книги / Строительство подземных сооружений в городах

При открытом водоотливе котлован разрабатывают ярусами. Разработку каждого яруса начинают с проходки пионерной (разрезной) траншеи глубиной, несколько превышающей высоту яруса. Уклон траншеи принимают противоположным направлению движения экскаватора. В начале траншеи (вблизи съезда в котлован) устраивают водоприемный зумпф для сбора фильтрующейся воды, Насосы для откачки воды устанавливают на дне траншеи вблизи зумпфа, а при больших водопритоках — у верхней бровки траншеи. По окончании выемки грунта очередного яруса у стен котлована устраивают водосборные канавы.

В готовом осушенном котловане весь фильтрационный поток должен собираться канавками или траншеями. В местах сосредоточенной фильтрации воды через стены или откосу котлована с выносом грунта устраивают фильтрующие пригрузки.

71

Рис. 3.4. Технологическая схема разработки и крепления котлована с применением двухъярусного анкерного крепления:

1 — разработка грунта ниже уровня верхнего яруса крепления;

II — устройство верхнего яруса крепления и разработка грунта ниже уровня нижнего яруса крепления; III — устройство нижнего яруса крепления

и разработка грунта до низа котлована; 1 — экскаватор-драглайн; 2 — самоходная установка для устройства анкеров; 3 — анкеры.

Разработку нескальных грунтов экскаваторами во избежание нарушения естественной структуры грунта в основании ведут с недобором в подошве котлована на 20 - 25 см. Недобор удаляют механизированным способом — бульдозером или другими планировочными машинами — непосредственно перед устройством

временно подвешивают в котловане. Трубопроводы заключают в стальные футляры, которые подвешивают в котловане к балкам, прикрепляемым к сваям. В котлованах с откосами устраивают дополнительные промежуточные опоры из специально забиваемых свай. На зиму водопроводные и канализационные трубы утепляют.

Все работы по выемке грунта в непосредственной близости от подземных коммуникаций производят только ручным инструментом с принятием необходимых мер предосторожности и в присутствии технического надзора и представителей организаций, эксплуатирующих подземные коммуникации.

Засыпку котлована после возведения конструкций для обеспечения их устойчивости и нормальной работы ведут одновременно с двух сторон сооружения на одинаковую высоту с послойным уплотнением грунта. Все связи между свайным

горизонтальной площадки шириной 3,5 — 4 м для движения бульдозеров и катков, засыпают песком, который уплотняют увлажнением до насыщения.

73

и вибротрамбующих машин, а в стесненных местах — навесным вибротрамбующим оборудованием или механизированными ручными трамбовками. Особенно тщательно грунт уплотняют на участках пересечения котлованами дорог с усовершенствованным покрытием, а также подземных коммуникаций.

3.1.2. Крепление и монтаж сборных железобетонных конструкций

Полносборную конструкцию подземных сооружений возводят в такой последовательности:

1) бетонируют подготовку под изоляцию лотковой части конструкции, поверхность которой выравнивают цементно-песчаным раствором;

2) выкладывают кирпичные защитные стенки (шуцванды) на высоту 0,75 м, с внутренней стороны которых также наносят выравнивающий слой цементно­ песчаного раствора;

3)наклеивают гидроизоляцию лотка с выведением ее концов на защитные стенки и наносят защитный слой из цементно-песчаного раствора;

4)устанавливают лотковые и стеновые блоки конструкции с фиксацией последних в вертикальном положении при помощи инвентарных винтовых стяжекподкосов;

5)бетонируют сопряжения лотковых и стеновых блоков и монолитные участки

лотка;

6)устанавливают подколенные балки, колонны, элементы посадочной платформы и путевых стен, прогоны платформенной части и укладывают плиты перекрытия;

7)заполняют цементно-песчаным раствором швы между блоками и готовят внешнюю поверхность стен и перекрытия для устройства гидроизоляции: затирают цементно-песчаным раствором раковины и неровности, наносят при необходимости выравнивающий слой раствора, грунтуют поверхность;

и осадкой конуса 2-3 см. На нескальных основаниях толщина подготовки составляет

74

Элементы конструкций устанавливают в проектное положение по принятым ориентирам: рискам, штырям, граням и т. д. Конструкции, имеющие специальные закладные или другие фиксирующие устройства, устанавливают по этим устройствам.

