Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Тоннели и метрополитены arrow ВСН 126-90 Крепление выработок набрызгбетоном и анкерами при строительстве транспортных тоннелей и м  
22.01.2018
    
ВСН 126-90 Крепление выработок набрызгбетоном и анкерами при строительстве транспортных тоннелей и м

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

КРЕПЛЕНИЕ ВЫРАБОТОК
НАБРЫЗГ-БЕТОНОМ И АНКЕРАМИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ И МЕТРОПОЛИТЕНОВ

НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

ВСН 126-90

Минтрансстрой СССР

Москва 1991

Разработаны ВНИИ транспортного строительства Минтрансстроя СССР, ЛИИЖТом, МПС СССР. Руководитель темы д-р техн. наук В. Е. Меркин; ответственные исполнители: канд. техн. наук В. М. Смолянский, инж. И. В. Гиренко, канд. техн. наук Н. С. Четыркин, д-ра техн. наук Д. Т. Голицинский, А. Е. Шейкин.

Внесены ВНИИ транспортного строительства Минтрансстроя СССР.

Подготовлены к утверждению Главтехнормированием Госстроя СССР Ю. А. Кузьмичем.

С введением в действие ВСН 126-90 «Крепление выработок набрызгбетоном и анкерами при строительстве транспортных тоннелей и метрополитенов. Нормы проектирования и производства работ» утрачивают силу ВСН 126-78 «Инструкция по применению анкеров и набрызгбетона в качестве временной крепи выработок транспортных тоннелей».

Согласовано с Госстроем СССР 25 июня 1990 г. № 7-524.

Содержание

 TOC o "1-3" h z ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АНКЕРОВ И НАБРЫЗГБЕТОНА. ВЫБОР ВИДА И КОНСТРУКЦИИ КРЕПИ

3. НАБРЫЗГБЕТОННАЯ КРЕПЬ

Материалы, подбор состава смеси и технология крепления набрызгбетоном

Расчет набрызгбетонных конструкций

Расчет набрызгбетонного покрытия как несущей конструкции

Организация работ

Обеспечение и контроль качества набрызгбетонного покрытия

4. АНКЕРНАЯ КРЕПЬ

Конструкции и материалы анкеров

Расчет анкеров и составление паспорта

Технология установки анкерной крепи

Испытания анкеров на прочность закрепления. Контроль качества при возведении анкерной крепи

5. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ КРЕПИ

7. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Приложение 1 Рекомендуемое РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОМУ ВЫБОРУ КОНСТРУКЦИИ КРЕПИ

Приложение 2 Справочное КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ ПО М. М. ПРОТОДЬЯКОНОВУ

Приложение 3 Рекомендуемое МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ КОНТУРНОГО ВЗРЫВАНИЯ И УСТРАНЕНИЯ СВЕРХНОРМАТИВНОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПОРОДЫ ПРИ ПРОХОДКЕ ТОННЕЛЕЙ

Приложение 4 Рекомендуемое ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЯЖУЩИХ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ НАБРЫЗГБЕТОНИРОВАНИЯ

Приложение 5 Рекомендуемое ВИДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА ДОБАВОК

Приложение 6 Обязательное ТРЕБОВАНИЯ К ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ НАБРЫЗГБЕТОНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

Приложение 7 Рекомендуемое МЕТОДИКА ПОДБОРА СОСТАВА СУХОЙ СМЕСИ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМА НАНЕСЕНИЯ, РАСХОДА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 1 м3 НАБРЫЗГБЕТОНА

Приложение 8 Рекомендуемое МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ИЗ НАБРЫЗГБЕТОНА

Приложение 9 Обязательное ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

Приложение 10 Справочное СВЕДЕНИЯ ОБ АЛГОРИТМАХ И ПРОГРАММАХ РАСЧЕТА КРЕПИ ТОННЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Приложение 11 Обязательное ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО КОЭФФИЦИЕНТА КРЕПОСТИ fкp.p, СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ ДЛЯ РАСЧЕТОВ НАБРЫЗГБЕТОННЫХ И АНКЕРНЫХ КРЕПЕЙ

Приложение 12 Рекомендуемое ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫБОРА СПОСОБА НАНЕСЕНИЯ НАБРЫЗГБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ОБВОДНЕННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ. ТРЕБОВАНИЯ К ВЯЖУЩИМ

Приложение 13 Справочное ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАБРЫЗГБЕТОННЫХ РАБОТ

Приложение 14 Рекомендуемое ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ НАБРЫЗГБЕТОННОЙ КРЕПИ

Приложение 15 Обязательное ФОРМЫ ЖУРНАЛОВ ОПЕРАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ НАБРЫЗГБЕТОННОЙ КРЕПИ И ОБДЕЛКИ

Приложение 16 Рекомендуемое УСКОРЕННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ НАБРЫЗГБЕТОНА

Приложение 17 Справочное ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯГАЕМЫЕ АНКЕРЫ

Приложение 18 Обязательное ФОРМА ЖУРНАЛА ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ АНКЕРОВ

Приложение 19 Рекомендуемое МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ АНКЕР-НАБРЫЗГБЕТОННОЙ КРЕПИ

Приложение 20 Рекомендуемое ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ АРОЧНО-НАБРЫЗГБЕТОННОЙ ОБДЕЛКИ

Приложение 21 Справочное РАСЧЕТ АРОЧНОЙ КРЕПИ

Приложение 22 Справочное РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРАНЕНИЮ ВОЗМОЖНЫХ ДЕФЕКТОВ В ОБДЕЛКЕ ИЗ НАБРЫЗГБЕТОНА

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие Нормы разработаны в дополнение к главам СНиП по проектированию (СНиП II-44-78 «Тоннели железнодорожные и автодорожные» и СНиП II-40-80 «Метрополитены») и строительству тоннелей и метрополитенов (СНиП III-44-77 «Тоннели железнодорожные, автодорожные и гидротехнические. Метрополитены») на основе обобщения передового отечественного и зарубежного опыта применения анкеров и набрызгбетона для крепления подземных выработок.

