СП 122.13330.2012. Свод правил. Тоннели железнодорожные и автодорожные. Актуализированная редакция СНиП 32-04-97

 

Утвержден

Приказом Министерства

регионального развития

Российской Федерации

от 30 июня 2012 г. N 278

 

СВОД ПРАВИЛ

 

ТОННЕЛИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ И АВТОДОРОЖНЫЕ

 

Railways and highway tunnels

 

АКТУАЛИЗИРОВАННАЯ РЕДАКЦИЯ

СНиП 32-04-97

 

СП 122.13330.2012

 

ОКС 93.060

 

Дата введения

1 января 2013 года

 

Предисловие

 

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ О техническом регулировании, а правила разработки - Постановлением Правительства Российской Федерации О порядке разработки и утверждения сводов правил от 19 ноября 2008 г. N 858.

 

Сведения о своде правил

 

1. Исполнители: ОАО Научно-исследовательский институт транспортного строительства (ОАО ЦНИИС); ОАО Научно-исследовательский проектно-изыскательский институт Ленметрогипротранс (ОАО НИПИИ Ленметрогипротранс); Тоннельная ассоциация России, ООО Научно-инженерный центр Тоннельной ассоциации (ООО НИЦ ТА).

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 Строительство.

3. Подготовлен к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики.

4. Утвержден Приказом Министерства регионального развития Российской Федерации от 30.06.2012 N 278 и введен в действие с 1 января 2013 г.

5. Зарегистрирован Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт).

 

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе Национальные стандарты, а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях Национальные стандарты. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе Национальные стандарты. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.

 

Введение

 

Настоящий свод правил определяет системотехнику принятия технических решений по обеспечению комплексной безопасности тоннельных переходов на путях сообщения за счет повышения уровня надежности и эффективности тоннельных сооружений, повышения их эксплуатационной надежности в соответствии с Техническим регламентом О безопасности зданий и сооружений (Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ), Техническим регламентом О требованиях пожарной безопасности (Федеральный закон от 22 июля 2006 г. N 123-ФЗ), Техническим регламентом Таможенного союза Безопасность автомобильных дорог (ТР ТС 014/2011), Техническим регламентом Таможенного союза О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта (ТР ТС 003/2011) и Постановлением Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. N 87 О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию.

Свод правил содержит правила принятия инженерных решений при проектировании новых и реконструируемых автодорожных и железнодорожных тоннелей, в том числе устройств и систем, обеспечивающих их эксплуатацию, строительство и ввод в эксплуатацию. Требования обеспечения комплексной безопасности базируются на рассмотрении тоннельных переходов, как транспортных природно-технических систем.

Работа выполнена авторским коллективом: ОАО ЦНИИС (доктора техн. наук А.А. Цернант, В.А. Гарбер, Г.С. Переселенков, кандидаты техн. наук Е.В. Щекудов, И.А. Бегун, Г.Г. Орлов) с участием НИЦ Тоннельной ассоциации (д-р техн. наук В.Е. Меркин), Тоннельной ассоциации России (Г.М. Синицкий, академик МАНЭБ Б.Г. Крохалев, канд. техн. наук С.В. Мазеин), Ленметрогипротранс (А.И. Салан, А.Н. Соловьев, доктора техн. наук К.П. Безродный, С.Г. Гендлер, канд. геол.-минер. наук А.И. Арнаутов, В.А. Марков, Г.Р. Захаров, В.А. Соколов, А.И. Данилов, Н.В. Алферова), ФГБОУ ВПО ПГУПС (д-р техн. наук Д.М. Голицынский, кандидаты техн. наук В.Н. Кавказский, Т.В. Иванес).

 

1. Область применения

 

Настоящий свод правил распространяется на проектирование, строительство и приемку в эксплуатацию новых и реконструкцию существующих железнодорожных тоннелей на железных дорогах общей сети колеи 1520 мм и автодорожных тоннелей на автомобильных дорогах общего пользования всех категорий, в том числе городских транспортных тоннелей и коротких железнодорожных и автодорожных тоннелей - путепроводов тоннельного типа.

Настоящий свод правил не распространяется на проектирование тоннелей, сооружаемых на высокоскоростных (свыше 200 км/ч) железнодорожных пассажирских линиях, на скоростных автомагистралях (с расчетной скоростью движения более 150 км/ч), и уникальных автодорожных тоннелей или тоннелей для совмещенного движения безрельсового и рельсового транспорта в разных уровнях. Для этих тоннелей должны на основе специальных исследований разрабатываться специальные технические условия.

 

2. Нормативные ссылки

 

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 22.1.12-2005. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования

ГОСТ Р 51256-99. Технические средства организации дорожного движения. Разметка дорожная. Типы и основные параметры. Общие технические требования

ГОСТ Р 53607-2009. Глобальная навигационная спутниковая система. Методы и технологии выполнения геодезических и землеустроительных работ. Определение относительных координат по измерениям псевдодальностей. Основные положения

ГОСТ Р 54257-2010. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования

ГОСТ 9.402-2004. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию

ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.012-2004. Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 17.1.3.13-86. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения

ГОСТ 1412-85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки

ГОСТ 7293-85. Чугун с шаровидным графитом для отливок. Марки

ГОСТ ИСО 8041-2006. Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений

ГОСТ 9128-2009. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия

ГОСТ 9238-83. Габариты приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 1520 (1524) мм

ГОСТ 10060.0-95. Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования

ГОСТ 23616-79. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Контроль точности

ГОСТ 24451-80. Тоннели автодорожные. Габариты приближения строений и оборудования

ГОСТ 26633-91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27483-87. Испытания на пожароопасность. Методы испытаний. Испытания нагретой проволокой

ГОСТ 27484-87. Испытания на пожароопасность. Методы испытаний. Испытания горелкой с игольчатым пламенем

ГОСТ 31416-2009. Трубы и муфты хризотилцементные. Технические условия

СП 3.13130.2009. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности

СП 5.13130.2009. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования

СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности

СП 14.13330.2011 СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах

СП 16.13330.2011 СНиП II-23-81. Стальные конструкции

СП 20.13330.2011 СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия

СП 21.13330.2012 СНиП 2.01.09-91. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах

СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений

СП 25.13330.2012 СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

СП 28.13330.2012 СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии

СП 31.13330.2012 СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения

СП 32.13330.2012 СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения

СП 34.13330.2012 СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги

СП 35.13330.2011 СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы

СП 45.13330.2012 СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты

СП 47.13330.2012 СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения

СП 48.13330.2011 СНиП 12-01-2004. Организация строительства

СП 51.13330.2011 СНиП 23-03-2003. Защита от шума

СП 52.13330.2011 СНиП 23-05-95*. Естественное и искусственное освещение

СП 60.13330.2012 СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование

СП 63.13330.2012 СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

СП 68.13330.2011 СНиП 3.01.04-87. Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения

СП 69.13330.2011 СНиП 3.02.03-84. Подземные горные выработки

СП 72.13330.2011 СНиП 3.04.03-85. Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии

СП 85.13330.2011 СНиП III-41-76. Контактные сети электрифицированного транспорта

СП 113.13330.2012 СНиП 21-02-99*. Стоянки автомобилей

СП 116.13330.2012 СНиП 22-02-2003. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения

СП 119.13330.2012 СНиП 32-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм

СП 120.13330.2012 СНиП 32-02-2003. Метрополитены

СП 124.13330.2012 СНиП 41-02-2003. Тепловые сети

СП 131.13330.2012 СНиП 23-01-99*. Строительная климатология

Примечание. При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю Национальные стандарты, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (отменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

 

3. Термины и определения

 

В настоящем своде правил использованы следующие термины с соответствующими определениями:

3.1. Авария: опасное дорожно-транспортное происшествие, создающее угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к повреждению или разрушению транспортных средств, элементов строительных конструкций или оборудования, а также нарушению движения в тоннеле.

3.2. Аварийное освещение: освещение, предусматриваемое на случай нарушения или отключения питания основного (рабочего) освещения и подключаемое к источнику питания, независимому от источника питания рабочего освещения, а в случае аварии переключается на питание от третьего независимого источника электроснабжения, например на встроенную или централизованную аккумуляторную батарею.

3.3. Автодорожный тоннель: подземное (или подводное) инженерное сооружение, предназначенное для пропуска (проезда) автотранспортных средств в целях преодоления высотных или контурных препятствий.

3.4. Безопасность движения в тоннеле: комплекс инженерно-технических и организационных мероприятий, направленных на обеспечение безопасности эксплуатации тоннелей с заданными параметрами.

3.5. Вираж: участок односкатного поперечного профиля проезжей части на кривых в плане с уклоном к центру кривой, служащий для компенсации центробежного ускорения автомобиля в целях повышения безопасности и удобства движения.

3.6. Высота проезда (высотный габарит): наименьшее расстояние от верха покрытия дорожной одежды до элементов конструкции или оборудования, расположенного в верхней части тоннеля, обеспечивающее или ограничивающее проезд транспортного средства.

3.7. Горно-экологический мониторинг: система постоянных и (или) непрерывных наблюдений, анализ и прогноз современного геодинамического состояния геологической среды, оценка негативного влияния горных работ на окружающую среду и безопасность при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей.

3.8. Горный тоннель: подземное протяженное инженерное сооружение, предназначенное для пропуска транспортных средств в целях преодоления высотных препятствий.

3.9. Городской тоннель: подземное инженерное сооружение для пропуска транспортных средств, расположенное в административных границах города.

3.10. Дренажная штольня: штольня, предназначенная для защиты тоннеля от грунтовых вод или снижения гидростатического давления.

3.11. Дорожная одежда: многослойная конструкция в пределах проезжей части, воспринимающая нагрузку от транспортных средств и передающая ее на грунт или элемент конструкции тоннеля.

3.12. Железнодорожный тоннель: подземное протяженное инженерное сооружение, предназначенное для пропуска железнодорожного транспорта в целях преодоления высотных или контурных препятствий, в том числе и в городах.

3.13. Закрытый способ работ: сооружение тоннеля без вскрытия поверхности земли.

3.14. Защитная полоса: пристенное возвышение с противоположной относительно служебного прохода стороны тоннеля, предназначенное для повышения безопасности дорожного движения, в том числе находящихся в тоннеле людей и защиты конструкций тоннеля от внешних механических воздействий.

3.15. Зона безопасности: отделенное противопожарными преградами помещение (отсек) в объеме тоннеля или притоннельное сооружение, приспособленное для временного пребывания людей во время пожара в транспортной зоне или другой части тоннеля.

3.16. Интенсивность движения: количество транспортных средств, проходящих через сечение дороги за единицу времени (за сутки - авт./сут, за час - авт./ч).

3.17. Класс бетона по прочности на сжатие: установленные в нормативных документах унифицированные ряды показателей прочности бетона на сжатие, принимаемые с гарантированной обеспеченностью.

3.18. Кривая переходная: кривая переменного радиуса между участками дороги различной кривизны в плане, служащая для обеспечения плавного изменения трассы в целях повышения безопасности и удобства движения транспорта.

3.19. Марка бетона по водонепроницаемости: максимальная величина давления воды, при котором не наблюдается ее просачивание через бетонные образцы, изготовленные и испытанные на водонепроницаемость согласно требованиям действующих стандартов.

3.20. Марка бетона по морозостойкости: количество циклов попеременного замораживания и оттаивания в воде, которые выдерживают бетонные образцы, изготовленные и испытанные на морозостойкость согласно требованиям действующих стандартов.

3.21. Обделка: постоянная несущая конструкция, воспринимающая внешние нагрузки, ограждающая подземную выработку и образующая внутреннюю поверхность подземного сооружения.

3.22. Остановочная полоса: дополнительная полоса на проезжей части, предназначенная для вынужденной остановки транспортных средств.

3.23. Открытый способ работ: сооружение тоннеля в котловане с поверхности земли.

3.24. Охрана окружающей среды при строительстве: научно обоснованный регламент строительной деятельности, направленный на сохранение качественных и количественных соотношений в сложившейся экосистеме.

3.25. Подводный тоннель: капитальное подземное сооружение для обеспечения движения транспорта и (или) прокладки инженерных коммуникаций под водой.

3.26. Пожарный отсек: часть сооружения, отделенная от других его частей противопожарными преградами.

3.27. Портал тоннеля: архитектурно оформленный вход или выход из тоннеля.

3.28. Притоннельное сооружение: подземное или наземное сооружение, предназначенное для расположения технологических или эксплуатационных обустройств, обеспечивающих жизнедеятельность и обслуживание тоннеля.

3.29. Проезжая часть тоннеля: элемент автотранспортного тоннеля, предназначенный для движения транспортных средств.

3.30. Путь тормозной: путь, который проходит транспортное средство при включенной тормозной системе.

3.31. Пропускная способность тоннеля: максимальное количество автомобилей, которое может пройти через сечение тоннеля за единицу времени.

3.32. Полоса безопасности: краевая полоса проезжей части, ограничивающая приближение транспортных средств к служебному проходу или защитной полосе, расположенных у стены автодорожного тоннеля.

3.33. Полоса движения: часть проезжей части автодорожного тоннеля, имеющая ширину, достаточную для движения транспортных средств в один ряд.

3.34. Полоса переходно-скоростная: дополнительная полоса движения, устраиваемая для обеспечения разгона или торможения автомобилей, въезжающих или выезжающих с основных полос движения.

3.35. Пучение морозное: процесс деформации вследствие увеличения объема грунта при промерзании, зависящий от свойств грунта, режима промерзания и условий увлажнения.

3.36. Пожарная безопасность объекта: состояние объекта, при котором с регламентируемой вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей.

3.37. Притоннельные сооружения: подземное или наземное сооружение, предназначенное для расположения технологических или эксплуатационных обустройств, обеспечивающих жизнедеятельность и обслуживание тоннеля.

3.38. Противопожарная защита: совокупность организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него.

3.39. Путепровод тоннельного типа: тоннель с протяженностью перекрытой части менее 300 м, являющийся элементом транспортной развязки и предназначенный для движения транспортных средств.

3.40. Рампа: сооружение, служащее для перехода транспортных средств с проезжей части на поверхности земли в тоннель или наоборот.

3.41. Разметка дорожная: линии, надписи и другие средства зрительного ориентирования участников дорожного движения, размещаемые на проезжей части дороги, элементах дорожных сооружений и инженерного оборудования дороги.

3.42. Расстояние безопасного торможения: минимальное расстояние, требуемое для надежного приведения транспортного средства, движущегося с установленной скоростью, в состояние полной остановки.

3.43. Сервисная штольня: штольня, предназначенная для обслуживания основного тоннеля.

3.44. Служебный проход: выделенная у стены автодорожного тоннеля с некоторым возвышением над уровнем проезжей части полоса, предназначенная для прохода по тоннелю служебного персонала.

3.45. Техническая зона: зона вдоль трассы тоннеля шириной 40 м, где запрещается проводить работы без разрешения эксплуатирующей организации.

3.46. Тоннельный переход: комплекс сооружений для подземного (подводного) преодоления высотных либо контурных препятствий для движения автомобильного и железнодорожного транспорта.

3.47. Тоннель: протяженное подземное (подводное) инженерное сооружение, предназначенное для транспортных целей, пропуска воды и прокладки инженерных коммуникаций, являющееся основным объектом тоннельного перехода.

3.48. Транспортная зона: основная часть объема тоннеля или часть комплексного подземного сооружения с расположенными в ней ездовым полотном, другими элементами строительных конструкций, а также с эксплуатационным оборудованием, необходимым для использования тоннеля в качестве транспортного сооружения.

3.49. Транспортная штольня: штольня, предназначенная для транспортирования людей, инструмента и инвентаря.

3.50. Транспортный поток: совокупность транспортных средств, движущихся по проезжей части в данном направлении.

3.51. Трасса тоннеля: линия, отображающая положение оси тоннеля в пространстве.

3.52. Трещиностойкость конструкции: способность конструкции сопротивляться образованию трещин под воздействием нагрузок, изменяющихся эксплуатационных воздействий и погодных условий.

3.53. Улица, площадь: территория, ограниченная красными линиями улично-дорожной сети города.

3.54. Чрезвычайная ситуация; ЧС: обстановка, сложившаяся в результате аварии, стихийного или иного бедствия, которая может или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей, окружающей среде или явилась причиной значительных материальных потерь.

3.55. Шов деформационный: искусственно образуемый конструктивный элемент сооружения для обеспечения возможности перемещения отдельных элементов конструкции без силового воздействия элементов обделки друг на друга под влиянием их осадок, изменения температуры, усадки бетона и предупреждения образования трещин.

3.56. Эвакуационная штольня (штольня безопасности): штольня, предназначенная для эвакуации людей из эксплуатируемых подземных сооружений в случае пожара или другой чрезвычайной ситуации.

 

4. Общие положения

 

4.1. Уровень ответственности железнодорожных и автодорожных тоннелей принимается в соответствии с ГОСТ Р 54257:

уровень 2 (нормальный уровень ответственности): тоннели протяженностью менее 500 м;

уровень 1б (высокий уровень ответственности): тоннели протяженностью более или равной 500 м.

4.2. Принимаемые технические решения и применяемые конструкции и материалы должны обеспечивать срок службы тоннелей не менее 100 лет. Межремонтные сроки строительных конструкций постоянных устройств должны составлять не менее 50 лет.

4.3. Выбор вариантов трассы тоннелей и комплекса сооружений тоннельных переходов осуществляется на основе сравнения с вариантами трасс и комплексов сооружений мостовых переходов (для подводных тоннелей) и вариантов трасс обходов барьерных мест (препятствий) в плане и в профиле препятствия (для горных и городских тоннелей).

Выбор трасс тоннелей и комплексов сооружений тоннельного перехода выполняется взаимосвязанно с выбором трассы железной и автомобильной дороги в соответствии с СП 119.13330 и СП 34.13330.

4.4. Сравнение и выбор вариантов трасс тоннелей с комплексом сооружений тоннельного перехода производятся с учетом обеспечения геополитических интересов страны и соответствия функциональной надежности жизнеобеспечения транспортной коммуникацией прилегающих регионов, в том числе в условиях чрезвычайных ситуаций, по технико-экономическим показателям суммарных, строительных и эксплуатационных затрат, включая затраты на охрану окружающей среды за расчетный период эксплуатации.

Основные технические решения по вариантам тоннельных переходов по выбору совмещенного или раздельного положения автодорожных и железнодорожных тоннелей, а также по детальному выбору положения трассы, плана и профиля тоннелей, одно- или многопутности, типу обделки определяются при технико-экономическом сопоставлении показателей строительных и эксплуатационных затрат за весь период жизненного цикла сооружений тоннельного перехода.

4.5. Следует избегать расположения тоннелей в зонах тектонических разломов, оползневых участков, в местах повышенного водосбора (в логах, под седловинами водоразделов и т.д.), в карстоопасных районах, а порталов и припортальных участков тоннеля - в местах возможного схода снежных лавин, селевых потоков и камнепадов.

4.6. Тоннели, штольни и другие притоннельные сооружения, располагаемые в подземных выработках, должны иметь постоянную крепь-обделку, за исключением притоннельных сооружений, располагаемых в крепких невыветривающихся скальных грунтах.

4.7. Входы в тоннель и штольни, имеющие выход на поверхность, должны быть укреплены и архитектурно оформлены в виде порталов, оголовков, рамп или наклонных газонов.

4.8. В зонах развития опасных геологических процессов (оползней, обвалов, селевых потоков, снежных лавин и др.) необходимо проектировать защитные сооружения или предусматривать мероприятия в соответствии с СП 116.13330, обеспечивающие необходимую защиту порталов и припортальных участков тоннеля от этих процессов.

4.9. Железнодорожные тоннели, сооружаемые горным способом, с подковообразным внутренним очертанием, максимально приближенным к габариту приближения строений, как правило, должны иметь путевые камеры для размещения оборудования, инвентаря, материалов и механизмов при производстве ремонтных работ и ниши для укрывания людей.

Камеры следует устраивать с каждой стороны железнодорожного тоннеля не более чем через 300 м, располагая их в шахматном порядке. При длине тоннеля от 300 до 500 м необходима одна камера в середине тоннеля, а при длине от 500 до 700 м - две камеры с двух сторон на равных расстояниях между ними и порталами.

Ниши следует располагать между камерами с обеих сторон тоннеля в шахматном порядке, с шагом по каждой стороне 60 м. Размеры камер и ниш в железнодорожных тоннелях должны быть не менее указанных в таблице 1.

 

Таблица 1

 

Размеры камер и ниш в миллиметрах

 

┌───────────────────────┬──────────┬──────────────────────────┬───────────┐

       Устройства        Ширина            Высота            Глубина 

                                 │(по середине камеры, ниши)│          

├───────────────────────┼──────────┼──────────────────────────┼───────────┤

│Камеры в тоннелях:                                                   

  железнодорожных         4000               2800             2500   

  автодорожных            2000               2500             2000   

├───────────────────────┼──────────┼──────────────────────────┼───────────┤

│Ниши в тоннелях:                                                     

  железнодорожных         2000               2500             1000   

  автодорожных            2000              2500              500   

└───────────────────────┴──────────┴──────────────────────────┴───────────┘

 

При устройстве эвакуационных выходов (выработок) в рядом расположенный тоннель или штольню камеры следует совмещать с входом в эти выработки.

Уровень чистого пола ниш и камер в железнодорожных тоннелях должен быть на одном уровне с подошвой ближайшего к ним рельса, а в автодорожных тоннелях - на одном уровне со служебным проходом или верхом защитной полосы.

В случае если обслуживание железнодорожного тоннеля при эксплуатации осуществляется при отсутствии движения поездов (в ночные и дневные окна), камеры и ниши допускается не предусматривать.

В автодорожных тоннелях ниши могут, при необходимости, предусматриваться только для расположения технологического оборудования.

Камеры в автодорожных тоннелях не предусматриваются.

Допускается смещать отдельные камеры и ниши по месту для исключения их расположения в местах устройства деформационных и рабочих швов при сохранении шага ниш не более 60 м.

Для путепроводов тоннельного типа устройство камер и ниш не требуется.

4.10. В железнодорожных тоннелях кругового очертания, сооружаемых механизированными горнопроходческими комплексами, ниши и камеры не предусматриваются. В этом случае в тоннеле следует предусматривать места для размещения оборудования и механизмов при производстве эксплуатационных работ и предусматривать мероприятия, гарантирующие безопасность эксплуатирующего персонала (сплошной проход с лестничными сходами и площадками и др.).

4.11. При проектировании двух близкорасположенных тоннелей длиной свыше 600 м для раздельного движения транспорта в разных направлениях, при необходимости, можно предусматривать соединение их межтоннельными проходами (сбойками) для обеспечения возможности перехода людей в случае пожара или другой нештатной ситуации в соседний тоннель. Расстояние между проходами определяется в соответствии с требованиями 5.12.

При размещении между тоннелями трансформаторных подстанций и других эксплуатационно-технологических устройств места расположения межтоннельных проходов (сбоек) следует совмещать с необходимыми для этих устройств притоннельными сооружениями.

