/ / /

, , (, ..). - , -, . .

.:
:
: 05.05.2017
: 01.09.2013
: 15.03.1984 (TsNIIS, USSR Mintransstroy )
: (1984 . )
:

ÌÈÍÈÑÒÅÐÑÒÂÎ ÒÐÀÍÑÏÎÐÒÍÎÃÎ ÑÒÐÎÈÒÅËÜÑÒÂÀ

ÂÑÅÑÎÞÇÍÛÉ ÍÀÓ×ÍÎ-ÈÑÑËÅÄÎÂÀÒÅËÜÑÊÈÉ ÈÍÑÒÈÒÓÒ
ÒÐÀÍÑÏÎÐÒÍÎÃÎ ÑÒÐÎÈÒÅËÜÑÒÂÀ

ÓÒÂÅÐÆÄÀÞ

Çàì. äèðåêòîðà èíñòèòóòà

Ã.Ä. ÕÀÑÕÀ×ÈÕ

15 ìàðòà 1984 ã.

ÌÅÒÎÄÈ×ÅÑÊÈÅ ÐÅÊÎÌÅÍÄÀÖÈÈ
ÏÎ ÐÀÑ×ÅÒÓ
ÂÐÅÌÅÍÍÎÉ ÊÐÅÏÈ
ÒÎÍÍÅËÜÍÛÕ ÂÛÐÀÁÎÒÎÊ

Îäîáðåíû Ãëàâòîííåëüìåòðîñòðîåì

Ìîñêâà 1984

ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ

Ìåòîäè÷åñêèå ðåêîìåíäàöèè ðàçðàáîòàíû â ðàçâèòèå ãëàâ ÑÍèÏ ïî ïðîèçâîäñòâó è ïðèåìêå ðàáîò ïðè ñòðîèòåëüñòâå (ÑÍèÏ III-44-77) è ïðîåêòèðîâàíèþ (ÑÍèÏ II-44-78) òîííåëåé, à òàêæå «Èíñòðóêöèè ïî ïðèìåíåíèþ àíêåðîâ è íàáðûçã-áåòîíà â êà÷åñòâå âðåìåííîé êðåïè âûðàáîòîê òðàíñïîðòíûõ òîííåëåé» (ÂÑÍ 126-78); ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïðîåêòèðîâùèêîâ è ñòðîèòåëåé òðàíñïîðòíûõ òîííåëåé ïðè âûáîðå âèäà âðåìåííîé êðåïè è íàçíà÷åíèè åå îñíîâíûõ êîíñòðóêòèâ-ïàðàìåòðîâ.

Ìåòîäè÷åñêèå ðåêîìåíäàöèè ðàçðàáîòàíû êàíäèäàòàìè òåõí. íàóê Â.Å. Ìåðêèíûì, Ä.È. Êîëèíûì, Â.Ô. Ñàðàáååâûì, Ë.Ë. Ñòàð÷åâñêîé, êàíä. ôèç.-ìàò. íàóê Ñ.Þ. Õàçàíîâûì, èíæåíåðàìè Ë.À. Âîðîáüåâûì, Ì.Å. Ðûæåâñêèì (ÖÍÈÈÑ), êàíäèäàòàìè òåõí. íàóê Ñ.Í. Âëàñîâûì è Â.Â. ×åáîòàåâûì (Ãëàâòîííåëüìåòðîñòðîé), èíæ. Ð.È. Êàñàïîâûì (Áàìòîííåëüñòðîé), äîêòîðàìè òåõí. íàóê Í.Ñ. Áóëû÷åâûì è Í.Í. Ôîòèåâîé (ÒÏÈ), êàíäèäàòàìè òåõí. íàóê Ä.Ì. Ãîëèöûíñêèì (ËÈÈÆÒ), Á.Ç. Àìóñèíûì (ÂÍÈÌÈ), èíæ. Á.Ñ. Êóçíåöîâûì (Íîðèëüñêèé ÃÌÊ) ïðè ó÷àñòèè èíæ. Ë.Í. Êîëèíîé (ÖÍÈÈÑ).

Íàó÷íîå ðåäàêòèðîâàíèå âûïîëíåíî êàíäèäàòàìè òåõí. íàóê Â.Å. Ìåðêèíûì, Ä.È. Êîëèíûì è Â.Â. ×åáîòàåâûì.

Ïðåäëîæåíèÿ è çàìå÷àíèÿ ïî ðàáîòå ïðîñèì íàïðàâëÿòü ïî àäðåñó: 129329, Ìîñêâà, óë. Êîëüñêàÿ, ä. 1, ÖÍÈÈÑ, îòäåëåíèå òîííåëåé è ìåòðîïîëèòåíîâ.

Çàâ. îòäåëåíèåì òîííåëåé è ìåòðîïîëèòåíîâ                                        Ë.Ñ. Àôåíäèêîâ

1. ÎÁÙÈÅ ÏÎËÎÆÅÍÈß

1.1. Íàñòîÿùèå Ìåòîäè÷åñêèå ðåêîìåíäàöèè ñîñòàâëåíû ñ ó÷åòîì ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàçäåëîâ ÑÍèÏ II-44-78 «Òîííåëè æåëåçíîäîðîæíûå è àâòîäîðîæíûå» è ÑÍèÏ III-44-77 «Òîííåëè æåëåçíîäîðîæíûå, àâòîäîðîæíûå è ãèäðîòåõíè÷åñêèå», «Èíñòðóêöèè ïî ïðèìåíåíèþ àíêåðîâ è íàáðûçã-áåòîíà â êà÷åñòâå âðåìåííîé êðåïè âûðàáîòîê òðàíñïîðòíûõ òîííåëåé» (ÂÑÍ 126-78), «Èíñòðóêöèè ïî ó÷åòó ñåéñìè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ãîðíûõ òðàíñïîðòíûõ òîííåëåé» (ÂÑÍ 193-81) è ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ïðè ñîñòàâëåíèè òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòàöèè íà ïðîèçâîäñòâî ðàáîò ïî ïðîõîäêå è êðåïëåíèþ òðàíñïîðòíûõ òîííåëåé, æåëåçíîäîðîæíûõ è àâòîäîðîæíûõ, à òàêæå ðàçëè÷íûõ âñïîìîãàòåëüíûõ âûðàáîòîê (øòîëåí, êàìåð è ò.ï.). Ðàññìîòðåíû ïðèìåíÿåìûå â ïðàêòèêå âèäû êðåïè - àðî÷íàÿ, àíêåðíàÿ è íàáðûçã-áåòîííàÿ, à òàêæå èõ êîìáèíàöèè. Äàíû ìåòîäû ðàñ÷åòà îïåðåæàþùèõ çàùèòíûõ ýêðàíîâ èç òðóá äëÿ ïðîõîäêè âûðàáîòîê â çîíå íåóñòîé÷èâûõ ãðóíòîâ.

Ïðèìåíåíèå Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé äîëæíî ñïîñîáñòâîâàòü îáîñíîâàííîìó âûáîðó îïòèìàëüíîé êîíñòðóêöèè âðåìåííîé êðåïè, ò.å. êîíñòðóêöèè, îáåñïå÷èâàþùåé áåçîïàñíîå âåäåíèå ðàáîò è ïðè ýòîì íàèáîëåå ýêîíîìè÷íîé äëÿ çàäàííûõ ãîðíî-òåõíè÷åñêèõ óñëîâèé ïðîõîäêè.

1.2.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ äëÿ ðàçðàáîòêè Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé èñïîëüçîâàíû ðåçóëüòàòû ìíîãî÷èñëåííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé è îïûò ñòðîèòåëüñòâà òîííåëåé æåëåçíîäîðîæíûõ ëèíèé Àáàêàí-Òàéøåò (1962-1965 ãã.), òîííåëåé ÁÀÌà è òîííåëåé íà Êàâêàçå (1976-1983 ãã.), òåîðåòè÷åñêèå ðàçðàáîòêè ïî îöåíêå óñòîé÷èâîñòè ãðóíòîâîãî ìàññèâà ñ íåïîäêðåïëåííîé è ïîäêðåïëåííîé âûðàáîòêàìè, à òàêæå îïûò ïðîåêòèðîâàíèÿ êðåïè â äðóãèõ îáëàñòÿõ ïîäçåìíîãî ñòðîèòåëüñòâà (ãèäðîòåõíè÷åñêîãî, ãîðíî-äîáûâàþùåãî è ò.ï.).

1.3. Ðàçâèâàÿ îòäåëüíûå ïîëîæåíèÿ ïåðå÷èñëåííûõ âûøå äîêóìåíòîâ (ñì. ï. 1.1), íàñòîÿùèå Ìåòîäè÷åñêèå ðåêîìåíäàöèè îïðåäåëÿþò ñòåïåíü óñòîé÷èâîñòè ìàññèâà ñ òîííåëüíîé âûðàáîòêîé è â çàâèñèìîñòè îò åå îöåíêè ïðåäëàãàþò ñîîòâåòñòâóþùèå âèäû êðåïè (ãë. 2).  Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèÿõ äàåòñÿ òàêæå ñðàâíåíèå âàðèàíòîâ êðåïè è îïòèìèçàöèÿ ïàðàìåòðîâ ïàñïîðòà âðåìåííîãî êðåïëåíèÿ (ãë. 7).

Äëÿ ïîâûøåíèÿ îáùåé ýôôåêòèâíîñòè ñòðîèòåëüñòâà (ó÷èòûâàÿ, ÷òî êðåïü îñòàåòñÿ íà ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè òîííåëÿ) äàþòñÿ ðåêîìåíäàöèè ïî ó÷åòó âðåìåííîãî êðåïëåíèÿ â ðàñ÷åòàõ îáäåëêè (ãë. 10).

1.4. Îðèåíòèðîâàííûå íà ïðèìåíåíèå êàê â ñòðîèòåëüíûõ, òàê è â ïðîåêòíûõ îðãàíèçàöèÿõ íàñòîÿùèå Ìåòîäè÷åñêèå ðåêîìåíäàöèè ñîäåðæàò äîñòàòî÷íî ïðîñòûå ðàñ÷åòíûå âûðàæåíèÿ â âèäå êîíå÷íûõ ôîðìóë è ãðàôèêîâ, à òàêæå àëãîðèòìû è ïðîãðàììû äëÿ ïðîâåäåíèÿ íà ÝÂÌ óòî÷íåííûõ ðàñ÷åòîâ, â òîì ÷èñëå îñíîâàííûõ íà ìåòîäàõ ìåõàíèêè ñïëîøíîé ñðåäû.

1.5. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ñîâåðøåíñòâîâàíèå ìåòîäîâ ðàñ÷åòà ïîäçåìíûõ êîíñòðóêöèé ïðåäïîëàãàåò áîëåå ïîëíûé è ñòðîãèé ó÷åò äåéñòâóþùèõ ôàêòîðîâ, â Ìåòîäè÷åñêèå ðåêîìåíäàöèè âêëþ÷åíû ìåòîäèêè, ïîçâîëÿþùèå ïðè íàëè÷èè îïûòíûõ äàííûõ îöåíèòü âëèÿíèå îáâîäíåííîñòè è ðåëüåôà ïîâåðõíîñòè âûðàáîòêè íà ðàáîòó íàáðûçã-áåòîííîãî ïîêðûòèÿ (ï. 4.8), ñòåïåíè óïðî÷íåíèÿ ìàññèâà àíêåðàìè (ï. 3.4). Íàëè÷èå ýòèõ ìåòîäèê ïðèçâàíî òàêæå ñïîñîáñòâîâàòü ëó÷øåìó ïîíèìàíèþ ìåõàíèçìà âçàèìîäåéñòâèÿ ãîðíûõ ïîðîä ñ íàáðûçã-áåòîííîé è àíêåðíîé êðåïüþ.

1.6. Ïàðàìåòðû êðåïè, âûÿâëåííûå ðàñ÷åòíûì ïóòåì, ñëóæàò îñíîâîé äëÿ ñîñòàâëåíèÿ ïàñïîðòà âðåìåííîãî êðåïëåíèÿ âûðàáîòêè. Ïàñïîðò êðåïëåíèÿ äîëæåí ñîäåðæàòü ÷åðòåæ âûðàáîòêè â äâóõ ïðîåêöèÿõ ñ óêàçàíèåì îñíîâíûõ ðàçìåðîâ è èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèé, âêëþ÷àÿ õàðàêòåðèñòèêó òðåùèíîâàòîñòè. Íà ÷åðòåæå óêàçûâàþò:

ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ è êîíñòðóêöèè êðåïëåíèÿ â öåëîì (íàïðèìåð, äëèíó, ðàñïîëîæåíèå àíêåðîâ è ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè, òèï àíêåðà è ïîäõâàòà, ðàçìåðû çàçîðîâ ìåæäó êðåïüþ è îáîðóäîâàíèåì);

ïîðÿäîê êðåïëåíèÿ, ñðîê âûñòîéêè ðàñòâîðà äî íà÷àëà î÷åðåäíîé çàõîäêè;

ñõåìó êîíñòðóêöèè äåòàëåé êðåïè ñ óêàçàíèåì âñåõ åå ðàçìåðîâ è ñïåöèôèêàöèé;

îáúåìû ðàáîò è ñâåäåíèÿ î ìàòåðèàëàõ äëÿ ïðîèçâîäñòâà êðåïëåíèÿ;

îñíîâíûå äàííûå äëÿ ðàñ÷åòà êðåïè.

Ïàñïîðò êðåïëåíèÿ äåéñòâèòåëåí òîëüêî â òåõ èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ, äëÿ êîòîðûõ îí ñîñòàâëåí. Ïðè èçìåíåíèè óñëîâèé ïàñïîðò äîëæåí áûòü ïåðåñìîòðåí â óñòàíîâëåííîì ïîðÿäêå.

1.7. Ïðè îïðåäåëåíèè ïàðàìåòðîâ àíêåðíîé è íàáðûçã-áåòîííîé ïîñòîÿííîé êðåïè ïðåäîñòàâëåíà âîçìîæíîñòü ó÷åòà ñåéñìè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé îò çåìëåòðÿñåíèé ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíûõ ïðîãðàìì äëÿ ÝÂÌ «ÓØÈ-2» è «FAK-I» (ñì. ï. 4.10, ïðèëîæåíèå 1).

1.8.  Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèÿõ èñïîëüçîâàíû îïðåäåëåíèÿ è óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ, îáùåïðèíÿòûå â íîðìàòèâíîé ëèòåðàòóðå ïî òîííåëåñòðîåíèþ è ãîðíîìó äåëó (ïðèëîæåíèå 2).

2. ÂÛÁÎÐ ÂÈÄÀ ÂÐÅÌÅÍÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

2.1. Âûáèðàòü âèä âðåìåííîé êðåïè íåîáõîäèìî â çàâèñèìîñòè îò èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ è ãèäðîëîãè÷åñêèõ óñëîâèé ñòðîèòåëüñòâà è ñïîñîáà ïðîõîäêè. Îáúåì è ñîñòàâ èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ èçûñêàíèé ñëåäóåò îïðåäåëÿòü â ñîîòâåòñòâèè ñ «Èíñòðóêöèåé ïî èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèì èçûñêàíèÿì äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ è ñòðîèòåëüñòâà ìåòðîïîëèòåíîâ, ãîðíûõ æåëåçíîäîðîæíûõ è àâòîäîðîæíûõ òîííåëåé» (ÂÑÍ 190-78).

2.2. Îñíîâíûì ãîðíî-òåõíè÷åñêèì ôàêòîðîì, îïðåäåëÿþùèì âûáîð êîíñòðóêöèè è òåõíîëîãèè âðåìåííîãî êðåïëåíèÿ, ñëåäóåò ñ÷èòàòü óñòîé÷èâîñòü ãîðíîãî ìàññèâà, îêðóæàþùåãî òîííåëüíóþ âûðàáîòêó (ïî Í.Ñ. Áóëû÷åâó ýòî - ñâîéñòâî ãîðíûõ ïîðîä ñîõðàíÿòü ôîðìó è ðàçìåðû îáíàæåíèé, îáðàçóåìûõ ïðè ïðîõîäêå âûðàáîòîê, ïðè÷åì âîçìîæíû òðè ôîðìû ïîòåðè óñòîé÷èâîñòè: âûâàëîîáðàçîâàíèå, ðàçðóøåíèå â çîíàõ êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé è ÷ðåçìåðíûå ñìåùåíèÿ ïîâåðõíîñòè âûðàáîòêè âñëåäñòâèå ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé).

2.3. Ñòåïåíü óñòîé÷èâîñòè ïîðîä îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé êîìïëåêñíîãî ïîêàçàòåëÿ S (òàáë. 1).

ãäå  -     êîýôôèöèåíò êðåïîñòè ïîðîä ïî Ì.Ì. Ïðîòîäüÿêîíîâó (Rñæ - ïðî÷íîñòü ïîðîäû íà ñæàòèå);

KM -    êîýôôèöèåíò ñòåïåíè òðåùèíîâàòîñòè, ïðèíèìàåòñÿ ïî òàáë. 2 â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû îòíîñèòåëüíîé òðåùèíîâàòîñòè ïîðîä n , ãäå θ - ïðîëåò âûðàáîòêè, BT - ñðåäíåå ðàññòîÿíèå ìåæäó òðåùèíàìè.

Ïðè ýòîì â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû îòíîñèòåëüíîãî êîýôôèöèåíòà òðåùèíîâàòîñòè ãðóíòû ñëåäóåò îòíîñèòü:

ïðè n > 60................................. ê ðàçäðîáëåííûì

ïðè 60 ≥ n > 25........................ ê ñèëüíîòðåùèíîâàòûì

ïðè 25 ≥ n > 12........................ ê òðåùèíîâàòûì

ïðè 12 ≥ n > 6.......................... ê ñëàáîòðåùèíîâàòûì

ïðè n < 6................................... ê íåòðåùèíîâàòûì

KN -     êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò êîëè÷åñòâà ñèñòåì òðåùèí è ñëîèñòîñòè (ñì. òàáë. 2);

KR -     êîýôôèöèåíò øåðîõîâàòîñòè ïîâåðõíîñòè òðåùèí (ñì. òàáë. 2);

KW -     êîýôôèöèåíò îáâîäíåííîñòè âûðàáîòêè (ñì. òàáë. 2);

KA -     êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ òðåùèí (ñì. òàáë. 2);

Kα -     êîýôôèöèåíò îðèåíòàöèè âûðàáîòêè îòíîñèòåëüíî îñíîâíîé ñèñòåìû òðåùèí (ñì. òàáë. 2);

Kt -      êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ðàñêðûòèå íåçàïîëíåííûõ òðåùèí (ñì. òàáë. 2).

2.4. Âûáîð âèäà âðåìåííîé êðåïè äëÿ ðàçëè÷íûõ óñëîâèé ïðîõîäêè ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü â äâà ýòàïà: íà ïåðâîì, ïðåäâàðèòåëüíîì, îðèåíòèðîâî÷íî âûáèðàþò âèäû êðåïè, âîçìîæíûå ïðè äàííîé ñòåïåíè óñòîé÷èâîñòè ãîðíûõ ïîðîä, íà âòîðîì - ïî ñîâîêóïíîñòè èíæåíåðíî-òåõíè÷åñêèõ ôàêòîðîâ óòî÷íÿþò íîìåíêëàòóðó êîíêóðèðóþùèõ êîíñòðóêöèé êðåïè.

2.5. Îðèåíòèðîâî÷íûé âûáîð êðåïè ïðîèçâîäÿò ïî òàáë. 3, â êîòîðîé øòðèõîâêîé îòìå÷åíû âèäû êðåïè, âîçìîæíûå äëÿ ïðèìåíåíèÿ â äàííûõ óñëîâèÿõ.

Òàáëèöà 1

Êîìïëåêñíûé ïîêàçàòåëü óñòîé÷èâîñòè S

Êàòåãîðèÿ óñòîé÷èâîñòè ãðóíòà

Ñòåïåíü óñòîé÷èâîñòè ãðóíòà

Äîïóñòèìîå âðåìÿ îáíàæåíèÿ âûðàáîòêè

≥ 70

I

Âïîëíå óñòîé÷èâûé

Íå îãðàíè÷åíî

5-70

II

Óñòîé÷èâûé

Äî 6 ìåñ.

1-5

III

Ñðåäíåé óñòîé÷èâîñòè

10-15 ñóò.

0,05-1

IV

Ñëàáîóñòîé÷èâûé

Íå áîëåå 1 ñóò.

