Подземные каналы и тоннели
Каналы и тоннели служат для межцеховых и внутрицеховых прокладок кабелей, трубопроводов различного назначения, отвода сточных вод, транспортировки разнообразных продуктов и отходов производства и т. д. Унифицированные каналы н тоннели должны удовлетворять различным технологическим требованиям и в тоже время выполняться из достаточно простых и экономичных конструкций.
К непроходным каналам предъявляются такие же требования, как и к тоннелям, однако каналы не предназначены для прохода обслуживающего персонала, поэтому они и называются непроходными. Их высота обычно составляет менее 2 м.
Конструктивно каналы и тоннели должны быть такими, чтобы их можно было возводить из минимального числа сборных элементов и по возможности исключать устройство монолитных участков. Днища каналов и тоннелей желательно выполнять гладкими, что упрощает устройство пола с уклоном (не менее 0,2 %), для стока вод. Необходимость устройства гидроизоляции предопределяет гладкую наружную поверхность сборных элементов каналов и тоннелей. Стыки сборных элементов должны быть максимально простыми. Устройство стыков с применением закладных изделий позволяет упростить опалубочные формы элементов и уменьшить расход бетона, однако такие стыки необходимо защищать от коррозии.
На практике применяют три варианта конструкций каналов: из лотковых элементов, перекрываемых плоскими плитами (рис. 12.24, о), из лотковых элементов, опирающихся на плоские плиты (рис. 12.24, б), и из верхних и нижних лотковых элементов, соединяемых с помощью коротышей из швеллеров, которые закладываются в продольные швы (рис. 12.24, в).
Многосекционные каналы могут быть образованы из тех же сборных элементов (рис. 12.25, 12.26).
Тоннели из лотковых элементов конструктивно решены аналогично каналам из верхних и нижних лотковых элементов, соединяемых с помощью швеллеров, которые привариваются к закладным деталям, устанавливаемым в стенке нижних лотков. Однако в тоннелях установка лотковых элементов выполняется с перевязкой вертикальных швов. Сочетания высот нижних и верхних лотков принимают в зависимости от вида и условий монтажа коммуникаций. Многосекционные тоннели образуются из параллельно устанавливаемых односекционных тоннелей с засыпкой «пазухи» между стенками сухим песком.
Размеры лотков по ширине приняты 420...4000 мм включительно, по высоте — 360...1700 мм включительно. При ширине лотков до 2400 мм и массе до 9,3 т длина лотков равна 5970 мм, в остальных случаях — 2970 мм. Плоские плиты перекрытий и днища имеют длину 2990 мм, за исключением плит для каналов шириной 300 и 450 мм, длина которых 740 мм. Для перекрытия полуподземных каналов разработаны трехслойные утепленные плиты, в которых в качестве утеплителя используют ячеистый бетон.
В подземных каналах и тоннелях не реже чем через 50 м устраивают деформационные швы. В полуподземных каналах расстояние между деформационными швами не должно превышать 30 м. Деформационные швы обычно устраивают в местах примыкания каналов к камерам и компенсаторным нишам или на границах участков с резко различающимися сечениями, нагрузками и т. д. В тоннелях, кроме того, всегда предусматривают выходы и монтажные проемы Расстояния между выходами в шинных и кабельных тоннелях не должны превышать 150 м, при прокладке паропроводов — 100 м и при прокладке водяных тепловых сетей — 200 м.
Каналы и тоннели рассчитывают на следующие виды нагрузок (рис. 12.27, а): а) постоянная нагрузка от собственного веса конструкции перекрытия канала и слоя грунта над перекрытием канала; б) временная распределенная вертикальная нагрузка от транспортных средств, в) горизонтальное давление грунта от засыпки; г) горизонтальное давление грунта от нагрузки, передающейся с транспортных средств, д) горизонтальные и вертикальные нагрузки от трубопроводов; последние обычно мало влияют на напряженное состояние конструкций каналов и тоннелей и при расчете не учитываются.
Вид расчетной схемы канала (тоннеля) принимается в зависимости от конструкции сооружения. Для конструкций каналов, изображенных на рис 12.24, а, 12.25, а, расчетная схема показана на рис. 12.27, б. Изгибающие моменты в стенке для этой схемы определяются от горизонтальных нагрузок, как в консольной балке, защемленной в уровне днища. Расчет плиты перекрытия производят как балки на двух опорах. Для остальных каналов и тоннелей шириной более 1,5 м расчетная схема показана на рис. 12.27, в. Изгибающие моменты, продольные и поперечные силы определяются, как в П-образной шарнирной раме на упругом основании; для каналов меньшей ширины отпор грунта на днище принимают по линейной эпюре. Расчет стенки и днища производят на внецентренное сжатие. При выборе расчетной схемы следует иметь в виду, что в процессе строительства канала возможна его работа со снятым покрытием. Поэтому в большинстве случаев (за исключением монолитных замкнутых каналов) при расчете должен быть рассмотрен вариант схемы загружения с консольными стенками (рис. 12.27, б).