4.12. При проектировании тоннеля, сооружаемого закрытым способом, следует рассматривать целесообразность сооружения в непосредственной близости от него сервисной штольни для обслуживания тоннеля при его эксплуатации, для размещения в ней коммуникаций систем жизнеобеспечения и использования ее в качестве штольни безопасности (для эвакуации людей в случае пожара или другой чрезвычайной ситуации) и дренажных целей.

Пройденные в период строительства вспомогательные штольни, имеющие выход на поверхность, следует переоборудовать в сервисные штольни для обслуживания основных тоннелей при их эксплуатации (сервисные штольни).

4.13. Тоннели должны быть защищены от неорганизованного проникновения в них подземных и поверхностных вод и иметь водоотводные, а при необходимости и дренажные устройства по всей длине и контуру тоннеля. Уровень защиты тоннелей от подземных вод должен обеспечивать отсутствие капежа со свода (перекрытия), стекания воды по стенам и исключать образование наледей.

4.14. В строящихся тоннелях длиной свыше 100 м с односторонним движением со скоростью более 100 км/ч (для железнодорожных) и 90 км/ч (для автодорожных) во въездной зоне надлежит устраивать раструбный участок.

4.15. В исполнительной документации, передаваемой заказчику, должен быть представлен горный отвод по [28], где запрещается производить работы без разрешения эксплуатирующей организации в соответствии с границами, указанными в проекте горного отвода.

4.16. Для тоннелей длиной более 1500 м у их порталов должны сооружаться специализированные помещения с санитарно-бытовыми устройствами, для тоннелей меньшей длины устраиваются пункты обогрева, в каждом конкретном случае строительство этих помещений определяется технико-экономическим обоснованием и расчетным контингентом эксплуатации.

Транспортные тоннели должны охраняться.

Решение об охране тоннелей должно быть определено в задании на проектирование.

 

5. Общие правила проектирования и строительства

автодорожных и железнодорожных тоннелей

 

5.1. Исходные данные для проектирования тоннелей

 

5.1.1. Исходными данными для выполнения изыскательских работ по тоннелям являются:

задание на проведение инженерных изысканий для проектирования тоннеля. Задание должно включать:

общие данные (основание для проектирования, наименование объекта капитального строительства и вид строительства, местонахождение объекта, источник финансирования);

стадию проектирования;

указание точек начала и конца трассы, на которой планируется расположение тоннеля;

требование к разработке вариантов;

даты начала и окончания строительства, этапы строительства;

особые условия строительства;

уровень ответственности сооружения;

перечень сведений, отнесенных к государственной тайне (степень секретности сооружения);

необходимость предварительного согласования вариантов трассы;

дополнительные данные;

решение местного уполномоченного органа о предварительном согласовании места размещения объекта;

выкопировка из генерального плана с указанием начальной и конечной точек трассы, на которой планируется расположение тоннеля;

планы развития инфраструктуры на предполагаемых участках строительства;

сведения об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры); территориях с особым статусом (заповедники, заказники и т.д.), подтвержденные соответствующими органами;

архитектурно-планировочные данные (задания) на здания, сооружения, порталы, в случае нахождения тоннеля в городской черте;

проведение инженерно-экологических изысканий, включая атмохимические исследования, обследования почвогрунтов, образующихся в процессе строительства тоннелей по химическим, токсикологическим и санитарно-эпидемиологическим показателям с последующей оценкой их класса опасности и определение физических факторов риска (шум, вибрация, инфразвук, электромагнитные излучения);

перечень временных зданий и сооружений, на которые разрабатывается рабочая документация.

Инженерные изыскания для проектирования тоннелей должны выполняться специализированными проектно-изыскательскими организациями по проектированию тоннелей или консорциумом таких организаций.

На этапе выполнения инженерных изысканий необходимо определить конкурентные варианты прохождения трассы тоннеля. По результатам выполнения изысканий по определенным вариантам трассы проводят технико-экономическое сравнение вариантов.

Инженерные изыскания по утвержденному варианту трассы заказчиком передаются в качестве исходных данных для разработки проектной документации. Инженерные изыскания до начала работ по разработке проектной документации могут быть направлены на экспертизу.

При выполнении инженерных изысканий для проектирования горных тоннелей требование по разработке вариантов трассы тоннеля является обязательными.

При выборе варианта трассы для каждого варианта разрабатывается раздел оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) при строительстве и эксплуатации с расчетом ущерба окружающей среде и стоимости мероприятий по его предотвращению.

При выборе варианта трассы разрабатывают раздел Оценка воздействия на окружающую среду.

5.1.2. Исходными данными для проектирования тоннелей на стадии разработки проектной документации являются:

задание на проектирование тоннеля, составленное с учетом постановления Правительства Российской Федерации от [27].

Для подводных тоннелей в задании на проектирование должны быть приведены данные об условиях судоходства (с указанием положения фарватера и возможными перспективами дноуглубления) и о перспективах берегоукрепительных работ и строительства портовых сооружений в районе трассы тоннеля.

Задание на проектирование должно включать:

общие данные (основание для проектирования, наименование объекта капитального строительства и вид строительства, местонахождение объекта, источник финансирования);

основные технико-экономические характеристики тоннеля;

стадию проектирования;

необходимость разработки конкурсной документации на строительство тоннеля и требования к ней;

даты начала и окончания строительства, этапы строительства;

возможность подготовки проектной документации применительно к отдельным этапам строительства, требование к перспективному расширению объекта;

особые условия строительства;

уровень ответственности сооружения;

отнесение тоннеля к городскому или внегородскому на незастроенных или малозастроенных территориях;

перечень сведений, отнесенных к государственной тайне (степень секретности сооружения);

технические условия для подключения к сетям инженерно-технического обеспечения на период строительства и эксплуатации;

требования к архитектурно-строительным, объемно-планировочным и конструктивным решениям;

необходимость предварительного согласования отдельных проектных решений;

дополнительные данные (требования к защитным сооружениям, прочие условия);

требования по выполнению работ вахтовым методом;

требования к основным строительным материалам (при необходимости);

материалы по выбору вариантов трассы, на которой планируется расположение тоннеля;

данные о перспективной расчетной интенсивности движения транспортных средств в тоннеле, составе транспортного потока и распределении его по видам потребляемого топлива;

данные по организации и безопасности дорожного движения в районе строительства (для городских тоннелей);

решение местного уполномоченного органа о предварительном согласовании места размещения объекта;

акт выбора земельного участка (трассы) для строительства и прилагаемые к нему материалы;

выкопировка из генерального плана с указанием начальной и конечной точек трассы, на которой планируется расположение тоннеля;

план развития инфраструктуры на предполагаемых участках строительства;

сведения об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры), территориях с особым статусом (заповедники, заказники и т.д.), подтвержденные соответствующими органами; технические условия на мероприятия по их защите;

материалы по оценке воздействия на окружающую природную среду (ОВОС);

проект планировки территории и проект межевания территории для городских тоннелей;

отчетная документация по результатам инженерных изысканий;

положительное заключение государственной экспертизы результатов инженерных изысканий, если они были направлены на государственную экспертизу до направления проектной документации;

правоустанавливающие документы на объект капитального строительства (для реконструируемых тоннелей);

результаты обследования действующих тоннелей (для реконструируемых тоннелей);

данные по эксплуатируемым и проектируемым наземным и подземным сооружениям, сетям и коммуникациям в районе строительства, а также результатам обследования эксплуатируемых объектов, находящихся в зоне возможного влияния строительства;

технические условия по эксплуатации предполагаемого для использования технологического оборудования, обеспечивающего нормальную эксплуатацию тоннеля;

согласованный с эксплуатирующей организацией перечень административных, служебно-технических и бытовых помещений, входящих в состав эксплуатационно-технических блоков, и их площади;

технические условия на присоединение эксплуатационных устройств тоннеля к источникам снабжения электроэнергией, инженерным сетям и коммуникациям;

предложения по применению оборудования и материалов при эксплуатации тоннеля (при необходимости);

сведения по проведенным с общественностью обсуждениям решений о строительстве тоннеля;

данные по оборудованию индивидуального изготовления при эксплуатации тоннеля (при необходимости);

места расположения отвалов грунта с утвержденными транспортными схемами;

места утилизации твердых бытовых отходов и демонтированных строительных конструкций с утвержденными транспортными схемами;

источники получения строительных материалов с транспортными схемами;

данные по результатам выполненных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, связанных со строительством (реконструкцией) тоннеля;

требования по созданию на объекте базы стройиндустрии, вахтовых поселков;

перечень технологического оборудования, предназначенного для создания объекта капитального строительства, с указанием типа, марки, производителей и других данных по укрупненной номенклатуре;

исходные данные для составления сметной документации.

5.1.3. Исходными данными для проектирования тоннелей на стадии рабочей документации являются:

задание на проектирование;

действующие технические условия на подключение к сетям инженерно-технического обеспечения;

проект детальной планировки и схема вертикальной планировки прилегающих улиц и площадей;

согласование с владельцами сетей проектной документации на подключение к сетям инженерно-технического обеспечения;

материалы инвентаризации, оценочные акты и решения органов местного самоуправления о сносе и компенсации за сносимые здания и сооружения;

отчетная документация по результатам инженерных изысканий;

положительное заключение государственной экспертизы результатов инженерных изысканий;

проектная документация;

положительное заключение государственной экспертизы проектной документации;

положительное заключение государственной экологической экспертизы для объектов, определенных в соответствии с [54, статьи 11 и 12];

сметная документация;

положительное заключение государственной экспертизы сметной документации.

5.1.4. Ситуационный план района строительства составляют в зависимости от длины тоннеля в масштабе 1:2000 или 1:500 с красными линиями и подземными коммуникациями, при ширине полосы охвата территории, соответствующей возможному влиянию строительства на городскую среду.

В проекте детальной планировки и на схеме вертикальной планировки должны быть отражены основные плановые и высотные технические характеристики всех улиц, дорог и площадей на территории, прилегающей к проектируемому транспортному тоннелю. Конкретные требования к ситуационному плану, проекту детальной планировки и вертикальной планировки должны содержаться в задании на их разработку.

5.1.5. Сведения по организации и безопасности дорожного движения в районе строительства городских тоннелей должны содержать данные о направлениях (включая маршруты движения общественного транспорта), интенсивности, составе и скорости транспортных потоков, показатели дорожной аварийности на линейных участках и в узлах улично-дорожной сети, данные об интенсивности пешеходных потоков, а также об изменениях этих показателей в течение суток, дней недели и месяцев года (существующее положение и прогнозы на перспективу).

5.1.6. Данные по состоянию окружающей природной среды в районе сооружения тоннеля (литосфера (геология, почвы), гидросфера (подземные и поверхностные воды), атмосфера, биосфера (растительный мир)) должны включать схематический ситуационный план сооружения с нанесением границ промышленных и селитебных территорий, охранных и защитных зон, зон рекреационного использования, климатическую характеристику, сведения о существующей техногенной нагрузке на компоненты окружающей среды, фоновых концентрациях загрязняющих веществ для атмосферы, водных объектов, почвы и растительности, данные по шуму и вибрации и современной социальной обстановке.

5.1.7. Результаты топографо-геодезических работ, проводимых в соответствии с требованиями СП 47.13330, позволяющие создать плановую и высотную геодезическую основу строительства, на основе которых осуществляют разбивку осей тоннельного сооружения, временных зданий, сооружений и инженерных коммуникаций, а также выполняют контроль за положением в плане и профиле горных выработок, котлованов, траншей, конструкций тоннеля и осуществляют наблюдения за деформациями зданий и других сооружений, находящихся в зоне влияния строительства.

5.1.8. Материалы инженерно-геологических изысканий и исследований, проводимых в соответствии с техническим заданием и программой работ, включают в себя:

отчет об инженерно-геологических изысканиях и исследованиях, содержащий сведения о природно-климатических условиях (сведения инженерно-геологических, гидрогеологических, метеорологических и климатических условиях участка; сведения об особых природно-климатических условиях земельного участка: морфология, сейсмичность, мерзлые грунты, опасные геологические процессы и др.; сведения о прочностных и деформационных характеристиках грунта; сведения об уровне подземных вод, напорах, проницаемости, величине водопритоков, их химическом составе, агрессивности по отношению к материалам изделий и конструкций), а также прогноз изменений природной инженерно-геологической среды в связи со строительством тоннеля;

инженерно-геологическую карту в масштабе 1:2000 (при необходимости в том же масштабе составляют геоморфологическую и гидрогеологическую карты, а также карту распространения геологических процессов и явлений и карту-срез на уровне заложения тоннеля);

геолого-литологические разрезы (колонки) разведочных скважин в масштабе 1:100 и 1:500 в зависимости от их глубины;

инженерно-геологические разрезы по оси трассы тоннеля в горизонтальном масштабе 1:2000 и вертикальном 1:200 или горизонтальном 1:500 и вертикальном 1:100 в зависимости от длины тоннеля.

5.1.9. В приводимых данных о техническом состоянии находящихся в зоне строительства эксплуатируемых зданий, подземных сооружений и коммуникаций должны быть указаны тип здания (сооружения), время постройки, качество несущих и ограждающих конструкций, оснований и фундаментов, гидроизоляции, данные о нагрузках, передаваемых фундаментами на основание, условия эксплуатации, необходимость в дополнительном обследовании и пр.

5.1.10. При проектировании и строительстве транспортного тоннеля на коммерческой основе должен быть составлен бизнес-план [технико-экономическое обоснование (ТЭО) инвестиций], в результате которого формируется концепция проектного предложения, обосновывается общественная потребность и коммерческая целесообразность ее реализации. В состав бизнес-плана должны быть включены:

резюме;

характеристика объекта строительства;

прогноз конъюнктуры рынка;

стратегия маркетинга;

организация работ и финансирование строительства;

определение затрат;

определение доходов;

план реализации проекта;

оценка экономической и коммерческой эффективности инвестиций с учетом эксплуатационных затрат;

страхование коммерческих и строительных рисков, юридическая защита;

эколого-экономическая оценка инвестиций в строительство и выбор рационального варианта с экологических позиций.

5.1.11. Подводные тоннели на пересечениях рек, морских проливов и других акваторий должны проектироваться по специальным техническим условиям и сооружаться при обязательном научном сопровождении, с последующим мониторингом за состоянием конструкций и сооружения в целом в процессе временной и постоянной эксплуатации.

 

5.2. Инженерные изыскания

 

5.2.1. Инженерно-геологические изыскания

 

5.2.1.1. Инженерные изыскания (с выбором вариантов строительства):

сбор и обработка имеющихся инженерно-геологических материалов по предполагаемым вариантам (аэро- и космоснимки, скважины, шурфы, отчеты различных организаций и т.д.);

дополнительные буровые и горные работы, геофизические исследования, обработка аэро- и космоснимков, лабораторные исследования в объеме не менее 20% изысканий на стадии проектной документации.

5.2.1.2. Инженерно-геологические изыскания для разработки проектной документации строительства тоннеля

Инженерно-геологические изыскания для разработки проектной документации тоннелей должны выполняться в соответствии с требованиями СП 47.13330, СП 22.13330, [2, часть I], [3], [12] и настоящего свода правил.

В состав инженерно-геологических изысканий должны входить следующие виды работ и комплексных исследований:

сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет по участку тоннеля и прилегающим территориям;

рекогносцировочное обследование территории;

построение априорной геодинамической 3D-модели внутреннего строения и свойств массива горных пород по материалам прошлых лет и на основе обработки измерений рельефа земной поверхности по методу Марковской гипсотомографии;

детальная инженерно-геологическая съемка на припортальных участках и участках шахтных стволов;

бурение скважин;

геофизические исследования;

полевые исследования грунтов;

гидрогеологические исследования;

стационарные наблюдения;

лабораторные исследования грунтов, подземных и поверхностных вод;

обследование грунтов оснований существующих зданий и сооружений (при отсутствии по ним исполнительной документации);

составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;

камеральная обработка материалов и составление технического отчета (заключения).

В состав рекогносцировочного обследования территории помимо осмотра места изыскательских работ с визуальной оценкой рельефа должны входить описание имеющихся строительных выработок и других обнажений, внешних проявлений геодинамических процессов, а также оценка эффективности существующих транспортных потоков с позиций организации изыскания.

Рекогносцировочное обследование следует производить в полосе шириной до 150 м вдоль оси тоннеля.

Должна быть проведена инженерно-геологическая съемка полосы трассы тоннеля (не менее 150 м в каждую сторону) масштаба 1:2000. Площадь съемки должна быть достаточной для освещения инженерно-геологических условий возможных вариантов изменений трассы тоннеля.

Инженерно-геологическая съемка на припортальных участках (500 x 500 м) и участках шахтных стволов (100 x 100 м) должна выполняться в масштабе 1:1000 или 1:500 и установить несущую способность грунтов и их устойчивость при сооружении порталов.

Атмо-геохимическая съемка полосы трассы тоннеля (по 150 м в каждую сторону) выполняется для уточнения положения зон разрывных нарушений, характеристики их открытости и активности (масштаб съемки 1:2000).

Количество разведочных скважин по трассе тоннеля определяется категорией сложности инженерно-геологических условий (по [3]) и глубиной заложения тоннеля.

Число разведочных скважин при глубине заложения тоннеля до 300 м следует принимать:

при длине тоннеля до 300 м - не менее трех вдоль оси тоннеля в простых условиях и в условиях средней сложности и не менее четырех в сложных условиях;

при длине тоннеля более 300 м - дополнительно по одной скважине на каждые 200 м вдоль оси тоннеля в простых условиях, на каждые 100 - 120 м в условиях средней сложности и на каждые 75 - 100 м в сложных условиях. Аналогично определяется число скважин для подходных выработок.

При необходимости на наиболее сложных участках трассы дополнительно бурятся скважины по поперечникам. Число скважин в каждом поперечнике - две-три.

На участках развития опасных инженерно-геологических процессов рекомендуется закладывать поперечники из трех - пяти скважин и проводить дополнительные геофизические исследования.

Глубина скважин определяется необходимостью освещения геологического разреза, гидрогеологических условий, структуры горного массива и свойств пород в пределах прогнозируемой зоны взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой, но не менее чем на 8 - 10 м ниже лотка тоннеля.

Согласно требованиям [3, подраздел 1.6], с особой детальностью должны быть изучены инженерно-геологические условия в зоне подземного сооружения, под которой понимают толщу грунтов на 30 - 40 м выше и на 8 - 10 м ниже лотка сооружения. Детально (через 2 м) опробуется:

на 10 м ниже лотка тоннеля;

зона тоннеля (10 м);

зона сдвижения (15 м выше кровли тоннеля).

С меньшей детальностью (через 5 м) опробуется зона в интервале 15 - 40 м над кровлей тоннеля.

Остальной разрез опробуется с шагом одна проба на 10 м (низкая детальность).

Состав определений для скальных и полускальных пород:

низкая детальность:

полный комплекс определений физических свойств и механической прочности пород;

нормальная детальность:

полный комплекс определений физических свойств и механической прочности пород;

особая детальность:

полный комплекс определений физических свойств и механической прочности пород;

полный комплекс определений физико-механических свойств, механической прочности и деформационных характеристик.

В сложных инженерно-геологических условиях для получения необходимых параметров для расчета (математического моделирования) обделки выполняются специальные лабораторные исследования по определению физико-механических свойств грунтов и горных пород [определение прочности пород на сдвиг в условиях трехстороннего сжатия (стабилометр), определение прочности пород на сдвиг по готовой поверхности, определение параметров длительной прочностности, прогноз удароопасности].

Число определений каждой характеристики должно обеспечить получение нормативных и расчетных показателей для выделенных инженерно-геологических элементов при заданной доверительной вероятности.

При строительстве тоннелей открытым способом с использованием метода стена в грунте, шпунтовых и свайных ограждений котлованов, входящих в состав постоянных конструкций, скважины следует располагать по сетке 20 x 20 м или по оси ограждающих конструкций не реже чем через 20 м.

На участках распространения специфических грунтов разведочные скважины необходимо проходить на полную их мощность или до глубины, где наличие таких грунтов не будет оказывать влияния на устойчивость проектируемых сооружений.

При изысканиях на участках развития геологических и инженерно-геологических процессов выработки следует проходить на 3 - 5 м ниже зоны их активного развития.

В состав гидрогеологических исследований должны входить наблюдения за уровнями подземных вод в процессе бурения скважин, замеры гидравлических напоров, откачки (наливы, нагнетания) из скважин, определения дебитов поверхностных водотоков (родников, источников), замер температуры подземных и поверхностных вод (и температуры грунтов), отбор проб воды и газов (при их наличии) на лабораторные исследования.

Виды и объемы гидрогеологических исследований должны определяться программой изысканий.

Комплекс геофизических методов следует назначать исходя из характера решаемых задач и возможности применения того или иного метода в конкретных условиях.

Объем геофизических исследований определяется программой изысканий и корректируется в процессе их выполнения.

Должны быть организованы режимные наблюдения за поверхностными и подземными водами, а при наличии многолетнемерзлых грунтов - за их температурой и состоянием.

При камеральной обработке материалов изысканий должны быть составлены:

карта фактического материала с контурами проектируемых сооружений (СП 47.13330);

инженерно-геологическая карта;

гидрогеологическая карта (при необходимости);

карта распространения геологических процессов и явлений;

карта-срез на уровне заложения тоннеля.

Указанные карты составляются в масштабе 1:2000 - 1:5000;

геолого-литологические разрезы разведочных выработок в масштабе не менее 1:500;

инженерно-геологический разрез по оси тоннеля в масштабе: горизонтальный 1:5000 - 1:2000 и вертикальный 1:500 - 1:100 и разрезы по поперечникам;

инженерно-геологические разрезы шахтных стволов и подходных выработок в масштабе 1:200 - 1:500;

графики, расчеты и таблицы гидрогеологических и геофизических исследований;

ведомости лабораторных исследований грунтов и вод.

5.2.1.3. Инженерно-геологические изыскания в процессе строительства тоннеля

Инженерно-геологические изыскания в процессе строительства производятся в соответствии с требованиями [39, раздел 5] для оценки состояния массива пород и, при необходимости, корректировки способов проходки и конструкций обделки.

В состав инженерно-геологических работ при строительстве тоннеля входят: систематическое описание пород в забое, своде и стенах выработок, определение крепости и устойчивости грунтов и пород, фиксирование проявлений горного давления, вывалов, переборов, обводненности и газоносности грунтов, способа проходки, состояния временного крепления и постоянной обделки.

В случае несоответствия фактических инженерно-геологических условий данным проектной документации производится корректировка способов проходки и конструкций обделки.

 

5.2.2. Инженерно-экологические изыскания

 

Инженерно-экологические изыскания для разработки проектной документации следует выполнять в соответствии с СП 47.13330 и [1, подразделы 6.2, 6.4, 6.9 - 6.31].

При отсутствии стадии проектной документации или в случае совмещения стадий проектной и рабочей документации инженерно-экологические изыскания должны предшествовать разработке рабочей документации.

Задачей инженерно-экологических изысканий для разработки проектной документации является получение необходимых материалов и данных для экологического обоснования проекта строительства тоннеля, в том числе:

уточнение природно-техногенных условий на выбранном варианте трассы и площадках вспомогательных сооружений к началу строительства;

уточнение границ зоны воздействия тоннеля по компонентам природной и городской среды;

прогноз возможного изменения окружающей среды в зоне влияния тоннеля при его строительстве и эксплуатации;

получение необходимых материалов и исходных данных для составления раздела проектной документации Мероприятия по охране окружающей среды.