Нормы содержат: необходимые указания для выбора вида временных и постоянных конструкций крепи из набрызгбетона и анкеров, а также комбинированных конструкций; расчетные положения для определения их параметров; требования к материалам конструкций, технологии и организации работ по их возведению, включая методики контроля качества и оценки состояния закрепленных выработок.

Нормы включают переработанные материалы действующих ведомственных строительных норм (ВСН 126-78) а также результаты исследований, проведенных за последние десять лет ЦНИИСом, СибЦНИИСом, СКТБ Главтоннельметростроя, МИИТом, ЛИИЖТом и другими организациями.

Нормы разработаны д-ром техн. наук В. Е. Меркиным инж. И. В. Гиренко, кандидатами техн. наук В. М Смолянским, Д. И. Колиным, В. М. Кононовым, инженерами А. В. Бурнштейном, Л. А. Воробьёвым, Э. Г. Кобиашвили (ЦНИИС), канд. техн. наук Г. Ф. Петровым (СибЦНИИС), инж. В. В. Филатовым, кандидатами техн. наук Б. А. Виттенбергом, Н. С. Четыркиным (СКТБ Главтоннельметростроя), докторами техн. наук Д. М. Голицинским (ЛИИЖТ) A. Е. Шейкиным, канд. техн. наук Л. М. Добшицем (МИИТ)/

Зам. директора института Г. Д. ХАСХАЧИХ

Министерство транспортного строительства СССР

Ведомственные строительные нормы

ВСН-126-90

Крепление выработок набрызгбетоном и анкерами при строительстве транспортных тоннелей и метрополитенов.
Нормы проектирования и производства работ

Взамен
ВСН 126-78

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Требования настоящих Норм должны соблюдаться при проектировании и возведении конструкций крепления из набрызгбетона, анкеров, арок или их комбинаций в выработках метрополитена, железнодорожных и автодорожных тоннелей.

Нормы предназначены для организаций Министерства транспортного строительства СССР, осуществляющих проектирование и строительство тоннелей, а также других министерств и ведомств, проводящих приемку этих сооружений.

1.2. Нормы разработаны в соответствии с требованиями СНиП II-40-80; СНиП III-44-77; СНиП 2.05.05 и «Правил безопасности и производственной санитарии при строительстве метрополитенов и тоннелей» и других действующих нормативных документов, а также в соответствии с аналогичными требованиями для расчета, установленными главами СНиП по проектированию тоннелей и метрополитенов.

1.3. Работы по возведению рассматриваемых в настоящих Нормах крепей должны выполняться в соответствии с проектами организации строительства и проектами производства работ, разработанными и утвержденными в установленном порядке.

1.4. При выборе способа проходки предпочтение следует отдавать комбайновому способу, как обеспечивающему минимальную шероховатость контура выработки и минимальное нарушение массива.

1.5. При буровзрывном способе ведения работ применение анкеров и набрызгбетона следует сочетать с контурным (гладким) взрыванием, обеспечивающим повышение точности обработки поверхности и устойчивости выработки.

1.6. При возведении крепей с применением анкеров и набрызгбетона следует стремиться к максимальной механизации и автоматизации крепежных процессов и операций уделяя особое внимание технологической надежности применяемых проходческих комплексов.

Внесены Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИСом)

Утверждены указанием Минтрансстроя СССР
от 18.07.90 № Св-519

Срок введения в действие
1 января 1991 г.

1.7. Возведение крепи должно выполняться только на основании паспорта крепления подземной выработки, составляемого в соответствии с требованиями настоящих Норм на основании рабочих чертежей и результатов предварительных испытаний.

Паспорт крепления утверждается главным инженером строительной организации. Технический персонал строительной организации обязан вести систематический контроль за соблюдением паспорта крепления, состоянием выработок, закрепленных анкерами, арками, набрызгбетоном и их комбинациями. При изменении инженерно-геологических условий паспорт крепления подлежит корректировке.

1.8. При использовании анкеров, арок и набрызгбетона в постоянных конструкциях в технической документации должны быть указаны меры по обеспечению их долговечности: омоноличивание металлических стержней анкеров и арок; снижение концентрации химических добавок до норм установленных для постоянных конструкций по условиям предотвращения коррозии; применение металлических сеток или дисперсной арматуры.

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АНКЕРОВ И НАБРЫЗГБЕТОНА. ВЫБОР ВИДА И КОНСТРУКЦИИ КРЕПИ

2.1. Анкерную и набрызгбетонную крепи, а также их комбинации в виде анкер-набрызгбетонной, арочно-набрызгбетонной и анкер-набрызгбетонарочной крепей разрешается применять в горизонтальных и наклонных тоннельных выработках всех видов, проходимых в сухих и слабообводненных массивах (грунтах влажных, капежах) не ниже средней устойчивости (расчетное допустимое время технологического использования незакрепленного обнажения пород до 10 сут), сложенных породами с сопротивлением одноосному сжатию «в массиве» (по СНиП 2.05.05) не менее 30 МПа.

2.2. Применение анкеров и набрызгбетона для крепления выработок в слабоустойчивых массивах (расчетное допустимое время технологического использования неподкрепленного обнажения пород не менее 1 сут) самостоятельно или в сочетании с арками (комбинированная анкер-набрызгбетон-арочная крепь, обязательно с металлической сеткой) разрешается только при наличии инженерного обоснования-подтверждение опытными работами в условиях строительства или на других объектах в аналогичных условиях с учетом применяемой технологии, имеющегося оборудования и квалификации проходчиков.

