МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ АНКЕРОВ И НАБРЫЗГБЕТОНА В КАЧЕСТВЕ ВРЕМЕННОЙ КРЕПИ ВЫРАБОТОК ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

ВСН 126-78

МОСКВА 1979

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ АНКЕРОВ И НАБРЫЗГБЕТОНА В КАЧЕСТВЕ ВРЕМЕННОЙ КРЕПИ ВЫРАБОТОК ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

ВСН 126-78

МИНТРАН ОСТРО Й

Согласована Госстроем СССР 21 августа 1978 г. № 1-2829 и утверждена Главным техническим управлением Минтрансстроя 20 ноября 1978 г.

МОСКВА 1979

Указанным требованиям отвечают прежде всего клино-щелевые 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 пласто-растворах и набрызгбетона допускается при создании условий для нормального твердения омоноличивающих растворов; и бетона покрытий (введение противоморозных добавок, искусственный подогрев и т. д.).

3. АНКЕРНАЯ КРЕПЬ Конструкции и материалы, анкеров

3.1.    По„ характеру восприятия и передачи нагрузок анкерьк подразделяются на две группы: закрепленные в породе концами и омоноличенные по всей длине.

Анкеры первой группы, закрепление которых увеличивается по Мере извлечения их из шпуров, следует рассматривать как разновидность податливой крепи нарастающего сопротивления.

Анкеры второй группы обладают высокой жесткостью: при возрастании нагрузки до предельной у них практически: не наблюдается перемещений.

3.2.    В каждом анкере следует различать: замковую часть (замок), раскрепляемую в грунте за пределами возможной зоны обрушения; натяжное приспособление или опору на поверхности выработки; стержень, передающий нагрузку or опорной части на замковую.

3.3.    Анкеры первой группы и стержни анкеров второй-группы следует изготовлять, как правило, из стали. Для связи стержней анкеров второй группы с грунтом применяюг цементные растворы и пласторастворы.

3.4.    Из анкеров первой группы, как правило, следует применять клинощелевой анкер, в комплект которого входят стержень с резьбой на одном и прорезью на другом конце,, клин, опорная шайба и гайка (рис. 2). Конец стержня со вставленным в прорезь клином является замком анкера.

3.5.    В грунтах с коэффициентом крепости 6—10 рекомендуется применять обеспечивающие высокую прочность закрепления замка клинощелевые анкеры с замковой частью-диаметром 25 мм, устанавливаемые в шпуры, пробуренные коронкой диаметром 32±1 мм- (см. рис. 2, а).

3.6.    При бурении шпуров для анкеров коронками диаметром 40—42 мм надлежит применять клинощелевые анкеры с замком, диаметр которого увеличен до 36 мм (см. рис.2, б).

3.7.    Диаметр стержня клинощелевого анкера следует определять расчетом согласно требованиям п. 3.38 настоящей

Инструкции. Однако из условия обеспечения необходимой жесткости он должен быть не менее 20 мм при длине анкера до 1,8 м, и 25 мм при большей длине.

Если расчетный диаметр стержня анкера меньше диаметра его замка, то анкер рекомендуется делать составным. Соединение замка со стержнем необходимо осуществлять на резьбе или контактной сваркой встык.

3.8.    Анкеры следует изготовлять, как правило, в заводских условиях, так как отклонения в размерах элементов и грубое исполнение деталей анкера значительно снижают прочность закрепления замков, иногда в несколько раз. Во всех случаях надлежит изготовлять замки анкеров с применением фрезерования прорези замка и штамповки клина.