Маршрутное обследование трассы и прилегающей территории должно осуществляться с детальностью, отвечающей, как правило, масштабам 1:5000 - 1:2000, на сложных участках при необходимости масштаб обследования может быть увеличен до 1:1000, а на прилегающей территории уменьшен до 1:25000 - 1:10000. Допускается изменение масштабов при обосновании в программе работ.

Бурение разведочных скважин для экологических наблюдений и опробования следует проводить на участках выявленных ранее геохимических, гидрохимических и геофизических аномалий и в местах предполагаемой локализации загрязнений для установления их планового распространения и глубины проникновения. Число и глубина скважин обосновываются в программе изысканий.

Глубина бурения скважин для отбора проб на участках, предназначенных для организации стройплощадок на порталах тоннелей, и в местах предполагаемого расположения устьев вентиляционных стволов и штолен должна соответствовать требованиям [1]. Глубина скважин для отбора проб пород по трассе тоннелей должна соответствовать расстояниям от поверхности земли до профиля трассы.

Оценка радиационной обстановки при производстве изысканий должна осуществляться согласно [42, 43] с учетом [1]. Радиационно-экологические исследования должны включать:

оценку гамма-фона на территории строительства;

оценку радиоактивности грунтов в приповерхностной зоне и в интервалах глубин прохождения тоннеля;

определение радиационных характеристик водоносных горизонтов, вскрываемых при проходке тоннеля;

оценку радоноопасности территории на основании плотности потока радона с поверхности грунта и содержания радона в воздухе сооружаемого тоннеля;

оценку мощности экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения по глубине с использованием гамма-каротажа в скважинах, проходка которых осуществляется в ходе инженерно-геологических изысканий.

Рекогносцировочное обследование территории следует выполнять согласно требованиям [1, подраздел 4.8] вдоль трассы тоннеля и на прилегающей территории в полосе 300 - 500 м для составления схемы расположения промышленных предприятий, свалок, отстойников, нефтехранилищ, АЗС и других объектов повышенной опасности и источников загрязнения окружающей среды, а также объектов историко-культурного наследия и повышенной уязвимости (исторической застройки, медицинских, научно-исследовательских и детских учреждений, скверов, парков и зон отдыха).

Опробование и оценка качества воды, используемой как источник водоснабжения для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд и других целей, проводят в соответствии с установленными санитарными нормами и стандартами качества воды применительно к видам водопользования.

Геоэкологическое опробование и оценку загрязнения грунтовых вод, не используемых для водоснабжения, при экологической оценке территории в зоне влияния проектируемого тоннеля и вспомогательных сооружений проводят согласно [1, подразделы 4.37, 4.38]. Число проб устанавливается в программе изысканий в соответствии со спецификой гидрогеологических условий, протяженностью тоннеля и влиянием техногенных факторов.

Оценка состояния растительного покрова проводится при маршрутном обследовании трассы проектируемого тоннеля и прилегающей территории и сопровождается отбором проб зеленых насаждений (трав, кустарников, листьев деревьев) для определения степени их деградации и химического загрязнения в городской среде. Для проведения геоботанических исследований следует привлекать специализированные организации или квалифицированных специалистов в области городского лесопаркового хозяйства, имеющих лицензии и личные сертификаты соответствия на право проведения подобных работ.

 

5.2.3. Инженерно-геодезические изыскания

 

Инженерно-геодезические изыскания должны обеспечивать получение топографо-геодезических материалов и данных о ситуации, рельефе местности (в том числе дна водотоков, водоемов и акваторий), существующих зданиях и сооружениях (наземных и подземных), подземных коммуникаций и других элементов планировки, необходимых для комплексной оценки природных и техногенных условий по проектируемой трассе линии, обоснования проектирования, строительства и эксплуатации тоннеля [2].

Инженерно-геодезические изыскания на стадии разработки проектной документации следует осуществлять по всем вариантам проектируемых трасс тоннеля. В состав работ должны входить:

сбор и анализ топографических (инженерно-топографических) карт и планов в масштабах 1:5000 - 1:2000, землеустроительных и лесоустроительных планов, материалов прошлых лет по развитию опорных геодезических сетей, земельного, градостроительного и иных кадастров;

обследование пунктов государственной геодезической опорной сети и выполнение сгущения или развития ее в случае необходимости;

обновление топографических карт и планов, если они не соответствуют современному состоянию ситуации, рельефа местности и расположения подземных коммуникаций;

промеры глубин на реках и водоемах, нивелирование поверхности дна водотоков и составление продольного профиля на исследуемом участке реки и поперечных профилей по промерным створам;

перенесение в натуру и привязка инженерно-геологических выработок и других точек наблюдений;

геодезические работы при изучении опасных природных и техноприродных процессов (карст, склоновые процессы, переработка берегов рек, озер и водохранилищ, а также в случаях подрабатывания и подтопления территории);

начальные геодезические наблюдения за деформациями оснований зданий и сооружений на земной поверхности;

рекогносцировочное обследование вариантов трассы и мест расположения сооружений при необходимости визуальных осмотров в целях дополнительной проверки достоверности имеющихся материалов;

создание планово-высотного съемочного обоснования и проведение топографической съемки участков в масштабах 1:5000 - 1:2000;

проложение тахеометрических ходов с набором пикетных точек в характерных местах рельефа и ситуации;

уточненный ситуационный план в масштабе 1:500 с указанием на нем существующих и проектируемых инженерных коммуникаций;

проект инженерной подготовки строительных площадок с указанием существующих и подлежащих сносу зданий и сооружений;

чертежи генерального плана линии и вертикальной планировки территории;

природоохранные мероприятия;

материалы геодезического обеспечения строительства.

При изысканиях должны выполняться:

сбор и анализ дополнительных топографо-геодезических материалов, включая материалы и данные изысканий прошлых лет;

построение (развитие) опорной и планово-высотной съемочной геодезической сети;

топографическая съемка в масштабе 1:500;

составление и размножение инженерно-топографических планов;

геодезическое обеспечение других видов инженерных изысканий, включая изучение опасных природных и техноприродных процессов;

геодезические работы для изучения движения земной поверхности в районах развития современных разрывных тектонических смещений;

камеральная обработка материалов и составление технического отчета.

Инженерно-геодезические изыскания на стадии разработки рабочей документации должны обеспечить получение дополнительных топографо-геодезических материалов и данных для доработки генерального плана трассы, уточнения и детализации проектных решений.

При этом выполняются:

анализ и доработка материалов, выполненных на предшествующих стадиях проектирования;

обследование участков трассы и сооружений;

полевое трассирование (вынос трассы в натуру);

планово-высотная привязка трассы к пунктам государственной (опорной) геодезической сети;

топографическая съемка полосы местности вдоль трассы (съемка текущих изменений при наличии планов) в масштабах 1:1000 - 1:500, досъемка переходов, пересечений и вновь появившихся (после уточнений для разработки проекта) инженерных коммуникаций;

составление и размножение инженерно-топографических планов;

геодезическое обеспечение других видов изысканий.

 

5.3. Объемно-планировочные решения

 

5.3.1. Общие требования

 

5.3.1.1. Состав и порядок разработки, подготовки исходных данных, согласования, утверждения проекта планировки тоннелей определяются и уточняются планировочным заданием на разработку проекта.

Планировочное задание составляется с учетом различия по глубине заложения (к тоннелям мелкого и глубокого заложения) и по условиям проходки (к тоннелям в скальных и связных грунтах).

5.3.1.2. Объемно-планировочные и конструктивно-технологические решения для тоннелей должны приниматься с учетом обеспечения максимальной сохранности расположенных поблизости зданий, сооружений и культурно-исторических памятников.

Архитектурный облик наземных сооружений тоннелей должен отвечать эстетическим требованиям, и его следует решать в единой композиции с окружающим ландшафтом и архитектурными сооружениями (ансамблями), расположенными в зоне прилегающей улично-дорожной сети.

5.3.1.3. При проектировании тоннелей, располагаемых в непосредственной близости от жилых и общественных зданий, необходимо предусматривать на въездах и выездах из тоннелей специальные планировочные и конструктивные мероприятия, понижающие шум от проезжающих транспортных средств до допустимых уровней в соответствии с СП 51.13330.

5.3.1.4. В путепроводе тоннельного типа, состоящем из перекрытой (тоннельной) части и двух открытых рамповых участков, места перехода от рамп к перекрытой части следует назначать, как правило, из условия обеспечения беспрепятственного пропуска транспортных потоков и пешеходов над перекрытой частью.

5.3.1.5. При проектировании протяженных тоннелей, сооружаемых двумя способами - открытым и закрытым, границы участков различных способов работ должны определяться на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом градостроительной обстановки и инженерно-геологических условий строительства.

5.3.1.6. У въездов в тоннели следует предусматривать системы, останавливающие въезд транспортных средств на полосы движения.

В разделительной полосе улицы (дороги) на подходах к тоннелю (тоннелям) на расстоянии не менее 500 м от порталов должны быть предусмотрены разрывы для возможности въезда пожарной техники в тоннель во встречном направлении, а также для разворота автомобилей для движения в обратном направлении.

5.3.1.7. Пешеходные переходы, зоны размещения торгово-сервисных объектов и рекреационные зоны, подземные гаражи и паркинги в составе объединенных конструкций с транспортными тоннелями следует проектировать с учетом требований СП 113.13330 и [12].

5.3.1.8. Для автодорожных тоннелей должна быть предусмотрена возможность отвода транспортных средств на случай аварийной ситуации в тоннеле (площадки для разворота транспортных средств, съезды и т.п.). При невозможности выполнить разворот или съезд транспорта перед порталом каждого тоннеля допускается предусматривать мероприятия по отводу транспортных средств для комплекса тоннелей на участке автодороги.

5.3.1.9. Автодорожные тоннели длиной более 1500 м при отсутствии остановочных полос могут иметь через каждые 750 м местные уширения с площадками для аварийной остановки транспортных средств.

Длина площадок должна быть не менее 50 м, а ширина - не менее 2,75 м. При двустороннем движении площадки должны располагаться с каждой стороны тоннеля.

Допускается не выполнять площадок для аварийной остановки транспортных средств. Отсутствие площадок должно компенсироваться организацией специальной эксплуатационной службы по своевременному удалению аварийных автомобилей за пределы тоннеля или другими организационными мероприятиями.

 

5.3.2. Поперечное сечение, продольный профиль и план

 

5.3.2.1. Поперечное сечение строящихся и реконструируемых железнодорожных тоннелей должно приниматься в соответствии с габаритом приближения строений C, приведенном в ГОСТ 9238 и [44]. Поперечное сечение должно выполняться с учетом принятых конструкций контактной сети, пути, водоотвода, размещения всех необходимых технологических обустройств, а также с учетом строительных допусков на сооружение обделки тоннеля.

5.3.2.2. Продольный уклон пути в железнодорожном тоннеле должен соответствовать СП 119.13330. При длине тоннеля до 400 м продольный уклон должен быть одного знака.

5.3.2.3. Коэффициенты смягчения руководящего уклона или уклона усиленной тяги должны приниматься по расчету в зависимости от длины тоннеля.

5.3.2.4. Смежные элементы продольного профиля железнодорожного и автодорожного тоннелей должны сопрягаться в вертикальной плоскости кривыми, величина радиуса которых определяется в зависимости от категории дороги.

5.3.2.5. Расположение железнодорожных тоннелей в плане должно удовлетворять требованиям, предъявляемым к открытым участкам железнодорожной линии, за исключением радиусов кривых, величина которых должна быть не менее 350 м.

5.3.2.6. Основные параметры поперечного сечения автодорожных тоннелей должны определяться габаритом приближения строений и оборудования, принимаемым в зависимости от категорий автомобильной дороги и длины тоннеля по ГОСТ 24451, и дополнительным пространством для размещения необходимых эксплуатационных устройств и оборудования, а также строительным допуском на сооружение обделки тоннеля.

Основные параметры поперечного сечения автодорожных городских тоннелей определяются необходимой шириной проезжей части транспортных зон, шириной служебных проходов и защитных полос, разделительной полосы (при двустороннем движении), наличием остановочной полосы, необходимым дополнительным пространством для размещения эксплуатационных устройств и оборудования, а также строительным допуском на сооружение обделки тоннеля.

Ширина проезжей части в городских тоннелях определяется шириной полос движения и их количеством, шириной полос безопасности и резервной полосы для вынужденной остановки транспортных средств (при ее наличии).

Ширину одной полосы движения следует принимать:

для тоннелей на магистральных улицах общегородского значения классов I и II с непрерывным движением - не менее 3,75 м, а в стесненных условиях при ограничении скорости движения и соответствующем обосновании - не менее 3,5 м;

для тоннелей на магистральных улицах общегородского значения класса II с регулируемым движением - не менее 3,5 м;

для тоннелей на магистральных улицах районного значения - не менее 3,25 м.

Ширина полос безопасности городских тоннелей должна приниматься не менее 0,75 м.

При ограниченной ширине тоннеля, например при сооружении его щитовым способом или в стесненных городских условиях, допускается уменьшать ширину полос безопасности в соответствии с техническим заданием на проектирование.

При размещении на разделительной полосе опор ее возвышение над уровнем проезжей части должно быть не менее 0,6 м.

Высотный габарит транспортной зоны городского тоннеля (от уровня покрытия дорожной одежды до низа перекрытия зоны) должен составлять не менее 5,25 м.

В стесненных условиях, а также в условиях реконструкции тоннелей при соответствующем обосновании допускается уменьшение высоты транспортной зоны при условии обеспечения высотного габарита приближения конструкций и оборудования 4,5 м.

Автодорожные тоннели должны иметь служебные проходы: при движении в одном направлении - с одной стороны, а при разнонаправленном - с двух сторон.

При устройстве служебного прохода с одной стороны тоннеля следует устраивать защитную полосу с другой стороны.

Ширина служебных проходов и защитной полосы принимается в соответствии с требованиями ГОСТ 24451. При наличии остановочной полосы в городских тоннелях служебный проход не предусматривается, ширина защитной полосы может быть уменьшена до 0,25 м.

Ширину разделительной полосы или полосы для размещения опор между проезжими частями единого тоннеля для обоих направлений следует предусматривать не менее 1,3 м.

В тех случаях, когда ширина разделительной полосы улицы (дороги) превышает ее ширину в тоннеле, переход от большей к меньшей ширине следует предусматривать плавным на длине не менее 100 м.

Возвышение служебных проходов, защитных и разделительных полос без размещения на них промежуточных опор должно быть не менее 0,4 м.

При размещении на разделительной полосе опор ее возвышение над уровнем проезжей части должно быть не менее 0,6 м.

5.3.2.7. Элементы плана и профиля автодорожных тоннелей должны назначаться исходя из условий обеспечения необходимой видимости при заданной расчетной скорости. Радиусы кривых в плане должны быть не менее 250 м.

5.3.2.8. Продольный уклон в железнодорожных и автодорожных тоннелях должен быть не менее , за исключением участков переходных вертикальных кривых. Как исключение, в заведомо сухих районах уклон может быть , а в суровых условиях с большим водопритоком - до .

Максимальные продольные уклоны в автодорожных тоннелях не должны превышать , а в сложных топографических и инженерно-геологических условиях при длине тоннеля до 500 м - .

5.3.2.9. При расположении портала горного тоннеля или рампового участка подводного тоннеля у заливаемой поймы дно водоотводного лотка у портала или отметка верхней точки проезжей части рампы должны быть не меньше чем на 1,0 м выше наивысшего уровня паводковых вод (наводнений) с вероятностью превышения 1:300 (0,33%) с учетом подпора, ледохода и высоты волны. При невозможности выполнения этого требования необходимо устраивать в тоннеле защитные устройства.

 

5.3.3. Расположение притоннельных сооружений

 

5.3.3.1. В соответствии с объемно-планировочными решениями притоннельные сооружения, включающие помещения с непостоянным пребыванием людей, могут располагаться у порталов, на рамповых участках и по длине тоннеля.

5.3.3.2. По условиям водоотвода все притоннельные сооружения, кроме камер водоотливных установок, должны располагаться выше лотковой части тоннеля.

5.3.3.3. Рабочие стволы, предназначенные для сооружения тоннеля закрытым способом работ, следует использовать в системе тоннельной вентиляции и для прокладки инженерных коммуникаций.

 

5.4. Строительные конструкции и материалы обделок

 

5.4.1. Общие требования

 

5.4.1.1. Ограждающие несущие конструкции (обделки) и внутренние несущие конструкции тоннельных сооружений должны отвечать требованиям прочности, эксплуатационной надежности, долговечности, огнестойкости и устойчивости к различным видам агрессивного воздействия внешней среды.

5.4.1.2. Обделки следует проектировать, как правило, замкнутыми из монолитного бетона и железобетона, железобетонных элементов заводского изготовления, применяемых, как правило, при щитовой проходке, или из чугунных тюбингов, исходя из назначения сооружения и глубины его заложения, инженерно-геологических условий, ожидаемых нагрузок и технологии производства строительно-монтажных работ.

Выбор конструкции обделки тоннеля следует производить на основе сравнения технико-экономических показателей различных вариантов строительства тоннеля.

5.4.1.3. Обделки по всему контуру должны иметь плотное примыкание к грунту.

Пустоты за обделкой следует заполнять твердеющими составами в соответствии с [9] или обеспечивать силовое прижатие монтируемых колец обделки к грунту.

5.4.1.4. Тоннели и притоннельные сооружения с расположенными в них помещениями и эксплуатационными устройствами должны быть защищены от неблагоприятного воздействия поверхностных, грунтовых и других вод и жидкостей.

Способы защиты обделок от агрессивного воздействия внешней среды следует принимать в увязке с решениями по выбору их типа, возможности устройства гидроизоляции, плотности и коррозионной стойкости применяемых материалов, трещиностойкости конструкций на стадии строительства и эксплуатации, степени проницаемости стыков и соединений, а также с учетом условий эксплуатации сооружения.

Защита от коррозии обделок, а также металлоизоляции обделок, закладных деталей и всех видов скреплений должна выполняться в соответствии с указаниями СП 28.13330.

Технические меры по защите обделок и внутренних строительных конструкций от грунтовых вод, атмосферных воздействий, коррозии и других неблагоприятных воздействий должны обеспечивать нормальные условия эксплуатации тоннеля в течение не менее 100 лет.

5.4.1.5. Пределы огнестойкости несущих и других строительных конструкций следует принимать согласно 5.12.4.

5.4.1.6. Выступающая из лобового откоса часть тоннеля должна быть оформлена в виде горизонтальной площадки длиной не менее 2,0 м, а при длине выступающей части 2,0 м покрыта плотной засыпкой толщиной не менее 1,5 м и защищена от размыва жестким покрытием. На участках, превышающих 2,0 м, толщина засыпки определяется расчетом.

При выносе портала за пределы зоны возможного падения скальных обломков засыпка может не предусматриваться.

Парапет портала, поддерживающий засыпку и обеспечивающий задержание осыпающегося грунта с лобового откоса, должен возвышаться над засыпкой не менее чем на 1,10 м.

Лобовые откосы, при необходимости, должны быть укреплены.

5.4.1.7. Конструкции обделок тоннелей, порталов, сооружаемых в районах (зонах) сейсмичностью 7 баллов и более, должны удовлетворять требованиям СП 14.13330.

5.4.1.8. Расстояние между антисейсмическими деформационными швами тоннельной обделки следует устанавливать расчетом и совмещать их с температурно-осадочными деформационными швами, расстояние между которыми в обделках из монолитного бетона и набрызг-бетона должно быть не более 20 м, а в случае использования монолитного железобетона - не более 40 м. При бетонировании обделок с помощью передвижных опалубок расстояние между деформационными швами рекомендуется назначать кратным длине опалубки.

5.4.1.9. При пересечении тоннелем тектонических трещин или контакта между грунтами различной крепости следует устраивать дополнительные деформационные швы, отсекающие приконтактный участок тоннеля.

5.4.1.10. Конструкции антисейсмических, температурно-осадочных и дополнительных деформационных швов должны обеспечивать водонепроницаемость обделки.

5.4.1.11. Толщину элементов обделки, порталов и рамп следует устанавливать расчетом. Элементы обделки и порталов должны иметь толщину не менее, мм:

    своды и стены тоннельной обделки из монолитного бетона

и железобетона ....................................................... 200;

    то же, из монолитного бетона на выпуклостях в крепких скальных

грунтах прочностью, превышающей прочность бетона не менее чем

в 1,5 раза ........................................................... 100;

    обделки набрызг-бетонные:

    несущие .......................................................... 100;

    облицовочные или на выпуклостях в крепких скальных грунтах ....... 50;

    блоки сплошного сечения сборной железобетонной обделки ........... 150;

    ребра и спинки тюбингов сборной железобетонной обделки ........... 100;

    порталы, оголовки и стены рамп:

    железобетонные ................................................... 150;

    бетонные ......................................................... 300;

    бутобетонные ..................................................... 500.

5.4.1.12. Минимальную толщину защитного слоя бетона до рабочей арматуры для сборных и монолитных железобетонных (кроме набрызг-бетонных) обделок толщиной менее 300 мм следует принимать по СП 63.13330. Толщину защитного слоя для обделок большей толщины и для набрызг-бетонных обделок следует принимать не менее величин, указанных в таблице 2.

 

Таблица 2

 

Минимальная толщина защитного слоя бетона рабочей арматуры

в тоннельных обделках

 

┌────────────────────┬─────────────────────┬─────────────────────┐

   Обделка тоннеля  │Толщина элементов, мм│Минимальная толщина 

                                         │ защитного слоя, мм 

├────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────┤

│Сборная и монолитная│    От 300 до 500             30          

│железобетонная            Свыше 500               40         

├────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────┤

│Опускные секции            До 1000                30         

                         Свыше 1000               60         

├────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────┤

│Набрызг-бетонная      Для любой толщины           20         

└────────────────────┴─────────────────────┴─────────────────────┘

 

5.4.2. Материалы

 

5.4.2.1. Материалы для обделок и их гидроизоляции, внутренних строительных конструкций, а также отделочные материалы должны отвечать требованиям прочности, долговечности, пожарной безопасности, устойчивости к химической агрессивности грунтовых вод, другим видам агрессивного воздействия внешней среды, в том числе воздействию микроорганизмов, не выделять токсичных соединений в условиях строительства и эксплуатации сооружений, соответствовать требованиям нормативных документов.

5.4.2.2. Бетонные и железобетонные несущие конструкции следует предусматривать из тяжелых бетонов по ГОСТ 26633.

5.4.2.3. Классы бетона по прочности на сжатие для обделок, их элементов и внутренних бетонных и железобетонных конструкций следует принимать не ниже указанных в таблице 3.