≤ 0,05

V

Íåóñòîé÷èâûé

Íå äîïóñêàåòñÿ

2.6. Îïðåäåëåíèå â êîíêðåòíûõ óñëîâèÿõ êîíêóðåíòîñïîñîáíûõ âèäîâ âðåìåííîé êðåïè ïðîèçâîäèòñÿ ïî òàáë. 4, â êîòîðîé äâîéíîé øòðèõîâêîé îòìå÷åí ïðåäïî÷òèòåëüíûé, îäèíàðíîé - äîïóñòèìûé âèäû âðåìåííîé êðåïè â çàâèñèìîñòè îò êðåïîñòè, òðåùèíîâàòîñòè îáâîäíåííîñòè è âûâåòðèâàåìîñòè ãîðíûõ ïîðîä.

Ïðèìåð âûáîðà êðåïè äàí â ïðèëîæåíèè 3.

Âûáîð îïòèìàëüíîãî âàðèàíòà êðåïëåíèÿ äîëæåí ðåøàòüñÿ íà îñíîâå òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêîãî ñðàâíåíèÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ óêàçàíèÿìè ãë. 7.

Òàáëèöà 2

Îòíîñèòåëüíûé êîýôôèöèåíò òðåùèíîâàòîñòè

KM

Êîëè÷åñòâî ñèñòåì òðåùèí

KN

Áîëåå 60

0,5-2,5

0

0,5-1

60-25

2,5-5

1

2

25-12

5-7,5

1 + ñëîèñòîñòü

3

12-6

7,5-9

2

4

Ìåíåå 6

9-10

2 + ñëîèñòîñòü

6

 

 

3

9

 

 

3 + ñëîèñòîñòü

12

 

 

4

15

 

 

Ðàçäðîáëåííàÿ

20

 

Âèä ïîâåðõíîñòè òðåùèí

KR

Îáâîäíåííîñòü ïîðîä

KW

Ïðåðûâèñòûå

4

Ñóõèå

1

Íåðîâíûå âîëíèñòûå

3

Âëàæíûå

0,8

Ðîâíûå âîëíèñòûå

2

Êàïåæ

0,5

Çåðêàëüíûå âîëíèñòûå

1,5

Ïðèòîê âîäû ñòðóÿìè

0,3

Ðîâíûå ïëîñêèå èëè áåç êîíòàêòà

1

 

 

Çåðêàëà ñêîëüæåíèÿ

0,5

 

 

 

Ðàñêðûòèå íåçàïîëíåííûõ òðåùèí, ìì

Kt

Íàëè÷èå çàïîëíèòåëÿ òðåùèí

KA

Îðèåíòèðîâêà òðåùèí îòíîñèòåëüíî îñè òîííåëÿ, ãðàä.

Kα

3

1

Ïðè íàëè÷èè êîíòàêòà ñòåíîê òðåùèí

0,75-4

70-90

1

3-15

2

Ïðè îòñóòñòâèè êîíòàêòà

5-20

20-70

1,5

15

4

 

 

0-20

2

Òàáëèöà 3

3. ÐÀÑ×ÅÒ ÀÍÊÅÐÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

3.1.  îáùåì ñëó÷àå ýôôåêò îò ïðèìåíåíèÿ àíêåðíîé êðåïè ïðîÿâëÿåòñÿ â òîì, ÷òî àíêåðû, çàãëóáëåííûå â íåíàðóøåííóþ ÷àñòü ãîðíîãî ìàññèâà, ñ îäíîé ñòîðîíû, êàê áû ïîäâåøèâàþò ãðóíò â çîíå âîçìîæíîãî îáðóøåíèÿ, ïðåäîòâðàùàÿ òåì ñàìûì îòäåëüíûå âûâàëû, à ñ äðóãîé ñòîðîíû - «ñøèâàÿ» îòäåëüíûå ãðóíòîâûå áëîêè è ñëîè, îìîíîëè÷èâàþò íàðóøåííóþ ïðîõîäêîé çîíó ãðóíòîâîãî ìàññèâà, ïðåâðàùàÿ åå â íåñóùóþ êîíñòðóêöèþ.

Êðîìå òîãî, â ïðîöåññå ñîâìåñòíîãî äåôîðìèðîâàíèÿ ñ ìàññèâîì â àíêåðàõ âîçíèêàþò äîïîëíèòåëüíûå óñèëèÿ, êîòîðûå èçìåíÿþò íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîå ñîñòîÿíèå ãðóíòà âîêðóã ïîäêðåïëåííîé âûðàáîòêè, ïî ñðàâíåíèþ ñ íåïîäêðåïëåííîé, ïîâûøàÿ òåì ñàìûì ñòåïåíü åãî óñòîé÷èâîñòè è ñíèæàÿ ñìåùåíèå ïîâåðõíîñòè âûðàáîòêè.

3.2. Ïðåäâàðèòåëüíîå íàçíà÷åíèå îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ àíêåðíîé êðåïè (ðèñ. 1), èñõîäÿ èç ãèïîòåçû ïîäâåøèâàíèÿ çîíû âîçìîæíîãî îáðóøåíèÿ ê íåíàðóøåííûì ãðóíòàì è ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì èíñòðóêöèè ïî âðåìåííîìó êðåïëåíèþ, ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü â ñëåäóþùåì ïîðÿäêå:

îïðåäåëåíèå ðàñ÷åòíîé (ðàáî÷åé) äëèíû àíêåðà lð;

îïðåäåëåíèå äëèíû ÷àñòè àíêåðà, çàãëóáëåííîé â íåíàðóøåííûé ãðóíò (çàìêîâîé ÷àñòè) lç;

îïðåäåëåíèå ïðåäåëüíîãî ðàññòîÿíèÿ ìåæäó àíêåðàìè ïî ïðî÷íîñòè çàêðåïëåíèÿ çàãëóáëåííîé ÷àñòè (çàìêà) d;

âûáîð äèàìåòðà ñòåðæíÿ dñò.

Ðèñ. 1. Îñíîâíûå ïàðàìåòðû àíêåðíîé êðåïè:

1 - àíêåð; 2 - ïîäõâàò; 3 - ãðàíèöà çîíû âîçìîæíîãî îáðóøåíèÿ; d - ìåæàíêåðíîå ðàññòîÿíèå; lê - äëèíà êîíöåâîé ÷àñòè àíêåðà; lð - ðàáî÷àÿ äëèíà àíêåðà; lç - äëèíà çàìêîâîé ÷àñòè; Í - âûñîòà âûðàáîòêè; L - øèðèíà âûðàáîòêè

3.3. Ðàñ÷åòíóþ äëèíó àíêåðà lð ñëåäóåò íàçíà÷àòü íå ìåíåå ÷åì âûñîòà çîíû âîçìîæíîãî îáðóøåíèÿ L, ïðèíèìàåìàÿ íà îñíîâàíèè îïûòà ñòðîèòåëüñòâà â àíàëîãè÷íûõ èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ.

Ïðè îòñóòñòâèè îïûòíûõ äàííûõ ðàñ÷åòíóþ ãëóáèíó çîíû âîçìîæíîãî îáðóøåíèÿ ñëåäóåò îïðåäåëÿòü ïî ôîðìóëå

,

ãäå KT -   êîýôôèöèåíò ó÷åòà òðåùèíîâàòîñòè ñêàëüíûõ ãðóíòîâ, ïðèíèìàåìûé çäåñü ðàâíûì:

äëÿ ñëàáîòðåùèíîâàòûõ ãðóíòîâ.............. 1

äëÿ òðåùèíîâàòûõ...................................... 2

äëÿ ñèëüíîòðåùèíîâàòûõ.......................... 2,5

Åñëè êîýôôèöèåíò êðåïîñòè ãðóíòà f îïðåäåëåí ñ ó÷åòîì òðåùèíîâàòîñòè, òî KT = 1.

 íåóñòîé÷èâûõ ãðóíòàõ òèïà àðãèëëèòîâ äîëæíî óäîâëåòâîðÿòüñÿ óñëîâèå

lð ≥ 0,5 θ (z - 1),

ãäå z -     îòíîñèòåëüíàÿ âåëè÷èíà, ïðèíèìàåìàÿ â çàâèñèìîñòè îò ãëóáèíû çàëîæåíèÿ òîííåëÿ H è ïðåäåëà ïðî÷íîñòè ãðóíòà íà ñæàòèå σê ïî íîìîãðàììå (ðèñ. 2).

Ðèñ. 2. Íîìîãðàììà äëÿ îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû z â çàâèñèìîñòè îò ãëóáèíû çàëîæåíèÿ òîííåëÿ

3.4. Ïðè èñïîëüçîâàíèè êðåïè èç ñòàëåïîëèìåðíûõ àíêåðîâ (ÑÏÀ) âûáîð çàêðåïëÿþùåãî ñîñòàâà è ðàñ÷åò êîíñòðóêöèè ðåêîìåíäóåòñÿ âåñòè â ñîîòâåòñòâèè ñ äàííûìè òàáë. 5.

3.5. Ðàñ÷åòíîå ñöåïëåíèå τñö äëÿ öåìåíòíî-ïåñ÷àíûõ ðàñòâîðîâ áåç óñêîðèòåëåé òâåðäåíèÿ ñëåäóåò ïðèíèìàòü:

à) ïðè ãëèíîçåìèñòîì öåìåíòå ìàðîê 400-500........ 45 êã/ñì2 â âîçðàñòå 48 ÷ è áîëåå;

á) ïðè ïîðòëàíäöåìåíòå ìàðîê 400-500................. 45 êãñ/ñì2 â âîçðàñòå 72 ÷ è áîëåå.

3.6. Ðàñ÷åòíóþ âåëè÷èíó ïðî÷íîñòè çàêðåïëåíèÿ çàãëóáëåííîé ÷àñòè íåîáõîäèìî êîððåêòèðîâàòü íàòóðíûìè èñïûòàíèÿìè ñîãëàñíî ìåòîäèêå, ïðèâåäåííîé â ÂÑÍ 126-78.

3.7. Ïðåäåëüíîå ðàññòîÿíèå ìåæäó àíêåðàìè α ïî ïðî÷íîñòè çàêðåïëåíèÿ çàìêà N ñëåäóåò îïðåäåëÿòü ïî ôîðìóëå

,

ãäå γ - ïëîòíîñòü ãîðíîé ïîðîäû, ò/ì3.

3.8. Îðèåíòèðîâî÷íî âûáðàííûé äèàìåòð ñòåðæíÿ àíêåðà íåîáõîäèìî êîððåêòèðîâàòü ïî ôîðìóëå

,

ãäå P = 1,5 γα2L,

Rα ðàñ÷åòíîå ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðèàëà ñòåðæíÿ ïðèíèìàþò ñîãëàñíî óêàçàíèÿì ãëàâû ÑÍèÏ ïî ïðîåêòèðîâàíèþ áåòîííûõ è æåëåçîáåòîííûõ êîíñòðóêöèé.

3.9. Äëÿ íåòðåùèíîâàòûõ, ñëàáîòðåùèíîâàòûõ è òðåùèíîâàòûõ ñêàëüíûõ ãðóíòîâ ñ îäíîé ñèñòåìîé òðåùèí, ãäå âîçìîæíî îïðåäåëåííîå îìîíîëè÷èâàíèå ãðóíòîâûõ áëîêîâ àíêåðàìè, êðåïü ðåêîìåíäóåòñÿ ðàññ÷èòûâàòü ïî ãèïîòåçå îáðàçîâàíèÿ íåñóùåé êîíñòðóêöèè èç îêðóæàþùèõ âûðàáîòêó ãðóíòîâ (ðèñ. 3). Ïðåäñòàâëÿÿ ýòó êîíñòðóêöèþ â âèäå ïîðîäíîé áàëêè, ñëåäóåò ïîëüçîâàòüñÿ ñîîòíîøåíèåì, ñâÿçûâàþùèì äëèíó àíêåðîâ lα è ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè (ìåæàíêåðíîå ðàññòîÿíèå) α:

ãäå

 - óãîë âëèÿíèÿ àíêåðà;

q è λ - ñîîòâåòñòâåííî èíòåíñèâíîñòü âåðòèêàëüíîãî äàâëåíèÿ è êîýôôèöèåíò áîêîâîãî äàâëåíèÿ, îïðåäåëÿåìûå ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ÑÍèÏ ïî ïðîåêòèðîâàíèþ òîííåëåé;

lα = lð + lç - äëèíà ðàñïîëîæåííîé â ãðóíòå ÷àñòè àíêåðà, ì;

, òñ/ì2.

Çäåñü H -   âûñîòà âûðàáîòêè, ì;

σð -  ïðåäåë ïðî÷íîñòè ãðóíòà íà ðàñòÿæåíèå, êãñ/ñì2, äëÿ îòäåëüíûõ òèïîâ ãðóíòîâ, äàííûé â òàáë. 6;

φ -   óãîë âíóòðåííåãî òðåíèÿ ãðóíòà, ãðàä.

Ðèñ. 3. Ñõåìà íåñóùåé ïîðîäíîé êîíñòðóêöèè, îáðàçóåìîé âîêðóã âûðàáîòêè ñ ïîìîùüþ àíêåðîâ:

1 - àíêåð; 2 - íåñóùàÿ ïîðîäíàÿ êîíñòðóêöèÿ; θ - óãîë âëèÿíèÿ àíêåðà; lα - äëèíà àíêåðà

3.10. Ïðè óñòàíîâêå àíêåðîâ íåïîñðåäñòâåííî âîçëå çàáîÿ ñðàçó ïîñëå îáíàæåíèÿ âûðàáîòêè â ñòåðæíÿõ âîçíèêàþò äîïîëíèòåëüíûå óñèëèÿ, ñâÿçàííûå ñ âçàèìîâëèÿþùèì äåôîðìèðîâàíèåì êðåïè è ãðóíòà, äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîòîðûõ ñîñòàâëåíà ïðîãðàììà äëÿ ÝÂÌ «Àíêåð-êîíòàêò» (ñì. ïðèëîæåíèå 1). Ïðè ýòîì ó÷òåíû âçàèìíîå âëèÿíèå àíêåðîâ, ìåñòî è âðåìÿ èõ óñòàíîâêè, ïîëçó÷åñòü îêðóæàþùåãî âûðàáîòêó ãðóíòà.


Òàáëèöà 5

Êîìïîíåíòû

Ñîäåðæàíèå, ìàññîâûå ÷àñòè

Îáëàñòü ýôôåêòèâíîãî èñïîëüçîâàíèÿ

Ñêðåïëÿåìûé ìàòåðèàë

Óäåëüíîå ñöåïëåíèå ñîñòàâà, ÌÏà, â âîçðàñòå, ÷

ïðè 0 °Ñ

ïðè 7 °Ñ

ïðè 20 °Ñ

1

2

3

24

1

2

3

24

1

2

3

24

Îëèãîýôèðàêðèëàò (ÌÃÔ-9)

100

Äëÿ ãðóíòîâ óñòîé÷èâûõ è ñëàáîé óñòîé÷èâîñòè, íåòðåùèíîâàòûõ è ñëàáîé òðåùèíîâàòîñòè, ñóõèõ ñ òåìïåðàòóðîé îò 0 °Ñ è âûøå è êðåïîñòüþ f ≥ 2 ïî Ïðîòîäúÿêîíîâó

Ñ ìåòàëëîì

0

1,4

2,0

9,7

0,7

2,3

3,4

9,9

1,2

2,8

3,5

10,2

Ïàñòà ïåðåêèñè áåíçîèëà (ÏÁ)

0,5÷20

Ñ áåòîíîì

0

0,8

1,3

8,1

0,2

0,8

1,7

8,3

0,6

1,1

-

9,4

Äèìåòèëàíèëèí (ÄÌÀ)

0,5÷7

Ñ ãðóíòîì (èçâåñòíÿê)

0

0,8

1,4

9,0

0,4

1,2

2,3

9,0

0,8

1,6

-

-

Ñóëüôàò áàðèÿ (BaSO4)

30÷80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Íàïîëíèòåëü (øëàê)

10÷150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Íåíàñûùåíàÿ ïîëèýôèðíàÿ ñìîëà

100

Äëÿ ãðóíòîâ óñòîé÷èâûõ è ñëàáîé óñòîé÷èâîñòè, ñëàáîé è ñðåäíåé òðåùèíîâàòîñòè, îáâîäíåííûõ c òåìïåðàòóðîé îò ìèíóñ 5 °Ñ è âûøå è êðåïîñòüþ f ≥ 2 ïî Ïðîòîäúÿêîíîâó

Ñ ìåòàëëîì

0

1,5

2,0

13,2

0,8

2,3

3,6

13,2

1,2

3,0

4,3

13,3

Ïàñòà ïåðåêèñè áåíçîèëà

0,5÷20

Ñ áåòîíîì

0

0,8

1,4

10,9

0,2

1,0

1,8

11,1

0,6

1,3

2,5

11,2

Äèìåòèëàíèëèí

0,5÷7

Ñ ãðóíòîì

0

0,9

1,8

11,2

0,6

1,3

2,7

11,8

0,8

1,8

2,9

12,2

Ñóëüôàò áàðèÿ

30÷80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Íàïîëíèòåëü

10÷150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÏÀÂ

10÷50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ôîðïîëèìåð ñ êîíöåâûìè èçîöèàêàòíûìè ãðóïïàìè

100

Äëÿ ãðóíòîâ ñëàáîé óñòîé÷èâîñòè, òðåùèíîâàòûõ è ñèëüíîòðåùèíîâàòûõ, ñóõèõ è îáâîäíåííûõ ñ òåìïåðàòóðîé îò ìèíóñ 5 °Ñ è âûøå ñ êðåïîñòüþ f ≥ 2 ïî Ïðîòîäúÿêîíîâó

Ñ ìåòàëëîì

-

-

-

7,4

-

-

1,3

8,0

-

-

1,7

8,0

0,5-10 %-íûé éîäíûé ðàñòâîð 2,4,6- òðèåäèìåòèëàìèíîìåòèëôåíîëà

10÷15

Ñ áåòîíîì

-

-

-

8,0

-

-

1,8

8,5

-

-

2,3

8,7

Àýðîñèë

30÷10

Ñ ãðóíòîì

-

-

-

8,1

-

-

1,8

8,4

-

-

2,4

8,8

Ãèïñ

20÷150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Òàáëèöà 6

ï/ï

Ãîðíûå ïîðîäû

Ïðåäåë ïðî÷íîñòè íà ðàñòÿæåíèå σð, êãñ/ñì2

1

Ïîðôèðèò

200

2

Ãàááðî-äèàáàç

139-160

3

Áàçàëüò

90-190

4

Àëåâðîëèò

80-120

5

Èçâåñòíÿê

90

6

Àðãèëëèò

46-71

7

Ïåñ÷àíèê

44-80

8

Ñëàíåö

30

3.11. Ïðè îïðåäåëåíèè óñèëèé â àíêåðàõ ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ñëåäóþùèå ôàêòîðû, ñâÿçàííûå ñ èñïîëüçîâàíèåì êðåïè ýòîãî âèäà: åñëè àíêåðû óñòàíîâëåíû íà ñòàäèè ïðîõîäêè îïåðåæàþùåé øòîëüíè (ïèëîò-òîííåëÿ), òî óñèëèå â (1 + Ky) áîëüøå, ÷åì êîãäà àíêåðû óñòàíàâëèâàþò ïðè ïîëíîì ðàñêðûòèè ñå÷åíèÿ.

,

ãäå Rø è R - ïðèâåäåííûå ïî ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ðàäèóñû îïåðåæàþùåé øòîëüíè è âûðàáîòêè ;

ïðè êîýôôèöèåíòå áîêîâîãî äàâëåíèÿ λ < 0,3  äëÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè êðåïëåíèÿ â áîêàõ âûðàáîòêè ðåêîìåíäóåòñÿ óñòàíàâëèâàòü ïðåäâàðèòåëüíî íàïðÿæåííûå àíêåðû; ïðè óñòàíîâêå àíêåðîâ íåïîñðåäñòâåííî ïîñëå ðàñêðûòèÿ âûðàáîòêè ïîëçó÷åñòü îêðóæàþùåãî âûðàáîòêó ãðóíòà ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ óñèëèé â ñòåðæíÿõ, ïðè óñòàíîâêå æå ÷åðåç âðåìÿ, ñîèçìåðèìîå ñî âðåìåíåì ñòàáèëèçàöèè ïîëçó÷åñòè, óñèëèÿ â ïðåäâàðèòåëüíî íàïðÿæåííûõ àíêåðàõ ïàäàþò, ÷òî ñâÿçàíî ñ ïîëçó÷åñòüþ ãðóíòà ïîä îïîðíûì ýëåìåíòîì è â çàìêîâîé ÷àñòè.

