При этом способе, предназначенном для слабых пород, подземную выработку вначале укрепляют деформируемой замкнутой крепью, плотно прилегающей к породе, а после того, как горное давление и осадка контура выработки стабилизируются, возводят по всему периметру туннеля постоянную крепь, поддерживающую первоначально установленную крепь. Между наружной и внутренней крепями предусматривается изоляция.

Обычно наружная крепь представляет собой покрытие из набрызгбетона, распределительной арматурной сетки, закрепляемой к породе короткими конструктивными анкерами или опирающейся на легкие металлические арки либо решетчатые фермы. Внутренняя крепь выполняется из монолитного бетона или набрызгбетона. Толщина первоначального покрытия из набрызгбетона составляет 10—20 см, а внутренней крепи 25—35 см. Таким образом, общая толщина постоянной крепи при новоавстрийском способе в результате перераспределения нагрузок и усилий значительно уменьшается по сравнению с толщиной крепи при других способах.

По данным Рабцевича, с использованием новоавстрийского способа сооружено в различных странах большое число туннелей. Между тем за рубежом на конференциях и коллоквиумах по подземному строптельству последние годы ведутся серьезные дискуссии о целесообразности применения новоавстрийского способа, поскольку он допускает деформации горного массива и приводит к опасным и большим осадкам поверхности выработок (до 15 см). Кроме того, способ требует организации и проведения в течение не менее трех месяцев после вскрытия выработки трудоемких наблюдений за состоянием окружающей породы и ее деформациями, эффективность способа зависит от полученных результатов измерений, хотя их надежность не может быть гарантирована.

Анализ опыта применения новоавстрийского способа показывает, что в некоторых породах он приводит к существенному снижению общей толщины крепи подземного сооружения. При этом первичная крепь представляет собой тонкую податливую конструкцию, а окончательную крепь возводят после стабилизации нагрузок и деформаций массива. Момент начала бетонирования обратного свода (замыкание крепи) и возведения внутренней несущей крепи может быть определен по графикам натурных измерений деформаций породы.

Эффекту снижения общей толщины крепи туннеля способствуют обстоятельства, связанные как со свойствами массива породы, окружающей выработку, так и с конструкцией крепи. Как показали исследования Н. Н. Маслова, в породах определенного класса при наличии гибких крепей имеют место ослабления давления на крепь туннеля во времени как выражение процесса релаксации в условиях проявления упругого последействия. Этот фактор позволил объяснить явления, происшедшие в Ладжаиурском туннеле, и предложить оптимальное решение задачи. В туннеле диаметром 6 м, проходящем в третичных песчаных глинах и глинистых песчаниках, в результате всевозрастающего горного давления (до 60 тс/м) на значительном протяжении оказались раздавленными чугунные тюбинги крепи. Возник вопрос о замене сломанных тюбингов мощной железобетонной крепью. Однако в свете указанных выше положений было решено отказаться от такой крепп, дать возможность проявиться в полной мере упругому последействию, после чего заменить раздавленные тюбинги новыми. Этот план был осуществлен и с тех пор туннель работает удовлетворительно. Описанный пример полностью может быть отнесен к новоавстрийскому способу.

Использование разгрузки горного массива с допущением значительных осадок поверхности туннелей имеет место также в горных выработках относительно небольших размеров, закрепленных металлической податливой крепью. Когда опускание пород прекращается, гайки хомутов затягивают, в результате чего крепь превращается в жесткую. Этот момент соответствует возведению внутренней крепи при новоавстрийском способе работ. Анализ условий применения податливой крепи подробно описан рядом авторов, в частности Ю. 3. Заславским.

Известно, однако, насколько сложным является процесс обжатия податливой крепи, с какой осторожностью необходимо регулировать во времени затяжку хомутов и их выравнивание, осуществлять установку арок под определенным углом к направлению нагрузок и простиранию слоев во избежание потери аркой продольной устойчивости или перекоса зажимных хомутов.

Авторы новоавстрийского способа, обосновывая его надежность , приводят ряд теоретических расчетов тонкостенной наружной конструкции крепи, подтверждающих ее высокую эффективность, особенно в породах с низкой прочностью. Тонкая крепь, плотно примыкающая к породе, как установлено, в работах и, разрушается в основном не от действия изгиба, а от сдвига, причем этот вид разрушения, по мнению Рабцевича, не представляет опасности для конструкции, поскольку нарушения от действия сдвига не при-водят к излому крепи, а закрываются при снятии нагрузки или при ее установившемся состоянии. Действительно, исследования, проведенные в 1970—1971 гг. Ю. С. Фроловым под руководством Ю. А. Лиманова на моделях из эквивалентных материалов, подтвердили характер разрушения тонкостенных набрызгбетонных оболочек и установили, что при этом исключается возможность появления таких изгибающих моментов, которые способны вызвать растяжение и излом крепи.

Следует, однако, отметить, что расчеты и исследования относятся к туннелям с гладким очертанием поверхности. В реальных же условиях контур выработки значительно отличается от теоретического, осадки контура происходят неравномерно по периметру и перенос имеющихся результатов непосредственно на натуру не всегда окажется обоснованным.

На основании изложенного можно прийти к следующим выводам о применении новоавстрийского способа.

Таким образом, несмотря на определенные преимущества новоавстрийского способа область его применения при строительстве подземных сооружений большого сечения следует признать весьма ограниченной, использование такого способа в каждом конкретном случае требует специального обоснования.

Облако