 

Таблица 3

 

Классы бетона по прочности на сжатие

 

                      Вид конструкции                     

Класс бетона,

   не ниже  

Высокоточные железобетонные блоки обделок                 

из водонепроницаемого бетона для закрытого способа работ, 

предварительно напряженные железобетонные элементы        

конструкций                                               

     В40    

Монолитные бетонные и фибробетонные обделки               

     В25    

Железобетонные и набрызг-бетонные элементы обделок        

для закрытого способа работ                               

     В30    

Железобетонные элементы обделок для открытого способа работ

(включая опускные цельносекционные), закрытого способа    

работ, несущих конструкций стен в грунте                

     В25    

Железобетонные и бетонные монолитные несущие              

стены в грунте, бетонные монолитно-прессованные обделки 

     В20    

Порталы, оголовки, набрызг-бетонные обделки,               

стены в грунте для крепления котлованов, внутренние     

монолитные железобетонные конструкции, бетонные подготовки

под гидроизоляцию                                         

     В15    

Путевой бетонный слой верхнего строения пути,             

бетон внутренних конструкций                              

     В15    

Жесткое основание пути, бетонное основание под полы,      

бетон для водоотводящих и кабельных лотков                

     В15    

 

5.4.2.4. Проектную марку бетона обделок и внутренних конструкций по морозостойкости в зонах знакопеременных температур следует принимать по таблице 4.

 

Таблица 4

 

┌─────────────────┬────────────────────────────────────────────┬──────────┐

  Климатические    Наземные конструкции на открытом воздухе  │Подземные │

    условия      ├──────────────┬──────────────┬──────┬───────┤конструк- │

│со среднемесячной│контактирующие│контактирующие│ без    под  │ции в зоне│

  температурой      с водой      с грунтом   │навеса│навесом│промерза- │

    наиболее                                              │ния,     

│холодного месяца,│                                         │контакти- │

       °C,                                                │рующие   

│ по СП 131.13330 │                                         │с грунтом │

├─────────────────┼──────────────┼──────────────┼──────┼───────┼──────────┤

│Умеренные,            200           150      │ 100    100     100   

│до минус 10                                                        

│и выше                                                             

├─────────────────┼──────────────┼──────────────┼──────┼───────┼──────────┤

│Суровые, ниже         300           200      │ 150    100     150   

│минус 10 до минус│                                                  

│20 включительно                                                    

├─────────────────┼──────────────┼──────────────┼──────┼───────┼──────────┤

│Особо суровые,        400           300      │ 200    150     200   

│ниже минус 20                                                      

└─────────────────┴──────────────┴──────────────┴──────┴───────┴──────────┘

 

При отсутствии знакопеременных температур проектные марки бетона обделок по морозостойкости должны быть не ниже F100.

Для конструкций, контактирующих с сильноминерализованными водами с содержанием солей более 1% по массе, засоленными грунтами, растворами солей-антиобледенителей и подвергающихся циклическому замораживанию и оттаиванию, марку бетона по морозостойкости назначают и контролируют как для бетона дорожных покрытий по ГОСТ 10060.0.

5.4.2.5. Проектную марку бетона обделок по водонепроницаемости в зависимости от наличия гидроизоляции, условий строительства и эксплуатации следует принимать по таблице 5.

 

Таблица 5

 

Марка бетона обделок и внутренних конструкций

по водонепроницаемости

 

     Степень    

  агрессивного  

воздействия среды

 Категория требований 

  к трещиностойкости  

    (в числителе)     

и предельно допустимая

ширина продолжительного

 раскрытия трещин, мм,

    (в знаменателе)   

     конструкций,     

    контактирующих    

       с грунтом      

 Толщина

защитного

 слоя со

 стороны

контакта

с грунтом

 ;** ;, мм

   Марка бетона по  

водонепроницаемости,

      не менее      

в зоне   

обводнения

без гидро-

изоляции 

в зоне     

обводнения 

с гидро-   

изоляцией  

и в необвод-

ненной зоне

 ;* ;

в зоне   

обводнения

без гидро-

изоляции 

в зоне   

обводнения

с гидро- 

изоляцией

и в необ-

водненной

зоне     

Неагрессивная   

   1/-   

   3/0,20  

   30   

    W8   

    W6   

Слабоагрессивная

   1/-   

   3/0,15  

   30   

    W8   

    W6   

Среднеагрессивная

   1/-   

   3/0,10  

   35   

   W10   

    W8   

Сильноагрессивная

   1/-   

   2/0,10  

   35   

   W12   

    W8   

     ;* ; Распространяется на конструкции с арматурной  сталью  1-й  группы

СП 28.13330.                                                            

     ;** ; При использовании набрызг-бетона толщина  защитного  слоя  может

быть уменьшена на 10 мм.                                                

 

5.4.2.6. Железобетонные обделки, возводимые в обводненных грунтах и не имеющие наружной или внутренней гидроизоляции, должны проектироваться из водонепроницаемого бетона с разработкой специального регламента на производство бетонных работ. Во всех остальных случаях бетоны для обделок должны иметь марку по водонепроницаемости не ниже W8.

5.4.2.7. Для армирования монолитных железобетонных и набрызг-бетонных конструкций используется горячекатаная сталь различных классов, механические характеристики которой принимаются согласно действующим нормативным документам. Допускается применение других арматурных сталей, полимерных, стальных, фибергласовых волокон в виде арматуры или фибры, имеющих соответствующие технические условия и сертификаты.

5.4.2.8. Прочностные характеристики чугуна тюбинговых обделок из серого литейного чугуна должны соответствовать ГОСТ 1412, из высокопрочного чугуна - ГОСТ 7293.

5.4.2.9. Нормативные и расчетные сопротивления проката для стальных конструкций и отливок из серого чугуна разных марок следует принимать по СП 16.13330.

5.4.2.10. Материалы для гидроизоляции обделок назначаются в соответствии с принятой системой водозащиты тоннельных сооружений, величиной гидростатического давления грунтовых вод на обделку, их агрессивности, других особенностей их воздействия на обделку, возможного диапазона температурных изменений и других особенностей работы тоннельной обделки в процессе эксплуатации сооружения.

5.4.2.11. В качестве материалов для шумозащитных и светозащитных экранов, конструкций лестничных маршей, кронштейнов кабельных линий и трубопроводов, стоек указателей следует отдавать предпочтение применению долговечных коррозионно-стойких армированных полимерных композитов с показателями пожарной опасности не выше чем КМ1.

5.4.2.12. Материалы для водоотводных устройств должны обладать высокой коррозионной стойкостью в соответствии с нормами на материалы и изделия, применяемые в наружной хозяйственно-бытовой и ливневой канализации. Трубы, колена, отстойники и другую арматуру водоотводной системы рекомендуется предусматривать по сортаменту изделий, применяемых в наружной канализации и для водоотвода.

5.4.2.13. Материалы для отделки тоннелей, рамп и порталов должны быть удобными в эксплуатации, допускающими промывку водой при давлении струи до 10 кг/см2, и не давать бликов.

5.4.2.14. В целях снижения электропотребления облицовку стен и потолков транспортных зон или их покрытия следует предусматривать светлыми матовыми материалами с коэффициентом отражения не менее 0,5.

5.4.2.15. Облицовку или покраску наружных поверхностей порталов и стен рамп следует предусматривать материалами темного матового цвета.

 

5.4.3. Общие конструктивные требования

 

5.4.3.1. Тоннели в зависимости от глубины заложения, инженерно-геологических условий, типа принятых конструкций обделки и способов сооружения могут приниматься однопутными либо двухпутными (для автодорожных тоннелей в зависимости от числа полос движения проезжей части), кругового, подковообразного или прямоугольного очертания.

5.4.3.2. Однопутные или двухпутные (для автодорожных тоннелей в зависимости от числа полос движения проезжей части) тоннели прямоугольного очертания рекомендуется применять при открытом способе производства работ, однопутные тоннели кругового и подковообразного очертания - при закрытом способе. Очертания стен и сводов при наличии бокового давления, пучения грунтов или гидростатического давления должны определяться расчетом. Пустоты за обделкой следует заполнять твердеющими составами в соответствии с [10] или обеспечивать силовое прижатие монтируемых колец обделки к грунту.

5.4.3.3. Устройство однослойных и двухслойных обделок из набрызг-бетона допускается в малообводненных и сухих грунтах в сочетании с арматурной сеткой, анкерами (железобетонными, клинощелевыми, сталеполимерными, полимерными, а также самозабуривающимися и водораспорными анкерами типа Титан и Swelex) металлическими арками. В качестве набрызг-бетона может использоваться бетон с дисперсным армированием металлической или синтетической фиброй [35].

5.4.3.4. При раскрытии выработок в скальных грунтах по частям возможно применение обделок в виде свода переменной жесткости (с выносными пятами) из монолитного бетона, опирающегося одновременно на облегченные стены и на грунт.

5.4.3.5. Сейсмическое воздействие на тоннельную обделку следует учитывать для сооружений, возводимых в районах сейсмичностью 7 - 9 баллов.

Проектирование подземных конструкций, расположенных в сейсмических районах, следует выполнять в соответствии с [11].

 

5.4.4. Конструкции обделок тоннелей, сооружаемых открытым и полузакрытым способами

 

5.4.4.1. Для заглубленных тоннелей при соответствующем обосновании допускается применение односводчатых конструкций.

5.4.4.2. В проектах производства бетонных работ следует предусматривать разбивку отдельных элементов конструкций на блоки бетонирования. Размеры блоков бетонирования следует устанавливать в технологических регламентах в зависимости от пространственного положения элемента конструкции (лотковая часть, стены, перекрытия), его массивности и принятой технологии бетонирования на основе теплофизических расчетов.

5.4.4.3. Обделки тоннелей, сооружаемых открытым способом, должны иметь деформационные температурно-осадочные швы, расстояние между которыми следует принимать по расчету.

Конструкции швов должны предохранять гидроизоляцию от разрывов, обеспечивая водонепроницаемость обделки.

В местах значительного изменения типа конструкции, свойств грунтов в основании тоннеля или действующих на обделку нагрузок могут предусматриваться дополнительные деформационно-осадочные швы.

5.4.4.4. Элементы конструкций сборных железобетонных обделок должны отвечать требованиям удобства их изготовления, транспортирования и монтажа, надежности монтажных соединений и опираний. Лотковые перекрытия и лотковые днища допускается изготовлять из фибробетона [35, приложение 1.2].

 

5.4.5. Конструкции обделок тоннелей, сооружаемых закрытым способом

 

5.4.5.1. При сооружении тоннелей закрытым способом применяют обделки сводчатого или кругового очертания. Такие обделки используются для однопутных либо двухпутных тоннелей (для автодорожных тоннелей преимущественно двух и трех полос движения). При необходимости иметь четыре или большее число полос может рассматриваться целесообразность устройства двухсводчатой конструкции с общей средней опорой - стеной или системой колонн и прогонов.

5.4.5.2. Обделки сводчатого очертания применяются при сооружении тоннелей горным способом. Они могут быть как из монолитного бетона, железобетона, набрызг-бетона, так и сборных железобетонных элементов.

Форма стен и лотковой части обделки сводчатого очертания принимается в зависимости от величины бокового давления грунта и гидростатического давления.

5.4.5.3. Обделки кругового очертания возводят преимущественно из железобетонных блоков сплошного сечения при заводском их изготовлении.

Блоки изготавливают по техническим условиям.

Обделки из чугунных тюбингов применяют в обводненных грунтах.

5.4.5.4. Элементы сборных обделок при герметизации стыков между ними быстросхватывающими составами должны иметь по контуру фальцы, образующие в собранной обделке чеканочные канавки. При герметизации стыков упругими резиновыми прокладками или упругими прокладками из других материалов для лучшего их закрепления на боковых поверхностях элементов необходимо предусматривать пазы.

 

5.4.6. Гидроизоляция обделок и защита от коррозии

 

5.4.6.1. Вид гидроизоляции для обделок разных типов определяется инженерно-геологическими условиями строительства, величиной гидростатического давления, наличием агрессивного воздействия внешней среды, возможностями обеспечения водонепроницаемости бетона при принятой технологии ведения строительных работ, другими производственными условиями.

В зависимости от инженерно-геологических условий строительства и принятой технологии работ могут быть применены следующие виды гидроизоляции подземных сооружений: оклеечная, обмазочная, наплавляемая, напыляемая и стальная гидроизоляция обделок.

5.4.6.2. Конструкции тоннелей, сооружаемых в водоносных грунтах открытым способом, должны иметь сплошную наружную гидроизоляцию по всему контуру. Сплошность гидроизоляции не должна нарушаться в случае пропуска через конструкцию перекрытия коммуникаций.

При наличии естественного стока воды под тоннелем в качестве дополнительной защиты его от воды допустимо использовать пристенный дренаж. В случае недостаточной фильтрационной способности грунтов основания следует предусматривать устройство под лотковой частью тоннеля пластового дренажа с водоотводом.

5.4.6.3. Гидроизоляцию из битумно-полимерных и полимерных материалов (наплавляемую, распыляемую, оклеечную, мембранного типа и др.) при открытом способе производства работ следует предусматривать из материалов, соответствующих требованиям СП 120.13330.

5.4.6.4. В лотковой части гидроизоляция должна укладываться на бетонную подготовку (класс бетона не ниже В15) толщиной не менее 10 см.

5.4.6.5. При применении гидроизоляции, предварительно наносимой на наружную поверхность элементов сборной обделки, следует предусматривать надежные способы соединения гидроизоляции отдельных элементов в процессе их монтажа и защиты ее в процессе строительства от повреждений.

Защитные покрытия для лотковой части и перекрытия предусматриваются из мелкозернистого бетона (не ниже В20) толщиной 4 - 10 см. Защитный слой на перекрытии должен быть армирован металлической сеткой 100 x 100 или 150 x 150 мм или бетоном, армированным полимерной конструкционной фиброй.

Гидроизоляцию по стенам сооружения защищают слабоармированными бетонными плитами (В15), набрызг-бетоном по сетке, полимерными мембранами (например, по [45]).

5.4.6.6. При устройстве мембранной изоляции следует предусматривать меры по отводу воды и конденсата полотнами нетканого дренирующего материала, закрепляемого на поверхности конструкции перед укладкой гидроизоляции.

Нетканый дренирующий материал крепится крепежными элементами (рондели), мембрана нагревается и приклеивается к пластиковым крепежным элементам.

5.4.6.7. При сооружении тоннелей из замкнутых секций методом продавливания или протаскивания допускается устройство внутренней металлоизоляции при толщине стальных листов не менее 6 мм.

5.4.6.8. В сборных железобетонных обделках из водонепроницаемых элементов и чугунных обделках тоннелей, сооружаемых щитовым способом, должна быть обеспечена герметизация швов между элементами обделки, болтовых отверстий и отверстий для нагнетания постановкой упругих уплотнителей или чеканкой в соответствии с [9].

5.4.6.9. Гидроизоляцию стен в грунте, используемых в качестве несущих конструкций в обводненных грунтах, допускается осуществлять металлическими листами толщиной не менее 10 мм.

5.4.6.10. Гидроизоляцию, устраиваемую с внутренней стороны обделки, следует защищать железобетонной рубашкой, рассчитанной на восприятие ожидаемого гидростатического давления. При этом должно быть обеспечено плотное прижатие внутренней железобетонной конструкции к гидроизоляции.

5.4.6.11. Антикоррозионную защиту стальных конструкций и металлоизоляции следует выполнять с учетом требований СП 28.13330, СП 72.13330 и [18]. При этом необходимо предусматривать подготовку металлической поверхности в соответствии с разделом 2 СП 72.13330. Подготовка поверхности должна отвечать 1-й степени очистки по обезжириванию и 2-й степени очистки от окислов (оксидов) по ГОСТ 9.402. Радиус закругления острых кромок следует принимать не менее 2 мм.

5.4.6.12. При использовании многослойной обделки из набрызг-бетона допустимо использовать гидроизоляцию (наносимую методом напыления) между слоями, обеспечивающую совместную работу всей конструкции.

 

5.4.7. Конструкции притоннельных сооружений

 

5.4.7.1. Несущая ограждающая конструкция рамп выполняется в виде жесткой незамкнутой сверху рамы прямоугольного сечения и переменной высоты из монолитного или сборного железобетона. Выбор конструкции рамп: с выступающими в сторону грунта лотковой его частью и контрфорсами, применением грунтовых анкеров, с горизонтальными распорками, устанавливаемыми в верхней их части и т.п., определяется глубиной заложения концевых участков тоннеля и инженерно-геологическими условиями строительства.

Конструкции порталов тоннелей решаются, как правило, в простых архитектурных формах, отвечающих облику окружающей градостроительной обстановки.

5.4.7.2. При заложении рампы в слабых водонасыщенных грунтах необходима проверка ее устойчивости против всплытия. При необходимости следует предусматривать утяжеление конструкции или заанкеривание ее в коренной грунт.

5.4.7.3. Конструкции рамповых стен должны позволять размещение на них фланцевых опор наружного освещения, а конструкции порталов, при необходимости, - установку солнцезащитных экранов.

При проветривании тоннеля по продольной схеме в состав конструкции портала может быть включена вентиляционная камера для размещения вентиляционной установки.

5.4.7.4. В городских тоннелях с внешней стороны парапета, ограждающего портал и рамповые участки тоннеля, следует предусматривать устройство служебного прохода шириной не менее 1 м.

5.4.7.5. Полы в помещениях распределительных устройств, электрощитовых и других электропомещениях должны быть покрыты керамической плиткой или другими материалами, не выделяющими пыли и не поддерживающими горения.

Полы вентиляционных камер и насосных станций следует выполнять наливными.

 

5.5. Нагрузки и воздействия

 

5.5.1. Виды нагрузок и воздействий

 

5.5.1.1. Нагрузки и воздействия по продолжительности их действия на обделки тоннелей следует подразделять согласно СП 20.13330 на постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые).

5.5.1.2. К постоянным нагрузкам следует относить:

давление грунта;

гидростатическое давление;

собственную массу конструкций;

массу зданий и сооружений, находящихся в зонах их воздействия на обделку тоннеля;

сохраняющиеся усилия от предварительного напряжения конструкции и давления щитовых домкратов.

5.5.1.3. К длительным нагрузкам и воздействиям следует относить:

силы морозного пучения грунта;

массу стационарного оборудования;

сезонные температурные воздействия, усадку и ползучесть бетона и некоторые другие воздействия, указанные в СП 20.13330;

усилия от предварительного обжатия обделки.

5.5.1.4. К кратковременным нагрузкам следует относить:

нагрузки и воздействия от внутритоннельного и наземного транспорта;

нагрузки и воздействия в процессе сооружения тоннеля: от давления щитовых домкратов, нагнетания раствора за обделку, усилий, возникающих при подаче и монтаже элементов сборных конструкций, воздействия массы проходческого и другого строительного оборудования, воздействия водного потока и волнового воздействия на опускную секцию при транспортировании ее по воде и в процессе опускания, гидростатическое давление на свободный торец секции, сосредоточенную нагрузку от массы затонувшего судна (при условии судоходства по акватории), динамическую нагрузку от максимально возможной для данной акватории массы сбрасываемого корабельного якоря и некоторые другие, определяемые особенностями производства работ.

5.5.1.5. К особым нагрузкам следует относить сейсмические и взрывные воздействия, а также особые нагрузки, указанные в СП 20.13330, которые могут иметь отношение к проектируемому тоннелю.

 

5.5.2. Постоянные нагрузки

 

5.5.2.1. Вертикальные и горизонтальные нагрузки от давления грунта при закрытом способе работ или от других постоянных нагрузок, действующих в пределах всего пролета или всей высоты сооружения при расчетах тоннельных обделок, допускается принимать равномерно распределенными.

5.5.2.2. Для тоннелей и других объектов, сооружаемых открытым способом, величину нормативной вертикальной нагрузки от насыпного грунта следует принимать в соответствии с давлением всей его толщи над сооружением с учетом массы наземных зданий и других сооружений, строительство которых предусмотрено над данным объектом или в пределах призмы обрушения грунта.

5.5.2.3. Величины вертикальных и горизонтальных нормативных нагрузок на обделки тоннелей, сооружаемых закрытым способом, следует определять на основании результатов инженерно-геологических изысканий и накопленных экспериментальных данных о нагрузках, полученных при измерениях в аналогичных условиях строительства, с учетом возможности образования в грунтах самонесущего свода, когда  (рисунок 1).

 

 

Рисунок 1. Схема для расчета высоты свода обрушения

 

В особо сложных условиях строительства проектом должно быть предусмотрено проведение наблюдений за изменением напряженно-деформированного состояния обделки тоннеля (мониторинг) в процессе строительства, а при необходимости и в начальный период его эксплуатации.

5.5.2.4. В неустойчивых грунтах, в которых сводообразование невозможно (водонасыщенные несвязные и слабые глинистые грунты), нагрузки следует принимать с учетом давления всей толщи грунтов над тоннельным сооружением. Нормативные вертикальную и горизонтальную нагрузки  и , кН/м2, определяют в таких случаях по формулам:

 

, (5.1)

 

, (5.2)

 

где  - нормативный удельный вес грунта соответствующего слоя напластования, кН/м3;

 - толщина соответствующего слоя напластования, м;

n - число слоев напластований;

 - кажущийся угол внутреннего трения грунтового массива в пределах сечения тоннельной обделки, градус, принимаемый по опытным данным, или определяемый по формуле , где f - коэффициент крепости.

Такие же нагрузки принимают и при наличии сводообразования, если расстояние от вершины свода обрушения до земной поверхности или до контакта с неустойчивыми грунтами меньше высоты свода обрушения.

5.5.2.5. Нормативные равномерно распределенные нагрузки: вертикальную -  и горизонтальную - , кН/м2, в условиях сводообразования определяют по формулам:

 

, (5.3)

 

, (5.4)

 

где  - высота свода обрушения над верхней точкой обделки, м (рисунок 1);

 - нормативный удельный вес грунта, кН/м3;

h - высота выработки, м.

5.5.2.6. Высоту свода обрушения  над верхней точкой обделки в условиях сводообразования (см. рисунок 1) для нескальных необводненных грунтов определяют по формуле

 

, (5.5)

 

где L - величина пролета свода обрушения, определяемая по формуле

 

; (5.6)

 

f - коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова, принимаемый на основании геологических изысканий;

b - величина пролета выработки, м;

а) высоту свода обрушения  над верхней точкой обделки для тоннелей, сооружаемых в глинистых грунтах на глубине более 45 м, принимают с коэффициентом K = H/45, где H - глубина заложения тоннеля от поверхности земли до низа тоннельной обделки, м;

б) при заложении тоннелей в глинистых грунтах, прочность которых уменьшается под влиянием поступающих подземных вод, высоту свода обрушения  увеличивают до 30%.

Коэффициенты, определенные в перечислениях а) и б), не суммируются. В расчетах принимается большее из двух значений высоты свода обрушения .

5.5.2.7. Высоту свода обрушения  над верхней точкой обделки в условиях сводообразования для скальных грунтов определяют по формулам:

а) для скальных грунтов, оказывающих вертикальное и горизонтальное давление:

 

, (5.7)

 

б) для скальных грунтов, оказывающих только вертикальное давление:

 

, (5.8)

 

где R - предел прочности грунта на сжатие в куске (образце), МПа;

 - коэффициент, учитывающий влияние трещиноватости массива, принимаемый по таблице 6 исходя из предела прочности грунта на сжатие в куске и категории массива по степени трещиноватости, которая определяется в зависимости от трещинной пустотности и густоты трещин (среднего расстояния между трещинами наиболее развитой их системы) по таблице 7 и дополнительных характеристик трещиноватости по [14].

