Зависимость типа обделки от геологических условий

В слабоустойчивых грунтах, в условиях значительного горного и гидростатического давления обделка должна обладать большой несущей способностью и водонепроницаемостью. В таких условиях экономически целесообразно применение чугунных тюбинговых обделок. Характерным признаком тюбинговой обделки является наличие болтовых соединений как между элементами в кольце, так и между отдельными кольцами, что обеспечивает жесткость конструкции. Наличие связей растяжения в стыках гарантирует равномерную и непрерывную передачу усилий от одного элемента к другому, включая изгибающие моменты.

В неустойчивых водонасыщенных грунтах, или в связных грунтах при наличии на подрусловом участке над тоннелем слоя устойчивого грунта менее высоты свода обрушения, возникает необходимость в применении сборных железобетонных обделок из водонепроницаемого бетона с гидроизолирующими прокладками в стыках, возводимых под защитой щитов с активным пригрузом забоя. Обязательным условием обеспечения жесткости и водонепрницаемости таких обделок является наличие связей между элементами в продольных и поперечных стыках и перевязка стыков.

В более прочных необводненных грунтах либо при незначительном напоре грунтовых вод (менее 0, 1 МПа) следует применять конструкции обделок из обычного железобетона. В зависимости от формы рабочего сечения элементов сборных обделок железобетонные конструкции могут быть подразделены на два основных типа: обделки из железобетонных тюбингов и обделки из железобетонных сплошных или ребристых блоков. Жесткость железобетонных тюбинговых обделок, особенно необходимая при сооружении обделок большого диаметра, обеспечивается рабочими болтовыми связями в продольных стыках и перевязкой стыков. Железобетонные обделки могут быть с постоянными связями растяжения на весь период эксплуатации тоннеля и с временными, только на время монтажа обделки. В сухих грунтах могут быть применены обделки из монолитно-прессованного бетона.

В полускальных грунтах, в устойчивых глинистых грунтах естественной влажности целесообразно использовать блочные железобетонные обделки, не имеющие жестких соединений между элементами в кольце. Блоки, составляющие кольцо обделки, свободно (шарнирно) опираются в продольных стыках. В такой блочной обделке изгибающие моменты сведены к минимуму и бетон работает преимущественно на сжатие. Наиболее перспективны в таких условиях блочные обделки с цилиндрическими продольными стыками, обжатые на грунт. Однако при возведении обделок большого диаметра повышенная деформативность шарнирных железобетонных обделок может привести к нарушению гидроизоляции швов и неравномерной осадке колец по длине тоннеля. Поэтому для блочных обделок большого диаметра даже в устойчивых грунтах требуются дополнительные связи в стыках, обеспечивающие геометрическую неизменяемость кольца при сходе его с оболочки щита, а также устойчивость обделки под воздействием внешних нагрузок. Дополнительные связи растяжения в стыках блочной обделки могут быть обеспечены либо постановкой болтовых соединений, либо жестких накладных пластин с последующим омоноличиванием стыка. Для повышения жесткости обделки необходимо предусмотреть перевязку стыков соседних колец путем поворота одного из них на половину длины блока.