RU238602U1

RU238602U1 - SUPPORT TUBING

Info

Publication number: RU238602U1
Application number: RU2025120878U
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Зиновьев; Егор Алексеевич Зиновьев; Егор Олегович Соколов; Олег Николаевич Мельников; Дмитрий Сергеевич Зайцев; Алексей Владимирович Исайкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Тюбинг Центролит" (ООО "ТЦЛ")
Filing date: 2025-07-29
Publication date: 2025-11-01

Abstract

Полезная модель относится к конструкции чугунных тюбинговых тоннельных обделок, применяемых для строительства подземных сооружений метрополитенов, железнодорожных и автодорожных тоннелей. Опорный тюбинг 1 для использования в тюбинговом кольце выполнен в виде объемной детали, сформированной центральной стенкой 2 и примыкающими к ней двумя боковыми стенками 3, 4. Центральная стенка 2 в сечении, параллельном боковым стенкам 3, 4, имеет форму ломаной линии и включает первый торцевой сегмент 5 и второй торцевой сегмент 6, между которыми располагаются смежные соединительный сегмент 7 и опорный сегмент 8. Технический результат - возможность формирования тюбингового кольца не круглой, в том числе «сплюснутой» формы, сокращение сроков строительства тоннеля, упрощение установки, крепления и выравнивания тюбингового кольца в створе тоннеля. The utility model relates to the design of cast-iron tubing tunnel linings used in the construction of underground structures for subways, railways, and highway tunnels. Support tubing 1 for use in a tubing ring is designed as a three-dimensional component formed by a central wall 2 and two adjacent side walls 3 and 4. Central wall 2, in a cross-section parallel to side walls 3 and 4, has the shape of a broken line and includes a first end segment 5 and a second end segment 6, between which are located adjacent connecting segment 7 and support segment 8. The technical result is the ability to form a tubing ring of a non-circular shape, including a "flattened" shape, reducing tunnel construction time, and simplifying the installation, fastening, and alignment of the tubing ring in the tunnel alignment.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe field of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к области крепления выработок при строительстве подземных сооружений, в частности к конструкции чугунных тюбинговых тоннельных обделок, применяемых для строительства подземных сооружений метрополитенов, железнодорожных и автодорожных тоннелей.The utility model relates to the field of supporting workings during the construction of underground structures, in particular to the design of cast iron tubing tunnel linings used for the construction of underground structures of subways, railway and road tunnels.

Уровень техникиState of the art

Известны чугунные обделки больших поперечных сечений (шириной более 9,7 м) овальной или условно круглой формы, собираемые из тюбингов, предназначенных для чугунных обделок малого диаметра, с установкой между такими тюбингами чугунных прокладок для увеличения размера поперечного сечения. Такой конструкции тюбинговой обделки присущи недостатки, заключающиеся в сложности монтажных работ, а также увеличенной податливости стыков элементов обделки и невозможности осуществить поворот одного смежного кольца относительно другого, т.е. обеспечить перевязку колец, что уменьшает несущую способность и увеличивает возможность деформации всего сооружения.Cast iron linings with large cross-sections (over 9.7 m wide) are known to be oval or roughly circular in shape. They are assembled from tubing designed for small-diameter cast iron linings, with cast iron spacers installed between the tubings to increase the cross-sectional size. This tubing lining design has disadvantages, including complex installation, increased flexibility at the joints of the lining elements, and the inability to rotate one adjacent ring relative to another, i.e., to ensure ring overlap, which reduces the load-bearing capacity and increases the risk of deformation of the entire structure.

