Страница 10: ДБН В.2.3-7-2010. Метрополітени (32588)

Особливості проектування, будівництва й експлуатації метрополітенів на підроблюваних територіях викладені у додатку В.

1. Деформації в ґрунтовому масиві підземних споруд, розташованих на глибині до 0,25Н (Н, м - середня глибина гірських робіт), дозволяється приймати такими, що дорівнюють деформаціям земної поверхні.
2. Тектонічні порушення слід підрозділяти на дві групи:
3. група - порушення з кутами падіння змішувачів 8 < 45° при пологому заляганні пластів;
4. група - порушення з кутами падіння зміщувачів 8 > 45°.
5. Для тектонічних порушень І групи, на виходах яких відсутні умови для утворення уступів, деформацію земної поверхні (масиву) слід визначати за формулами:

Т =±1,2 imax ;(Ш

Є T =±1,2 Є max ,(12)

де imax і є max - відповідно максимальне значення нахилу і горизонтальних деформацій, розраховане за діючими методиками без врахування впливу тектонічних порушень. Радіус кривизни Rt, км, визначається за таблицею 8 залежно від величини деформації нахилу іт, мм/м, земної поверхні (масиву).

Таблиця 8

Для тектонічних порушень II групи, за якими можливе зсування порід по змішувачу і утворення уступів, величини деформацій земної поверхні (масиву) при відомих календарних планах гірських робіт слід визначати за формулами:

hT = 0,63m—;(13)

1 о

ІТ = ±imax ki ;(14)

Є т =±0,5і'т ,(15)

де m - сумарна потужність пластів, що виймаються, м;

la- довжина змішувача на розрізі, що попадає в зону зсувних деформацій (відстань на

розрізі поміж точками "Б" і "В" перетину площин, проведених під кутами і зміщувачем порушення, згідно з рисунком 2), м;

Іо- довжина змішувача порушення від виходу на земну поверхню до перетинання з нижнім

пластом свити, м;

ki - коефіцієнт, що залежить від середньої глибини гірських робіт Н, м, і визначається за таблицею 9.

Таблиця 9

Положення земної поверхні (масиву) до підробки

Р 0, У 0,8 - граничні кути зсування; 9 - кут максимального осідання; а - кут падіння пласта; D1 - довжина очисної виробки; l - відстань від краю очисної виробки до площини зміщувача

Рисунок 2 - Схема визначення деформацій земної поверхні (масиву) на виходах зміщувачів

тектонічних порушень

1. За необхідності прикладання до оправи підземної споруди метрополітену або ґрунтового масиву інших навантажень слід керуватися положеннями СНиП 2.01.07.
2. Тунельні конструкції, що розміщені в нескельних водонасичених ґрунтах, слід перевіряти на спливання з коефіцієнтом стійкості 1,2.
3. При переході до розрахункових навантажень слід застосовувати коефіцієнти надійності за навантаженням, наведені в таблиці 7.
4. При визначенні коефіцієнтів жорсткості основ споруд метрополітену рекомендується керуватися положеннями додатка 9 ДБН В.1.1-5, частина І.
5. При визначенні модулів залишкових і пружних деформацій ґрунту рекомендується керуватися вказівками додатка 9 ДБН В.1.1-5, частина І.

Основні розрахункові положення

1. Конструкції підземних споруд метрополітену слід розраховувати за граничними станами
2. та II груп відповідно до вимог СНиП 2.03.01 та СНиП ІІ-23.
3. Розрахунки за граничним станом I групи обов’язкові для всіх конструкцій і їх слід виконувати на можливі найбільш несприятливі поєднання розрахункових навантажень.

При розрахунках конструкцій, які споруджуються закритим способом, на міцність і стійкість слід вводити коефіцієнт умов роботи конструкції, що дорівнює 0,9 і враховує зниження її несучої здатності.

Розрахунки оправ тунелів на витривалість, як правило, не виконуються.