Применение анкеров и набрызгбетона как самостоятельной крепи или как составной части арочной (рамной) системы крепления (межрамная затяжка) в неустойчивых массивах (расчетное время неподкрепленного обнажения менее 1 сут) и зонах тектонических нарушений разрешается только при получении положительных результатов опытной проверки в условиях строительства.

2.3. Во всех случаях применения набрызгбетонной крепи должно обеспечиваться сцепление набрызгбетона с грунтом не менее сопротивления самого грунта на растяжение «в куске» для слабых и сильнотрещиноватых пород и не менее 0,5 МПа для крепких скальных.

2.4. Выбор крепи предпочтительнее осуществлять в два этапа - сначала ориентировочно выбирают вид крепи (варианты), который может быть технологически осуществлен в данных условиях строительства, а затем уточняют конструкцию и параметры крепи по совокупности инженерно-геологических и технологических факторов.

2.5. В общем случае проектирование крепи с применением анкеров и набрызгбетона должно включать выбор (назначение) следующих параметров: длины анкеров, шага крепления, диаметра штанг, количества слоев набрызгбетона, его класса.

Для предварительного (ориентировочного) выбора типа крепи в зависимости от инженерно-геологических условий и размеров выработки можно пользоваться данными приложения 1.

При возведении набрызгбетонной крепи (обделки) в выработках, проходимых буровзрывным способом, следует обеспечивать допустимую шероховатость поверхности породного обнажения. Критериями допустимой шероховатости являются отношение У суммарной длины отпечатков (следов) шпуров к суммарной длине всех контурных шпуров и высота hk неровностей (выступов впадин) между отпечатками шпуров:

Y = 4,83 Т + 0,52 f + 30,29 %;

hk £ 1,08 T + 0,06 f + 13,23 см,

где Т - категория трещиноватости скального массива по классификации Межведомственной комиссии по взрывному делу; f - коэффициент крепости по М. М. Протодьяконову (приложение 2).

Необходимое качество поверхности контура тоннеля можно обеспечить путем применения контурного взрывания. Методика расчета параметров контурного взрывания, критерии состояния поверхности контура и методы устранения сверхнормативной шероховатости поверхности при набрызгбетонировании приведены в приложении 3.

2.7. Окончательные параметры конструкции крепи тоннеля (толщину набрызгбетонного покрытия, длину анкеров и т.д.) следует устанавливать расчетом согласно требованиям глав 3 и 4 настоящих Норм.

2.8. Выбор оптимального варианта конструкций комбинированной крепи рекомендуется производить на основе технико-экономического сравнения в соответствии с указаниями п. 2.5.

2.9. При применении анкеров и набрызгбетона в вечномерзлых грунтах должны быть обеспечены:

надежное закрепление анкеров и сцепление набрызгбетонного покрытия с породой при температуре породного массива;

достаточная несущая способность крепи и сохранение ее работоспособности при возможном оттаивании мерзлоты.

Указанным требованиям отвечают, прежде всего, клинощелевые и распорные анкеры, закрепляемые в массиве (в случае перехода приконтурного слоя пород в неустойчивое состояние при оттаивании) за пределами зоны оттаивания пород.

Применение железобетонных анкеров, анкеров на пласторастворах и набрызгбетона допускается при создании условий для нормального твердения омоноличивающих растворов и бетона покрытий путем введения противоморозных добавок, искусственного подогрева и т.д.

3. НАБРЫЗГБЕТОННАЯ КРЕПЬ

Материалы, подбор состава смеси и технология крепления набрызгбетоном

3.1. Конструкции крепи из набрызгбетона могут выполняться в зависимости от условий применения в виде неармированного или армированного металлической сеткой фибрами покрытия как самостоятельной конструкции так и в сочетании с анкерами или арками.

3.2. Для устройства набрызгбетонного покрытия должны применяться конструкционные бетоны, соответствующие ГОСТ 25192-82, в том числе тяжелый и легкий плотной структуры следующих классов и марок, определяемых в 28-суточном возрасте:

1. Классы бетона по прочности на сжатие:

тяжелый ...................В25; В30; В35; В40; В45

мелкозернистый.............  В25; В30; В35

легкий бетон при марках по

средней плотности Д1600 -

Д2000.....................   В25; В30; В35; В40

2. Классы бетона по прочности на                     Вt = 1,6; Вt = 2; Вt = 2,4;

осевое растяжение...........            Вt = 2,8; Вt = 3,2

3. Марки по морозостойкости.....          F100; F150; F'200; F300

4. Марки по водонепроницаемости .                 W4; W6; W8

3.3. Для приготовления набрызгбетонных смесей следует применять цементы, заполнители и добавки по стандартам и техническим условиям на материалы конкретных видов в соответствии с ГОСТ 26633-85.

3.4. В зависимости от требуемого класса набрызгбетона по прочности на сжатие марку цемента следует назначать по табл.1.

Таблица 1

Класс набрызгбетона

Марка цемента

рекомендуемая

допускаемая

В25

400

500

В30

500

400, 600

В35

500

400, 600

В40

550

600

В45

600

550

3.5. В качестве вяжущего необходимо применять портландцемент, в том числе бездобавочный и с минеральными добавками по ГОСТ 10178-85 и ГОСТ 23464-85.

3.6. При агрессивных воздействиях на набрызгбетонные конструкции при напоре воды до 0,1 МПа в процессе эксплуатации цемент, мелкий и крупный заполнители выбирают в соответствии со СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

3.7. Для быстрого закрепления выработки (особенно при обводнении ее поверхности), а также для создания набрызгбетонного покрытия толщиной 20-30 см при использовании обычного (не специального) цемента в состав смеси должны быть введены добавки-ускорители схватывания и твердения.

