, за дебитом воды, в лотках и дренаж­ных штольнях.

В отдельных случаях наблюдают и за глубиной промерзания горного массива вокруг обделки тоннеля, нивелируют путь и путевые реперы, забетонированные в обделке стен тоннеля.

Особую опасность для целостности конструкции представляют мок­рые глинистые грунты за обделкой тоннеля. Для уменьшения их вред­ного влияния на обделку применяют заобделочные дренажи, а если этого мероприятия оказывается недостаточно, то заменяют ранее воз­веденную обделку более мощной.

Рис. 31. Осмотр поверхности свода тон­неля с вращающейся площадки подмо­стей, установленных на дрезине

На состояние тоннельной обделки оказывает отрицательное влия­ние попеременное замораживание и размораживание материала, из которого возведена конструкция. Особенно сильно это явление прояв­ляется на припортальных участках обделки тоннелей. Многолетние
обследования эксплуатируемых тоннелей показывают, что поверхно­стный слой каменной и кирпичной кладки в большей мере (чем бе­тонной или сборной из железобетонных тюбингов) подвержен влия­нию знакопеременных температур. С течением времени поверхностные слои разрушаются, толщина конструкции таких обделок уменьшается по сравнению с первоначальной. Ослабленную обделку приходится усиливать различными способами.

Знакопеременные температуры вызывают увеличение температур­ных напряжений в бетонных конструкциях, имеющих сравнительно большую толщину, и если при расчете обделки тоннеля не было учтено это явление, то в ней появляются деформации в виде продольных трещин.

При проектировании обделок реконструируемых тоннелей, рас­положенных в суровых климатических условиях, необходимо учиты­вать установленное Строительными нормами и правилами предельное число циклов замораживания и оттаивания бетона.

Глава II

ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ ТОННЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ И ОБУСТРОЙСТВ

ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ ОБДЕЛКИ ТОННЕЛЯ, ПОРТАЛОВ, НИШ И КАМЕР

Большинство тоннелей отечественных железных дорог, построен­ных до 1930 г., имеют каменную обделку. В нескольких тоннелях, по­строенных в конце… Под воздействием ряда неблагоприятных факторов в обделке мо­гут возникать… Установлено, что большинство деформаций тоннельных обделок происходит не внезапно, а под влиянием многих факторов…

ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ ВОДООТВОДНЫХ И ДРЕНАЖНЫХ УСТРОЙСТВ

Поверхностный водоотвод осуществляют при помощи грунтовых водоотводных канав и открытых бетонных лотков. Чтобы канавы и лот­ки на надтоннельной… уклон не менее 0,002 и надлежащую для местных условий противо- фильтрационную… Во избежание застоя поверхностных вод надтоннельная поверх­ность должна быть тщательно спланирована: необходимо…

ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТ В ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ТОННЕЛЯХ

При производстве работ в тоннелях в любое время суток приме­няют только ночные сигналы. Для производства крупных по объему работ, требующих одновременного нахождения… На время производства работ, вызывающих перерыв движения поездов, руководитель работ должен иметь телефонную связь с…

ПРИЧИНЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ НЕОБХОДИМОСТЬ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА И РЕКОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ

Для тоннельной обделки, как и для других несущих конструкций искусственных сооружений, может наступить три вида предельного состояния: по несущей способности — прочности и устойчивости; по развитию чрезмерных… Появление серьезных дефектов в тоннельном сооружении и дости­жение несущей конструкцией предельного состояния может…

ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК НА ОБДЕЛКИ ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ И РЕКОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ

Указанные нагрузки на тоннельные обделки определяются мето­дами, применяемыми при расчете подземных конструкций, на осно­вании действующих… Однако следует иметь в виду, что действующие Строительные нор­мы и правила… Многочисленные теории горного давления, основанные на различ­ных предпосылках, не дают исчерпывающего и достаточно…

ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ В ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ТОННЕЛЯХ

стесненность, создаваемая предельным габаритным очертанием тоннельной обделки, исключающей возможность складирования у пу­ти материалов,… выполнение многих видов ремонтных работ, связанных с применением передвижных и… недостаточность имеющегося общего освещения, вызывающая необходимость применения при производстве работ…

