при глубине заложения более 45 м коэффициент K = H/45, где H – глубина заложения тоннеля от поверхности земли до низа тоннельной обделки, м;
при возможности уменьшения прочности грунта под влиянием поступающих подземных вод коэффициент K ≤1,3.
А.6 Высоту свода обрушения h над верхней точкой обделки в условиях сводообразования для скальных грунтов определять
а) для скальных грунтов, оказывающих вертикальное и горизонтальное давление, по формуле:
; (А.7)
б) для скальных грунтов, оказывающих только вертикальное давление, по формуле: , (А.8)
где R – предел прочности грунта на сжатие «в куске» (в образце), МПа;
– коэффициент, учитывающий влияние трещиноватости массива, принимаемый по таблице А.1 исходя из предела прочности грунта на сжатие «в куске», категории массива по степени трещиноватости, которая определяется в зависимости от трещинной пустотности, и густоты трещин (среднего расстояния между трещинами в наиболее развитой их системе) по таблице А.2 и дополнительных характеристик трещиноватости по СН 484-76 [40].
Таблица А.1
| Категория массива скальных грунтов по степени трещиноватости | Коэффициент при пределе прочности грунта «в куске» на сжатие | ||||
10 МПа | 20 МПа | 40 МПа | 80 МПа | 160 МПа | |
| 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 |
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.
А.7 Полученную по формулам А.7 и А.8 высоту свода обрушения скальных грунтов следует скорректировать, умножая ее значение на следующие коэффициенты:
- 1,2 – при притоке воды в выработку для случаев, когда трещины заполнены рыхлым или размокаемым глиноподобным материалом;
- 1,1 – при расположении трещин в наиболее развитой их системе под углом к оси тоннеля менее 45°;
- 0,8 – при проходке выработок без применения буровзрывных работ.
Таблица А.2
| 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 – от 0,3 до 1,0 | II | III | IV | V |
| Большая – от 1,0 до 3,0 | III | IV | V | V |
| Очень большая – более 3,0 | IV | \/ | V | V |
Примечания При определении трещинной пустотности рыхлый или глиноподобный материал заполнения трещин не учитывается. При большой и очень большой трещинной пустотности и одновременно хорошо выраженной расчлененности массива на блоки по степени трещиноватости его следует относить к V категории (раздробленным) вне зависимости от густоты трещин. В условиях ожидаемого полного нарушения сплошности скальных грунтов в результате интенсивного их расслоения (кливаж) грунты следует относить к V категории. При наличии поверхностей скольжения категорию грунта по степени трещиноватости следует повышать на одну ступень. При трещинах, залеченных частично твердым (кристаллическим) материалом, категорию грунта по степени трещиноватости следует понижать на одну ступень, а при полностью залеченных трещинах – принимать по I категории. | ||||
А.8 В случаях, когда в грунтовом массиве возможно развитие неблагоприятных для обделки процессов (проявления тектонической напряженности, пучение, ползучесть грунтов, карстовосуффозионные явления) или предполагается значительное изменение свойств или состояния грунтов в результате применения специальных способов производства работ, величины нагрузок на обделки следует устанавливать на основании дополнительных специальных исследований.
А.9 При высоте свода обрушения скального грунта менее 1/6 его пролета расчет подземных конструкций следует выполнять на воздействие вывалов. Вертикальную нагрузку, полученную из условия сводообразования, следует распределять по площади обделки, соответствующей 1/4 пролета выработки в наиболее невыгодном для работы положении.
А.10 Нормативное вертикальное горное давление в грунтах с коэффициентом крепости f≤4 при расстоянии от кровли выработки до дневной поверхности больше удвоенной высоты свода обрушения следует принимать равным весу грунтов в объеме, ограниченном сводом обрушения. При меньшем заглублении тоннеля горное давление принимается равным весу всей толщи грунта над ним.
А.11 Величину вертикальной нагрузки от горного давления на обделки параллельных близко расположенных тоннелей при возможности сводообразования в зависимости от размеров выработок, размеров и несущей способности целиков между ними, а также технологии производства работ следует определять:
- при условии образования самостоятельного свода обрушения над каждой выработкой – для каждой выработки в отдельности;
- при условии образования общего свода обрушения над выработками – как для выработки, пролет которой равен сумме пролетов всех выработок и ширины целиков между ними.