3.8. Вид вяжущего и химических добавок для технологической крепи выбирают в зависимости от требований, предъявляемых к набрызгбетону, определяемых характеристикой грунтов, их устойчивостью, обводненностью, температурой и наличием агрессивных сред (приложения 4, 5, 6).

3.9. Для получения проектных марок набрызгбетона по морозостойкости и водонепроницаемости рекомендуется применять цементы с содержанием С3А £ 7% и С3А + С4АF £ 20%.

3.10. Каждая новая партия цемента, поступающая на строительство и используемая для набрызгбетона, должна испытываться на активность, нормальную густоту и сроки схватывания в соответствии с требованиями ГОСТ 310.1-76*, ГОСТ 310.4-81*, ГОСТ 310.2-76*, ГОСТ 310.3-76*, ГОСТ 310.5-88, ГОСТ 310.6-85.

3.11. Для обеспечения класса набрызгбетона на осевое растяжение Bt 1,6 и выше рекомендуется вводить в смесь фибры-стальные волокна длиной до 32 м и диаметром до 0,5 мм в количестве до 6 % от массы смеси.

3.12. В качестве мелкого заполнителя для набрызгбетона следует использовать плотный песок, удовлетворяющий ГОСТ 8736-85 и имеющий следующие характеристики:

модуль крупности - не менее 2 (использование песка с модулем крупности менее 2 допускается при специальном экспериментальном обосновании);

относительная влажность-до 7%;

предельное содержание глинистых частиц-до 0,5%;

содержание зерен фракции меньше 0,14 мм-до 10%;

предельное содержание фракций крупнее 10 мм - не более 5%.

Допускается применение пористого песка, отвечающего требованиям ГОСТ 9759-83.

3.13. В качестве крупного заполнителя для набрызгбетона следует применять щебень или щебень из гравия, удовлетворяющий ГОСТ 8267-82, ГОСТ 8269-87, ГОСТ 9757-83, ГОСТ 10260-82.

3.14. Максимальный размер крупных частиц заполнителей следует назначать с учетом технических характеристик применяемых набрызгбетон-машин и толщины набрызгбетонного покрытия, но не более 25 мм, причем в покрытиях толщиной до 5 см максимальный размер зерен крупного заполнителя не должен превышать 10 мм, а в покрытиях толщиной от 5 до 10 см - не более 15 мм. Совмещенные кривые гранулометрического состава заполнителей для этих случаев должны укладываться в зону графиков на рис. 1.

Рис. 1. Гранулометрический состав заполнителей с максимальными размерами зерен 25 мм (а), 15 мм (б) и 20 мм (в):

——— средние значения; — — — предельные значения

3.15. Вода для затворения набрызгбетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

Вода для затворения сухой смеси в условиях температур ниже плюс 5 °С должна иметь (на момент подачи ее к соплу) температуру 40-70 °С. Влажность смеси заполнителей должна быть не менее 2 %. При использовании смеси заполнителей с влажностью до 2% с целью снижения концентрации пыли при набрызгбетонировании следует использовать две камеры смешения, одна из которых отнесена от сопла на расстояние 4-5 м.

3.16. Состав набрызгбетона надлежит подбирать, дозируя компоненты по массе, в соответствии с рекомендуемой методикой (приложение 7).

3.17. Водоцементное отношение набрызгбетона следует принимать в пределах от 0,4 до 0,5 (с учетом влажности заполнителей).

При определении необходимого количества воды следует учитывать, что оптимальная жесткость набрызгбетонной смеси составляет от 20 до 60 с по ГОСТ 10181-76.

3.18. При нанесении набрызгбетона на слабые или склонные к размоканию породы, а также при низких температурах окружающей среды количество воды следует уменьшать до В/Ц=0,35-0,40. Равномерное смачивание сухой смеси при этом достигается путем подачи в сопло или в камеру смешения распыленной паровоздушной смеси.

3.19. Расчетный (теоретический) состав набрызгбетона необходимо корректировать по величине отскока путем проведения контрольных нанесений материала согласно методике, приведенной в приложении 8.

Рекомендуется величину отскока принимать не более 20% от массы сухой смеси при нанесении на стены выработки и 30 % - при нанесении на свод. В случае получения отскока больше приведенных величин состав набрызгбетона следует изменять в сторону уменьшения размера крупного заполнителя.

Наиболее экономичным составом набрызгбетона будет такой, когда при наименьших расходе цемента и величине отскока достигается проектная прочность. Правильно нанесенное покрытие из набрызгбетона с рекомендуемым водоцементным отношением имеет жирный блеск без сухих пятен и оплываний. При нанесении смеси отсутствует напыление.

Расчет набрызгбетонных конструкций

3.20. Классы и марки набрызгбетона по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости должны назначаться как для конструкций из монолитного бетона, укладываемого с применением опалубки, в соответствии с требованиями СНиП II-40-80; СНиП 2.05.05; СНиП 2.03.01-84; СНиП 2.06.08-87.

3.21. При расчете крепи нормативные и расчетные характеристики набрызгбетона (прочность, модуль упругости) при отсутствии опытных данных в условиях строительства назначают в зависимости от класса бетона по прочности по таблицам СНиП 2.03.01-84 (приложение 9, табл. 1 - 3).

При определении прочности набрызгбетона по образцам следует руководствоваться ГОСТ 18105-86, при определении морозостойкости - ГОСТ 10060-86, водонепроницаемости - ГОСТ 12730.5-84.

3.22. Возраст набрызгбетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, следует назначать при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загружения конструкции проектными нагрузками, способа возведения и условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс набрызгбетона может устанавливаться в возрасте 28 суток по табл. 2.