3.9.    При изготовлении металлических анкеров необходима выполнять следующие условия:

а)    стержень должен быть прямым, а торцы—перпендикулярными к его оси; стержень длиной до 2 м рекомендуется изготовлять из стали марки Ст. 3, при большей длине—из стали с более высоким пределом! текучести;

б)    резьба должна быть образована накаткой; нарезка резьбы допускается только при условии, если при расчете анкеров учтено ослабление в результате нарезки сечения стержня;

в)    поверхность прорези в замке анкера должна быть гладкой, без заусенцев и окалины. Прорезь при ширине 2—4 мм не должна отклоняться от оси анкера более 1 мм; кромки прорези в верхнем конце анкера должны быть округлены; режущие кромки в торце замка должны быть острыми;

г)    клин, отлитый из чугуна или штампованный из стали марки Ст. 3, должен быть очищен от заусенцев и окалины;

д)    гайки должны соответствовать ГОСТ 5915-70;

е)    стыки составных анкеров должны быть равнопрочными со стержнем; длина резьбовых соединений должна быть не менее 40 мм;

ж)    опорные шайбы из стали Ст. 3 должны иметь размеры от 100X100X8 до 200X200X12 мм.

3.10.    В отличие от клиновых распорные анкеры имеют замок более сложной конструкции, расклинивающийся в шпуре при натяжении или вращении стержня анкера. Принятая конструкция распорного анкера должна обеспечивать необходимую прочность закрепления замка, устанавливаемую согласно требованиям пп. 3.57—3.65 настоящей Инструкции.

3.11.    Анкеры второй группы (омоноличенные) подразделяются на набивные, нагнетаемые, анкеры типа «перфо», ан-

12

керы на пласторастворах и предварительно-напряженные анкеры. Наиболее просты по конструкции и технологии установки набивные железобетонные анкеры, которые рекомендуются для широкого применения.

3.12.    Набивной железобетонный анкер состоит из армирующего стержня, который устанавливается в шпур диаметром 42—46 мм, заполненный цементно-песчаным раствором (рис. 3).

3.13.    Рост прочности закрепления железобетонного анкера (прочность омоноличивающего раствора) должен опережать процесс развития деформаций закрепляемых грунтов и увязываться с длительностью цикла проходки. Необходимо, как правило, применять быстротвердеющие растворы, обеспечивающие работу железобетонного анкера через 4—6 ч после установки. Обычные растворы (без ускорителей твердения) допускается применять только в тех случаях, когда по условиям устойчивости выработок и длительности проходческого цикла анкеры нагружаются не ранее чем через сутки после установки. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается также с целью повышения скорости проходки применять сочетание анкеров первой группы, воспринимающих первичное горное давление, с железобетонными анкерами, устанавливаемыми на таком расстоянии от забоя, где не сказывается вредное воздействие взрыва на качество крепления.

3.14.    В качестве быстродействующего раствора для набивных железобетонных анкеров должен применяться раствор следующего состава: глиноземистый цемент М400— 500, песок в соотношении 1 : 1 по массе и вода (водоцементное отношение В/Ц = 0,4—0,45) с добавкой 5—6% хлористого кальция (от массы цемента). Ориентировочная прочность закрепления анкеров, установленных на растворе указанного состава, приведена в п. 3.30.

3.15.    В устойчивых грунтах допускается применение сме-

2*    13

сей следующих составов, для набора прочности которых требуется более длительное время:

а)    глиноземистый цемент М400—500 и песок в соотношении 1 : 1 (по массе), В/Ц — 0,4-^0,45;

б)    портландцемент М500 и песок в соотношении 1:1, В/Ц = 0,4-^0,45 с добавкой 3% хлористого кальция (от массы цемента).

Ориентировочная прочность закрепления анкеров, установленных на растворе указанного состава, приведена в п. 3.32 настоящей Инструкции.

3.16.    Составы растворов, отличные от приведенных в пп. 3:14 и 3.15 настоящей Инструкции, допускаются к применению только после проверки их свойств (в соответствии с методикой ГОСТ 5802-66), испытания анкеров, установленных на этих растворах, и при соответствующих техникоэкономических обоснованиях.

3.17.    С целью удовлетворения требованиям технологичности (свободное прохождение раствора через растворонагне-татель, подводящие шланги и инъектор, а также исключение вытекания раствора из шпуров) допускается корректировать величину водоцементного отношения, указанного в пп. 3.14 и 3.15.