ПЕРЕКЛАДКА СВОДОВ И СТЕН ОБДЕЛКИ

  В связи с широким внедрением в практику тоннелестроения бето­на, в… Для этой цели следует применять бетон марки не ниже 200, при­готовленный из быстротвердеющего портландцемента, а при…

ПЕРЕКЛАДКА ОБРАТНЫХ СВОДОВ И ВОДООТВОДНЫХ ЛОТКОВ

При отсутствии таких инвентарных пакетов могут быть применены подвесные рельсовые пакеты, изготовленные из 4-метровых отрез­ков старогодных рельсов.… Работы по перекладке обратных сводов выполняют в такой последовательности:… При наличии в водоотводном лотке воды ее перепускают над выработкой по асбоцементной трубе диаметром 20—40 см или по…

УСИЛЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ ОБДЕЛКИ

Усиление несущей конструкции — обделки или всей системы «обделка — порода» — в основном выполняют путем тампонирования пустот за обделкой,… Тампонирование пустот за обделкой. Тампонирование таких пу­стот и… Для тампонирования пустот чаще всего применяют цементные, цементно-песчаные и цементно-глинистые растворы с различными…

ЗАМЕНА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ОБДЕЛКИ БОЛЕЕ МОЩНОЙ

Все работы, связанные с нарушением целостности обделки в эксплуатируемых тоннелях, выполняют с помощью несущих металлических кружал или специальной… При реконструкции однопутных тоннелей все работы, связанные с заменой… по разборке старой кладки, доработке профиля и возведению но­вой обделки.

СООРУЖЕНИЕ ОБДЕЛКИ В ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ БЕЗОБДЕЛОЧНЫХ ТОННЕЛЯХ

Работы по устройству обделки в таких тоннелях начинают с дора­ботки профиля выработки. С помощью отбойных молотков снимают выветрившиеся, а также… В некоторых случаях профиль выработки оказывается достаточ­ным для обеспечения… Бетонирование фундаментов и стен обделки обычно не вызывает затруднений. Значительно сложнее осуществляется укладка…

УСТРАНЕНИЕ НЕГАБАРИТНОСТИ ТОННЕЛЕЙ

На электрифицируемых линиях большую сложность представляют работы по устранению боковой негабаритности двухпутных тоннелей, построенных по старому… Интересным и экономичным решением является способ одностороннего расширения… до проектного профиля отбойными молотками в направлении от замка к обрезам фундаментов. Профиль новой выработки…

РЕКОНСТРУКЦИЯ ОДНОПУТНЫХ ТОННЕЛЕЙ ПОД ДВУХПУТНОЕ ДВИЖЕНИЕ

Выбор варианта строительства должен быть тщательно обоснован и его целесообразность технико-экономически доказана. Необходима учитывать не только… Как по первому, так и по второму варианту построено немало тоннелей. В конце… В последующие годы, как правило, строились однопутные тоннели, поэтому рано или поздно возникает вопрос об их…

УДЛИНЕНИЕ ТОННЕЛЯ

Принимаемые меры по укреплению откосов и повышению их устой­чивости при значительной глубине выемки не дают обычно желаемых результатов и в этом… Работы по удлинению тоннеля ведут открытым способом и начинают с разборки… Значительно сложнее условия производства работ в тех случаях, когда необходимость в удлине­нии тоннеля вызвана…

РАСКРЫТИЕ ТОННЕЛЯ В ВЫЕМКУ

нец, простота и большая безопасность работ, что дает возможность их выполнения менее квалифицированной рабочей силой. Недостатками открытых работ… Превращение дефектного участка тоннеля в выемку полностью устраняет его… При установлении целесообразности превращения тоннеля в выем­ку необходимо учитывать высоту залегающего над тоннелем…

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КРУЖАЛА

Основное назначение кружал со сплошной затяжкой из досок по их наружной поверхности состоит в том, чтобы предохранять дей­ствующий путь от выпадания… Наружное очертание кружал должно соответствовать внутреннему очертанию… В кружальной арке рассчитывают следующие элементы: сводовую часть кружал, стойку, замковый стык, верхний шарнир,…

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВКИ КРУЖАЛ

На строительной площадке укладывают на пол платформы одну кружальную арку и при помощи мотовоза перемещают ее к месту ремонтных работ в тоннеле;… Замковые части двух полуарок закрепляют двумя накладками и 18 болтами, а… Устанавливают и убирают кружала в «окна», предусматриваемые в графике движения поездов.