Крепь тюбинговая саморазгружающаяся горной выработки согласно патенту RU 155903 включает обделку, состоящую из тюбингов, соединенных между собой и снабженных проходным сечением. Каждый тюбинг выполнен в виде дуги цилиндра, снабженной параллельными и радиальными бортами, образующими пустотелый короб, причем все борта снабжены болтовыми отверстиями, а концевая часть внутренней поверхности всех бортов, обращенная к выработке, выполнена по радиусу. Внутренняя полость короба может быть разделена не менее чем одним вертикальным ребром жесткости и не менее чем одним горизонтальным ребром жесткости, разделяющих короб на отдельные секции. Концевые части ребер жесткости, обращенные к выработке, выполнены в виде рассекателей, а в углах короба и каждой секции выполнены приливы, снабженные отверстиями для возможности закрепления предохраняющей сетки, перекрывающей пространство как короба, так и секций. Такой тюбинг, соответственно и крепь тюбинговая, обладает высокой прочностью, позволяет удерживать породный массив в затюбинговом пространстве, обеспечивает свободный проход породной массы с выраженной пластичностью и ползучестью во внутреннее пространство горной выработки, где ее можно легко убрать и транспортировать на поверхность, а также удобен в эксплуатации при замене предохраняющего элемента.A self-unloading tubing support for a mine working, according to patent RU 155903, comprises a lining consisting of interconnected tubings with a flow cross-section. Each tubing is shaped like a cylindrical arc, equipped with parallel and radial sides, forming a hollow box. All sides are provided with bolt holes, and the ends of the inner surfaces of all sides, facing the working, are radially formed. The internal cavity of the box can be divided by at least one vertical stiffener and at least one horizontal stiffener, dividing the box into separate sections. The ends of the stiffeners facing the working are designed as dividers, and the corners of the box and each section are provided with bosses equipped with openings for attaching a protective mesh covering the space of both the box and the sections. This type of tubing, and consequently the tubing support, is highly durable, allows for the rock mass to be retained in the space behind the tubing, ensures the free passage of rock mass with pronounced plasticity and creep into the interior of the mine workings, where it can be easily removed and transported to the surface, and is also easy to operate when replacing the protective element.

Тюбинговая крепь согласно патенту RU 160983 содержит круговую чугунную обделку тоннеля, собранную из ряда соединенных между собой тюбингов, выполненных каждый в виде цилиндрического сегмента с внутренними круговыми и радиальными оконтуривающими бортами и гладкой снаружи спинкой. На внутренней поверхности спинки выполнены круговые ребра жесткости и дополнительно вертикальные ребра жесткости, образующие совместно с круговыми ребрами кессоны прямоугольного контура. На центральном вертикальном ребре жесткости ниже уровня горизонтальной оси тюбинга в цилиндрическом приливе образовано тампонажное отверстие большого диаметра. Толщина стенки спинки в местах расположения радиальных бортов тюбинга превышает толщину ее гладкой части, расположенной по центру каждого кессона. В местах крепления тюбингов между собой по круговым бортам последние выполнены с утолщением их полок в зависимости от величины действующего по наружному контуру тюбинга заданного гидростатического давления. Использование такой тюбинговой крепи для создания подземных сооружений метрополитенов позволяет повысить несущую способность конструкции круговой чугунной обделки, улучшить технологичность изготовления тюбингов при литье и обеспечить равнопрочность всех элементов конструкции тюбинговой обделки.According to patent RU 160983, the tunnel lining system comprises a circular cast-iron tunnel lining assembled from a series of interconnected tubings, each constructed as a cylindrical segment with internal circular and radial contouring sides and a smooth external back. The inner surface of the backing is provided with circular stiffening ribs and additional vertical stiffening ribs, which, together with the circular ribs, form rectangular caissons. A large-diameter grouting hole is formed in the cylindrical boss on the central vertical stiffening rib below the horizontal axis of the tubing. The thickness of the backing wall where the radial tubing sides are located exceeds the thickness of its smooth portion, located in the center of each caisson. Where the tubings are attached to each other along the circular sides, the latter are designed with thicker flanges depending on the magnitude of the specified hydrostatic pressure acting along the outer contour of the tubing. The use of such tubing support for the construction of underground subway structures allows for an increase in the load-bearing capacity of the circular cast iron lining structure, improved manufacturing technology for tubing casting, and the uniform strength of all elements of the tubing lining structure.

Из патента RU 2436959 известно тюбинговое кольцо для крепления вертикальных стволов горных выработок, состоящее из ряда металлических тюбингов, выполненных в виде цилиндрических сегментов, соединенных между собой через уплотнительные вертикальные прокладки и отверстия по вертикальным бортам болтовыми соединениями с гидроизоляционными и прижимными шайбами. На наружной поверхности спинки каждого сегмента выполнены наружные круговые и вертикальные усилительные ребра, а на внутренней поверхности – внутренние круговые ребра жесткости, образующие внутренние кессоны. В верхнем кессоне каждого тюбинга по центральной оси выполнено тампонажное отверстие с усилением под резьбовую пробку-заглушку. В нижнем ребре указанного кессона выполнены две пары такелажных отверстий, равноудаленных от вертикальной оси симметрии тюбинга, в нижнем горизонтальном борту которого в треугольном приливе выполнено соосно с тампонажным наклонное заливочное отверстие. В тампонажном и заливочном отверстиях установлены в рабочем положении резьбовые пробки-заглушки. Благодаря этому повышается быстрота и надежность собираемости крепи, прочность в условиях больших горных давлений.Patent RU 2436959 describes a tubing ring for supporting vertical shafts in mines. The ring consists of a series of metal tubings, each shaped as cylindrical segments, interconnected by vertical sealing gaskets and openings along the vertical sides, using bolted connections with waterproofing and pressure washers. The outer surface of the back of each segment is provided with external circular and vertical reinforcing ribs, while the inner surface is provided with internal circular stiffening ribs, forming internal caissons. A reinforced plug hole for a threaded plug is provided along the central axis of the upper caisson of each tubing. Two pairs of rigging holes are provided in the lower edge of the caisson, equidistant from the tubing's vertical axis of symmetry. An inclined filler hole is provided in the lower horizontal side of the caisson, coaxial with the plug hole, in a triangular boss. Threaded plugs are installed in the cementing and filling holes. This improves the speed and reliability of the lining assembly, as well as its strength under high rock pressures.