 

Таблица 6

 

   Категория массива скальных   

грунтов по степени трещиноватости

Коэффициент альфа при пределе прочности

    грунта в куске на сжатие, МПа   

  10  

  20  

  40  

  80  

  160 

I - практически нетрещиноватые  

  1,7 

  1,4 

  1,2 

  1,1 

  1,0 

II - малотрещиноватые           

  1,4 

  1,2 

  1,0 

  0,9 

  0,8 

III - среднетрещиноватые        

  1,2 

  0,9 

  0,7 

  0,6 

  0,5 

IV - сильнотрещиноватые         

  0,9 

  0,7 

  0,5 

  0,4 

  0,3 

V - раздробленные               

(разборная скала)               

  0,7 

  0,4 

  0,3 

  0,2 

  0,1 

 

Таблица 7

 

┌───────────────────────┬─────────────────────────────────────────────────┐

│Трещинная пустотность, │     Категория грунтов при густоте трещин, м    

           %           ├────────────┬───────────┬───────────┬────────────┤

                       │очень редкой│  редкой     густой   │очень густой│

                       │(более 1,0) │(1,0 - 0,3)│(0,3 - 0,1)│(менее 0,1) │

├───────────────────────┼────────────┼───────────┼───────────┼────────────┤

│Малая - менее 0,3           I          II         III         IV    

├───────────────────────┼────────────┼───────────┼───────────┼────────────┤

│Средняя - 0,3 - 1,0         II         III        IV          IV    

├───────────────────────┼────────────┼───────────┼───────────┼────────────┤

│Большая - 1,0 - 3,0        III         IV          V          V     

├───────────────────────┼────────────┼───────────┼───────────┼────────────┤

│Очень большая -             IV          V          V          V     

│более 3,0                                                           

├───────────────────────┴────────────┴───────────┴───────────┴────────────┤

    Примечания                                                          

    1. При определении трещинной  пустотности  рыхлый  или  глиноподобный│

│материал заполнения трещин не учитывается.                              

    2. При большой и очень большой трещинной пустотности  и  одновременно│

│хорошо  выраженной   расчлененности   массива   на   блоки   по   степени│

│трещиноватости   следует  его  относить  к  категории  V  (раздробленным)│

│вне зависимости от густоты трещин.                                       

    3.  В  условиях  ожидаемого  полного  нарушения  сплошности  скальных│

│грунтов в результате интенсивного их расслоения (кливаж)  грунты  следует│

│относить к категории V.                                                 

    4. При наличии поверхностей скольжения категорию  грунта  по  степени│

│трещиноватости следует повышать на одну ступень.                        

    5.  При  трещинах,  залеченных  частично  твердым   (кристаллическим)│

│материалом, категорию грунта по степени трещиноватости  следует  понижать│

│на  одну  ступень,  а  при  полностью  залеченных  трещинах  -  принимать│

│по категории I.                                                          

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Наличие горизонтального давления скального грунта устанавливается по опыту строительства в аналогичных условиях. При отсутствии аналогов расчет обделки следует выполнять в двух вариантах: при наличии горизонтального давления и без него.

5.5.2.8. Полученную по формулам, приведенным в 5.5.2.7, высоту свода обрушения скальных грунтов корректируют умножением ее на коэффициенты, учитывающие влияние следующих факторов:

а) приток воды в выработку для случаев, когда трещины заполнены рыхлым или размокаемым глиноподобным материалом, - 1,2;

б) расположение трещин наиболее развитой их системы под углом к оси тоннеля менее 45° - 1,1;

в) проходка выработок без применения буровзрывных работ - 0,8.

5.5.2.9. В случаях, когда в грунтовом массиве возможно развитие неблагоприятных для обделки процессов (проявления тектонической напряженности, пучение, ползучесть грунтов, карстово-суффозионные явления) или предполагается значительное изменение свойств или состояния грунтов в результате применения специальных способов производства работ, величины нагрузок на обделки следует устанавливать на основании специальных исследований.

5.5.2.10. При высоте свода обрушения скального грунта менее 1/6 его пролета расчет подземных конструкций следует выполнять на воздействие вывалов. Вертикальную нагрузку интенсивностью, полученной из условия сводообразования, распределяют по площади, соответствующей 1/4 пролета выработки в наиболее невыгодном для работы обделки положении.

5.5.2.11. Нормативное вертикальное горное давление в грунтах с f  ;= 4 при расстоянии от кровли выработки до дневной поверхности больше удвоенной высоты свода обрушения следует принимать равным массе грунтов в объеме, ограниченном сводом обрушения. При меньшем заглублении тоннеля горное давление принимается равным весу всей толщи грунта над ним.

5.5.2.12. Величину вертикальной нагрузки от горного давления на обделки параллельных близко расположенных тоннелей при возможности сводообразования определяют в зависимости от размеров выработок, размеров и несущей способности целиков между ними, а также от технологии производства работ:

а) при условии образования самостоятельного свода обрушения над каждой выработкой - для каждой выработки в отдельности;

б) при условии образования общего свода обрушения над выработками - как для выработки, пролет которой равен сумме пролетов всех выработок и ширины целиков между ними.

5.5.2.13. Значение нормативной нагрузки на обделку тоннеля в водонасыщенных несвязных грунтах, содержащих свободную воду, следует принимать в виде совместного действия гидростатического давления воды и давления грунта во взвешенном состоянии. При этом нормативный объемный вес взвешенного в воде грунта , кН/м3, определяют по формуле

 

, (5.9)

 

где  - коэффициент пористости грунта, определяемый по опытным данным;

 - нормативный удельный вес частиц грунта, определяемый по данным лабораторных исследований, кН/м3;

 - объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3.

Величину гидростатического давления следует принимать с учетом максимального и минимального уровня, который установится после окончания строительства.

5.5.2.14. Величину нормативной горизонтальной нагрузки на обделки кругового очертания в глинистых грунтах текучей и пластичной консистенции, водонасыщенных грунтах, а также в грунтах, переходящих в условиях эксплуатации в разжиженное состояние, следует принимать не более 0,75 величины нормативной вертикальной нагрузки, принимаемой в соответствии с весом вышележащей толщи грунтов.

5.5.2.15. Нагрузку от веса зданий, располагаемых над тоннельным сооружением, следует принимать в зависимости от их этажности, размеров в плане и конструктивных особенностей здания.

При отсутствии проектных решений зданий нормативную нагрузку от их веса допускается применять в зависимости от их предполагаемой этажности в размере 15 кН/м2 на один этаж.

При расположении зданий и других наземных сооружений в пределах призмы обрушения грунта учитывают соответствующее увеличение горизонтальной нагрузки.

5.5.2.16. Значение нормативной вертикальной нагрузки от собственного веса конструкций следует определять исходя из проектных размеров конструкций и удельного веса материалов.

Если собственный вес обделки составляет менее 5% вертикального давления, допускается его не учитывать.

5.5.2.17. Коэффициенты надежности на постоянные нагрузки при расчетах конструкций обделок по потере несущей способности принимают по таблице 8.

 

Таблица 8

 

┌──────────────────────────────────────────────────┬──────────────────────┐

                   Вид нагрузки                   │Коэффициент надежности│

├──────────────────────────────────────────────────┼──────────────────────┤

│Вертикальная от давления грунта:                                       

│ от веса всей толщи грунта над тоннелем:                               

  а) в природном залегании                              1,1 (0,9)      

  б) насыпные                                           1,15 (0,9)     

│ от горного давления при сводообразовании                               

│для грунтов:                                                           

  а) скальных                                              1,6         

  б) глинистых                                             1,5         

  в) песков и крупнообломочных                             1,4         

│ от давления грунта при вывалах                            1,8         

├──────────────────────────────────────────────────┼──────────────────────┤

│Горизонтальная - от давления грунта                     1,2 (0,8)      

├──────────────────────────────────────────────────┼──────────────────────┤

│Гидростатическое давление                               1,1 (0,9)      

├──────────────────────────────────────────────────┼──────────────────────┤

│Собственный вес конструкции:                                           

  сборной железобетонной                                1,1 (0,9)      

  монолитной бетонной и железобетонной                  1,2 (0,8)      

  металлической                                            1,05        

  изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев            1,3         

├──────────────────────────────────────────────────┼──────────────────────┤

│Сохраняющиеся усилия от предварительного обжатия           1,3         

│обделки и давления щитовых домкратов                                   

├──────────────────────────────────────────────────┼──────────────────────┤

│Длительные нагрузки:                                                    

  вес стационарного оборудования                           1,05        

  температурные климатические воздействия                  1,1         

  силы морозного пучения в грунтах                         1,5         

  вертикальная нагрузка от мостовых и подвесных            1,1         

│кранов                                                                 

  воздействие усадки и ползучести бетона                1,1 (0,9)      

├──────────────────────────────────────────────────┴──────────────────────┤

    Примечания                                                          

    1. Коэффициенты  надежности  принимают по каждой строке одинаковыми в│

│пределах сооружения.                                                    

    2. Коэффициент надежности, указанный в скобках, принимают  в  случае,│

│когда  уменьшение  нагрузки  приводит  к  более  невыгодному   нагружению│

│обделки.                                                                 

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

При расчетах конструкций на прочность и устойчивость для стадии строительства коэффициенты надежности по постоянным нагрузкам следует принимать равными 1, за исключением ограждений и анкерных креплений котлованов.

5.5.2.18. Обделки тоннелей, заложенные ниже прогнозируемого уровня подземных вод, следует рассчитывать на всплытие на расчетные нагрузки по формуле

 

, (5.10)

 

где  - сумма всех постоянных вертикальных расчетных нагрузок с минимальными коэффициентами надежности по нагрузке, действующих на длину 1 м тоннеля;

A - площадь подошвы тоннеля на длину 1 м тоннеля;

 - расстояние от уровня грунтовых вод до подошвы тоннеля (без учета бетонной подготовки);

 - объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3;

 - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,2.

5.5.2.19. Нормативные нагрузки от веса слоев дорожного покрытия и расположенных на перекрытии тоннелей мелкого заложения различных инженерных коммуникаций следует определять по проектным данным, суммируя давление от веса выравнивающего, гидроизоляционного, защитного и других слоев, а также от дорожной одежды проезжей части и покрытия тротуаров.

При заложении тоннеля под путями линий железных дорог, наземных линий метрополитена или трамвая необходимо учитывать давление балласта и элементов верхнего строения пути.

 

5.5.3. Временные и особые нагрузки и воздействия

 

5.5.3.1. Нормативную временную вертикальную и горизонтальную нагрузки на обделки от наземного транспорта, коэффициенты надежности и коэффициенты динамичности следует принимать по СП 35.13330 и [13].

Нормативные временные нагрузки от подвижного состава автомобильных дорог (АК-14, НК-176, НК-80), железных дорог (СК), наземных линий метрополитена и трамвая следует определять в соответствии с положениями СП 35.13330 (раздел 2).

Воздействие временных нагрузок от транспортных средств, проезжающих по тоннелю, следует учитывать в случае объединения лотковой части тоннеля с остальными его элементами в единую рамную конструкцию или при расположении проезжей части на повышенном уровне с опиранием плиты перекрытия на стены тоннеля.

5.5.3.2. Временные нагрузки от автомобильных транспортных средств, движущихся над тоннелем мелкого заложения, следует рассматривать в соответствии с планировочной схемой и условиями движения на поверхности:

непосредственно над перекрытием;

на призмах обрушения;

над перекрытием и на призмах обрушения.

Необходимо также учитывать возможность одностороннего (несимметричного) загружения тоннеля (на части перекрытия или на одной призме обрушения) с учетом эпюры бокового отпора грунта.

5.5.3.3. Временную нагрузку от подвижного состава железных дорог следует принимать в виде объемлющих максимальных эквивалентных нагрузок (СП 35.13330).

Нагрузку от железнодорожных поездов следует учитывать при загружении тоннельной конструкции в соответствии со схемой расположения нагрузки над перекрытием и призмами обрушения и с учетом распределения ее в грунте под углом 26° к вертикали, считая от концов шпал.

5.5.3.4. Нормативную временную нагрузку от подвижного состава метрополитена следует определять в соответствии с положениями [5].

5.5.3.5. При расположении над тоннелем трамвайных путей на обособленном полотне, заезд автомобилей на которое исключен, необходимо учитывать нагрузку от поездов трамвая (СП 35.13330). Если трамвайные пути располагаются на необособленном полотне, то в качестве подвижной нагрузки следует принимать автомобильную АК, совмещая оси полос нагрузки с осями трамвайных путей.

5.5.3.6. При расчете конструкций тоннелей мелкого заложения, имеющих засыпку над ними менее 0,7 м, наряду с вертикальной временной нагрузкой необходимо учитывать горизонтальные нагрузки от ударов подвижного состава, от центробежной силы (если улица или дорога над тоннелем расположены на кривой в плане), а также от торможения и силы тяги транспортных средств в соответствии с положениями СП 35.13330, (подразделы 2.19, 2.20).

5.5.3.7. Для тоннелей, заложенных под улицами и дорогами на глубине 1,0 м и более, а также под рельсовыми путями при толщине балласта и засыпки (считая от подошвы рельса) 1 м и более динамический коэффициент следует принимать равным 1,0.

5.5.3.8. Нормативные воздействия от натяжения арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций определяют в соответствии с установленными в проекте максимальными значениями усилий натяжения с учетом нормативных величин потерь, на соответствующих стадиях работы. В железобетонных конструкциях помимо технологических потерь, связанных с натяжением арматуры и регулированием усилий, следует учитывать потери, вызванные усадкой и ползучестью бетона в соответствии с [7] и [8].

5.5.3.9. Воздействие сил морозного пучения грунтов на обделку в зонах знакопеременных температур следует учитывать при заложении тоннеля в увлажненных песках мелких и пылеватых, в глинистых или крупнообломочных грунтах с глинистым заполнителем, в грунтах с показателем консистенции  по СП 25.13330 в зависимости от степени морозной пучинистости при сезонном промерзании приконтурного слоя грунта за обделкой на глубину более 0,5 м. Консистенцию глинистых грунтов следует принимать с учетом прогноза ее изменения в стадии эксплуатации тоннеля.

Нормативную нагрузку от сил морозного пучения грунтов , МПа, возникающих на контакте тоннельной обделки с промерзающим грунтом, определяют по формуле

 

, (5.11)

 

где  - равномерно распределенная нагрузка от нормальных сил морозного пучения, МПа, определяемая экспериментально и соответствующая нагрузке, которую следует приложить к поверхности пучинистого грунта для полного подавления деформаций пучения данного грунта;

l - периметр обделки по наружной поверхности, м;

F - площадь поперечного сечения выработки, м2;

 - расчетная глубина слоя сезонного промерзания грунта за обделкой тоннеля, м.

Коэффициент надежности по нагрузке при определении нагрузки от сил морозного пучения принимают как для нагрузки от горного давления при сводообразовании по таблице 9.

 

Таблица 9

 

┌────────────────────────────┬────────────────────────────────────────────┐

│ Грунты в сечении выработки │    Коэффициент отпора, Н/см3 (кгс/см3)    

                            ├─────────────────────┬──────────────────────┤

                            │при удельном давлении│при удельном давлении │

                            │ на грунт до 0,4 МПа │    на грунт свыше   

                                 (4 кгс/см2)     │ 0,4 МПа (4 кгс/см2) 

├────────────────────────────┴─────────────────────┴──────────────────────┤

│Скальные средней прочности (временное сопротивление одноосному сжатию   

│в водонасыщенном состоянии 25 - 40 МПа (250 - 400 кгс/см2)):            

│слаботрещиноватые                1000 - 1500          1000 - 1500     

                                 (100 - 150)          (100 - 150)     

│сильнотрещиноватые            400 - 600 (40 - 60)│ 400 - 600 (40 - 60) 

├────────────────────────────┴─────────────────────┴──────────────────────┤

│Скальные средней прочности и малопрочные (временное сопротивление       

│одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии 8 - 25 МПа                 

│(80 - 250 кгс/см2)):                                                    

│слаботрещиноватые                  700 - 1000         700 - 1000      

                                   (70 - 100)         (70 - 100)      

│сильнотрещиноватые          │ 200 - 400 (20 - 40) │ 200 - 400 (20 - 40) 

├────────────────────────────┼─────────────────────┼──────────────────────┤

│Глины твердые ненарушенные  │ 150 - 250 (15 - 25) │  80 - 150 (8 - 15)  

├────────────────────────────┼─────────────────────┼──────────────────────┤

│Глины полутвердые           │ 100 - 200 (10 - 20) │  50 - 100 (5 - 10)  

│или твердые нарушенные                                                

├────────────────────────────┼─────────────────────┼──────────────────────┤

│Крупнообломочные,             70 - 100 (7 - 10)     50 - 70 (5 - 7)   

│пески плотные                                                         

└────────────────────────────┴─────────────────────┴──────────────────────┘

 

5.5.3.10. Коэффициенты надежности к временной нагрузке для других временных нагрузок или воздействий, которые следует учитывать при проектировании строительных конструкций или по условиям производства работ (вес стационарного оборудования, нагрузка от подвесного кранового оборудования, воздействие усадки и ползучести бетона и др.) следует принимать по СП 20.13330.

5.5.3.11. Сейсмическое воздействие на тоннельную обделку для сооружений, возводимых в районах (зонах) сейсмичностью 7 баллов и более, учитывают по СП 14.13330 и [11].

 

5.6. Расчет конструкций подземных сооружений

 

5.6.1. Расчетные схемы конструкций должны в максимальной степени соответствовать условиям работы сооружений и особенностям взаимодействия элементов проектируемой конструкции между собой и грунтом.

5.6.2. Расчеты подземных конструкций следует вести в соответствии с основными положениями ГОСТ Р 54257 с учетом возможных для отдельных элементов или всего сооружения в целом неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий, которые могут действовать одновременно при строительстве или при эксплуатации. При этом следует рассматривать:

основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок и воздействий;

особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных нагрузок, наиболее вероятных временных и одной из особых нагрузок или воздействий.

Одновременно действующие временные нагрузки должны учитываться в соответствии с указаниями СП 20.13330.

При расчетах несущих конструкций и оснований тоннельных сооружений коэффициент надежности по ответственности следует принимать согласно ГОСТ Р 54257 (пункт 9.1).

5.6.3. Конструкции следует рассчитывать по предельным состояниям первой и второй групп.

Расчеты конструкций по предельным состояниям первой и второй групп допускается не проводить, если практика применения аналогичных конструкций или опытная проверка запроектированных конструкций подтверждает, что прочность и их жесткость достаточна и конструкции обеспечивают нормальную эксплуатацию сооружений.

Конструкции кругового очертания, возводимые закрытым способом, на деформативность не проверяются.

5.6.4. Расчеты по предельным состояниям первой группы следует проводить на основные и особые сочетания нагрузок с применением коэффициентов надежности и коэффициентов сочетаний нагрузок в соответствии с указаниями СП 20.13330, коэффициентов условий работы конструкций и расчетных значений прочностных характеристик их материалов, а при необходимости - и динамических коэффициентов.

Расчеты тоннельных обделок закрытого способа работ на выносливость не проводят, а обделок открытого способа - только при засыпке над перекрытием менее 1,0 м и наличии больших пролетов - 20 м и более.

5.6.5. Расчеты конструкций по предельным состояниям первой группы следует проводить с учетом особенностей их работы:

для монолитных бетонных и железобетонных обделок в необводненных грунтах или при наличии гидроизоляции - с учетом возможности неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия допускаемых нормами трещин (СП 63.13330);

для чугунных и сборных железобетонных обделок со связями растяжения - с учетом расположения и величины начальных зазоров в стыках и податливости стыков;

для сборных железобетонных обделок с перевязкой швов - с учетом взаимодействия между смежными кольцами.

При расчетах бетонных и железобетонных обделок необходимо применять дополнительный коэффициент условий работы конструкций 0,9 для монолитных обделок, отражающий неточность в назначении расчетной схемы.

5.6.6. Расчеты обделок по предельным состояниям второй группы следует проводить на основные сочетания нагрузок, принимая коэффициенты надежности и условий работы конструкции равными 1,0 и используя нормативные значения нагрузок и прочностных характеристик материалов.

При расчетах обделок открытого способа работ должны учитываться следующие требования:

для железобетонных элементов перекрытий определяют величины вертикальных прогибов и раскрытия трещин, при этом величина прогиба от воздействия постоянной и временной вертикальной нагрузок в пределах пролета не должна превышать 1/200 L (L - длина расчетного пролета) при предельной величине длительного раскрытия отдельных трещин до 0,2 мм, кратковременного - до 0,3 мм;

для железобетонных элементов стен определяют величину горизонтальных прогибов и раскрытия трещин, при этом величина прогиба от воздействия постоянной и временной нагрузок для стен подземных сооружений не должна превышать 1/300 H, для стен рамп - 1/200 H (H - расчетная высота стены) при предельной величине длительного раскрытия отдельных трещин до 0,3, кратковременного - до 0,4 мм.

5.6.7. Железобетонные элементы сборных обделок тоннелей, сооружаемых закрытым способом в обводненных грунтах без устройства сплошной гидроизоляции, следует рассчитывать на нагрузки с учетом соответствующих коэффициентов надежности в соответствии с таблицей 8, исходя из условия недопущения образования трещин на всех стадиях их работы (изготовление, складирование, транспортирование, монтаж и эксплуатация).

В обделках тоннелей, сооружаемых в необводненных грунтах, а также в обделках с гидроизоляцией по всему их контуру допускается величина длительного раскрытия трещин не более 0,2 мм.

5.6.8. Статические расчеты обделок всех видов для тоннелей, сооружаемых открытым и закрытым способами, могут выполняться методами строительной механики на заданные нагрузки или методами механики сплошной среды.

Расчеты обделок тоннелей на заданные нагрузки проводятся с учетом отпора грунтового массива, кроме обделок, проектируемых для слабых грунтов (типа плывунов или илистых грунтов), которые следует рассчитывать без учета отпора.

Расчеты трещиностойких монолитных и сборных обделок со связями растяжения плавного (кругового, эллипсовидного и т.п.) очертания при глубоком заложении тоннелей (не менее тройной ширины выработки до поверхности земли) в однородных изотропных грунтах могут выполняться методами механики сплошной среды на основе решения контактной задачи о взаимодействии обделки и грунтового массива. Исходными данными при расчетах этими методами являются величины главных начальных напряжений (гравитационных или тектонических) в нетронутом массиве, деформационные характеристики материалов обделки и вмещающего ее грунта, а также технология сооружения тоннеля.

Предварительные расчеты конструкций допускается проводить исходя из предпосылки линейной работы материала конструкции и грунтового массива с использованием данных по коэффициенту упругого отпора.

5.6.9. Деформационные характеристики грунтового массива (модуль деформации, коэффициент поперечной деформации, коэффициент упругого отпора) определяют на основании данных инженерно-геологических изысканий, натурных и лабораторных исследований, а также данных, полученных при строительстве тоннелей в аналогичных инженерно-геологических условиях. При отсутствии опытных данных коэффициент отпора допускается принимать по таблице 9.

