Ведомственные строительные нормы ВСН 146-68/Минтрансстрой СССР "Технические указания по возведению монолитно-прессованных бетонных обделок тоннелей при щитовой проходке" (утв. приказом Технического управления Минтрансстроя СССР от 28 августа 1968 г. N 35) стр. 8

Расчет величины сопротивления движению щита от защемления его хвостовой части прессуемой бетонной смесью

Наибольшая величина давления, развиваемого щитовыми домкратами на бетонную смесь ( ), зависит от суммарной величины сопротивления перемещению щита

, (1)

где - площадь зазора между опалубкой и оболочкой щита, ;

- лобовое сопротивление перемещению щита, кг;

- сопротивление от трения щита по породе, кг;

- сопротивление от защемления хвостовой части щита прессуемой бетонной смесью, кг.

Это уравнение, выражающее условие начала движения щита, непосредственно не позволяет отыскать даже при известных и , так как имеет функциональную связь с .

Следовательно, при проектировании технологии возведения монолитно-прессованной тоннельной обделки при щитовой проходке наибольшая величина давления на бетонную смесь является искомой величиной и в каждом конкретном случае определяется следующим расчетом.

Функциональная связь с выражается зависимостью

, (2)

где - среднее давление по расчетной ширине ( ) бетонируемого кольца обделки в скелете* бетонной смеси по истечении действия I ступени давления при обжатии ее единичным давлением;

- коэффициент бокового распора скелета бетонной смеси;

f = 0,5 - коэффициент трения скелета бетонной смеси по стали;

- наружный диаметр оболочки щита, см;

- толщина оболочки щита, см;

- расчетная ширина кольца бетонирования, равная , где В и определяются в соответствии с пп. 4.12 и 4.14 (см. рис. 1) настоящих Технических указаний.

Примечание. В случае применения скользящей опалубки, передвигаемой щитом, выражение в формуле (2) следует заменить выражением , где - наружный диаметр опалубки.

Неизвестная величина определяется по таблицам приложения, рассчитанным с помощью электронно-счетной машины БЭСМ-2м на основании формулы

,

; ;

,

где - осевое давление в скелете бетонной смеси в сечении, удаленном от конца бетонируемого кольца на величину z, кг;

- единичное осевое прессующее давление, кг;

- средний коэффициент пористости прессуемой бетонной смеси;

- коэффициент фильтрации бетонной смеси, см/мин;

- коэффициент сжимаемости бетонной смеси, ;

t - время в мин от начала прессования до рассматриваемого момента;

n = 1, 3, 5 + - числовая последовательность;

e - основание натуральных логарифмов;

- объемный вес воды, .

Величина дана в зависимости от диаметра щита, толщины обделки тоннеля, расчетной ширины бетонируемого кольца и времени от начала прессования до конца действия I ступени давления. Согласно п. 5.13. настоящих Технических указаний величина давления I ступени рекомендуется в пределах 3-5 , а ее длительность - от 3 до 6 мин.

Примечание. Длительность I ступени давления, рекомендованная в п. 5.13 настоящих Технических указаний, выбрана из условия законченности процесса уплотнения бетонной смеси на 40%:

,

где - среднее давление по расчетной ширине кольца бетонирования в скелете бетонной смеси при полностью законченном ее уплотнении (100%).

Величина определяется по таблицам при мин.

Конечная формула для определения имеет вид

. (3)

Величина сопротивления продвижению щита от защемления его хвостовой части прессуемой бетонной смесью определяется по формуле (2) на основании рассчитанного по формуле (3) давления .

Пример

Исходные данные

Наружный диаметр щита , см	580
Толщина обделки S, см	35
Толщина оболочки щита , см	4
Расчетная ширина кольца бетонирования , см	65
Лобовые сопротивления продвижению щита , кг	600000
Сопротивление от трения щита по породе , кг	700000
Продолжительность I ступени давления , мин	6

1. По табл. 13 определяем при мин:

.

2. По формуле (3) находим :

.

3. По формуле (2) определяем :

кг.

Таблица 1

Значение функции при см и см