СП 122.13330.2012 Тоннели железнодорожные и автодорожные. Актуализированная редакция СНиП 32-04-97 (с Изменением N 1) стр. 13

  1. Документы
  2. Своды правил (СП)
5.5.2.3 Величины вертикальных и горизонтальных нормативных нагрузок на обделки тоннелей, сооружаемых закрытым способом, следует определять на основании результатов инженерно-геологических изысканий и накопленных экспериментальных данных о нагрузках, полученных при измерениях в аналогичных условиях строительства, с учетом возможности образования в грунтах самонесущего свода, когда   (рисунок 1).
382 × 272 пикс.     Открыть в новом окне
Рисунок 1 - Схема для расчета высоты свода обрушения
В особо сложных условиях строительства проектом должно быть предусмотрено проведение наблюдений за изменением напряженно-деформированного состояния обделки тоннеля (мониторинг) в процессе строительства, а при необходимости и в начальный период его эксплуатации.
5.5.2.4 В неустойчивых грунтах, в которых сводообразование невозможно (водонасыщенные несвязные и слабые глинистые грунты), нагрузки следует принимать с учетом давления всей толщи грунтов над тоннельным сооружением. Нормативные вертикальную и горизонтальную нагрузки qн и pн, кН/м2, определяют в таких случаях по формулам:
, (5.1)
, (5.2)
где Yi - нормативный удельный вес грунта соответствующего слоя напластования, кН/м3; 
Hi - толщина соответствующего слоя напластования, м; 
n - число слоев напластований; 
φк - кажущийся угол внутреннего трения грунтового массива в пределах сечения тоннельной обделки, градус, принимаемый по опытным данным или определяемый по формуле  , где f - коэффициент крепости.
Такие же нагрузки принимают и при наличии сводообразования, если расстояние от вершины свода обрушения до земной поверхности или до контакта с неустойчивыми грунтами меньше высоты свода обрушения.
5.5.2.5 Нормативные равномерно распределенные нагрузки: вертикальную qн и горизонтальную рн, кН/м2, в условиях сводообразования определяют по формулам:
, (5.3)
225 × 25 пикс.     Открыть в новом окне
, (5.4)
где h1 - высота свода обрушения над верхней точкой обделки, м (рисунок 1); 
γ - нормативный удельный вес грунта, кН/м3; 
h - высота выработки, м; 
5.5.2.6 Высоту свода обрушения h1 над верхней точкой обделки в условиях сводообразования (см. рисунок 1) для нескальных необводненных грунтов определяют по формуле
, (5.5)
где L - величина пролета свода обрушения, определяемая по формуле
; (5.6)
f - коэффициент крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова, принимаемый на основании геологических изысканий; 
b - величина пролета выработки, м.
а) высоту свода обрушения h1 над верхней точкой обделки для тоннелей, сооружаемых в глинистых грунтах на глубине более 45 м, принимают с коэффициентом,  , где H - глубина заложения тоннеля от поверхности земли до низа тоннельной обделки, м;
б) при заложении тоннелей в глинистых грунтах, прочность которых уменьшается под влиянием поступающих подземных вод, высоту свода обрушения h1 увеличивают до 30%.
Коэффициенты, определенные в перечислениях а) и б), не суммируются. В расчетах принимается большее из двух значений высоты свода обрушения h1.
5.5.2.7 Высоту свода обрушения h1 над верхней точкой обделки в условиях сводообразования для скальных грунтов определяют по формулам:
а) для скальных грунтов, оказывающих вертикальное и горизонтальное давление:
, (5.7)
б) для скальных грунтов, оказывающих только вертикальное давление:
, (5.8)
где R - предел прочности грунта на сжатие "в куске" (образце), МПа;
α - коэффициент, учитывающий влияние трещиноватости массива, принимаемый по таблице 6 исходя из предела прочности грунта на сжатие "в куске" и категории массива по степени трещиноватости, которая определяется в зависимости от трещинной пустотности и густоты трещин (среднего расстояния между трещинами наиболее развитой их системы) по таблице 7 и дополнительных характеристик трещиноватости по [14].