3.18.    Применяемые для растворов материалы должны со

ответствовать требованиям следующих ГОСТов: портландцемент—ГОСТ 10178-78;    глиноземистый    цемент—

ГОСТ 969-66; песок—ГОСТ 10268-70; хлористый кальций— ГОСТ 450-77; вода—ГОСТ 4747-69.

3.19.    Хлористый кальций надлежит предварительно растворить в воде, используемой для приготовления раствора; его концентрацию следует определять с помощью таблиц (приложение 4), а плотность раствора хлористого кальция в воде—измерять ареометром.

3.20.    Армирующий стержень железобетонного анкера следует изготовлять из горячекатаной стали периодического профиля (ГОСТ 5781-75). Один конец стержня должен быть заострен, другой конец—расклепан, и в нем пробивают отверстие для шплинта.

Допускается иное конструктивное решение конца стержня, выступающего в выработку (резьба с гайкой, петля и т. д.).

3.21.    Наряду с применением цементно-песчаных растворов для закрепления армирующего стержня в шпуре допускается использование также быстросхватывающихся химических составов—пласторастворов (приложение 5) и др. В этом случае прочность закрепления замка анкера должна быть проверена

14

в натурных условиях в соответствии с указаниями пп. 3.57— 3.65 настоящей Инструкции.

3.22. Для закрепления выработок пролетом более 10 м в неустойчивых грунтах на глубину более 5 м следует, как правило, применять предварительно напряженные анкеры, представляющие собой омоноличиваемые в скважине и напрягаемые домкратами прядевые или стержневые конструкции (приложение 6).

Определение параметров и составление паспорта

3.23. Параметры анкерной крепи: ее тип и размеры замка, длина анкеров, расстояние между ними и величина натяжения стержней—определяются строением горного массива, механическими свойствами грунтов и размерами подземной выработки. Как правило, параметры анкерной крепи следует назначать с учетом опыта ее применения и аналогичных инженерно-геологических условий.

3.24.    Основной эффект от крепления выработок анкерами состоит в том, что окружающие выработку породы, имеющие склонность к расслоению и обрушению, прикрепляются к устойчивым областям горного массива, лежащим за пределами расчетного свода давления, при помощи анкеров. Однако в отдельных случаях кровля выработки, закрепленная анкерами, уменьшает стрелу подъема свода и может рассматриваться как несущая армо-каменная конструкция.

3.25.    Анкеры, применяемые в качестве временной крепи подземных сооружений, необходимо рассчитывать по прочности закрепления замков и прочности стержней по аналогии с соответствующими требованиями глав СНиПа на проектирование тоннелей и бетонных (железобетонных) конструкций.

Под прочностью закрепления замка анкера следует понимать максимальную нагрузку, при приложении которой к стержню установленного анкера осевое перемещение его конца не превышает 10 мм.

3.26.    Расчет основных параметров анкерной крепи надлежит производить в следующем порядке:

определение длины анкера;

назначение параметров замка анкера;

определение прочности закрепления замка;

назначение расстояния между анкерами;

определение расчетной нагрузки по анкеру;

выбор диаметра и материала стержня.

3.27.    Рабочую длину анкера /_р (в м) необходимо назна-

15

чать равной высоте зоны возможного обрушения, принимаемой на основании опыта строительства тоннелей в аналогии-ных инженерно-геологических условиях.

При отсутствии аналогов длина рабочей части анкера должна определяться по формуле

где L—наибольший поперечный размер (пролет) выработки, м;

f—коэффициент крепости грунта (в куске); k₇—коэффициент учета трещиноватости массива, принимаемый по табл. 2.

Т а б л ид а 2

Количество трещин на 1 м2 Ориентировочное расстояние между трещинами, м 4—10 0,2—0,5 2.5 2—4 0,5—1 2 1—2 1—2 1.5 До I — 1

Примечание. Количество трещин определяется на пересечении их с условной плоскостью, перпендикулярной плоскостям трещиноватости.

