Министерство образования Российской
Федерации
Саратовский государственный
технический университет
им.Гагарина Ю.А.
Кафедра мосты и транспортные
тоннели
Пояснительная записка
к курсовому проекту
“Организация строительства
автодорожного тоннеля
глубокого заложения”
Выполнил: ст-т гр. Б5СТЗС-31
Толеков М.А.
Проверил: доц. каф. «ТСТ»
Сурнина Е.К.
Саратов 2013 г.
Оглавление
Реферат
Курсовой проект выполнен на
тему: Проект организации строительства
тоннеля глубокого заложения.
Пояснительная
записка данной курсовой работы содержит
39 листов, 8 рисунков,9 таблиц, 11 источников.
Ключевые
слова: тоннель, обделка, стена в грунте,
циклограмма, календарный график.
На листе
формата A1 представлена технология строительства
тоннеля, циклограмма на проходку 0,75 м
и поперечные сечения. На листе формата
A1 представлен план строительной площадки
и календарный график.
Введение
Непрерывное углубление процесса
урбанизации приводит к росту крупных
и крупнейших городов, к концентрации
в них большой части населения. Быстрый
рост городов, развитие жилищного и коммунального
строительства, значительное повышение
уровня автомобилизации вызывают серьёзные
транспортные проблемы. Одним из наиболее
радикальных путей решения этих проблем
в городах является рациональное использование
подземного пространства, предусматривающее
создание разветвлённой сети метрополитена,
автотранспортных и пешеходных тоннелей,
подземных автостоянок и гаражей, подземных
комплексов и пр.
Проектирование, строительство
и эксплуатация автодорожных и городских
тоннелей сопряжены с необходимостью
комплексного решения сложных научных,
инженерных, архитектурно-планировочных,
социально-экономических и экологических
задач.
Мосты и тоннели относятся к
долговечным искусственным сооружениям.
Строительство их требует как правило
больших капиталовложений, трудовых ресурсов
и материалов повышенной прочности. Сроки
их сооружения во многом определяются
правильным выбором трассы тоннеля, конструктивными
решениями на стадии проектирования, а
в процессе строительства – современной
организацией работ с использованием
высокопроизводительных механизмов, современных
технологических схем, квалификацией
руководителей и коллектива рабочих, занятых
непосредственно на строительстве.
Конечная цель определяется
в основном двумя факторами: обеспечение
качества строительства и минимальной
стоимости тоннеля.
Исходные данные
По строительству :
Район строительства –Санкт-Петербург
Строительные материалы:
Транспортные пути : автодорога
Городской водопровод:
Местные источники энергии:
Начало работы : 04.2013 год
По конструкции тоннеля :
Габарит -11,5 м
Тротуары – Т=2х1 м
Длина тоннеля 1800м
Глубина заложения 10 м
Грунт глина
Коэффициент крепости грунта
– 3
Удельный вес грунта 19,1
Угол внутреннего трения 18
Коэффициент крепости 3
Вид дорожного покрытия
– цементобетон
1Климатические и местные
условия строительства
1.1Природно-климатические
условия
Район строительства тоннеля
– город С.-Петербург. Петербург расположен в европейской части
Российской Федерации. Климат Петербурга переходный
от умеренно-континентального, к умеренно-морскому. Такой тип
климата объясняется географическим положением и атмосферной циркуляцией характерной для Ленинградской области.. Город расположен на берегах
мелкого Финского залива (часть Балтийского
моря), глубина которого редко превышает
100 метров, а рядом с ним находятся границы
с Финляндией и Эстонией. Питер расположен в местности
с небольшой высотой над уровнем моря
и равнинным рельефом. Отличительная особенность
Санкт-Петербурга, как и других крупных
современных городов, в том, что он находится
в болотистой местности. города над уровнем моря: для
центральных районов — 1—5 м, периферийных
районов (север) — 5—30 м, периферийных
районов (юг и юго-запад) — 5—22 м. Самое
высокое место в черте города — район Красного Села (70—110 м) с Вороньей горой (176 м)
Климатические условия района
строительства тоннеля
Преобладающие направления
ветров,%
| |
С |
СВ |
В |
ЮВ |
Ю |
ЮЗ |
З |
СЗ |
Штиль |
январь |
8 |
6 |
9 |
10 |
18 |
19 |
22 |
8 |
6 |
июль |
14 |
10 |
8 |
7 |
11 |
17 |
24 |
9 |
12 |
за год |
11 |
9 |
10 |
8 |
16 |
19 |
19 |
8 |
9 |
Роза ветров
График климата
1.2 Геодезические
работы
Подземную полигонометрию прокладывают
в виде ходов различной длины и связывают
с надземной геодезической сетью через
порталы, шахтные стволы, штольни и другие
вспомогательные выработки. Подземная
полигонометрия подразделяется на подходную,
рабочую, основную и главные полигонометрические
ходы.