1. Розрахунки оправ підземних споруд відкритого способу робіт за граничним станом
2. групи слід виконувати на найбільш несприятливі поєднання характеристичних навантажень з урахуванням таких вимог:

а) величини прогинів залізобетонних конструкцій не повинні перевищувати: для перекриттів у прогонах - 1/400 його розрахункового прогону;

для консольних елементів перекриттів - 1/250 розрахункової довжини консолі;

для стін - 1/300 їх розрахункової висоти;

для стін рамп - 1/200 їх розрахункової висоти;

б) величина тривалого розкриття окремих тріщин не повинна перевищувати: для елементів перекриттів - 0,2 мм;

для стін - 0,3 мм.

1. Елементи збірних залізобетонних оправ тунелів, не захищених зовнішньою гідроізоляцією і споруджених закритим способом в обводнених ґрунтах, повинні бути розраховані на тріщиностійкість на найбільш несприятливу комбінацію розрахункових навантажень. Утворення тріщин у таких оправах на всіх стадіях їх роботи (виготовлення, складування, транспортування, монтаж і експлуатація) не дозволяється.

У залізобетонних і бетонних оправах підземних споруд, які споруджуються закритим способом в необводнених ґрунтах, а також в оправах з гідроізоляцією дозволяється величина тривалого розкриття тріщин не більше ніж 0,2 мм.

1. Розрахунки деформацій для перегінних тунелів і притунельних споруд діаметром до 6 м дозволяється не проводити.
2. Міцність і деформативность основи під підошвами стін конструктивно або технологічно не замкнутих оправ слід перевіряти з урахуванням діючих зусиль від комбінації відповідно розрахункових і нормативних навантажень згідно з вимогами СНиП 3.02.01.
3. Розрахунок оправ підземних споруд метрополітену слід виконувати з урахуванням їх конструктивно-технологічних особливостей, структурно-механічних характеристик ґрунтового масиву і способу виробництва прохідницько-будівельних робіт.
4. Геометричні і жорсткісні параметри оправи підземної споруди, що зв’язані з наявністю конструктивних і монтажних елементів, податливих стиків, з’єднань і в’язей, з використанням різних за властивостями матеріалів, повинні відповідно відображуватися в її розрахунковій схемі.

Слід ураховувати поетапну послідовну зміну розрахункової схеми оправи у тому випадку, якщо в межах однієї технологічної ділянки (кільця, заходки) вона споруджується частинами.

Дозволяється розглядати оправу як пружну лінійно деформовану систему з урахуванням набутих жорсткісних характеристик, що відповідають конкретному розрахунковому етапу її роботи.

1. При визначенні напружено-деформованого стану ґрунтового масиву і оправи підземної споруди слід враховувати структурну неоднорідність масиву, порушення суцільності, що викликане тріщинуватопористістю і наявністю тріщин контакту, фізично нелінійний характер дефор- мованості ґрунтів, їх пластичні і реологічні властивості.

Слід ураховувати зміну властивостей ґрунтового масиву, яка пов’язана з проведенням прохідницьких робіт звичайним або спеціальними способами.

1. При розрахунку оправи підземної споруди слід враховувати вплив забою і його просування в процесі проходки.

Дозволяється не враховувати цей технологічний фактор, коли спорудження оправи відстає від забою на відстань більше ніж два середніх розміри поперечного перерізу підземної споруди (по ґрунту) або трикратної довжини західки, що прийнята при розробленні ґрунту в забої.

1. Нормативні і розрахункові зусилля в елементах оправи (згинальних моментів, поздовжніх і поперечних сил), а також нормативних переміщень оправи і ґрунтового масиву слід визначати після розв’язання контактної задачі аналітичним або чисельними методами механіки, застосовуючи суму результуючих ефектів від незалежних впливів на оправу і ґрунтовий масив нормативних та розрахункових навантажень і відповідних цим навантаженням контактних напруг.
2. Для підземних споруд, виробка під які розкривається в поперечному перерізі частинами, а оправа зводиться поетапно, необхідна постановка і розв’язання контактної задачі для кожного характерного етапу.
3. При розташуванні підземної споруди метрополітену, будівництво якої виконується відкритим способом, у слабких нестійких ґрунтах із коефіцієнтом міцності за Протодьяконовим f < 0,5 її оправу слід розглядати як вільно деформовану, навантажену з боку ґрунтового масиву вертикальним і горизонтальним тиском ґрунту.
4. Конструкції колонних і пілонних станцій метрополітену, що споруджуються закритим способом при послідовному будівництві окремих станційних тунелів, слід перевіряти за розрахунковими схемами, що передбачають різні стадії напружено-деформованого стану конструкції та окремих її частин у процесі спорудження.