Если коэффициент крепости f определен с учетом трещиноватости массива, следует принимать = 1.

3.28.    Длину замковой части /₃ и концевой части /_к, выступающей в выработку, следует назначать по конструктивным соображениям в зависимости от типа замка и конструкции крепления подхвата. При этом для клинощелевых анкеров длина замковой части должна быть не менее 20 см.

3.29.    Разница между диаметрами шпура и замка клинощелевого анкера не должна превышать 8 мм. Толщину клина в основании, как правило, следует назначать равной диаметру замка анкера, но не менее величины, определяемой из выражения

^min 2# +    ^а)

где    е—глубина внедрения «усов» анкеров в породу, при

нимаемая при отсутствии фактических данных по табл. 3;

и d_a—соответственно диаметры шпура и замка анкера; ^„—ширина прорези.

Таблица 3

Коэффициент крепости грунта . . . 10—20 6 4 Глубина внедрения е, мм..... 2 4 6

Длину клина следует назначать по конструктивным соображениям, но при условии, что его длина не должна превышать половину основания более чем в 12 раз.

3.30. Правильность назначения параметров замка надлежит в обязательном порядке проверять путем испытаний прочности закрепления замков в производственных условиях, проводимых в соответствии с указаниями пп. 3.57—3.65 настоящей Инструкции.

Для конструкций замков, приведенных в пп. 3.15 и 3.16 и предназначаемых для применения в грунтах с коэффициентом крепости 6—10 (в куске), разрешается принимать расчетную прочность закрепления по табл. 4 без предваритель^ ных испытаний.

Таблица 4

Диаметр замка, мм Толщина клина, мм Диаметр коронки, мм Расчетная прочность закрепления, тс 25 25 32 ± 1 9 36 25 41 ± 1 6

Примечание. Расчетная прочность закрепления приведена для условий фрезерованных поверхностей прорези и боковых граней клина анкера.

3.31.    В тех случаях, когда замки анкеров будут подвергаться воздействию попеременного замораживания и оттаивания, испытания замков на прочность закрепления следует проводить в талом грунте.

3.32.    Длину замковой части железобетонных анкеров следует назначать вначале предварительно, как правило, в пределах от 20 до 60 см. При этом прочность N' (в кгс) закрепления замка определяют по формуле

/V — 7Г 1зС/_ст Т_сц,

17

где /'з—предварительная длина замка, см; d_CT —диаметр армирующего стержня, см; т_Сц -—удельное сцепление бетона с армирующим стержнем^ кгс/см², принимаемое по табл. 5.

Ориентировочно прочность закрепления железобетонных анкеров с замковой частью длиной 50 см при температуре в; шпуре не ниже 5°С допускается принимать:

а)    для составов растворов, указанных в п. 3.14, 5 тс через. 6 ч и 10 тс—через 24 ч после установки;

б)    для составов, указанных в п. 3.15, 10 тс через 48 ч после установки.

Таблица 5

Температура твердения, °С Тсц, кгс/см2. При : сроке твердения бетона. ч 2 4 6 24 48 и более + 5 5 10 15 40 45 + 10 8 15 20 40 45 + 15 10 20 30 45 45 + 20 15 30 35 45 45

Пр имечания. 1. Удельные сцепления даны для следующие быстротвердеющих растворов: а)    указанного в п. 3.14 (для набивных анкеров); б)    раствора из глиноземистого цемента марок 400—500 и водье (В/Ц—0,45-^0,55), с добавкой 6% хлористого кальция от массы цемента (для нагнетаемых анкеров). 2. Удельное сцепление цементно-песчаных растворов состава* 1 : 1 без ускорителей твердения следует принимать равным-45 кгс/см? при: а)    глиноземистом цементе марок 400—500 в возрасте 48 ч ш более; б)    портландцементе марок 400—500 в возрасте 72 ч и более..