Таблица 6
Категория массива скальных грунтов по степени трещиноватости
Коэффициент α при пределе прочности грунта "в куске" на сжатие, МПа 
10
20
40
80
160
I - практически нетрещиноватые
1,7
1,4
1,2
1,1
1,0
II - малотрещиноватые
1,4
1,2
1,0
0,9
0,8
III - среднетрещиноватые
1,2
0,9
0,7
0,6
0,5
IV - сильнотрещиноватые
0,9
0,7
0,5
0,4
0,3
V - раздробленные (разборная скала)
0,7
0,4
0,3
0,2
0,1
Таблица 7
Трещинная пустотность, %
Категория грунтов при густоте трещин, м
очень редкой (более 1,0)
редкой (1,0-0,3)
густой (0,3-0,1)
очень густой (менее 0,1)
Малая - менее 0,3
I
II
III
IV
Средняя - 0,3-1,0
II
III
IV
IV
Большая - 1,0-3,0
III
IV
V
V
Очень большая - более 3,0
IV
V
V
V
Примечания
1 При определении трещинной пустотности рыхлый или глиноподобный материал заполнения трещин не учитывается.
2 При большой и очень большой трещинной пустотности и одновременно хорошо выраженной расчлененности массива на блоки по степени трещиноватости его следует относить к категории V (раздробленным) вне зависимости от густоты трещин.
3 В условиях ожидаемого полного нарушения сплошности скальных грунтов в результате интенсивного их расслоения (кливаж) грунты следует относить к категории V.
4 При наличии поверхностей скольжения категорию грунта по степени трещиноватости следует повышать на одну ступень.
5 При трещинах, залеченных частично твердым (кристаллическим) материалом, категорию грунта по степени трещиноватости следует понижать на одну ступень, а при полностью залеченных трещинах - принимать по категории I.
Наличие горизонтального давления скального грунта устанавливается по опыту строительства в аналогичных условиях. При отсутствии аналогов расчет обделки следует выполнять в двух вариантах: при наличии горизонтального давления и без него.
5.5.2.8 Полученную по формулам, приведенным в 5.5.2.7, высоту свода обрушения скальных грунтов корректируют умножением ее на коэффициенты, учитывающие влияние следующих факторов:
а) приток воды в выработку для случаев, когда трещины заполнены рыхлым или размокаемым глиноподобным материалом, - 1,2;
б) расположение трещин наиболее развитой их системы под углом к оси тоннеля менее 45° - 1,1;
в) проходка выработок без применения буровзрывных работ - 0,8.
5.5.2.9 В случаях, когда в грунтовом массиве возможно развитие неблагоприятных для обделки процессов (проявления тектонической напряженности, пучение, ползучесть грунтов, карстово-суффозионные явления) или предполагается значительное изменение свойств или состояния грунтов в результате применения специальных способов производства работ, величины нагрузок на обделки следует устанавливать на основании специальных исследований.
5.5.2.10 При высоте свода обрушения скального грунта менее 1/6 его пролета расчет подземных конструкций следует выполнять на воздействие вывалов. Вертикальную нагрузку интенсивностью, полученной из условия сводообразования, распределяют по площади, соответствующей 1/4 пролета выработки в наиболее невыгодном для работы обделки положении.
5.5.2.11 Нормативное вертикальное горное давление в грунтах с f 4 при расстоянии от кровли выработки до дневной поверхности больше удвоенной высоты свода обрушения следует принимать равным массе грунтов в объеме, ограниченном сводом обрушения. При меньшем заглублении тоннеля горное давление принимается равным весу всей толщи грунта над ним.
5.5.2.12 Величину вертикальной нагрузки от горного давления на обделки параллельных близко расположенных тоннелей при возможности сводообразования определяют в зависимости от размеров выработок, размеров и несущей способности целиков между ними, а также от технологии производства работ:
а) при условии образования самостоятельного свода обрушения над каждой выработкой - для каждой выработки в отдельности;
б) при условии образования общего свода обрушения над выработками - как для выработки, пролет которой равен сумме пролетов всех выработок и ширины целиков между ними.
5.5.2.13 Значение нормативной нагрузки на обделку тоннеля в водонасыщенных несвязных грунтах, содержащих свободную воду, следует принимать в виде совместного действия гидростатического давления воды и давления грунта во взвешенном состоянии. При этом нормативный объемный вес взвешенного в воде грунта γвзв, кН/м3, определяют по формуле