4. ÐÀÑ×ÅÒ ÊÐÅÏÈ ÈÇ ÍÀÁÐÛÇÃ-ÁÅÒÎÍÀ

4.1. Ýôôåêòèâíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ íàáðûçã-áåòîíà êàê êîíñòðóêöèè îáúÿñíÿåòñÿ åãî ïðî÷íûì ñöåïëåíèåì ñ ãðóíòîì, ïðîíèêíîâåíèåì öåìåíòíîãî ìîëîêà â òðåùèíû, ñíèæåíèåì êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé íà êîíòóðå ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ âûðàáîòêè, ñîïðîòèâëåíèåì îêðóæíûì äåôîðìàöèÿì òî÷åê ïîâåðõíîñòè âûðàáîòêè.

Ïîêðûòèå èç íàáðûçã-áåòîíà ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ êðåïëåíèÿ ãîðíûõ âûðàáîòîê, ïðåäîòâðàùåíèÿ îòäåëüíûõ âûâàëîâ è ïðåäîõðàíåíèÿ ïîðîäû îò âûâåòðèâàíèÿ. Ïðè ýòîì ìèíèìàëüíàÿ òîëùèíà ïîêðûòèÿ èç íàáðûçã-áåòîíà h äîëæíà áûòü íå ìåíåå 3 ñì.

4.2. Ïðåäâàðèòåëüíîå íàçíà÷åíèå òîëùèíû ïîêðûòèÿ èç íàáðûçã-áåòîíà ïðè îòñóòñòâèè äðóãèõ âèäîâ êðåïè è â êîìáèíàöèè ñ àíêåðàìè è àðêàìè ïðîèçâîäèòñÿ ïî ôîðìóëàì ïï. 4.4 è 4.5, ñòðóêòóðà êîòîðûõ îïðåäåëåíà îáùèìè çàêîíîìåðíîñòÿìè ðàñ÷åòà íåñóùèõ òîíêîñòåííûõ êîíñòðóêöèé, à êîýôôèöèåíòû ÿâëÿþòñÿ îáîáùåíèåì îïûòà èñïîëüçîâàíèÿ íàáðûçã-áåòîíà ïðè ñòðîèòåëüñòâå ãîðíûõ òîííåëåé. Óñòàíîâëåíî, ÷òî íàèáîëüøèé ýôôåêò äîñòèãàåòñÿ ïðè íàíåñåíèè ïîêðûòèÿ ñðàçó ïîñëå îáíàæåíèÿ âûðàáîòêè.

4.3. Íîðìàòèâíûå è ðàñ÷åòíûå õàðàêòåðèñòèêè íàáðûçã-áåòîíà â çàâèñèìîñòè îò ìàðêè áåòîíà, îïðåäåëÿåìîé ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì «Èíñòðóêöèè ïî âðåìåííîìó êðåïëåíèþ» (ÂÑÍ 126-78) è íàëè÷èÿ àðìèðîâàíèÿ (â âèäå ñåòêè ñ ÿ÷åéêàìè 100×100 èëè 150×150 ìì èç ïðîâîëîêè äèàìåòðîì 6-8 ìì) ïðèâåäåíû â òàáë. 7. Ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ïðè ýòîì, ÷òî àðìèðîâàííûì ìîæåò áûòü ïîêðûòèå òîëùèíîé íå ìåíåå 6 ñì.

Òàáëèöà 7

Âèä íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ

Îáîçíà÷åíèÿ

Àðìèðîâàíèå

Ñîñòàâëåíèå íàáðûçã-áåòîíà, êãñ/ñì2

Íîðìàòèâíîå

Ðàñ÷åòíîå

Ïðîåêòíàÿ ìàðêà

300

400

500

300

400

500

Ñæàòèå îñåâîå

Rïð

åñòü

íåò

210

280

350

130

115

170

150

200

180

Ñæàòèå ïðè èçãèáå

Rè

åñòü

íåò

260

350

440

160

140

210

190

250

220

Ðàñòÿæåíèå îñåâîå

Rð

åñòü

íåò

25

30

35

12

10

14

12

16

14

Ðàñòÿæåíèå ïðè èçãèáå

Rðè

-

-

-

-

21

24

28

4.4. Ïðåäâàðèòåëüíîå îïðåäåëåíèå òîëùèíû íàáðûçã-áåòîííîãî ïîêðûòèÿ ðàáîòàþùåãî ñàìîñòîÿòåëüíî êàê îãðàæäåíèå, ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü ïî ýìïèðè÷åñêîé ôîðìóëå

,

ãäå         q -   ðàñ÷åòíàÿ èíòåíñèâíîñòü âåðòèêàëüíîãî ãîðíîãî äàâëåíèÿ, òñ/ì2, îïðåäåëÿåìàÿ ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ãëàâû ÑÍèÏ ïî ïðîåêòèðîâàíèþ òîííåëåé;

K1 -   êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò êðåïîñòè ãðóíòà è øèðèíû ïðîëåòà, îïðåäåëÿåìûé ïî òàáë. 8;

Rðè -  ðàñ÷åòíîå ñîïðîòèâëåíèå íàáðûçã-áåòîíà íà ðàñòÿæåíèå ïðè èçãèáå, êãñ/ñì2 (ñì. òàáë. 7);

m = m1 m2 - êîýôôèöèåíò óñëîâèé ðàáîòû, ïðè÷åì:

Òàáëèöà 8

Êîýôôèöèåíò êðåïîñòè ïîðîä f

Ïðîëåò âûðàáîòêè, ì

4

6

8

10

3

0,2

0,1

-

-

4

0,4

0,3

0,2

-

6

0,9

0,8

0,7

0,6

8

1

0,9

0,8

0,7

4.5. Òîëùèíó íàáðûçã-áåòîíà êàê îãðàæäàþùåé êðåïè â êîìáèíàöèè ñ àíêåðàìè èëè àðêàìè h, ì, ñëåäóåò îïðåäåëÿòü ïî ôîðìóëå

ãäå ïðè ãàðàíòèðîâàííîì ðàñ÷åòíîì ñöåïëåíèè ïîêðûòèÿ ñ ãðóíòîì êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò êîìáèíàöèè âèäîâ êðåïè,

è ïðè âîçìîæíîì îñëàáëåíèè êîíòàêòà, íàïðèìåð, â ñâÿçè ñ ïîâûøåííîé âëàæíîñòüþ ãðóíòà

θ = n2γα, òñ/ì2

Rðè -   ðàñ÷åòíîå ñîïðîòèâëåíèå íàáðûçã-áåòîíà ðàñòÿæåíèþ ïðè èçãèáå, êãñ/ñì2 (ñì. òàáë. 8);

K2 -    êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò ðàññòîÿíèÿ ìåæäó àíêåðàìè (àðêàìè) è êðåïîñòè ãðóíòîâ (òàáë. 9).

Òàáëèöà 9

Êîýôôèöèåíò êðåïîñòè ïîðîä f

Ðàññòîÿíèå ìåæäó àíêåðàìè (àðêàìè), ì

0,5

1

1,5

2

2

0,3

0,2

0,1

0,1

3

0,5

0,4

0,3

0,2

4

1

0,9

0,8

0,6

6

1

1

0,9

0,8

4.6. Ïðè ïîâûøåííûõ òðåáîâàíèÿõ ê òî÷íîñòè ðàñ÷åòîâ (íàïðèìåð, êîãäà äàííûé òèï êðåïè ïðåäïîëàãàåòñÿ èñïîëüçîâàòü êàê ïîñòîÿííóþ îáäåëêó), êîððåêòèðîâêà ðàçìåðîâ çîíû îñëàáëåííûõ ïîðîä ìåæäó àíêåðàìè ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ ìåòîäàìè òåîðèè óïðóãîñòè ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììû «Ìàññèâ», ñîñòàâëåííîé äëÿ ÝÂÌ (ñì. ïðèëîæåíèå 1).

4.7. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî íàèáîëåå áëàãîïðèÿòíûì ðåæèìîì ðàáîòû íàáðûçã-áåòîíà ÿâëÿåòñÿ òàêîé, ïðè êîòîðîì â ïîêðûòèè íàïðÿæåíèÿ ñæàòèÿ ìåíüøå ïðåäåëüíûõ, óñëîâèåì íàäåæíîé ðàáîòû íàáðûçã-áåòîíà ñëåäóåò ñ÷èòàòü ñîîòíîøåíèå

,

ãäå Ví - ìàêñèìàëüíàÿ äåôîðìàöèÿ íåçàêðåïëåííîé âûðàáîòêè, ñì, îïðåäåëÿåìàÿ ïî ïðîãðàììå «Ìàññèâ» (ñì. ïðèëîæåíèå 1);

Rïð - ðàñ÷åòíîå ñîïðîòèâëåíèå íàáðûçã-áåòîíà ñæàòèþ, êãñ/ñì2 (ñì. òàáë. 7);

R - ðàäèóñ ñâîäà âûðàáîòêè, ñì;

Åí - ìîäóëü óïðóãîñòè íàáðûçã-áåòîíà äëÿ ïðîåêòíûõ ìàðîê 300, 400 è 500 ïðèíèìàåòñÿ ðàâíûì ñîîòâåòñòâåííî 2,4 · 105; 2,7 · 105 è 3,0 · 105 êãñ/ñì2.

Åñëè ýòî óñëîâèå íå âûïîëíÿåòñÿ, ò.å. äåôîðìàöèÿ êîíòóðà âûðàáîòêè âåëèêà, íàáðûçã-áåòîí ñëåäóåò ïðèìåíÿòü â ñî÷åòàíèè ñ àíêåðàìè, óìåíüøàþùèìè ýòè äåôîðìàöèè.

4.8. Îòëè÷èå ðåàëüíîãî êîíòóðà âûðàáîòêè îò ãëàäêîãî âëèÿåò íà íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîå ñîñòîÿíèå ïîêðûòèÿ èç íàáðûçã-áåòîíà òàêèì îáðàçîì, ÷òî â ïðîöåññå åãî äåôîðìàöèé â âåðøèíàõ íåðîâíîñòåé ìîãóò ïîÿâèòüñÿ íåæåëàòåëüíûå ðàñòÿãèâàþùèå íàïðÿæåíèÿ.

Õàðàêòåðèñòèêàìè íåðîâíîñòåé ÿâëÿþòñÿ èõ ñðåäíåå ÷èñëî íà êîíòóðå Kê è ñðåäíÿÿ àìïëèòóäà , îïðåäåëÿåìàÿ êàê ðàññòîÿíèå ðåàëüíîãî êîíòóðà îò õîðäû, ñòÿãèâàþùåé äâå ñîñåäíèå âåðøèíû âïàäèí (ðèñ. 4). Ïðè ýòîì â ðàñ÷åòàõ ñëåäóåò ó÷èòûâàòü íåðîâíîñòè ñ àìïëèòóäàìè îò 10 ñì, ÷èñëî êîòîðûõ íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ îò 8 äî 20.

Ïðè îòñóòñòâèè ôàêòè÷åñêèõ äàííûõ ñðåäíåå ÷èñëî íåðîâíîñòåé íà êîíòóðå n ñëåäóåò îïðåäåëÿòü ðàñ÷åòíûì ïóòåì êàê ïîëîâèíó îòíîøåíèÿ äëèíû êîíòóðà ê ðàññòîÿíèþ ìåæäó êîíòóðíûìè øïóðàìè.

Ðèñ. 4. Îïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ íåðîâíîñòåé êîíòóðà âûðàáîòêè ïðè ðàñ÷åòå íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè:

1 - ïðîåêòíîå î÷åðòàíèå âûðàáîòêè; 2 - ðåàëüíûé êîíòóð ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ

 ýòîì æå ñëó÷àå ñðåäíþþ àìïëèòóäó íåðîâíîñòåé íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü êàê äîïóñòèìóþ íîðìó ïåðåáîðà.

Îðèåíòèðîâî÷íîå ðàññòîÿíèå ìåæäó øïóðàìè α, ì, è äîïóñòèìóþ íîðìó ïåðåáîðà, ñì, îïðåäåëÿþò â çàâèñèìîñòè îò êðåïîñòè è òðåùèíîâàòîñòè ãðóíòà ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ãëàâû ÑÍèÏ ïî ñòðîèòåëüñòâó òîííåëåé (òàáë. 10 è 11).

Òàáëèöà 10

Êîýôôèöèåíò êðåïîñòè ïîðîä

Ñòåïåíü òðåùèíîâàòîñòè ïîðîä

íåòðåùèíîâàòûå

ñëàáîòðåùèíîâàòûå

òðåùèíîâàòûå è ñèëüíîòðåùèíîâàòûå

4-6

0,6

0,7

0,8

6-8

0,5

0,6

0,7

8-10

0,4

0,5

0,6

10-12

0,3

0,4

0,5

Òàáëèöà 11

Âûðàáîòêà

Âåëè÷èíà ïåðåáîðà, ñì

1 ≤ f ≤ 4

4 f12

Òîííåëè

10

15

Øòîëüíè

8

8

Ïðè íàëè÷èè ñîîòâåòñòâóþùèõ äàííûõ ñòàòèñòèêè îòêëîíåíèé êîíòóðà òîííåëÿ îò ïðîåêòíîãî ïðè ïðîõîäêå â àíàëîãè÷íûõ óñëîâèÿõ êîððåêòèðîâàòü òîëùèíó ïîêðûòèÿ ìîæíî èç óñëîâèÿ îòñóòñòâèÿ ðàñòÿãèâàþùèõ íàïðÿæåíèé â âåðøèíàõ ãîðáîâ íåðîâíîñòåé:

,

ãäå  -  ïðèâåäåííûé ðàäèóñ âûðàáîòêè;

Sâ -       ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ âûðàáîòêè, ì2;

λ″ -       êîýôôèöèåíò, õàðàêòåðèçóþùèé ñîîòíîøåíèå æåñòêîñòåé íàáðûçã-áåòîíà è ïîðîäû, îïðåäåëÿåìûé ïî òàáë. 12;

αê, K -   ñîîòâåòñòâåííî õàðàêòåðíàÿ àìïëèòóäà, ñì, è ÷èñëî íåðîâíîñòåé ðåàëüíîãî êîíòóðà âûðàáîòêè.

Òàáëèöà 12

Ãðóíò

Ñðåäíèé ðàäèóñ âûðàáîòêè K · 10-2, ì

3

6

9

12

Òóôû

2,4

4,8

7,2

9,6

Ãëèíèñòûå ñëàíöû

4,8

9,6

14,4

19,2

Èçâåñòíÿêè ïëîòíûå

7,8

14,4

21,6

28,8

Ïåñ÷àíèêè

10,8

21,6

32,4

43,2

Ãðàíèòû, äèîðèòû

84

118

252

336

Ãíåéñû

51

102

153

204

 ñëó÷àå íåâûïîëíåíèÿ íåðàâåíñòâà íåîáõîäèìî óìåíüøèòü ìåæàíêåðíîå (ìåæàðî÷íîå) ðàññòîÿíèå n ïî ïðåäåëüíîé òîëùèíå íàáðûçã-áåòîíà, èñïîëüçóÿ äëÿ ýòîãî ôîðìóëó

(îáîçíà÷åíèÿ ñì. â ï. 4.5).

4.9. Ïðîåêòèðîâàòü íåçàìêíóòîå ïîêðûòèå èç íàáðûçã-áåòîíà ñëåäóåò òîëüêî â ñî÷åòàíèè ñ àíêåðàìè, òàê êàê â ýòîì ñëó÷àå àíêåðû íå òîëüêî óìåíüøàþò äåôîðìàöèþ êîíòóðà âûðàáîòêè, ÷òî ñíèæàåò íàïðÿæåíèÿ â íàáðûçã-áåòîíå, íî è ïðåïÿòñòâóåò âîçìîæíûì ñìåùåíèÿì ïîêðûòèÿ âäîëü êîíòóðà âûðàáîòêè. Òîëùèíó íàáðûçã-áåòîíà â ýòîì ñëó÷àå ñëåäóåò ïðèíèìàòü ñîãëàñíî ï. 4.5 íàñòîÿùèõ Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé è óìåíüøàòü ê êðàÿì äî íóëÿ.

4.10. Ïðè êîððåêöèè ïàðàìåòðîâ íàáðûçã-áåòîííîãî ïîêðûòèÿ, îïðåäåëåííîãî ôîðìóëàìè ïï. 4.4 è 4.5 ìåòîäàìè òåîðèè óïðóãîñòè, êðåïü ñëåäóåò ðàññ÷èòûâàòü êàê òîíêîå ïîêðûòèå, ïîâòîðÿþùåå ôîðìó ïîâåðõíîñòè âûðàáîòêè è îáðàçóþùåå ñ îêðóæàþùèì ìàññèâîì ïîðîä åäèíóþ äåôîðìèðóåìóþ ñèñòåìó.

Äëÿ ðàñ÷åòà èñïîëüçóþò ðåøåíèå ïëîñêîé êîíòàêòíîé çàäà÷è òåîðèè óïðóãîñòè î ðàâíîâåñèè íåêðóãîâîãî êîëüöà ñ íåðîâíîñòÿìè â âåñîìîé ëèíåéíî-äåôîðìèðóåìîé îäíîðîäíîé èçîòðîïíîé ñðåäå. Äëÿ ýòîãî ñîñòàâëåíû ïðîãðàììû äëÿ ÝÂÌ (ñì. ïðèëîæåíèå 1) FOK-4 è FAK-I.

Ïðîãðàììà FOK-4 ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ðàñ÷åòà êðåïè èç íàáðûçã-áåòîíà íà äåéñòâèå ñîáñòâåííîãî âåñà è âåñà ãðóíòà, à ïðîãðàììà FAK-I - íà ñåéñìè÷åñêèå âîçäåéñòâèÿ çåìëåòðÿñåíèÿ. Ïðè ýòîì ó÷èòûâàþò íåðîâíîñòè êîíòóðà ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ, ïîëçó÷åñòü ãîðíîãî ìàññèâà è ðàññòîÿíèÿ ìåñòà íàíåñåíèÿ ïîêðûòèÿ îò çàáîÿ.

5. ÐÀÑ×ÅÒ ÀÐÎ×ÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

5.1. Ïàðàìåòðû êîíñòðóêöèè àðî÷íîé êðåïè ñëåäóåò îïðåäåëÿòü èç óñëîâèé ïðî÷íîñòè è óñòîé÷èâîñòè ïðè äåéñòâèè ðàñ÷åòíûõ íàãðóçîê îò äàâëåíèÿ ãîðíûõ ïîðîä (ïåðâàÿ ãðóïïà ïðåäåëüíûõ ñîñòîÿíèé).

5.2. Âåëè÷èíó è õàðàêòåð ðàñïðåäåëåíèÿ íàãðóçîê íà àðêó ñëåäóåò ïðèíèìàòü ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèé â óñëîâèÿõ ñòðîÿùåãîñÿ òîííåëÿ èëè â àíàëîãè÷íûõ óñëîâèÿõ. Ïðè îòñóòñòâèè óêàçàííûõ äàííûõ íàãðóçêè îïðåäåëÿþò â çàâèñèìîñòè îò âîçìîæíîñòè îáðàçîâàíèÿ ñâîäà îáðóøåíèÿ èëè îòäåëüíûõ âûâàëîâ, åñëè èñêëþ÷åíà âîçìîæíîñòü äàâëåíèÿ ïîëíîãî ñòîëáà íàëåãàþùèõ ïîðîä.

Äëÿ ñêàëüíûõ ãðóíòîâ (êîýôôèöèåíò êðåïîñòè â êóñêå f ≥ 4) íîðìàòèâíûå íàãðóçêè ñëåäóåò ïðèíèìàòü â çàâèñèìîñòè îò òðåùèíîâàòîñòè ãðóíòîâ â ñîîòâåòñòâèè ñ òàáë. 13.

Äëÿ íåñêàëüíûõ è ñèëüíîòðåùèíîâàòûõ è ðàçäðîáëåííûõ ñêàëüíûõ ãðóíòîâ èíòåíñèâíîñòè íîðìàòèâíûõ âåðòèêàëüíîé è ãîðèçîíòàëüíîé ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííûõ íàãðóçîê (ñîîòâåòñòâåííî qí è Pí) ñëåäóåò îïðåäåëÿòü ïî ôîðìóëàì:

;

;

ãäå φê = arctg f - êàæóùèéñÿ óãîë âíóòðåííåãî òðåíèÿ â ãðóíòå.