В уточняющих расчетах учитывают свойства ползучести и нелинейности работы материала конструкции и соответствующие характеристики, полученные экспериментальным путем для окружающего тоннель грунта, с применением метода последовательного нагружения конструкции до предельного состояния.

5.6.10. При расчетах обделок, обжимаемых в грунт, в основном сочетании нагрузок на стадии их монтажа учитывают полное усилие обжатия и временные строительные нагрузки. Для стадии эксплуатации обделок остаточное усилие обжатия учитывают в случае, если оно превышает нормальную силу от горного давления. В противном случае расчет ведется так же, как для необжатых обделок.

5.6.11. Стыки бетонных и железобетонных блоков и тюбингов рассчитывают на прочность и трещиностойкость при наиболее неблагоприятном возможном распределении контактных усилий в стыке.

Предельную нормальную силу в цилиндрическом стыке (несущую способность стыка) , МПа, определяют по формуле

 

, (5.12)

 

где  - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, МПа;

b - ширина блока или тюбинга, м;

 - высота поперечного сечения элемента, м;

e - возможный эксцентриситет в стыке (при отсутствии данных принимается равным ), м.

5.6.12. Бетонные и железобетонные конструкции тоннелей по предельным состояниям и их проектирование следует проводить в соответствии с требованиями СП 35.13330 и [13].

Расчет конструкций чугунных тоннельных обделок по предельным состояниям следует проводить по СП 16.13330.

5.6.13. При реконструкции тоннеля с полной заменой обделки нормативную нагрузку от горного давления на тоннель необходимо увеличить в 1,3 раза.

5.6.14. При учете сил трения и сцепления между тоннельной обделкой и грунтом величины передаваемых на грунт касательных напряжений не должны превышать величин предельных сдвигающих напряжений для грунта. Для случаев заложения тоннеля в слабых грунтах данные силы не учитываются.

5.6.15. Расчет железобетонных конструкций подземных сооружений, подверженных воздействию агрессивных сред, выполняют с учетом требований к трещиностойкости и предельно допустимой ширине продолжительного раскрытия трещин по таблице 5.

5.6.16. Ребра элементов сборной обделки, стягиваемые болтами, необходимо рассчитывать на прочность и трещиностойкость при предельных усилиях в болтах. Эти усилия следует вычислять по нормативному сопротивлению болтовой стали с коэффициентом 1,25.

5.6.17. Конструкции плит проезжей части и других конструкций, которые непосредственно воспринимают нагрузку от транспортных средств, следует проектировать в соответствии с СП 35.13330 и [13].

 

5.7. Сооружение тоннелей

 

5.7.1. Организация строительства тоннелей

 

5.7.1.1. Проект организации строительства (ПОС) следует разрабатывать в соответствии с требованиями СП 48.13330.

5.7.1.2. При проектировании организации строительства транспортных тоннелей необходимо учитывать сложные инженерно-геологические условия строительства, обусловленные их изменчивостью, наличием многочисленных погребенных речных размывов и высокой степенью обводненности грунтов, агрессивностью водовоздушной среды, в том числе и техногенной, а также сложные градостроительно-планировочные условия, особенно в центральной части города, густую сеть подземных коммуникаций, интенсивное движение транспорта и массовость пешеходного движения. Это приводит к необходимости использования при строительстве одного объекта разных технологий, применения специальных методов работ, освоения новых методов строительства, внедрения высокоэффективных современных горнопроходческих механизмов отечественного и зарубежного производства.

5.7.1.3. На участках малозастроенных территорий и в местах пересечения транспортных магистралей тоннели целесообразно прокладывать при мелком их заложении открытым или полузакрытым, а в отдельных случаях - для преодоления высотных препятствий - закрытым способом. В центральной и других плотно застроенных частях города при пересечении трассой территорий с высокой градостроительной ценностью, заповедных зон, водных преград при значительных глубинах заложения строительство протяженных тоннелей целесообразно вести закрытым способом.

5.7.1.4. Разрабатываемый раздел ПОС для тоннелей различного назначения должен соответствовать [27].

5.7.1.5. Проектирование ПОС должно осуществляться на основе принципов системного анализа и логистических подходов, позволяющих обеспечить принятие оптимальных организационно-технических и технологических решений, в наибольшей степени отвечающих требованиям надежности и долговечности сооружений при высоком качестве тоннельных конструкций, сокращении сроков и стоимости строительства, сбережении материальных ресурсов и минимизации эксплуатационных затрат.

В процессе проектирования следует по возможности максимально использовать элементы автоматизированного проектирования на основе сертифицированных программных комплексов, компьютерной графики и пр.

5.7.1.6. При разработке ПОС следует ориентироваться на применение гибких и адаптивных технологий, комплекса высокопроизводительных специализированных машин, механизмов и оборудования, обеспечивая мониторинг состояния окружающей среды в целях оценки ее изменения в процессе производства работ. При этом следует учитывать требования СП 21.13330, СП 45.13330, СП 69.13330.

Выбор наиболее эффективной технологии и тоннелестроительного оборудования проводится путем технико-экономического сопоставления конкурентоспособных альтернативных решений в соответствии с длиной и размерами поперечного сечения тоннеля, глубиной его заложения, конкретными градостроительными и инженерно-геологическими условиями, а также финансово-экономическими и экологическими требованиями минимального нарушения грунтового массива и состояния поверхности в районе строительства.

5.7.1.7. Принятые в проекте ПОС технологии должны обеспечивать безопасное и безаварийное строительство. С этой целью необходимо оценивать степень риска и его возможные последствия на всех этапах изысканий, проектирования и строительства, обеспечивать систематический контроль качества тоннелестроительных работ, а в сложных условиях - и научное сопровождение строительства.

 

5.7.2. Сооружение тоннелей открытым и полузакрытым способами

 

5.7.2.1. При строительстве тоннелей открытым способом ограждающие конструкции стен котлованов выполняются - по методу стена в грунте:

из погружных стальных трубчатых или профильных свай с промежуточной затяжкой;

сплошного шпунта;

буронабивных железобетонных, винтовых, буроинъекционных, буросекущихся и грунтоцементных свай.

В зависимости от размеров котлована и местных условий ограждающие конструкции усиливаются распорной крепью, если она не препятствует производству последующих работ, или анкерной крепью.

Для использования метода стена в грунте следует использовать специализированные бурофрезерные или грейферные траншеекопатели, стандартное оборудование для приготовления, циркуляции и регенерации глинистого раствора, бетононасосы для напорного бетонирования или оборудование для бетонирования по технологии вертикально поднимаемой трубы.

Применение забивных свай или шпунта в условиях городской территории, застроенной жилыми и производственными зданиями, не допускается. В стесненных условиях строительства целесообразно предусматривать погружение свай и шпунта с помощью вибраторов или способом вдавливания.

При соответствующем ТЭО возможно устройство ограждающих конструкций из грунта, стабилизированного методом искусственного замораживания, химического закрепления, струйной цементации или нагельной крепью из стальных или полимерных армирующих стержней, объединенных с ограждающими плитами или слоем набрызг-бетона.

При проектировании и устройстве нагельного крепления следует руководствоваться требованиями [19].

5.7.2.2. Применяя открытый способ работ в местах расположения городских магистралей в целях обеспечения непрерывного движения транспорта и пешеходов через котлован или вдоль него, следует рассмотреть целесообразность использования временных мостов-перекрытий и сборно-разборных эстакад. Конструкции мостов-перекрытий и сборно-разборных эстакад надлежит устраивать инвентарными, многократно оборачиваемыми из стальных элементов плитно-балочного типа, опирающихся на ограждение стен котлована или столбчатые опоры. Наряду со стационарными могут использоваться передвижные мосты-перекрытия.

В условиях плотной городской застройки и интенсивного уличного движения следует рассматривать также целесообразность сооружения тоннеля полузакрытым способом. При этом способе предусматривается возведение стен тоннеля из буровых свай или по методу стена в грунте с последующим опиранием на них плоского или сводчатого перекрытия, под защитой которого ведутся все последующие работы.

5.7.2.3. В процессе проектирования проводится санитарно-экологическое обследований почв и грунтов.

При строительстве необходимо уточнять объемы и состав разрабатываемых грунтов, пригодных для вторичного использования, в том числе для обратной засыпки сооружений, и обеспечивать их раздельное складирование на предусмотренных проектом местах.

 

5.7.3. Сооружение тоннелей закрытым способом

 

5.7.3.1. Способы сооружения участков тоннелей глубокого заложения, которые могут иметь место при строительстве тоннелей большой протяженности (более 1 км), должны назначаться в зависимости от длины этих участков, инженерно-геологических условий строительства и других факторов, определяющих возможности механизации проходческих работ.

5.7.3.2. В скальной толще горных пород возможно использование горных способов работ с раскрытием больших выработок сразу на полный профиль и разработкой грунта буровзрывным способом.

Использование буровзрывных работ в городских условиях допускается только при соответствующем обосновании и с рядом ограничений (малая величина заходки, мелкошпуровые заряды и пр.). При этом следует организовать систематический мониторинг сейсмического воздействия взрывных работ на грунтовый массив, здания и инженерные коммуникации, а в случае необходимости - и их инженерную защиту.

5.7.3.3. При проходке горных выработок больших сечений порядок разработки определяется в зависимости от применяемого горнопроходческого оборудования, горно-геологических условий и типа обделки. Способы проходки подземных выработок, величина отставания постоянной и временной крепи от забоя и технология их сооружения определяются в ПОС. В слабых и неустойчивых грунтах отставание временной крепи от забоя не допускается. При проектировании и ведении работ в подземных условиях следует руководствоваться требованиями [20].

5.7.3.4. При проектировании и возведении конструкций крепления из набрызг-бетона, анкеров, арок или их комбинаций в выработках тоннелей следует руководствоваться требованиями [26].

5.7.3.5. Размер выработок в проходке в неустойчивых грунтах необходимо назначать с учетом строительного запаса не менее 100 мм в целях исключения деформации временной крепи в теле постоянной обделки.

5.7.3.6. В слабоустойчивых грунтах необходимо предусматривать крепления лба забоя фибергласовыми анкерами с набрызг-бетоном.

 

5.7.4. Сооружение тоннелей щитовым методом

 

5.7.4.1. При разработке ПОС протяженных тоннелей следует рассматривать целесообразность применения щитового способа работ. В зависимости от конкретных инженерно-геологических условий надлежит применять механизированные щиты (МЩ) различных систем:

в устойчивых грунтах - с рабочим органом роторного действия;

в слабоустойчивых грунтах - с рабочим органом роторного или экскаваторного действия;

в неустойчивых водонасыщенных грунтах - с пригрузочными камерами, заполненными под давлением сжатым воздухом, водой, глинистым (бентонитовым) раствором, шламом, грунтом или пеногрунтом со специальными устройствами для удаления валунов и герметизации строительного зазора и пригрузочной камеры;

в смешанных грунтах - миксощиты, пригрузочные камеры которых в зависимости от изменения свойств пересекаемых грунтов заполняют различными стабилизирующими составами на основе бентонита.

5.7.4.2. При разработке технологических схем щитовой проходки следует ориентироваться на применение роботизированных установок для монтажа сборных обделок, автоматизированных систем управления работой всех агрегатов и навигационных устройств ведения щита по трассе тоннеля.

При проходке в сложных инженерно-геологических условиях МЩ должны быть оснащены георадарами для обнаружения и определения месторасположения различных неоднородностей, нарушенных зон, а также для оценки свойств грунтов. При проходке в неустойчивых грунтах МЩ закрытого типа должны быть оснащены системами определения массы или объема вынимаемого грунта для контроля перебора тоннельного сечения. МЩ с пригрузочной камерой должны быть оснащены датчиками давления для контроля рекомендуемого пригруза в камере.

5.7.4.3. Проходку тоннелей с применением щитовых комплексов следует вести с заходкой на ширину одного кольца. Нагнетание тампонажного раствора за обделку выполняют за каждое собранное кольцо или через трубки в оболочке щита при его передвижке. Состав тампонажного раствора определяется в зависимости от условий проходки.

5.7.4.4. Проходку тоннелей МЩ с уравновешиванием давления в призабойной зоне, обеспечивающими устойчивость окружающего грунтового массива, осуществляют с использованием активного гидравлического или грунтового пригруза забоя. Состав бентонитового раствора, зависящий от инженерно-геологических условий участка строительства и характеристик бентонитового порошка, определяют для каждого конкретного случая технологическим регламентом.

5.7.4.5. Первичное и контрольное нагнетание ведут в соответствии с [10].

Контрольное нагнетание за обделку из чугунных тюбингов выполняют до чеканки швов при давлении до 1 МПа, а за обделку из железобетонных блоков - при давлении не более 0,6 МПа после частичной заделки швов чеканочным материалом.

 

5.7.5. Сооружение тоннелей мелкого заложения

 

5.7.5.1. При строительстве транспортных тоннелей мелкого заложения под различными искусственными или естественными препятствиями целесообразно использовать технологию продавливания. Крупногабаритные тоннельные секции могут возводиться непосредственно перед пересекаемым препятствием или монтироваться из отдельных блоков заводского изготовления.

В зависимости от конкретных условий строительства могут быть реализованы различные технологические схемы производства работ:

микротоннелирование, экраны из труб;

одностороннее или встречное продавливание или протаскивание секций через тело насыпи;

телескопическое продавливание с перемещением секций меньших размеров поперечного сечения через секции больших размеров;

поочередное продавливание отдельных элементов тоннельной конструкции;

продавливание под защитой экранов из труб.

Во всех случаях должна обеспечиваться надежная герметичность стыков секций.

5.7.5.2. Участки транспортных тоннелей мелкого заложения под дорогами, улицами, подземными сооружениями и коммуникациями при соответствующем ТЭО могут быть сооружены под защитой опережающей крепи из стальных, железобетонных или хризотилцементных труб, устраиваемых из вспомогательных выработок (траншей, галерей, штолен), располагая их вдоль или поперек оси будущего тоннеля (ГОСТ 31416). В первом случае трубы располагают по перекрытию или по перекрытию и стенам тоннеля, а во втором - только по перекрытию.

Трубы диаметром от 85 до 1500 мм и более могут продавливаться в грунт, проталкиваться в пробуренные скважины или встраиваться с применением микротоннельной щитовой технологии.

Проходку тоннеля под экраном из труб ведут по технологии горного способа, подкрепляя экран рамной или арочной крепью, с последующим возведением капитальной обделки, конструктивно не связанной с временной крепью.

5.7.5.3. По результатам анализа возможных деформаций окружающей застройки вдоль трассы тоннеля в составе проекта необходимо разработать комплекс мероприятий по их локализации.

При разработке ПОС тоннелей или их участков под зданиями и другими сооружениями или в непосредственной близости от них необходимо предусматривать меры их инженерной защиты, которые могут быть конструктивными (например, закрепление грунтов) и технологическими (опережающая временная крепь при горных способах, механизированные щиты с ограждением лба забоя и уплотнением строительного зазора, метод стена в грунте при открытых способах, стабилизация грунтового массива и др.).

В некоторых случаях до начала строительства тоннеля по результатам обследования зданий могут потребоваться усиление их несущих конструкций, устройство ограждающих стен между фундаментами зданий и строящимся тоннелем, возведение опорно-разгружающих конструкций над тоннелем или другие мероприятия. До начала и в процессе строительства в таких случаях надлежит вести мониторинг напряженно-деформированного состояния грунтового массива, крепи тоннеля и конструкций зданий.

 

5.7.6. Сооружение стволов шахт

 

5.7.6.1. При сооружении стволов с монтажом колец снизу используют надшахтный комплекс оборудования, предназначенный для обслуживания основных тоннельных работ.

5.7.6.2. Сооружение устьевого участка ствола с воротником необходимо осуществлять в открытом котловане. Бетон в конструкцию воротника укладывают после установки футляров для инженерных коммуникаций, а при способе опускной крепи - также после установки тампонажных трубок для заполнения пустот в основании сооружения, анкерных стоек и болтов крепления направляющих брусьев. Правильность установки закладных деталей должна проверяться маркшейдерской службой и фиксироваться актом на скрытые работы.

5.7.6.3. Укладку бетона в сооружение выполняют послойно и равномерно по всему периметру с систематическим контролем положения закладных деталей и опалубки.

Распалубка конструкции разрешается при достижении бетоном не менее 50% проектной прочности. Засыпка пазух котлована должна выполняться только после снятия наружной опалубки.

Обделка ствола должна возвышаться над уровнем строительной площадки не менее чем на 0,5 м.

5.7.6.4. Глубина заходки при проходке стволов в нескальных грунтах с подводкой колец обделки снизу не должна превышать ширину кольца более чем на 10 - 15 см. Грунты слабой устойчивости разрабатывают в две заходки по 50 - 60 см, начиная от центра забоя и заканчивая у внутренней поверхности тюбингового крепления, с окончательной доборкой грунта по мере установки тюбингов. Временное крепление выполняют в виде затяжки из досок.

В зоне совершенно неустойчивых грунтов способы их укрепления предусматривают в соответствии с ПОС.

При наличии притока грунтовых вод проходку ствола ведут с опережающим водосборником.

5.7.6.5. При проходке стволов с предварительным замораживанием грунтов на каждой заходке сначала разрабатывают грунт в пределах незамороженного ядра, а затем разрабатывают замороженный грунт.

При разработке грунта внутри ледогрунтового ограждения вода, остающаяся в незамороженном состоянии, должна удаляться. При поступлении в забой значительного количества воды вследствие наличия изъяна в ледогрунтовом ограждении работы следует приостановить, ствол залить водой до уровня грунтовых вод и провести дополнительное замораживание грунтов.

5.7.6.6. При проходке стволов с монолитной бетонной обделкой в слабоустойчивых грунтах временную крепь выполняют из металлических колец, устанавливаемых не более чем через 1 м с затяжкой боковой поверхности досками, или из набрызг-бетона по металлической сетке.

Подвеску колец выполняют на стальных крючьях из расчета не менее двух крючьев на каждый сегмент. Между кольцами устанавливают распорные стойки в количестве, равном числу крючьев.

Все пустоты за деревянной затяжкой тщательно забучивают.

5.7.6.7. При сооружении стволов в обводненных или искусственно замороженных грунтах гидроизоляционные работы выполняют в процессе проходческих работ. Полные болтовые комплекты с гидроизоляционными шайбами устанавливают при монтаже обделки, а контрольное нагнетание проводят в непосредственной близости от забоя с подвесного полка. Контрольное нагнетание, подтяжку болтов, замену при необходимости болтовых комплектов, а также чеканку швов тюбинговой обделки ведут с временных рабочих полков.

При проходке стволов с применением БВР чеканочные работы проводят на расстоянии 20 - 30 м от забоя.

Стволы рабочих шахт при отсутствии притока воды допускается сооружать без гидроизоляции.

5.7.6.8. Бетонирование монолитной обделки ствола необходимо осуществлять в передвижной опалубке участками по 4 - 6 м. Положение опалубки должно контролироваться маркшейдерской службой при каждой передвижке.

Положение стенок ствола относительно вертикальной оси должно проверяться через два-три цикла передвижения опалубки.

Передвижка опалубки на очередную заходку допускается после достижения бетоном прочности на сжатие не менее 0,8 МПа.

При повышенных требованиях к бетону обделки по прочности, водонепроницаемости и антикоррозийной стойкости бетонную смесь по выработке транспортируют в бадьях, исключающих ухудшение свойств смеси.

5.7.6.9. Отклонение стенок монолитной бетонной обделки ствола по радиусу от центра ствола должно быть в пределах 50 мм, а величина уступов на контактах смежных заходок - не более 30 мм.

5.7.6.10. Установку расстрелов армировки ствола, вентиляционного трубопровода и лестниц выполняют в процессе проходческих работ. Вентиляционные трубопроводы до подвесного полка должны быть жесткими, от подвесного полка до забоя - гибкими.

Армирование ствола при его проходке с установкой направляющих для клетьевого подъема допускается выполнять только при незамороженных грунтах.

5.7.6.11. Работы по сооружению стволов способом опускной крепи или специальными способами выполняют в соответствии с СП 45.13330.

5.7.6.12. Временные сооружения и оборудование, необходимые для проходки ствола методом погружения в тиксотропной оболочке, допускается размещать в пределах призмы обрушения только при обеспечении их нормальной работы в случае возможной деформации грунта.

Способ закрепления осей опускной крепи на местности должен обеспечивать возможность проверки их положения в любой момент погружения крепи. Реперы для контроля вертикальных отметок устанавливают за пределами возможных осадок и перемещений грунта.

5.7.6.13. При проходке ствола методом погружения крепи в тиксотропной оболочке качество сборки ножевой части и монтажа колец в пределах опорного воротника должно быть обследовано техническим надзором с участием представителя маркшейдерской службы и зафиксировано в акте на скрытые работы.

5.7.6.14. Разработку грунта при проходке ствола способом опускной крепи выполняют стреловым краном, оборудованным грейфером. Совмещение разработки грунта механизированным ручным инструментом с одновременной выдачей его из ствола грейфером не допускается.

5.7.6.15. Погружение крепи проводят одновременно с разработкой забоя по мере выемки грунта. Во избежание обрушения грунта за крепью обеспечивают своевременную подачу глинистого раствора в пространство, образуемое уступом ножевой части, чтобы уровень раствора постоянно находился выше подошвы опорного воротника на 2 м.

Для исключения прорыва глинистого раствора в ствол в зоне неустойчивых грунтов ножевая часть крепи должна быть постоянно вдавлена в грунт не менее чем на 0,5 м, а грунт следует разрабатывать слоями по 0,3 - 0,5 м, не допуская опережения средней частью забоя нижней кромки ножа. В глинистых грунтах не допускается опережение средней частью забоя нижней кромки ножа более чем на 0,5 м.

5.7.6.16. При пересечении зоны совершенно неустойчивых грунтов погружение крепи осуществляют под слоем воды в стволе, превышающем уровень водоносного горизонта не менее чем на 1 м. Выемку грунта при этом проводят из средней части забоя с оставлением по контуру выработки бермы, срезаемой ножевой частью при погружении крепи. Откачка воды допускается только после заглубления ножевой части в водоупор на глубину не менее 1,5 м ниже толщи водоносных грунтов.

На период проходки ствола следует предусматривать средства быстрой подачи воды в ствол для обеспечения, при необходимости, его аварийного затопления.

5.7.6.17. Проверку вертикальности и положения в плане опускной крепи проводят после каждой посадки крепи и не реже чем через 1 м по мере ее опускания. Замеченные смещения и перекосы должны устраняться немедленно.

5.7.6.18. Тампонаж пространства за крепью, заполненного тиксотропным раствором, осуществляют после проходки ствола путем замены глинистого раствора цементно-песчаным. В отдельных случаях, при обосновании, глинистый раствор может быть оставлен за крепью.

5.7.6.19. При монтаже колец обделки, погружаемой в тиксотропной оболочке, болтовые скрепления и пробки в отверстия для нагнетания устанавливают с гидроизоляционными шайбами, а швы между тюбингами проконопачивают просмоленным канатом. Чеканочные работы выполняют после окончания проходки ствола.