Лотковые и стеновые блоки устанавливают на защитный слой гидроизоляции с подливкой пластичного цементно-песчаного раствора для обеспечения сплошного контакта опорной поверхности блока. Подобным же образом устанавливают подколонные балки (на лотковые блоки).

Блоки стен и колонны фиксируют в вертикальном положении винтовыми стяжками (подкосами), которые крепят за монтажные петли блоков, обеспечивая их устойчивость до устройства постоянного крепления и возможность корректировки их положения. Постоянное крепление выполняют сваркой монтажных соединений.

Стыки монтируемых конструкций омоноличивают цементно-песчаным раствором. При установке прогонов под их опорные площадки подкладывают клинья, чтобы обеспечить проектное положение прогонов по высоте. Остающиеся зазоры между нижней поверхностью прогона и торцом колонны заполняют железобетоном. Плиты перекрытия укладывают таким образом, чтобы между их торцами и упорной стенкой прогона или стенового блока оставался зазор не менее 10 мм для заполнения раствором.

Участок котлована с готовой конструкцией засыпают после устройства защитного слоя гидроизоляции стен и перекрытия.

3.1.3. Возведение односводчатых сооружений из монолитного железобетона

Конструкции из монолитного железобетона применяют преимущественно при сооружении односводчатых сооружений, например станций метрополитенов. В ряде случаев такие станции сооружают с монолитным железобетонным сводом и лотком и стенами из железобетонных пустотелых секций - блоков заводского изготовления размерами в свету 1,1 х 2,3 м и массой 19,1 т.

Комплексное производство работ при сооружении односводчатых станций из монолитного железобетона предусматривает одновременное ведение земляных, бетонных, арматурных, гидроизоляционных и других работ, выполняемых обычно тоже шестиметровыми заходками, соответствующими длине используемых средств механизации бетонных работ. Основные работы по разработке грунта в котловане обычно ведутся с опережением на 30 - 40 м. В непосредственной близости от места возведения конструкции выполняют механизированную (бульдозером) и ручную подборку грунта в откосах и на дне котлована.

Гидроизоляцию лотковой части односводчатой станции делают таким же образом, как и при возведении сборных конструкций. Последующие работы выполняют в таком порядке:

1)устанавливают арматуру лотка и нижней части стен и бетонируют эти части конструкции;

2)устанавливают арматурные каркасы стен, трехпустотные блоки, являющиеся внутренней опалубкой стен, а с наружной стороны — инвентарные металлические или деревянные щиты опалубки, обшитые, листовой сталью или фанерой, и выполняют бетонирование стен;

3) устанавливают опалубку свода, монтируют арматурные каркасы и бетонируют свод;

75

Двухпутный тоннель в метрополитене образуется двумя рядами секций, установленных с зазором 60 мм, который заполняют цементно-песчаным раствором или песком.

Щит представляет собой пространственную конструкцию прямоугольного сечения, состоящую из трех основных частей: ножевой, опорной и хвостовой. Ножевая и хвостовая части открыты сверху и снизу, так как выполнены в виде вертикальных металлических стенок. Передние кромки ножевой части имеют заострение для внедрения в грунт и выполнены со скосом соответственно лобовому откосу разрабатываемой перед щитом выемки. Для придания необходимой жесткости ножевым стенкам предусмотрены трубчатые раскосы, установленные так, что они не препятствуют разработке грунта экскаватором.

В опорной части щита по его периметру расположены 30 щитовых домкратов,

и электродвигателя и место машиниста с пультом управления.

Щит монтируют в котловане с вертикальными стенками. Позади щита возводят упорную стену, рассчитанную на нагрузку от воздействия щитовых домкратов.