Òàáëèöà 13

Òðåùèíîâàòîñòü ãðóíòîâ

Èíòåíñèâíîñòü íàãðóçêè, ÌÏà

Âàðèàíòû çàãðóæåíèÿ

Ñëàáîòðåùèíîâàòûå

qí = 0,28γθ

Pí = 0

Òðåùèíîâàòûå

qí = 0,54γθ

Pí = 0,136γ

Åñëè ïðèâåäåííàÿ âûñîòà ñâîäà îáðóøåíèÿ èëè âîçìîæíîãî âûâàëà  ïðåâûøàåò ïîëîâèíó ðàññòîÿíèÿ îò øåëûãè ñâîäà äî ïîâåðõíîñòè èëè äî ñëîÿ ñëàáûõ íåóñòîé÷èâûõ ãðóíòîâ, òî èíòåíñèâíîñòü íîðìàòèâíûõ âåðòèêàëüíîé è ãîðèçîíòàëüíîé ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííûõ íàãðóçîê ñëåäóåò îïðåäåëÿòü ïî ôîðìóëàì:

;

ãäå γi -  îáúåìíûé âåñ ãðóíòà i-ãî íàïëàñòîâàíèÿ;

Hi -  òîëùèíà i-ãî íàïëàñòîâàíèÿ;

n -    ÷èñëî íàïëàñòîâàíèé;

φê -  êàæóùèéñÿ óãîë âíóòðåííåãî òðåíèÿ ãðóíòà â îêðåñòíîñòè âûðàáîòêè.

5.3. Ðàñ÷åòíûå íàãðóçêè ñëåäóåò îïðåäåëÿòü ïóòåì óìíîæåíèÿ âåëè÷èíû íîðìàòèâíîé íàãðóçêè íà êîýôôèöèåíò âîçìîæíîé ïåðåãðóçêè, ïðèíèìàåìûé ïî òàáë. 14.

Òàáëèöà 14

Íàãðóçêà îò ãîðíîãî äàâëåíèÿ

Âîçìîæíûå âûâàëû â ãðóíòàõ

Îáðàçîâàíèå ñâîäà ðàçðóøåíèÿ

Ïîëíûé ñòîëá íàëåãàþùèõ ãðóíòîâ

ðàçìîêàåìûå è âûâåòðèâàåìûå

íåðàçìîêàåìûå è íåâûâåòðèâàåìûå

Âåðòèêàëüíàÿ

1,3

1,0

1,3

1,0

Ãîðèçîíòàëüíàÿ

1,3

1,0

1,5

1,1

5.4. Ñòàòè÷åñêèé ðàñ÷åò àðîê ïðîèçâîäÿò ïî ñõåìå âîçäåéñòâèÿ óêàçàííûõ íàãðóçîê íà êðèâîëèíåéíûé ñòåðæåíü â âèíêëåðîâñêîé ñðåäå, îáëàäàþùåé óïðóãèì îòïîðîì îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ.

Êîýôôèöèåíò óïðóãîãî îòïîðà ãðóíòà K ïðè ðàñ÷åòå àðîê ðåêîìåíäóåòñÿ ïðèíèìàòü ïîñòîÿííûì ïî âñåìó êîíòóðó âûðàáîòêè, çà èñêëþ÷åíèåì ïÿò àðîê. Åãî âåëè÷èíó îïðåäåëÿþò ïî äàííûì èñïûòàíèé (øòàìïîâûõ èëè ïðåññèîìåòðè÷åñêèõ) èëè ïî àíàëîãèè. Ïðè ýòîì ñëåäóåò ó÷èòûâàòü íàëè÷èå çàáóòîâêè ìåæäó àðêîé è ïîâåðõíîñòüþ âûðàáîòêè ñ ïîìîùüþ ñîîòíîøåíèÿ

K = εKo,

ãäå Ko - èçâåñòíûé êîýôôèöèåíò îòïîðà äëÿ äàííûõ óñëîâèé;

ε - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé òîëùèíó çàáóòîâêè rê, îïðåäåëÿåìûé â ñîîòâåòñòâèè ñ ðèñ. 5.

Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà ε îò òîëùèíû çàáóòîâêè rê

Êîýôôèöèåíò óïðóãîãî îòïîðà ãðóíòà ïîä ïÿòàìè àðîê Kn îïðåäåëÿåò ïî ôîðìóëå

,

ãäå Lα - ïîëíàÿ äëèíà àðêè;

Bï - øèðèíà ïîäîøâû ïÿòû àðêè.

Ïðè èçâåñòíîì ìîäóëå äåôîðìàöèè ìàññèâà ãîðíûõ ïîðîä Åî è êîýôôèöèåíòå Ïóàññîíà ν êîýôôèöèåíò îòïîðà îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå

,

ãäå  -  ïðèâåäåííûé ðàäèóñ âûðàáîòêè;

Sc -             ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ âûðàáîòêè.

5.5. Ñòàòè÷åñêèé ðàñ÷åò àðêè âðåìåííîãî êðåïëåíèÿ ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü äëÿ êàæäîãî âîçìîæíîãî â äàííûõ óñëîâèÿõ âàðèàíòà çàãðóæåíèÿ íà åäèíè÷íóþ âåðòèêàëüíóþ íàãðóçêó qo = 1 è ñîîòâåòñòâóþùóþ åé ãîðèçîíòàëüíóþ íàãðóçêó .  êà÷åñòâå ðàñ÷åòíîé ñõåìû íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü ñõåìó ñ øàðíèðàìè â ïÿòàõ, íàëè÷èå äðóãèõ øàðíèðîâ îïðåäåëÿþò êîíñòðóêöèåé àðêè.

 ðåçóëüòàòå ñòàòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà äîëæíû áûòü îïðåäåëåíû âåëè÷èíû íîðìàëüíûõ ñèë Ni è èçãèáàþùèõ ìîìåíòîâ Mi îò åäèíè÷íîé íàãðóçêè â êàæäîì i-ì ñå÷åíèè àðêè.

5.6. Ðàñ÷åòíûì ñîñòîÿíèåì êîíñòðóêöèè àðêè ñëåäóåò ñ÷èòàòü òàêîå, ïðè êîòîðîì îäíî èç åå ñå÷åíèé ïåðåõîäèò â ïðåäåëüíîå ñîñòîÿíèå îò âîçäåéñòâèÿ íîðìàëüíîé ñèëû è èçãèáàþùåãî ìîìåíòà ïðè ïîñòîÿííîì ýêñöåíòðèñèòåòå íîðìàëüíîé ñèëû â ñå÷åíèè.

5.7. Ïðåäåëüíîå ñîñòîÿíèå ñå÷åíèÿ ñòàëüíîé àðêè íàäëåæèò îïðåäåëÿòü ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ãëàâû ÑÍèÏ ïî ïðîåêòèðîâàíèþ ñòàëüíûõ êîíñòðóêöèé (ñì. ïðèëîæåíèå 2).

Íåñóùóþ ñïîñîáíîñòü i-ãî ñå÷åíèÿ ñëåäóåò îïðåäåëÿòü ðåøåíèåì îòíîñèòåëüíî âåëè÷èíû ñëåäóþùåãî óðàâíåíèÿ

,

ãäå Fi -  ïëîùàäü i-ãî ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ àðêè;

Wiïë - ïëàñòè÷åñêèé ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ i-ãî ñå÷åíèÿ àðêè (äëÿ äâóòàâðà Wiêð = 1,12Wi, ãäå Wi - óïðóãèé ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ);

Rα -   ïðåäåë ïðî÷íîñòè ìàòåðèàëà àðêè.

Ìàêñèìàëüíàÿ âåðòèêàëüíàÿ íàãðóçêà, êîòîðóþ ñïîñîáíà íåñòè àðêà qmax îïðåäåëÿåòñÿ max q = min qi (i = 1, 2, 3, ..., n).

5.8. Øàã àðîê α îïðåäåëÿþò èç ñîîòíîøåíèÿ

,

ãäå qp - ðàñ÷åòíàÿ íàãðóçêà äëÿ äàííûõ óñëîâèé íàãðóæåíèÿ.

Ïðèìåð ðàñ÷åòà àðî÷íîé êðåïè ïðèâåäåí â ïðèëîæåíèè 4.

5.9. Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè àðî÷íî-àíêåðíîé êðåïè (ðèñ. 6) äëèíó àíêåðîâ ñëåäóåò âûáèðàòü îðèåíòèðîâî÷íî ïî ï. 3.3 íàñòîÿùèõ Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû îíà ïðåâîñõîäèëà ãëóáèíó çîíû âîçìîæíîãî îáðóøåíèÿ.

Ðèñ. 6. Ñõåìà àðî÷íî-àíêåðíîé êðåïè:

1 - àíêåð; 2 - ãðàíèöà çîíû âîçìîæíîãî îáðóøåíèÿ; 3 - çàáèâêà; 4 - çàáóòîâêà; 5 - àðêà

Óïðóãèå îïîðû â ðàñ÷åòíîé ñõåìå, ìîäåëèðóþùèå êîíòàêò ñ ãðóíòîì, ñëåäóåò ñîâìåùàòü ñ ìåñòàìè óñòàíîâêè àíêåðîâ, ïðè÷åì æåñòêîñòè îïîðû â íàïðàâëåíèè îò âûðàáîòêè îïðåäåëÿþò ñîãëàñíî ï. 5.4, à âíóòðü âûðàáîòêè ïî ôîðìóëå

,

ãäå Eα -  ìîäóëü óïðóãîñòè ìàòåðèàëà àíêåðà;

Fα -  ïëîùàäü ñå÷åíèÿ àíêåðíîãî ñòåðæíÿ;

lc -   ñâîáîäíàÿ (äî çàìêà) äëèíà àíêåðà.

Ïðèìåð ðàñ÷åòà ïàðàìåòðîâ àðî÷íî-àíêåðíîé êðåïè ïðèâåäåí â ïðèëîæåíèè 5.

5.10. Àíêåð-íàáðûçã-áåòîííóþ èëè àðî÷íî-áåòîííóþ êðåïü ñëåäóåò ðàññ÷èòûâàòü íà íàãðóçêè ñîîòâåòñòâåííî ï. 5.2 ñ ó÷åòîì ïîëíîé âåëè÷èíû óïðóãîãî îòïîðà Ko.

Òðåáóåìóþ òîëùèíó áåòîíà èëè íàáðûçã-áåòîíà îïðåäåëÿþò ïî ï. 4.5. Ìåòîäû ðàñ÷åòà îïòèìàëüíûõ ïàðàìåòðîâ êîíñòðóêöèè àðî÷íî-íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè ïðèâåäåíû â ãë. 7, à ïðèìåð ðàñ÷åòà - â ïðèëîæåíèè 6.

5.11. Ñòàòè÷åñêóþ ðàáîòó áåòîíà èëè íàáðûçã-áåòîíà âðåìåííîé êðåïè ñëåäóåò ó÷èòûâàòü â ðàñ÷åòå ïîñòîÿííîé îáäåëêè. Äëÿ ñòàòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà àðîê âðåìåííîãî êðåïëåíèÿ ñîñòàâëåíà ïðîãðàììà äëÿ ÝÂÌ (ñì. ïðèëîæåíèå 1).

6. ÐÀÑ×ÅÒ ÎÏÅÐÅÆÀÞÙÈÕ ÇÀÙÈÒÍÛÕ ÝÊÐÀÍΠÈÇ ÒÐÓÁ

6.1. Ïðè ïðîõîäêå âûðàáîòîê òîííåëåé â ñëàáîóñòîé÷èâûõ íåîáâîäíåííûõ ãðóíòàõ ìîæíî ïðèìåíÿòü îïåðåæàþùèå çàùèòíûå ýêðàíû èç òðóá (ðèñ. 7, à, á). Äëÿ ýòîãî èñïîëüçóþò ïîëûå òðóáû, à òàêæå ñ áåòîííûì èëè æåëåçîáåòîííûì çàïîëíåíèåì, ïîâûøàþùèì ïðî÷íîñòü è óñòîé÷èâîñòü òðóáû êàê òîíêîñòåííîé ïðîñòðàíñòâåííîé êîíñòðóêöèè.

6.2. Ðàñ÷åòîì îïðåäåëÿþò, èñõîäÿ èç çàäàííûõ âåëè÷èí íàãðóçîê, âíóòðåííåãî è íàðóæíîãî äèàìåòðîâ òðóá dâí è dí, ïðåäåëüíîé õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèàëà òðóáû Rð, ñîîòâåòñòâóþùèõ èìåþùèìñÿ íîìåíêëàòóðàì òðóá, ñîîòíîøåíèå ìåæäó âåëè÷èíîé çàõîäêè lçàõ è ðàññòîÿíèåì ìåæäó îñÿìè òðóá d.

6.3. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïàðàìåòðîâ ýêðàíà, êàê îãðàæäàþùåé êðåïè, ðàñ÷åòíóþ ñõåìó òðóáû ïðèíèìàþò â âèäå ñòåðæíÿ, îäèí êîíåö êîòîðîãî çàäåëàí â ãðóíòå, à äðóãîé îïèðàåòñÿ íà îáäåëêó (ñì. ðèñ. 7, á) ïîä âîçäåéñòâèåì ðàâíîìåðíî âäîëü òðóáû ðàñïðåäåëåííîé íàãðóçêè îò äàâëåíèÿ âûøåëåæàùèõ ãðóíòîâ.

6.4. Âûáîð íàãðóçêè ïðîèçâîäèòñÿ äëÿ ñëó÷àÿ íåóñòîé÷èâûõ ãðóíòîâ, êîãäà ñâîäîîáðàçîâàíèå íåâîçìîæíî, ïî ôîðìóëàì

,

ãäå γi -   îáúåìíàÿ ìàññà ãðóíòîâ ñ ñîîòâåòñòâóþùèì ñëîåì íàïëàñòîâàíèé;

Hi -  òîëùèíà ñëîåâ íàïëàñòîâàíèé íàä âûðàáîòêîé, ì;

φêçíà÷åíèå êàæóùåãîñÿ óãëà âíóòðåííåãî òðåíèÿ ãðóíòà âîêðóã âûðàáîòêè, ãðàä.

6.5. Äëÿ ñëó÷àÿ ñëàáîóñòîé÷èâûõ òðåùèíîâàòûõ ñêàëüíûõ ãðóíòîâ, êîãäà âîçìîæíî ñâîäîîáðàçîâàíèå, íîðìàòèâíîå âåðòèêàëüíîå qí è ãîðèçîíòàëüíîå γí äàâëåíèå, ÌÏà, îïðåäåëÿþò ñëåäóþùèìè âûðàæåíèÿìè:

qí = kpγh1;

;

;

,

ãäå kp -  êîýôôèöèåíò âîçìîæíîé ïåðåãðóçêè, îïðåäåëÿåìûé ïî òàáë. 14ì. ï. 5.3);

L′ -  ïðîëåò ñâîäà îáðóøåíèÿ, ì;

h1 -  âûñîòà ñâîäà îáðóøåíèÿ, ì;

θ -   ïðîëåò âûðàáîòêè, ì.

6.6. Òðóáû, ðàñïîëîæåííûå â ñâîäå, ðàññ÷èòûâàþò íà äàâëåíèå îò íàãðóçêè qí, à òðóáû, ðàñïîëîæåííûå â ñòåíàõ âûðàáîòêè, - íà äàâëåíèå îò íàãðóçêè ðí.

6.7. Ïðè îïðåäåëåíèè ðàñ÷åòíîé âåëè÷èíû äëèíû òðóáû l1 ñëåäóåò èñõîäèòü èç òîãî, ÷òî ñëàáîóñòîé÷èâûé ãðóíò, ðàñïîëîæåííûé â íåïîäðàáîòàííîé ÷àñòè âûðàáîòêè, ñêëîíåí ê âûâàëîîáðàçîâàíèþ ñî ñòîðîíû çàáîÿ. Ïðè íåçàêðåïëåííîì çàáîå âîçìîæíûé âûâàë ãðóíòà ïî ëèíèè åñòåñòâåííîãî îòêîñà óâåëè÷èâàåò ðàñ÷åòíóþ äëèíó òðóáû ïî ñðàâíåíèþ ñ äëèíîé çàõîäêè l íà âåëè÷èíó .

6.8. Ðàññòîÿíèå ìåæäó îñÿìè ïîëûõ òðóá îïðåäåëÿþò èç óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè

,

ãäå  -      ìàêñèìàëüíûé ìîìåíò â ñå÷åíèè òðóáû;

 - ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ ñå÷åíèÿ;

Rp -    ïðåäåëüíîå íàïðÿæåíèå â ñòàëè;

qí è pí - ñîîòâåòñòâóþùèå ðàñ÷åòíûå äàâëåíèÿ íà ýêðàí, ïðèíèìàåìûå ïî ïï. 6.5 è 6.6.

Ðèñ. 7. Ñõåìà ê ðàñ÷åòó çàùèòíîãî ýêðàíà èç òðóá:

1 - êîíòóð âûðàáîòêè; 2 - òðóáû; 3 - ïîñòîÿííàÿ îáäåëêà; 4 - çàáîé; 5 - ëèíèè ñêîëüæåíèÿ

6.9. Ïðè ðàñ÷åòå ýêðàíà èç òðóá ñ áåòîííûì çàïîëíåíèåì íåîáõîäèìî èñõîäèòü èç óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè

MRípWT + RcpW,

ãäå Ríp - íîðìàòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå áåòîíà ðàñòÿæåíèþ;

W = 2Wo - ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ ñå÷åíèÿ ñ ó÷åòîì íåñóùåé ñïîñîáíîñòè áåòîíà â çàïðåäåëüíîé îáëàñòè;

Wo - ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ ñå÷åíèÿ äëÿ óïðóãîãî ìàòåðèàëà

,

M è W - îïðåäåëÿþò ïî ï. 6.8.

6.10. Äëÿ óäîáñòâà ïîëüçîâàíèÿ îïèñàííûìè ìåòîäàìè ñîñòàâëåíû íîìîãðàììû (ðèñ. 6), ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ ìîæíî îïðåäåëÿòü ïàðàìåòðû ýêðàíà èç òðóá ñ ó÷åòîì âîçäåéñòâèÿ ñòîëáà ãðóíòà âûñîòîé è â ïðåäåëàõ ñâîäà îáðóøåíèÿ (ñì. ðèñ. 8, à). Íîìîãðàììû ïîçâîëÿþò âàðüèðîâàòü ïðîëåò âûðàáîòêè, êîýôôèöèåíò êðåïîñòè ãðóíòà, äëèíó òðóáû, åå âíåøíèé ðàäèóñ è òîëùèíó.

6.11. Äëÿ áîëåå äåòàëüíîãî ó÷åòà õàðàêòåðîâ âçàèìîäåéñòâèÿ òðóá è îêðóæàþùåãî âûðàáîòêó ãðóíòà ðåøåíû çàäà÷è î êîíòàêòíîì âçàèìîäåéñòâèè çàùèòíîãî ýêðàíà èç òðóá è ãðóíòà, ãäå ãðóíò ìîäåëèðîâàëñÿ óïðóãîé è óïðóãîïëàñòè÷åñêîé ñðåäàìè. Ïðè ýòîì ó÷èòûâàëèñü âçàèìíîå âëèÿíèå òðóá è ñîîòíîøåíèÿ æåñòêîñòíûõ ïàðàìåòðîâ òðóá è ãðóíòà. Äàííûé ìåòîä ðåàëèçîâàí â âèäå ïðîãðàìì äëÿ ÝÂÌ (ñì. ïðèëîæåíèå 1).

7. ÂÛÁÎÐ ÎÏÒÈÌÀËÜÍÛÕ ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ ÊÎÌÁÈÍÈÐÎÂÀÍÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

7.1. Âàðüèðóÿ ìåæàíêåðíîå ðàññòîÿíèå α, äëèíó àíêåðà l è òîëùèíó ïîêðûòèÿ èç íàáðûçã-áåòîíà h òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû îíè óäîâëåòâîðÿëè óñëîâèÿì ïï. 3.3, 3.6, 3.9 è 4.5 íàñòîÿùèõ Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé, ìîæíî äîáèòüñÿ óäîâëåòâîðèòåëüíîé óñòîé÷èâîñòè âûðàáîòêè. Èç âñåõ ïàðàìåòðîâ êðåïè, îáåñïå÷èâàþùèõ óñòîé÷èâîå ñîñòîÿíèå âûðàáîòêè, ñëåäóåò âûáðàòü òàêîå èõ ñî÷åòàíèå, ïðè êîòîðîì ñåáåñòîèìîñòü è òðóäîçàòðàòû âîçâåäåíèÿ êðåïè ÿâëÿþòñÿ ìèíèìàëüíûìè.