Прочность закрепления замков железобетонных анкеров: должна быть подтверждена результатами испытаний (см., п. 3.30).

3.33. Если в результате проведенных испытаний расчетная' прочность закрепления замков анкеров окажется недостаточной, необходимо изменить конструкцию замка или отдельные-его параметры (диаметр, толщину клина и т. д.).

Длину замковой части железобетонных анкеров /₃ (в м)* на основании результатов испытаний следует откорректировать по соотношению

где N—расчетная прочность закрепления, определяемая в результате испытаний, тс.

18

3.34.    Для крепления выработок тоннелей запрещается применять анкеры длиной менее 1 м, с прочностью закрепления замка менее 4 тс.

3.35.    Предельное расстояние между анкерами а (вм) следует определять по формуле

^a=='VuTfV

где —средняя плотность горных пород, т/м³.

3.36.    Чтобы исключить возможность образования вывалов между анкерами, должно быть' выполнено условие

Q /р

В сильнотрещиноватых породах расстояние между анкерами следует уменьшить до 0,5 /_р.

3.37.    Расчетная нагрузка Р (в тс) на анкер

Р= 1,5 ^ а² /_р,

3.39.    Паспорт анкерного крепления (приложение 7) подземной выработки должен содержать:

чертеж выработки в двух проекциях с указанием основных размеров и инженерно-геологических условий, включая трещиноватость грунтов; на чертеже указывают длину, расположение анкеров и расстояние между ними, тип анкера и подхвата, при необходимости указывают конструкции подхвата и его материал, размеры зазоров между крепью и оборудованием, порядок крепления, срок выстойки до начала очередной заходки;

чертеж конструкции анкера с указанием всех его размеров и спецификаций, содержащей объемы работ и сведения о материалах для анкерной крепи;

основные данные расчета анкерной крепи.

Паспорт крепления действителен только в тех инженерногеологических условиях, для которых он составлен. При изменении условий паспорт должен быть пересмотрен в установленном порядке.

3.40.    Отклонение от указанного в паспорте расстояния между анкерами по внутренней поверхности закрепляемой выработки допускается не более ± 10%.

Отклонение от заданного в паспорте направления шпура не должно превышать 10°.

Технология установки

3.41.    Анкеры следует устанавливать вслед за продвижением забоя, как правило, начиная со сводовой части выработки.

В слабо трещиноватых грунтах допускается отставание подхватов или сетки (оговоренное паспортом крепления), но не более чем на 20 м от лба забоя; в этом случае для навешивания подхватов или сетки на анкер устанавливают вторую опорную шайбу и гайку.

3.42.    Перед установкой крепи следует произвести тщательную оборку кровли и подтянуть гайки на двух последних рядах анкеров способом, указанным в п. 3.50 настоящей Инструкции.

3.43.    Шпуры для установки анкеров надлежит бурить па размеченной сетке, строго соответствующей паспорту крепления, бурильными молотками с пневмоподдержкой, телескопными перфораторами либо с помощью самоходных или портальных буровых установок.

В выработках высотой до 3,4 м для бурения и установки анкеров в грунтах с коэффициентом крепости менее 8 реко-

20

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая Инструкция разработана в дополнение к главам СНиП по проектированию (СНиП П-44-78 «Тоннели железнодорожные и автодорожные») и строительству тоннелей (СНиП Ш-44-77 «Тоннели железнодорожные, автодорожные и гидротехнические. Метрополитены») на основе обобщения ■опыта применения анкеров и набрызгбетона в качестве временной и постоянной крепи подземных выработок.

Инструкция включает переработанные материалы действующих ведомственных строительных норм (ВСН 126-65) с учетом норм Госстроя (СН 238-73), а также результаты исследований, проведенных в последние десять лет СибЦНИИСом, ДНИИСом, ЛИИЖТом и другими организациями.

