Cómo elegir la forma de la sección transversal del túnel
(1)-Generalmente, la magnitud y dirección de la presión del suelo que actúa sobre el túnel son los principales factores a considerar al seleccionar la forma de la sección transversal del túnel. Cuando la presión superior y la presión lateral no son grandes, se pueden seleccionar secciones rectangulares o trapezoidales cuando la presión superior es grande y la presión lateral es pequeña, una sección de arco de pared recta (arco de medio punto, arco de arco o arco de tres centros; ) se debe seleccionar cuando la presión y la presión lateral son muy grandes y el bombo es severo, se debe seleccionar una sección transversal cerrada como de herradura, ovalada o circular.
(2) Al considerar la selección de la forma de la sección transversal del túnel, el propósito y la vida útil del túnel también son factores indispensables e importantes. En túneles pioneros con una vida útil de varias décadas, resulta ventajoso utilizar varios arcos sostenidos por mampostería, hormigón y hormigón proyectado. En el pasado se utilizaban tramos trapezoidales para túneles de preparación con una vida útil de unos 10 años. Hoy en día, cada vez más tramos arqueados se soportan mediante pernos y hormigón proyectado; los tramos trapezoidales se utilizan principalmente para túneles mineros con una vida útil corta.
(3) Por lo general, los abundantes materiales de soporte y los métodos de soporte comúnmente utilizados en las áreas mineras a menudo afectan directamente la selección de la forma de la sección transversal del túnel. Los soportes de madera y de hormigón armado son adecuados principalmente para secciones trapezoidales y rectangulares; los soportes de hormigón y hormigón proyectado para arcos y otras piezas curvas o los soportes de pernos son adecuados para cualquier forma de sección;
(4) Los métodos y equipos de excavación también tienen un cierto impacto en la selección de la forma de la sección transversal del túnel. En la actualidad, el método de perforación y voladura sigue siendo el método principal para la excavación de túneles de roca, que se puede adaptar a cualquier forma de sección transversal. En los últimos años, debido a la aplicación generalizada de anclajes y soportes de hormigón proyectado, para simplificar el diseño y facilitar la construcción, en las secciones del túnel se utilizan principalmente arcos de medio punto y arcos de arco, y se ha eliminado el arco de tres núcleos. Cuando se utiliza una máquina perforadora de sección completa para excavar túneles de roca, sin duda es más apropiado elegir una sección circular.
(5) En minas con grandes volúmenes de ventilación, elegir formas de sección transversal y métodos de soporte con pequeña resistencia a la ventilación no solo es beneficioso para una producción segura, sino que también tiene importantes beneficios económicos.
Los factores anteriores que se deben considerar al seleccionar la forma de la sección transversal del túnel están estrechamente relacionados y se restringen entre sí. Diferentes condiciones y requisitos cambiarán las posiciones primarias y secundarias de los factores influyentes. La calzada principal deberá adoptar un tramo arqueado. La calzada minera podrá utilizar tramos arqueados, rectangulares y trapezoidales. En condiciones geológicas especiales se podrán utilizar tramos circulares, en forma de herradura y en arco de fondo.
En resumen, una forma de diámetro razonable garantiza que la estructura se encuentre en un buen estado de tensión bajo diferentes condiciones de presión de formación. Puede garantizar la seguridad del túnel y minimizar el consumo de material y, al mismo tiempo, puede minimizarse la cantidad de excavación de la sección transversal para facilitar la construcción.