ОБДЕ́ЛКА

Рис. 1. Обделки тоннелей, сооружаемых закрытым способом: а – из набрызг-бетона с анкерами; б – из сборного железобетона; 1 – свод из набрызг-бетона; 2 – анкеры; 3 – железобетонные блоки; b – ширина ко...

ОБДЕ́ЛКА под­зем­но­го со­ору­же­ния, по­сто­ян­ная кон­ст­рук­ция, за­кре­п­ляю­щая вы­ра­бот­ку под­зем­но­го со­ору­же­ния и об­разую­щая её внутр. по­верх­ность. О. под­зем­но­го со­ору­же­ния вос­при­ни­ма­ет дей­ст­вую­щие на­груз­ки и за­щи­ща­ет со­ору­же­ние от про­ни­ка­ния под­зем­ных вод. При­ме­ня­ют раз­но­об­раз­ные О. транс­порт­ных, пе­ше­ход­ных, гид­ро­тех­нич. и ком­му­ни­кац. тон­не­лей, тон­не­лей и стан­ций мет­ро­по­ли­те­на, под­зем­ных ма­шин­ных за­лов ГЭС и гид­ро­ак­ку­му­ли­рую­щих элек­тро­стан­ций, пар­кин­гов, га­зо- и неф­те­хра­ни­лищ, мно­го­ярус­ных по­ли­функ­цио­наль­ных ком­плек­сов, со­ору­же­ний обо­рон­но­го ха­рак­те­ра и др., раз­ли­чаю­щие­ся по ма­те­риа­лу, фор­ме и раз­ме­рам по­пе­реч­но­го се­че­ния. Кон­ст­рук­ции О. вы­пол­ня­ют из бе­то­на, же­ле­зо­бе­то­на, чу­гу­на, ста­ли, ком­по­зит­ных ма­те­риа­лов, от­ве­чаю­щих тре­бо­ва­ни­ям проч­но­сти, дол­го­веч­но­сти и во­до­не­про­ни­цае­мо­сти, а в ря­де слу­ча­ев – мо­ро­зо­стой­ко­сти, ог­не­стой­ко­сти, стой­ко­сти к хи­мич. и био­ло­гич. аг­рес­сии.

Рис. 2. Обделка станции метрополитена, сооружаемой закрытым способом из сборного железобетона.

Рис. 3. Обделки подземных сооружений, сооружаемых открытым способом из монолитного железобетона: а – одноярусная; б – многоярусная.