Çàäà÷à îïòèìèçàöèè êîíñòðóêöèè êîìáèíèðîâàííîé êðåïè ôîðìóëèðóåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì: íàéòè ñî÷åòàíèå ïàðàìåòðîâ êðåïè α, lα, h, îáåñïå÷èâàþùåå óñòîé÷èâîå ñîñòîÿíèå âûðàáîòîê (ò.å. óäîâëåòâîðÿþùåå âûðàæåíèÿì ïåðå÷èñëåííûõ âûøå ïóíêòîâ íàñòîÿùèõ Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé) è ìèíèìèçèðóþùåå ôóíêöèþ ñåáåñòîèìîñòè èëè òðóäîçàòðàò íà âîçâåäåíèå êðåïè (öåëåâóþ ôóíêöèþ).

Ðèñ. 8. Íîìîãðàììû äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïàðàìåòðîâ çàùèòíîãî ýêðàíà èç òðóá:

à - â óñëîâèÿõ ñâîäîîáðàçîâàíèÿ; á - ïðè äàâëåíèè ñòîëáà ïîðîä âûñîòîé H

7.2. Âûðàæåíèå ñåáåñòîèìîñòè (òðóäîçàòðàò) Ñ íà âîçâåäåíèå àíêåð-íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè íà îäíîì ìåòðå òîííåëÿ èìååò ñëåäóþùèé âèä:

,

ãäå Lâ -     ïåðèìåòð êîíòóðà âûðàáîòêè, ì;

ζ, h, ξ - ïðèâåäåííûå êîýôôèöèåíòû ñåáåñòîèìîñòè (òðóäîçàòðàò), ïî âîçâåäåíèþ êðåïè, â êà÷åñòâå êîòîðûõ ðåêîìåíäóåòñÿ íàçíà÷àòü ñîîòâåòñòâóþùèå åäèíè÷íûå íîðìû (íàïðèìåð, ðàñöåíêè è íîðìû âðåìåíè ïî ÅÍèÐ, ñá. 36 âûï. 2).

Ïåðâîå ñëàãàåìîå îïðåäåëÿåò çàòðàòû íà áóðåíèå øïóðîâ ïîä àíêåðû, ïðè÷åì êîýôôèöèåíò ζ ïðèíèìàþò â çàâèñèìîñòè îò ñïîñîáà áóðåíèÿ è êàòåãîðèè ãðóíòîâ ïî ðàçðàáîòêå ïî òàáë. 15, ãäå â ÷èñëèòåëå äàåòñÿ íîðìà âðåìåíè â ÷åëîâåêî-÷àñàõ, à â çíàìåíàòåëå - ðàñöåíêà â ðóáëÿõ.

Âòîðîå ñëàãàåìîå õàðàêòåðèçóåò çàòðàòû íà óñòàíîâêó àíêåðîâ, ïðè÷åì êîýôôèöèåíò η ïðèíèìàåò çíà÷åíèÿ:

äëÿ ìåòàëëè÷åñêèõ àíêåðîâ η = 0,31 ÷åë.-÷ èëè 0-34,4 ðóá;

äëÿ æåëåçîáåòîííûõ àíêåðîâ η = 0,38 ÷åë.-÷ èëè 0-42,1 ðóá.

Òðåòüå ñëàãàåìîå õàðàêòåðèçóåò ñåáåñòîèìîñòü è òðóäîçàòðàòû ïðè íàíåñåíèè íàáðûçã-áåòîíà; êîýôôèöèåíò îïðåäåëÿþò â çàâèñèìîñòè îò òîëùèíû ñëîåâ:

ïðè íàíåñåíèè ïåðâûõ 50 ìì ξ = 0,55 ÷åë.-÷ èëè 0-55,9 ðóá.;

êàæäîãî ïîñëåäóþùåãî ñì - ξ =0,18 ÷åë.-÷ èëè 0-18,3 ðóá.

Ïðè âû÷èñëåíèè ñåáåñòîèìîñòè è òðóäîçàòðàò íà âîçâåäåíèå êðåïè ñëåäóåò ó÷èòûâàòü çàòðàòû íà óñòàíîâêó ìåòàëëè÷åñêîé ñåòêè (íà 1 ì2 íîðìà âðåìåíè - 0,24 ÷åë.-÷; ðàñöåíêà 0-26,6 ðóá.).

7.3. Ðåøàòü çàäà÷ó îïòèìèçàöèè ïàðàìåòðîâ êîìáèíèðîâàííîé êðåïè ðåêîìåíäóåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììû «Êîìáèíèðîâàííàÿ êðåïü», ñîñòàâëåííîé íà ÿçûêå Àëãîë 60 äëÿ ÝÂÌ (ñì. ïðèëîæåíèå 1). Ïðîãðàììà ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü ïàðàìåòðû êîìáèíèðîâàííîé êðåïè èç àíêåðîâ è íàáðûçã-áåòîíà, â òîì ÷èñëå óñèëåííûõ ïîäõâàòàìè, äëÿ óêàçàííûõ â ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàçäåëàõ íàñòîÿùèõ Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé õàðàêòåðèñòèê ãðóíòîâ, âûðàáîòêè è êîíñòðóêöèè êðåïè.

Òàáëèöà 15

Ñïîñîá áóðåíèÿ

Òèï ìåõàíèçìà

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

Ïåðôîðàòîðîì

ÏÐ-30Ë

ÏÐ-30Ê

ÏÐ-Ò8Ë

0,155

0-18,3

0,18

0-21,3

0,21

0-24,8

0,23

0-29,2

0,28

0-33,1

0,41

0-48,5

0,56

0-66,3

0,72

0-85,2

Ñàìîõîäíûìè áóðèëüíûìè óñòàíîâêàìè

ÑÁÓ-2

-

0,09

0-12,6

0,1

0-14

0,12

0-16,8

0,135

0-18,9

0,165

0-23,1

0,175

0-24,5

0,19

0-26,6

7.4. Äëÿ âûáîðà îïòèìàëüíûõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ êîìáèíèðîâàííîé êðåïè (íàáðûçã-áåòîí è æåëåçîáåòîííûå àíêåðû) â ãðóíòàõ ñ êîýôôèöèåíòîì êðåïîñòè f îò 3 äî 10 è ðàçíîé ñòåïåíè òðåùèíîâàòîñòè, õàðàêòåðèçóåìîé êîýôôèöèåíòîì KT, ïðè èçìåíåíèè ïðîëåòà âûðàáîòêè θ îò 3 äî 12 ì ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû íîìîãðàììû ïðèëîæåíèÿ 7, ïîñòðîåííûå ïî äàííûì ìàøèííîãî ñ÷åòà.

7.5. Ïðè ðàññìîòðåíèè è ðàñ÷åòå êîíñòðóêöèè àðî÷íî-íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè ìîæíî ïðåäñòàâèòü íåñêîëüêî ñïîñîáîâ èñïîëüçîâàíèÿ íàáðûçã-áåòîíà â êîìáèíàöèè ñ àðêàìè (òàáë. 16), îòëè÷àþùèõñÿ òåì, ÷òî íàáðûçã-áåòîí ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí â êà÷åñòâå çàòÿæêè ìåæäó àðêàìè, êàê çàáóòîâêà, îáåñïå÷èâàþùàÿ ãàðàíòèðîâàííûé êîíòàêò ïî ïåðèìåòðó âûðàáîòêè, è êàê îáäåëêà, äëÿ êîòîðîé àðêè ÿâëÿþòñÿ àðìèðóþùèì ýëåìåíòîì. Ïðè ýòîì òðåòèé ñïîñîá ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðè îïòèìèçàöèè êîíñòðóêöèè êðåïëåíèÿ è ïîñòîÿííîé îáäåëêè.

Òàáëèöà 16

¹ ï/ï

Ôóíêöèÿ íàáðûçã-áåòîíà

Êà÷åñòâî êîíòàêòà àðêè ñ ìàññèâîì

Òèï îòïîðà

Êîëè÷åñòâî íàáðûçã-áåòîíà

1

Ýëåìåíò îãðàæäåíèÿ

Êîíòàêò íå ãàðàíòèðîâàí

Îäíîñòîðîííèé óìåíüøåííûé

Ïî ãèïîòåçå îãðàæäåíèÿ

2

Ýëåìåíò îãðàæäåíèÿ è çàáóòîâêà

Ãàðàíòèðîâàííûé êîíòàêò ïî êîíòóðó

Îäíîñòîðîííèé ïîëíûé

Ïî ãèïîòåçå îãðàæäåíèÿ

3

Ýëåìåíò îãðàæäåíèÿ, çàáóòîâêà è íåñóùàÿ êîíñòðóêöèÿ

Òî æå

Äâóñòîðîííèé

Çàêðûâàåò àðêó ïîëíîñòüþ èëè ÷àñòè÷íî

7.6. Îáùàÿ ñòðóêòóðà ôóíêöèè öåëè V îïðåäåëÿåòñÿ ïåðå÷íåì ðàáîò, ñâÿçàííûõ ñ ñîîðóæåíèåì àðî÷íî-íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè

V = V1 + V2 + V3 + V4,

ãäå V1, V2, V3, V4 -  îïðåäåëÿþò â ñîîòâåòñòâèè òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèìè ôàêòîðàìè èçãîòîâëåíèÿ àðêè, åå óñòàíîâêè, îáåñïå÷åíèÿ íàáðûçã-áåòîíîì ãàðàíòèðîâàííîãî êîíòàêòà, íàíåñåíèÿ çàòÿæêè èç íàáðûçã-áåòîíà.

Ïðè ýòîì îñíîâíûìè ôóíêöèÿìè öåëè ÿâëÿþòñÿ ôóíêöèÿ ñòîèìîñòè Sê è ìåòàëëîåìêîñòè, êîòîðûå âûðàæàþòñÿ ñ ïîìîùüþ ñîîòíîøåíèé

;

,

ãäå α -    øàã àðîê;

h - òîëùèíà ïîêðûòèÿ èç íàáðûçã-áåòîíà;

N -   íîìåð ïðîôèëÿ àðêè;

S1, S2, S3, S4 - êîýôôèöèåíòû ñìåòíîé ñòîèìîñòè èçãîòîâëåíèÿ àðêè, åå óñòàíîâêè, îáåñïå÷åíèÿ êîíòàêòà, íàíåñåíèÿ íàáðûçã-áåòîíà, óäåëüíàÿ ìåòàëëîåìêîñòü.

7.7. Ïðîâåäÿ ñåðèþ ðàñ÷åòîâ äëÿ àðîê, èçãîòîâëåííûõ èç ðàçëè÷íûõ ïðîôèëåé, îïðåäåëÿþò øàã àðîê, ñîãëàñíî êîòîðîìó âûáèðàþò ñ ïîìîùüþ ï. 4.5 íåîáõîäèìóþ òîëùèíó íàáðûçã-áåòîíà. Çàòåì ñîãëàñíî ï. 7.6 ïîäñ÷èòûâàþò âåëè÷èíû SêM è èç íèõ îïðåäåëÿþò íàèëó÷øèå.

Ïðèìåð ðàñ÷åòà îïòèìàëüíîé êîíñòðóêöèè ïðèâåäåí â ïðèëîæåíèè 7.

8. ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ ÊÐÅÏÈ ËÁÀ ÇÀÁÎß

8.1. Óñòîé÷èâîñòü çàáîÿ çàâèñèò îò ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê îêðóæàþùåãî âûðàáîòêó ãðóíòà è åãî íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ. Ïîä ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàì ãðóíòà ïîíèìàåòñÿ ïðî÷íîñòü ñ ó÷åòîì òðåùèíîâàòîñòè è îáâîäíåííîñòè, êîýôôèöèåíò ñöåïëåíèÿ, óãîë âíóòðåííåãî òðåíèÿ è äð. Íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîå ñîñòîÿíèå îïðåäåëåíî êàê áûòîâûìè óñëîâèÿìè, òàê è íàëè÷èåì âûðàáîòêè è ðåàêöèÿìè êðåïè è ãðóíòà.

8.2.  ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ êðåïè âûðàáîòêè è çàáîÿ âîçíèêàþò ðåàêöèè p - ê ïîâåðõíîñòè âûðàáîòêè è q - ê çàáîþ (ðèñ. 9).  ïðåäïîëîæåíèè æåñòêîïëàñòè÷åñêîé ìîäåëè ãðóíòà, õàðàêòåðèçóåìîé óñëîâèåì ïðî÷íîñòè

x - σy)2 + 4τ2 = 4k2

è ïëîñêîé êàðòèíû äåôîðìèðîâàíèÿ âäîëü îñè òîííåëÿ, óñëîâèå óñòîé÷èâîñòè çàáîÿ èìååò âèä

,

ãäå k - êîýôôèöèåíò ñöåïëåíèÿ;

Hç - ãëóáèíà çàëîæåíèÿ âûðàáîòêè.

8.3. Ðåêîìåíäóåòñÿ òàêàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ðàñ÷åòà.

Ïðè âûïîëíåíèè óñëîâèÿ

k(2 + π) ≥ γHç,

çàáîé ñ÷èòàåòñÿ óñòîé÷èâûì, ïðîõîäêà âåäåòñÿ íà ïîëíîå ñå÷åíèå, ìåðîïðèÿòèÿ ïî êðåïëåíèþ ëáà çàáîÿ íå íóæíû, íåçàâèñèìî îò êðåïëåíèÿ êðîâëè.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå íåîáõîäèìî ðàñ÷åòíûì èëè ýêñïåðèìåíòàëüíûì ïóòåì îïðåäåëèòü ðåàêöèþ êðåïè êðîâëè p* è ïðîâåðèòü âûïîëíåíèå óñëîâèÿ

.

Âûïîëíåíèå ýòîãî óñëîâèÿ ñâèäåòåëüñòâóåò î âîçìîæíîñòè îñòàâëåíèÿ ëáà çàáîÿ áåç äîïîëíèòåëüíîãî êðåïëåíèÿ. Ïðè íåâûïîëíåíèè ýòîãî óñëîâèÿ ëîá çàáîÿ íóæäàåòñÿ â äîïîëíèòåëüíîì êðåïëåíèè, êîíñòðóêöèÿ êîòîðîãî äîëæíà îáåñïå÷èòü ðåàêöèþ q*, îïðåäåëÿåìóþ èç óðàâíåíèÿ

Ðèñ. 9. Ê îöåíêå óñòîé÷èâîñòè ëáà çàáîÿ:

1 - ãðàíèöà âûðàáîòêè; 2 - çàáîé

8.4. Êîíñòðóêöèÿ è ïàðàìåòðû êðåïè ëáà çàáîÿ äîëæíû îáëàäàòü ãàðàíòèðîâàííîé íåñóùåé ñïîñîáíîñòüþ ïî íàãðóçêàì q*, îïðåäåëÿåìûì ñîîòíîøåíèåì ï. 8.3.

8.5.  ñëó÷àå íåâîçìîæíîñòè òåõíîëîãè÷åñêè âûïîëíèòü óñëîâèÿ ï. 8.3, ñëåäóåò ïåðåéòè íà óìåíüøåííóþ âûñîòó ðàçðàáàòûâàåìîãî ñå÷åíèÿ äî óðîâíÿ, íåîáõîäèìîãî ïî óñëîâèÿì áåçîïàñíîñòè.

9. ÈÍÆÅÍÅÐÍÀß ÎÖÅÍÊÀ È ÊÎÍÒÐÎËÜ ÑÎÑÒÎßÍÈß ÑÈÑÒÅÌÛ ÊÐÅÏËÅÍÈß ÒÎÍÍÅËÜÍÛÕ ÂÛÐÀÁÎÒÎÊ

9.1. Ïðè ñîîðóæåíèè òîííåëÿ ñ ïîäàòëèâîé êðåïüþ (àíêåðíîé, íàáðûçã-áåòîííîé, àðî÷íîé è èõ êîìáèíàöèè) â ãðóíòàõ, çàìåòíî ïðîÿâëÿþùèõ ãîðíîå äàâëåíèå, áåçîïàñíîñòü ðàáîò íåîáõîäèìî îáåñïå÷èâàòü ïîìèìî îáîñíîâàííîãî íàçíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ êðåïè ïðîâåäåíèåì èíñòðóìåíòàëüíûõ íàáëþäåíèé ñ ïîñëåäóþùåé îöåíêîé ñîñòîÿíèÿ êðåïè.

9.2. Îöåíèâàòü ñîñòîÿíèå ñèñòåìû êðåïëåíèÿ ñëåäóåò ïðåæäå âñåãî ïî ñêîðîñòè ïðèðîñòà äåôîðìàöèé êîíòóðà âûðàáîòêè, à òàêæå ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå äåôîðìàöèè (êîíâåðãåíöèè). Íà îñíîâå ýòîé îöåíêè ïðèíèìàþò ðåøåíèå î íåîáõîäèìîñòè ñîîðóæåíèÿ ïîñòîÿííîé îáäåëêè èëè óñèëåíèÿ âðåìåííîé êðåïè.

Äîïîëíèòåëüíî ìîãóò áûòü èçìåðåíû óñèëèÿ â ýëåìåíòàõ êðåïè, êîòîðûå ñîïîñòàâëÿþòñÿ ñ ïðåäåëüíûìè äëÿ ïðèíÿòèÿ îáîñíîâàííîãî ðåøåíèÿ.

9.3. Èçìåðåíèÿ êîíâåðãåíöèè âûðàáîòêè äîëæíû ñâîäèòñÿ ê îïðåäåëåíèþ îñàäîê ñâîäà âûðàáîòêè íèâåëèðîâàíèÿ è ñáëèæåíèÿ ñòåí ïóòåì èçìåðåíèé ñ ïîìîùüþ ðóëåòêè. Òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ äîëæíà ñîñòàâëÿòü íå ìåíåå 0,5 ñì.  êðåïêèõ ìàëîäåôîðìèðîâàííûõ ãðóíòàõ òî÷íîñòü èçìåðåíèé äîëæíà áûòü ïîâûøåíà: íàïðèìåð, ñ ïîìîùüþ ðóëåòêè ÖÍÈÈÑ è ïðåöåçèîííîãî íèâåëèðîâàíèÿ.

9.4. ×àñòîòó ïðîâåäåíèÿ èçìåðåíèé ñëåäóåò ñâÿçûâàòü ñî ñêîðîñòüþ èçìåíåíèÿ èçìåðÿåìîãî ïàðàìåòðà. ×òîáû çàôèêñèðîâàòü íà÷àëüíûå ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ, öåëåñîîáðàçíî ñíà÷àëà ïðîâîäèòü ÷àñòûå èçìåðåíèÿ - îò 1 ðàçà â ñìåíó äî 1 ðàçà â ñóòêè. Ñòàáèëèçàöèÿ ïàðàìåòðîâ ïðèâîäèò ê ðåäêèì èçìåðåíèÿì - äî 1 ðàçà â 1-3 ìåñÿöà.

9.5. Ðàñ÷åòíûå âåëè÷èíû ñêîðîñòåé äåôîðìàöèé êîíòóðà âûðàáîòêè ñëåäóåò ïîëó÷àòü èç ðåøåíèÿ çàäà÷è, â êîòîðîé ãîðíûé ìàññèâ ìîäåëèðóåòñÿ óïðóãîïîëçó÷åé ñðåäîé.

9.6. Ðàñ÷åòíûå âåëè÷èíû àáñîëþòíûõ âåëè÷èí äåôîðìàöèé ìîãóò áûòü âû÷èñëåíû íà îñíîâå ðåøåíèÿ çàäà÷è äëÿ óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî ìàññèâà ñ âûðàáîòêîé. Êàê ïðàâèëî, òàêàÿ çàäà÷à ðåøàåòñÿ ìåòîäîì êîíå÷íûõ ýëåìåíòîâ.

9.7. Ðàñ÷åòíûå âåëè÷èíû è ñêîðîñòè äåôîðìàöèé íàèáîëåå íàäåæíî îïðåäåëÿþòñÿ îïûòíûì ïóòåì, íàïðèìåð, ïóòåì ïðîõîäêè îïûòíîé âûðàáîòêè.