Для передачи направлений
от подходных выработок на
трассу тоннеля выносят ходы
подходной полигонометрии длиной
10 – 50 м. Рабочая полигонометрия прокладывается
в виде цепочек вытянутых треугольников
со сторонами 25-50 м и служит для разбивки
осей и выноса элементов конструкций.
Основную полигонометрию прокладывают
по пунктам рабочей (через один) длиной
50-100 м. Она предназначена для контроля
точности рабочей полигонометрии. При
длине проходки более 1 км дополнительно
выносят главные полигонометрические
ходы длиной 150-800 м по знакам основной
полигонометрии. Эти ходы служат для контроля
точности рабочей и основной полигонометрии.
Подземную основу разбивают
по мере проходки выработки, не допуская
удаления забоя от последнего знака основы
более, чем на 70 м. В качестве высотной
подземной основы прокладывают сеть геометрического
нивелирования от портала или шахтного
ствола. Нивелирные ходы также являются
“висячими” и прокладываются по знакам
подземной полигонометрии, которые одновременно
выполняют функцию реперов. Знаки подземной
геодезической основы закладывают в подошве
выработки на уровне проезжей части.
По окончании проходки подземных
выработок производят оценку точности
встречных забоев, которая для автодорожных
тоннелей регламентируется в плане величиной ±100 мм, а в профиле ±50 мм. После сбойки производят
сквозное нивелирование и контроль высотных
отметок.
2 Конструкция тоннеля
2.1 Продольный профиль
тоннеля
Продольные уклоны тоннеля проектируется
в соответствии со СП 122.13330.2012“Тоннели дорожные и автодорожные”.
Продольный уклон рамповых и переходных
участков i=40 ‰, а основного участка –
i=4 ‰.
Длина тоннеля – 1800 м; длины переходных
участков – 630 м и 450 м, левого и правого
соответственно. Длина каждого рампового
участка – 385 м. Расстояние от портала
до портала - 2880 м. Расстояние от одного
портала до другого – 3720 м.
По заданию дана глубина заложения –
10 м. от дна реки .
Рисунок 1 Продольный профиль
2.2 Конструкция
рукция тоннеля запроектирована
круглого очертания (внешний диаметр D=15,6
м.) с обделкой из чугунных тюбингов, СЧ-20.
Внешний радиус обделки – 7700 мм, внутренний
радиус обделки – 7400 мм. Площадь сечения
тоннеля при диаметре 15,6м
равна S =191,03 м2.
Габарит проезжей части - Г-11,5 и два тротуара
шириной 1 м. Ось проезжей части тоннеля
совпадает с осью тоннеля. Покрытие проезжей
части - цементобетон толщиной 70 мм. Проезжая
часть от середины имеет двускатный поперечный
уклон i=20 ‰.
Высота бордюра равна 1000 мм,
тротуар покрыт слоем литого асфальта
толщиной 50 мм. Уклон тротуаров односкатный
в сторону проезжей части i=20 ‰. Коммуникации,
кабели связи и электроосвещения расположены
внутри тротуарных массивов.
Плита проезжей части с жёсткой
арматурой, толщина плиты 700 мм. Внутреннее
очертание тоннеля приведено на рис. 2.
В качестве обделки тоннеля
принята чугунные тюбинги толщиной 300
мм. Данный тип конструкции обделки имеет
ряд положительных качеств: повышенную
прочность, возможность немедленного
вступления в совместную работу с окружающим
грунтом и индустриальность возведения.
Рисунок 2 поперечный профиль
2.3 Вентиляция.
В тоннеле предусмотрена поперечная
система вентиляции. Свежий воздух подаётся
в приточный канал, расположенный под
проезжей частью. Затем через поперечные
каналы криволинейного очертания (шириной
80 см; высотой 20 см), размещённые непосредственно
в железобетонных опорных элементах, воздух
поступает в транспортную зону и удаляется
через отверстия в вентиляционной перегородке
(размеры 150х100 см). Расстояния между поперечными
каналами 6 м., причём они смещены друг
относительно друга на 3 м. В продольных
каналах установлены электрические вентиляторы,
обеспечивающие передвижение воздуха
по продольным каналам со скоростью 15
м/с и по поперечным каналам со скоростью
3 м/с.
Расчёт количества вентиляторов:
-площадь поперечного
сечения тоннеля
Вентиляторы устанавливаются
через 12
. Следовательно, расстояние
между вентиляторами 87,48=85 м.
2.4 Освещение.
Для освещения тоннеля используются
газоразрядные лампы высокого давления
мощностью от 100 до 1000 Вт. Они располагаются
в углах стен непрерывно вдоль оси тоннеля,
что создаёт оптический эффект свободы
движения. Чтобы предотвратить эффекты
“чёрного” и ”яркого отверстий” при
въезде в тоннель и выезде из него, а также
с целью улучшения условий видимости и
обеспечения безопасности движения, в
системе освещения предусмотрено создание
плавного светового перехода. Постепенное
повышение и понижение уровня освещённости
в пределах переходной и выездной зон
тоннеля достигается за счёт установки
светильников различной мощности. Предусмотрена
также система аварийного освещения, в
которой применены лампы накаливания
мощностью 30 Вт, установленные через каждые
10м на прямых участках тоннеля. Сеть аварийного
освещения питается от аккумуляторных
батарей, установленных в служебных помещениях
тоннеля.
Расчёт количества светильников:
где k=1,3 – коэффициент надёжности
=70 – нормируемый уровень
освещенности, лк
S=11500 - освещаемая площадь
Ф=2500 – световой поток ламп
в светильниках, лм
=0,36 – коэффициент использования
светового потока в светильнике
2.5 Водоотвод.
В тоннеле использована система
принудительного водоотвода, состоящая
из водоприёмников – поперечных (на рамповых
участках) и продольных (расположенных
по краям проезжей части), а также станции
перекачки (в нижнем конце тоннеля). Продольный
уклон проезжей части и тротуаров 4 ‰,
на рамповых участках 40 ‰. Поперечный
уклон проезжей части по всей длине тоннеля
20 ‰. Поперечный уклон тротуаров 10 ‰. Во
избежание загрязнения окружающей среды,
удаляемые из тоннеля сточные воды, проходят
предварительную очистку и откачиваются
насосами в городской сток.
С целью обеспечения безопасности
пешеходов применены стандартные металлические
перильные ограждения высотой 110см.
2.6 Конструкция
порталов и рамповых участков
Конструкция рамп тоннеля принята
U-образного сечения из монолитного железобетона,
состоящая из боковых стен переменной
толщины, переходящих внизу в лотковую
плиту. Для обеспечения устойчивости боковых
стен, воспринимающих горизонтальное
давление грунта, предусмотрены консольные
выступы лотковой части в сторону грунта
для противодействия опрокидывающему
моменту, а также набивные железобетонные
анкера, установленные по высоте стен
в 2 ряда, для равномерной передачи усилий
со стен .Поперечное сечение рампового
участка показано на рис. 3.
Цифрами на рисунке обозначены:
1 – грунтовый массив
2 – боковая стена
3 – лотковая часть
4 – анкер
6 – консольный выступ
лотковой части
Конструкцию портала назначаем
из монолитного железобетона класса В35.
В верхней его части предусмотрено вентиляционное
здание. Арочный свод портала опирается
на уступы боковых стен рампы. Конструкция
армируется стержневой арматурой периодического
профиля класса А-II Æ10. Процент армирования портала
принимаем равным 5%. Внешний вид портала
показан на рисунке 4.
Работы
по сооружению рамповых участков тоннеля
ведутся круглосуточно в 3 смены по 8 часов,
а непосредственно проходка тоннеля в
4 смены по 6 часов согласно календарному
графику.
2.7 Объем работ по
сооружению тоннеля
№ п/п |
Наименование работ |
ед. изм. |
объем работы |
1 |
Разработка грунта на рамповом участке (2) |
м3 |
99524,19 |
2 |
Установка арматуры рампы |
т |
40 |
3 |
Крепление стенок котлавана шпунтовыми
сваями |
шт |
1027 |
4 |
Устройство креплений стенок досками |
м2 |
1201,2 |
5 |
Установка арматуры порталов |
т |
6,71 |
|
6
|
Бетонирование порталов с использованием
бетононасосов
|
м3
|
268,7 |
7 |
Бетонирование рампового участка |
м3
|
2402 |
|
8
|
Монтаж проходческого комплекса |
шт. |
2 |
9 |
Демонтаж проходческого комплекса |
шт. |
2 |
10 |
Укладка монолитного бетона в тротуарные
блоки |
м3 |
5780 |
|
11
|
Укладка
железобетонных плит в перекрытие проезжей
части автокраном
|
шт |
2880
|
12
|
Бетонирование
дренажного лотка вручную
|
м3
|
4340 |
13 |
Устройство сточного треугольника на перекрытии
В25 вручную |
м3
|
2409
|
15 |
Устройство гидроизоляции проезжей части из мастики вручную
|
м2 |
419,6 |
16 |
Устройство защитного слоя дорожной одежды из бетона вручную
|
м3 |
1678 |
17 |
Укладка цементобетонной смеси в покрытие проезжей
части асфальтоукладчиком |
м2 |
2938,2 |
18 |
Монтаж коммуникаций
|
пм. |
57,6 |
19 |
Устройство покрытий тротуаров из литой асфальтобетонной смеси |
м2 |
7300 |
20 |
Бетонирование вентиляционной перегородки |
м3 |
3024 |
21 |
Установка вентиляторов в вытяжной канал
системы вентиляции |
шт. |
60 |
22 |
Устройство перильного ограждения |
м |
7300 |
23 |
Монтаж газоразрядных ламп |
шт. |
2093 |
24 |
Установка анкеров |
шт. |
334 |
25 |
Планировка территории под строительную
площадку |
м2 |
21380 |
26 |
Геодезические работы (ось тоннеля, оси
шпунтового ограждения) |
- |
- |
27 |
Укладка
железобетонных балок под перекрытие проезжей части
автокраном
|
шт |
2880 |
| |
|
|
|