Из патента RU 2673830 известно тюбинговое кольцо, состоящее из соединенных между собой нормальных, смежных и ключевого тюбингов, причем каждый из тюбингов выполнен в виде литого чугунного сегмента с гладкой снаружи спинкой и замкнутыми по контуру кольцевыми и радиальными бортами. Нормальные тюбинги, расположенные в нижней части обделки, выполнены облегченной конструкции за счет уменьшения толщины их спинки и бортов, и во всех тюбингах, кроме ключевого, выполнены внутренние радиальные ребра жесткости в количестве одного и более рядов с возможностью обеспечения заданной несущей способности и жесткости тюбинга при минимизации его веса. Технический результат заключается в увеличении несущей способности и жесткости сооружения в целом путем обеспечения равнопрочности тюбингового кольца, возможности перевязки тюбинговых колец и увеличения жесткости стыков тюбингов в кольце.Patent RU 2673830 describes a tubing ring consisting of interconnected normal, adjacent, and key tubings, each tubing being a cast iron segment with a smooth back and closed annular and radial sides. The normal tubings, located in the lower part of the lining, are lightweight due to the reduced thickness of their backs and sides, and all tubings, except the key tubing, are equipped with one or more rows of internal radial stiffeners, ensuring the specified load-bearing capacity and rigidity of the tubing while minimizing its weight. The technical result consists of increasing the load-bearing capacity and rigidity of the structure as a whole by ensuring uniform strength of the tubing ring, the ability to tie tubing rings, and increasing the rigidity of the tubing joints within the ring.

Упомянутые выше и другие известные тюбинги и тюбинговые кольца, или тюбинговые крепи, характеризуются тем, что тюбинги имеют форму с гладкой снаружи спинкой и замкнутыми по контуру кольцевыми и радиальными бортами. Будучи технологически удобными в изготовлении, такие тюбинги предназначены для формирования тюбингового кольца по сути буквально в форме кольца или форме, близкой к кольцевой (круглой), в котором верхний свод по форме, в частности, среднему радиусу закругления, близок к форме (среднему радиусу закругления) нижнего свода, также называемого обратным сводом. Но такая форма тюбингового кольца требует достаточно много времени на выработку по крайней мере нижней части створа тоннеля под обратный свод кольцевой формы, армирование, монтаж опалубки и бетонирование опор крепления тюбингового кольца. Требуется принимать определенные меры для надежного соединения тюбингового кольца со створом тоннеля и выравнивания тюбинговых колец друг относительно друга для формирования тоннеля, что также существенно увеличивает время, требуемое на сооружение тоннеля.The aforementioned and other well-known tubings and tubing rings, or tubing supports, are characterized by a smooth-sided back and closed-loop annular and radial sides. While technologically convenient to manufacture, such tubings are designed to form a tubing ring essentially in the shape of a ring or a shape close to annular (circular), in which the upper arch is similar in shape, particularly in its average radius of curvature, to the lower arch, also known as the reverse arch. However, this type of tubing ring requires considerable time for the production of at least the lower portion of the tunnel lining for the reverse arch, reinforcement, formwork installation, and concreting of the tubing ring supports. Certain measures must be taken to securely connect the tubing ring to the tunnel face and align the tubing rings relative to each other to form the tunnel, which also significantly increases the time required to construct the tunnel.

