/
Text
П Л я Г\ пJI ТПЭЦ Я-*6"»TJЛг -
dwOL^LiLi u D Ь Zr\ih и k ч-i-'i.' u
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УЧЕТУ СЕЙСМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ГОРНЫХ
ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ
КС."/7
RCOCHBA О/Э
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УЧЕТУ СЕЙСМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ГОРНЫХ
ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ
Москва 1975
УДК [в24.192:923], 042,7 (083.75)
CJ Воосоюзнн! Н4учи0’|ссл®доватед|>аю1| щстктут
трансцортморо строительства, 197В
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящие Метопические рекомендации разрабо-
таны для использования при проектировании и строитель-
стве горных транспортных тоннелей, расположенных в
сейсмических районах.
Методические рекомендации регламентируют разме-
щение и трассирование тоннелей, расчетную сейсмичность
конструкций, объемно-планировочные и конструктивные
решения* основные расчетные положения^адзор при стро*
ительстве и эксплуатации сооружения, а также размеще-
ние инженерно-сейсмометрической аппаратуры в тоннеле.
Методические рекомендации разработаны лаборато-
рией тоннельных конструкций в развитие СНиП П-А.12-69
'Строительство в сейсмических районах. Нормы проекти-
рования' по материалам проведенных в 1988-1974 гг. ис-
следований* Руководитель работы - канд. техн, наук
И.Я.Дорман. В разработке Методических рекомендаций
принимали участие кандидаты техн.наук Л.С.Афендиков
к Г.С.Шестоперов (ЦНИИС), чл.-кор. АН ГССР
Ш.Г.Напетваридзе и инж. Г.В.Хомерики (Институт стро-
ительной механики и сейсмостойкости АН ГССР), д-р
техн, наук» проф. Т.Р.Рашидов, канд. техн, наук
А.А.Ишанходжаев (Институт механики и сейсмостойкос-
ти сооружений АН УзССР), кандидаты техн, наук
Б.Е.Славин к А .А .Ф у ген Фи ров (СибЦНИИС), канд. техн,
наук |7Г.Я.Вайнштейн) и инж. Л.М.Харькова (Гидропроект
им. С.Я.Жука).
При разработке учтены замечании и предложения
по первой редакции Рекомендаций.
Отзывы по настоящей работе направлять по адресу:
129329 Москва, Игарский пр., д.2, Всесоюзный научно-
исследовательский институт транспортного строительства,
отделение тоннелей и метрополитенов.
Зам. директора института Г.Д.ХАСХАЧИХ
Руководитель отделения
тоннелей и метрополитенов
ВЛ.САМОЙЛОВ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Методические рекомендации пред*
назначены для использования при проектировании горный
транспортных тоннелей (в том числе порталов и прчпор —
тальных подпорных стен) в районах сейсмичностью 6,7»
8 и 9 баллов (по ГОСТ 6249-52).
Примечание. 1. Термин 9 горные транспорт*
ине тоннели' относится к железнодорожным и автодо*
рожным горным тоннелям. а также может быть приме*
мен к гидротехническим транспортным тоннелям.
2. При проектировании водопропускных тоннелей
следует руководствоваться разделом 5 главы
СНиП II-A. 12-69.
3. Расположенные в пределах припортальной выем*
ки вентиляционные здания, дренажные и водоотводные
устройства и другие наземные сооружения, входящие в
комплекс припортальных тоннельных и путевых устройств»
следует проектировать по соответствующим разделам
СНиП II-А. 12-69.
1.2. Методические рекомендации составлены в раз*
внтие и дополнение СНиП И-А.12-69 'Строительство
в сейсмических районах. Нормы проектирования',
СНиП П-Д.8-62 'Тоннели железнодорожные и автодо-
рожные. Нормы проектирования' СНиП Ш-Б. 8-68 'Тон*
мели железнодорожные, автодорожные и гидротехничес-
кие. Правила организации строительства, производства
и приемки работ' и 'Временных технических условий
производства тоннельных работ' ВТУ Т4-55 МиЕтранс-
строя.
1.3. Основной задачей обеспечения сейсмостойкости
горных транспортных тоннелей является предотвращение
повреждений конструкций, вызывающих нарушение нор-
мальной эксплуатации сооружения.
1.4. Разрешается при соответствующем технико-
экономическом обосновании проектирование, допускающее
возникновение в конструкции тоннельной обделки сейсми-
ческих остаточных деформаций (трещины, сколы, незна-
чительные смещения), не приводящих к обрушению эле*
ментов обделки.
1.5. При проектировании конструкций тоннелей с
расчетной сейсмичностью ( п. 2.4) 6 баллов дейст-
4
вне сейсмических нагрузок не учитывается
2. РАЗМЕЩЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ. СЕЙСМИЧНОСТЬ
ТРАССЫ И КОНСТРУКЦИЙ ТОННЕЛЕЙ
2.1. Исходная сейсмичность трассы тоннельного
перехода назначается по картам сейсмического района*
ровання или по списку сейсмичности основных населенных
пунктов в соответствии со СНиП П-АЛ2-69.
2.2. Уточненная сейсмичность припортальных участ-
ко! тоннельного перехода (микросейсмичность района)
устанавливается на основании требований п.1.5
СНиП П-А.12-69 и детальных инженерно-геологических
и сейсмотектонических исследований, выполняемых в
процессе изысканий.
2.3. Для учета микросейсмичности заглубленных
участков тоннельного перехода в инженер ю-х-еологичес-
кой характеристике грунтов по трассе тоннеля, определя-
емой в процессе изысканий, дополнительно к требованиям
*23 ВТУ-Т4-55 должны быть отражены следующие дан-
ные:
мощность напластований пород над тоннелем и их
сейсмическая жесткость (произведение скорости распро-
странения сейсмоволн в породе на ее плотность);
тектонические условия залегания и сейсмическая
жесткость пород коренной основы;
> вероятностные количественные характеристики коле-
баний массива;
. наличие тектонических нарушений (дизъюнктивен) в
районе строительства;
контрастность в активность современных движений;
крутизна и устойчивость склонов, косогоров и воз-
можность возникновения в них оползневых явлений.
2.4. Расчетная сейсмичность при проектировании
обделки, конструкций порталов и припортальных подпор-
ных стен горных транспортных тоннелей определяется по
табл. 1.
2.5. При выборе трассы тоннельного перехода реко-
мендуется избегать: участков со значительным горным
давлением, тектоническими нарушениями массива, силь-
ной трещиноватостью, резкими изменениями топографии
над тоаиелем и литографическим о ссстд&а имрод» а так-
же оползневых участков, отдавая предпочтение варкам**
там, предусматривающим заложение тоннелей в одно-
родных во сейсмической жесткости породах при менее
кругом изменении рельефа местности над тоннелем.
Таблица 1
Условные
группы
сооружений
Уточненная се Йем ч-
Н а именование конст- ческая балльность
рукций
II
И!
1У
Тоннели протяжен-
ностью свыше 500 м
яд железных и авто-
мобильных дорогах
1 и II категорий •••••
Протяженные тоннели
на остальных желез-
ных к автомобильных
дорогах ...........
Тоннельные сооруже-
ния, расположенные
вне трассы ........
Пряпортальные под-
порные стены ......
П римечания. 1. При заглублении трассы
тоннелей от поверхности на 100 м и более величину рас-
четной сейсмичности элементов тоннелей разрешается
снижать на 1 балл.
2. Тоннели, отнесенные к 1 группе, при сейсмич-
ности строительной площадки более 9 багов рассчиты**
вают ка нагрузку» соответствующую сейсмичности coopjr*
жеянй 8 баллов» умноженную на коэффициент 1,5.
3. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ И МЕРОПРИЯТИЯ
3.1. При проектировании тоннелей в сейсмических
районах необходимо предусматривать конструктивные
е
° w i цгг'фсыичасиъ рнятня & соответствии с обгъкмк
принципами сейсмостойкого строительства, изложтымх
и п. 1.3 СНиП П-А. 12-69.
3»2. Проектирование горных транспортных тоннелей
может осуществляться в двух конструктивных схемах:
жесткие конструкции из монолитного бетона или железо-
бетона и гибкие (шарнирные) конструкция из сборных
моментов.
3.3. В районах с расчетной сейсмичностью 7 баллов
в качестве постоянной обделки допускается применение
анкерного крепления в сочетании с набрызг-бетонной об-
делкой по металлической сетке. Конструкция анкера при
этом должна обеспечивать сцепление его с породой по
всей длине шпура, как это имеет место, например, в
конструкции железобетонных анкеров, а металлические
анкера должны иметь антикоррозийную защиту.
3.4. На участках нарушенных пород, в местах
тектонических трешин, интенсивной трещиноватости, кон-
такта пород разной сейсмической жесткости, выхода
грунтовых вод, смятостей и тдх. необходимо устраи-
вать сейсмические швы, а прилегающие участки бетон-
ной обделки усиливать продольным и поперечным конст-
руктивным армированием.
Общая длина таких участков ориентировочно опре-
деляется на стадии проектирования на основе анализа
данных инженерно-геологических и сейсмотектонических
изысканий и уточняется при дрполнительных изысканиях
во время строительства.
3.5. На участках, где трасса тоннеля пересекает
действующие тектонические трещины, целесообразно
увеличивать внутренние линейные размеры обделки на
в-10%, а в месте пересечения ствола тоннеля с текто-
нической трещиной устраивать в монолитной бетонной
иди железобетонной обделке деформационный сейсмичес-
кий шов.
3.8. Обделку с расчетной сейсмичностью более 7
баллов рекомендуется проектировать замкнутой.
3.7. В районах сейсмичностью 8 баллов обделка
тоннелей на припортальных участках, а также на участ-
ках, заложенных на глубине до 15 м (а при сейсмич-
ности 8 баллов на участках, имеющих глубину заложения
менее 50 м), должна выполняться из железобетона или
металла.
3.8. Возможно использование типовых сборных обде-
лок тоннелей со связями между элементами в поперечном
сечении. При проектировании новых сборных конструкций
их элементы рекомендуется по возможности укрупнять.
3.9. При омонолпчивании стыков между сборными
элементами следует предусматривать надежное соедине-
ние элементов с помощью армирования стыка или сварки
закладных деталей.
3.10. В целях компенсации продольных деформаций
обделкл по длине тонкечя онедует устраивать сейсмичес-
кие швы, расстояние между которыми, определяемое
расчетом согласно п. 4.6 настоящих Методических реко-
мендаций, не должно превышать расстояния между тем-
пера ту рно-у сад очным и швами, приведенного в табл. 2.
Таблица 2
Вид обделки Расстояние между швами, м
Бетонная монолитная 20
Железобетонная монолитная 40
Железобетонная сборная 60
3.11. В местах контакта грунтов разных типов
независимо от расстояния до ближайшего сейсмического
шва, определяемого расчетом, следует устраивать допол-
нительный сейсмический шов.
3.12. Примыкания к тоннелю камер, а также места
сопряжения тоннеля с различными подземными выработ-
ками, имеющими монолитную бетонную обделку (дренаж-
ные и вентиляционные тоннели, штольни и др.), должны
выполняться из железобетона, а между тончелем и эти-
ми конструкциями следует устраивать дефсрмационный
шов.
3.13. Конструкция сейсмического (деформационного/
шва должна допускать взаимные смещения элементов
обделки без силового воздействия элементов друг на
друга при деформациях с сохранением гидроизоляции в
случае необходимости.
4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ
КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Основной задачей расчета несушнл конструкций
горных транспортных тоннелей на сейсмические воздей-
ствия является проверка прочности конструкций с дэл^э
предупреждения обрушений обделхи тоннелей, попталов
я нрнпортальных подпорных стен.
4.2. Расчет конструкций горных ых толка
лей с учетом сейсмических воздействий рекомендуется
выполнять в следующей последовательности:
устанавливаются расчетная сейсмичность трассы и
тоннельных конструкций;
производится расчет конструкций на основные и
дополнительные нагрузки, устанавливаются сечения эле-
ментов конструкций тоннеля;
выбирается расчетная схема элементов конструкций
тоннеля на сейсмическую нагрузку, вычисляется сейсми-
ческая нагрузка;
определяются расчетные усилия г Гемических
нагрузок в элементах обделки, поргалоь и нрнпортальных
подпорных стен и проверяется несущая способность
(прочность) обделхи тоннеля при особом сочетании наг-
рузок (основных и сейсмических);
определяются места расположения сейсмических
швов к выбирается их конструкция.
4.3л Расчет обделок горных транспортных тоннелей
на сейсмические воздействия производится по первому
предельному состоянию - по прочности. Расчет обделок
по деформациям и перемещениям, а также на трещино-
стойкость не производится.
Расчет порталов и припортальных подпорных с^ен
производится по прочности и на устойчивость положения
против опрокидывания.
4.4. Направление сейсмических воздействий при
расчете принимается перпендикулярно оси тоннеля.
4.5. Воздействие сейсмических сил, направленных
вдоль продольной оси тоннеля, рекомендуется учитывать
конструктивным приемом - устройством по длине тонне-
ля сейсмических деформационных швов компенсирующих
продольные деформации обделки тоннеля при колеба-
ниях.
4.6. Расстояния между сейсмическими деформади-
онными швами дли рднеродиых груитпзых условий опре-
деляется по формуле
( . «Д. ,
1 <»зСА ’ (I)
где Ср - скорость продольных сейсмических поля з
породе (грунте), м/р, определяемая в про-
цессе изысканий или ио табл. 3;
К -преобладающий период сейсмических колеба-
ний массиве, определяемый инженерно-сей-
смическими изысканиями, о;
А -ожидаемая максимальная амплитуда колеба-
ний массива пород, определяемая инженерно-
сейсмическими изысканиями, см} ориентиро-
вочно определяется по графику на рис. 1|
В - возможное продольное смешение смежных
участков тоннеля относительно друг друга,
допускаемое конструкцией щва, см.
Т f б л ни а 9
wm-. ц hi Породы (грунты) м/с
Скальные
Граниты Известняки, сланпы, гнейсы (плотные) Песчаники плотные Известняки, слайды, песчаники нарушенные До 5800 3500-4500 2200-8000 1600-2300
Полуовальные
Гипсы Мергели Сцементированные пески 2400-3000 2000-260Q 1400-180Q
Крупное бломочные
Щебенистые к галечниковые Гравийные из кристаллических пород )300-2100 (200-1000
Продолжение табл, 3
Породы (грунты) м/с
Гравийные из осадочных пород 1100-1700
Песчаные
Пески гравелистые я крупные 1100-1600
- г - средней крупности 1000-1400
- * - мелкие и пылеватые 700-1200
Глинистые
Глины 800-1500
Суглинки 800-1400
Супеси 700-1200
Суглинки ( е “ 1)
и супеси ( t “ 0,7) 500-200
Насыпные и почвенные
Насыпные грунты 300-500
Почвенные грунты 200-300
4.7. Обделку горных транспортных тоннелей» воз-
водимых в сейсмических районах, помимо расчета на
основные и дополнительные сочетания нагрузок» опреде-
ляемых согласно п. 4.2 СНиП П-Д. 8-62» следует рас-
считывать на особое сочетание - постоянные нагрузки
(собственный вес обделки, вертикальное и горизонталь-
ное горное давление, внешнее гидростатическое давле-
ние) и сейсмические воздействия.
4.8. Различают следующие виды сейсмических
нагрузок» действующих на горные тоннеля:
инерционная нагрузка от собственного веса обдел-
ки;
инерционная нагрузка от масс грунта на обделку
(инерционное горное давление);
сейсмическое горное давление (некиердиоиное)»
вызванное изменением напряженного состояния массива
грунта» в котором расположен тоннель.
РисЛ. Соотношение амплитуд А смеще-
ний и периодов То при колеба-
ниях грунта, вызванных землетрясением
интенсивностью 6-9 баллов
4.9. Расчетное значение инэрциоам.й сейсмической
нагрузки от собственного веса элемегг в обделки в об-
щем виде определяется по формуле
Su s > а)
где -собственный вес, сосредоточенный в точках
к, т •
кс -коэффициент сейсмичности, равный 0,025;
0,05; 0,1 при расчетной балльности 7,8 и 9
баллов соответственно;
-коэффициент динамичности, соответствующий
i -И форме собственных колебаний обделхи,
определяемый для подземных сооружений по
графику ча рис. 2;
- коэффициент, зависящий от формы деформаций
обделки при ее собственных колебаниях по
I “й форме и от места расположения нагру-
зок QM ; определяется согласно п. 2.4
СНиП И-А. 12-69,
r> W 1,00 150 юо I с
Рис.2. Зависимость динамического коэффи-
циента от периода колебаний подземных
конструкций Т
4.10. Для тоннелей и других подземных сооруже-
ний при отсутствии данных v формах колебаний н^учьты-
вая сравнительно большое затухание колебаний, зозмож-
но рассматривать только основной тон колебаний при
значении “ 1Л»
4.11. Расчетное сейсмическое инерционное горное
давление на обделки тоннелей глубокого заложения в
скальных грунтах принимают равномерно распределенным
и определяют по формулам:
вертикальное давление
Яс ш »
горизонтальное давление
Pc w Kcpt *
где И pt * соответственно расчетные значения верти-
кального и горизонтального горного давле-
ния, т/м^, определяемые согласно требова-
ниям пп, 4.7 и 4.9 СНиП И-Д. 8-62,
4.12. Расчетная величина горизонтального инерци-
онного давления от массы грунта на обделку при мелком
заложении тоннеля или расположении его в песчано-
глинистых грунтах определяется по формуле
рс - 2«ЧрЦф ,
(4)
где р * расчетная величина горизонтального горного
давления, т/м^, определяемого в соответст-
вии с требованиями СНиП Н-Д.З-в8$
ф - угол внутреннего трения грунта, град»
4.13« Расчетная величина инерционного давления
грунта на порталы и припортальные подпорные стенки о
учетом сейсмического воздействия определяется по фор-
муле
Яс - (1 *2ксЦ<₽)<Ь , (8)
где - расчетное активное давление грунта, т/м ,
определяемое с учетом пп. 5.1-5.4
ВСН 167-70 ГГехнические указания по
проектированию подпорных стен для тран-
спортного строительства? Минтрасстрой
СССР* М», Оргтрансстрой, 1070),
4.14. Расчетное радиальное сейсмическое горное
давление (неинерционное) определяется по формуле
-O.SA ♦(1-2В-1,5С) со» 2 el ♦ Г 1-
2 [L J 1 — v L
-0,5 А * (1-2В - 1,50 (cos 2 (90- 6 )Ь , (6)
me - нормативное сейсмическое напряжение в
породе, возникающее при распространении
в массиве сейсмических волн, т/м*;
0 - угловая координата сечения, в котором оп-
ределяется искомая нагрузка. Начало отс-
чета угла 6 совпадает с направлением
действия сейсмических волн, ы второе может
быть любым в плоскости поперечного сечения
обделки;
А, В, С - безразмерные коэффициенты, зависящие
от соотношения жесткостей обделки и
породы и определяемые по формулам:
А - 2 -
2(п*-1)0+к)
>1
Pi
В-2
wj
С--2*
4п‘-7п* ♦ W
где
Г
. Р<
п*-8пг +
3х»
—— н
Pl
L Pi
+ п6 (1 + хА —
Р-1
И X “ характеристика породы;
Е
3-V
1 + V
V - коэффициент Пуассона породы;
Е “ модуль деформации породы;
JX, И Н, ~ характеристики обделки;
Е, 3 - V.
" 2(Uv,y; “тттг ’»
V, - коэффициент Пуассона материала обделки;
Е “ модуль деформации обделки;
- соотношение наружного и Внутреннего
радиусов обделки»
4.15, Значение нормативного сейсмического напря-
жения в породе вычисляется по формулам:
для пород с модулем упругой деформации
Б » 500000 т/м2
j _ (t^v)(t-2v) .
" Zjc(t-v) 6 ГпС’’в’ (7)
для пород с модулем упругой деформации
В < 500000 т/м2
<$n *
(в)
где fn - объемная масса породи,
<| - ускорение сцпм тяжести М/С*,
4.16, Ориентировочные значения усилий моментов,том»
и нормальных СИЛ, то, и сечениях бетоцчн» И железо-
бетонных обделоу кругового очертания ОТ распростране-
ния сейсмической поцны можцо определять Р® формулам:
Me • Г»? <V‘;
Н» ’ (0)
где К, и К* - соответственно коэффициенты* завися-
щие от свойств породы и обделки для
сечений, находящихся под углом 9
К горизонтали ( приложение 1);
h - Тол шине обделки, и«
П рнмеч«ице« формул»! (в) V (Н) получены
для круговых обделок, Допускается использование этик
формул и в тех случаях, когда обделкц т®ИИ 0/108 имеет
очертание, отличное от кругового.
4Д7. При ОТСУТСТВИИ ТОЧНЫХ значений ркоростей
продольных сейсмических подл рекомендуется пользовать*
ся денными приложении 8, где сейсмические напряжения
в горном массиве подсчитаны при значениях К, = 0,1
(9 баллов) и Т, * 0,3 р, При иной расчетной балльное*’
ти величины сейсмических напряжений в породе, указан-
ных в приложении 2,следует умножать на величину
К’/^с ’ где ” Действительное значение коэф-
фициента сейсмичности*
4.18, При проверка прочности обделяя сейсмические
нагрузки, указанные в П, 4,8, вводятся В особые сочета-
ния нагрузок следующим образом:
сейсмическая инерционная нагрузуа ОТ собственного
веса обделки и инерицонное горное давление учитывают-
ся совместно!
сейсмическое горное давление (неихерциоцное) учи-
тывается отдельно от других сейсмических нагрузок,
4.19. При определений рробогр сочетания нагрузок
16
вектор скорости раахрострацеиия сейсмических воли сле-
дует выбирать КЗ вапиевыГОДиейшвГО случая сочетания
достоянных * сейсмических нагрузок.
4,20, Прд расчете е учетом сейсмических воздейст-
вуй коэффициент сочетание дли постоянных расчетных
Нагрузок принимается равным |*
4,21, При расчете на прочность элементов конст-
рукций ц оснований точнелеД| ПОМИМО коэффициентов
условий работы, принимаемых 0 соответствии с другими
рдавами СНиП, ввиду кратповреыецвости действия сей-
смической нагрузки, в зависимости ОТ материала конст-
рукций И соединений и ТЦПЦ основания вводится допод-
К|гельиый коэффициент условий работы ткр:
Стальные н деревянные конструкции ..... 1,4
Бетонные И иселезобетоанын (обычные
к преднапряженные) конструкции ..........1,2
Каменные конструкции:
При ажаТЧИ ......................... 1,2
при сдвиге к растяжений ............. 1,0
Сварные стыки ....................... 1,0
При расчете на устойчивость сжатых и
сжато-изогнутых стальных К железо-
бетонных моментов ГНбХОСТЬЮ более 100...... |,0
Скальные к ТВврдомерздый рсиованвя.
а также сложенные маловлажными круп-
нообпомонпымн, плотными песчаными или
глинистыми грунтами с уононотекаией
не выше 0,50 ........................ 1,2
Рыхлы» додонасышеиные реоия н глинис-
тые грунты с консистенцией более 0,75,
а также вечномерзлые грунты при строи-
тельства во принципу оттаивания в про-
цессе эксплуатации .............. 0,7
Все остальные грунты, д том числе и
чдстичво-мерзпые^при строительстве по
принципу сохранения мерзлоты нм........... 1,0
4, ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОРТАЛОВ
И припортальных подпорных стен
5,1, Коуотруирование и рксчет порталов следует
производить 0 соответствии р требованиями
СЦиП П-Д, 8“б2, а припортальных подпорных стен -
в соответствии с ВСН 167-70 и указаниями данного раз-
дела.
5.2. Порталы тоннелей в сейсмических районах в
зависимости от крутизны откосов, трещиноватости,крепос-
ти и устойчивости пород склона горного массива, а также
состояния подходов к тоннелю рекомендуется проектировать
врезными или наклонными с лобовой подпорной стеной
(рис. 3,а,б) и выносными с искусственной засыпкой для
/положения лобового откоса (рис. 3,в) в случае неус-
тойчивых склонов.
Рис.З. Конструкции порталов тоннелей в
сейсмических районах:
а - врезной: б - с наклонной лобовой
подпорной стеной: в - выносной
5.3. Порталы тоннелей следует проектировать, как
правило, железобетонными. Допускается применение
бетонных порталов в районах с расчетной сейсмичностью
не более 7 баллов при устойчивых скальных породах.
Лобовые подпорные стены следует конструировать из
железобетона с устройством ограждающего парапета,
возвышающегося над поверхностью откоса не менее чем
на 1 м.
5.4. Припортальные подпорные стоны могут выпол-
няться как нэ железобетона, так и из бетона.
5.5. При назначении месторасположения порталов
высоту подпорных стен у откосов пркпортальных выемок
следует принимать по данным табл. 4. При невозмож-
ности выполнения таких требований необходимо уполаТкн-
вать откосы или выносить портал.
5.6. Для поддержания откосов припортальных вые-
мок в зависимости от используемого материала к харак-
тера наклона передней поверхности, а также высоты
стен рекомендуется применять массивные бетонные и
облегченные железобетонные конструкции подпорных
ртен» Twq проектируемо^ стены, ее конструкция и размен
ры следует назначать основании технико-экономичес*
у01 о анализа вариантов, поставляемых с учетом местных
инженерно-теологических^ мерзлотно^груитоных, сэйсми*
чеокцх и других условна,
Таблица 4
Матерная подпор- ных стон Расчетная сейсмич- ность, баллы Высота подпор* ных стен, м
5 |2
Железобетон 9 10
а Р
Бетон 8 а
ЗЛе Подпорные припортальные стены необходимо
разделять на длине сквозными вертикальными швами
(включая фундамент) на секции размером не бод^е
15 М| д в районах сейсмичностью 8 и В баллов * до
1С м.
Ц1вы следует располагать так, чтобы подошва каж-
дой секции опиралась Це однородный (по степени сжима-
рмостн) ГРУНТ.
6,а« При расчета нц устойчивость против опрокиды-
вания р учетом сейсмического воздействия порталов и
црипортапьных подпорный стен принимают следующие
значении коэффициентов условий работы:
для сечений бетонных конструкций - 0,75;
для речений по цодошве фундаментов мелкого
заложения при основаниях* сложенных;
связными грунтами с коэффициентом консистен-
ции 8 < 0t2Q и скальными породами - 0,75;
сццзнымв грунтами с коэффициентом консистен-
ции 0,25 > Д > 0,50 в разной степени влажности плот-
ными несвязными грунтами ” 0,55;
связными грунта МВ с коэффициентом консистен-
ции В > Q,5 и несвязными грунтами средней плотности -
0,40,
5,8» Р райо над сейсмичностью 9 баллов для предот-
вращения неблагоприятного влияния податливости осно-$
вання на сейсмостойкость прппортальной подпоркой стен-
ки рекомендуется фундамент стенкк доводить до скаль-
ного или полускального грунта или производить искусст-
венное уплотнение основания»
5.10 » Внутренней грани прппортальной стены целесо-
образно придавать наклон в сторону откоса выемки*
Ь.11 . Дренажные устройства для отвода воды из-за
припортальных подпорных стен необходимо выполнять в
соответствии с требованиями пп. 2.16-2.18 ВСН 167-70*
5.12 . Тип нижнего строения пути, применяемый в
тоннеле, следует устанавливать также и за пределом
портала^на расстоянии не менее 10 м.
6. СПЕЦИАЛЬНЫЙ НАДЗОР ПРИ
СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОННЕЛЕЙ
6.1. Тоннели в сейсмических районах следует соору-
жать при строгом соблюдении требований раздела XI У»
'Контроль и приемка работ' ВТУ Т4-55.
6.2. В проекте производства работ необходимо
предусмотреть специальные методы контроля качества и
соответствующие организационные мероприятия, а также
вопросы обеспечения проектной прочности бетона, надле-
жащего устройства сварных стыков арматуры и заклад-
ных деталей, за монолич ива ныя конструкций, устройства
деформационных сейсмических швов, соблюдения допусков
при изготовлении и монтаже сборных элементов и т.п.
6.3. При сооружении тоннеля необходимо вести
тщательное наблюдение за характером и изменением ин-
женерно-геологических условий на трассе тоннеля, фикси-
руя виды пород, количество* ориентацию и ширину рас-
крытия трещин на участках с повышенной трещинова-
тостью я ослабленной прочностью пород; места образо-
вания вывалов, проявления капежа и наличия источников
подземных вод с соответствующей корректировкой проек-
та согласно п. 3.4.
6.4. При возведении тоннеля следует тщательно
заполнять пустоты за обделкой и соблюдать технологию
бетонных работ.
6.5. В местах повышенной трещиноватости пород и
образования при проходе тоннеля вывалов рекомендуется
увеличивать несущую способность монолитной бетонной
20
или железобетонной обделки конструктивно,
6.6, В местах источников подземных вод должны
быть сооружены заобделочные дренажные или другие
водоотводные устройства, в том числе и в тех местах,
где поступление воды к моменту возведения обделки
прекратилось,
6*7, Склоны над тоннельными порталами и откосы
припортальных выемок должны быть укреплены с целью
предотвращения завалов входа в тоннель при землетря-
сенни.
6.8, Устройства надтоннельного водоотвода должны
быть выполнены в объеме, предусматривающем перехват
и отвод от тоннеля расположенных над ним водотоков
ж поверхностных вод. При невозможности отвода реко-
мендуется устройство водонепроницаемых русел водото-
ков на участках водопроницаемых пород»
6.9. Ремонт и восстановление тоннеля к притоняель-
ных сооружений следует производить по специальному
П(Х>екту с учетом сроков открытия движения, характера
и степени разрушения сооружений, а также климатичес-
ких условий»
6.10. После землетрясения ремонтные и восстано-
вительные работы должны быть произведены в сроки,
не превышающие общего времени восстановления разру-
шенного участка железнодорожной или автодорожной
линии» С этой целью при проектировании тоннеля следу-
ет предусмотреть возможность подвоза техники и людеЦ
размещение запаса аварийных материалов, устройство
подъездных автодорог, а в необходимых случаях - уст-
ройство автодорог в обход тоннеля и перегрузочных
платформ в местах примыкания их к железной дороге.
7. ОСНАЩЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ
СЕЙСМОМЕТРИЧЕСКОЙ АППАРАТУРОЙ
7.1» Каждый транспортный горный тоннель длиной
более 500 м, расположенный в районе с расчетной сей-
смичностью 8 баллов и выше, должен быть оборудован
инженерно-сейсмометрической станцией для записи коле-
баний (смещений, скоростей, ускорений) элементов об-
делки и окружающего массива во время землетрясения»
7.2. В общем случае каждая инженерно-сейсмомет-
рическая станция должна иметь измерительный комплекс,
состоят!Л из сейсмопркемников, устанавливаемых на
элементах обделки и грунте,, регистрационный комплекс
для размещения регистрирующей в управляющей аппара-
туры и коммуникация для связи сейсмодриемников с
регистрирующими устройствами (осциллографами и тл.).
7.3. Общий порядок проектирования и установки
сейсмометрических приборов и оборудования на инженер-
но-сейсмометрических станциях регламентируется 9Инст-
рукцией по организации станций инженерно-сейсмометри-
ческой службы для регистрации колебаний зданий и соо-
ружений при землетрясениях* (Алма-Ата, 1970), разрабо-
танной Межведомственным Советом по сейсмологии и
сейсмостойкому строительству (МСССС) прн президиуме
АН СССР, и Техническим заданием на проектирование
сейсмометрических станций в строящихся транспортных
тоннелях, разработанным ЦНИИ Сом в 1974 г.
7.4. Каждая инженерно-сейсмометрическая станция
на тоннелях должна иметь, хак минимум, три измерительных
пункта - у портала, в тоннеле в над тоннелем в месте
наибольшей глубины заложения тоннеля.
Большее количество комплектов сейсмометрической
аппаратуры может быть запроектировано и установлено
в случае значительной длины тоннеля, пересекающего
напластования пород различной сейсмической жесткости,
при наличии действующих тектонических подвижек и в
других случаях на основании специального технико-эко-
номического и сейсмологического обоснования, проведен-
ного на стадии технического проекта.
7.5. Сейсмоприемники устанавливаются на рабочих
площадках, представляющих собой горизонтальные бе-
тонные постаменты, жестко прикрепляемые к обделке
(в случае фиксации колебаний обделки), или заглубля-
емые на 50-100 см в грунт (в случае фиксации колеба-
ний грунта).
7.6. Конструктивное оформление измерительных
пунктов должно обеспечивать надежное сочленение сейс-
моприемников с обделкой и грунтом, свободный доступ
к приборам для их монтажа и наладки, надежную защи-
ту аппаратуры от фильтрации воды и падения кусков
породы и обделки, а также соответствуюшиА тепловлаж-
ностный режим для нормальной работы аппаратуры*
7.7. Расходы на оснащение тоннелей сейсмометри-
ческой аппаратурой следует включать в сметную стон-
ИОСТЬ строительства.
7.8, Расходы на эксплуатанта сейсмометрической
Орпаратуры к содержанке обслуживающего персонала
станции следует включать ц смету расходов на эксплуа-
тацию тоннелей,
7.8. Эксплуатацию сейсмометрической аппаратуры в
тоннеле целесообразно осуществлять под надзором работ-
ников региональной инженерцо-сайсмометркческой станции
(службы).
Приложение I
КОЭФФИЦИЕНТЫ УСИЛИЙ в БЕТОННЫХ И ЛЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ОБДЕЛКАХ ТОННЕЛЕЙ КРУГОВОГО ОЧЕРТАНИЯ ПРИ
РАСПРОСТРАНЕНИИ ПРОДОЛЬНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ
1 с 0е О Е в 1000 кг/см. у = 0,4 Е = ЮООО кг/сн2 v =0,4 Е = 100000 кг/ом2 v « 0,35 Е = 200000 кг/см2 у » 0,25
к: К". . к; . к?__. л: к. к:
0 -0,560 -0,690 -0,560 -0,990 -0,054 -1,775 -0,005
30 -2,778 +7,501 0,260 4,508 Ч),022 0,405 -0,011 0,110
1,05 45 0,056 14,ЗЮ 0,040 Ю,П0 0,010 2,080 0,005 1,415
60 2,891 21,130 6,333 15,635 0,043 4,760 0,022 2,725
90 4,659 34,635 0,641 21,155 0,075 6,940 0,038 4,030
0 -8,716 1,505 -1,043 -0,565 -0,138 -1,160 -0,048 -1,010
30 -4,328 3,090 0,497 2,875 -0,040 0,505 -0,019 0,165
45 0,057 7,685 0,047 6,315 0,020 2,305 0,0Ю 1,350
1,10 60 4,445 12,280 0,592 9,705 0,09.1 4,150 0,040 2,530
90 8.832 16,870 1,133 D.I95 0,134 5,590 0,069 3,715
0 -7,230 -2,950 -1,622 -1,000 -0,167 -0,925 -0,077 -О.8Ю
30 -3,590 0,675 -0,788 1,410 -0,070 0,495 -0,031 0,220
1.2 45 0,059 4,265 0,052 3,825 0,029 1,900 0,017 1,245
60 3,703 7,875 0,890 6,240 0,123 3,340 0,075 2,275
Продолжение приложения I
R_ е* Е • 1000 кг/ом2 v .0,4 Е • ЮООО кг/см2 v «0,4 Е « ЮОООО кг/ом2 v .0,35 Е « 200000 кг/я* V «0,25
к; к; К? к: к; кй. . к:
90 7,349 П.4В0 1,728 8,655 0,221 4,765 0,114 3,305
0 -4,576 -2,730 -1,7В -1,395 -0,211 -0,820 -0,1С0 -0,710
30 -0,032 13,045 -0,828 0,770 -0,090 0,440 -0,038 0,230
1,3 45 0,059 3,115 0,054 2,885 0,031 1,690 0,022 1,175
60 2,377 6,035 0,939 5,000 0,154 2,945 0,084 2,1В
90 1,419 28,145 1,823 7,115 0,276 4,200 0,108 3,050
Приложение 2
СЕЙСМИЧЕСКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ПОРОД
(ГРУНТОВ)
Кате- гория пород по СНиП Степень крепости — - ~* ——“Г Породы (грунты) коэф^1 фици— ент кре- пости f Объемная масса Гп» «/м2 Скорость продоль- ной вол- “&>• Нормальные сейсмичес- кие напря- жения в во- .P«W 6» ,т/м2
I В вывшей степе- ни крепкие поро- ды Наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты и базальты. Исключитель- ные по крепости другие породы 20 2,8-3,0 5,6 125-134
п Очень крепкие породы Очень крепкие гранитовые породы, кварцевый порфир. Очень крепкий гранит. Кремнистый сланец. Самые крепкие песчаники и известняки 15 2,6-2,7 5,6 II6-I2I
в Крепкие породы Плотный гранит и гранитовые поро- ды. Очень крепкие песчаники и из- вестняки. Крпкий конгломерат. (Хань крепкие железные руды Ю 2,5-2,6 3,5-4,5 70-94
В-в То же Крепкие известняки. Некрепкий гранит, крепкие песчаники. Креп- кий мрамор. Доломит. Колчеданы 8 2,5 2,4-3,0 48-60
и Довольно крепкие породы Обыкновенный песчаник. Хелезные РУДН 6 2,4 2,0-2,6 38-50
П-в То же Песчанистые сланцы. Сланцевые песчаники 5 2.5 »
Лредоляедме правой) нл я 2
Кате- гории пор о; по СНиП Степень крепости Породы (грунты) Коэф- фици- ент кре- пости f Объемная масса р>.*Л»2 Скорость продоль- ной вол- ны Ср , км/с Нормальны? сейсмичес- кие напря- жения в по— . роде 2 .г/м .
У Средние породы Крепкий глинистый сланец. Некреп- кий песчаник и известняк. Мягкий конгломерат 4 2.8 1,5-2,3 34-52
У-а То не Разнообразные некрепкие сланцы. Плотный мергель. 3 2.5 I,4-1.9 28-38
У1 Довольно мягкие породы Мягкий сланец. Мягкий известняк. Мел, каменная соль, гипс, мерзлый грунт, антрацит, обыкновенный мер- гель, разрушенный песчаник, сцемен- тированная галька, каменистый грунт 2 2,4 1.3-2,I 25-40
У1-а То же Щебенистый грунт. Разрушенный сла- нец. Спекавшаяся галька и щебень. Отвердевшая глина.Крепкий каменный уголь 1.5 I,8-2,0 I.2-I.9 17-30
УП Мягкие породы Глина плотная. Средний каменный уголь. Крепкий нанос. Глинистый грунт 1.0 1.8 1,1-1,7 16-24
УП-а То же Легкая песчанистая глина, лесс, гравий. Мягкий уголь ( f =0,6-1,0) 0.8 1.6 I,1-1,6 14-19
УШ Землистые поро- ди Растительная земля, торф, легкий суглинок, сырой песок 0,6 1.5 — «В
Продолжение приложения 2
Кате- гория пород по СВиП Степень крепости Породы (грунты) коэф- фици- ент кре- пости f Объемная масса g'n.'/x2 Скорость продоль- ной вол- ны с,, км/о Нормальные сейсмичес- кие напря- жения в по- . Рода 2 <^п »»/Ц
П-Х Сыпучие и плы- вунные породы Пеоок-осыпи. Мелкий гравий. Насып* ная земля. Добытый уголь. Плывуны. Болотистый грунт. Раз- жиженный лесс и другие разжижен- ные грунты 0,1- 0,5 1,7 0,3-0,5 4-7
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ .................. 3
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ........... 4
2. РАЗМЕЩЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ. СЕЙСМИЧ-
НОСТЬ ТРАССЫ И КОНСТРУКЦИЙ
ТОННЕЛЕЙ .................... 6
4. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТ-
РУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ И МЕРОПРИЯ-
ТИЯ ......................... в
4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ
КОНСТРУКЦИЙ ................. 9
0. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ПОРТАЛОВ И ПРИПОРТАЛЬНЫХ ПОД-
ПОРНЫХ СТЕН ................ 17
6. СПЕЦИАЛЬНЫЙ НАДЗОР ПРИ СТРО-
ИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОН-
НЕЛЕЙ ....................... 20
7. ОСНАЩЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ СЕЙСМО-
МЕТРИЧЕСКОЙ АППАРАТУРОЙ .......21
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. КОЭФФИЦИЕНТЫ УСИЛИЙ В БЕТОН-
НЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОБДЕЛ-
КАХ ТОННЕЛЕЙ КРУГОВОГО ОЧЕРТА-
НИЯ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ПРО-
ДОЛЬНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ ...24
2. СЕЙСМИЧЕСКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ
РАЗЛИЧНЫХ ПОРОД (ГРУНТОВ) ... 28
Редактор ИА.Сумбатяы
Корректор О «Д «Сухова
Подл* к леч« |/У! 1-1875 г. Л 50182
Объем 1,0 п«л. Заказ №149. Тираж 285»кэ«
Ротаарнмт ЦНИИСа