9.8. Ðåêîìåíäóåìñÿ òàêàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü äåéñòâèé äëÿ îöåíêè è ïðèíÿòèÿ ðåøåíèÿ ïî ñîñòîÿíèþ ñèñòåìû «êðåïü-ãðóíò»:

îïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ êðåïè;

ïîñòðîåíèå òåîðåòè÷åñêîé êðèâîé êîíâåðãåíöèè (ïðåäâàðèòåëüíîé):

óòî÷íåíèå ïàðàìåòðîâ êðåïè ñ ó÷åòîì ïðåäâàðèòåëüíîé êðèâîé êîíâåðãåíöèè (ïðîåêò);

óòî÷íåíèå ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ è ðåîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ãðóíòà íà îñíîâå íàòóðíûõ íàáëþäåíèé;

ïîñòðîåíèå óòî÷íåííîé ýòàëîííîé êîíâåðãåíöèè;

êîððåêòèðîâêà êîíñòðóêòèâíûõ ïàðàìåòðîâ êðåïè è òåõíîëîãè÷åñêèõ ðåæèìîâ åå óñòàíîâêè ñ ó÷åòîì óòî÷íåííîé êðèâîé êîíâåðãåíöèè;

ïðîâåäåíèå èíñòðóìåíòàëüíûõ íàáëþäåíèé è îïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ ðåàëüíîé êðèâîé êîíâåðãåíöèè;

îïðåäåëåíèå óñèëèé è äåôîðìàöèé â ýëåìåíòàõ êðåïè (ïî äàííûì íàòóðíûõ íàáëþäåíèé);

îöåíêà ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû «êðåïü-ãðóíò» ïóòåì ñîïîñòàâëåíèÿ ýòàëîííîé è ðåàëüíîé êðèâûõ êîíâåðãåíöèè, à òàêæå ïðåäïîëàãàåìîãî è ðåàëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ýëåìåíòîâ êðåïè;

ïðèíÿòèå ðåøåíèÿ î íåîáõîäèìîñòè äîïîëíèòåëüíîãî êðåïëåíèÿ.

9.9. Ðàñ÷åò êðèâûõ êîíâåðãåíöèè (ïðåäâàðèòåëüíîé è óòî÷íåííîé) ïðîâîäèòñÿ ìåòîäàìè ìåõàíèêè ñïëîøíîé ñðåäû ñ ó÷åòîì âçàèìîâëèÿþùåãî õàðàêòåðà äåôîðìèðîâàíèÿ êðåïè è îêðóæàþùåãî âûðàáîòêó ãðóíòà. Ïðè ýòîì â êà÷åñòâå ðàñ÷åòíîé ìîäåëè îêðóæàþùåãî ãðóíòà ðåêîìåíäóåòñÿ ïðèíÿòü ëèíåéíî äåôîðìèðîâàííóþ ñðåäó, îáëàäàþùóþ íàñëåäñòâåííîé ïîëçó÷åñòüþ.  ýòîì ñëó÷àå âûðàæåíèå êðèâîé êîíâåðãåíöèè W = W(t) äëÿ âûðàáîòêè, ïîäêðåïëåííîé êîìáèíèðîâàííîé êðåïüþ èç àíêåðîâ è íàáðûçã-áåòîíà, îðèåíòèðîâî÷íî ìîæåò áûòü ïîëó÷åíî èç ðåøåíèÿ çàäà÷è îá îñåñèììåòðè÷åñêîì äåôîðìèðîâàíèè óïðóãîé ïëîñêîñòè ñ êðóãîâûì âûðåçîì, ïîäêðåïëåííûì êîëüöîì, ìîäåëèðóþùèì íàáðûçã-áåòîí, è ñèñòåìîé ñòåðæíåé, ìîäåëèðóþùèõ àíêåðû, ïî ôîðìóëå

,

ãäå             γ -    îáúåìíàÿ ìàññà ãðóíòà;

      H è R -    ãëóáèíà çàëîæåíèÿ è ñðåäíèé ðàäèóñ âûðàáîòêè;

; Sc -   ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ âûðàáîòêè;

      Åí, Åα -    ìîäóëè äåôîðìàöèè íàáðûçã-áåòîíà è àíêåðíîãî ñòåðæíÿ;

       φ(zy) -    ôóíêöèÿ ìåñòà óñòàíîâêè êðåïè îò çàáîÿ;

             h -    òîëùèíà ïîêðûòèÿ èç íàáðûçã-áåòîíà;

             α -    ìåæàíêåðíîå ðàññòîÿíèå;

            lα -    äëèíà àíêåðà;

           Fα -    ïëîùàäü ñå÷åíèÿ àíêåðíîãî ñòåðæíÿ;

      -    äåôîðìàöèîííàÿ õàðàêòåðèñòèêà ãðóíòà êàê ôóíêöèÿ âðåìåíè âñëåäñòâèå ïîëçó÷åñòè.

9.10. Óòî÷íåíèå ïàðàìåòðîâ ãðóíòà ïðîèçâîäèòñÿ, íàïðèìåð, ñ ïîìîùüþ çàìåðîâ êîíâåðãåíöèè (Wê = fê(t)) ñòåí ýêñïåðèìåíòàëüíîé âûðàáîòêè ðàäèóñà Rê, âåëè÷èíó êîòîðîãî âûáèðàþò èç óñëîâèÿ èñêëþ÷åíèÿ ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé ãðóíòà.

Ïàðàìåòðû ãðóíòà, ñâÿçàííûå ñî âðåìåíåì, îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå

,

ãäå  - ìãíîâåííûå äåôîðìàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè ãðóíòà.

9.11. Ñ ó÷åòîì îïðåäåëåííûõ îïûòíûì ïóòåì õàðàêòåðèñòèê ãðóíòà (ñì. ï. 9.10) ýòàëîííóþ êðèâóþ êîíâåðãåíöèè îïðåäåëÿþò âûðàæåíèåì

.

9.12. Óñèëåíèå êðåïè (êîððåêòèðîâêà åå êîíñòðóêòèâíûõ ïàðàìåòðîâ) íåîáõîäèìî ïðè óñëîâèè, åñëè â êàêîé-ëèáî ìîìåíò âðåìåíè

Wy(t) > Wïðåä,

ãäå Wïðåä - ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå êîíâåðãåíöèè, îáåñïå÷èâàþùåå ïðî÷íîñòü ýëåìåíòîâ êðåïè, îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå

Çäåñü Rèñæ - ïðåäåë ïðî÷íîñòè íàáðûçã-áåòîíà íà ñæàòèå;

Rïð - íåñóùàÿ ñïîñîáíîñòü àíêåðà.

Ïðè ýòîì íåîáõîäèìî, ÷òîáû ïîñëå óñèëåíèÿ Wy(t) ≤ Wïðåä, ÷òî ïîçâîëÿåò ïàðàìåòðû êðåïè îïðåäåëèòü èç ñîîòíîøåíèÿ

.

10. Ó×ÅÒ ÂÐÅÌÅÍÍÎÉ ÊÐÅÏÈ ÏÐÈ ÐÀÑ×ÅÒÅ ÒÎÍÍÅËÜÍÎÉ ÎÁÄÅËÊÈ

10.1. Âðåìåííàÿ êðåïü, âûáðàííàÿ íà îñíîâå ðåêîìåíäàöèé ãë. 2 è ðàññ÷èòàííàÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ïîëîæåíèÿìè íàñòîÿùèõ Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé íà íàèáîëåå íåáëàãîïðèÿòíîå ñî÷åòàíèå íàãðóçîê, îáåñïå÷èâàåò óñòîé÷èâîñòü ãðóíòà ñ âûðàáîòêîé â òå÷åíèå ðàñ÷åòíîãî ïåðèîäà, ò.å. äî âîçâåäåíèÿ îáäåëêè.

Ïðè ýòîì âîçâåäåíèå îáäåëêè â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé ñòðîèòåëüñòâà è ïðèíÿòîé ñõåìû îðãàíèçàöèè ðàáîò ìîæíî îñóùåñòâëÿòü íà ðàçëè÷íîì óäàëåíèè îò çàáîÿ, â òîì ÷èñëå ïîñëå îêîí÷àíèÿ ïðîõîä÷åñêèõ ðàáîò.

10.2. Ïðè èñïîëüçîâàíèè íàáðûçã-áåòîíà, àíêåðîâ è ìåòàëëè÷åñêèõ àðîê â êà÷åñòâå âðåìåííîé êðåïè, èõ ðåêîìåíäóåòñÿ ó÷èòûâàòü ïðè ðàñ÷åòå îáäåëêè òîííåëÿ êàê ñîñòàâíóþ ÷àñòü âñåé êîíñòðóêöèè.

Âñëåäñòâèå ìàëîãî îïûòà ó÷åòà âðåìåííîé êðåïè ïðè ðàñ÷åòå ïîñòîÿííîé îáäåëêè êàæäûé òàêîé ñëó÷àé òðåáóåò ñïåöèàëüíîãî òåîðåòè÷åñêîãî è íàòóðíîãî èññëåäîâàíèÿ.

10.3. Îáäåëêè èç íàáðûçã-áåòîíà è àíêåðîâ ðåêîìåíäóåòñÿ ðàññ÷èòûâàòü êàê ìíîãîñëîéíûå êîíñòðóêöèè, âíåøíèé ñëîé êîòîðûõ - îìîíîëè÷åííàÿ áåòîíîì èëè àíêåðàìè ïîðîäíàÿ çîíà (áåòîíîïîðîäíûé ñëîé).

Êðóãîâûå êîìáèíèðîâàííûå îáäåëêè ðåêîìåíäóåòñÿ ðàññ÷èòûâàòü ïî ïðîãðàììå «Ðàñ÷åò ìíîãîñëîéíûõ è êîìáèíèðîâàííûõ îáäåëîê» (ñì. ïðèëîæåíèå 1).

Òîëùèíó ho áåòîíîïîðîäíîãî ñëîÿ, ìì, ñëåäóåò îïðåäåëÿòü íà îñíîâàíèè íàòóðíûõ èçìåðåíèé èëè îðèåíòèðîâî÷íî èç âûðàæåíèÿ

,

ãäå B -   øèðèíà òðåùèí, ìì;

KT - êàòåãîðèÿ òðåùèíîâàòîñòè ãðóíòîâ ïî êëàññèôèêàöèè ï. 2.3 íàñòîÿùèõ Ìåòîäè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé.

Òîëùèíà òàêîãî ñëîÿ ìîæåò áûòü îò 2 äî 30 ñì.

Óñðåäíåííûé ìîäóëü óïðóãîñòè áåòîíîïîðîäíîãî ñëîÿ E2 ñëåäóåò ïðèíèìàòü

E2 = (0,5 - 0,7)Eo + (0,5 - 0,3) Eí,

ãäå Eo -  ìîäóëü óïðóãîñòè ïîðîäû;

Eí -  ìîäóëü óïðóãîñòè íàáðûçã-áåòîíà (ñì. ï. 4.7).

10.4. Êîìáèíèðîâàííóþ îáäåëêó ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü êàê òðåõñëîéíóþ, ñ÷èòàÿ, ÷òî òðåòèé ñëîé ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óñèëåííûé àíêåðàìè ãðóíò.

Ìîäóëü óïðóãîñòè òàêîãî ñëîÿ ðåêîìåíäóåòñÿ ïðèíèìàòü E2 = 1,4Eo.

Òàêîé ïîäõîä ê êîìáèíèðîâàííîé îáäåëêå êàê ê åäèíîé ñèñòåìå íàèáîëåå ïîëíî îòðàæàåò ôèçè÷åñêóþ ñóùíîñòü ðàáîòû íàáðûçã-áåòîííûõ êîíñòðóêöèé.

10.5. Ïðî÷íîñòü ñöåïëåíèÿ íà êîíòàêòå «îáäåëêà-ãðóíò» íåîáõîäèìî ïðîâåðèòü ïî ñëåäóþùåìó óñëîâèþ:

,

ãäå f* = tgφê* -   êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ïî êîíòàêòó îáäåëêè è ãðóíòà, êãñ/ñì2; φê* - óãîë òðåíèÿ ïî êîíòàêòó, ãðàä.;

K* -    ñöåïëåíèå ïî êîíòàêòó, òñ/ì2.

Ïðè íåâûïîëíåíèè ýòîãî óñëîâèÿ âîçìîæíî ïðîñêàëüçûâàíèå ïîêðûòèÿ ïî êîíòàêòó, è îáäåëêà áóäåò ðàáîòàòü êàê îáû÷íîå ìîíîëèòíîå êîëüöî.  ýòîì ñëó÷àå êîíñòðóêòèâíûìè ìåðîïðèÿòèÿìè (ïîñòàíîâêà àíêåðîâ, óñòðîéñòâî óøèðåíèé, «øïîð» è ò.ä.) ñëåäóåò îáåñïå÷èòü ñîâìåñòíóþ ðàáîòó ñèñòåìû «îáäåëêà-ãðóíò».

10.6. Ïðè ïðî÷íîé ñâÿçè ïîêðûòèÿ â ãðóíòå ðàñ÷åò íàáðûçã-áåòîííîé îáäåëêè ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü êàê äâóõñëîéíîãî êîëüöà, à ïðè íàëè÷èè àíêåðîâ - òðåõñëîéíîãî (ðèñ. 10), èñïîëüçóÿ îáùóþ ìåòîäèêó ðàñ÷åòà ìíîãîñëîéíîé êðåïè.

10.7. Ðàñ÷åò äâóõñëîéíîé îáäåëêè ïðîèçâîäèòñÿ êàê ïðîâåðî÷íûé â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàñ÷åòíîé ñõåìîé (ñì. ðèñ. 10), èñõîäÿ èç óñëîâèÿ, ÷òî ïåðâûé (âíóòðåííèé) ñëîé - íàáðûçã-áåòîí, à âòîðîé - áåòîíîïîðîäíûé ñëîé. Òîëùèíó âíóòðåííåãî íàáðûçã-áåòîííîãî ñëîÿ ïðåäâàðèòåëüíî íàçíà÷àþò, à çàòåì ïðîâåðÿþò ðàñ÷åòîì.

10.8. Ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå âðåìåííîé êðåïè ìåòàëëè÷åñêèõ àðîê â ñèëüíîòðåùèíîâàòûõ è ñëàáûõ ãðóíòàõ, êîãäà äåìîíòèðîâàòü àðêè íåëüçÿ ïî óñëîâèÿì òåõíèêè áåçîïàñíîñòè è óñòîé÷èâîñòè ãðóíòîâîãî ìàññèâà, èõ ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ïðè ðàñ÷åòå òîííåëüíîé îáäåëêè â êà÷åñòâå êîíñòðóêöèè, ïðèíèìàþùåé íà ñåáÿ ÷àñòü ýêñïëóàòàöèîííîé íàãðóçêè (ïðèëîæåíèå 10).

Ðèñ. 10. Ðàñ÷åòíûå ñõåìû íàáðûçã-áåòîííûõ îáäåëîê:

à - äâóõñëîéíîå êîëüöî; á - òðåõñëîéíîå êîëüöî; 1 - ïîêðûòèå èç íàáðûçã-áåòîíà; 2 - áåòîíîïîðîäíûé ñëîé; 3 - íåñóùàÿ ïîðîäíàÿ êîíñòðóêöèÿ, îáðàçîâàííàÿ àíêåðàìè

10.9. Ïðè ðàñ÷åòàõ îáäåëêè íà çàäàííûå íàãðóçêè îò äàâëåíèÿ ñêàëüíûõ ãðóíòîâ (ìåòîä Ìåòðîãèïðîòðàíñà, «ìîäåëü ÖÍÈÈÑ» è äð.) ó÷åò æåñòêîãî àðî÷íîãî êðåïëåíèÿ ðåêîìåíäóåòñÿ ïðîèçâîäèòü ïóòåì óìíîæåíèÿ îæèäàåìîé âåëè÷èíû ãîðíîãî äàâëåíèÿ íà êîýôôèöèåíò Ko, çíà÷åíèÿ êîòîðîãî äàíû â òàáë. 17.

Òàáëèöà 17

Ñòåïåíü òðåùèíîâàòîñòè ãðóíòà

Ãðóíòû

Ñëàáîòðåùèíîâàòûå

Òðåùèíîâàòûå

Ñèëüíîòðåùèíîâàòûå

Ðàçäðîáëåííûå

Êîýôôèöèåíò Ko

0,43

0,33

0,33

0,45

Âåëè÷èíà Ko ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðàçíèöó ìåæäó íîðìèðóåìûìè äëÿ ñêàëüíûõ ãðóíòîâ êîýôôèöèåíòàìè ïåðåãðóçêè íà îáäåëêó è âðåìåííóþ êðåïü (ñì. ï. 5.2), îòðàæàÿ òåì ñàìûì âîñïðèÿòèå àðêàìè ÷àñòè ãîðíîãî äàâëåíèÿ äî âîçâåäåíèÿ îáäåëêè.

10.10. Ïðè ðàñ÷åòàõ îáäåëîê ñ ïðèìåíåíèåì ìåòîäîâ òåîðèè óïðóãîñòè àðêè âðåìåííîé êðåïè ñëåäóåò ó÷èòûâàòü êàê æåñòêóþ àðìàòóðó.

10.11. Ïðè èñïîëüçîâàíèè ïîäàòëèâîé êðåïè â íåóñòîé÷èâûõ ãðóíòàõ, ñêëîííûõ ê ïîëçó÷åñòè (òèïà àðãèëëèòîâ), ñëåäóåò âûáèðàòü ïàðàìåòðû ïîñòîÿííîé îáäåëêè ñ ó÷åòîì ñìåùåíèé êîíòóðà âûðàáîòêè è íàãðóçîê íà êðåïü â ñîîòâåòñòâóþùèé âîçâåäåíèþ îáäåëêè ìîìåíò âðåìåíè.

Ìàêñèìàëüíûå ñìåùåíèÿ è íàãðóçêè íà ïîäàòëèâûå è æåñòêèå êðåïè âû÷èñëÿþò ïî ïðîãðàììå «Øòðåê» (ñì. ïðèëîæåíèå 1), êîòîðàÿ îñíîâàíà íà ýêñïåðèìåíòàëüíî-àíàëèòè÷åñêîì ðåøåíèè çàäà÷è îïðåäåëåíèÿ ãîðíîãî äàâëåíèÿ ìåòîäàìè òåîðèè ïëàñòè÷íîñòè.

10.12. Ïðèìåð ó÷åòà íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè ïðè ðàñ÷åòå ïîñòîÿííîé îáäåëêè ïðèâåäåí â ïðèëîæåíèè 11.


