5.4.1.11 Толщину элементов обделки, порталов и рамп следует устанавливать расчетом. Элементы обделки и порталов должны иметь толщину не менее, мм:
своды и стены тоннельной обделки из монолитного бетона и железобетона | 200; |
то же, из монолитного бетона на выпуклостях в крепких скальных грунтах прочностью, превышающей прочность бетона не менее чем в 1,5 раза | 100; |
обделки набрызг-бетонные: | |
несущие | 100; |
облицовочные или на выпуклостях в крепких скальных грунтах | 50; |
блоки сплошного сечения сборной железобетонной обделки | 150; |
ребра и спинки тюбингов сборной железобетонной обделки | 100; |
порталы, оголовки и стены рамп: | |
железобетонные | 150; |
бетонные | 300; |
бутобетонные | 500. |
5.4.1.12 Минимальную толщину защитного слоя бетона до рабочей арматуры для сборных и монолитных железобетонных (кроме набрызг-бетонных) обделок толщиной менее 300 мм следует принимать по СП 63.13330. Толщину защитного слоя для обделок большей толщины и для набрызг-бетонных обделок следует принимать не менее величин, указанных в таблице 2.
Таблица 2 - Минимальная толщина защитного слоя бетона рабочей арматуры в тоннельных обделках
Обделка тоннеля | Толщина элементов, мм | Минимальная толщина защитного слоя, мм |
Сборная и монолитная | От 300 до 500 | 30 |
железобетонная | Свыше 500 | 40 |
Обделка, сооружаемая методом опускных секций | До 1000 | 30 |
Свыше 1000 | 60 | |
Набрызг-бетонная | Для любой толщины | 20 |
5.4.2 Материалы
5.4.2.1 Материалы для обделок и их гидроизоляции, внутренних строительных конструкций, а также отделочные материалы должны отвечать требованиям прочности, долговечности, пожарной безопасности, устойчивости к химической агрессивности грунтовых вод, другим видам агрессивного воздействия внешней среды, в том числе воздействию микроорганизмов, не выделять токсичных соединений в условиях строительства и эксплуатации сооружений, соответствовать требованиям нормативных документов.
5.4.2.2 Бетонные и железобетонные несущие конструкции следует предусматривать из тяжелых бетонов по ГОСТ 26633.
5.4.2.3 Классы бетона по прочности на сжатие для обделок, их элементов и внутренних бетонных и железобетонных конструкций следует принимать не ниже указанных в таблице 3.
Таблица 3 - Классы бетона по прочности на сжатие
Вид конструкции | Класс бетона, не ниже |
Высокоточные железобетонные блоки обделок из водонепроницаемого бетона для закрытого способа работ, предварительно напряженные железобетонные элементы конструкций | В40 |
Монолитные бетонные и фибробетонные обделки | В25 |
Железобетонные и набрызг-бетонные элементы обделок для закрытого способа работ | В30 |
Железобетонные элементы обделок для открытого способа работ (включая опускные цельносекционные), закрытого способа работ, несущих конструкций "стен в грунте" | В25 |
Железобетонные и бетонные монолитные несущие "стены в грунте", бетонные монолитно-прессованные обделки | В20 |
Порталы, оголовки, набрызг-бетонные обделки, "стены в грунте" для крепления котлованов, внутренние монолитные железобетонные конструкции, бетонные подготовки под гидроизоляцию | В15 |
Путевой бетонный слой верхнего строения пути, бетон внутренних конструкций | В15 |
Жесткое основание пути, бетонное основание под полы, бетон для водоотводящих и кабельных лотков | В15 |
5.4.2.4 Проектную марку бетона обделок и внутренних конструкций по морозостойкости в зонах знакопеременных температур принимать по таблице 4.
Таблица 4
Климатические условия со среднемесячной температурой наиболее холодного месяца, °С, по СП 131.13330 | Наземные конструкции на открытом воздухе | Подземные конструкции в зоне промерзания, контактирующие с грунтом | |||
контактирующие с водой | контактирующие с грунтом | без навеса | под навесом | ||
Умеренные, до минус 10 и выше | 200 | 150 | 100 | 100 | 100 |
Суровые, ниже минус 10 до минус 20 включительно | 300 | 200 | 150 | 100 | 150 |
Особо суровые, ниже минус 20 | 400 | 300 | 200 | 150 | 200 |
При отсутствии знакопеременных температур проектные марки бетона обделок по морозостойкости должны быть не ниже F100.