После окончания проходки ствола выполняют ремонт гидроизоляции.

5.7.6.20. Армировку ствола выполняют после завершения ремонта гидроизоляции.

Для монтажа армировки устанавливают контрольный ярус. Монтаж армировки выполняют, как правило, в направлении сверху вниз. При армировке в направлении снизу вверх на горизонте околоствольного двора дополнительно устанавливают контрольный ярус.

Контроль геометрических параметров армировки осуществляют по результатам маркшейдерской съемки.

5.7.6.21. При монтаже армировки ствола необходимо соблюдать следующие допуски:

а) отклонение расстояний между ярусами расстрелов - +/- 15 мм;

б) разность в отметках концов расстрела в местах крепления его к тюбингам - не больше 1:200 его длины;

в) отклонение расстрелов на двух смежных ярусах от их вертикальной плоскости - +/- 5 мм;

г) отклонение каждой нитки двухсторонних проводников от вертикали - +/- 5 мм;

д) смещение стыков проводников от середины ребра расстрелов - 50 мм;

е) отклонение системы армировки от проектного вертикального положения - не более 1:2000 глубины ствола.

На стыках проводники должны точно совмещаться торцами без выступов.

5.7.6.22. Прокладку кабелей выполняют после окончания монтажных работ в стволе. Спуск кабелей в ствол осуществляют на канатах, кабель следует надежно крепить к канату через 6 м.

 

5.7.7. Специальные способы работ

 

5.7.7.1. Строительство транспортных тоннелей мелкого заложения в слабых неустойчивых водонасыщенных грунтах при расположении уровня грунтовых вод выше подошвы выработки может потребовать применения специальных способов осушения и закрепления грунтового массива: водопонижения, замораживания, химического закрепления, струйной цементации и др.

Водопонижение целесообразно при строительстве тоннелей открытым или полуоткрытым способами в несвязных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,3 до 100 м/сут.

Искусственное рассольное и низкотемпературное (азотное и пр.) замораживание следует применять при наличии разнородных пластов водоносных грунтов.

При строительстве тоннелей мелкого заложения в открытых котлованах искусственное замораживание может быть использовано также для создания водонепроницаемого ограждения стен в сочетании со свайной крепью и (или) струйной цементацией либо выполнять функции самостоятельной крепи.

При строительстве тоннелей в слабоустойчивых песчаных, песчано-гравелистых, суглинистых и глинистых грунтах, содержащих каменистые включения размером не более 150 мм, для закрепления массива применяется метод струйной цементации. Метод струйной цементации применим при устройстве грунтоцементных свай или стены в грунте, противофильтрационных завесов, опережающих экранов из стабилизированного грунта по контуру тоннеля.

5.7.7.2. Применяя специальные методы осушения и закрепления грунтового массива, необходимо в процессе строительства тоннеля вести систематические наблюдения за соответствием фактических геотехнических условий проектным данным.

При необходимости должны применяться технические меры инженерной защиты территории над строящимся тоннелем: компенсационный долив воды в грунт при водопонижении, искусственное оттаивание грунта при замораживании, предотвращение загрязнения подземных и поверхностных вод вредными веществами при химическом закреплении грунтов, уплотнительное или компенсационное нагнетание в грунт стабилизирующих составов и другие меры.

5.7.7.3. Отдельные участки тоннелей, а также притоннельные подземные сооружения (шахтные стволы, вентиляционные и дренажные камеры и другие), имеющие ограниченные размеры в плане и запроектированные под свободной городской территорией, допускается возводить опускным способом.

В процессе опускания сооружения во избежание прорыва глинистого раствора под ножевую часть необходимо устройство глиняного замка из мятой глины или уплотнительной манжеты. Соответствующие меры должны быть приняты для устранения возможных кренов и зависаний оболочек.

Опускание участков тоннельных конструкций или камер в слабых водонасыщенных грунтах необходимо рассматривать в сочетании с применением водопонижения, искусственного замораживания или сжатого воздуха.

5.7.7.4. Для сооружения тоннелей под протяженными водными преградами допускается строительство с помощью опускных секций. Его возможно применять при глубине воды в водотоке (водоеме) до 30 м при наличии в основании грунтов, способных обеспечить устойчивость откосов и дна подводного котлована. Эффективность способа повышается при строительстве протяженных многополосных тоннелей, при котором секции внедряются в береговые участки, а также при наличии в районе строительства тоннеля доков или стапелей, на которых могут быть изготовлены тоннельные секции.

С использованием способа опускных секций допускается строить подводные тоннели, заглубленные в дно водотока, а также тоннели на искусственных дамбах, на опорах типа мостовых (тоннели-мосты) и плавающие тоннели, заякоренные в дно водотока или удерживаемые на понтонах.

Сооружение подводных тоннелей способом опускных секций предусматривает выполнение комплекса технологических операций по изготовлению, транспортированию, опусканию и подводной стыковке тоннельных секций, а также по вскрытию подводного котлована, подготовке основания под секции, их обратной засыпке и устройства сопряжения подводного участка из опускных секций с береговыми участками тоннеля.

5.7.7.5. При проектировании врезки тоннелей на порталах необходимо предусматривать устройство опережающих защитных экранов из труб с заполнением цементно-песчаным раствором.

 

5.7.8. Транспортирование грунта и материалов

 

5.7.8.1 Транспортирование грунта и материалов при сооружении стволов, горизонтальных и наклонных тоннелей должно проводиться без перегрузок. Работы по погрузке и разгрузке клетей, откатке вагонеток на поверхности и в околоствольном дворе должны быть механизированы. При работе тоннелепроходческих комплексов для выдачи грунта из забоя на поверхность при наличии оборудования могут применяться гидротранспорт или конвейерная доставка.

5.7.8.2. Выдача грунта на дневную поверхность должна проводиться при проходке ствола на всю его глубину и околоствольного двора на длину до 10 м с помощью бадьевого подъема. При последующей проходке тоннелей для выдачи грунта должен использоваться постоянный шахтный подъемник.

Выдача грунта по наклонным тоннелям должна проводиться скипами, а при наличии передовой штольни спуск грунта следует осуществлять по лотку, оборудованному для транспортирования грунта.

Вертикальное транспортирование грунта и материалов при проходке тоннелей в разных горизонтах следует осуществлять с помощью вспомогательных грузовых подъемников, для которых допускается применение электрических редукторных лебедок.

5.7.8.3. При строительстве тоннелей закрытым способом следует использовать рельсовый и самоходный безрельсовый транспорт или ленточные транспортеры.

При строительстве автодорожных и железнодорожных тоннелей закрытым способом следует использовать преимущественно самоходный безрельсовый транспорт. При строительстве сервисных тоннелей (штолен) следует использовать преимущественно рельсовый транспорт. Наряду с традиционными видами транспорта следует применять современные системы конвейерного, трубопроводного и контейнерного транспортирования грунта.

При использовании рельсового транспорта транспортирование грунта в горизонтальных тоннелях должно проводиться в вагонетках. Сухая цементная смесь для нагнетания за обделку должна доставляться в тоннель в контейнерах. Элементы сборной обделки следует перевозить на специальных платформах. Длинномерные материалы следует доставлять в специальных вагонах.

Доставка бетонной смеси в тоннель (к бетоноукладчикам, пневмонагнетателям, месту укладки) должна осуществляться с помощью вагонеток при использовании рельсового транспорта для строительства тоннелей и автобетоносмесителями и автобетоновозами при безрельсовом транспорте. В последнем случае допускается доставка бетонной смеси автосамосвалами с бензиновыми двигателями, приспособленными для использования в подземных условиях и допущенных к доставке Ростехнадзором.

5.7.8.4. В качестве основного тягового средства для перемещения составов следует применять контактные и аккумуляторные электровозы постоянного тока. Для перемещения составов на расстояние до 100 м допускается применять лебедки, толкатели и др.

5.7.8.5. Величина радиуса закругления кривых рельсового пути должна быть не менее 7-кратной длины наибольшей жесткой базы подвижного состава при скорости движения 5 км/ч и 10-кратной длины жесткой базы при скорости более 5 км/ч или при углах поворота более 90°.

5.7.8.6. Величина уширения колеи на участках кривых радиусом 8 - 10 м должна быть: при жесткой базе 600 мм - 10 мм; то же, 800 мм - 10 - 15 мм; то же, 1100 мм - 20 - 25 мм.

Величина превышения наружного рельса пути на участках кривых радиусом 8 м должна быть 20 мм при скорости движения 5 км/ч и 35 мм при скорости движения 10 км/ч, а на участках кривых радиусом 10 м должна быть 15 мм при скорости движения 5 км/ч и 25 мм при скорости движения 10 км/ч.

5.7.8.7. Выбор типа рельсов в зависимости от применяемого горнопроходческого оборудования должен определяться проектом организации строительства.

5.7.8.8. Рельсовый путь в тоннеле следует укладывать собранными звеньями на заранее подготовленное основание. Рельсы узкоколейного пути должны укладываться со стыками на весу.

5.7.8.9. Подошва подземных выработок, по которым происходит движение автотранспорта, должна уплотняться щебенистым или другим аналогичным неразмокающим грунтом, полученным при разработке забоя, или бетонироваться, а при отсутствии такового следует предусматривать устройство бетонного основания (из бетона не ниже В15) с армированием дорожной сеткой.

 

5.7.9. Требования промышленной (технической) безопасности и охранные мероприятия при производстве тоннельных работ

 

5.7.9.1. Работы по строительству подземных сооружений в соответствии с [58] относятся к категории опасных, поэтому проект организации строительства тоннелей или их участков, сооружаемых подземным способом, должен включать раздел Промышленная безопасность и проект горно-экологического мониторинга в соответствии с [29].

5.7.9.2. Раздел Промышленная (техническая) безопасность составляется с учетом требований [46]. В разделе должны найти отражение проектные решения, направленные на обеспечение технической безопасности при строительстве тоннеля или отдельных его участков закрытым способом.

5.7.9.3. В разделе должен быть приведен перечень работ, выполнение которых связано с повышенной опасностью. При строительстве особо сложных и уникальных объектов, а также с применением нестандартных оборудования или технологий проектная организация должна разработать дополнительные мероприятия, обеспечивающие техническую безопасность строительства.

5.7.9.4. При строительстве тоннелей в особо сложных инженерно-геологических условиях, а также под руслами рек и водоемами должны быть определены границы возможного прорыва в выработки воды или плывунов и разработаны меры по их предупреждению (уменьшение длины заходки, увеличение несущей способности временной крепи, возведение постоянной обделки без отставания от забоя, закрепление грунтов, установки герметичных перемычек с закрывающимися дверями и т.п.).

5.7.9.5. При строительстве тоннелей закрытым способом в рамках горно-экологического мониторинга осуществляется прогноз ожидаемых деформаций земной поверхности, для обследования зданий разрабатывается проект усиления зданий и наблюдательных станций для фиксации осадок земной поверхности и расположенных в зоне возможного влияния проходки зданий, сооружений, коммуникаций и других объектов, повреждение которых может привести к аварийной ситуации, включая смету затрат по проведению наблюдений в течение всего периода строительства. Мониторинг за деформациями на период строительства осуществляется заказчиком строительства или по отдельному договору с подрядной организацией.

Проекты горного отвода, наблюдательных станций должны разрабатываться в соответствии с требованиями [51].

5.7.9.6. Строительно-монтажные работы в охранной зоне действующих линий электропередачи, железных и автомобильных дорог, нефтегазопродуктопроводов, подземных коммуникаций должны выполняться в соответствии с проектами производства работ при наличии письменного разрешения эксплуатирующей организации, наряда-допуска и под непосредственным руководством лица технического надзора.

5.7.9.7. Проектирование работ, связанных с использованием взрывчатых материалов должно осуществляться в соответствии с требованиями Единых правил безопасности при взрывных работах.

5.7.9.8. Для каждого тоннеля, сооружаемого закрытым способом, в проектах производства работ должен быть разработан и утвержден первым руководителем подрядной организации план ликвидации аварий в соответствии с [20, приложение 1].

5.7.9.9. Содержание токсичных веществ в вентиляционных выбросах не должно превышать значений предельно допустимых по каждому его ингредиенту в соответствии с нормами, установленными органами Роспотребнадзора.

Содержание вредных веществ в составе воздуха подземных выработок и дренажных вод не должно превышать предельно допустимых концентраций, установленных [33, 36].

5.7.9.10. Горнопроходческие, строительные, грузоподъемные, транспортные машины, механизмы и оборудование должны соответствовать требованиям правил техники безопасности, правил устройства и безопасной эксплуатации, а также инструкций заводов-изготовителей. Использование технических устройств разрешается при наличии у организации-изготовителя сертификата качества изделия и разрешения Ростехнадзора на их применение.

Все эксплуатируемое оборудование должно проходить техническое освидетельствование в соответствии с регламентом завода-изготовителя с составлением актов установленной формы.

5.7.9.11. Приемка в эксплуатацию вновь смонтированных горнопроходческих комплексов, подъемных, главных вентиляционных и водоотливных установок, электровозной откатки должна проводиться комиссией, назначенной руководителем строительной организации, с участием представителей Ростехнадзора и представителей других заинтересованных органов государственного надзора.

До проведения комиссионной приемки технологического оборудования проводятся контрольные испытания его готовности к эксплуатации с составлением актов, а также протоколов специализированной лаборатории по определению параметров освещенности, шума и вибрации в местах производства работ, соблюдения установленных норм электробезопасности при эксплуатации оборудования.

5.7.9.12. Экспериментальное и опытное применение новых образцов горно-шахтного оборудования и электротехнических устройств должно осуществляться в порядке, установленном Ростехнадзором.

5.7.9.13. При производстве тоннельных работ должны выполняться предусматриваемые проектом мероприятия по обеспечению сохранности зданий и сооружений, находящихся в зоне возможных деформаций поверхности под влиянием проходческих работ, производства водопонижения, замораживания, забивки свай, шпунтовых ограждений, буровых скважин и др.

5.7.9.14. Выполнение работ по обеспечению сохранности наземных и подземных сооружений, инженерных сетей и коммуникаций, не подлежащих сносу или перекладке, должно быть предусмотрено в общем графике подготовительных и основных работ, разрабатываемом в составе проекта производства работ.

5.7.9.15. До начала работ по сооружению тоннелей здания и сооружения, находящиеся в зоне возможной деформации поверхности, должны обследоваться представителями генподрядчика с участием представителей проектной организации, заказчика и заинтересованных организаций для проведения в процессе указанных работ систематических наблюдений за состоянием этих зданий и сооружений и принятия мер к обеспечению их сохранности. По результатам обследования составляется акт.

5.7.9.16. Работы по сооружению тоннелей с подходом забоев к существующим наземным и подземным сооружениям и коммуникациям, а также в случае проходки тоннелей под указанными сооружениями следует производить только после уточнения натурных геологических условий, где надлежит производить разведочное бурение из забоя с опережением его на длину не менее 25 м. По уточненным данным, при необходимости, следует принимать меры к предотвращению опасных осадок этих сооружений и коммуникаций.

5.7.9.17. Решения по ликвидации или переоборудованию вспомогательных выработок, использовавшихся при строительстве автодорожных и железнодорожных тоннелей, предусматриваются проектом.

5.7.9.18. Проходка тоннеля должна сопровождаться проведением геотехнического мониторинга, и при увеличении осадок и появления опасных деформаций наземных зданий и сооружений, действующих линий метрополитена или подземных коммуникаций, находящихся в зоне влияния тоннельных работ, строительная организация немедленно должна принять меры к укреплению зданий и сооружений, обеспечивающие их нормальную эксплуатацию.

Пройденные выработки должны быть, при необходимости, закреплены дополнительно.

За деформациями зданий и сооружений должен быть установлен ежедневный маркшейдерский контроль.

Примечание. Возобновление тоннельных работ допускается только по разрешению заказчика и проектной организации.

 

5.7.9.19. Для предотвращения влияния деформаций грунта при сооружении тоннелей под зданиями и наземными инженерными сооружениями или вблизи их надлежит:

а) при закрытом способе работ:

соорудить тоннель с применением малоосадочной технологии преимущественно с применением тоннельной обделки, уменьшающей или исключающей осадки поверхности над тоннелями;

ликвидировать строительный зазор между обделкой и грунтом непосредственно у забоя путем непрерывного нагнетания раствора за первое от забоя кольцо обделки;

оборудовать щиты устройствами, уменьшающими деформацию кольца обделки при сходе его с оболочки щита;

укреплять предварительно конструкции зданий и сооружений для обеспечения их сохранности при возможных осадках поверхности путем усиления конструкций подводки фундаментов, искусственной стабилизации грунтов;

б) при открытом способе работ:

выносить из зоны строительства существующие инженерные коммуникации;

применять металлический шпунт или сплошное железобетонное крепление котлованов, исключающее возможные выпуски или разуплотнение грунта за пределами котлована, или возводить конструкцию обделки методом стена в грунте. В отдельных случаях при необходимости сохранить здания и сооружения, расположенные в зоне открытого способа работ, допускается применение траншейного способа: сооружение тоннеля по частям в траншеях или в колодцах.

5.7.9.20. Подземные коммуникации, пересекающие проектируемые тоннели или проходящие в зоне осадок, следует заключать в стальные футляры, входящие в колодцы за пределами тоннелей. При невозможности обеспечить сохранность коммуникаций допускается перекладывать их с выносом за пределы зоны возможных осадок. Решения по обеспечению сохранности пересекаемых коммуникаций должны предусматриваться проектом.

5.7.9.21. Для обеспечения безопасности ведения горнопроходческих работ в условиях газового режима должны разрабатываться специальные мероприятия по ведению работ в условиях газового режима.

 

5.8. Геодезическо-маркшейдерское обеспечение

 

5.8.1. Маркшейдерские работы должны выполняться в соответствии с [25]. Геодезическая разбивочная основа должна создаваться на поверхности вдоль трассы строящегося тоннеля. При этом выносятся и закрепляются на местности основные оси стволов, порталов, штолен и наземных сооружений.

В процессе производства геодезическо-маркшейдерских разбивочных работ по выносу проекта тоннеля в натуру должны проводиться ориентирование подземных выработок и передача в них с поверхности координат и отметок от геодезической разбивочной основы, а также должна создаваться подземная маркшейдерская основа.

5.8.2. Тоннельная триангуляция, выполненная в составе геодезической разбивочной основы, должна отвечать требованиям, установленным в таблице 10.

 

Таблица 10

 

┌─────────┬───────┬───────┬────────┬───────┬────────┬────────┬──────┬────────┬────────┐

  Общая  │Разряд │Длина  │Средняя │Допус- │Относи- │Средняя │Допус-│Относи- │Средняя │

  длина  │триан- │сторон │квадра- │тимая  │тельная │относи- │тимое │тельная │погреш- │

│ тоннеля │гуляции│триан- │тическая│невязка│погреш- │тельная │увели-│погреш- │ность  

  L, км         │гуля-  │погреш- │тре-   │ность   │погреш- │чение │ность   │измере- │

                │ции, км│ность   │уголь- │измере- │ность   │базис-│опреде- │ния    

                       │измерен-│ника   │ния     │выходной│ной   │ления   │дирекци-│

                       │ного           │длины   │стороны │сети  │длины   │онного 

                       │угла,          │базиса         │ромби-│наиболее│угла   

                       │подсчи- │                       │ческо-│слабой  │более  

                       │танная                         │го    │стороны │слабой 

                       │по                             │вида  │сети    │стороны │

                       │невязкам│                                     │сети   

                       │в тре-                                              

                       │угольни-│                                            

                       │ках                                                 

├─────────┼───────┼───────┼────────┼───────┼────────┼────────┼──────┼────────┼────────┤

│ Более 8 │  I - Т│   4   │+/- 0,7│+/- 3 │1:800000│1:400000│ 2,5  │1:200000│+/- 1,5│

├─────────┼───────┼───────┼────────┼───────┼────────┼────────┼──────┼────────┼────────┤

│От 5 до 8│ II - Т│ 2 - 7 │+/- 1  │+/- 4 │1:500000│1:300000│ 2,5  │1:150000│+/- 2 

├─────────┼───────┼───────┼────────┼───────┼────────┼────────┼──────┼────────┼────────┤

│От 2 до 5│III - Т│1,5 - 5│+/- 1,5│+/- 6 │1:400000│1:200000│  3   │1:120000│+/- 3 

├─────────┼───────┼───────┼────────┼───────┼────────┼────────┼──────┼────────┼────────┤

│От 1 до 2│ IV - Т│ 1 - 3 │+/- 2  │+/- 8 │1:300000│1:150000│  3   │1:70000 │+/- 4 

├─────────┴───────┴───────┴────────┴───────┴────────┴────────┴──────┴────────┴────────┤

    Примечание. В таблице длина L учитывает случай  сооружения тоннеля  из          

│двух крайних  его  точек. При  наличии  промежуточных стволов  или  штолен          

                                                                    _____           

│необходимо   определять   величину   L     по    формуле   L    = \/L x l,          

                                      экв                   экв                     

│где L - общая длина тоннеля; l - среднее расстояние между смежными точками          

│открытия фронта тоннельных работ.                                                    

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

При строительстве комплекса из двух и более тоннелей разряд тоннельной триангуляции следует определять исходя из длины наибольшего по протяженности тоннеля.

Все угловые и линейные измерения при построении тоннельной триангуляции должны выполняться дважды с интервалом во времени не менее 1 мес.

Пункты тоннельной триангуляции следует располагать не реже чем через 3 км вдоль трассы тоннеля и не далее 2 км от нее.

5.8.3. В случаях, когда вместо тоннельной триангуляции в составе геодезической разбивочной основы прокладывается тоннельная полигонометрия, ее точность должна соответствовать требованиям, установленным в таблице 11.

 

Таблица 11

 

┌─────────┬───────┬────────┬─────────────────┬─────────────────┬──────────────────────────┐

  Длина  │Разряд │ Длина       Средняя          Средняя     │ Допустимые относительные │

│тоннеля, │тон-   │стороны,│квадратическая     относительная       погрешности хода    

   км    │нельной│   км      погрешность      погрешность                            

         │поли-          │измеренного угла │измерения стороны│                         

         │гоно-              поворота                                                

         │метрии │        ├────────┬────────┼────────┬────────┼────────┬─────────────────┤

                           по   │оценка  │для     │для     │для            для      

                        │ оценке │по      │криво-  │прямо-  │криволи-│ прямолинейного 

                           на   │много-  │линей-  │линей-  │нейного │     тоннеля    

                        │станции │крат-   │ного    │ного    │тоннеля ├────────┬────────┤

                                │ным     │тоннеля │тоннеля │        │по попе-│по про- │

                                │изме-                           │речному │дольному│

                                │рениям и│                        │сдвигу  │сдвигу 

                                │не-                                            

                                │вязкам                                         

                                │фигур                                          

├─────────┼───────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤

│ Более 8 │  I - Т│  3 - 10│+0,4   │+0,7   │1:300000│1:150000│1:200000│1:200000│1:100000│

├─────────┼───────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤

│От 5 до 8│ II - Т│  2 - 7 │+/- 0,7│менее 1│1:200000│1:100000│1:150000│1:150000│1:70000 │

├─────────┼───────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤

│От 2 до 5│III - Т│1,5 - 5 │+1     │+1,5   │1:150000│1:70000 │1:120000│1:120000│1:60000 │

├─────────┼───────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤

│От 1 до 2│ IV - Т│  1 - 3 │+/- 1,5│+/- 2  │1:100000│1:50000 │1:70000 │1:70000 │1:40000 │

└─────────┴───────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘

 

5.8.4. На поверхности вдоль трассы тоннеля в составе геодезической разбивочной основы должна прокладываться основная полигонометрия в виде системы замкнутых полигонов или одиночных ходов, расположенных между пунктами тоннельной триангуляции и тоннельной полигонометрии.