Кон­ст­рук­тив­ные фор­мы О. под­зем­но­го со­ору­же­ния оп­ре­де­ля­ют­ся его на­зна­че­ни­ем, спо­со­бом строи­тель­ст­ва, ин­же­нер­но-гео­ло­гич. ус­ло­вия­ми, ха­рак­те­ром дей­ст­вую­щих на­гру­зок, раз­ме­ры – тре­буе­мы­ми га­ба­ри­та­ми (для гид­ро­тех­нич. тон­не­лей – про­пу­ск­ной спо­соб­но­стью) с не­об­хо­ди­мо­стью раз­ме­ще­ния за их пре­де­ла­ми экс­плуа­тац. уст­ройств и обо­рудо­ва­ния (вен­ти­ляц. ка­на­лы, ос­ве­тит. при­бо­ры, дре­наж­ные уст­рой­ст­ва и пр.), а так­же эко­но­мич. и эко­ло­гич. со­об­ра­же­ния­ми. Тон­не­ли, со­ору­жае­мые гор­ным спо­со­бом в не­креп­ких сла­бо­ус­той­чи­вых грун­тах, име­ют мас­сив­ные О. свод­ча­того очер­та­ния из мо­но­лит­но­го бе­то­на или же­ле­зо­бе­то­на, ко­то­рые со­сто­ят из сво­да пе­ре­мен­ной жё­ст­ко­сти, плав­но пе­ре­хо­дя­ще­го в сте­ны пря­мо­ли­ней­но­го или кри­во­ли­ней­но­го очер­та­ния, и опи­ра­ют­ся на грунт или об­рат­ный свод. В проч­ных скаль­ных грун­тах при­ме­ня­ют тон­ко­стен­ные О. из на­брызг-бе­то­на (од­но- или двух­слой­ные) в ви­де по­ло­го­го или подъ­ё­ми­сто­го сво­да, опи­раю­ще­го­ся на грунт, их уси­ли­ва­ют при не­об­хо­ди­мо­сти ар­ма­тур­ны­ми сет­ка­ми, сталь­ны­ми ар­ка­ми или скаль­ны­ми ан­ке­ра­ми (рис. 1, а). При строи­тель­ст­ве тон­не­лей щи­то­вым спо­со­бом при­ме­ня­ют сбор­ные О. с кру­го­вым по­пе­реч­ным се­че­ни­ем диа­мет­ром от 2 до 15 м, со­стоя­щие из отд. ко­лец ши­ри­ной от 0,5 до 2 м из эле­мен­тов сплош­но­го (бло­ки) или реб­ри­сто­го (тю­бин­ги) се­че­ния мас­сой до 20 т, со­еди­няе­мых ме­ж­ду со­бой бол­та­ми или свар­кой вы­пус­ков ар­ма­ту­ры с по­сле­дую­щим омо­но­ли­чи­ва­ни­ем, при­да­ни­ем бло­кам осо­бой фор­мы и др. В не­ус­той­чи­вых во­до­нос­ных грун­тах воз­во­дят жё­ст­кие О. из чугун­ных тю­бин­гов с пе­ре­вяз­кой швов сосед­них ко­лец, об­ла­даю­щие вы­со­кой не­су­щей спо­соб­но­стью, во­до­не­про­ни­цае­мо­стью и кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью. С 1980–90-х гг. вза­мен до­ро­го­стоя­щих чу­гун­ных ши­ро­ко ис­поль­зу­ют О. из вы­со­ко­проч­ных (бе­тон клас­са В45 и вы­ше) и во­до­не­про­ни­цае­мых круп­ных жел.-бе­тон. бло­ков с на­клон­ны­ми бол­то­вы­ми свя­зя­ми и уп­ру­ги­ми уп­лот­ни­те­ля­ми в сты­ках (рис. 1, б). Из та­ких бло­ков воз­во­ди­ли, в ча­ст­но­сти, О. диа­мет­ром ≈14 м Ле­фор­тов­ско­го и Се­реб­ря­но­бор­ско­го ав­то­до­рож­ных тон­не­лей в Мо­ск­ве. Так­же при­ме­ня­ют ин­но­ва­ци­он­ные ком­по­зит­ные кон­ст­рук­ции ста­ле­бе­тон­ных О. из бло­ков в ви­де сталь­ной обо­лоч­ки тол­щи­ной 5–7 мм, к ко­то­рой при­ва­ре­ны ра­ди­аль­ные и коль­це­вые рёб­ра жё­ст­ко­сти, об­ра­зую­щие не­су­щий кар­кас, за­пол­няе­мый бе­то­ном. Бло­ки со­еди­ня­ют­ся ме­ж­ду со­бой бол­та­ми. Та­кие О. об­ла­да­ют вы­со­ки­ми проч­но­ст­ны­ми и де­фор­мац. свой­ст­ва­ми, тре­щи­но­стой­ко­стью и во­до­не­про­ни­цае­мо­стью. В плот­ных и ус­той­чи­вых грун­тах ис­поль­зу­ют гиб­кие О. с шар­нир­ны­ми ра­ди­аль­ны­ми сты­ка­ми (без пе­ре­вяз­ки швов со­сед­них ко­лец), а так­же О., об­жа­тые в грунт гид­рав­лич. дом­кра­та­ми, кли­но­вы­ми бло­ка­ми или спец. при­спо­соб­ле­ния­ми для луч­шей со­вме­ст­ной ра­бо­ты О. с грун­то­вым мас­си­вом. Соз­да­ны прин­ци­пи­аль­но но­вые кон­ст­рук­ции гиб­ких О. из жел.-бе­тон. бло­ков с по­дат­ли­вы­ми сталь­ны­ми эле­мен­та­ми, раз­ме­щае­мы­ми ме­ж­ду ра­ди­аль­ны­ми тор­ца­ми со­сед­них бло­ков. Ис­поль­зо­ва­ние по­дат­ли­вых эле­мен­тов улуч­ша­ет ста­ти­че­скую ра­бо­ту об­дел­ки с учё­том взаи­мо­дей­ст­вия с ок­ру­жаю­щим грун­том. О. стан­ций мет­ро­по­ли­те­на, со­ору­жае­мые за­кры­тым спо­со­бом, вы­пол­ня­ют 1-, 2- или 3-свод­ча­той кон­ст­рук­ции пи­лон­но­го или ко­лон­но­го ти­па (рис. 2). О. под­зем­ных со­ору­же­ний, воз­во­ди­мых кот­ло­ван­ным или тран­шей­ным спо­со­бом, спо­со­бом про­дав­ли­ва­ния или опу­ск­ных сек­ций, вы­пол­ня­ют ча­ще все­го пря­мо­уголь­но­го по­пе­реч­но­го се­че­ния из мо­но­лит­но­го или сбор­но-мо­но­лит­но­го же­ле­зо­бе­то­на. Для ав­то­до­рож­ных, пе­ше­ход­ных и ком­му­ни­кац. тон­не­лей, пе­ре­гон­ных тон­не­лей и стан­ций мет­ро­по­ли­те­на О. уст­раи­ва­ют в ви­де 1-, 2- или мно­го­про­лёт­ных рам­ных сис­тем (рис. 3,а), а для мно­го­ярус­ных под­зем­ных со­ору­же­ний – в ви­де мно­го­ярус­ных рам (рис. 3, б). О. под­зем­ных со­ору­же­ний, воз­во­ди­мых тран­шей­ным спо­со­бом с при­ме­не­ни­ем тех­но­ло­гии «сте­на в грун­те», име­ют в сво­ём со­ста­ве не­су­щие сте­ны тол­щи­ной 0,6–0,8 м и бо­лее (сплош­но­го се­че­ния ли­бо из вза­им­но пе­ре­се­каю­щих­ся или ка­саю­щих­ся бу­ро­на­бив­ных свай), за­глуб­лён­ные ни­же лот­ко­вой пли­ты под­зем­но­го со­ору­же­ния. На­хо­дят при­ме­не­ние ком­по­зит­ные О. пря­мо­уголь­но­го очер­та­ния в ви­де т. н. сан­дви­ча, со­стоя­ще­го из сталь­ных обо­ло­чек тол­щи­ной 8–12 мм, ме­ж­ду ко­то­ры­ми ук­ла­ды­ва­ют бе­тон­ную смесь. Для свя­зи обо­ло­чек с бе­то­ном пре­ду­смот­ре­ны сталь­ные стерж­ни диа­мет­ром 20–22 мм, при­ва­ри­вае­мые к сталь­ным лис­там. При рас­по­ло­же­нии под­зем­но­го со­ору­же­ния в во­до­нос­ных грун­тах уст­раи­ва­ют гид­ро­изо­ля­цию О. Мо­но­лит­ные О. свод­ча­то­го очер­та­ния мо­гут иметь на­руж­ную или внутр. ок­ле­еч­ную плё­ноч­ную или на­пы­ляе­мую изо­ля­цию. Швы ме­ж­ду эле­мен­та­ми сбор­ных О. гер­ме­ти­зи­ру­ют че­кан­кой или с по­мо­щью уп­ру­гих уп­лот­ни­те­лей. О. пря­мо­уголь­но­го очер­та­ния, воз­во­ди­мые кот­ло­ван­ным спо­со­бом, за­щи­ща­ют от во­ды сплош­ной на­руж­ной ок­ле­еч­ной или плё­ноч­ной изо­ля­ци­ей, а при тран­шей­ном спо­со­бе бо­ко­вые сте­ны в слу­чае не­об­хо­ди­мо­сти по­кры­ва­ют внутр. гид­ро­изо­ля­ци­ей. В не­ко­то­рых слу­ча­ях для за­щи­ты от во­ды под­зем­ных со­ору­же­ний при­ме­ня­ют ме­тал­ло­изо­ля­цию с ан­ти­кор­ро­зи­он­ным по­кры­ти­ем.