Для конструкций, контактирующих с сильноминерализованными водами с содержанием солей более 1% по массе, засоленными грунтами, растворами солей-антиобледенителей и подвергающихся циклическому замораживанию и оттаиванию, марку бетона по морозостойкости назначают и контролируют как для бетона дорожных покрытий по ГОСТ 10060.0.
5.4.2.5 Проектную марку бетона обделок по водонепроницаемости в зависимости от наличия гидроизоляции, условий строительства и эксплуатации следует принимать по таблице 5.
Таблица 5 - Марка бетона обделок и внутренних конструкций по водонепроницаемости
Степень агрессивного воздействия среды | Категория требований к трещиностойкости (над чертой) и предельно допустимая ширина продолжительного раскрытия трещин, мм (под чертой) конструкций, контактирующих с грунтом* | Толщина защитного слоя со стороны контакта с грунтом** (без гидроизоляции), мм | Марка бетона по водонепроницаемости, не менее | ||
в зоне обводнения без гидроизо-ляции | в зоне обводнения с гидроизоляцией и в необводненной зоне | в зоне обводнения без гидроизо-ляции | в зоне обводнения с гидроизо-ляцией и в необвод-ненной зоне | ||
Неагрессивная | 3/0,15 | 3/0,2 | 30 | W8 | W6 |
Слабоагрессивная | 3/0,10 | 3/0,15 | 30 | W8 | W6 |
Среднеагрессивная | 3/0,05 | 3/0,10 | 35 | W10 | W8 |
Сильноагрессивная | 3/0,05 | 2/0,10 | 35 | W12 | W8 |
* Распространяется на конструкции с арматурной сталью группы I по СП 28.13330. Арматура классов А400, А500 и А600, подвергаемая при изготовлении термомеханическому упрочнению, допускается к применению при условии подтверждения стойкости против коррозионного растрескивания испытаниями продолжительностью не менее 40 ч. ** При использовании набрызгбетона толщина защитного слоя может быть уменьшена на 10 мм. | |||||
5.4.2.6 Железобетонные обделки, возводимые в обводненных грунтах и не имеющие наружной или внутренней гидроизоляции, должны проектироваться из водонепроницаемого бетона с разработкой специального регламента на производство бетонных работ. Во всех остальных случаях бетоны для обделок должны иметь марку по водонепроницаемости не ниже W8.
5.4.2.7 Для армирования монолитных железобетонных и набрызг-бетонных конструкций используется горячекатаная сталь различных классов, механические характеристики которой принимаются согласно действующим нормативным документам. Допускается применение других арматурных сталей, полимерных, стальных, фибергласовых волокон в виде арматуры или фибры, имеющих соответствующие технические условия и сертификаты.
5.4.2.8 Прочностные характеристики чугуна тюбинговых обделок из серого литейного чугуна должны соответствовать ГОСТ 1412, из высокопрочного чугуна - ГОСТ 7293.
5.4.2.9 Нормативные и расчетные сопротивления проката для стальных конструкций и отливок из серого чугуна разных марок следует принимать по СП 16.13330.
5.4.2.10 Материалы для гидроизоляции обделок назначаются в соответствии с принятой системой водозащиты тоннельных сооружений, величиной гидростатического давления грунтовых вод на обделку, их агрессивности, других особенностей их воздействия на обделку, возможного диапазона температурных изменений и других особенностей работы тоннельной обделки в процессе эксплуатации сооружения.
5.4.2.11 В качестве материалов для шумозащитных и светозащитных экранов, конструкций лестничных маршей, кронштейнов кабельных линий и трубопроводов, стоек указателей следует отдавать предпочтение применению долговечных коррозионностойких армированных полимерных композитов с показателями пожарной опасности не выше чем КМ1.
5.4.2.12 Материалы для водоотводных устройств должны обладать высокой коррозионной стойкостью в соответствии с нормами на материалы и изделия, применяемые в наружной хозяйственно-бытовой и ливневой канализации. Трубы, колена, отстойники и другую арматуру водоотводной системы рекомендуется предусматривать по сортаменту изделий, применяемых в наружной канализации и для водоотвода.
5.4.2.13 Материалы для отделки тоннелей, рамп и порталов должны быть удобными в эксплуатации, допускающими промывку водой при давлении струи до 10 кг/см2, и не давать бликов.
5.4.2.14 В целях снижения электропотребления облицовку стен и потолков транспортных зон или их покрытия следует предусматривать светлыми матовыми материалами с коэффициентом отражения не менее 0,5.
5.4.2.15 Облицовку или покраску наружных поверхностей порталов и стен рамп следует предусматривать материалами темного матового цвета.
5.4.3 Общие конструктивные требования
5.4.3.1 Тоннели в зависимости от глубины заложения, инженерно-геологических условий, типа принятых конструкций обделки и способов сооружения могут приниматься однопутными либо двухпутными (для автодорожных тоннелей в зависимости от числа полос движения проезжей части), кругового, подковообразного или прямоугольного очертания.
5.4.3.2 Однопутные или двухпутные (для автодорожных тоннелей в зависимости от числа полос движения проезжей части) тоннели прямоугольного очертания рекомендуется применять при открытом способе производства работ, однопутные тоннели кругового и подковообразного очертания - при закрытом способе. Очертания стен и сводов при наличии бокового давления, пучения грунтов или гидростатического давления должны определяться расчетом. Следует обеспечивать силовое прижатие монтируемых колец обделки к грунту.
5.4.3.3 Устройство однослойных и двухслойных обделок из набрызг-бетона допускается в малообводненных и сухих грунтах в сочетании с арматурной сеткой, анкерами (железобетонными, клинощелевыми, сталеполимерными, полимерными, а также самозабуривающимися и водораспорными анкерами типа "Титан" и "Swelex") металлическими арками. В качестве набрызг-бетона может использоваться бетон с дисперсным армированием металлической или синтетической фиброй [35].
5.4.3.4 При раскрытии выработок в скальных грунтах по частям возможно применение обделок в виде свода переменной жесткости (с выносными пятами) из монолитного бетона, опирающегося одновременно на облегченные стены и на грунт.
5.4.3.5 Проектирование подземных конструкций, расположенных в сейсмических районах, следует выполнять в соответствии с [11].
5.4.4 Конструкции обделок тоннелей, сооружаемых открытым и полузакрытым способами
5.4.4.1 Для заглубленных тоннелей при соответствующем обосновании допускается применение односводчатых конструкций.
5.4.4.2 В проектах производства бетонных работ следует предусматривать разбивку отдельных элементов конструкций на блоки бетонирования. Размеры блоков бетонирования следует устанавливать в технологических регламентах в зависимости от пространственного положения элемента конструкции (лотковая часть, стены, перекрытия), его массивности и принятой технологии бетонирования на основе теплофизических расчетов.
5.4.4.3 Обделки тоннелей, сооружаемых открытым способом, должны иметь деформационные температурно-осадочные швы, расстояние между которыми следует принимать по расчету.
Конструкции швов должны предохранять гидроизоляцию от разрывов, обеспечивая водонепроницаемость обделки.
В местах значительного изменения типа конструкции, свойств грунтов в основании тоннеля или действующих на обделку нагрузок могут предусматриваться дополнительные деформационно-осадочные швы.
5.4.4.4 Элементы конструкций сборных железобетонных обделок должны отвечать требованиям удобства их изготовления, транспортирования и монтажа, надежности монтажных соединений и опираний. Лотковые перекрытия и лотковые днища допускается изготовлять из фибробетона [35, приложение 1.2].
5.4.5 Конструкции обделок тоннелей, сооружаемых закрытым способом
5.4.5.1 При сооружении тоннелей закрытым способом применяют обделки сводчатого или кругового очертания. Такие обделки используются для однопутных либо двухпутных тоннелей (для автодорожных тоннелей преимущественно двух и трех полос движения). При необходимости иметь четыре или большее число полос может рассматриваться целесообразность устройства двухсводчатой конструкции с общей средней опорой - стеной или системой колонн и прогонов.
5.4.5.2 Обделки сводчатого очертания применяются при сооружении тоннелей горным способом. Они могут быть как из монолитного бетона, железобетона, набрызг-бетона, так и сборных железобетонных элементов.
Форма стен и лотковой части обделки сводчатого очертания принимается в зависимости от величины бокового давления грунта и гидростатического давления.
5.4.5.3 Обделки кругового очертания возводят преимущественно из железобетонных блоков сплошного сечения при заводском их изготовлении.
Блоки изготавливают по техническим условиям.
Обделки из чугунных тюбингов применяют в обводненных грунтах.
5.4.5.4 Элементы сборных обделок при герметизации стыков между ними быстросхватывающими составами должны иметь по контуру фальцы, образующие в собранной обделке чеканочные канавки. При герметизации стыков упругими резиновыми прокладками или упругими прокладками из других материалов для лучшего их закрепления на боковых поверхностях элементов необходимо предусматривать пазы.