ПЕРЕДВИЖНЫЕ ПОДМОСТИ ДЛЯ РЕМОНТА И ОСМОТРА ТОННЕЛЕЙ

Стены ремонтируют с откидных площадок, расположенных с обеих сторон платформы в двух ярусах на высотах 1,50 и 2,80 м от уровня головки рельса;… Безопасность производства ремонтных работ обеспечивается на­личием перил из… Ремонтируемую поверхность кладки освещают поворотными про­жекторами, установленными на каждой платформе;…

МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ПОГРУЗОЧНЫХ И МОНТАЖНЫХ РАБОТ

С помощью таких кранов осуществляют также монтаж полущитового механизированного комплекса отдельными частями: сперва уста … навливают катучие секции из металлических кружал на подготовленное основание… Рис. 85. Погрузка кружал на подмости краном на железнодорожном ходу:

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСУШЕНИИ И ГИДРОИЗОЛЯЦИИ ТОННЕЛЕЙ

Если объем работ по ликвидации обводненности отдельных колец или участков тоннельной обделки не велик и может быть выполнен силами и средствами… В современной практике борьба с обводненностью тоннелей ведется по двум… Мероприятия первого направления (осушение горного массива) предусматривают перехват и организованный отвод атмосферных…

ОСУШЕНИЕ ГОРНОГО МАССИВА

Для сбора поверхностных вод и отвода их из района сооружения тоннеля и припортальных выработок на поверхности устраивают нагорные водосборные и… Закрытые поверхностные дренажи вызывают непрерывный поток подземных вод через… Задача защиты надтоннельного массива пород от проникновения поверхностных вод значительно осложняется в том случае,…

ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ТОННЕЛЕЙ

Гидроизоляционный материал можно наносить на конструкцию обделки как с внутреннй стороны, так и с наружной. Наружную гид­роизоляцию применяют в тех… В каждом конкретном случае вопрос о применении наружной или внутренней… В качестве гидроизоляции применяют различные водонепрони­цаемые материалы, которые относятся в основном к трем типам:…

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ МЕТРОПОЛИТЕНОВ

Обычно в проектах новых линий и сооружений метрополитена предусматривают поэтапное их возведение, возможность дальнейшего их развития в связи с… Растущие требования к условиям эксплуатации пассажирского городского и… Уже теперь в ряде больших городов в нашей стране и за рубежом на­мечены пути к решению транспортной проблемы путем…

СООРУЖЕНИЕ ВТОРОГО ВХОДА НА ЭКСПЛУАТИРУЕМУЮ СТАНЦИЮ МЕТРОПОЛИТЕНА

Второй вход на эксплуатируемую станцию можно осуществить путем сооружения наклонного тоннеля с расположением в нем не ме­нее трех лент эскалаторов,… Эскалаторный тоннель может быть сооружен различными метода­ми в зависимости от… Методы проходки эскалаторных тоннелей детально изложены в общем курсе тоннелей и поэтому не приводятся в данном…

УДЛИНЕНИЕ СРЕДНЕГО И БОКОВЫХ ТОННЕЛЕЙ СТАНЦИИ И РАСКРЫТИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРОЕМОВ

Однако не всегда станция колонного типа вступает в эксплуатацию в полностью законченном виде. Так, в некоторых случаях при строи­тельстве колонной… Удлинение среднего зала станции колонного типа производят без перерыва…  

ПЕРЕУСТРОЙСТВО ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СТАНЦИИ В ПЕРЕСАДОЧНУЮ

