Применение набрызгбетона и анкеров в облегченных обделках железнодорожных тоннелей в районах с суровым климатом

• Автор: Петров, Геннадий Федорович
• Шифр специальности: 05.23.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 204 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. УСЛОВИЯ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННЫХ ОВДЕЛОК ИЗ НАЕРЫЗГБЕТОНА И АНКЕРОВ В СУРОВЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ II

1.1. Условия применения облегченных обделок II

1.2. Особенности проявления свойств набрызгбетона в

суровых климатических условиях

1.3. Влияние температурного воздействия на работу

облегченных тоннельных обделок 2А

Выводы по главе .

2. ОСНОВНЫЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАБРЫЗГБЕТОНА, ПРИМЕНЯЕМОГО В ОБЛЕГЧЕННЫХ ОБДЕЛКАХ В УСЛОВИЯХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР

2.1. Методика прогнозирования заданных свойств набрызгбетона

2.1.1. Основные положения методики .
2.1.2. Получение исходных экспериментальных данных
и эмпирических зависимостей .
2.1.3. Определение составов исходной смеси .
2.2. Методика изготовления набрызгбетонных образцов
2.3. Исследование морозостойкости набрызгбетона
2.4. Влияние воздействия знакопеременных температур на величину сцепления набрызгбетона со
скальной поверхностью выработки .
Выводы по главе
3. ОСОБЕННОСТИ ВОЗВЕДЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННЫХ ОВДЕЛОК,
СВОЙСТВА И РАБОТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ АНКЕРОВ В
УСЛОВИЯХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР
3.1. Конструкции и особенности возведения облегченных обделок из набрызгбетона и анкеров в условиях пониженных температур
3.2. Анализ способов возведения анкеров при отрицательной температуре горного массива.
3.3. Выбор оптимальных составов омоноличивающих
растворов .
3.4. Технология установки анкеров при отрицательной температуре
3.5. Температурные усилия в железобетонных анкерах
3.5.1. Методика стендовых испытаний .
3.5.2. Результаты исследований . Ю
Выводы по главе .
4. ИССЛЕДОВАНИЯ В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ ВОПРОСОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗВЕДЕНИЯ
ОБЛЕГЧЕННЫХ ТОННЕЛЬНЫХ ОВДЕЛОК
4.1. Характеристика инженерногеологических, горнотехнических и климатических условий строительства тоннелей на опытных участках.
4.2. Обеспечение качества набрызгбетонных работ при возведении обделок в обводненных выработках П
4.3. Эффективность использования неразрушающих методов
для контроля прочности набрызгбетона в обделке II
4.4. Совершенствование технологического оборудования
для возведения облегченной обделки
4.5. Исследование на опытных участках технологии и организации работ .
4.6. Техникозкономическая эффективность
исследований
Выводы по главе.
5. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ КОНТУРА ТОННЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ, ЗАКРЕПЛЕННОЙ ОБЛЕГЧЕННОЙ ОБДЕЛКОЙ
5.1. Методика исследований.
5.2. Результаты натурных измерений деформаций .
5.3. Анализ результатов натурных измерений
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Западные и восточные участки трассы БАМ расположены в районах вечномерзлых пород с максимальной ее толщей до 0 м и вечной мерзлоты островного характера; центральная часть - в районах сплошной мерзлоты мощностью до 0-0 м (в гольцовой части). Температура вечномерзлых пород составляет минус 1-3 °С. Глубина деятельного слоя мерзлоты колеблется в зависимости от рельефа от 2 м до 5-6 м. Использование набрызгбетона и железобетонных анкеров в этих условиях требует учета температурного фактора при разработке технологии возведения облегченных обделок. Проведение тоннельных выработок в вечномерзлых породах вызывает нарушение естественного температурного режима массива, проявляющееся в оттаивании или восприятии циклического (знакопеременного) температурного воздействия приконтурной зоны пород. Опыт строительства подземных сооружений и результаты исследований /-/ показывают, что изменения деформативно-прочностных свойств пород при знакопеременных колебаниях температуры в значительной степени влияют на устойчивость выработки, определяющую величину отставания облегченной крепи от забоя. Учитывая, что облегченная обделка транспортных тоннелей применима, в основном, в ненарушенных и трещиноватых скальных породах, поэтому при рассмотрении устойчивости выработки основной интерес представляют свойства вечномерзлых скальных пород. Для скальных мерзлых пород трещиноватость является основным показателем при оценке устойчивости тоннельной выработки. В отличие от полускальных прочностные свойства скальных пород (даже если они не высоки) не имеют определяющего значения для характеристики устойчивости мерзлого массива. С учетом этого более правильно устойчивость массива при оттаивании скальных пород следует оценивать, в первую очередь, по фактической трещиноватости пород и температурному режиму выработки. Степень устойчивости циклическому знакопеременному воздействию температуры (морозостойкость) зависит прежде всего от плотности и влажности пород. Плотные, с незначительной пористостью и низким водопоглощением породы достаточно устойчивы к попеременному воздействию замораживания и оттаивания. Это подтверждается в работе Ш. М.Шнайдера //, где он установил, что предел прочности на сжатие гранитов, порфиритов, гранитогнейсов и мраморов после 0 кратного замораживания и оттаивания в водонасыщенной среде уменьшается незначительно. Морозостойкость породы имеет прямую связь с несущей способностью или долговечностью набрызгбетонной обделки. Недостаточная величина этого показателя приводит к снижению величины сцепления породы с набрызгбетоном, а следовательно, несущей способности обделки. В настоящее время отсутствуют разработки, устанавливающие непосредственную связь долговечности облегченной обделки со степенью нарушенности скального массива. Таким образом,инженерно-геологические условия районов строительства тоннелей в основном благоприятны для применения облегченных обделок. Главным фактором, сдерживающим широкое использование облегченных обделок в указанных районах, является наличие сложных климатических и мерзлотно-грунтовых условий, проявляющихся в воздействии значительных перепадов и низких отрицательных температур как на конструкции, так и на прилегающий массив. Характер проявления температурных воздействий на монолитные и облегченные конструкции обделок аналогичен. Однако наличие существенных конструктивных и технологических особенностей облегченных обделок не позволяет дать точную оценду влияния температурного фактора на работу этих конструкций в суровых климатических условиях на основании только имеющихся а этой области разработок, выполненных для монолитных бетонных обделок. Нормальная работа облегченной как и бетонной монолитной обделки в суровых и особо суровых климатических условиях в значительной степени определяется стойкостью набрызгбетона к появлению трещин в условиях значительных перепадов температур, а также к местным разрушениям при возведении знакопеременных и низких отрицательных температур в водонасыщенном состоянии. Обеспечение стойкости материала к названным температурным воздействиям определяет долговечность обделки в эксплуатационный период.