Таблица 2

Классы набрызгбетона по прочности на сжатие

В25

В30

В35

В40

В 50

Средняя прочность на сжатие бетонов, МПа, при коэффициенте вариации 0,135

32,7

39,2

45,7

52,4

65,4

3.23. Марку набрызгбетона по водонепроницаемости W следует назначать не менее: W4-при градиенте гидростатического напора (отношение максимального напора воды в метрах к толщине обделки в метрах) от 5 до 10; W6-от 10 до 20; W8-от 20 до 30.

3.24. Марку набрызгбетона по морозостойкости F надлежит назначать в зависимости от расчетной зимней температуры наружного воздуха в соответствии с п. 1.8 СНиП 2.03.01-84, F 300-для температуры ниже минус 40 °С; F 200 - от минус 40 до минус 20 °С; F 150 - от 20 °С и выше.

3.25. Толщина набрызгбетона, применяемого в качестве защитного покрытия против выветривания породного обнажения, принимаемая без расчета, должна быть не менее 3 см.

Толщина набрызгбетона в качестве защитного слоя для рабочей арматуры должна быть не менее 2 см.

Толщину набрызгбетона, применяемого в качестве расчетной несущей конструкции самостоятельно или в сочетании с анкерами или арками, следует назначать не менее 5 см.

Расчет набрызгбетонного покрытия как несущей конструкции

3.26. Нагрузки на набрызгбетонную крепь принимают по результатам натурных исследований в условиях строительства.

До проведения указанных исследований нагрузки на набрызгбетонную крепь могут быть оценены расчетным путем в соответствии с действующими нормами проектирования тоннельных сооружений.

3.27. Толщину набрызгбетонного покрытия, используемого в качестве несущей конструкции, определяют следующим образом.

Если по условиям технологии проходки выработки возможно обеспечение гладкого контура (механизированная проходка), то набрызгбетонное покрытие следует проектировать как распорную конструкцию, работающую совместно с прилегающим грунтом, в которой предельное состояние покрытия обуславливается работой на сжатие. В этом случае для определения толщины покрытия следует руководствоваться положениями п. 3.28.

Если по условиям технологии проходки нельзя гарантировать создание гладкого контура выработки и, следовательно, работу покрытия как распорной конструкции, то покрытие из набрызгбетона следует рассчитывать как жесткую пластину, работающую в упругопластическом режиме от нагрузки в виде локального вывала. В этом случае для определения толщины набрызгбетонного слоя следует руководствоваться положениями п. 3.30.

3.28. Для предварительной (ориентировочной) оценки несущей способности набрызгбетонного покрытия как распорной подземной конструкции, работающей преимущественно на сжатие, следует использовать проверку условия:

где - минимальное радиальное смещение контура выработки, м (рекомендуется пользоваться программой типа FOK-4 и FAK-1, приложение 10); - расчетное сопротивление набрызгбетонного покрытия на сжатие по первой группе предельных состояний, МПа (см. приложение 9); R -радиус свода выработки, м; Ен - модуль упругости набрызгбетона (начальный) на сжатие, МПа (см. приложение 9).

Если указанное условие выполняется, то полагают, что прочность набрызгбетонного покрытия будет обеспечена. В противном случае рекомендуется применение анкер-набрызгбетонной крепи.

Если прочность грунта недостаточна для обеспечения устойчивости выработки, то при ровном контуре толщину набрызгбетона следует назначать, исходя из расчета набрызг-бетонного покрытия как монолитной обделки. При этом, учитывая, что технология возведения набрызгбетонной обделки по сравнению с опалубочным бетонированием позволяет существенно снизить разуплотнение массива, особенно в сводовой части выработки, и тем самым способствует большей стабилизации напряженно-деформированного  состояния массива, допускается принимать расчетную нагрузку на крепь в этом случае на 30 % меньше по сравнению с нагрузкой на монолитную обделку для этих же условий. Учет влияния неровностей фактического контура выработки на несущую способность такой крепи следует проводить в соответствии с п. 3.29.

Рис. 2. Определение параметров неровностей контура выработки при расчете набрызгбетонной крепи:

— — — проектное очертание выработки

3.29. Отклонение реального контура поверхности выработки от гладкого может явиться причиной появления в вершинах неровностей нежелательных растягивающих напряжений. В этом случае необходимо обеспечить корректировку толщины набрызгбетонного покрытия hн из условия недопущения растягивающих напряжений в вершинах неровностей.

Характеристиками неровностей являются их среднее число на контуре Кк и их средняя амплитуда

где аi при i=1, ... Кк определяется как расстояние от наиболее выступающей точки реального контура до хорды, стягивающей два соседних наиболее глубоких участка впадин (рис. 2). При этом в расчетах рекомендуется учитывать неровности с амплитудой аi ³ 10 см, число которых находится, как правило, в пределах от 8 до 20.

При отсутствии фактических данных среднее число неровностей на контуре Кк рекомендуется определять расчетным путем как половину отношения длины контура к расстоянию между контурными шпурами.

В этом же случае среднюю амплитуду неровностей рекомендуется принимать равной допустимой норме перебора.

Расстояние между шпурами в метрах при опытных взрывах в зависимости от крепости и трещиноватости грунта ориентировочно следует определять по табл. 3, а допустимую норму перебора в сантиметрах - по табл. 4.

Таблица 3

Коэффициент крепости пород

Степень трещиноватости пород

нетрещиноватые

слаботрещиноватые

трещиноватые и сильнотрещиноватые

46

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

Таблица 4

Выработка

Величина перебора, см

1 £ f £ 4

4 £ f £ 12

Тоннели

10

15

Штольни

8

8

Результатом опытных взрывов должно явиться определение окончательного расстояния между контурными шпурами и других режимов взрывания, которые обеспечивают достижение заданных критериев состояния поверхности контура тоннелей.