Наиболее простыми следует считать работы, связанные с устройст­вом проемов между средним и боковыми платформами станций пилонного типа, лестниц и… Гораздо сложнее при переустройстве действующей станции в пе­ресадочную… ных ходков и тоннеля, иду­щего к другой станции переса­дочного узла. Эти работы вы­полняют горным способом со стороны…

СООРУЖЕНИЕ КАМЕР СЪЕЗДОВ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ НА ПЕРЕГОНАХ

Во всех случаях работы, связанные с расширением профиля пере­гонного тоннеля метрополитена на профиль камеры съездов или стан­ционного тоннеля,… Расширение профиля перегонного тоннеля (рис. 98) начинают с проходки двух… профиля. Внутренние раз­меры поперечного сечения штольни назначают из усло­вий размещения в них отка­точных путей для…

ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ ПОСТРОЙКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

неправильная оценка или недостаточное знание инженерно-геологи- ческих и климатических условий расположения тоннелей; развивающееся во времени разрушающее (агрессивное) влияние подземных вод как… ошибки в выборе типа и назначения размеров конструкций тоннеля (обделок тоннеля);

ВИДЫ РАЗРУШЕНИЙ ТОННЕЛЕЙ

Рис. 102. Поперечные сечения завалов основных типов: а. б— глухих; в —завала с отрывом   Нагромождение обрушившейся породы, обломков кладки и погре­бенных в них оборудования и конструкций, полностью или…

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТОННЕЛЯ

Восстановление тоннеля может быть начато лишь после проведе­ния обследования его разрушенного участка и всего тоннеля.

Задачей технического обследования разрушенного тоннеля явля­ется сбор необходимых данных для правильного назначения рацио­нального варианта восстановления тоннеля, его успешного осущест­вления и последующей эксплуатации тоннеля.

К общим сведениям о тоннелях следует отнести инженерно-геоло­гические условия их расположения, топографию местонахождения тоннеля, план и продольный профиль тоннеля, его общую длину, по­перечное сечение, конструкцию и материал обделки и порталов, ос­новные их размеры и габариты, а также их состояние, время и способ их сооружения. Важными являются также и сведения о вентиляции, освещении, связи, дренаже, водоотводе и эксплуатации тоннеля, в том числе сведения об имевших место деформациях и ранее имевшихся раз­рушениях тоннеля и выполненных восстановительных работах.

Особое внимание должно быть уделено обследованию разрушенно­го участка тоннеля, выявлению на нем инженерно-геологических усло­вий, физико-механическим характеристикам и составу пород завала, оценке устойчивости нового состояния равновесия пород и ожидаемого горного давления. Следует уточнить характер и размеры разрушений, состояние обделки тоннеля и ее габарит как на разрушенном, так и на примыкающем участке тоннеля.

Необходимые сведения о состоянии тоннеля устанавливают как по существующим материалам (техническому паспорту тоннеля, его проектной и исполнительной документации), так и по другим источни­кам и сведениям, имеющимся у местных работников (инженеров, гео­логов и др.).

Обследование тоннеля производят как снаружи, так и внутри.

Наружное обследование преследует цель установления состояния порталов, оголовков и подпорных стенок, надпортальных откосов и
подходных выемок, водоотводных лотков (как в пределах выемок, так и над тоннелем), всей поверхности с появившимися на ней провала­ми — просадками и трещинами, вызванными обрушениями внутри тоннеля.

Внутренний осмотр тоннеля должен установить характер и разме­ры обвалов, степень разрушения обделки, наличие загромождений и состояние верхнего строения пути в тоннеле. При небольших повреж­дениях обделки необходимо тщательно зафиксировать расположение трещин нанесением их на развертку тоннеля, установить на них ма­ячки и вести наблюдение за их развитием. При обнаружении в тонне­ле перекосов, сдвигов и выпучиваний стен, свода или подошвы необ­ходимо проверить габарит.

Отдельные вывалы породы и обделки должны быть особо вниматель­но осмотрены, а если завал глухой и заполняет все сечение тоннеля, то придется проходить разведывательные штольни или шахты. Штоль­ни в этих случаях предпочтительнее располагать в верхней части за­вала, так как она короче, и в последующем такие штольни могут быть использованы при расчистке завала. Разведочные шахты применимы при неглубоком заложении тоннеля, когда проходку штолен осущест­вить не представляется возможным. Такие шахты располагают на не­котором расстоянии от вывала с устройством от нее горизонтального ходка в сторону обвала (рис. 103), проходят шахты минимальным сечением.

На основании результатов проведенных обследований выбирают наиболее рациональный вариант восстановления тоннеля с определе­нием последовательности или этапности работ по восстановлению и составляют проект этих работ.

При восстановлении разрушенного тоннеля и возобновлении дви­жения на этом направлении может быть принято одно из следующих решений:

переключение движения на участок соседней железной или авто­мобильной дороги;

устройство местного обхода тоннеля открытой линией;

раскрытие в выемку всего тоннеля или его разрушенных участков;

восстановление тоннеля в пределах разрушенных участков.

Рис. 103. Разведочная шахта

При наличии густой сети железных дорог целесообразным являет­ся переключение движения на со­седние линии железных дорог на время восстановления тоннеля. Так, на одном из разрушенных землетрясением тоннелей движение транзитных поездов было переклю­чено на ближайшие линии парал­лельного направления, а местные пассажирские поезда (две пары поездов в сутки) доходили с каждых сторон до тоннеля, а затем в пре­делах тоннельного участка пасса­жиров перевозили автобусами.

При отсутствии таких возможностей на период восстановления тоннеля при благоприятных топографических условиях железнодорож­ное движение переводят на местные обходные линии, запроектиро­ванные по облегченным техническим условиям.

Так, на одном из мысовых тоннелей в Средней Азии на время вос­становления тоннеля воспользовались земляным полотном обходного' пути, существовавшего еще в период строительства этой линии, и перевели движение поездов на этот обходной путь.

Однако перевод движения в период восстановления тоннелей на обходные линии сильно ограничивает пропускную способность этих участков и поэтому наиболее часто восстановление осуществляют по оси трассы тоннеля.

В этом случае при благоприятных инженерно-геологических усло­виях прибегают к раскрытию всего тоннеля или лишь части его на разрушенных участках в открытую выемку (обычно с применением взрывов на выброс). Такое решение целесообразно лишь при относи­тельно небольшом заложении тоннеля (15—30 м), допускающем при­менение крутых откосов выемки. В дальнейшем такие выемки или рас­крывают на полный профиль (в соответствии с техническими усло­виями) для постоянной их эксплуатации или заменяют тоннелем, сооруженным в ней открытым способом.

Наиболее распространенным способом возобновления железнодо­рожного движения на участке, на котором находится разрушенный тоннель, является непосредственное восстановление самого тоннеля в пределах разрушенного участка.

Полное восстановление тоннеля с устранением всех последствий разрушения и доведение его до такого состояния, которое удовлетворя­ло бы современным требованиям эксплуатации, требует значитель­ных затрат средств и времени, в то же время из-за необходимости срочного открытия движения на этом участке линии время, затра­чиваемое на восстановление, должно быть минимальным, поэтому восстановление тоннелей осуществляют поэтапно.

Восстановление тоннелей может быть краткосрочным, временным и капитальным.

Краткосрочное восстановление тоннелей до­пускается лишь при особой срочности пропуска подвижного состава через разрушенный тоннель даже с предельно допустимым уменьше­нием габарита, с постановкой временной крепи и ограничением ско­рости движения. После открытия движения на этом участке произво­дят дальнейшие работы по приведению тоннелей в состояние, соответст­вующее требованиям временного восстановления.

Однако практически краткосрочное восстановление весьма ослож­няется в случае наличия в ядре завала крупных обломков породы и обделки, а также оборудования и подвижного состава.

Временное восстановление тоннелей является главнейшим этапом восстановительных работ. На этом первом этапе работ производят расчистку тоннеля в месте завала, закрепление это­го участка временной надежной крепью по установленному габариту и укладку верхнего строения пути.

В однопутных тоннелях временное восстановление в местах зава­лов можно осуществлять по двум вариантам.

