Segmentové ostění tunelů ražených mechanizovanými štíty

Abstract

Současným trendem výstavby v podzemí je tunelování pomocí plnoprofilových tunelovacích strojů. Mechanizované tunelování umožňuje stavbu liniových podzemních staveb v případě velmi nízkého nadloží, v nestabilních horninách i pod hladinou podzemní vody, s minimálním sedáním povrchu terénu a ovlivněním staveb a prostředí nad tunelem. K zajištění výrubu a jako podpora tunelovacího stroje při samotné ražbě se obvykle používá prefabrikované betonové segmentové ostění, které se běžně instaluje po provedení výrubu pod ochranou pláště štítu pomocí tzv. erektoru. Je složené z prstenců tvořených jednotlivými prvky ostění – segmenty. Sousední segmenty ostění jsou obvykle vzájemně propojovány speciálními spojovacími prvky. Volný prostor mezi ostěním a horninovým masivem bývá kontinuálně s postupem ražeb injektován. Disertační práce se komplexně zabývá problematikou a statickým chováním tohoto speciálního typu tunelového ostění. Teoretická část je strukturovaná podle celého životního cyklu segmentového ostění. Podává čtenáři veškeré informace týkající se této problematiky. Výzkumná část se zaměřuje na prostorové chování segmentového ostění a redistribuci napjatosti vlivem fragmentace ostění příčnými (styčnými) a podélnými (ložnými) spárami. Popsány a vzájemně porovnány jsou možné způsoby a metody zavedení vlivu spojů do statického výpočtu.

The current trend in underground construction is tunnelling using full-face tunnel machines. Mechanized tunnelling enables construction of linear underground structures in various cases, such as tunnelling with very low overburden, in unstable rock or soil conditions or below groundwater level. It can also minimize surface settlement and impact on buildings and environment above the tunnel. Prefabricated concrete segmental lining is usually used to support the rock mass and to provide support for the tunnelling machine during excavation. This type of tunnel lining is usually installed under protection of the shield by means of so-called erector. It consists of rings formed by separate elements of the lining – tunnel segments. The individual segments are usually interconnected by special connecting elements. The free space between the lining and the rock mass is continuously injected, as the excavation progresses. The thesis deals with all issues and static behaviour of this special type of tunnel lining system. The theoretical part is structured according to the entire life cycle of the segmental lining. It gives the reader all the information regarding this issue. The research part focuses on the spatial behaviour of segmental lining and redistribution of stress due to the fragmentation of the lining by the circumferential and longitudinal joints. Possible ways and methods of introducing the influence of joints into static calculation are described and compared.