K=??Ko,(11)
где Kо—известный коэффициент отпора, полученный для данных условий применительно к монолитной обделке; ??—коэффициент, учитывающий толщину забутовки rк, определяемый по графику (рисунок).
Коэффициент упругого отпора грунта под пятами арок Kп определяют по формуле
,(12)
где ha—полная длина арки; Bп—ширина подошвы пяты арки.
При известном модуле деформации массива горных пород Ео и коэффициенте Пуассона ?? коэффициент отпора определяют по формуле
,(13)
где —приведенный радиус выработки; So—площадь поперечного
сечения выработки.
Зависимость коэффициента ?? от толщины забутовки rк
Статический расчет арки крепления следует производить для каждого возможного в данных условиях варианта загружения (см. табл. 1) на единичную вертикальную нагрузку qo=1 и соответствующую ей горизонтальную нагрузку Po.
В качестве расчетной схемы следует принимать схему с шарнирами в пятах. Наличие других шарниров определяется конструкцией арки. По результатам статического расчета должны быть определены величины нормальных сил Ni и изгибающих моментов Mi от единичной нагрузки в каждом i-м сечении арки.
Расчетным состоянием конструкции арки следует считать такое, при котором одно из ее сечений переходит в предельное состояние.
Предельное состояние сечения стальной арки надлежит определять согласно требованиям главы СНиП по проектированию стальных конструкций.
Несущую способность i-го сечения следует определять решением относительно величины qi из следующего уравнения:
,(14)
где Fi— площадь i-гo поперечного сечения арки; — пластический момент сопротивления i-го сечения арки для двутавра =1,12Wi, где Wi,— упругий момент сопротивления; Rа— предел прочности материала арки.
Максимальная вертикальная нагрузка, которую способна нести арка qmах определяется соотношением max q = min qi (i = 1, 2, 3, ..., n).
Шаг арок а определяют из соотношения
,(15)
где qp—расчетная нагрузка для данных условий нагружения.
Пример. Определить шаг арок из двутавра № 27 временной крепи с деревянной затяжкой в однопутном железнодорожном тоннеле пролетом B=6,6 м и высотой 8,6 м в грунтах крепостью f=2 коэффициентом отпора K=40 кг/см3.
В результате расчета по программе “RAK” (см. приложение 10) получаем: шаг арок a=0,71 м; наиболее напряженное сечение находится в шелыге свода арки.
Приложение 22
Справочное
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРАНЕНИЮ ВОЗМОЖНЫХ ДЕФЕКТОВ В ОБДЕЛКЕ ИЗ НАБРЫЗГБЕТОНА
|
Объект |
Признаки |
Необходимые мероприятия |
|
|
наблюдения |
появлении дефекта |
по усмотрению производителя работ |
с привлечением проектирующих организаций |
|
Лоб забоя или грунт вблизи лба забоя |
Потеря устойчивости лба забоя |
Сокращение величины заходки, крепление лба забоя набрызг-бетоном |
Уменьшение сечения выработки в проходке, разработка лба забоя с центральным ядром грунта, крепление лба забоя анкерами и т. п., химическое закрепление грунтов, опережающая забивная крепь, секционный трубчатый экран и т. д. |
|
|
Появление вывалов |
Ускорение операции разработки грунта и немедленное нанесение набрызгбетона |
Установка противообвальных средств (забивная крепь, секционный трубчатый экран), установка стальной арочной крепи, химическое закрепление грунтов |
|
|
Появление или усиление водопритока в забой |
Использование добавок—ускорителей схватывания и твердения, для повышения сопротивляемости размыву |
Водопонижение (бурение дренажных скважин, глубинное водопонижение, водопонижение через иглофильтры). Химическое закрепление грунтов |
|
|
Смещение стен |
Немедленные замыкания обратного свода, крепление обратного свода набрызгбетоном |
Увеличение числа анкеров. Химическое закрепление грунтов |
|
|
Пучение подошвы выработки |
Ускорение набрызгбетонирования обратного свода |
Анкерное крепление обратного свода, сокращение длины уступа |
|
Набрызг- бетон |
Выпучивание или отслаивание набрызгбетона |
Немедленное набрызг-бетонирование после разработки грунта, применение арматурной сетки, увеличение толщины набрызгбетона |
Установка анкеров или дополнительных анкеров |
|
|
Появление трещин и разрушений сдвиговых |
Применение арматурной сетки, применение дисперсно-армированного набрызгбетона |
Установка дополнительных удлиненных анкеров, установка арок (при необходимости податливых), нарезка прорезей в набрызгбетоне |
|
Анкеры |
Прогибы опорных пластин, разрыв анкеров |
Увеличение способности анкеров к деформациям—установка упругих прокладок между опорными пластинами |
Установка дополнительных удлиненных анкеров, использование высокопрочных анкеров |
|
Арочная крепь |
Искривление арок |
Роспуск болтов в соединениях сегментов для обеспечения податливости крепи |
Установка дополнительных удлиненных анкеров, использование податливых арок и прорезей в набрызгбетоне |
|
Просадки на поверхности и в массиве |
Значительная просадка поверхности и деформация выработки, нарастание скорости развития деформации |
Применение опережающего крепления грунта с удлиненным секционным трубчатым экраном, сокращение промежутка времени между разработкой грунта и креплением, сокращение величины заходки и немедленное поддержание свода выработки |
Уменьшение дополнительных удлиненных анкеров, использование податливых арок и прорезей в набрызгбетоне |
|
Деформация внутри массива |
Возрастание деформации внутри массива, расширение границы зоны разрушения грунта |
Сокращение периода между разработкой и креплением грунта, уменьшение срока установки анкеров, ускоренное замыкание обратного свода |
Установка анкеров или дополнительных удлиненных анкеров, установка арок, уменьшение длины уступа, переход на проходку минимальным обратным сводом в калотте, нагнетание раствора за крепь или химическое закрепление грунтов |
|
Деформация сечения выработки |
Увеличение деформаций поперечного сечения выработки, рост скорости их развития |
Сокращение периода времени между разработкой и креплением грунта, ускорение срока установки анкеров, повышение способности анкеров к деформациям—применение упругих прокладок между опорными пластинами анкеров |
Установка дополнительных удлиненных анкеров, уменьшение длины уступа, переход на проходку минимальным уступом или с временным обратным сводом в калотте, нарезка прорезей в случае образования трещин в набрызгбетоне |