Ïðèëîæåíèå 1

ÑÂÅÄÅÍÈß ÎÁ ÀËÃÎÐÈÒÌÀÕ È ÏÐÎÃÐÀÌÌÀÕ ÐÀÑ×ÅÒÀ ÊÐÅÏÈ ÒÎÍÍÅËÜÍÛÕ ÂÛÐÀÁÎÒÎÊ

¹ ï/ï

Íàçâàíèå ïðîãðàììû

Àâòîðû àëãîðèòìà è ïðîãðàììû

ßçûê ïðîãðàììèðîâàíèÿ

Òèï ÝÂÌ

Êðàòêàÿ õàðàêòåðèñòèêà

Îðãàíèçàöèÿ-äåðæàòåëü ïðîãðàììû

1

Ðàñ÷åò îáäåëîê íåêðóãîâîãî ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ

Í.Í. Ôîòèåâà

Â.Ë. Êèïåíåâ

À.À. Ëàíäà

Ôîðòðàí

ÅÑ

Îïðåäåëÿåòñÿ íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå ìîíîëèòíûõ òîííåëüíûõ îáäåëîê íåêðóãîâîãî î÷åðòàíèÿ. Ðàñ÷åò îñíîâàí íà ðåøåíèè ïëîñêîé êîíòàêòíîé çàäà÷è î ðàâíîâåñèè êîëüöà â óïðóãîé ñðåäå

Ëåíìåòðîãèïðîòðàíñ

2

Ðàñ÷åò ìíîãîñëîéíûõ è êîìáèíèðîâàííûõ îáäåëîê êðóãîâîãî î÷åðòàíèÿ

Í.Ñ. Áóëû÷åâ

È.Å. Ëåâèí

À.À. Ëàíäà

Ôîðòðàí

ÅÑ

Ïðîâîäèòñÿ ðàñ÷åò ñáîðíîé èëè ìîíîëèòíîé òðåõñëîéíîé îáäåëêè êðóãîâîãî î÷åðòàíèÿ ìåòîäàìè òåîðèè óïðóãîñòè

-«-

3

Øòðåê

Á.Ç. Àìóñèí

Ôîðòðàí

ÅÑ

Îïðåäåëÿþòñÿ ìàêñèìàëüíûå ñìåùåíèÿ è íàãðóçêè íà ïîäàòëèâûå è æåñòêèå êðåïè, ó÷èòûâàåòñÿ íåîäíîðîäíîñòü ìàññèâà è åãî âÿçêîóïðóãèå ñâîéñòâà. Êðåïü ïðåäïîëàãàåòñÿ ìîíîëèòíîé áåòîííîé è æåëåçîáåòîííîé, çàìêíóòîé è íåçàìêíóòîé

ÂÍÈÌÈ

4

Êðåïü

Á.Ç. Àìóñèí

Í.Ñ. Áóëû÷åâ

Í.À. Ðîìàíîâà

Ôîðòðàí

ÅÑ

Ïðîâîäèòñÿ ðàñ÷åò îáäåëêè ïîäçåìíîé âûðàáîòêè íåêðóãîâîãî î÷åðòàíèÿ çàìêíóòîé, íåçàìêíóòîé, ìîíîëèòíîé, øàðíèðíîé èëè ñáîðíîé ïðè óñëîâèè ñöåïëåíèÿ èëè ïðîñêàëüçûâàíèÿ ïî êîíòàêòó è ñ âîçìîæíîé ïîòåðåé óñòîé÷èâîñòè. Ðàñ÷åò ïðîâîäèòñÿ ïî ìåòîäó íà÷àëüíûõ ïàðàìåòðîâ

-«-

5

Êîìáèíèðîâàííàÿ êðåïü

Ä.È. Êîëèí

Ë.Í. Êîëèíà

Àëãîë-60

ÅÑ

Îïðåäåëÿþòñÿ îïòèìàëüíûå ïàðàìåòðû êîìáèíèðîâàííîé êðåïè èç àíêåðîâ è íàáðûçã-áåòîíà ïî êðèòåðèÿì ìèíèìóìà ñåáåñòîèìîñòè è òðóäîçàòðàò ïðè âîçâåäåíèè êðåïè

ÖÍÈÈÑ

6

Íåäðà

Á.Ç. Àìóñèí

Ê.À. Àðäàøåâ

Þ.Ì. Âàñèíñêèé

Ôîðòðàí

ÅÑ

Àâòîìàòèçèðîâàííàÿ ñèñòåìà ïðîåêòèðîâàíèÿ êàïèòàëüíûõ ãîðíûõ âûðàáîòîê ïîçâîëÿåò âûáðàòü ïàðàìåòðû êðåïè ïî çàäàííûì ãàáàðèòàì, äàííûì ãåîëîãè÷åñêèõ èçûñêàíèé è ò.ï.

ÂÍÈÌÈ

7

Ñåéñì

Í.Í. Ôîòèåâà

È.ß. Äîðìàí

Ñ.Þ. Õàçàíîâ

Ñ.À. Àáäðàôèêîâà

Ôîðòðàí

ÅÑ

Ïðîâîäèòñÿ ðàñ÷åò êðóãîâûõ îáäåëîê ãëóáîêîãî çàëîæåíèÿ íà ñåéñìè÷åñêèå âîçäåéñòâèÿ

ÖÍÈÈÑ

8

Ðàñ÷åò êðóãîâûõ îáäåëîê

È.Å. Ëåâèí

Ôîðòðàí

ÅÑ

Ïðîâîäèòñÿ ðàñ÷åò êðóãîâûõ îáäåëîê ìåëêîãî çàëîæåíèÿ íà ñåéñìè÷åñêèå âîçäåéñòâèÿ

Ëåíìåòðîãèïðîòðàíñ

9

Òðóáà

Ä.È. Êîëèí

Ë.Ë. Ñòàð÷åâñêàÿ

Ôîðòðàí

ÅÑ

Îïðåäåëÿåòñÿ íåñóùàÿ ñïîñîáíîñòü çàùèòíîãî ýêðàíà èç òðóá, ñîîðóæàåìîãî â êà÷åñòâå âðåìåííîé èëè ïîñòîÿííîé êðåïè âûðàáîòêè

ÖÍÈÈÑ

10

Àíêåð

Ë.Ë. Ñòàð÷åâñêàÿ

Ôîðòðàí

ÅÑ

Îïðåäåëÿåòñÿ íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîå ñîñòîÿíèå è óñòîé÷èâîñòü âûðàáîòêè, ïîäêðåïëåííîé àíêåðàìè

-«-

11

RAK

Â.Â. ×åáîòàåâ

ÏË-1

ÅÑ

Ðàññ÷èòûâàåòñÿ àðî÷íàÿ êðåïü. Îïðåäåëÿåòñÿ øàã àðîê â çàâèñèìîñòè îò ãîðíîòåõíè÷åñêèõ óñëîâèé. Îïðåäåëÿþòñÿ òàêæå ýïþðû ìîìåíòîâ, íîðìàëüíûõ ñèë è ðåàêöèé îò åäèíè÷íûõ íàãðóçîê

ÃÒÌ

12

Ðàñ÷åò îáäåëêè

Â.À. Ãàðáåð

Ôîðòðàí

ÅÑ

Ïðîâîäèòñÿ ñòàòè÷åñêèé ðàñ÷åò îáäåëêè ïðîèçâîëüíîãî î÷åðòàíèÿ ðàçëè÷íûõ òèïîâ: ìîíîëèòíûõ, ñáîðíûõ, çàìêíóòûõ, ðàçîìêíóòûõ, îäíîñâÿçíûõ, ìíîãîñâÿçíûõ è ò.ï.

ÖÍÈÈÑ

13

Íåëèíåéíûé ðàñ÷åò îáäåëêè

Â.À. Ãàðáåð

Ôîðòðàí

ÅÑ

Òî æå ñ ó÷åòîì íåëèíåéíîñòè ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ãðóíòà, ìàòåðèàëà îáäåëêè, äèàãðàììû äåôîðìèðîâàíèÿ

ÖÍÈÈÑ

14

ÏÎÎIÒÊÑ

Å.Ã. Ïèêóñ

Ñ.Á. Õðèñòîâ

Ôîðòðàí

ÅÑ

Ïðîâîäèòñÿ ñòàòè÷åñêèé ðàñ÷åò ñèììåòðè÷íîé òîííåëüíîé îáäåëêè ïî ñõåìå Âèíêëåðà

ÍÈÑ Ãèäðîïðîåêòà

15

ÏÐÎÃ

Ì.Ê. Êàïëàí

Àëãîë-60

ÁÝÑÌ-6

Ðåøàåòñÿ çàäà÷à î ïëîñêî-äåôîðìèðîâàííîì èëè ïëîñêî-íàïðÿæåííîì ñîñòîÿíèè ìíîãîñëîéíîãî îðòîòðîïíîãî óïðóãîãî êîëüöà ïîä âîçäåéñòâèåì ñèììåòðè÷íîé íàãðóçêè

-«-

16

ÏËÓÒÎÍ

Ì.Ê. Êàïëàí

Ð.À. Ðåçíèêîâ

Àëãîë-60

ÁÝÑÌ-6

Òî æå äëÿ íåîñåñèììåòðè÷íîé íàãðóçêè

-«-

17

Ðàñ÷åò êðåïè

Ë.Á. Êó÷óìîâà

ÀÏ

Íàèðè-Ê

Ïðîâîäèòñÿ ðàñ÷åò àíêåðíî-íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè ïîäçåìíûõ ãèäðîòåõíè÷åñêèõ ñîîðóæåíèé â ïîðîäàõ ñ êîýôôèöèåíòîì êðåïîñòè áîëüøå 4

-«-

18

ÑÏÐÈÍÒ

Í.Í. Øàïîøíèêîâ

Â.Á. Áàáàåâ

Ã.Â. Ïîëòîðàê

Å.Ã. Ïåðóøåâ

ÏË-1, Ôîðòðàí, Àññåìáëåð

ÅÑ

Ñèñòåìà ïðîñòðàíñòâåííîãî ðàñ÷åòà êîíñòðóêöèé è ìàòåðèàëîâ, íàõîäÿùèõñÿ ïîä âîçäåéñòâèåì ñòàòè÷åñêèõ è äèíàìè÷åñêèõ íàãðóçîê. Àëãîðèòì ðàñ÷åòà îñíîâàí íà ìåòîäå êîíå÷íûõ ýëåìåíòîâ (ÌÊÝ)

ÌÈÈÒ

19

STATUS

Ò.Ë. Áåðäçåíåøâèëè

Î.Ê. Ïîñòîëüñêàÿ

Â.Â. Ñàíãóíîâ

Ñ.À. Þôèì

Ôîðòðàí

ÅÑ

Ïðîãðàììíûé êîìïëåêñ äëÿ ñòàòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà ïî ÌÊÝ ïëîñêèõ è ïðîñòðàíñòâåííûõ ñèñòåì ñ àíèçîòðîïíûìè è íåëèíåéíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè

ÌÈÑÈ

20

Ðàñ÷åò ñèñòåì

Á.Â. Ôðàäêèí

Å.Ñ. Ëàçàðåâñêèé

Àëãîë-60

ÁÝÑÌ-6

Ðåøàåòñÿ ïëîñêàÿ ñòàòè÷åñêàÿ çàäà÷à òåîðèè óïðóãîñòè ïî ÌÊÝ

ÍÈÑ Ãèäðîïðîåêòà

21

FAK-1

Í.Í. Ôîòèåâà

Ôîðòðàí

ÅÑ

Ðàñ÷åò íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ çàìêíóòîé íåêðóãîâîé îáäåëêè ñ ó÷åòîì ìåñòà óñòàíîâêè è ñåéñìè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé

ÒÏÈ

22

ÓØÈ

Í.Í. Ôîòèåâà

Ôîðòðàí

ÅÑ

Îïðåäåëåíèå íà îñíîâå ìîäåëè Êóëîíà-Ìîðà óñëîâíûõ çîí íàãðóæåííîãî âîêðóã âûðàáîòêè ãðóíòà

-«-

23

«Àíêåð-êîíòàêò»

Ä.È. Êîëèí

Ë.È. Êîëèíà

Àëãîë-60

ÅÑ

Îïðåäåëåíèå óñèëèé, âîçíèêàþùèõ â àíêåðàõ â ïðîöåññå âçàèìîäåéñòâèÿ èõ ñ ãðóíòîì, ñ ó÷åòîì âëèÿíèÿ èõ äðóã íà äðóãà, âðåìåíè è ìåñòà óñòàíîâêè, ïîëçó÷åñòè ãðóíòà

ÖÍÈÈÑ

24

FOK-4

Í.Í. Ôîòèåâà

À.Í. Êîçëîâ

Ôîðòðàí

ÅÑ

Ðàñ÷åò íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè íà äåéñòâèå ñîáñòâåííîãî âåñà ïîðîä

ÒÏÈ


Ïðèëîæåíèå 2

ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÐÓÊÎÂÎÄßÙÈÅ ÄÎÊÓÌÅÍÒÛ ÏÎ ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÞ ÊÐÅÏÅÉ ÏÎÄÇÅÌÍÛÕ ÂÛÐÀÁÎÒÎÊ

1. ÑÍèÏ III-44-77 «Òîííåëè æåëåçíîäîðîæíûå, àâòîäîðîæíûå è ãèäðîòåõíè÷åñêèå». Ìåòðîïîëèòåíû è Äîïîëíåíèÿ ê ãëàâå (ñì. «Áþëëåòåíü ñòðîèòåëüíîé òåõíèêè» ¹ 10, 1981).

2. ÑÍèÏ II-44-78 «Òîííåëè æåëåçíîäîðîæíûå è àâòîäîðîæíûå» è Äîïîëíåíèÿ ê ãëàâå (ñì. «Áþëëåòåíü ñòðîèòåëüíîé òåõíèêè» ¹ 12, 1981).

3. ÑÍèÏ II-Â-74 «Ñòàëüíûå êîíñòðóêöèè. Íîðìû ïðîåêòèðîâàíèÿ».

4. ÑÍèÏ III-18-75 «Ìåòàëëè÷åñêèå êîíñòðóêöèè».

5. Èíñòðóêöèÿ ïî ïðèìåíåíèþ àíêåðîâ è íàáðûçã-áåòîíà â êà÷åñòâå âðåìåííîé êðåïè âûðàáîòîê òðàíñïîðòíûõ òîííåëåé (ÂÑÍ 126-78). Ì., Îðãòðàíññòðîé, 1979.

6. Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ïî îïðåäåëåíèþ ãîðíîãî äàâëåíèÿ íà îáäåëêó òðàíñïîðòíûõ òîííåëåé, ñîîðóæàåìûõ â òðåùèíîâàòûõ ñêàëüíûõ ïîðîäàõ. Ì., ÖÍÈÈÑ, 1973.

7. Ìåòîäè÷åñêèå ðåêîìåíäàöèè ïî ðàñ÷åòó ïîäçåìíûõ êîíñòðóêöèé ïðîèçâîëüíîãî î÷åðòàíèÿ ïðè ïðîèçâîëüíî çàäàííîé íàãðóçêå. Ì., ÖÍÈÈÑ, 1976.

8. Óêàçàíèÿ ïî ïðîåêòèðîâàíèþ ãèäðîòåõíè÷åñêèõ òîííåëåé. ÑÍ 238-73. Ì., Ãîññòðîé ÑÑÑÐ, 1974.

9. Óêàçàíèÿ ïî ðàöèîíàëüíîìó ðàñïîëîæåíèþ, îõðàíå è ïîääåðæàíèþ ãîðíûõ âûðàáîòîê íà óãîëüíûõ øàõòàõ ÑÑÑÐ. Ë., ÂÍÈÌÈ, 1977.

10. Ðóêîâîäñòâî ïî ïðîåêòèðîâàíèþ îáäåëîê ãèäðîòåõíè÷åñêèõ òîííåëåé. Ì., Ãîññòðîé ÑÑÑÐ, 1962.

11. Èíñòðóêöèÿ ïî ó÷åòó ñåéñìè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ãîðíûõ òðàíñïîðòíûõ òîííåëåé (ÂÑÍ 193-81, Ìèíòðàíññòðîé), Ì., ÂÏÒÈòðàíññòðîé, 1982.

Ïðèëîæåíèå 3

ÏÐÈÌÅÐ ÂÛÁÎÐÀ ÂÈÄÀ ÊÐÅÏÈ

1. Èñõîäíûå äàííûå.

Âûðàáîòêà ïðîéäåíà â ìàññèâå ïîðîä ñ êîýôôèöèåíòîì êðåïîñòè f = 8. Ïðîëåò âûðàáîòêè 4,5 ì; ñðåäíåå ðàññòîÿíèå ìåæäó òðåùèíàìè íàèáîëåå ðàçâèòîé ñèñòåìû 0,1 ì (n = 45).  ìàññèâå èìååòñÿ òðè ñèñòåìû òðåùèí. Òðåùèíû ðîâíûå, ïëîñêîñòè çàïîëíåíû èçìåëü÷åííîé ïîðîäîé. Ïîðîäû âëàæíûå. Óãîë ìåæäó îñüþ âûðàáîòêè è íàèáîëåå ðàçâèòîé ñèñòåìîé òðåùèí 60°.

2. Îïðåäåëåíèå êîìïëåêñíîãî ïîêàçàòåëÿ óñòîé÷èâîñòè. Ñîñòàâëÿþùèå êîýôôèöèåíòû (ñì. òàáë. 2) ðàâíû: KM = 3,5; KN = 9; KR = 1; KW = 0,8; Kt = 1; KA = 2; Kα = 1,5.

Âåëè÷èíà êîìïëåêñíîãî ïîêàçàòåëÿ óñòîé÷èâîñòè S = 0,83 ñîãëàñíî òàáë. 1. Ïîðîäû ìîæíî êëàññèôèöèðîâàòü êàê íåóñòîé÷èâûå.

3. Îïðåäåëåíèå âèäà êðåïè.

Ñîãëàñíî òàáë. 3 â äàííûõ óñëîâèÿõ ìîãóò áûòü ïðèìåíåíû òðè âèäà êðåïè: àíêåðû ñ íàáðûçã-áåòîíîì; àðêè ñ íàáðûçã-áåòîíîì èëè àðêè c íàáðûçã-áåòîíîì, óñèëåííûå àíêåðàìè.

Îöåíêà òðåùèíîâàòîñòè ïîðîäû, âûðàæàåìàÿ âåëè÷èíîé n = 45, è õàðàêòåð çàïîëíåíèÿ òðåùèí äîïóñêàåò ýòè æå âèäû êðåïè (ñì. òàáë. 4). Îäíàêî ñðàâíèòåëüíî âûñîêèé êîýôôèöèåíò êðåïîñòè f = 8 äåëàåò ïðåäïî÷òèòåëüíîé àíêåðíóþ êðåïü èç ðàñïðåäåëåííûõ àíêåðîâ æåëåçîáåòîííûõ èëè ñòàëåïîëèìåðíûõ ñ íàáðûçã-áåòîíîì.

Ïðèëîæåíèå 4

ÏÐÈÌÅÐ ÐÀÑ×ÅÒÀ ÀÐÎ×ÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

Òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü øàã àðîê èç 1 ¹ 27 âðåìåííîé êðåïè ñ äåðåâÿííîé çàòÿæêîé â îäíîïóòíîì æåëåçíîäîðîæíîì òîííåëå (ïðîëåò θ = 6,6 ì, âûñîòà 8,6 ì) â ãðóíòàõ êðåïîñòüþ f = 2, êîýôôèöèåíò îòïîðà K = 40 êã/ñì3.

 ðåçóëüòàòå ðàñ÷åòà ïî ïðîãðàììå «RAK» (ñì. ïðèëîæåíèå 1) ïîëó÷àåì øàã àðîê α = 0,71 ì; íàèáîëåå íàïðÿæåííîå ñå÷åíèå íàõîäèòñÿ â øåëûãå ñâîäà àðêè, øàã ïðîäîëüíûõ ñâÿçåé 1,5 ì, òîëùèíà çàòÿæêè 5,4 ñì, íàèáîëåå íåâûãîäíîå çàãðóæåíèå 2 (òàáë. 13) (ñ óìåíüøåííîé áîêîâîé íàãðóçêîé).

Ïðèëîæåíèå 5

ÏÐÈÌÅÐ ÐÀÑ×ÅÒÀ ÀÐÎ×ÍÎ-ÀÍÊÅÐÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

Òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü øàã àðîê èç 1 ¹ 33 äëÿ âðåìåííîé êðåïè äâóõïóòíîãî æåëåçíîäîðîæíîãî òîííåëÿ (ïðîëåò θ = 11 ì, âûñîòà 9,4 ì) â òðåùèíîâàòûõ ñêàëüíûõ ãðóíòàõ (f = 4) ñ êîýôôèöèåíòîì îòïîðà 60 êã/ñì3 ïðè çàêðåïëåíèè êàæäîé àðêè ïî ñâîäó 4 àíêåðàìè (â ïÿòàõ ñâîäà è â çîíå ìàêñèìàëüíîãî îòðèöàòåëüíîãî ìîìåíòà) α = 16 ìì, äëèíîé 2,4 ì.

Äëÿ çàäàíèÿ èñõîäíûõ äàííûõ âû÷èñëÿåì æåñòêîñòü àíêåðà EαFα / Lα = 2,1 · 106 · π · 1,62 / 4 · 210 = 2 · 104 êã/ñì.

Ðàñ÷åò ïî ïðîãðàììå «RAK» ïðèâîäèò ê øàãó àðîê α = 0,49 ì, øàã ïðîäîëüíûõ ñâÿçåé 1,5 ì, òîëùèíà çàòÿæêè 5 ñì, ìàêñèìàëüíûå óñèëèÿ â àíêåðàõ ïÿòû 7,3 ò è 10,6 ò, â àíêåðàõ ñâîäà - 18,8 ò. Èñõîäÿ èç ìàêñèìàëüíûõ óñèëèé, äèàìåòðû ñòåðæíåé àíêåðîâ íåîáõîäèìî óâåëè÷èòü äî 22 ìì â ïÿòàõ è ïîñòàâèòü ñïàðåííûå àíêåðû â ñâîäå.

