Сооружение станций колонного и пилонного типов со сборными обделками

Станции с обделками из чугунных тюбингов сооружают обычно в обводненных или слабых неустойчивых грунтах. В работах по монтажу обделки станций колонного и пилонвого типов много общего.

При строительстве станций колонного типа (рис. 136) используют тоннельные укладчики ТУ-4гп, приспособленные для установки колонн массой до 4 т, а при возведении пилонных станций — укладчики ТУ-2гп.

При монтаже колец обделки с особой тщательностью укладывают лотковый блок с чугунной плитой и примыкающие к нему тюбинги. Отклонение положения лотка в профиле допускается только с превышением до 30 м.

Устанавливаемые при сооружении боковых тоннелей колонны связывают с выше— и нижерасположенными пятовыми тюбингами перемычек обычными болтами. При монтаже проемных колец должен быть обеспечен плотный контакт тюбингов-вкладышей с тюбингами перемычек и тюбингами временного заполнения проемов.

Во избежание заполнения межреберных полостей колонн раствором при нагнетании сторону колонн, которая будет обращена к среднему тоннелю, перед спуском в шахту зашивают деревянными шитами.

Монтаж колец ведут на временных болтах без гидроизоляционных шайб. Переболчивание с установкой полных болтовых комплектов выполняют в процессе гидроизоляционных работ.

Контрольное нагнетание за обделку боковых тоннелей должно быть полностью закончено до приближения забоя среднего тоннеля к соответствующим кольцам боковых тоннелей на расстояние не менее 10 м.

Первые кольца среднего тоннеля, образующие камеру для монтажа тюбингоукладчика, раскрывают из штольни, пройденной от бокового тоннеля через проем, специально раскрываемый для этой дели.

При сооружении среднего тоннеля колонной станции после каждой очередной заходки монтируют элементы обратного свода, а затем — верхнего свода, обеспечивая плотное примыкание к ранее установленным колоннам пятовых тюбингов перемычек того и другого сводов. Для немедленного включения установленных тюбингов в работу сводов первичное нагнетание проводят в первое кольцо. Нагнетание во второе кольцо по верхнему своду допускается проводить при условии тщательной забивки между тюбингами и грунтом клиньев, обеспечивающих стабильное состояние свода.

Рис. 136. Технологическая схема сооружения среднего тоннеля колонной станции с обделкой из чугунных тюбингов:
I — разработка и уборка грунта с креплением лба забоя, монтаж обделки и первичное нагнетание; II — контрольное нагнетание; III — выемка тюбингов заполнения; IV-разработка грунта между перемычками; V — устройство металлоизоляции с нагнетанием; VI — контрольное нагнетание и изоляционные работы; 1 — тюбингоукладчик; 2 — монорельс с тельфером; 3 — нагнетатель раствора; 4 — вентиляционная труба; 5 — подмости; 5-рас-творонасосы для контрольного нагнетания; 7-вагонетка; 8 — породопогрузочная машина; 9 — передвижной металлический лист

Станционные проемы раскрывают лри помощи редукторных лебедок. Работы ведут со стороны среднего тоннеля после удаления забоя на расстояние, исключающее помехи основным работам по сооружению тоннеля. После изъятия тюбингов заполнения выбирают грунт между тюбингами сближенных перемычек и к нижним торцам этих тюбингов крепят на болтах листы металлоизоляции с приваренными к ним анкерами, обращенными в наружную сторону.

Листы металлоизоляции сваривают, после чего свободное пространство за металлоизоляцией заполняют цементно-песчаным раствором.

Устройство проходов между смежными тоннелями при сооружении станций пилонного типа является трудоемкой работой, включающей извлечение тюбингов заполнения, устройство железобетонной конструкции обрамления прохода, металлоизоляции и сопряжения ее с элементами обделки. При этом в случае необходимости принимают дополнительные меры по предотвращению деформаций станционных тоннелей.

Проемы можно раскрывать как со стороны боковых, так и со стороны среднего тоннеля. Для уменьшения деформаций обделки проемы раскрывают поочередно с каждой стороны в шахматном порядке, не допуская проведения работ одновременно в двух смежных проемах. На смежных с раскрываемым проемом пилонных кольцах в обоих тоннелях устанавливают стяжки либо соответствующие участки обделки раскрепляют стойками из металлических труб.

Технологическая последовательность работ при устройстве проходов определяется характером расположения разных видов грунтов по высоте станции, общей их устойчивостью, размерами пилонов.

Крепкий скальный грунт в пределах пилонов при устройстве проходов удаляют и заменяют бетоном только на толщину стен проходов. Если в уровне пилонов находится нескальный или слабый скальный грунт, его полностью заменяют бетоном.

При бетонировании конструкции в качестве опалубки используют металлоизоляцию.

Устройство прохода начинают с извлечения одного среднего тюбинга верхнего ряда заполнения проема и находящегося над ним вкладыша. В уровне изъятого тюбинга и несколько выше выбирают грунт до аналогичного тюбинга смежного тоннеля. Кровлю образованной выработки закрепляют двумя лонгаринами с опиранием их концов на внешние поверхности тюбингов перемычек смежных тоннелей и затяжкой из досок, раскрепленных клиньями. Выработку последовательно расширяют в обе стороны на всю ширину проема и за его пределы с установкой таких же лонгарин и устройством затяжки. Вслед за этим снимают все тюбинги верхнего ряда заполнения обоих смежных тоннелей, устанавливают арматуру и металлоизоляцию верхней части стен и свода и бетонируют эти элементы конструкции, подавая бетон бетоноукладчиком через проемы в металлоизоляции.

После достижения бетоном необходимой прочности под защитой выполненного свода производят остальные работы по устройству прохода: снимают оставшиеся тюбинги заполнения с обеих сторон прохода, разрабатывают весь оставшийся грунт, устанавливают в нижней части прохода арматуру и металлоизоляцию и бетонируют эту часть конструкции.

При сооружении станций в слабых грунтах порядок устройства верхней части проходов несколько иной. В первую очередь извлекают верхние боковые тюбинги заполнения и делают заходки за рамные тюбинги до середины пилонов с тем, чтобы были забетонированы части пилонов. В дальнейшем разрабатывают грунт и бетонируют свод с опиранием его, как и в предыдущем случае, на стены.

При строительстве в устойчивых грунтах проем разрабатывают на всю высоту и бетонирование ведут, начиная с нижней части конструкции и заканчивая верхним сводом.

В процессе устройства проходов производят первичное и контрольное нагнетание за отдельные элементы конструкции.

Основные гидроизоляционные работы выполняют после завершения всех проходческих работ и устройства проходов, полного прекращения деформаций обделки и проведения контрольного нагнетания по всему периметру обделки. Если в месте выполнения гидроизоляционных работ сохраняется остаточный приток воды, он должен быть приостановлен повторным нагнетанием за обделку чистого цементного раствора с добавками, способствующими повышению проникаемости раствора в поры и трещины грунта и затвердевшего тампонажного раствора первичного нагнетания. Для прекращения фильтрации воды в отдельных случаях при нагнетании используют растворы бентонитовой глины.

Если при наличии напорных грунтовых вод просачивание воды через стыки обделки невозможно остановить нагнетанием за обделку специальных растворов, то герметизацию стыков выполняют зачеканкой канавок свинцовой проволокой или освинцованным шнуром с последующим заполнением остающейся части канавки обычными чеканочными материалами.

Станции со сборными железобетонными обделками сооружают в плотных глинах и других грунтах без притока воды.

Станции колонного типа с железобетонной сборной обделкой сооружают в такой последовательности:

проходят боковые станционные тоннели с установкой при монтаже каждого кольца опорного блока (под рядом будущих колонн) и одного специального чугунного тюбинга (два ряда таких тюбингов служат опорами для сводов);

устанавливают нижние шарнирные опоры и опалубку нижних прогонов, монтируют арматуру и производят бетонирование нижних прогонов и жесткого основания пути;

производят монтаж металлоконструкций (колонн и верхних ригелей с шарнирными опорами) с последующей забивкой зазоров мета л л обетоном;.

проходят калотту среднего тоннеля с монтажом обделки свода;

разрабатывают нижний уступ среднего тоннеля с монтажом обратного свода, разжимаемого гидравлическими домкратами;

выполняют все остальные работы по станции.

Тюбинги временного заполнения проемов демонтируют в процессе проходки калотты и разработки нижнего уступа среднего тоннеля. Это дает возможность выдавать разрабатываемый грунт и подавать материалы через боковые тоннели.

Проходку боковых тоннелей ведут при помощи обычных тоннельных укладчиков, рассчитанных на максимальную массу поднимаемых элементов — до 1,8 т.

Проходку второго (по очередности сооружения) бокового тоннеля ведут с подкреплением свода первого тоннеля вертикальными стойками из металлических труб диаметром 300 мм, устанавливая через 1,5 м по две стойки с ригелем. Стойки устанавливают на 15 м впереди относительно забоя второго тоннеля. Стойки временного крепления во втором боковом тоннеле устанавливают перед сооружением среднего тоннеля.

Сборку очередного кольца обделки бокового тоннеля начинают с установки лотковых блоков, помогающих фиксировать положение опорного блока в плане и профиле. Поверхность грунта под этим блоком тщательно выравнивают. Блок устанавливают на жесткий цементно-песчаный раствор. Отклонение положения лотка и опорного блока в профиле допускается только с превышением до 30 мм.

Монтаж блоков временного заполнения ведут так, чтобы было обеспечено плотное примыкание их по радиальным бортам к опорным блокам и чугунным тюбингам. Это достигается забивкой клиньев между породой и блоками временного заполнения. Завышение нижней плоскости чугунного тюбинга против проектного положения должно быть в пределах до 50 мм.