При наличии статистических данных по отклонениям контура тоннеля от проектного при проходке в аналогичных условиях толщину набрызгбетонного покрытия рекомендуется корректировать из условия отсутствия растягивающих напряжений в вершинах неровностей

где - приведенный радиус выработки, м; Sв - площадь поперечного сечения выработки, м2; l* -коэффициент, характеризующий соотношение жесткостей породы и набрызгбетона, определяемый по табл. 5.

Таблица 5

Породы

Средний радиус выработки rср, м

3

6

9

12

Туфы

2,4

4,8

7,2

9,6

Глинистые сланцы

4,8

9,6

14,4

19,2

Известняки плотные

7,8

14,4

21,6

28,8

Песчаники

10,8

21,6

32,4

43,2

Граниты, диориты

84

118

252

336

Гнейсы

51

102

153

204

Если данное условие не выполняется, необходимо уменьшить межанкерное (межарочное) расстояние а, исходя из необходимой толщины слоя набрызгбетона hн.

3.30. Ориентировочно, с последующей корректировкой по результатам наблюдений, толщину набрызгбетонного покрытия при неровном контуре выработки (не выполняются требования п. 3.28) рекомендуется определять по формуле, м:

0,03 < hH < 0,20 м, fкр.р  ³ 2,

где m1, т2, т3 - коэффициенты условий работы, учитывающие соответственно общую конструкцию крепи (обделки); качество сцепления покрытия с грунтом; армирование покрытия; т1=1 - при анкер-набрызгбетонной крепи; 1,15 - при арочно-набрызгбетонной крепи или арочно-анкер-набрызгбетонной крепи; 3,3/fкр.р - в инженерно-геологических условиях, когда допустимо применение в качестве крепи одного набрызгбетона (обеспечивается эффективное использование несущей способности пород); m2=1 - когда гарантируется хорошее сцепление покрытия с грунтом; 1,5 - когда имеется опасность нарушения сцепления покрытия с грунтом например при обводненной поверхности выработки; т3=1 - покрытие без учета армирования или без армирования; 0,8 - с учетом армирования покрытия сеткой, стержнями, устанавливаемыми конструктивно; и - характерный размер возможного вывала, м; gгр - объемный вес грунта вывала, МН/м3 (при отсутствии фактических данных рекомендуется принимать gгр=0,0245 МН/м3=2,5 тс/м3); Rbt - расчетное сопротивление набрызгбетона на осевое растяжение по первой группе предельных состояний, МПа (см. приложение 9, табл. 1); fкр.р - расчетное значение коэффициента крепости грунта «в массиве» (приложение 11);

Значение и принимают в зависимости от следующих условий:

в случае анкер-набрызгбетонной крепи и принимают равным наибольшему расстоянию между анкерами;

в случае арочно-набрызгбетонной крепи и принимают равным шагу арок;

в случае комбинации анкеров, арок и набрызгбетона и принимают либо по межанкерному расстоянию, либо по шагу арок в зависимости от того, какой из этих элементов конструкции крепи принят за определяющий (основной);

в случае применения набрызгбетона как самостоятельной крепи, покрытие рассчитывают на вывал в своде, принимая u=B/4, где B - пролет выработки «вчерне», м.

По конструктивно-технологическим соображениям в общем случае принимают толщину hH покрытия одинаковым в своде и в стенах. Допускается принимать разную толщину набрызгбетонного покрытия в своде и в стенах, если это целесообразно по результатам наблюдений за состоянием крепи.

Данная формула получена расчетом по предельному состоянию круговой пластины, работающей в упругопластическом режиме, защемленной по краям. При этом учитывается несовершенство защемления пластины по контуру; неровность поверхности и изменения толщины покрытия по площади пластины; частичное включение в работу пластинки омоноличиваемого в процессе набрызга поверхностных слоев грунта (коэффициент надежности по нагрузкам на пластину в расчетах принят равным 1,6).

3.33. При повышенных требованиях к надежности расчетов набрызгбетонной крепи (например, при использовании в качестве обделки) следует применять соответствующее математическое обеспечение по расчету крепей и обделок на ЭВМ (см. прил. 10).

Организация работ

3.34. В комплекс работ по возведению набрызгбетонного покрытия (крепи) входит: подготовка поверхности выработки, послойное нанесение покрытия, уход за свеженанесенным покрытием, контроль качества. В конструкциях крепи, содержащих помимо крепи другие элементы (анкеры, арки, металлическую сетку) в комплекс работ входит также установка и монтаж этих элементов.

3.35. Допустимое отставание возведения набрызгбетонного покрытия от забоя и порядок выполнения операций устанавливается проектом, исходя из конкретных инженерно-геологических условий. Наибольший эффект от применения набрызгбетона достигается при нанесении покрытия сразу после обнажения пород.

3.36. В невыветривающихся грунтах с устойчивостью выше средней допускается наносить набрызгбетонное покрытие с отставанием от забоя на 50 м и более (уточняется в процессе проходки).

В слабовыветривающихся грунтах средней устойчивости и ниже набрызгбетонное покрытие следует наносить без отставания от забоя. При буровзрывном способе покрытие наносят сразу после уборки породы.

В сильновыветривающихся грунтах, склонных к образованию локальных вывалов, интенсивному разуплотнению и трещинообразованию, отставание в нанесении набрызгбетонного покрытия не допускается. При буровзрывном способе проходки первый слой набрызгбетона следует наносить на свод и доступную часть стен после взрывания сразу после проветривания и оборки; последующие слои покрытия наносят после уборки породы.

