Тоннели, сооружаемые горным способом (специализация Т)
Методические указания по выполнению курсового проекта
4. Расчет временного крепления. Арки и набрызгбетон
Расчет параметров арочной крепи следует осуществлять из условия прочности и устойчивости при действии расчетных нагрузок от горного давления в соответствии с [6, 7]. Расчет целесообразно выполнять методом «Метрогипротранса» в программе «РК-6 (Учебная версия)» [8]. В этом случае конструкция арки может быть задана криволинейным стержнем с шарнирами в пятах. Статический расчет арок ведут на заданные нагрузки с учетом отпора грунта.
Жесткую арочную крепь рассчитывают в плоской постановке задачи без учета поперечных связей между арками. В случае применения БВР шаг арок принимают равным величине заходки W, в остальных случаях шаг арок назначают предварительно в пределах 1,0...2,0 м. Высоту сечения арки подбирают в соответствии с сортаментом (приложение 10) в пределах 200...360 мм. По результатам статического расчета определяют сечение с наихудшим сочетанием внутренних усилий и выполняют проверку сечения согласно требованиям [9]. В случае невыполнения условия прочности увеличивают несущую способность арки либо уменьшают принятый шаг арок и производят расчет повторно.
Набрызгбетонную крепь, армированную решетчатыми арками, также допускается рассчитывать в плоской постановке задачи с учетом приведенного модуля упругости. В случае применения метода НАТМ установившуюся величину горного давления допускается принимать равной 0,7 от заданных нагрузок. Высоту сечения крепи определяют согласно п. 3.3.4 настоящего пособия. Рабочая арматура решетчатых арок подбирается как требуемое армирование внецентренно сжатого набрызгбетона в соответствии с [10].
Расчет крепи из набрызгбетона как самостоятельной несущей конструкции производят при условии потного контакта набрызгбетона с поверхностью выработки, полагая, что слой набрызгбетона толщиной hс работает совместно с омоноличенным на контакте грунтом и воспринимает нагрузку на участке, ограниченном размерами одиночного вывала. Толщину набрызгбетона hк в комбинированной крепи определяют расчетом на восприятие вывалов или отслоений, возможных между анкерами или арками [6, 7].
Требуемую толщину, м, набрызгбетонного покрытия в первом случае (самостоятельная конструкция) находят из выражения
а во втором (комбинированная конструкция) – из выражения
где – расчетная интенсивность нагрузки на обделку, МПа;
расчетная интенсивность нагрузки от вывалов между анкерами или арками, МПа;
K′ и K″ – коэффициенты, определяемые по табл. 3.7;
Rbt – расчетное сопротивление набрызгбетона осевому растяжению, МПа (при классах В30, В35 и В40 – 1,15, 1,30 и 1,40 МПа соответственно [11]);
n1 и n2 – коэффициенты, определяемые по табл. 3.8;
а – шаг установки анкеров или арок, м;
m – коэффициент условий работы, m = m1m2, где m1 – коэффициент, зависящий от вида материалов, принимаемый равным 0,7 для глиноземистого цемента и 1,0 – для других видов цемента; m2 – коэффициент, зависящий от трещиноватости грунтов, принимаемый равным 0,7 для слаботрещиноватых и 0,5 для трещиноватых скальных грунтов.
Толщину набрызгбетона, как правило, принимают одинаковой в своде и в стенах. Допускается принимать меньшую толщину в стенах, если это целесообразно по результатам наблюдений за состоянием крепи. Толщина набрызгбетона, применяемого в качестве защитного слоя для рабочей арматуры решетчатых арок, – не менее 2 см.