Уменьшение радиуса верхнего и/или обратного свода для целей снижения временных затрат на выработку соответственно верхней и/или нижней части створа тоннеля ограничено минимально допустимыми размерами тюбингового кольца, а формировать тюбинговое кольцо не круглой, в том числе «сплюснутой» формы, например, в форме «мяча для регби» или форме, в которой по крайней мере обратный свод имеет существенно больший средний радиус закругления, чем таковой верхнего свода, известные тюбинги просто не позволяют в силу своей конструкции.Reducing the radius of the upper and/or reverse arch for the purpose of reducing the time spent on the development of the upper and/or lower part of the tunnel, respectively, is limited by the minimum permissible dimensions of the tubing ring, and the formation of a tubing ring of a non-circular shape, including a “flattened” shape, for example, in the shape of a “rugby ball” or a shape in which at least the reverse arch has a significantly larger average radius of curvature than that of the upper arch, is simply not allowed by known tubings due to their design.

Таким образом, существует необходимость разработки нового тюбинга, конструкция которого позволяла бы формировать тюбинговое кольцо не круглой, в том числе «сплюснутой» формы, в которой соединение верхнего и обратного сводов выполнено с «изломом», и при этом обеспечивала бы более простые и надежные установку и крепление тюбингового кольца в створе тоннеля.Therefore, there is a need to develop a new tubing system, the design of which would allow the formation of a tubing ring of a non-circular shape, including a “flattened” shape, in which the connection of the upper and reverse arches is made with a “break”, and at the same time would ensure simpler and more reliable installation and fastening of the tubing ring in the tunnel alignment.

Раскрытие сущности полезной модельDisclosure of the essence of the utility model

Авторами настоящей полезной модели решалась техническая задача расширения арсенала средств аналогичного назначения, в частности, задача разработки принципиально нового тюбинга, обладающего конструкцией, обеспечивающей формирование тюбингового кольца не круглой, в том числе «сплюснутой» формы, так что соединение верхнего и обратного сводов выполнено с «изломом», и при этом обеспечивал бы более простые и надежные установку и крепление тюбингового кольца в тоннеле.The authors of this utility model solved the technical problem of expanding the arsenal of means for a similar purpose, in particular, the problem of developing a fundamentally new tubing, possessing a design that ensures the formation of a tubing ring of a non-circular, including a "flattened" shape, so that the connection of the upper and reverse arches is made with a "break", and at the same time would ensure simpler and more reliable installation and fastening of the tubing ring in the tunnel.

Техническим результатом, достигаемым настоящей полезной моделью, является реализация ее назначения, причем таким образом, что использование заявленного тюбинга дает возможность формирования тюбингового кольца не круглой, в том числе «сплюснутой» формы, как следствие – обеспечение сокращения сроков строительства тоннеля, упрощение установки и крепления тюбингового кольца в створе тоннеля за счет использования заявленного опорного тюбинга в тюбинговом кольце.The technical result achieved by this utility model is the implementation of its purpose, and in such a way that the use of the claimed tubing makes it possible to form a tubing ring of a non-circular shape, including a “flattened” shape, as a consequence - ensuring a reduction in the construction time of the tunnel, simplifying the installation and fastening of the tubing ring in the tunnel alignment due to the use of the claimed support tubing in the tubing ring.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что предлагается опорный тюбинг для использования в тюбинговом кольце, выполненный в виде объемной детали, сформированной центральной стенкой и примыкающими к ней двумя боковыми стенками. При этом в отличие от всех известных аналогов, центральная стенка выполняется не в виде гладкой снаружи спинки, а в своем сечении, параллельном боковым стенкам, имеет форму ломаной линии и включает первый торцевой сегмент и второй торцевой сегмент, между которыми располагаются смежные соединительный сегмент и опорный сегмент.The stated problem is solved, and the stated technical result is achieved by proposing a support tubing for use in a tubing ring. It is constructed as a three-dimensional component consisting of a central wall and two adjacent side walls. Unlike all known analogs, the central wall is not designed as a smooth back, but rather, its cross-section, parallel to the side walls, is shaped like a broken line and includes a first end segment and a second end segment, between which are adjacent connecting and support segments.