Сталеві колони необхідно проектувати з врахуванням коефіцієнта умов роботи 0,8, що знижує несучу здатність, і можливих випадкових ексцентриситетів у поперечному і поздовжньому напрямках станції, які приймаються залежно від конструкції опорних вузлів:

• при шарнірному обпиранні - 30 мм;
• при плоскому обпиранні - 100 мм;
• при обпиранні через центруючі прокладки - 50 мм - 90 мм (залежно від розмірів прокладок).

При дотриманні заходів, що виключають зміщення колон і розкриття в процесі будівництва

стиків між колонами і торцями тюбінгів (блоків) при плоскому їх обпиранні, ексцентриситети у поперечному напрямку дозволяється зменшувати до 50 мм.

1. Розрахунок збірних оправ тунелів, які обтискуються в ґрунт, слід проводити:

а) у стадії монтажу і обтискання - як системи елементів (блоків) на податливій (зокрема пружній) основі на повне розрахункове зусилля обтискання і розрахункові навантаження, які прикладаються до оправи у цій стадії;

б) у стадії експлуатації - як конструкції, які працюють у режимі суміщених деформацій з ґрунтовим масивом на найменш вигідні комбінації всіх навантажень, що прикладаються як до оправи, так і до ґрунтового масиву, за винятком зусилля обтискання.

Остаточні значення переміщень оправи і ґрунтового масиву слід визначати як суму відповідних переміщень, що реалізуються в обох стадіях.

1. Стики залізобетонних блоків і чавунних тюбінгів необхідно розраховувати за міцністю і тріщиностійкістю при найбільш несприятливому можливому розподіленні контактних зусиль у стику.

Граничну нормальну силу, що сприймається циліндричним стиком залізобетонних елементів N, кН, слід визначати за формулою:

N = 0,75Rb • bh,(16)

де Rb - розрахунковий опір бетону осьовому стиску для граничних станів першої групи, кН/м2;

b - ширина елемента, м;

h - висота поперечного перерізу елемента у зоні стику, м.

Ребра елементів збірної оправи, яка стягується болтами, необхідно розраховувати за міцністю і тріщиностійкістю при граничних зусиллях у болтах, які обчислюються за нормативним опором сталі болтів, помноженому на коефіцієнт 1,25, а також на зусилля від домкратів при пересуванні щита.

1. Болти, що встановлюються у кільцевих бортах чавунних або залізобетонних тюбінгів (блоків), а також інші аналогічні в’язі розтягу при проходженні вертикальних стволів і похилих ескалаторних тунелів, які споруджуються звичайним способом, повинні бути розраховані на спрямовану вздовж споруди складову розрахункового навантаження від власної ваги трьох кілець оправи і ваги, розташованої на цих кільцях будівельного обладнання.

Для стволів, що споруджуються опускним способом в тиксотропній "сорочці", слід враховувати повну вагу оправи ствола.

1. Внутрішні залізобетонні конструкції, які притискають і підтримують гнучку гідроізоляцію до оправи, слід розраховувати на повний зовнішній тиск води з урахуванням пружного опору з боку оправи.
2. Перекриття підземної споруди відкритого способу робіт слід розраховувати на вплив ваги засипки у комбінації з іншими можливими навантаженнями, а бокові та лотокові елементи при прогоні опорної плити більше ніж 6 м слід розраховувати як конструкції, що лежать на пружній основі з урахуванням бокового тиску ґрунту. При довжині прогону опорної плити конструкції до 6 м дозволяється робити її розрахунок, передбачаючи рівномірне розподілення реактивного навантаження.

Суцільносекційна оправа розраховується як замкнута рама, що працює спільно з ґрунтовим масивом.

1. Фізико-механічні характеристики ґрунтів, модуль деформації (модуль зсуву), коефіцієнт поперечної деформації, реологічні константи і коефіцієнт пружного стиску слід приймати на основі результатів інженерно-геологічних вишукувань і експериментальних досліджень. За відсутності таких експериментальних даних фізико-механічні і деформативні параметри ґрунтів для попередніх розрахунків дозволяється приймати за таблицею 10.

Таблиця 10