Ïðèëîæåíèå 6

ÏÐÈÌÅÐ ÐÀÑ×ÅÒÀ ÀÍÊÅÐ-ÍÀÁÐÛÇÃ-ÁÅÒÎÍÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

Âûðàáîòêà (ïðîëåò θ = 10,97 ì, âûñîòà 7,77 ì) çàëîæåíà â ãðóíòå f = 5 ÷ 8, γ = 2,6 òñ/ñì3, íà ãëóáèíå Hç = 200 ì. Óãîë âíóòðåííåãî òðåíèÿ φ = 0,785 ðàä, ïðåäåëüíîå íàïðÿæåíèå ðàñòÿæåíèþ ãðóíòà â êóñêå σ = 400 òñ/ì2. Óäåëüíîå ñöåïëåíèå àíêåðíîãî ñòåðæíÿ ñ öåìåíòíûì ðàñòâîðîì τñè = 450 òñ/ì2. Ïðåäåëüíîå íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ Rñïð = 115 êãñ/ñì2.

Ïðåäëàãàåòñÿ îïðåäåëèòü ïàðàìåòðû êîíñòðóêöèè àíêåð-íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè îïèñàííîé âûðàáîòêè.

Ðàñ÷åò ïî ôîðìóëàì ãëàâ 3, 4 è 7 ðàáî÷åé äëèíû àíêåðà lð, ïîëíîé äëèíû l, ìåæàíêåðíîãî ðàññòîÿíèÿ α è íåîáõîäèìîé òîëùèíû ïîêðûòèÿ èç íàáðûçã-áåòîíà ñâåäåí â òàáëèöó.

f

lð, ì

l, ì

α, ì

h, ìì

5

2,47

2,8

1,0

71

6

2,06

2,5

1,1

56

7

1,77

2,4

1,1

48

8

1,55

2,4

1,2

45

Äàëåå ïðîâåðÿåòñÿ ïðî÷íîñòü êðåïè.

Îïðåäåëåííûå ïî ïðîãðàììå «Àíêåð-êîíòàêò» (ñì. ïðèëîæåíèå 1) îæèäàåìûå óñèëèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ àíêåðà è ðàñòâîðà 7,1 êãñ/ñì2, ìåíüøå ïðåäåëüíûõ 45 êãñ/ñì2.

Òàê êàê êîíòóð ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ èìååò íåðîâíîñòè, ñðåäíÿÿ àìïëèòóäà êîòîðûõ α = 25 ñì, à ÷èñëî ïî êîíòóðó n = 6, òî íåîáõîäèìî ïðîâåðèòü óñëîâèå óäîâëåòâîðèòåëüíîé ðàáîòû (ñì. ï. 4.8).

Òîëùèíà ïîêðûòèÿ ïðèìåò çíà÷åíèå h = 5 ñì; ïðèâåäåííûé ðàäèóñ âûðàáîòêè R = 500 ñì,

.

Ïîêðûòèå èç íàáðûçã-áåòîíà, íàíåñåííîå ó çàáîÿ â ïðîöåññå ïðîâåäåíèÿ âûðàáîòêè, èñïûòûâàåò íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ. Îïðåäåëèâ íàïðÿæåíèÿ σ ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììû ïðèëîæåíèÿ 1, ïîëó÷èì

.

Ïðèëîæåíèå 7

ÍÎÌÎÃÐÀÌÌÛ ÄËß ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈß ÎÏÒÈÌÀËÜÍÛÕ ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ ÊÎÌÁÈÍÈÐÎÂÀÍÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

Ðèñ. 1. Ïðîëåò âûðàáîòêè (θ = 3 ì)

Ðèñ. 2. Ïðîëåò âûðàáîòêè (θ = 6,6 ì)

Ðèñ. 3. Ïðîëåò âûðàáîòêè (θ = 9 ì)

Ðèñ. 4. Ïðîëåò âûðàáîòêè (θ = 12 ì)

Ïðèëîæåíèå 8

ÏÐÈÌÅÐ ÐÀÑ×ÅÒÀ ÎÏÒÈÌÀËÜÍÎÉ ÊÎÍÑÒÐÓÊÖÈÈ ÀÐÎ×ÍÎ-ÍÀÁÐÛÇÃ-ÁÅÒÎÍÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

Âûðàáîòêà òðàíñïîðòíîé øòîëüíè âûñîòîé 4,5 ì, ïðîëåòîì 5 ì, çàëîæåíà â ãðóíòå ñ êîýôôèöèåíòîì êðåïîñòè f = 2.

Íà ãðàôèêå ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè ñóììàðíîé ñìåòíîé ñòîèìîñòè êîíñòðóêöèè êðåïëåíèÿ îò íîìåðà ïðîôèëÿ äâóòàâðà, èç êîòîðîãî èçãîòîâëåíû àðêè.

Ñòîèìîñòü (à) è ìåòàëëîåìêîñòü (á) àðî÷íî-íàáðûçã-áåòîííîãî êðåïëåíèÿ 1 ì øòîëüíè:  - áåç ãàðàíòèðîâàííîãî êîíòàêòà;  - ñ ãàðàíòèðîâàííûì êîíòàêòîì

Ðîñò ñòîèìîñòè ïðè ãàðàíòèðîâàííîì êîíòàêòå îáúÿñíÿåòñÿ ðåçêèì âîçðàñòàíèåì ñòîèìîñòè áåòîííûõ ðàáîò.

Èç ðàññìîòðåíèÿ ãðàôèêîâ çàâèñèìîñòåé ìåòàëëîåìêîñòè è ñåáåñòîèìîñòè îò íîìåðà äâóòàâðà ïðåèìóùåñòâî ãàðàíòèðîâàííîãî êîíòàêòà î÷åâèäíî. Ìåòàëëîåìêîñòü æå êðåïè â îáîèõ ñëó÷àÿõ óìåíüøàåòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèé àíàëèç óêàçûâàåò ÿâíîå ïðåèìóùåñòâî ãàðàíòèðîâàííîãî êîíòàêòà àðêè è ãðóíòà. Ïðè ýòîì ïðåäïî÷òèòåëüíû îêàçûâàþòñÿ äâóòàâðû ñ íåáîëüøèìè íîìåðàìè ñå÷åíèÿ (¹ 14, 16).

Ïðè îòñóòñòâèè âîçìîæíîñòè ãàðàíòèðîâàííîãî êîíòàêòà ýêîíîìè÷åñêè öåëåñîîáðàçíûìè ñòàíîâÿòñÿ áîëåå ìîùíûå äâóòàâðû.

Ïðèëîæåíèå 9

ÏÐÈÌÅÐ ÎÖÅÍÊÈ ÑÎÑÒÎßÍÈß ÇÀÊÐÅÏËÅÍÍÎÉ ÂÛÐÀÁÎÒÊÈ ÏÎ ÄÀÍÍÛÌ ÈÇÌÅÐÅÍÈÉ

Èñõîäíûå äàííûå:

Ãðóíò: E = 400 êãñ/ñì2; V = 0,2; α = 0,73; θ = 0,0094; γ = 0,0025 êãñ/ñì3.

Âûðàáîòêà: Hç = 5000 ñì; R = 350 ñì.

Àíêåðû: α = 80 ñì; l = 280 ñì; Fα = 6 cì2; Eα = 2 · 106 êãñ/ñì2;

Íàáðûçã-áåòîí: h = 10 ñì; En = 105 êãñ/ñì2; Rñæ = 400 êãñ/ñì2.

Íà ðèñóíêå ïðèâåäåíû îðèåíòèðîâî÷íûå êðèâûå êîíâåðãåíöèè äëÿ âûðàáîòêè: à) ïîäêðåïëåííîé àíêåðàìè; á) ïîäêðåïëåííîé íàáðûçã-áåòîíîì; â) ïîäêðåïëåííîé àíêåðàìè è íàáðûçã-áåòîíîì. Âåëè÷èíà ïðåäåëüíîé êîíâåðãåíöèè Wïðåä ðàâíà

.

Ñîïîñòàâëåíèå êðèâûõ êîíâåðãåíöèè ñ ïðåäåëüíûì çíà÷åíèåì Wïðåä îïðåäåëÿåò â êà÷åñòâå âîçìîæíîé êðåïè êîìáèíàöèþ èç àíêåðîâ è íàáðûçã-áåòîíà. Îäíàêî ïåðåñå÷åíèå ëèíèé Wïðåä è ëèíèè êîíâåðãåíöèè «à» ïîêàçûâàåò, ÷òî ÷åðåç íåêîòîðîå âðåìÿ ìîæíî îæèäàòü ïðåâûøåíèÿ ïðåäåëüíûõ óñèëèé â àíêåðàõ è ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü êðèâóþ êîíâåðãåíöèè «á» è âåëè÷èíó ïðåäåëüíîé êîíâåðãåíöèè Wïðåä = 2,8 ñì. Îäíàêî è êðèâàÿ «á» ïåðåñåêàåò åå, à ýòî â ñâîþ î÷åðåäü ãîâîðèò, ÷òî íåîáõîäèìî ñêîððåêòèðîâàòü êîíñòðóêöèþ íàáðûçã-áåòîííîãî ïîêðûòèÿ, ëèáî óâåëè÷èâ åå òîëùèíó, ëèáî ïîâûñèâ ìàðêó áåòîíà. Ïåðâûé ñïîñîá ïðåäñòàâëÿåòñÿ áîëåå ðàöèîíàëüíûì, òàê êàê óòîëùàÿ ïîêðûòèå èç íàáðûçã-áåòîíà, ïîâûøàåì îáùóþ æåñòêîñòü êðåïè è ñíèæàåì óñèëèÿ â àíêåðàõ (ñì. ï. 9.7).

Êðèâûå êîíâåðãåíöèè ñòåí âûðàáîòêè:

à - âûðàáîòêà ïîäêðåïëåíà àíêåðàìè; á - ïîäêðåïëåíèå íàáðûçã-áåòîíîì; â - ïîäêðåïëåíèå àíêåðàìè è íàáðûçã-áåòîíîì; Wïðåä - ïðåäåëüíàÿ êîíâåðãåíöèÿ äëÿ âûðàáîòêè, ïîäêðåïëåííîé àíêåðàìè è íàáðûçã-áåòîíîì; W - ïðåäåëüíàÿ êîíâåðãåíöèÿ äëÿ âûðàáîòêè, ïîäêðåïëåííîé àíêåðàìè

Ïðèëîæåíèå 10

ÏÐÈÌÅÐ ÐÀÑ×ÅÒÀ ÀÐÎ×ÍÎ-ÁÅÒÎÍÍÎÉ ÊÐÅÏÈ

Òðåáóåòñÿ ïðîâåðèòü ïðî÷íîñòü àðî÷íî-áåòîííîé êðåïè îäíîïóòíîãî æåëåçíîäîðîæíîãî òîííåëÿ ïðîëåò θ = 7,2 ì, âûñîòà 9,8 ì ñ òîëùèíîé áåòîíà 20 ñì ìàðêè 300 è àðêîé èç 1 ¹ 20 ñ øàãîì óñòàíîâêè 1 ì. Àðêè ñîïðèêàñàþòñÿ ñ áåòîíîì òîëüêî ïî íàðóæíîé ïîâåðõíîñòè. Êðåïîñòü f = 2, îáúåìíàÿ ìàññà γ = 2,5 ò/ì3, êîýôôèöèåíò îòïîðà 40 êã/ñì3.

Äëÿ êîìáèíèðîâàííîãî ñå÷åíèÿ (áåòîí + àðêà) âû÷èñëÿåì ïîëîæåíèå îñè ñå÷åíèÿ yo = 11,8 ñì (îò ïîðîäû), ïðèâåäåííóþ ïëîùàäü Fïð = 2190 ñì2 è ïðèâåäåííûé ìîìåíò èíåðöèè ñå÷åíèÿ Jïð = 1,52×105 ñì ïðè øèðèíå ñå÷åíèÿ 1 ì è îòíîøåíèè ìîäóëåé óïðóãîñòè ìàòåðèàëîâ n = 7.

Ðàñ÷åò íà åäèíè÷íûå çàãðóæåíèÿ âûïîëíÿåì ïî ïðîãðàììàì «RAK». Ó÷èòûâàÿ, ÷òî êîýôôèöèåíò îòïîðà â íåé óìåíüøàåòñÿ â 100 ðàç è îïîðíàÿ ïëîùàäêà äëÿ àðêè îïðåäåëÿåòñÿ ðàâíîé 1/2 âûñîòû ñå÷åíèÿ àðêè, äëÿ ìàøèííîãî ñ÷åòà çàäàåì K = 120000 êã/ñì3.

Äëÿ ïðîâåðêè ïðî÷íîñòè ñòðîèì äèàãðàììó ïðåäåëüíûõ óñèëèé â äàííîì ñå÷åíèè â îñÿõ «M-N», èçãèáàþùèå ìîìåíòû - íîðìàëüíûå ñèëû (ñì. ðèñóíîê). Çàòåì ïî ýïþðàì M è N, à òàêæå âåëè÷èíå ðàñ÷åòíîé íàãðóçêè (11,5 ò/ì2), ïîëó÷åííûì â ðàñ÷åòå, îïðåäåëÿåì ýêñöåíòðèñèòåòû â íàèáîëåå íàïðÿæåííûõ ñå÷åíèÿõ, âû÷èñëÿåì ðàñ÷åòíóþ íîðìàëüíóþ ñèëó è ñðàâíèâàåì ñ ïðåäåëüíîé ïðè äàííîì ýêñöåíòðèñèòåòå.

 íàøåì ñëó÷àå Mmax = 6150 êã/ñì ïðè N = 408 êã;  ñì. Äëÿ ýòîãî ýêñöåíòðèñèòåòà ïî äèàãðàììå «M-N» ïðåäåëüíàÿ íîðìàëüíàÿ ñèëà ñîñòàâëÿåò 122 ò. Ðàñ÷åòíàÿ íîðìàëüíàÿ ñèëà ñîñòàâëÿåò 47 ò. Çàïàñ ïî ïðî÷íîñòè . Äëÿ äðóãîãî ñå÷åíèÿ  ñì; Nïðåä = 162 ò; Nðàñ÷ = 46 ò; k = 3,5.

Äèàãðàììà ïðî÷íîñòè àðî÷íî-áåòîííîé êðåïè îäíîïóòíîãî òîííåëÿ (áåòîí 20 ñì, àðêà èç 1 ¹ 20):

1 - øàã àðîê - 1 ì; 2 - øàã àðîê - 1,5 ì

Ïðèëîæåíèå 11

ÏÐÈÌÅÐ Ó×ÅÒÀ ÍÀÁÐÛÇÃ-ÁÅÒÎÍÍÎÉ ÊÐÅÏÈ ÏÐÈ ÐÀÑ×ÅÒÅ ÏÎÑÒÎßÍÍÎÉ ÎÁÄÅËÊÈ

Ïðåäëàãàåòñÿ îáäåëêà âûðàáîòêè, îïèñàííîé â ïðèëîæåíèè 6, â âèäå äâóõ ñëîåâ íàáðûçã-áåòîíà - ïåðâè÷íîé, íàíåñåííîé âñëåä çà îáíàæåíèåì òîëùèíîé h1 = 5 ñì è âòîðè÷íîé, ñîîðóæåííîé ïîñëå ñòàáèëèçàöèè ñìåùåíèé h2 = 10 ñì. Ïðè ýòîì íàëè÷èå àíêåðîâ íå ó÷èòûâàåòñÿ, ÷òî èäåò «â çàïàñ» íàäåæíîñòè êðåïè.

Ïðè ó÷åòå íàëè÷èÿ íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè â ðàáîòå ïîñòîÿííîé îáäåëêè â çîíå ñåéñìè÷åñêîé àêòèâíîñòè íåîáõîäèìî ðóêîâîäñòâîâàòüñÿ «Èíñòðóêöèåé ïî ó÷åòó ñåéñìè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé» (ñì. ïðèëîæåíèå 2). Äëÿ ñåéñìè÷íîñòè â 7 áàëëîâ ó÷åò äàåò äîïîëíèòåëüíîå ê γH íàïðÿæåíèå σ∞ = 2,1 êãñ/ñì2, à äëÿ 8 áàëëîâ - 4 êãñ/ñì2, ÷òî äàåò äîïîëíèòåëüíûå íàïðÿæåíèÿ ñæàòèÿ â íàáðûçã-áåòîíå ñîîòâåòñòâåííî 9,9 êãñ/ñì2 è 19,8 êãñ/ñì2. Ïðè ýòîì íàïðÿæåíèÿ â ïåðâè÷íîé êðåïè - ïîêðûòèè èç íàáðûçã-áåòîíà (ñì. ïðèëîæåíèå 4) ðàâíû ñîîòâåòñòâåííî ïðè 7 áàëëàõ 93,9 êãñ/ñì2, à ïðè 8 áàëëàõ - 103,8 êãñ/ñì2, ÷òî óäîâëåòâîðÿåò óñëîâèÿì ïðî÷íîñòè. Íàïðÿæåíèÿ ðàñòÿæåíèÿ âî âòîðè÷íîé êðåïè ïðè 7 áàëëàõ 9,9 êãñ/ñì2 ìåíüøå ïðåäåëüíûõ (ñì. òàáë. 7), à ïðè 8 áàëëàõ 19,8 êãñ/ñì2 - áîëüøå, ÷òî ãîâîðèò î íåîáõîäèìîñòè äîïîëíèòåëüíûõ ìåðîïðèÿòèé ïî óñèëåíèþ êðåïè (ïîâûøåíèå ìàðêè íàáðûçã-áåòîíà, ïðèìåíåíèå àðìèðóþùåé ñåòêè).

ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ

Ïðåäèñëîâèå. 1

1. Îáùèå ïîëîæåíèÿ. 1

2. Âûáîð âèäà âðåìåííîé êðåïè. 3

3. Ðàñ÷åò àíêåðíîé êðåïè. 5

4. Ðàñ÷åò êðåïè èç íàáðûçã-áåòîíà. 10

5. Ðàñ÷åò àðî÷íîé êðåïè. 14

6. Ðàñ÷åò îïåðåæàþùèõ çàùèòíûõ ýêðàíîâ èç òðóá. 18

7. Âûáîð îïòèìàëüíûõ ïàðàìåòðîâ êîìáèíèðîâàííîé êðåïè. 20

8. Îïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ êðåïè ëáà çàáîÿ. 22

9. Èíæåíåðíàÿ îöåíêà è êîíòðîëü ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû êðåïëåíèÿ òîííåëüíûõ âûðàáîòîê. 23

10. Ó÷åò âðåìåííîé êðåïè ïðè ðàñ÷åòå òîííåëüíîé îáäåëêè. 26

Ïðèëîæåíèå 1 Ñâåäåíèÿ îá àëãîðèòìàõ è ïðîãðàììàõ ðàñ÷åòà êðåïè òîííåëüíûõ âûðàáîòîê. 28

Ïðèëîæåíèå 2 Îñíîâíûå ðóêîâîäÿùèå äîêóìåíòû ïî ïðîåêòèðîâàíèþ êðåïåé ïîäçåìíûõ âûðàáîòîê. 30

Ïðèëîæåíèå 3 Ïðèìåð âûáîðà âèäà êðåïè. 30

Ïðèëîæåíèå 4 Ïðèìåð ðàñ÷åòà àðî÷íîé êðåïè. 31

Ïðèëîæåíèå 5 Ïðèìåð ðàñ÷åòà àðî÷íî-àíêåðíîé êðåïè. 31

Ïðèëîæåíèå 6 Ïðèìåð ðàñ÷åòà àíêåð-íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè. 31

Ïðèëîæåíèå 7 Íîìîãðàììû äëÿ îïðåäåëåíèÿ îïòèìàëüíûõ ïàðàìåòðîâ êîìáèíèðîâàííîé êðåïè. 32

Ïðèëîæåíèå 8 Ïðèìåð ðàñ÷åòà îïòèìàëüíîé êîíñòðóêöèè àðî÷íî-íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè. 34

Ïðèëîæåíèå 9 Ïðèìåð îöåíêè ñîñòîÿíèÿ çàêðåïëåííîé âûðàáîòêè ïî äàííûì èçìåðåíèé. 35

Ïðèëîæåíèå 10 Ïðèìåð ðàñ÷åòà àðî÷íî-áåòîííîé êðåïè. 36

Ïðèëîæåíèå 11 Ïðèìåð ó÷åòà íàáðûçã-áåòîííîé êðåïè ïðè ðàñ÷åòå ïîñòîÿííîé îáäåëêè. 37

 

151

.

.