Такой опорный тюбинг может использоваться в составе тюбингового кольца как промежуточный, соединительный тюбинг между крайними тюбингами верхнего свода и соответствующими им крайними тюбингами обратного свода, что, в свою очередь, дает возможность легко и без появления ослабленных участков формировать тюбинговое кольцо, в котором средние радиусы закругления верхнего свода и обратного свода сильно различаются, либо тюбинговое кольцо в форме «мяча для регби», либо другой близкой к указанным формы. Наличие опорного сегмента на центральной стенке заявленного опорного тюбинга дает возможность устанавливать его, а значит, и все тюбинговое кольцо на предназначенные именно для них опоры, что позволяет перераспределить нагрузку на нижнюю часть створа тоннеля, оказываемую на нее обратным сводом, затрачивать меньше времени на установку всего тюбингового кольца, а также выравнивание и соединение соседних тюбинговых колец при формировании тоннеля.This support tubing can be used as part of a tubing ring as an intermediate, connecting tubing between the outer tubings of the upper vault and the corresponding outer tubings of the reverse vault. This, in turn, allows for the easy and seamless formation of a tubing ring in which the average curvature radii of the upper vault and reverse vault differ significantly, or a tubing ring shaped like a "rugby ball," or another similar shape. The presence of a support segment on the central wall of this support tubing allows for its installation, and therefore the entire tubing ring, to be mounted on specifically designed supports. This redistributes the load exerted by the reverse vault on the lower portion of the tunnel, reducing the time required to install the entire tubing ring, as well as align and connect adjacent tubing rings during tunnel formation.

Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается также в некоторых описанных ниже вариантах исполнения заявленного опорного тюбинга, которыми, однако, настоящая полезная модель не ограничивается.The stated problem is solved, and the specified technical result is also achieved in some of the below-described embodiments of the claimed support tubing, to which, however, the present utility model is not limited.

В частности, угол между соединительным сегментом и опорным сегментом может составлять от 30 до 150°. При меньших значениях указанного угла резко повышается нагрузка на центральную стенку и опорный тюбинг в целом, так что приходится принимать меры по его укреплению, в частности, выполнять стенки более толстыми, что влечет за собой увеличение веса опорного тюбинга и, соответственно, повышение нагрузки на створ тоннеля. При больших значениях указанного угла опорный тюбинг по форме все больше похож на известный тюбинг с гладкой спинкой, из-за чего становится сложно или даже невозможно формирование тюбингового кольца не круглой, в том числе «сплюснутой» формы, а значит, теряются преимущества такого опорного тюбинга.Specifically, the angle between the connecting segment and the support segment can range from 30 to 150°. At smaller angles, the load on the central wall and the support tubing as a whole increases sharply, necessitating measures to strengthen it, such as thicker walls. This increases the weight of the support tubing and, consequently, the load on the tunnel wall. At larger angles, the support tubing increasingly resembles a conventional smooth-backed tubing, making it difficult or even impossible to form a non-circular, even flattened, tubing ring. Consequently, the advantages of this type of support tubing are lost.

В предпочтительном варианте исполнения заявленного опорного тюбинга он содержит первые отверстия, выполненные в боковых стенках, и вторые отверстия, выполненные в первом торцевом сегменте и втором торцевом сегменте, для обеспечения простого и вместе с тем надежного соединения с прилегающими к нему тюбингами верхнего свода и обратного свода.In a preferred embodiment of the claimed support tubing, it comprises first openings made in the side walls and second openings made in the first end segment and the second end segment to ensure a simple and at the same time reliable connection with the adjacent tubings of the upper arch and the reverse arch.

Кроме того, в соединительном сегменте и/или опорном сегменте могут быть выполнены тампонажные отверстия, через которые после установки тюбингового кольца в тоннеле можно вводить жидкий бетон или другое подходящее вещество в затюбинговое пространство для заполнения пустот и, соответственно, повышения надежности крепления опорного тюбинга и тюбингового кольца в целом к грунту створа тоннеля.In addition, plugging holes may be made in the connecting segment and/or the supporting segment, through which, after the installation of the tubing ring in the tunnel, liquid concrete or another suitable substance may be introduced into the space behind the tubing to fill the voids and, accordingly, increase the reliability of fastening the supporting tubing and the tubing ring as a whole to the ground of the tunnel alignment.

Еще в одном предпочтительном варианте исполнения опорный тюбинг может содержать по меньшей мере одно ребро жесткости, проходящее между боковыми стенками и соединяющее соединительный сегмент и опорный сегмент, что увеличивает прочность опорного тюбинга, позволяя еще больше перенести на него нагрузку, тем самым снижая нагрузку, оказываемую на створ тоннеля обратным сводом. Альтернативно, но для тех же целей, опорный тюбинг может содержать по меньшей мере одно ребро жесткости, проходящее между боковыми стенками поперечно им.In another preferred embodiment, the support tubing may comprise at least one stiffening rib extending between the side walls and connecting the connecting segment and the support segment. This increases the strength of the support tubing, allowing it to bear even more load, thereby reducing the load exerted on the tunnel wall by the inverted vault. Alternatively, but for the same purposes, the support tubing may comprise at least one stiffening rib extending transversely between the side walls.