Инструкция разработана кандидатами техн. наук Б. В. Корякиным (руководитель работы), Б. Е. Славиным и инженерами Ю. А. Ковригиным, Г. Ф. Петровым (СибЦНИИС), кандидатами техн. наук Я. И. Маренным, В. Е. Меркиным и инженером А. П. Богородским (ЦНИИС), кандидатами технических наук Д. И. Голицинским и Ю. С. Фроловым (ЛИИЖТ), кандидатами техн. наук А. С. Курисько (Арм-гипротранс) и И. А. Власенко (НИИСП Госстроя УССР) при участии канд. техн. наук М. И. Иванаева (Главтоннельметро-строй), инженеров Д. И. Колина (ЦНИИС) и А. Г. Сиваченко (НИИСП Госстроя УССР).

Научное редактирование выполнено Б. В. Корякиным, Б. Е. Славиным и В. Е. Меркиным.

Замечания и предложения по настоящей Инструкции направлять по адресу: 129329, Москва, Игарский проезд, 2, Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного

^тпапфо тт т_    о / Т Т Т-1 Т/Т Т/Т I \ М тхт.т'т'гч о иллтпла

1 у Ч/П A JJ\_ 1 U Cl ^ ЦА A    A • A A A A A A    ^CAAIX-V-A    V/ Л    .

Зам. директора института Г. Д. ХАСХАЧИХ Руководитель отделения тоннелей и метрополитенов В. П. САМОЙЛОВ

3

	Ведомственные строительные нормы	ВСН 126-78 Минтрансстрой
Министерство транспортного строительства	Инструкция по применению анкеров и набрызгбетона в качестве временной крепи выработок транспортных тоннелей	Взамен ВСН 126-65

h ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Требования настоящей Инструкции должны соблюдаться при проектировании и устройстве анкерной и набрызг-бетонной временной крепи выработок железнодорожных и автодорожных тоннелей. Инструкция предназначена для организаций Министерства транспортного строительства, осуществляющих проектирование, строительство и приемку этих сооружений.

1.2.    Инструкция разработана в соответствии с требования-ми главы СНиП по строительству тоннелей, «Правил техники: безопасности и производственной санитарии при строительстве метрополитенов и тоннелей» и других действующих нормативных документов, а также в соответствии с аналогичными требованиями для расчета, установленными главой СНиП по проектированию тоннелей.

1.3.    При решении вопроса о применении анкерной крепи, набрызгбетона или комбинированной крепи из анкеров и на-брызгбетона необходимо учитывать инженерно-геологические и мерзлотно-грунтовые условия, физико-механические свойства горных пород, размеры выработки и способы строительства тоннеля.

1.4.    При буровзрывном способе ведения работ применение анкерной крепи и набрызгбетона следует, как правило,, сочетать с методом контурного (гладкого) взрывания, обеспечивающим высокую точность обработки поверхности и повышенную устойчивость выработки.

1.5.    Протяженность участков выработок с анкерной крепью

и набрызгбетоном, тип крепи, конструкция анкеров и расстояние между ними, а также марка и толщина слоя набрызг-бетона должны определяться при разработке рабочих чертежей на основании данных инженерно-геологических изысканий. Принятые параметры крепи при необходимости следует корректировать в процессе строительства в соответствии* с фактическими инженерно-геологическими условиями.

1.6.    Установке, анкерной крепи в выработках должны предшествовать предварительные испытания замков анкеров, кроме случаев, предусмотренных п. 3.30 настоящей Инструкции.

1.7.    К установке анкерной крепи разрешается приступать только при наличии паспорта крепления подземной' выработки, составляемого в соответствии с требованиями настоящей Инструкции на основании рабочих чертежей и результатов предварительных испытаний анкеров.

Паспорт крепления утверждается главным инженером строительной организации.

1.8.    Строительная организация обязана вести систематический контроль за соблюдением паспорта крепления и состояния выработок, закрепленных анкерной крепью и набрызгбетоном.

