Обделка вертикальных стволов (стр. 4 из 9)

После проведения всех мер гидроизоляции, армировке и оборудованию ствола, ствол сдается в эксплуатацию.

Общие сроки строительства ствола - четыре месяца.

После окончания эксплуатации ствола, он или забучивается или служит для вентиляции подземного сооружения.

3. Основная часть

3.1. Нагрузки от горного давления на обделки вертикальных стволов метрополитенов.

Расчет обделки вертикальных стволов метрополитенов будем вести на наиболее неблагоприятное сочетание неравномерных нагрузок по контуру ствола. Неравномерность нагрузок по контуру ствола вызвана неравнокомпонентностью поля напряжений в массиве горных пород, а также дополнительными нагрузками от близрасположенных зданий, сооружений, механизмов, оборудования и т.д. на поверхности.

Наиболее неблагоприятными нагрузками по условию прочности и деформируемости обделки являются нормальные к контуру

и касательные к контуру нагрузки вида (см. лист 1):

где

- полярный угол (см. лист 1), отсчитываемый от точки приложения максимальных нагрузок .

Соотношения между экстремальными нагрузками

и (см. лист 1) и величинами и определяются выражениями:

Соотношения между максимальными

и минимальными нагрузками по контуру ствола характеризуются коэффициентом неравномерности равным:

Значения коэффициента неравномерности при обычном способе проходки ствола составляют:

- на протяженных участках не выше 20 м -

;

- вблизи сопряжений до 20 м и при наличии геологических нарушений -

;

- на участках примыкающих к дневной поверхности -

.

Максимальные касательные напряжения

на контакте системы “порода-обделка” определяются по формуле:

где

- коэффициент, зависящий от деформативных свойств системы “порода-обделка” и отношения наружного радиуса обделки к его внутреннему радиусу .

Параметр

можно определить по формуле или по таблице 1:

,

где

и - соответственно модуль деформации обделки и породы.

Таблица 1.

Значения параметра

.

r/rв	при G0/Gn
0.10	1.0	10	50	100	250	500
1.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
1.05	2.161	2.162	2.167	2.186	2.212	2.287	2.430
1.10	2.350	2.352	2.388	2.555	2.795	3.744	7.127
1.15	2.582	2.584	2.703	3.398	7.744	---	---
1.20	2.815	2.846	3.177	5.751	---	---	---

1. Участки ствола в наносах, слабых сыпучих или выветренных грунтах.

Нагрузка от горного давления на обделку ствола в наносах, слабых сыпучих или выветренных коренных породах определяется с использованием методов предельного равновесия без учета коэффициента сцепления породы, что идет в запас прочности.

Расчетная максимальная нагрузка

на обделку ствола определяется по формуле:

,

где

- коэффициент перегрузки, принимаемый равным ;

- коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки за счет близости рассматриваемого участка с координатой к сопряжению с горизонтальной выработкой: при - , при - .

Нормативная нагрузка от горного давления

в выветренных породах определяется по формуле или из таблицы 2:

,

где

- глубина заложения рассматриваемого участка ствола;

;

- нормативное значение угла внутреннего трения грунта, принимаемое для песчаных и глинистых грунтов по таблице 3 (составлена на основании СНиП II-15-74 “Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования”).

Примечание: для промежуточных значений

и величина может определяться линейным интерполированием данных по таблице 2.

Таблица 2.

Значения нормативной нагрузки от горного давления

на обделку ствола в наносах, слабых сыпучих или выветренных коренных породах в зависимости от глубины, радиуса и грунтовых условий.

H/r	/gr
j=50	j=100	j=150	j=200	j=250	j=300	j=350	j=400
0.0	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000
0.50	0.4042	0.3260	0.2618	0.2084	0.1653	0.1293	0.0997	0.0753
1.00	0.7843	0.6132	0.4767	0.3662	0.2807	0.2114	0.1563	0.1131
1.75	1.3238	0.9965	0.7448	0.5477	0.4031	0.2902	0.1919	0.1613
2.50	1.8363	1.3405	0.9700	0.6888	0.4906	0.3411	0.2327	0.1553
3.75	2.6178	1.8540	1.2845	0.8701	0.5937	0.3950	0.2586	0.1664
5.00	4.4198	2.3149	1.5485	1.0220	0.6664	0.4288	0.2727	0.1716
6.25	4.1619	2.7383	1.7780	1.1240	0.7214	0.4521	0.2814	0.1742
7.50	4.8802	3.1327	1.9822	1.2197	0.7945	0.4691	0.2871	0.1757
8.75	5.5786	3.5038	2.1671	1.3022	0.8000	0.4820	0.2911	0.1767
10.0	6.2603	3.8553	2.3367	1.3979	0.8296	0.4921	0.2940	0.1774
15.0	8.8574	5.1213	2.9069	1.6302	0.9131	0.5176	0.3002	0.1786

Нормативная нагрузка от горного давления

в слабых сыпучих породах определяется по формуле:

.

Нормативная дополнительная нагрузка

на обделку ствола, вызванная весом наземных зданий, сооружений или оборудования учитывается, если нагружающий объект отстоит от контура ствола не дальше чем на ( , см. лист 1). При этом обязательно определение для участка ствола при .