Контрольное нагнетание при сооружении боковых тоннелей ведут с отставанием от устройства обделки не более чем на 30 колец.

Бетонирование нижнего прогона ведут непрерывно при помощи бетононасоса или пневмобетоноукладчика. Перерывы при бетонировании (по горизонтальным швам) не должны превышать 2 ч. Устройство вертикальных рабочих швов допускается только по оси проема.

После набора нижним прогоном необходимой прочности на него при помощи крана-укосины, перемещаемого на специальной тележке, устанавливают опорные металлические башмаки колонн. Остальные элементы внутренних несущих конструкций — колонны, ригель и верхние опоры — монтируют при помощи специального колонноподъемника и вспомогательной рамы с тельфером. Забивку остающихся зазоров металлобетоном ведут вертикальными слоями толщиной 30-40 мм с тщательным уплотнением чеканочным молотком, имеющим специальную насадку.

Рис. 137. Технологическая схема сооружения среднего тоннеля колонной станции из сборного железобетона:
I — разработка и уборка грунта с креплением кровли и лба забоя, монтаж обделки свода, первичное нагнетание, частичная выемка блоков заполнения; II — уборка грунта, выемка блоков заполнения, укладка лотковых блоков с разжатием и омонолнчиванием стыков и первичным нагнетанием; III — чеканка швов, контрольное нагнетание, бетонирование жесткого основания, монтаж платформенных помещений; 1 — блокоукладчик; 2 — породопогрузочная машина; 3 — ленточный транспортер; 4 — таль электрическая; 5-кран-балка; 6 — тележка для контрольного нагнетания; 7 — растворонасос для контрольного» нагнетания; 8 — растворомешалка

При сооружении среднего тоннеля опережение верхнего забоя должно составлять не более 30 м. Стойки временного крепления обделки второго бокового тоннеля устанавливают с опережением верхнего забоя не менее чем на 15 м.

При сооружении среднего тоннеля станции (рис. 137) разработку верхней части сечения и монтаж обделки свода ведут при помощи специального укладчика.

Разрабатываемый грунт грузят породопогрузочной машиной ППМ-4 на поперечный ленточный транспортер и через проем, образованный при разборке блоков временного заполнения, по лотку выдают в боковой тоннель и грузят в вагонетки.

Блоки, сухую смесь для нагнетания и другие материалы подвозят также по боковому тоннелю и далее подают тельфером через проем в средний тоннель и затем кран-балкой транспортируют на верхний уступ.

Породу, разрабатываемую на нижнем уровне, грузят породопогрузочной машиной на поперечный транспортер для дальнейшего транспортирования через боковой тоннель. Транспортер последовательно переставляют от проема к проему.

Строительные материалы, блоки и элементы внутренних конструкций, доставляемые по боковому тоннелю, подают в средний тоннель другим тельфером, который переставляют через один проем.

Обратный свод и внутренние конструкции станции монтируют кран-балкой. В процессе монтажа обратного свода его разжимают домкратом усилием 1,0-1,1 МН с последующим омоноличиванием места разжатия.

Для более четкой увязки работ, проводимых на верхнем и нижнем уступах, а также лучшей организации откатки грунта обычно на одном уровне ведут разработку грунта, а на другом — монтаж обделки и другие сопутствующие работы.

Станции пилонного типа с обделками из железобетонных блоков имеют монолитные балочные перемычки.

При сооружении всех трех тоннелей таких станций в местах пилонов устанавливают стеновые блоки, плоские грани которых образуют «вертикальные поверхности будущих пилонов. После сооружения очередного станционного тоннеля устанавливают опалубку и арматуру и бетонируют монолитные железобетонные балки на всю длину проемной части станции. Эти балки облегчают последующее устройство проходов между тоннелями, обеспечивая необходимую устойчивость колец и жесткость обделки в продольном направлении станции; при раскрытии проемов балки образуют перемычки проходов.

Проходы устраивают в такой последовательности. Извлекают два верхних блока с одной стороны проема и разрабатывают грунт до соответствующих блоков другого тоннеля с заходкой в сторону на одно пилонное кольцо. Кровлю такой выработки крепят лонга-ринами или двутавровыми балками, опирающимися своими концами на блоки, подхваченные балочными перемычками. После этого бетонируют верхнюю часть пилона и половину свода проема. По достижении бетоном необходимой прочности извлекают нижние блоки заполнения той же стороны проема и разрабатывают грунт в нижней части этой лоловины проема. После этого бетонируют нижнюю часть пилона и половину обратного свода проема.

Когда бетон нижней части первой половины конструкции достигает проектной прочности, удаляют два верхних блока другой стороны проема, разрабатывают оставшийся грунт верхней его части и бетонируют верхнюю часть другого пилона и вторую часть свода. Затем удаляют оставшиеся блоки проема и грунт, бетонируют нижнюю часть второго пилона и другую сторону лотка, после чего разбирают блоки заполнения проема со стороны другого тоннеля.