1.9.    Допускается использование настоящей Инструкции при применении анкеров и набрызгбетоиа в качестве элементов конструкции постоянной обделки. В этом случае, требующем специального технико-экономического обоснования и согласования с заказчиком, необходимо предусмотреть мероприятия по обеспечению долговечности анкеров и набрызгбе-тонного покрытия (омоноличивание металлических стержней анкеров, армирование набрызгбетоиа, снижение концентрации химических добавок до норм, установленных для постоянных конструкций по условиям предотвращения коррозии и т. п.).

2. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ВИДОВ КРЕПИ

2.1. При проектировании и строительстве транспортных тоннелей в качестве временной следует применять анкерную или набрызгбетонную крепь, самостоятельно или с металлической сеткой, а также в различных сочетаниях друг с другом, во всех -видах горизонтальных и наклонных подземных выработок.

Использование арочной (рамной) крепи самостоятельно или в сочетании с анкерной или набрызгбетонной допускается

5

при надлежащем технико-экономическом обосновании в неустойчивых, весьма неустойчивых грунтах и зонах с тектоническими нарушениями.

2.2.    Выбор вида временной крепи надлежит производить в зависимости от инженерно-геологических условий заложения тоннеля, определяющихся коэффициентом крепости грунтов массива по шкале проф. М. М. Протодьяконова (приложение 1), степенью трещиноватости и устойчивости грунтов (приложения 2 и 3), а также от размеров поперечного сечения, величины заходки и способа проходки выработки. В вечномерзлых породах должны быть также учтены мерзлотногрунтовые условия и возможные их изменения в процессе строительства тоннеля согласно требованиям пп. 2.19, 3.31, 4.14, 4.15, 4.19, 4.47 настоящей Инструкции.

2.3.    Анкерную крепь как самостоятельную конструкцию или в сочетании с набрызгбетоном следует, как правило, применять в грунтах средней устойчивости и выше с коэффициентом крепости не менее 4. Допускается применение анкерной крепи совместно с набрызгбетоном в грунтах слабой устойчивости с коэффициентом крепости 3 при уменьшении раскрываемой выработки (сечение, длина заходки) до размеров, обеспечивающих ее устойчивость на период возведения крепи.

2.4.    Крепь из набрызгбетона необходимо применять самостоятельно в среднеустойчивых и устойчивых грунтах с коэффициентом крепости свыше 4. Совместно с анкерами на-брызгбетонную крепь следует применять в условиях, указанных в п. 2.3, а совместно с арочной крепью (при наличии металлической сетки в виде затяжки)—в неустойчивых и весьма неустойчивых грунтах с коэффициентом крепости не менее 2.

Во всех случаях величина сцепления набрызгбетона (в возрасте 28 суток) с грунтом должна быть не менее прочности самого грунта на разрыв (для слабых или сильнотрещиноватых грунтов) или не менее 5 кгс/см² (для крепких скальных грунтов).

2.5.    Применение анкерной и набрызгбетонной крепи в более слабых грунтах, чем указано в пп. 2.3 и 2.4, допускается при соответствующем обосновании натурными исследованиями на опытных участках.

2.6.    При проектировании временной крепи должны быть установлены тип анкера, тип анкерной крепи, толщина, прочность и количество слоев набрызгбетонного покрытия.

б

2.7.    При выборе типа анкера надлежит руководствоваться следующими соображениями.

Клинощелевые анкеры просты по устройству и в грунтах с коэффициентом крепости более 4 (кроме весьма крепких, сильно окварцованных) обладают достаточно высокой прочностью закрепления.

Распорные анкеры применимы в грунтах с коэффициентом крепости выше 3. Однако их конструкция более сложна, и они могут быть изготовлены только в заводских условиях. Прочисть их закрепления в массиве сравнительно невелика.

Железобетонные анкеры или анкеры на пласторастворах при достаточной длине замка обеспечивают высокую прочность закрепления во всех грунтах, где анкерное крепление применимо. Они могут воспринимать поперечные смещения грунтов, так как их армирующие стержни омоноличены с породными слоями по всей длине шпура. Недостатком этих анкеров является невозможность их нагружения до набора необходимой прочности омоноличивающим раствором.