При восстановлении по профилю ограниченной тоннельной выработки внутреннее очертание временной крепи стремятся обычно назначать такое, при котором был бы выдер­жан габарит приближения строений на остальных не разрушенных участках тоннеля. При этом восстановление по профилю ограниченной выработки позволяет свести к минимуму объем работ и применить бо­лее легкие конструкции временных тоннельных обделок. Но следует иметь в виду, что проходка такой выработки иногда затруднена из-за наличия в завале крупных обломков и даже невозможна, если в завале находятся оборудование и остатки обрушившейся крепи.

При восстановлении однопутных тоннелей по профилю полной тоннельной выработки внутреннее очерта­ние временной крепи принимают совпадающим с наружным очерта­нием разрушенной тоннельной обделки или близким к этому профилю. В этом случае хотя и получается значительно больший объем работ и требуется постановка более мощной крепи, но создаются более благо­приятные условия для проведения восстановительных работ и возмож­ности их механизации, а следовательно, ускорения темпов работ. Кро­ме этого, раскрытие выработок на полный профиль позволяет на следу­ющем этапе восстановительных работ, т. е. при капитальном восста­новлении, ограничиться лишь возведением постоянной обделки, не прибегая к работам по расширению тоннельной выработки.

Временное восстановление двухпутных тоннелей обычно осуществ­ляется для однопутного движения с проходкой в зоне завала выработ­ки ограниченного профиля. Размещать однопутную выработку в этом случае выгоднее по оси двухпутного тоннеля, учитывая последующие работы при капитальном восстановлении разрушенного участка. При наличии в завале оборудования однопутную выработку целесообраз­нее проходить по оси того из путей, на котором таких помех меньше.

Капитальное восстановление без промежуточ­ных этапов работ производят в случаях, когда имеется все необходи­мое для его выполнения, а сроки и объемы работ мало отличаются от таковых для временного восстановления. Такое решение может быть целесообразным при относительно небольших разрушениях и в слу­чаях коротких завалов.

Глава X

ВРЕМЕННОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ

ОБДЕЛКИ И ПОПЕРЕЧНЫЕ СЕЧЕНИЯ ВРЕМЕННО ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ТОННЕЛЕЙ

При краткосрочном восстановлении тоннеля срок службы обделок обычно не превышает полугода, т. е. периода возведения временной или капитальной… При временном восстановлении тоннелей их обделки назначают на срок службы до… Обделки, назначаемые при капитальном восстановлении, должны удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к обделкам…

РАСЧИСТКА ПОРТАЛЬНЫХ ЗАВАЛОВ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВХОДНЫХ УЧАСТКОВ ТОННЕЛЕЙ

Восстановительные работы на­чинают обычно с расчистки под­ходных выемок. В некоторых слу­чаях эти работы осложняются боль­шим объемом обрушившихся в… При восстановлении тоннеля иногда раскрывают в выемку не только подходы к…  

СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ТОННЕЛЕЙ ПРИ ЗАВАЛАХ С ОТРЫВОМ И ГЛУХИХ ЗАВАЛАХ

работы по ликвидации местных повреждений и разрушений тон­нелей; работы на участках завалов с отрывом и работы на участках с пол­ным или… Поскольку начавшееся разрушение тоннеля и образование зава­лов в нем могут развиваться во времени, необходимо…

ПЕРЕХОД ОТ ВРЕМЕННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ К КАПИТАЛЬНОМУ

Капитальное восстановление тоннелей может быть осуществлено: после временного или краткосрочного восстановления без перерыва движения; … вслед за временным и краткосрочным восстановлением при отсут­ствии движения; … без промежуточных этапов восстановительных работ.

КАПИТАЛЬНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ БЕЗ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЭТАПОВ РАБОТ

Первоочередное капитальное восстановление тоннелей осуществ­ляют различными способами в зависимости от характера завала. В глухих или неполных глухих завалах целесообразно применять горные способы… Способ объемлющей выработки предусматривает вначале про­ходку верхней штольни, установку в ней подхватов, затем…