Впереди последовательно перемещаемого механизированного комплекса (см. рис. 3.5.) ведут необходимые подготовительные работы: устраивают подъездные пути и ограждения, укладывают подкрановые пути (при использовании козлового крана), производят, если это необходимо, водопонижение, а поверхность грунта планируют бульдозером параллельно основанию тоннеля.

Разработку забоя ведут экскаватором, имеющим глубину копания не менее 8 м и ковш вместимостью не менее 0,65 м3 Экскаватор перемещается по оси тоннеля по спланированной бульдозером поверхности. Грунт разрабатывают непосредственно перед щитом симметрично оси тоннеля от середины к стенам выработки с недобором в подошве на 15-20 см. При этом следят затем, чтобы ножевая часть щита не обнажалась.

Разрабатываемый грунт грузят в автомобили-самосвалы и транспортируют в зону обратной засыпки или в отвал.

Щит продвигается по мере разработки забоя с помощью щитовых домкратов, опирающихся в торец последней установленной секции обделки через распределительные рамы. В зависимости от требуемого направления продвижения, определяемого по маркшейдерским данным, включают ту или другую группу домкратов. При продвижении щита его ножевые секции срезают грунт, оставленный экскаватором в пределах стен и в подошве котлована. Общая длина заходки равна длине секции обделки (1,5 м).

На подошве котлована, выровненной ножевыми секциями щита, устраивают основание обделки тоннеля из жесткой бетонной смеси толщиной 15 см. Смесь подают краном в специальных емкостях — юобелях, распределяют в зоне оболочки щита по подошве котлована, уплотняют и выравнивают по маркшейдерским отметкам.

Секцию устанавливают на подготовленное основание с выверкой ее положения в плане и по высоте тоннеля. Установленную секцию прижимают щитовыми домкратами к торцу другой, ранее установленной секции. Взаимное их положение

77

фиксируют металлическими накладками, привариваемыми к симметрично расположенным закладным деталям.

Водонепроницаемость секций обеспечивается оклеечной гидроизоляцией, наносимой на все наружные поверхности секций в заводских условиях. Гидроизоляцию выполняют на механизированном стенде, который имеет поворотный

горелки) выпуски гидроизоляции с торцов секций. Сваренные выпуски укладывают в образованную сочленением секций канавку, оставшуюся часть которой зачеканивают быстросхватывающейся уплотняющей смесью (БУСом). Таким образом гидроизоляция образует замкнутый контур. Стыки в зоне верхних ригелей секций заполняют горячей битумной мастикой.

и уплотнением грунта.

3.1.4. Сооружение тоннелей и станций с бетонированием стен в траншеях способом «стена в грунте»

Рис. 3.6. Схема конструкции двухпутного перегонного тоннеля с монолитными железобетонными стенами, выполненными методом «стена в грунте»:

1 —(монолитная железобетонная стена;

2 — монолитный железобетонный пояс;

3 — перекрытие (железобетонные балки таврового сечения);

4 — гидроизоляция перекрытия; 5 — гидроизоляция стен;

6 — монолитный бетонный лоток; 7 — бетонная подготовка.

78

В стесненных условиях городской застройки при невозможности прекращения движения городского транспорта по уличным магистралям на длительное время, в прежние годы использовали так называемый траншейный способ сооружения тоннелей: в глубоких траншеях возводили стены конструкции с устройством наружной гидроизоляции. Затем разрабатывали котлован, бетонировали перекрытие, выполняли гидроизоляцию этой части конструкции, засыпали котлован и восстанавливали проезжую часть улицы. После этого под защитой возведенной конструкции разрабатывали грунтовое ядро и бетонировали лоток с предварительной наклейкой гидроизоляции по бетонной подготовке. Этот способ весьма трудоемок.

