Виды разрушения тоннелей

08.02.2017

Характер проявления аварий при эксплуатации тоннелей определяется следующими факторами: данной тоннеля, местом расположения (перевальный или мысовый тоннель), глубиной заложения, инженерно-геологическими условиями, размерами и формой его поперечного сечения, конструкцией обделки, наличием смежных выработок.

В зависимости от степени наносимых убытков и размеров разрушений аварийные ситуации делятся на локальные и глобальные. Аварии считают локальными, если они влекут за собой разрушения тоннелей только на ограниченном участке и последствия их могут быть быстро ликвидированы. Глобальными являются аварии, которые охватывают все тоннельное сооружение и приводят к прекращению его функционирования на длительное время. Например, землетрясения, наводнения, пожары, взрывы и другие ситуации, которые, как правило, связаны с травматизмом и гибелью людей.

По объему и местоположению разрушения тоннельных сооружений могут быть общими, частичными и местными. Обычно разрушаются отдельные участки тоннеля, расположенные у порталов, или, реже, внутри тоннеля. Разрушения тоннельных обделок, как полные, так и частичные (т.е. с сохранением отдельных элементов обделки), обычно сопровождаются образованием завалов нагромождений обрушившегося грунта, обломков обделки, погребенного в них оборудования или транспортных средств, полностью или частично заполняющих участок тоннеля. Пространство, заполняемое ранее в массиве обрушившимся грунтом, называют вывалом, а свод — вывал-куполом.

Различают завалы глухие, полностью перекрывающие тоннель, завалы с отрывом, не полностью перекрывающие сечение, и завалы переходного типа (рис. 12.1). Глухие завалы могут быть полными, распространяющимися до земной поверхности, и неполными, имеющими купол вывала. Куполом (или полостью) вывала называют пространство, ранее занимаемое обрушившимся грунтом. Купол может иметь различную форму и различную степень устойчивости в зависимости как от физико-механических свойств грунта, так и от структурного строения массива.



В скальных слаботрещиноватых грунтах обычно наблюдается устойчивый купол. После оборки отслоившихся кусков в дальнейшем обрушения не происходит. В трещиноватых скальных грунтах часто наблюдается временная стабилизация вывала с последующим обрушением за счет нарушения равновесного состояния из-зa выпадения отдельных кусков. В слабых фунтах в результате обрушения создается неустойчивая стабилизация купола, которая грозит дальнейшими обрушениями больших объемов грунта. В этом случае восстановительные работы связаны с большой вероятностью новых обрушений.

При землетрясениях высокой интенсивности (более 6 баллов по шкале MKS) возможны просадки конструкций в сбросовых зонах и лаже (в отдельных случаях) взаимное смешение осей тоннеля на смежных участках трассы (главным образом, портальных участков и участков в зонах тектонических разломов).