Далее полезная модель и некоторые варианты ее исполнения, которыми полезная модель не ограничивается, более подробно поясняются со ссылками на приложенные фигуры.Below, the utility model and some variants of its implementation, to which the utility model is not limited, are explained in more detail with references to the attached figures.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

На фиг. 1 приведен схематичный трехмерный вид опорного тюбинга.Fig. 1 shows a schematic three-dimensional view of the support tubing.

На фиг. 2 приведен схематичный вид продольного сечения варианта опорного тюбинга.Fig. 2 shows a schematic view of the longitudinal section of a variant of the support tubing.

На фиг. 3 приведен схематичный трехмерный вид еще одного варианта исполнения опорного тюбинга.Fig. 3 shows a schematic three-dimensional view of another embodiment of a support tubing.

На фиг. 4 схематично показано тюбинговое кольцо, содержащее опорный тюбинг.Fig. 4 shows a schematic view of a tubing ring containing a support tubing.

На фиг. 5 схематично показана увеличенная часть тюбингового кольца в области примыкания тюбингов верхнего свода и обратного свода к опорному тюбингу.Fig. 5 schematically shows an enlarged portion of the tubing ring in the area where the tubing of the upper arch and the reverse arch adjoins the support tubing.

Позициями на фигурах отмечены следующие элементы:The following elements are marked with positions on the figures:

1 – опорный тюбинг;1 – support tubing;

2 – центральная стенка;2 – central wall;

3 – боковая стенка;3 – side wall;

4 – боковая стенка;4 – side wall;

5 – первый торцевой сегмент;5 – first end segment;

6 – второй торцевой сегмент;6 – second end segment;

7 – соединительный сегмент;7 – connecting segment;

8 – опорный сегмент;8 – supporting segment;

9 – первое отверстие;9 – first hole;

10 – второе отверстие;10 – second hole;

11 – тампонажное отверстие;11 – plug hole;

12 – ребро жесткости;12 – stiffener;

13 – тюбинг верхнего свода;13 – upper arch tubing;

14 – тюбинг обратного свода;14 – reverse arch tubing;

α – угол между соединительным сегментом и опорным сегментом.α – angle between the connecting segment and the supporting segment.

Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model

В общем случае заявленный опорный тюбинг 1 для использования в тюбинговом кольце выполнен в виде объемной детали, сформированной центральной стенкой 2 и примыкающими к ней двумя боковыми стенками 3, 4. При этом в отличие от всех известных тюбингов, центральная стенка 2 состоит не из трех, а из четырех сегментов, включая первый торцевой сегмент 5 и второй торцевой сегмент 6, между которыми располагаются смежные соединительный сегмент 7 и опорный сегмент 8, так что в сечении, параллельном боковым стенкам 3, 4, центральная стенка 2 имеет форму ломаной линии, состоящей из четырех отрезков, как показано на фиг. 2.In the general case, the claimed support tubing 1 for use in a tubing ring is made in the form of a three-dimensional part formed by a central wall 2 and two side walls 3, 4 adjacent to it. In this case, unlike all known tubings, the central wall 2 consists not of three, but of four segments, including a first end segment 5 and a second end segment 6, between which an adjacent connecting segment 7 and a support segment 8 are located, so that in a section parallel to the side walls 3, 4, the central wall 2 has the form of a broken line consisting of four segments, as shown in Fig. 2.

Угол α между соединительным сегментом 7 и опорным сегментом 8 выбирается для удовлетворения ряда условий, прежде всего следующих:The angle α between the connecting segment 7 and the supporting segment 8 is selected to satisfy a number of conditions, primarily the following:

обеспечение возможности формирования тюбингового кольца не круглой, в том числе «сплюснутой» формы, пример которого приведен на фиг. 4, согласно которому средние радиусы закругления верхнего свода и обратного свода существенно различаются;providing the possibility of forming a tubing ring of a non-circular shape, including a “flattened” shape, an example of which is shown in Fig. 4, according to which the average radii of curvature of the upper arch and the reverse arch differ significantly;

исключение существенного увеличения размеров и массы опорного тюбинга 1 и тюбингового кольца в целом, что пришлось бы сделать при слишком малых углах α для сохранения прочностных характеристик опорного тюбинга 1.eliminating a significant increase in the dimensions and weight of the support tubing 1 and the tubing ring as a whole, which would have to be done with too small angles α to maintain the strength characteristics of the support tubing 1.

Как было установлено авторами, угол α может быть тупым (фиг. 1), острым (фиг. 2) или близким к нормальному (фиг. 3), но, предпочтительно, лежит в диапазоне от 30 до 150°.As established by the authors, the angle α can be obtuse (Fig. 1), acute (Fig. 2) or close to normal (Fig. 3), but preferably lies in the range from 30 to 150°.