В настоящее время используют метод бетонирования стен в траншеях, заполненных глинистым раствором, называемый способом «стена в грунте», рис. 3.6; он дает возможность обходиться без крепления стен траншей, так как глинистый

водонепроницаемого покрытия, глинистый раствор при некоторых способах разработки траншей служит еще и для гидротранспортирования грунта, вынося частицы и обломки его на поверхность. Плотность глинистого раствора в пределах от 1,03 до 1,25 г/см3

Для производства работ методом «стена в грунте» строительную площадку

с тем, чтобы они работали как конструкции, защемленные нижним концом в толще грунта. При водоносных грунтах и наличии близко расположенного водоупора стены целесообразно заделывать в водоупор, так как в этом случае отпадает необходимость в применении специальных способов работ - водопонижения или искусственного замораживания грунтов.

Работы методом «стена в грунте» ведут участками длиной 3 - 5 м. В одной заходке разрабатывают грунт, в другой производят бетонирование стены. В процессы работы захватки отделяют одну от другой вертикальными элементамиограничителями, которые опускают с заглублением ниже дна траншеи.

Работы начинают с устройства неглубокой пионерной траншеи вдоль будущей стены тоннеля. Стенки траншеи укрепляют оголовком в виде двух рядов железобетонных элементов прямоугольного сечения, укладываемых на расстоянии, соответствующем толщине сооружаемой стены. Пионерная траншея может быть образована двумя рядами железобетонных плит, уложенных с заданным расстоянием между ними на точно спланированной поверхности. Плиты служат основанием для перемещаемых вдоль траншеи механизмов.

Пионерная траншея постоянно заполнена глинистым раствором. По мере разработки грунта в пределах очередной захватки выработка непрерывно заполняется

79

глинистым раствором, поступающим из пионерной траншеи. При бетонировании заходки вытесняемый раствор перетекает в другую заходку или откачивается насосом.

Разработку траншей под глинистым раствором обычно ведут грейферным экскаватором, однако в отдельных случаях применяют специальные буровые агрегаты.

Разработку грунта грейферным экскаватором ведут аналогично разработке его при способе подводного землечерпания. Для обеспечения необходимой точности разработки траншеи применяют плоские двухчелюстные грейферы на направляющих штангах с принудительным вдавливанием в грунт. В процессе разработки грунта глинистый раствор постепенно загрязняется и требует периодической очистки.

Смешанный с глинистым раствором грунт выкачивается из захватки всасывающим насосом или эрлифтом в очистную установку, где под действием центробежных сил происходит отделение частиц грунта от глинистого раствора. Отделенный от раствора грунт с помощью транспортера подается в контейнер, выгружается в автотранспорт и вывозится к месту отвала.

диаметр, равный ширине траншеи. К трубам на диаметрально противоположных сторонах приваривают в продольном направлении уголки (полками к образующей трубы). При погружении трубы выступающие части уголков врезаются в борта траншеи и снижают утечку бетона из захватки в процессе бетонирования. Получаемая после извлечения трубы полукруглая форма боковой грани участка стены способствует совместной работе соседних участков.

В качестве стационарных ограничителей используют обычно железобетонные сваи, устанавливаемые таким образом, чтобы своими ребрами они врезались в стенки траншеи.

После разработки грунта в пределах очередной захватки в нее опускают арматурные каркасы и приступают к бетонированию участка стены.

Бетонирование траншеи под глинистым раствором ведут методом вертикально перемещаемой трубы. Установка для бетонирования этим методом включает комплект

из отдельных секций прямо на строительной площадке. Вначале опускают в траншею нижнюю секцию и подвешивают ее к оголовку траншеи, затем приваривают к ней вторую секцию, опускают ее и приваривают третью. Для обеспечения постоянного защитного слоя бетона каркасы опускают по направляющим рейкам, отделяющим каркас от стенки траншеи.

В арматурных каркасах оставляют специальные проемы для спуска и подъема трубы бетонолитной установки. Если в захватку опускают два каркаса, то бетоновод вводят в зазор между ними.

В процессе бетонирования следят за тем, чтобы оно было непрерывным и не происходило прорыва глинистого раствора в бетоновод. По мере бетонирования бункер с бетоноводом периодически поднимают так, чтобы труба оставалась

80