Для крепления тоннельных выработок в плотных глинах естественной влажности (типа протерозойских) рекомендуется применение дисперсно-армированного набрызгбетона с армирующими волокнами и арматурными стержнями, которые устанавливаются по своду выработки и опираются одними концами в штрабу лба забоя, а другие их концы заводятся между грунтом и набрызгбетоном предыдущей заходки (рис.3).

3.37. Доведение набрызгбетонного покрытия до проектной толщины может выполняться сразу или поэтапно, что должно быть определено проектом, исходя из скорости проявления горного давления и особенностей технологии работ.

Рис. 3. Пример крепления тоннельных выработок в плотных глинах типа протерозойских:

1 - набрызгбетон; 2 - металлические стержни; 3 - «штраба»; 4 - лоб забоя

3.38. В зависимости от конкретных инженерно-геологических условий и принятой схемы организации работ операции по возведению крепи могут выполняться циклично отдельными заходками в соответствии с продвижением забоя или по поточной схеме после окончания проходческих работ на достаточно большой длине тоннеля.

3.39. Непосредственно перед нанесением набрызгбетона на поверхность выработки необходимо очистить ее от отслаивающихся кусков породы, продуть сжатым воздухом и промыть водой при давлении в шланге 0,2 - 0,3 МПа (промывка исключается, когда набрызгбетон наносят на слабые породы, склонные к размоканию, или на породы с отрицательной температурой).

3.40. При наличии фильтрации и сосредоточенных течей на поверхности породы вода должна быть отведена до нанесения набрызгбетона. Для этого в местах концентрированных течей следует пробуривать шпуры на глубину 10 - 20 см и устанавливать в них водоотводные трубки. Для выбора способа нанесения набрызгбетона на обводненные поверхности рекомендуется пользоваться данными приложения 12.

3.41. При возведении набрызгбетонных покрытий на обводненных поверхностях рекомендуется применять добавки для ускорения схватывания и твердения (см. приложение 6).

3.42. При нанесении набрызгбетона на поверхность породы с отрицательной температурой необходимо очистить ее от льда, продуть сжатым воздухом и при необходимости пескоструйным аппаратом. Промывать породу водой не следует во избежание образования ледяной корки.

3.43. Набрызгбетонирование армированных покрытий должно производиться при соблюдении следующих требований: арматурная сетка должна иметь ячейки размерами не менее 100 х 100 м при диаметре проволоки 2 - 4 мм и отстоять от поверхности породы не менее чем на 2 см.

3.44. Сетку прижимают к поверхности выработки, с помощью стержневых подхватов, заводимых за опорные плитки анкеров или привариваемых к выступающим концам анкеров.

При необходимости дополнительного крепления армосетки, например, в случае больших неровностей контура, следует устанавливать специальные монтажные анкеры длиной 0,4 - 0,6 м или заделывать проволочные скрутки в первый (защитный) слой набрызгбетона. При резких колебаниях рельефа контура выработки, например при местных вывалах, для обеспечения требуемых зазоров сетку рекомендуется разрезать и концы ее подогнуть внутрь впадины с последующим дополнительным армированием в местах таких разрезов

3.45. В грунтах, склонных к размоканию или интенсивному разуплотнению из-за выветривания, трещинообразования и т.п., анкеры и сетку следует устанавливать после нанесения первого слоя, при этом надо применять анкеры на омоноличивающих составах, не содержащих воду, например на полимерной основе, а шпуры бурить без промывки.

При использовании набрызгбетона в комбинации с арочной крепью арки рекомендуется монтировать после нанесения первого (выравнивающего) слоя набрызгбетона.

При использовании решетчатых (арматурных) арок набрызгбетонирование выполняется после установки арки и монтажа арматурной сетки.

3.46. Сухую смесь для набрызгбетона следует, как правило, приготовлять централизованно на механизированных бетонных узлах при соблюдении точности дозирования по ГОСТ 7473-76.

Приготовление сухой смеси непосредственно в забое допускается при ограниченных объемах работ в случае, когда невозможно обеспечить доставку сухой смеси в забой в герметичных сосудах за время, меньшее времени схватывания цемента.

Максимальный срок доставки и хранения сухой смеси от момента ее приготовления до момента использования не должен превышать двух часов.

3.47. Доставку сухой смеси следует, как правило, выполнять в закрытых емкостях, капсулах или в сосудах, обеспечивающих ее побуждение, например в бетоносмесителях.

3.48. При ограниченных объемах работ и при коротких плечах возки в сухих выработках допускается доставка сухой смеси в шахтных вагонетках, контейнерах или кузовах автосамосвалов.

3.49. Набрызгбетонирование рекомендуется выполнять механизированным способом с помощью установленного на манипуляторе сопла, управление которым осуществляется оператором из защищенной кабины. Набрызгбетонирование с ручным вождением сопла целесообразно при малых габаритах выработки и незначительных объемах работ.

3.50. Набрызгбетон следует наносить слоями по 5 - 6 см. При применении быстротвердеющих смесей допускается увеличивать толщину слоев при условии неоплывания свежеуложенного материала и обеспечения его плотности в конструкции не менее 2,2 г/см3.

3.51. Для уменьшения количества отскока нанесение первого (выравнивающего) слоя набрызгбетонного покрытия на породу рекомендуется выполнять смесью без крупного заполнителя (гравия или щебня).

3.52. Набрызгбетонное покрытие следует наносить горизонтальными полосами последовательно снизу вверх, равномерно перемещая сопло по спирали вдоль полосы. Длина участка бетонирования и соответственно длина, и ширина горизонтальных полос на этом участке принимаются в зависимости от организации проходческих работ, технических па­раметров и возможностей манипулятора.