О. под­зем­ных со­ору­же­ний рас­счи­ты­ва­ют по не­су­щей спо­соб­но­сти, де­фор­ма­тив­но­сти и рас­кры­тию тре­щин на ста­ди­ях экс­плуа­та­ции и воз­ве­де­ния на наи­бо­лее не­бла­го­при­ят­ное со­че­та­ние по­сто­ян­ных (собств. вес, дав­ле­ние грун­та, дав­ле­ние во­ды и др.) и вре­мен­ных (ди­на­мич. воз­дей­ст­вие от транс­порт­ных средств, сей­с­мич. воз­дей­ст­вия, стро­ит. на­груз­ки и др.) на­гру­зок. Тол­щи­ны О. на­зна­ча­ют ис­хо­дя из опы­та про­ек­ти­ро­ва­ния в ана­ло­гич­ных ус­ло­ви­ях, а за­тем уточ­ня­ют в про­цес­се ста­ти­че­ских и проч­но­ст­ных рас­чё­тов. Свод­ча­тые О. рас­счи­ты­ва­ют как ароч­ные кон­ст­рук­ции в ви­де по­ло­го­го или подъ­ё­ми­сто­го сво­да, опи­раю­ще­го­ся на грунт или об­рат­ный свод. Рас­чёт кру­го­вых О. вы­пол­ня­ют по схе­ме «коль­цо в уп­ру­гой сре­де» или «коль­цо в по­дат­ли­вой сре­де». Пря­мо­уголь­ные О. рас­счи­ты­ва­ют как рам­ные сис­те­мы на уп­ру­гом ос­но­ва­нии. Для рас­чё­та О. ис­поль­зу­ют ана­ли­тич. ме­то­ды тео­рии сплош­ной сре­ды, ме­то­ды стро­ит. ме­ха­ни­ки или чис­лен­ные ме­то­ды. В совр. про­ект­ной прак­ти­ке при­ме­ня­ют спе­циа­ли­зир. ком­пь­ю­тер­ные про­грамм­ные ком­плек­сы для рас­чё­та в уп­ру­гой и уп­ру­го­пла­сти­че­ской ста­дии би­нар­ной сис­те­мы «об­дел­ка – грун­то­вый мас­сив» на ос­но­ве ме­то­да ко­неч­ных эле­мен­тов с ис­поль­зо­ва­ни­ем пло­ских и про­стран­ст­вен­ных ма­те­ма­тич. мо­де­лей.