Основную полигонометрию допускается использовать в качестве самостоятельной геодезической разбивочной основы для строительства тоннелей, длина которых не превышает 1 км.

Основная полигонометрия должна удовлетворять следующим требованиям:

длины сторон следует принимать от 100 до 500 м;

относительная невязка в периметре хода не должна превышать: 1:35000 - для тоннелей длиной более 0,5 км и 1:20000 - для тоннелей длиной менее 0,5 км;

величина средней квадратической погрешности измеренного угла не должна превышать +/- 3;

при измерении линий коэффициент случайного влияния  не должен превышать 0,0003, а коэффициент систематического влияния  - 0,00001.

Измерения углов и линий следует проводить дважды с интервалом по времени не менее 1 сут.

5.8.5. Вместо основной полигонометрии на открытой пересеченной местности надлежит строить аналитические сети в виде цепей или сетей треугольников, опирающихся на пункты тоннельной триангуляции. Допускается также вставка одиночных пунктов аналитической сети для передачи координат через порталы, стволы, боковые штольни.

Длины сторон аналитической сети должны приниматься от 300 до 600 м, величины угловых невязок в треугольниках не должны быть более +/- 10.

5.8.6. Систему реперов, входящих в состав геодезической разбивочной основы, следует создавать путем нивелирования классов I и II; при этом расстояние между реперами, отметки которых определены нивелированием класса II, должно быть не более 2 км.

Последующее сгущение системы реперов следует осуществлять путем нивелирования классов III и IV, опирающегося на реперы высших классов, из расчета обеспечения каждого ствола, портала или штольни - не менее чем тремя реперами.

В ходах класса III предельные невязки не должны быть более , а в ходах класса IV -  (где L - длина хода, км).

В ходах класса IV, насчитывающих свыше 16 станций на 1 км хода, допускается невязка  (где n - число станций в ходе).

5.8.7. Для обеспечения исходными данными ориентирования подземных выработок, а также для производства разбивочных работ на строительных площадках на поверхности в составе геодезической разбивочной основы прокладывается подходная полигонометрия в виде системы ходов или замкнутых полигонов со сторонами длиной от 30 до 300 м и общей длиной не более 300 м. Подходная полигонометрия должна опираться на пункты и стороны основной или тоннельной полигонометрии.

При измерении углов подходной полигонометрии расхождение их значений, полученных из разных приемов, допускается не более +/- 15. Относительная погрешность при измерении длин сторон подходной полигонометрии, полученная по результатам двойных измерений, не должна превышать 1:20000, а по абсолютной величине должна быть не более +/- 3 мм.

5.8.8. Знаки геодезической разбивочной основы должны закладываться с учетом обеспечения их сохранности, прямой видимости на ближайшие стволы, порталы, штольни, а также возможности осуществления удобных и надежных примыканий полигонометрических ходов.

5.8.9. Заказчик обязан создать геодезическую разбивочную основу для строительства тоннелей и метрополитенов и не менее чем за 10 дней до начала строительно-монтажных работ передать подрядчику следующую техническую документацию на нее и на закрепленные на площадке строительства пункты и знаки этой основы:

каталоги координат и отметок на все знаки и реперы и основные точки выхода сооружения на поверхность (порталов, стволов, штолен), а также длин и дирекционных углов сторон наземной геодезической разбивочной основы;

схему расположения пунктов этой основы, их привязки (кроки) к местным предметам, а в необходимых случаях - адреса и описания расположения этих пунктов;

технический отчет о проведенных геодезических работах по созданию наземной геодезической разбивочной основы с указанием сроков и последовательности их выполнения, примененной методики и использованного инструмента с оценкой достигнутой точности.

5.8.10. Ориентирование подземных выработок и передачу дирекционного угла и координат с пунктов геодезической разбивочной основы на знаки подземной маркшейдерской основы необходимо проводить следующими способами:

а) способом гироскопического ориентирования;

б) через одну вертикальную шахту по отвесам;

в) через порталы, горизонтальные и наклонные выработки путем непосредственной передачи дирекционного угла;

г) через две вертикальные шахты или скважины по отвесам.

В зависимости от местных условий может применяться сочетание этих способов ориентирования.

Ориентирование, указанное в перечислениях б), в) настоящего пункта, проводят менее трех раз: первый - когда забой находится от ствола (портала) на расстоянии 50 - 60 м; второй - когда проходка по основной трассе достигнет 100 - 150 м; третий - когда длина проходки по трассе глухим забоем достигнет 500 м.

Гироскопическое ориентирование следует повторять не реже чем через каждые 300 м проходки.

Величина расхождений в значениях дирекционного угла, полученных при ориентированиях, должна быть не более 20.

Отметки следует передавать не менее трех раз с разных исходных реперов на поверхности. Разница в отметках подземного репера, полученных по разным передачам, должна быть не более 7 мм.

5.8.11. Подземная маркшейдерская основа должна создаваться в виде подземной полигонометрии следующих видов:

рабочей полигонометрии со сторонами длиной от 20 до 60 м;

основной полигонометрии со сторонами длиной от 40 до 120 м.

Схема построения как рабочей, так и основной подземной полигонометрии преимущественно должна представлять собой цепочку вытянутых треугольников, в которых измеряются все углы и все стороны; при этом каждая вторая точка рабочей полигонометрии включается в ход основной полигонометрии.

Знаки рабочей полигонометрии следует закладывать по двум сторонам тоннелей; при этом знаки основной полигонометрии на криволинейных участках следует располагать по наружной стороне кривой.

В тоннелях метрополитенов знаки основной полигонометрии на прямолинейных участках надлежит располагать со стороны, противоположной контактному рельсу.

В тоннелях, имеющих круговые или овальные внутренние очертания, где предусмотрена укладка постоянного железнодорожного пути, знаки подземной полигонометрии следует закладывать на уровне головки рельсов. В аналогичных тоннелях с прямоугольным внутренним очертанием - на уровне верха путевого бетона или верха балластной призмы.

Знаки и точки подземной полигонометрии одновременно должны служить и реперами сети подземного нивелирования.

5.8.12. Абсолютные величины погрешностей в измеренных длинах сторон подземной полигонометрии по разностям двойных измерений не должны превышать:

2 мм - для линий до 25 м;

3 мм - для линий от 25 до 50 м;

4 мм - для линий от 50 до 80 м.

В линиях, длина которых превышает 80 м, относительная разность между значениями измерений в прямом и обратном направлениях не должна быть больше 1:20000.

5.8.13. Углы подземных полигонометрических ходов следует измерять оптическими теодолитами или тахеометрами соответствующей точности, при этом для рабочей полигонометрии делают 2 - 3 круговых приема, а для основной - 4 - 6 приемов. Колебания направлений, приведенных к нулю на одной станции из разных приемов, не должны превышать 15 для рабочей полигонометрии и 10 - для основной. Угловые невязки в треугольниках основной полигонометрии не должны превышать 8, а в треугольниках рабочей полигонометрии - 12.

Угловые измерения следует периодически повторять для выявления и устранения влияния возможных деформаций знаков основной подземной полигонометрии. Окончательные наблюдения и увязку подземной полигонометрии проводят после сбоек выработок.

5.8.14. Отметки знаков подземной полигонометрии следует определять способом геометрического нивелирования. Допустимые невязки в нивелирных полигонах вычисляют по формуле

 

, (5.13)

 

где n - число станций в полигоне.

Нивелирование следует повторять не менее трех раз за весь период строительства. Окончательную нивелировку и увязку отметок знаков основной подземной полигонометрии проводят после сбоек встречных выработок.

5.8.15. Знаки и точки подземной маркшейдерской основы в зависимости от характера подземной выработки и типа тоннельной обделки следует закреплять:

металлическими стержнями со сферической головкой, в которой высверлено и зачеканено медью, бронзой или латунью отверстие диаметром 2 - 3 мм, при этом стержни закладывают в бетонный монолит в лотковой части сооружения или привариваются к обнаженной арматуре тоннельной обделки и обмазывают цементно-песчаным раствором;

в виде точек, высверленных на площадке, запиленных на ребре жесткости или борту чугунного тюбинга тоннельной обделки. Точки при этом зачеканивают вышеуказанным способом.

Закреплять знаки в бетонном монолите лотковой части тоннеля, где будет уложен постоянный рельсовый путь, следует за пределами концов шпал железнодорожного пути.

5.8.16. Разбивочные работы в процессе строительства (проходки, возведения обделок, устройства пути и др.) должны выполняться с точностью, обеспечивающей вынос в натуру от знаков геодезической разбивочной основы и подземной маркшейдерской основы осей и отметок, определяющих положение сооружения и отдельных его частей и конструктивных элементов в плане и по высоте в соответствии с ГОСТ Р 53607 с соблюдением установленных настоящим подразделом допусков и габаритов по ГОСТ 24451.

5.8.17. До производства геодезическо-маркшейдерских разбивочных работ должны быть подготовлены геодезические разбивочные данные. Проект (чертежи, схема, таблицы и др.), используемый для подготовки разбивочных данных, должен быть оформлен в соответствии с установленным порядком выдачи документации к производству работ.

Все разбивки надлежит выполнять не менее двух раз, преимущественно различными способами.

5.8.18. В процессе строительства тоннелей следует проводить ежемесячные контрольные измерения объемов основных горнопроходческих работ (длины проходки горных выработок в метрах, собранных колец тоннельной обделки, расчеканки швов и др.).

5.8.19. В процессе строительства подземных сооружений заказчиком должны осуществляться наблюдения за деформациями, перемещениями, сдвигами и кренами наземных зданий и сооружений.

Наблюдения за деформациями земной поверхности и перемещениями, сдвигами и кренами существующих наземных сооружений и объектов, расположенных в зоне возможных деформаций поверхности; строящихся подземных и наземных объектов и сооружений; существующих эксплуатируемых подземных сооружений, расположенных в зоне подземного строительства (по согласованию с эксплуатирующей организацией) осуществляются заказчиком или подрядной организацией по отдельному договору. До начала наблюдений заказчик осуществляет комиссионное обследование зданий и сооружений, попадающих в зону деформаций по проекту горного отвода.

5.8.20. Все построенные (в том числе и ликвидированные) подземные сооружения или выработки должны быть показаны в исполнительных чертежах.

Исходным материалом для составления этих исполнительных графических документов являются рабочие чертежи, данные исполнительных съемок и контрольных геодезическо-маркшейдерских измерений, которые производят и систематизируют в течение всего периода строительства.

5.8.21. Исполнительные чертежи должны содержать следующие данные о построенных объектах:

а) характеристику (в координатах и абсолютных отметках) фактического пространственного расположения построенных сооружений и их взаимную связь;

б) фактические геометрические размеры сооружений, их основных элементов и отклонения этих размеров от проектных;

в) графическую характеристику материалов, из которых выполнена обделка сооружений, и фактическую геологическую структуру грунтов;

г) исполнительную схему основной подземной полигонометрии и ее примыканий к пунктам наземной геодезической разбивочной основы в районе порталов, постоянных стволов, а также каталоги координат, дирекционных углов и отметок основной подземной полигонометрии.

Графическая информация о построенных объектах, приведенная в перечислениях а), б), наносится на исполнительные планы, профили, продольные разрезы, поперечные сечения и виды, а также группируется в сводные таблицы и каталоги фактических размеров и отметок.

Исполнительные чертежи должны быть выполнены с учетом длительного хранения и пользования ими.

 

5.9. Устройства и системы, обеспечивающие строительство тоннелей

 

5.9.1. Водоснабжение и водоотведение

 

5.9.1.1. Отвод воды из выработки при проходке тоннеля на подъем следует производить по лотку самотеком. При проходке под уклон удаление воды из выработки надлежит проводить с помощью размещаемых у забоя специальных насосов и промежуточных водоотливных установок.

Уклон открытых водоотводящих устройств должен быть не менее . В зимних условиях или при наличии вечномерзлых грунтов временные водоотводные лотки должны быть защищены от промерзания.

5.9.1.2. Главная водоотливная установка при наличии шахты должна располагаться вблизи ствола.

Число насосов главного водоотлива следует принимать не менее трех из расчета: первый - в работе, второй - в резерве и третий - в ремонте.

При необходимости одновременной работы нескольких насосов суммарное число насосов в резерве и ремонте должно быть равно числу работающих насосов.

Суточная производительность находящихся в работе насосов должна превышать на 20% максимальный ожидаемый суточный приток воды.

5.9.1.3. При одном рабочем насосе число напорных ставов труб главного водоотлива должно быть 2, а при двух и более работающих насосах - 3.

Напорные ставы должны монтироваться так, чтобы каждый насос мог работать на любой став, при этом на насосы не должна передаваться нагрузка от собственного веса напорных ставов труб, находящейся в них воды, а также динамические нагрузки.

В напорных ставах труб должны быть установлены задвижки и обратные клапаны.

5.9.1.4. Насосная установка главного водоотлива должна быть оборудована контрольно-измерительной аппаратурой.

5.9.1.5. Электрооборудование, размещаемое в камере главного водоотлива, должно быть выше уровня откаточных путей на 0,5 м.

5.9.1.6. Емкость водосборника насосной камеры главного водоотлива должна быть рассчитана не менее чем на четырехчасовой водоприток.

5.9.1.7. Насосные установки промежуточного водоотлива следует размещать в тоннеле или камерах, предусмотренных для нужд эксплуатации. Емкость и конструкцию водоприемника надлежит определять в ПОС.

5.9.1.8. В насосных установках промежуточного водоотлива должно быть не менее двух насосов: один - рабочий, другой - резервный. Работа всех насосных установок должна осуществляться в автоматическом режиме.

5.9.1.9. Водоснабжение выработок строящихся тоннелей должно обеспечивать противопожарные и технологические нужды. При проектировании водопровода необходимо руководствоваться требованиями [20].

Для технического водоснабжения строящихся тоннелей допускается использовать грунтовые воды, если величина их притока обеспечивает потребность воды для этих целей.

 

5.9.2. Электроснабжение

 

5.9.2.1. При устройстве линий электроснабжения строительства и монтаже электротехнических устройств должны соблюдаться правила производства и приемки работ по СП 85.13330.

5.9.2.2. Электроснабжение строительства тоннелей следует выполнять в соответствии с [20] и [24].

5.9.2.3. Категория надежности внешнего электроснабжения строительства тоннелей должна быть не ниже II согласно [24].

5.9.2.4. Внешнее электроснабжение строительства железнодорожных тоннелей должно выполняться по двум взаимно резервируемым кабельным или воздушным линиям напряжением 6 или 10 кВ от энергетических систем, электрических станций, линий продольного электроснабжения электрифицированных железных дорог. При невозможности обеспечения требуемой категорийности допускается применять передвижные автономные источники - дизельные электростанции (ДЭС).

5.9.2.5. Электроснабжение строительных площадок должно выполняться от сетей с глухозаземленной нейтралью по системе TN-C. Электроснабжение в подземных выработках должно выполняться от сетей с изолированной нейтралью по системе IT.

5.9.2.6. Электроприемники в части обеспечения надежности электроснабжения согласно [24] следует относить к категориям, представленным в таблице 12.

 

Таблица 12

 

                Объект, технологический процесс               

Категории

                   Поверхность, строительная площадка                   

Здания производственно-бытового назначения с численностью     

одновременно находящихся в них людей до 50                    

   III  

Душкомбинаты  ;1 ;

   III  

Компрессорные (кроме кессонных работ)                         

    II  

Насосные                                                      

    II  

Котельные, калориферные                                       

    II  

Механизация работ                                             

   III  

Водопонижение                                                 

    II  

Водоотлив                                                      

    II  

Замораживание грунтов                                         

   III  

Кессонные работы                                              

    I   

Вентиляционная установка сквозного проветривания              

 II  ;* ;

Подъемная машина                                              

    II  

Скиповой подъем                                               

   III  

Наружное освещение                                             

   III  

                           Подземные выработки                          

Центральный водоотлив  ;2 ;

  I - II

Электровозная откатка                                         

    II  

Механизация работ                                             

    II  

Местный водоотлив                                             

    II  

Вентиляция в подземных тупиковых выработках, в том числе      

передвижные пылеулавливатели                                   

    II  

Освещение рабочее                                             

    II  

Освещение аварийное                                           

    I   

     ;* ; Для незагазованных выработок.                                   

     ;1 ; Кроме аварийного освещения.                                     

     ;2 ;   При   соответствии   емкости   водосборника   часовому  притоку

допускается категория II.                                               

 

5.9.2.7. При построении схем электроснабжения при строительстве тоннелей для трансформаторных подстанций необходимо принимать следующие коэффициенты загрузки:

0,65 - 0,7 - при преобладании нагрузок категории I;

0,7 - 0,8 - при преобладании нагрузок категории II;

0,9 - 0,95 - при преобладании нагрузок категории III.

5.9.2.8. Схема электроснабжения должна строиться таким образом, чтобы все ее элементы постоянно находились под нагрузкой, а при аварии на одном из них оставшиеся в работе элементы могли принять на себя его нагрузку.

5.9.2.9. Трансформаторные подстанции на строительных площадках должны размещаться с наибольшим приближением к центру питаемой ими нагрузки.

5.9.2.10. Трансформаторные подстанции и распределительные пункты в подземных выработках следует размещать в начале питаемых ими участков сети таким образом, чтобы не создавались обратные перетоки электроэнергии.

 

5.9.3. Электрооборудование и электроосвещение

 

5.9.3.1. Степень защиты применяемого электрооборудования должна приниматься согласно [21].

5.9.3.2. Расчет нагрузок при строительстве тоннелей следует выполнять на основе данных технического плана строительства с учетом различия режимов работы оборудования, неравномерности загрузки оборудования в течение рабочей смены, неполного использования установленной мощности электродвигателей режущего органа проходческих комплексов и т.д.

5.9.3.3. Расчетные величины  при проектировании следует применять согласно заводской документации. При отсутствии данных завода-изготовителя необходимо применять величины, приведенные в таблице 13.

 

Таблица 13

 

             Потребители             

Коэффициент

   спроса  

Cos фи/tg фи

Проходческие щиты и комплексы        

    0,6    

 0,75/0,87 

Укладчики обделок                    

    0,5    

  0,7/1,02 

Породопогрузочные машины             

    0,2    

  0,7/1,02 

Агрегаты буровые                     

    0,3    

  0,7/1,02 

Транспортеры                         

    0,5    

  0,7/1,02 

Трансформаторы сварочные             

    0,3    

  0,4/2,29 

Освещение лампами накаливания        

    1,0    

   1,0/-   

Освещение люминесцентными лампами    

    1,0    

 0,85/0,62 

Вентиляция                           

    0,7    

  0,8/0,75 

Насосы                               

    0,75   

 0,85/0,62 

Выпрямители электровозной откатки    

0,95 - 0,65

  0,9/0,48 

Механизация рудничного двора         

    0,15   

  0,7/1,02 

Механизация горного комплекса        

    0,2    

 0,65/1,17 

Мелкие нагревательные приборы        

    0,7    

   1,0/-   

Подъемники                           

    0,3    

  0,5/1,73 

Переносной электроинструмент         

    0,1    

  0,5/1,73 

Краны, тельферы при ПВ = 40%         

    0,2    

  0,5/1,73 

Компрессоры, насосы водяные          

    0,8    

  0,8/0,75 

Экскаваторы с электроприводом        

    0,5    

  0,5/1,73 

Конвейеры                            

    0,5    

  0,7/1,02 

Питатели, толкатели и др.            

    0,4    

  0,6/1,33 

Механические мастерские              

    0,2    

  0,6/1,33 

Душкомбинаты                          

    0,9    

  0,9/0,48 

Деревообрабатывающие мастерские      

    0,2    

  0,6/1,33 

Растворные узлы                      

    0,5    

  0,5/1,73 

 

5.9.3.4. Основным определяющим фактором при расчете электрических сетей на поверхности является допустимый нагрев, для подземных сетей - допустимая потеря напряжения и величина распределенной емкости кабельной сети.

5.9.3.5. Суммарная собственная распределенная емкость кабельной сети для исключения ложных срабатываний реле контроля изоляции типов УАКИ и АЗАК не должна превышать 1,5 мкФ на фазу. При развитии кабельной сети по мере сооружения тоннеля в целях снижения собственной распределенной емкости кабельной сети протяженные сети необходимо делить разделяющими трансформаторами на гальванически не связанные участки.

5.9.3.6. Участок сети после разделяющего трансформатора должен иметь собственное устройство автоматического непрерывного контроля изоляции.

5.9.3.7. Собственная распределенная емкость C в основном определяется кабельными сетями и зависит от сечения жилы, номинального напряжения и длины кабельной сети.

Исходные данные для расчета распределенной емкости кабельной сети приведены в таблице 14.

 

Таблица 14

 

┌────────┬───────────────────────────────────────────────────────┐

│Сечение │   Распределенная емкость кабельной сети C, мкФ/км,   

│ жилы,           при номинальном напряжении кабеля, кВ        

  мм2   ├─────────────┬─────────────┬─────────────┬─────────────┤

            до 1           3            6           10     

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

   16       0,33         0,21         0,18         0,15    

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

   25       0,36         0,24          0,2         0,18    

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

   35       0,45          0,3         0,24          0,2    

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

   50       0,53         0,35         0,28         0,21    

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

   70       0,58         0,37         0,33         0,22    

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

   95       0,63         0,42         0,37         0,23    

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

  120       0,67         0,45          0,4         0,27    

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

  150        0,7          0,5         0,44         0,29    

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

  185       0,78          0,6         0,47         0,32    

├────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

  240       0,85         0,65         0,52         0,36    

└────────┴─────────────┴─────────────┴─────────────┴─────────────┘

 

5.9.3.8. Распределенную емкость кабельной сети по отношению к земле рассчитывают по формуле

 

, (5.14)

 

где , ,  - собственные распределенные емкости одной фазы трехжильного кабеля в соответствии с таблицей 15, мкФ/км;

, ,  - суммарные длины участков кабельной сети одного сечения, км.

5.9.3.9. В осветительных сетях тоннелей, сооружающихся из сборной железобетонной обделки, при отсутствии повышенной влажности допускается применение светильников на напряжение 220 В, при этом должны быть соблюдены меры по автоматическому контролю изоляции с действием на отключение поврежденной сети. В осветительных сетях подземных выработок на напряжение 220 В должны применяться энергоэкономичные источники света: газоразрядные лампы, светодиоды и т.д., а при повышенной влажности - светильники на напряжение не выше 42 В и переносные светильники - не выше 12 В.