Специалисту будет понятно, что взаимное расположение торцевых сегментов 5, 6 будет зависеть от угла α и средних радиусов закругления верхнего свода и обратного свода.A specialist will understand that the relative position of the end segments 5, 6 will depend on the angle α and the average radii of curvature of the upper arch and the reverse arch.

Тюбинги верхнего свода и тюбинги обратного свода могут быть любыми известными тюбингами, включая те, которые упомянуты в разделе описания уровня техники. Чтобы добиться не круглой, в том числе «сплюснутой» формы тюбингового кольца, которая дает описанные выше преимущества над известными тюбинговыми кольцами, могут использоваться, например, тюбинги серии 135 (тюбинги для формирования тюбингового кольца с примерным диаметром 13500 мм) для верхнего свода и тюбинги серии 235 (тюбинги для формирования тюбингового кольца примерным с диаметром 23500 мм) для обратного свода, раскрытые в патенте РФ RU 2673830. Такие тюбинги каждой серии обычно включают в себя нормальные, смежные и ключевые тюбинги, хотя специалисту будет понятно, что могут использоваться большее или меньшее количество подтипов тюбингов в составе верхнего и/или обратного сводов. Типы тюбингов и их количество в составе верхнего и обратного сводов не являются предметом настоящей полезной модели и поэтому не требуют дополнительных пояснений.The upper vault tubing and the reverse vault tubing may be any known tubing, including those mentioned in the prior art description section. To achieve a non-circular, including "flattened," shape of the tubing ring, which provides the above-described advantages over known tubing rings, for example, series 135 tubing (tubing for forming a tubing ring with an approximate diameter of 13,500 mm) for the upper vault and series 235 tubing (tubing for forming a tubing ring with an approximate diameter of 23,500 mm) for the reverse vault, disclosed in Russian Patent RU 2673830, may be used. Such tubing of each series typically includes normal, adjacent, and key tubing, although one skilled in the art will understand that a greater or lesser number of tubing subtypes may be used within the upper and/or reverse vault. The types of tubing and their number in the upper and reverse vaults are not the subject of this utility model and therefore do not require additional explanations.

Также специалисту будет понятно, что верхний и обратный своды могут формироваться тюбингами одной серии, например, только серии 135 или только серии 235. В этом случае все равно можно достичь не круглой, в том числе «сплюснутой» формы, в частности формы «мяча для регби», т.е. симметричной формы, в которой средние радиусы закругления верхнего свода и обратного свода совпадают или слабо отличаются, но соединение указанных сводов выполнено не гладким, как в известных тюбинговых кольцах, а с «изломом», в частности благодаря именно опорным тюбингам 1.A specialist will also understand that the upper and lower vaults can be formed using tubing of the same series, for example, only the 135 series or only the 235 series. In this case, it is still possible to achieve a non-circular shape, including a "flattened" shape, in particular a "rugby ball" shape—i.e., a symmetrical shape in which the average radii of curvature of the upper vault and lower vault are the same or slightly different, but the connection between these vaults is not smooth, as in conventional tubing rings, but rather with a "kink," in part due to the support tubing 1.

В боковых стенках 3, 4 могут быть выполнены первые отверстия 9 для соединения между собой соседних тюбинговых колец, а в первом торцевом сегменте 5 и втором торцевом сегменте 6 могут быть выполнены вторые отверстия 10 для соединения опорного тюбинга 1 со смежными ему тюбингом 13 верхнего свода тюбингового кольца и тюбингом 14 обратного свода тюбингового кольца. Такое соединение можно обеспечить посредством болтов и гаек либо других вариантов, известных специалисту.In the side walls 3, 4, first openings 9 may be made for connecting adjacent tubing rings together, and in the first end segment 5 and the second end segment 6, second openings 10 may be made for connecting the support tubing 1 with the adjacent tubing 13 of the upper arch of the tubing ring and the tubing 14 of the reverse arch of the tubing ring. Such a connection may be achieved by means of bolts and nuts or other options known to those skilled in the art.

Также в соединительном сегменте 7 и/или опорном сегменте 8 могут быть выполнены тампонажные отверстия 11, предназначенные для введения жидкого бетона или другого подходящего материала (вещества) в затюбинговое пространство с целью заполнения пустот между тюбинговым кольцом и грунтом створа тоннеля и, соответственно, повышения надежности крепления опорного тюбинга 1 и тюбингового кольца в целом к грунту створа тоннеля.Also, in the connecting segment 7 and/or the supporting segment 8, plugging holes 11 can be made, intended for introducing liquid concrete or another suitable material (substance) into the space behind the tubing in order to fill the voids between the tubing ring and the soil of the tunnel alignment and, accordingly, to increase the reliability of fastening the supporting tubing 1 and the tubing ring as a whole to the soil of the tunnel alignment.