При нанесении покрытия следует обеспечивать перекрытие свежим слоем ранее уложенного покрытия на величину не менее 20 см.

3.53. Для получения покрытия требуемого качества давление воздуха Рн.м в набрызгбетон-машине следует регулировать в зависимости от длины материального шланга, его диаметра, длины горизонтальных zr и вертикальных участков zb и количества поворотов шланга п. Ориентировочно параметры режима работы набрызгбетон-машины камерного типа при диаметре материального шланга (бетоновода) 50 мм рекомендуется определять по выражению:

Рн.м = Ра + a zr  + b zB + dn,

где Ра - начальное давление при длине шланга 20 м, равное 0,09 - 0,10 МПа; a - коэффициент потери давления на горизонтальном участке (для резиновых шлангов равен 0,0022 - 0,0025); b - коэффициент потери давления при подъеме смеси (для резиновых шлангов равен 0,007 - 0,0076); d - коэффициент потери давления при повороте трубопровода на 90° (для резиновых шлангов равен 0,039 - 0,045).

Давление воздуха в набрызгбетон-машине роторного типа с диаметром материального шланга 65 мм рекомендуется принимать в зависимости от длины бетоновода следующим:

Длина бетоновода, м                                                      Давление в

машине, МПа

20 ............................... 0,2-0,25

40 ...............................0,25-0,35

60 ...............................0,35-0,45

80 ...............................0,45-0,50

Давление воздуха в машине необходимо уточнять опытным путем в зависимости от влажности смеси, крупности заполнителя и дозировки смеси, приняв за исходное давление, определяемое по пп. 3.55.

3.54. В процессе нанесения струя набрызгбетона должна быть направлена перпендикулярно к бетонируемой поверхности, а расстояние от сопла до этой поверхности - в пределах 0,7 - 1,5 м в зависимости от состава исходной смеси.

Так, при соотношении (Ц+П) : Щ ³ 2 сопло рекомендуется располагать на расстоянии 0,7 - 1 м, а при (Ц+П) : Щ < 2 - на расстоянии 1,1 - 1,5 м с последующим уточнением на месте по результатам пробного нанесения покрытия.

3.55. Толщину набрызгбетонного покрытия следует контролировать с помощью специальных маяков (из цементного теста либо в виде металлических штырей), устанавливаемых в наиболее характерных точках сечения тоннеля, или с помощью передвижных лекал, а также маркшейдерскими замерами.

3.56. Для предотвращения деформаций и сохранения структуры свежеуложенного бетона проектом должны устанавливаться минимальные сроки между нанесением последующих слоев, которые следует уточнять по месту строительной лаборатории, исходя из скорости твердения бетона, температуры воздуха и прочих факторов, определяющих сроки набора набрызгбетоном требуемой прочности. При этом каждый последующий слой набрызгбетона разрешается наносить после приобретения предыдущим слоем прочности не менее 1 МПа.

При применении обычных цементов и добавок-ускорителей очередной слой набрызгбетона ориентировочно можно наносить через 20 мин на стены и 40 мин на свод.

При отсутствии добавок-ускорителей схватывания и твердения интервалы времени между нанесением слоев должны составлять не менее 2 ч.

3.57. Содержание воды в смеси устанавливает (регулирует) оператор по визуальной оценке: при пылении следует увеличивать расход воды до прекращения пыления, а при оплывании свежеуложенного бетона - уменьшить расход до прекращения оплывания.

При использовании водяного насоса для подачи воды расход ее следует назначать в соответствии с приложением 7, п. 15.

3.58. Набрызгбетон в период схватывания и твердения должен быть предохранен от замораживания, высыхания, сотрясений, механических повреждений и химических воздействий до набора прочности не менее 0,1 МПа.

3.59. Набрызгбетон через сутки после нанесения необходимо увлажнять распыленной струёй воды не менее 2 раз в сутки в течение 7 дней. При относительной влажности воздуха в тоннеле более 90 % допускается поливать набрызгбетон 1 раз в сутки.

При снижении температуры воздуха ниже плюс 5 °С увлажнять набрызгбетон не требуется.

3.60. Для предохранения поверхности набрызгбетона от высыхания рекомендуется покрыть ее раствором эмульсии или лака (поливинилацетатной эмульсией ПВА, поливинилхлоридной эмульсией ПВХ, этиленовым лаком и т.п.), наносимыми методом распыления.

3.61. Во избежание попадания воды из сопла в материальный шланг сопло в перерывах между нанесением покрытия следует держать насадкой вниз.

3.62. Возведение крепи из набрызгбетона должно выполняться оборудованием, обеспечивающим механизированное транспортирование, приготовление и нанесение смеси. В состав оборудования следует вводить:

транспортные средства для доставки смеси или ее составляющих к месту работы;

смесительное оборудование, обеспечивающее приготовление и тщательное перемешивание смеси;

дозирующие устройства;

механизмы для перегрузки сухой смеси с транспортных средств в смесительное оборудование;

машину для нанесения набрызгбетона;

загрузочное оборудование для подачи сухой смеси в машину;

резервуар с водой, обеспечивающий подачу ее к соплу под давлением;

устройства и приспособления для управления движением сопла в процессе набрызга.

Оборудование надлежит комплектовать в зависимости от конкретных условий производства.

При этом в зависимости от конкретных условий производства работ используются два основных типа:

передвижной набрызгбетонный узел, включающий набрызгбетон-машину в сочетании с самоходным или перемещаемым тягой агрегатом для нанесения набрызгбетона и установки анкеров, а также доставочными рельсовыми или безрельсовыми средствами;

технологический состав для доставки в выработку и подачу к соплу сухой смеси в сочетании с самоходным или перемещаемым тягой агрегатом для нанесения набрызгбетона и установки анкеров.

'>

Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: