Предисловие (стр. 13 из 81)

- сохраняющиеся усилия от предварительного обжатия обделки.

5.6.4.1.3 К временным длительным нагрузкам и воздействиям относить:

- силы морозного пучения грунта;

- вес стационарного оборудования;

- сезонные температурные воздействия, воздействия усадки и ползучести бетона и некоторые другие по СНиП 2.01.07;

- усилия от предварительного обжатия обделки.

К кратковременным нагрузкам относить:

- нагрузки и воздействия от внутритоннельного и наземного транспорта;

- нагрузки и воздействия в процессе сооружения тоннеля: от давления щитовых домкратов, от нагнетания раствора за обделку, от усилий, возникающих при подаче и монтаже элементов сборных конструкций, от воздействия веса проходческого и другого строительного оборудования и некоторые другие, определяемые особенностями производства работ.

5.6.4.1.4 К особым воздействиям и нагрузкам относить сейсмические и взрывные воздействия, температурные воздействия, воздействия от сдвиговых деформаций грунтового массива и некоторые другие особые нагрузки по СНиП 2.01.07, которые могут иметь отношение к проектируемому объекту.

5.6.4.2 Постоянные нагрузки и воздействия

5.6.4.2.1 Вертикальные и горизонтальные нагрузки от веса насыпного грунта при открытом способе работ, от давления грунта при закрытом способе работ или от других постоянных нагрузок, действующих в пределах всего пролета или всей высоты сооружения или выработки, при расчетах тоннельных обделок допускается принимать как равномерно распределенные.

5.6.4.2.2 Для объектов, сооружаемых открытым способом, величину нормативной вертикальной нагрузки от насыпного грунта принимать в соответствии с давлением всей его толщи над сооружением с учетом веса наземных зданий и других сооружений, строительство которых предусмотрено над данным объектом или в пределах призмы обрушения грунта.

5.6.4.2.3 Нормативные вертикальные и горизонтальные нагрузки на обделки тоннелей, сооружаемых закрытым способом, определять по результатам инженерно-геологических изысканий с учетом возможности образования в грунтах самонесущего свода (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема для расчета высоты свода обрушения

5.6.4.2.4 В неустойчивых грунтах, в которых сводообразование невозможно (водонасыщенные несвязные и слабые глинистые грунты), нагрузки принимать с учетом давления всей толщи грунтов над тоннельным сооружением. Нормативную вертикальную и горизонтальную нагрузки q^Hи p^H, кН/м², определять в таких случаях по формулам:

;

,

где Y_i- нормативная плотность грунта соответствующего слоя напластования, кН/м³;

H_i - толщина соответствующего слоя напластования, м;

n - число слоев напластований;

- кажущийся угол внутреннего трения грунта в уровне сечения тоннеля, градус.

Такие же нагрузки принимать и при наличии сводообразования, если расстояние от вершины свода обрушения до земной поверхности или до контакта с неустойчивыми грунтами меньше высоты свода обрушения.

5.6.4.2.5 Нормативные равномерно распределенные нагрузки: вертикальную - q^H и горизонтальную - p^H, кН/м², в условиях сводообразования для однородной толщи грунта определять по формулам:

;

,

где h₁- высота свода обрушения над верхней точкой обделки, м (рисунок 1), определяемая по пп. 5.6.4.2.6 и 5.6.4.2.7;

- нормативная плотность грунта, кН/м³;

h - высота выработки, м;

- нормативный (кажущийся) угол внутреннего трения грунта в уровне сечения тоннеля, градус.

5.6.4.2.6 Высоту свода обрушения h₁ над верхней точкой обделки в условиях сводообразования (рисунок 1) для нескальных необводненных грунтов определять по формуле:

,

где L- величина пролета свода обрушения, определяемая по формуле:

;

f – коэффициент крепости, принимаемый на основании геологических изысканий. Допускается данный коэффициент принимать по таблице 5.6.3;

b - величина пролета выработки, м.

Таблица 5.6.3

Вид грунта в сечении и кровле выработки	Коэффициент f
Глины твердые литифицированные (сланцеватые, аргиллитоподобные, мергелистые и т.п.)	1,0
Глины твердой консистенции переуплотненные типа верхнекаменноугольных или протерозойских	0,9
Крупнообломочные грунты с супесчано-песчаным заполнителем плотные, глины и суглинки твердой консистенции	0,8
Пески плотные маловлажные или супесчано-суглинистые грунты	0,7
Глины и суглинки полутвердой консистенции	0,6

Высоту свода обрушения h₁ над верхней точкой обделки для тоннелей, сооружаемых в глинистых грунтах на глубине более 45 м, принимать с коэффициентом К=Н/45, где Н - глубина заложения тоннеля от поверхности земли до низа тоннельной обделки, м.

При заложении тоннелей в глинистых грунтах, прочность которых уменьшается под влиянием поступающих подземных вод, высоту свода обрушения h₁ увеличивать в пределах до 30%.

Примечание - Для трехсводчатых станций за величину пролета выработки “b” принимается суммарная ширина станционных выработок.

5.6.4.2.7 Высоту свода обрушения h₁ над верхней точкой обделки в условиях сводообразования для скальных грунтов определять по формулам:

а) для скальных грунтов, оказывающих вертикальное и горизонтальное давление:

,

б) для скальных грунтов, оказывающих только вертикальное давление:

,

где R - предел прочности грунта на сжатие "в куске" (образце), МПа;

- коэффициент, учитывающий влияние трещиноватости массива, принимаемый по таблице 5.6.4 исходя из предела прочности грунта на сжатие "в куске" и категории массива по степени трещиноватости, которая определяется в зависимости от трещинной пустотности и густоты трещин (среднего расстояния между трещинами наиболее развитой их системы) по таблице 5.6.5 и дополнительных характеристик трещиноватости по СН 484 [10].

Таблица 5.6.4

Категория массива скальных грунтов по степени трещиноватости	Коэффициент при пределе прочности грунта "в куске" на сжатие, МПа
	10	20	40	80	160
I - практически нетрещиноватые	1,7	1,4	1,2	1,1	1,0
II - малотрещиноватые	1,4	1,2	1,0	0,9	0,8
III - среднетрещиноватые	1,2	0,9	0,7	0,6	0,5
IV - сильнотрещиноватые	0,9	0,7	0,5	0,4	0,3
V - раздробленные (разборная скала)	0,7	0,4	0,3	0,2	0,1

Таблица 5.6.5

Трещинная пустотность, %	Категория грунтов при густоте трещин, м
	очень редкой (более 1,0)	редкой (1,0-0,3)	густой (0,3-0,1)	очень густой (менее 0,1)
Малая - менее 0,3	I	II	III	IV
Средняя - 0,3-1,0	II	III	IV	V
Большая - 1,0-3,0	III	IV	V	V
Очень большая - более 3,0	IV	V	V	V
Примечания: 1 При определении трещинной пустотности рыхлый или глиноподобный материал заполнения трещин не учитывается. 2 При большой и очень большой трещинной пустотности и одновременно хорошо выраженной расчлененности массива на блоки по степени трещиноватости его относить к V категории (раздробленным) вне зависимости от густоты трещин. 3 В условиях ожидаемого полного нарушения сплошности скальных грунтов в результате интенсивного их расслоения (кливаж) грунты относить к V категории. 4 При наличии поверхностей скольжения категорию грунта по степени трещиноватости повышать на одну ступень. 5 При трещинах, залеченных частично твердым (кристаллическим) материалом, категорию грунта по степени трещиноватости понижать на одну ступень, а при полностью залеченных трещинах - принимать по I категории.

Наличие горизонтального давления скального грунта устанавливается по опыту строительства в аналогичных условиях. При отсутствии аналогов расчет обделки выполнять в двух вариантах: при наличии горизонтального давления и без него.