Воз­ве­де­ние О. из мо­но­лит­но­го бе­то­на или же­ле­зо­бе­то­на вы­пол­ня­ют с ис­поль­зо­ва­ни­ем ин­вен­тар­ной пе­ре­движ­ной опа­луб­ки, мощ­но­го бе­то­но­дос­та­воч­но­го и вы­со­ко­про­из­во­дит. бе­то­но­ук­ла­доч­но­го обо­ру­до­ва­ния. О. из на­брызг-бе­то­на воз­во­дят слоя­ми по 5–7 см безо­па­лу­боч­ным спо­со­бом с ис­поль­зо­ва­ни­ем спец. ма­шин (в т. ч. ро­бо­ти­зи­ров. стре­ло­вых ма­ни­пу­ля­то­ров). Сбор­ные О. тон­не­лей и стан­ций мет­ро­по­ли­те­на, со­ору­жае­мых щи­то­вым спо­со­бом, мон­ти­ру­ют спе­циа­ли­зир. бло­ко- и тю­бин­го­ук­лад­чи­ка­ми ры­чаж­но­го, ду­го­во­го, кас­сет­но­го или ком­би­нир. дей­ст­вия. Сбор­ные О. под­зем­ных со­ору­же­ний, воз­во­ди­мых от­кры­ты­ми спо­со­ба­ми, мон­ти­ру­ют стре­ло­вы­ми или коз­ло­вы­ми кра­на­ми, а сек­ции под­вод­ных тон­не­лей опус­ка­ют в про­ект­ное по­ло­же­ние пла­ву­чи­ми кра­на­ми.