2.8.    В зависимости от конкретных инженерно-геологических условий должны применяться следующие типы анкерной крепи: одиночные анкеры с опорными шайбами, анкеры с сеткой, анкеры с подхватом и анкеры в сочетании с рамной (арочной) крепью или с набрызгбетоном.

2.9.    Одиночные анкеры следует применять только в монолитных, слаботрещиноватых и весьма устойчивых грунтах.

2.10.    Анкерами с опорными шайбами и сеткой 50X50 мм (диаметр проволоки 3 мм) следует крепить выработки, заложенные в устойчивых грунтах, в которых возможны небольшие отслоения. Сетку разрешается устанавливать в зависимости от степени трещиноватости грунтов только по своду либо по своду и стенам выработки.

2.11.    Анкерами с подхватом, объединяющим один их ряд, следует крепить выработки в грунтах средней устойчивости, трещиноватых и слаботрещиноватых. В качестве подхватов в зависимости от величины ожидаемых отслоений между анкерами следует применять полосовую сталь или прокатные профили.

2.12.    В подземных выработках со сводчатой кровлей ан-керы следует располагать радиально. В выработках с плоской кровлей крайние анкеры необходимо устанавливать под углом 30° к вертикали, но с таким расчетом, чтобы конец анкера выходил за пределы пролета выработки не менее чем на 40 см; средние анкеры устанавливаются вертикально (рис. 1).

7

2.13. При явно выраженном слоистом строении кровли, когда ее разрушение происходит от нарушения связей между слоями, анкеры следует располагать вкрест простирания слоев или возможно ближе к этому направлению (см. рис. 1).

Рис. 1. Схемы расположения анкеров при различной слоистости пород кровли: а—трапециевидная выработка при горизонтальном напластовании грунтов (а<30°, Ь>40 см, с <‘/2а); б—подковообразная выработка при вертикальной слоистости (а<30°, b >40 см, с<1(2 а), а—подковообразная выработка при вертикальном напластовании (а«30°); г—подковообразная выработка при наклонной слоистости (ф <30°, а<30°, 7<30°)

2.14.    Анкеры в кровле и стенах выработки надлежит располагать рядами или в шахматном, порядке.

2.15.    Набрызгбетонная крепь должна применяться в виде одно- или многослойного покрытия свода и стен тоннельной

8

ззыработки. В зависимости от степени устойчивости выработки покрытие следует наносить сразу после разработки грунта в забое или на некотором расстоянии от него.

2.16.    В трещиноватых полускальных или скальных грунтах следует применять набрызгбетонное покрытие совместно с металлической сеткой, имеющей ячейки размером не менее 100X100 мм (при толщине проволоки до 7 мм, ГОСТ 8478-66), которая крепится монтажными анкерами.

2.17.    Для предварительного выбора типа временной крепи в зависимости от инженерно-геологических условий и размеров тоннеля рекомендуется пользоваться данными табл. 1.

Таблица 1

Толщина набрызгбетонного покрытия Назначение тоннеля при коэффициенте крепости пород Тип временной крепи (по М. М. Протодьяконову), см 2—3 3—4 4—6 6-8 8 Сплошное на-брызгбетоиное — — 15—10 10—5 3 Однопутный покрытие железно То же в сочета — 15—10 10—5 5—3 3 дорожный нии с анкерами То же в сочета 15—10 10—5 нии с арками Сплошное на- _ _ 20—16 15—10 10—3 Двухпутный железно брызгбетонное покрытие дорожный То же в сочета — 20—15 15—10 10—5 3 или авто нии с анкерами дорожный То же в сочета 20—15 15—10 10—5 — — нии с арками

2.18.    Окончательные параметры временной крепи (толщина набрызгбетонного покрытия, длина анкеров и т. д.) следует устанавливать расчетом согласно требованиям глав 3 и 4 настоящей Инструкции.

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

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

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

9