Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

76 страниц

471.00 ₽

Купить ВСН 49-86 Минэнерго СССР — официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Нормы распространяются на проектирование временной крепи при проходке гидротехнических туннелей, входящих в состав гидроузлов (ГЭС, ГАЭС, водохранилищ). При проектировании временной крепи других подземных сооружений гидроэлектростанций (не гидротехнических туннелей, камер, машинных залов, трансформаторных помещений, уравнительных резервуаров и др.) разрешается пользоваться настоящими ВСН при надлежащем обосновании. Нормы содержат правила по выбору и конструктивным решениям временной крепи в различных инженерно-геологических условиях проходки туннелей, а также основные положения по расчетам временной крепи.

  Скачать PDF

Оглавление

1. Общие положения

2. Типы временной крепи. Конструкция. Область применения

3. Нагрузки на временную крепь

4. Расчет временной крепи

5. Контроль качества временной крепи

Приложение 1. Обязательное. Основные параметры и характеристики пород

Приложение 2. Рекомендуемое. Расчет анкерной и набрызг-бетонной крепи

Приложение 3. Рекомендуемое. Пример расчета крепи из армокаркасов. Пример конструкции

Приложение 4. Рекомендуемое. Пример расчета арочной крепи. Пример конструкции

Приложение 5. Рекомендуемое. Пример расчета крепи из сборного железобетона

Приложение 6. Рекомендуемое. Примеры расчетов монолитной бетонной крепи

Приложение 7. Рекомендуемое. Примеры паспортов временной крепи

Приложение 8. Справочное. Формулы в единицах МКГСС

Показать даты введения Admin

Страница 1

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВРЕМЕННОЙ КРЕПИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ТУННЕЛЕЙ

ВСН 49-86 Минэнерго СССР

ИЗДАНИЕ ОФИЦИАЛЬНОЕ

Министерство энергетики и электрификации СССР МОСКВА - 1986

Страница 2

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВРЕМЕННОЙ КРЕПИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ТУННЕЛЕЙ

ВСН 49—86 Минэнерго СССР

ИЗДАНИЕ ОФИЦИАЛЬНОЕ

Министерство энергетики и электрификации СССР МОСКВА - 1986

Страница 3

УДК 624.191.24.002.62 :69.002.008.02(083.75)

ВСН 49—86/Мннэнерго СССР. Проектирование временной крепи гидротехнических туннелей.—М.: Гидропроект Минэнерго СССР, 1986.—74 с.

РАЗРАБОТАНЫ институтом «Гидропроект» имени С. Я. Жука (д-р техн. наук В. М. МОСТКОВ — руководитель темы; канд. техн. наук А. Н. МОРДОВИНА; В. Г. ЛЕБЕДЕВ); НИС Гидропроекта

| (д-р техн. наук Р. А. РЕЗНИКОВ)| ; Армянским отделением Гидропроекта (Р. Г. ОВАНЕСЯН); Среднеазиатским отделением Гнд-ропроекта (канд. геол.-мин. наук А. В. КОЛИЧКО); Тбилисским отделением Гидропроекта (М. Ю. ШТАЕРМАН); институтом «Оргэнергострой» (кандидаты техн. наук Е. М. ГЛАЗУНОВ. М. Н. БЕЛКИН, И. И. ГРОССМАН); институтом «Гидроспец-проект» (М. А. БЕЙНЕНСОН, Б. М. ВОЛОДИН, Б. Д. МАЛЬЦЕВ) Минэнерго СССР и МИСИ имени В. В. Куйбышева (канд. техн. наук Ю. Е. ХЕЧИНОВ, А. И. РЕДЧЕНКО) Минвуза СССР.

ВНЕСЕНЫ институтом «Гндропроект» Минэнерго СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главным управлением капитального строительства Минэнерго СССР.

Вводятся впервые.

Страница 4

Министерство энергетики и

Ведомственные строи-

ВСН 49—86

тельные нормы

Минэнерго СССР

электрификации

СССР

Проектирование временной крепи гидротехнических туннелей

Вводятся впервые

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящие нормы распространяются па проектирование временной крепи при проходке гидротехнических туннелей, входящих в состав гидроузлов (ГЭС, ГАЭС, водохранилищ).

При проектировании временной крепи других подземных сооружений гидроэлектростанций (не гидротехнических туннелей, камер, машинных залов, трансформаторных помещений, уравнительных резервуаров и др.) разрешается пользоваться настоящими ВОН при надлежащем обосновании.

1.2.    Нормы содержат правила по выбору и конструктивным решениям временной крепи в различных инженерно-геологических условиях проходки туннелей, а также основные положения по расчетам временной крепи.

1.3.    Настоящие нормы не распространяются на проектирование временной крепи при проходке туннелей в особо сложных горно-геологических условиях, когда она осуществляется специальными способами (замораживание, битумизация, укрепительная цементация пород, проходка под сжатым воздухом) и со специальными видами крепей (забивная, опережающая, типа Бернольда).

1.4.    Временная крепь должна обеспечить безопасность проходческих, строительных и монтажных работ, а также устойчивость выработок до возведения обделок.

Величина отставания временной крепи от забоя должна устанавливаться проектом производства работ или паспортом временного крепления. В породах низкой прочности и неустойчивых породах (приложение 1) отставание временной крепи не допускается.

1.5.    Временную крепь следует проектировать на основе требований настоящих ВСН, а также результатов инженерно-геологических изысканий, содержащих сведения о плотности пород, их прочностных, сдвиговых и деформативных характеристиках, коэффициенте крепости в образце и массиве, трещиноватости массива,

Утверждены

Срок введения в

Внесены институтом «Гидропроект»

Минэнерго СССР

действие

имени С. Я. Жука

17 нюня 1986 г. приказом № 131а

1 сентября 1986 г.

3

Страница 5

агрессивности подземных вод, возможности набухания и пучения пород.

Тип временной крепи выбирается в проекте на основе сопоставления технико-экономических расчетов вариантов крепи. Выбранный вариант должен обеспечить минимальные трудовые затраты и расход материалов и других ресурсов в заданных инженерно-геологических и технологических условиях.

1.6.    Возраст (срок твердения) бетонов и растворов временной крепи и соответствующие их проектные характеристики следует принимать с учетом времени вступления крепи в работу и продолжительности ее использования.

1.7.    Расчетное время до включения крепи в работу не должно превышать времени, в течение которого незакрепленная выработка сохраняет устойчивость без вывалов и отслоений породы. Срок сохранения выработкой устойчивого состояния должен устанавливаться, как правило, экспериментально в натурных условиях. На стадиях ТЭО и проект допускается определять это время по аналогам.

1.8.    Временная крепь, кроме деревянной, должна служить, как правило, составной частью или элементом постоянной обделки туннелей и соответствовать требованиям СНиП 2.06.09—84.

В напорных туннелях оставление деревянной затяжки за рамным креплением не допускается.

1.9.    В монолитных слаботрещиноватых весьма устойчивых и устойчивых породах (приложение 1, табл. 3) допускается оставлять выработки в целом или только их стены без временной крепи или с покрытием набрызгбетоном для предохранения породы от выветривания.

1.10.    При выборе типа временной крепи следует использовать коэффициент крепости породы в образце; при расчетах временной крепи принимаются прочностные и другие характеристики, относящиеся к породному массиву.

На стадиях ТЭР и ТЭО при отсутствии конкретных данных допускается основные параметры горных пород принимать по таблицам приложения 1, допускается очертания и размеры зоны нарушенных пород определять по вероятностно-статистической методике НИИОСП им. Н. М. Герсеванова *.

1.11.    Проектирование временной крепи следует выполнять в две стадии: проект и рабочая документация.

Определение общей протяженности, типов и параметров временной крепи, статические ее расчеты должны выполняться одновременно с проектированием постоянной обделки туннеля.

В дополнение к составу рабочей документации, соответствую-

* Алгоритмы и программы решения на ЭВМ статистических задач оценки устойчивости горных выработок. НИИОСП, М- 1979 Г.

Страница 6

щей требованиям СНиП 1.02.01—85, должны быть выполнены на основании уточненных инженерно-геологических данных статические расчеты и составлены паспорта временной крепи согласно рекомендуемому приложению 7.

1.12.    Срок службы временной крепи до возведения постоянной обделки определяется проектом организации работ с учетом п. 4.2.

1.13.    Классы бетона и набрызгбетона надлежит принимать в соответствии со СНиП 2.06.09—84, показатели их — по СНиП 2.03. 01—84, марки стали и их показатели—по СНиП 11-23—81.

1.14.    В районах высокой сейсмичности следует устанавливать срок работы временной крепи не более 1 мес или рассчитывать ее на сейсмические нагрузки в соответствии со СНиП II-7—81.

2. ТИПЫ ВРЕМЕННОЙ КРЕПИ. КОНСТРУКЦИИ.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

2.1.    При проходке подземных горных выработок в гидротехническом строительстве применяются следующие типы временной крепи: набрызгбетонная, анкерная, самостоятельно и в сочетании с иабрызгбетоном, а также армокаркасная, металлическая арочная, сборная железобетонная и в исключительных случаях монолитная бетонная.

2.2.    Крепи могут быть жесткой и податливой конструкции. Податливость крепи обеспечивается применением материала с низким модулем упругости, податливых прокладок и конструктивных узлов податливости.

2.3.    При технико-экономическом сравнении вариантов выбор типа временной крепи выработок, проходимых в грунтах II, 111 и IV категорий устойчивости (приложение 1, табл. 3) следует производить по табл. 1 основного текста с учетом принятой технологии проходки и возведения постоянной обделки.

Анкерная крепь

2.4.    Анкерная крепь (приложение 2) в слаботрещиноватых породах может применяться без усиления. В средне- н сильнотрещи-новатых породах она должна применяться с металлической сеткой. В сильнотрещиноватых породах между •анкерами устанавливается арматура (подхваты), которая приваривается к анкерам.

2.5.    Анкеры следует устанавливать рядами. При отсутствии четко выраженного напластования анкеры надлежит располагать радиально. При явно выраженном слоистом строении массива анкеры должны располагаться вкрест простирания слоев при максимально возможном пересечении систем трещин.

2.6.    Для временной крепи выработок следует применять конструкции анкеров:

5

Страница 7

железобетонные (анкер на стали периодического профиля, омо-ноличснный цементным или цементно-песчаным раствором);

сталеполимерные (анкер из стали периодического профиля, омоноличенный составом с использованием синтетических смол);

металлические с замками разной конструкции.

2.7.    Диаметр шнуров под железобетонные анкеры должен превышать диаметр штанги не менее, чем на 15 мм, для сталеполимерных анкеров — не менее чем на 10 мм, а для металлических анкеров разница диаметров шпура и замка анкера не должна превышать 8 мм.

2.8.    Анкеры временной крепи должны соответствовать следующим требованиям:

—    стержень металлических анкеров должен изготавливаться из стали периодического профиля, а резьба на нем выполняться накаткой; нарезка резьбы допускается в том случае, если ослабление сечения учитывается в расчете;

—    стержень омоноличиваемых анкеров должен изготавливаться из арматурной стали А-Ш или А-Н.

—    опорные плитки должны иметь стороны (или диаметр) не менее 100 мм при толщине не менее 5 мм.

Набрызгбетонная крепь

2.9.    Набрызгбетон должен иметь класс не ниже В/2,4. Прочность его на растяжение в возрасте 1 сут должна быть не ниже 0,7—1,0 МПа (7—10 кгс/см2), в возрасте 28 сут —2,5—3,0 МПа (25—30 кгс/см2).

При проходке выработок в породах III и IV категорий устойчивости применение набрызгбетона без ускорителей твердения допускается лишь при специальном обосновании.

Для получения бетонов повышенной прочности в качестве наполнителя допускается применение сечки лз стальной проволоки, полимерных и других волокон.

2.10.    Набрызгбетон должен, как правило, применяться в сочетании с анкерами или металлической крепью, а в отдельных случаях с устройством цементации приконтурного слоя.

В сильнотрещиноватых породах покрытие из набрызгбетона следует производить по металлической сетке (армированный набрызгбетон). Для этой цели применяется плетеная сетка с размерами ячейки от 50X50 до 10X10 см в соответствии ГОСТ 5336-80. Сетка должна быть подвешена к анкерам и прижата к поверхности выработки.

2.11.    Толщина покрытия из набрызгбетона должна быть не менее'

для расчетного    5 см

для защитного    3 см.

б

Страница 8

2.12.    Набрызгбетон в сочетании с анкерами следует применять в качестве временной крепи, если его толщина по расчету не превышает 10 см. При большей расчетной толщине необходимо выполнить технико-экономическое сравнение с вариантом армированного набрызгбетона.

2.13.    Во всех случаях величина сцепления набрызгбетона (в возрасте 28 сут) с грунтом должна быть не менее прочности самого грунта на разрыв (для малопрочных или снлыютрещиноватых грунтов) или не менее 0,4 МПа (40 тс/м2) (для скальных грунтов).

Набрызгбетон в сочетании с укреплением приконтурного слоя следует применять в средне- и сильнотрещиноватых породах с раскрытыми трещинами, способными принимать инъекционный раствор при давлении 0,3—0,5 МПа (3—5 атм) не менее 10 л на 1 м длины скважины. Глубина упрочнения принимается 1,0—1,5 м.

Крепь из армокаркасов

2.14.    Армокаркасы постоянной обделки туннеля допускается использовать в качестве временной крепи (до бетонирования постоянной обделки) при достаточной несущей их способности для восприятия горного давления.

Расположение элементов в армокаркасах должно соответствовать целесообразному их использованию в железобетонной обделке. Пространственные армокаркасы могут объединять две и более плоские армофермы (конструкцию см. в приложении 3).

2.15.    Армокаркасы, используемые как временная крепь, конструируются из стержней рабочей арматуры, расположенных в сжатой и растянутой зонах постоянной железобетонной обделки, связанных между собой косыми и поперечными стержнями.

При конструировании армокаркаса допускается замена сжатых элементов из круглой стали на угловую прокатную сталь.

2.16.    Для обеспечения общей пространственной устойчивости временной крепи из армокаркасов служит распределительная арматура постоянной обделки, предусмотренная вдоль туннеля. Могут быть использованы также анкеры и другие конструктивные меры.

Металлическая крепь

2.17. Металлическая рамно-арочная крепь состоит из арок или рам, выполненных из прокатных профилей. В пределах сводовой части рамы могут иметь криволинейное или полигональное очертание и должны вписываться в габариты постоянной обделки (см. конструкцию в приложении 4). Крепь криволинейного очерта-

7

Страница 9

ния изготовляется путем гнутья. Для удобства транспортировки рамы могут быть расчленены на части с последующей их сборкой на месте. Стыки могут выполняться с помощью накладок на болтах с последующей сваркой.

2.18.    В нескальных грунтах и сильнотрещиноватых скальных породах при наличии значительного бокового давления или давления со стороны подошвы арочная крепь должна выполняться замкнутой.

2.19.    Расстояние между арками следует принимать по расчету, но не более 1,5 м.

Арки надлежит раскреплять между собой и в грунт с одновременной затяжкой кровли и боков, согласно паспорту крепи. Раскрепление арок должно обеспечить геометрическую неизменяемость формы крепи.

В продольном направлении арки временной крепи жестко соединяются в каркас стягивающими и распорными элементами (см. приложение 4). Такие элементы размещаются по периметру арки в соответствии с расчетом, но не более, чем через 1,5 м. В поперечном направлении арки расклиниваются в породу.

Для увеличения жесткости стоек арок может быть выполнено обетонирование их частично или на полную высоту.

2.20.    В качестве затяжки надлежит использовать металлическую сетку, набрызгбетонное покрытие, армоцементные плиты. Затяжка из деревянных досок допускается на участках, где отпор породы не учитывается в расчете постоянной обделки.

2.21.    Для обеспечения минимального защитного слоя при использовании арок в качестве арматуры постоянных обделок в конструкции временной крепи должны быть предусмотрены специальные элементы-фиксаторы (см. приложение 4).

2.22.    В наклонных выработках следует предусматривать усиленную связь арочной крепи с породным массивом с помощью анкеровки элементов временной крепи к массиву опорными венцами и другими мерами усиления связи крепи с массивом горных пород.

2.23.    При буровзрывном способе производства работ применение арочной крепи должно сочетаться, как правило, с применением контурного взрывания.

Сборная железобетонная крепь (СЖБК)

2.24.    Сборные элементы СЖБК должны быть заводского изготовления (конструкцию см. в приложении 5).

2.25.    При проектировании СЖБК выбор конструкции и сборных элементов должен быть увязан с номенклатурой соответствую-

8

Страница 10

щих изделий, выпускаемых или намечаемых к выпуску промышленностью. Проектирование новых, неосвоенных промышленностью, СЖБК должно быть обосновано детальным технико-экономическим расчетом и согласовано с заводом-изготовителем.

2.26. После установки СЖБК должна быть выполнена запол-нительная цементация.

Монолитная бетонная крепь (МБК)

2.27.    Монолитная бетонная крепь, как правило, располагается за пределами габаритов обделки из-за невозможности гарантировать качество бетона и разместить арматуру обделки в сечении временной крепи.

Оставление за опалубкой МБК вывалов породы более 0,1 м3, как правило, не допускается.

2.28.    Для бетонной смеси рекомендуется использовать пластификаторы и ускорители схватывания и твердения бетона, не вызывающие снижения качества бетона *.

Монолитная бетонная крепь выполняется, как правило, с использованием передвижного щита-опалубки и применением литого бетона (см. приложение 6).

Область применения различных типов временной крепи

2.29.    Предварительный выбор типа временной крепи в зависимости от категории устойчивости и крепости породы в образце следует производить по табл. 1 и уточнять технико-экономическим сравнением вариантов.

2.30.    Металлические анкеры следует устанавливать в выработках при слоистых грунтах и в грунтах, сохраняющих устойчивость в течение короткого времени (до 1 сут).

2.31.    Сталеполимерные анкеры рекомендуется применять в грунтах, требующих быстрого закрепления, в породах с /^3. В обводненных породах могут применяться сталеполимерные и сталешлакосиликатные анкеры при обязательном проведении предварительных испытаний в конкретных условиях.

• Временная инструкция по применению литых бетонов в энергетическом строительстве ВСН 27-81/Мннэнерго СССР, М.: 1981.

Руководство по применению химических добавок в бетон, НИИЖБ Госстроя СССР, М.: Стройнздат, 1980.

Рекомендации по применению бетонов и растворов с добавками полимеров, НИИЖБ Госстроя СССР, М.: Стройнздат, 1985.

9

Страница 11

Таблица I

Я

КОЧффЯЦМ'ЯТ

крепости породы а-оброке

• о в

ж >. П

Характер уетоЯча-аости порол

(> •

/= J-8

/- J-4

< - I-J

I

Весьма устойчивые

Без крепи

Без крепи — отдельные анкеры

Без крепи Анкеры

Анкеры + иабры згбетон

II

Устойчивые

Без крепи — отдельные анкеры

Без крепи — отдельные анкеры

Анкеры

Анкеры + набрызгбетон

Ликеры+ набрызгбетон •

Металлические арки

III

Средней устойчивости

Ликеры

Анкеры

Ликеры -f набрызгбе-тои

Анкеры+набрызгбетоп Лрмокаркасы

Металлические арки

МБК

IV

Слабой устойчивости

Лрмокаркасы

СЖБК

Мета.тлические арки

Анкеры + набрызгбетон • СЖБК

Металлические арки

СЖБК

Металлические арки Податливая крепь МБК

••

V

Неустойчивые

Анкеры + иябрызгбе-тон •

Податливая крепь МБК

СЖБК

а*

• Крепи могут применяться при экспериментальном обосновании.

•• Крепление осуществляется вплотную к забою, проходка выполняется специальными способами.

Обязательно крепление лба забоя.

Категории устойчивости пород определяются по приложению 1.

Страница 12

2.32.    В вечномерзлых грунтах железобетонные анкеры следует устанавливать с применением растворов с добавками, ускоряющими схватывание и твердение или производить электропрогрев для обеспечения твердения раствора.

2.33.    Монолитную бетонную крепь допускается применять при проходке туннелей в слабоустойчивых породах. Пролет выработки, как правило, не должен превышать 8,0 м. Если в проекте проходки туннеля монолитная бетонная крепь не была предусмотрена, то применение ее в рабочих чертежах должно быть согласовано с генеральной проектной организацией.

2.34.    В тех случаях, когда при проходке туннеля комбайнами (тупнелепроходческнми машинами) в породах II и III категорий устойчивости выработка на участке от комбайна до постоянной обделки туннеля не сохраняет необходимой устойчивости, рекомендуется применять следующие виды временной крепи:

—    при проходке туннеля комбайнами стрелового типа (избирательного действия)—анкерную самостоятельно и с металлическими подхватами между анкерами, иабрызгбетон, облегченные металлические арки и их сочетания;

—    при проходке туннеля комбайнами роторного типа (на полное сечение выработки)—анкерную самостоятельно и с металлическими подхватами, сборные плоские армофермы, металлические арки, СЖБК.

2.35.    Туннели, проходимые в породах III и IV категорий устойчивости, в условиях большого горного давления рекомендуется закреплять податливой крепью.

2.36.    Деревянные крепи применяются в особых случаях при проходке выработок в сложных инженерно-геологических условиях по частям сечения.

2.37.    В пучащих грунтах могут применяться анкерная, сборная железобетонная и монолитная бетонная крепи.

3. НАГРУЗКИ НА ВРЕМЕННУЮ КРЕПЬ

3.1.    Нагрузками на временную крепь при проходке туннелей являются вертикальное и горизонтальное горное давление, собственный вес крепи. При расчетах анкерной и арочной крепей их собственным весом допускается пренебрегать.

3.2.    Горное давление на временную крепь, прочность которой возрастает с течением времени (набрызгбетон, железобетонные анкеры, бетон), следует определять как на момент вступления этой крепи в работу, так и на момент вступления в работу постоянной обделки туннеля; при этом должно учитываться изменение прочности набрызгбетона, раствора и бетона во времени.

11

Страница 13

3.3. Вертикальное нормативное* равномерно распределенное симметричное горное давление на временную крепь gqzn (кН/м2) следует определять:

—    в породах с коэффициентом крепости /<4 по формуле

=    кН/ма,    (1)

где р — коэффициент, принимаемый равным 0,7 при пролете выработки £^5,5 м, равным 1,0 при Ь> 7,5 м и по интерполяции между 0,7 и 1,0 при 5,5<Ь<7,5; р — плотность грунта, т/м3; g—10 м/с2;

hq—высота свода обрушения, принимаемая равной =

2/ы

Ьд—пролет свода обрушения, принимаемый равным

*, = *+2А/*(45в—§-),м;    (2)

Л, b — соответственно-высота и пролет выработки, м; ф—кажущийся угол внутреннего трения грунтового массива, принимаемый равным 9=arctg/M;

—    в породах с коэффициентом крепости 4 по формуле

Р P?V КН/М2,    (3)

где Л7, — глубина нарушенной зоны породы, определяемая натурными исследованиями, а на стадии предварительных расчетов принимаемая равной

hqx = kQb, м,    (4)

где ka—коэффициент, определяемый по табл. 2.

Таблица 2

Коэффициент крепости породы в образце

Коэффициент

кя при степени трещиноватости пород

Слаботрещииоватые

Мт<1,5

Сред не трещиноватые 1.5<МТ<5

Снльнотрощмковатыс

5<.ИТ<30

4

0,20

0,25

0,30

От 5 до 8

0,10

0,20

0,25

10 н более

0,05

0,10

0,15

Примечания: 1. В вечномерзлых грунтах величину нарушенной зоны следует определять так же как для немерзлых, но не меньше зоны оттаивания в период строительства (1—2 м).

2.    В слаботрещиповатых грунтах при глубине нарушенной зоны более 1,5 м нормативное вертикальное горное давление надлежит уменьшать на 20%.

3.    При расчетах параметров временной крепи выработок, проходка которых производится комбайнами, учитывая отсутствие нарушений грунта по периметру выработки взрывами, величину нагрузки на временную крепь, определенную согласно пп. 3.1—3.5, допускается снижать на 30%.

12

Страница 14

3.4.    Вертикальное нормативное горное давление на набрызгбе-тонную крепь, работающую совместно с анкерами или металлическими арками, следует определять по формуле

еЯгп = -Цм-. КН/М*,    (5)

где а — шаг анкеров или расстояние между арками, м.

3.5.    Особенности определения нагрузок на монолитную бетонную крепь приведены в приложении 6.

3.6.    В грунтах с 4 горизонтальное давление, как правило, не учитывается.

В грунтах с /<4 горизонтальное горное давление принимается равным

g„,n = Pg(b4 + 0,5 h) tg2 ( 45° - -J-) , кН/м*.    (6)

Независимо от крепости грунтов при высоте стен более 6 м горное давление на все виды крепи определяется из условия предельного равновесия сползающей призмы грунтов (см. приложение 2).

3.7.    Вероятность возникновения явления пучения определяется анализом литологии пород и структуры массива. На стадии проект нагрузка от пучения оценивается по аналогам, на стадии рабочей документации — по натурным наблюдениям.

Наличие горного давления от набухания определяется результатами лабораторных исследований образцов пород на набухав-мость. На стадии проект давление оценивается по аналогам, на стадии рабочей документации — по натурным наблюдениям.

3.8.    В отдельных геологических условиях следует предусматривать возможность несимметричного загружения конструкции горным давлением.

4. РАСЧЕТ ВРЕМЕННОЙ КРЕПИ

4.1.    Расчет временной крепи гидротехнических туннелей следует производить по предельным состояниям первой группы — по несущей способности с проверкой, в случае необходимости, устойчивости формы конструкции на расчетные нагрузки.

4.2.    При расчетах усилий следует учитывать коэффициент надежности по нагрузкам в соответствии с табл. 3.

При расчетах сечений временной крепи необходимо вводить следующие коэффициенты: коэффициент надежности по назначению сооружений -[„ = 1,1, коэффициент сочетаний нагрузок Tf/c ~ 0,9 (т„ Ч = !)• коэффициент условий работы fc, принимаемый по табл. 4,

13

Страница 15

Таблица 3

Нагрузки

Коэффициент надежности по нагрузкам Ту при сроке

работ крепи

до I мес

от I до 2 мес

Вертикальное горное давление при сводообразовании ..................

1.0

1,25

Вертикальное горное давление от веса всей толщи пород или от веса зоны нарушенной породы .

1,0

1,05

Горизонтальное горное давление .......

1.0

1.1

Вес конструкции .............

1.2

1.2

Примечание. При работе временной крепи более двух месяцев на1рузки на нее, а также коэффициенты надеж^юсти и условий работы определяются как для обделок туннелей по главе СНиП 2.06.09*84.

Таблица 4

К

онструкцни

Коэффициент условий работы Тс

Бетонные     1,0

Железобетонные сборные.......... 1,1

Стальные................ 1,0

4.3.    Расчеты сечений бетонной и железобетонной крепи должны производиться в соответствии с главой СНиП П-56-77, стальной — со СНиП 11-23-81.

4.4.    Расчет временной металлической, бетонной и железобетонной сборной крепи следует производить с учетом отпора породы при коэффициенте крепости в массиве /м^1.

Расчет анкерной крепи

4.5.    Шаг анкеров (а) в продольном и поперечном направлениях принимается наименьшим (но не менее 1 м), исходя из условий:

а) образования грунтового свода по формуле

а = 1а-ОН*- (1а+ Ь), м,    (7)

С

где длина анкеров

If — bqt + 1,1, м;-    (8)

глубина нарушенной зоны, м; /^ — глубина заделки анкера за пределы нарушенной зоны, принимается 0,5—0,7 м; b — пролет выработки, м; с — сцепление грунта, принимаемое по данным на* турных исследований; для предварительных расчетов допускается принимать с=0,03/, МПа (с=3/ тс/м2); gqz и с следует принимать в едином измерении, kb—коэффициент, принимаемый по табл. 5.

14

Страница 16

Таблица 5

Коэффициент

при формах сечения выработки

Коэффициент крепости /м

1

II—IV и круговом

До 5

0,2

0,25

Более 5

0,25

0,3

б) устойчивости грунтов между анкерами по формуле

в) прочности закрепления анкера по формулам

где d—диаметр стержня анкера, см; Rst— расчетное сопротивление стального стержня растяжению по пределу текучести, МПа; N'а — расчетная несущая способность анкера, определяемая натурными исследованиями в расчетное время вступления крепи в работу, а на предварительной стадии в соответствии с табл. 6.

Таблица 6

Расчетная несущая способность анкеров в зависимости от факторов. кН (тс)

Тип анкеров

Время вступления крепи в работу, суг

■ 1

2

3

7 и более

1.    Железобетонные

без ускорителя твердения ........

то же с ускорителем твердения ......

2.    Сталеполимерные

30—50 (3-5) 50—70 (5-7) 80—100 (8-Ю)

50—70

(5-7)

70—80

(7-8)

100—120

(10-12)

70—90

(7-9)

80—100

(8-10)

120—140

(12-14)

90—110

(9-11)

100—120

(10—12)

140—160

(14-16)

Коэффициент крепости породного массное /м

3-5

6-10

1| и выше

3. Металлические клиноще-

30-40

50-70

30-40

левые ........

(3-4)

(Ь—7)

(3-4)

4. Металлические распорные

40—60 (4—6)

70—90

(7-9)

70-90

(7-9)

15

Страница 17

Примечания: 1. При установке железобетонных и сталеполимерных анкеров в обводненном массиве или породах, обладающих низкой адгезией (глинистые грунты, соль и пр.) значении несущей способности следует снижать d 1,5 раза.

2. В таблице большее значение несущей способности дано для слаботрешино-ватых пород, меньшее — для сильнотрещиноватых.

4.6.    В том случае, если но усилию в анкере значение шага анкеров получается менее 1,0 м, необходим переход на другой тип анкера, несущая способность которого должна обеспечивать принятый шаг а= 1,0 м.

Примечание. При известных значениях несущей способности анкеров и сцепления набрызгбетона с грунтом (в расчетные сроки), определенные натурными испытаниями, параметры крени рекомендуется уточнять в соответствии с приложением 2.

4.7.    При высоте выработки, считая от подошвы до пяты сводовой части, равной или менее 6 м, анкерное крепление стен принимается таким же, как и сводовой части выработки.

При высоте стен выработки более 6 м расчет анкерной крепи, надлежит вести по следующем методике.

По ориентации систем трещин в горном массиве определяются потенциально неустойчивые блоки породы в стенах, которые могут сползти в выработку. Устойчивость таких блоков рассчитывается из условий предельного равновесия с учетом сил трения и скольжения, действующих в породном массиве и временной крепи. По данным расчета устойчивости определяются основные параметры анкерной крепи: длина анкеров в зависимости от места их установки, расстояние между анкерами по высоте стены, тип и размеры анкера. Порядок расчета приведен в приложении 2.

Расчет набрызгбетонной крепи

4.8. Толщину крепи из набрызгбетона в сводовой части вира ботки следует определять по формуле

где ус—коэффициент условий работы, который принимается для армированного набрызгбетона *(с = 1,0; Для неармированного 7с = 0,6; Rbm—нормативное сопротивление набрызгбетона растяжению, МПа\gqzna—--нормативное вертикальное горное давле-

ние на оболочку из набрызгбетона, МПа; — коэффициент, учитывающий возраст набрызгбетона, который определяется эксперимен-

Страница 18

тально. На предварительных стадиях проектирования у/ допускается принимать по табл. 7.

Таблица 7

Наличие ускорителя в смеси

Значения

Ь при возрасте, сут

1

о

3

Без ускорителя .....

С ускорителем.....

0,2

0,Зг-0,4

0,25 0,3-0,4

0,35

0,4-0,45

4.9. Толщину неармпрованного покрытия набрызгбетоиом степ выработки рекомендуется принимать равной половине толщины покрытия свода, но не менее 3 см.

Толщина армированного набрызгбетонного покрытия стен выработки определяется как и для ее сводовой части, по формуле (11).

Пример расчета набрызгбетонной крепи приведен в приложении 2.

Расчет крепи из армокаркасов

4.10. Армокаркасы проектируются в виде пространственной конструкции по условиям жесткости из плоскости армоферм и удобства монтажа. Каркасы имеют прямоугольное сечение и включают обычно две армофермы. Онирамие каркаса принимается шарнирным и расчет его производится на горное давление с учетом отпора породы. Расчет выполняется на ЭВМ с помощью программы ТК1А. БАРСС и др. Определяются усилия в сечениях рамы.

Усилия в поясах рассчитываются но формуле

"»=Т ±Та'    W

в раскосах

Sin а

(13)

где М, N, Q — расчетные изгибающий момент, нормальная и поперечная силы в сечениях крепи; а — угол наклона раскоса к поясу; ho—расстояние между центрами тяжести поясов.

4.11. Устойчивость внецентренносжатых элементов постоянного сечения в плоскости действия момента проверяется в соответствии с п. 5.27 главы СНиП П-23-81. Устойчивость поясов, раскосов и арки в целом проверяется по формуле

(И)

А

17

Страница 19

где А — площадь сечения элемента брутто;    коэффициент,

определяемый по табл. 74 главы СНиП Н-23-81; Ry —расчетное сопротивление стали сжатию и растяжению по пределу текучести;

7/г — соответственно коэффициент надежности по назначению сооружения и коэффициент сочетания нагрузок принимаемые по п. 4.2; 4„-f((,= I; 1с —коэффициент условий работы принимается по табл. 6 СНиП Н-23-81.

Проверка прочности армофермы производится в соответствии с

п. 5.25 СНиП 11-23-81 при ^ „    >0,1    по    формуле

AnRy

(15)

где ус=0,95 (табл. 6 главы СНиП П-23-81) для арматурных стержней <^=1,26 (табл. 66 СНиП П-23-81), Ап, Wxn—площадь и момент сопротивления относительно оси прокатного профиля нетто; я, сх — коэффициенты, принимаемые по приложению 5 СНиП П-23-81.

Устойчивость элементов из плоскости фермы определяется по формуле

1п 1tic N cfyA

<Rylo

(16)

с — [ ----;    приведенный    эксцентриситет    тх~    —* и р при

нимаются по табл. 10 главы СНиП 11-23-81.

Ввиду частого расположения арматуры в направлении образующей в каркасе, такого расчета обычно производить не требуется. Пример расчета и конструкции приведены в приложении 3.

Расчет металлической крепи

4.12. Рамно-арочная крепь рассчитывается, как правило, в предположении загружения горным давлением с учетом отпора породы. В качестве расчетной схемы конструкции следует принимать схемы с шарнирами в пятах.

Отпор породы в расчете принимается в виде сосредоточенных сил, приложенных в узлах крепи и направленных по биссектрисам соответствующих углов. Усилия в элементах крепи и реакции могут определяться графически построением диаграммы Кремоны.

Элементы крепи следует рассчитывать как статически определимые балки на двух опорах, нагруженные осевыми сжимающими силами и равномерно распределенной по длине нагрузкой от горного

Страница 20

давления. Этот же расчет может быть выполнен на ЭВМ по соответствующим программам, например, по программе TKIA или БАРСС.

4.13.    Шаг арочной крепи, исходя из расчетных усилий в ее элементах, может определяться условиями технологических возможностей за вода-изготовителя металлоконструкций (например, поперечным сечением гнутой крепи) или наличием определенного профиля проката. В этом случае тип затяжки принимается после назначения шага рам. Для расчета шага рам может быть также принята за основу прочность и размеры затяжки, например, из сборного железобетона, после чего подбирается сечение элементов арочной крепи.

4.14.    Расчет прочности сечений стальных элементов арочной крепи производится по формуле (15) п. 4.11.

Проверка устойчивости элементов постоянного сечения в плоскости действия момента выполняется по формуле (14) и. 4.11.

Проверка устойчивости внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия изгибающего момента производится по формуле (16). Из этого расчета определяется шаг продольных связей.

Пример расчета арочной (рамной) крепи приведен в приложении 4.

Расчет крепи из сборного железобетона

4.16.    Сборная железобетонная крепь рассчитывается на полную нагрузку горным давлением и собственным весом как шарнирный многоугольник в упругой среде, подчиняющейся гипотезе Винклера. Расчет выполняется на ЭВМ по соответствующей программе для стержневой конструкции. Окружающая среда представляется упругими опорами, работающими только на сжатие. В месте стыков блоков вводятся шарниры. Расчет может быть выполнен по программе TKIA.

4.17.    Проверка прочности железобетонных сечений производится в соответствии с главой СНиП 11-56-77 при учете коэффициентов, приведенных в настоящем разделе. Классы бетона следует назначать в соответствии со СНиП 2.06.09-84.

Расчет монолитной бетонной крепи

4.18. Монолитная бетонная Крепь рассчитывается на нагрузку от собственного веса и горного давления, как рама в упругой среде, подчиняющейся гипотезе Винклера. Расчет производится с учетом образования пластических шарниров на ЭВМ но программе TKIA.

19