Для повышения прочности опорного тюбинга 1, особенно при углах α, близких к граничным из указанного выше предпочтительного диапазона углов, опорный тюбинг 1 может содержать по меньшей мере одно ребро 12 жесткости, проходящее между боковыми стенками 3, 4 и соединяющее соединительный сегмент 7 и опорный сегмент 8, как показано на фиг. 1, 2. Альтернативно этому, по меньшей мере одно ребро 12 жесткости может проходить между боковыми стенками 3, 4 поперечно им, как показано на фиг. 3. Выбор наиболее подходящего варианта прохождения ребер 12 жесткости и их количества будет понятен специалисту с учетом формы и размеров опорного тюбинга 1, в частности, угла α, длины соединительного сегмента 7 и опорного сегмента 8, толщины стенок опорного тюбинга 1 и т.п.In order to increase the strength of the support tubing 1, especially at angles α close to the limiting ones from the above-mentioned preferred range of angles, the support tubing 1 may comprise at least one stiffening rib 12 extending between the side walls 3, 4 and connecting the connecting segment 7 and the supporting segment 8, as shown in Fig. 1, 2. Alternatively, at least one stiffening rib 12 may extend between the side walls 3, 4 transversely to them, as shown in Fig. 3. The selection of the most suitable variant of the passage of the stiffening ribs 12 and their number will be clear to a specialist, taking into account the shape and dimensions of the support tubing 1, in particular, the angle α, the length of the connecting segment 7 and the supporting segment 8, the thickness of the walls of the support tubing 1, etc.

Тюбинговое кольцо собирается из тюбингов 13 верхнего свода и тюбингов 14 обратного свода, причем крайние тюбинги указанных сводов соединяются посредством опорных тюбингов 1, как показано на фиг. 4, 5.The tubing ring is assembled from tubings 13 of the upper arch and tubings 14 of the reverse arch, whereby the outer tubings of the said arches are connected by means of support tubings 1, as shown in Fig. 4, 5.

Наличие в опорном тюбинге 1 опорного сегмента 8 позволяет заметно быстрее и более точно устанавливать тюбинговое кольцо в створе тоннеля, повышает удобство центрирования смежных тюбинговых колец, дает возможность перераспределять нагрузку, оказываемую на грунт обратным сводом тюбингового кольца.The presence of a support segment 8 in the supporting tubing 1 allows for a noticeably faster and more accurate installation of the tubing ring in the tunnel alignment, increases the convenience of centering adjacent tubing rings, and makes it possible to redistribute the load exerted on the ground by the reverse arch of the tubing ring.

Таким образом, заявленный опорный тюбинг позволяет формировать тюбинговое кольцо не круглой, в том числе «сплюснутой» формы, сократить сроки строительства тоннеля, упростить установку, крепление и выравнивание тюбингового кольца в створе тоннеля.Thus, the declared support tubing allows the formation of a tubing ring of a non-circular shape, including a “flattened” shape, to reduce the time of tunnel construction, to simplify the installation, fastening and alignment of the tubing ring in the tunnel alignment.

Claims

1. A support tubing (1) for use in a tubing ring, made in the form of a three-dimensional part formed by a central wall (2) and two side walls (3, 4) adjacent to it, characterized in that the central wall (2) in a section parallel to the side walls (3, 4) has the form of a broken line and includes a first end segment (5) and a second end segment (6), between which an adjacent connecting segment (7) and a support segment (8) are located.

2. The support tubing (1) according to claim 1, characterized in that the angle α between the connecting segment (7) and the support segment (8) is from 30 to 150°.

3. The support tubing (1) according to claim 1, characterized in that first openings (9) are made in the side walls (3, 4), and second openings (10) are made in the first end segment (5) and the second end segment (6).

4. The support tubing (1) according to claim 1, characterized in that plugging holes (11) are made in the connecting segment (7) and/or the support segment (8).

5. The support tubing (1) according to claim 1, characterized in that it contains at least one stiffening rib (12) passing between the side walls (3, 4) and connecting the connecting segment (7) and the support segment (8).

6. The support tubing (1) according to claim 1, characterized in that it contains at least one stiffening rib (12) passing between the side walls (3, 4) transversely to them.