А.12 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/м следует определять по формуле: 
, (А.9)
, (А.9) где γ – нормативный объемный вес грунта, кН/м3;
– объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3;
ε – значение коэффициента пористости грунта.
Величину гидростатического давления следует принимать с учетом максимального и минимального уровня, который установится после окончания строительства.
А.13 Нагрузку от веса зданий, расположенных над тоннельным сооружением, следует принимать в зависимости от их этажности из условия: 10 кН/м2 на один этаж.
При расположении зданий и других наземных сооружений в пределах призмы обрушения грунта следует учитывать соответствующее увеличение горизонтальной нагрузки.
А.14 Нормативную горизонтальную нагрузку на обделки кругового очертания в глинистых грунтах текучей и пластичной консистенции, водонасыщенных грунтах, а также в грунтах, переходящих в условиях эксплуатации в разжиженное состояние, следует принимать не более 0,75 величины нормативной вертикальной нагрузки, определяемой в соответствии с весом вышележащей толщи грунтов.
А.15 Нормативную вертикальную нагрузку от собственного веса конструкций следует определять исходя из проектных размеров конструкций и удельного веса материалов.
А.16 Коэффициенты надежности на постоянные нагрузки при расчетах конструкций обделок по потере несущей способности следует принимать по таблице А.3.
Таблица А.3
Вид нагрузки | Коэффициент надежности |
| Вертикальная от давления грунта: | |
| от веса всей толщи грунта над тоннелем в природном залегании; | 1,1 (0,9) |
| от горного давления при сводообразовании для грунтов:скальныхглинистыхпесков и крупнообломочных от давления грунта при вывалах | 1,6 1,5 1,4 1,8 |
| Горизонтальная от давления грунта | 1,2 (0,8) |
| Гидростатическое давление | 1,1 (0,9) |
| Собственный вес конструкции: | |
| сборной железобетонной; | 1,1 (0,9) |
| монолитной бетонной и железобетонной; | 1,2 (0,8) |
| металлической; | 1,05 |
| изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев | 1,3 |
| Сохраняющиеся усилия от предварительного обжатия обделки и давления щитовых домкратов | 1,3 |
| Примечания Коэффициенты надежности принимаются по каждой строке одинаковыми в пределах сооружения.Коэффициент надежности в скобках принимать в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к более невыгодному нагружению обделки.При расчетах конструкций на прочность и устойчивость для стадии строительства коэффициенты надежности по постоянным нагрузкам принимаются равными 1. | |
А.17 Обделки тоннелей, заложенные ниже прогнозируемого уровня подземных вод, следует рассчитывать на всплытие на расчетные нагрузки по формуле:(А.10)
где ∑G – сумма всех постоянных вертикальных расчетных нагрузок с минимальными коэффициентами надежности по нагрузке, действующих на длину одного метра тоннеля, кН/м2;
А – площадь подошвы тоннеля на длину одного метра, м2;
h – расстояние от уровня грунтовых вод до низа тоннеля, м;
γ – удельный вес воды, равный 1 т/м3;
γ – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,2.
Приложение Б (обязательное) Определение усилий продавливания труб при микротоннелировании
Б.1 Усилие продавливания на прямолинейном участке складывается из усилий, необходимых для преодоления сопротивления продавливанию: начального сопротивления, трения о грунт, потерь от трения в элементах механизмов, сопротивления трению от статического давления трубы на грунт, адгезии между трубами и грунтом.
Примечание – Эти сопротивления могут изменяться в зависимости от инженерно-геологических условий, глу-
бины заложения и методов продавливания.
Б.2 Для гидравлического и грунтового пригруза забоя определение усилия продавливания труб
P, кН, следует рассчитывать по формуле:
P = P0 + P1 , (Б.1)
где P – начальное сопротивление, кН;
P – усилие сопротивления трения и сцепления по боковой поверхности обделки, кН. Б.3 Начальное сопротивление P , кН, определяется по формуле: