Тоннелепроходческие щиты — характеристика, типы
Метод щитовой проходки тоннелей, предполагающий использование специального тоннелепроходческого комплекса, широко применяется в современном тоннелестроении и подземном строительстве.
Для обеспечения безопасного и экономичного строительства тоннеля тип щита должен выбираться в результате рассмотрения, как минимум, грунтовых условий, поверхностных условий, формы и размеров сечения тоннеля, длины проходки, направления тоннеля, строительного периода, методов разработки и типа тоннельной обделки. В зависимости от особенностей конструкции и грунтовых условий эксплуатации щитовые машины можно разделить на несколько типов.
Лобовая конструкция тоннелепроходческого щита:
- Закрытая
- Открытая и полностью открытая
Типы:
- Закрытая конструкция
- С грунтовым пригрузом
— чисто грунтовой пригруз
— глинисто-грунтовой пригруз
- С суспензионным пригрузом
- Открытая и полностью открытая конструкция
— Ручная разработка
— Полумеханическая разработка
— Механическая разработка
Механизм стабилизации забоя при использовании щита закрытой лобовой конструкцией с грунтовым пригрузом
- Закрытая конструкция с чисто грунтовым пригрузом
— разработанный грунт + планшайба
— разработанный грунт +лучи
- Закрытая конструкция с глинисто-грунтовым пригрузом
— разработанный грунт +добавки + планшайба
— разработанный грунт + добавки + лучи
Механизм стабилизации забоя при использовании щита закрытой лобовой конструкцией с суспензионным пригрузом
— суспензия +планшайба
— суспензия + лучи
Механизм стабилизации забоя при ручной разработке
— козырек (ножевая часть)
— забойные домкраты
Механизм стабилизации забоя при полумеханической разработке
— козырек
— забойные домкраты
Механизм стабилизации забоя при механической разработке
— планшайба
— лучи
Кроме этого при выборе типа щита должны учитываться: расположение строительных площадок и требования к размещению грунта на поверхности, а также прошлый опыт строительства тоннелей в сходных ситуациях.
Типы щитов в зависимости от грунтовых условий
1. Щиты с закрытым забоем (закрытые щиты)
Этот тип механизированного щита стабилизирует забой путем заполнения пространства между забоем и герметической диафрагмой , т. е. призабойной камерой, разработанным грунтом, чтобы создать достаточное давление для крепления забоя.
а) Щиты с грунтопригрузом
Щиты с грунтопригрузом стабилизируют забой путем создания давления глинизированного грунта, получаемого в призабойной камере из разработанного грунта. Эти щиты подразделяются на щиты с чистым грунтопригрузом и на щиты с глинисто-грунтовым пригрузом. Щиты с грунтопригрузом обеспечивают не только стабильность забоя, но подкрепление окружающего грунта, так как они имеют контрольную систему давления в грунте, позволяющую координировать скорость внедрения со скоростью движения грунта в призабойную камеру.
Щиты с чистым грунтопригрузом пригодны для проходки в грунтах, которые без предварительной обработки могут обеспечить стабильность забоя за счет образования в призабойной камере грунтовой пробки, имеющей после интенсивного силового перемешивания повышенную пластичность и пониженную проницаемость.
б) Щиты с глинисто-грунтовым пригрузом
Разработанный грунт имеющий небольшое количество мелких частиц и низкую текучесть, может быть разжижен путем добавления воды и добавок в виде глинистой пасты, в результате чего в призабойной камере также создается глинисто-грунтовая пластичная пробка, которая крепит забой, не допуская при этом произвольного выхода грунтовой воды в призабойную камеру и в приемную часть шнекового конвейера.
Щиты с глинисто-грунтовым пригрузом пригодны для проходки тоннелей в достаточно широком диапазоне грунтов, включающем аллювиальные гравелистые пески, илы и глины , делювиальные отложения грунтов с высоким гидростатическим давлением необъходимо рассмотрение и изучение ряда методов, а именно: установку шнекового конвейера для разработанного грунта, удлинение шнекового конвейера, установку различных насосов удержания давления, применение комбинации грунтовых насосов и улучшение свойств разработанного грунта.
в) Щиты с суспензионным пригрузом
Щитовые машины с суспензионным пригрузом действуют с давлением суспензии, которое несколько выше, чем давление грунтовой воды и которое стабилизирует забой. Стабильность забоя выполняется путем выбора подходящих свойств суспензии в дополнение к создаваемому ей давлению. Щитовые машины являются эффективными для мест с высоким гидростатическим давлением, например, при проходке под водными преградами.
Суспензия нагнетается насосами с поверхности в забой по питательному трубопроводу, а образовавшаяся в призабойной камере пульпа откачивается и транспортируется на поверхность по транспортному трубопроводу. Забой полностью закрыт, что обеспечивает высокий уровень безопасности и хорошо воздействует на окружающую среду во время строительства.
Воздействие излишнего давления на окружающий грунт, ведущее к поднятию поверхности, может быть снижено или предотвращено по данным изменений параметров внедрения щитовой машины.
Щитовые машины с суспензионным пригрузом применимы для проходки во многих типах грунтов, включая аллювиальный гравий, смешанный с песком, песок, ил или глина, перемежающиеся слои нарушенных цементированных и мягких грунтов, а также грунт с большим содержанием воды, делювинальный гравий, смешанный с песком и т.д.
Однако при применении щита с суспензионным пригрузом трудно держать забой стабильным в грунтах с высокой водопроницаемостью или при встрече с крупными камнями или валунами. В этих случаях вопросы повышения качества суспензии и использования вспомогательных мер должны быть рассмотерны.
Открытые щиты
В открытых щитах забой полностью или частично открыт на основе допущения, что забой стабилен. При встрече с неустойчивым грунтом должны применяться вспомогательные меры, обеспечивающие устойчивость открытого забоя.
Дополнительные статьи
Выберите интересующую статью:
Рублево-Архангельскую линию в Москве откроют через 5 лет
23 апреля, 2024
Для ВСМ Москва – СПб выполнили более 60% изыскательских работ
22 апреля, 2024
Тоннели войдут в список топонимов
19 апреля, 2024
Новая станция Новосибирского метро прошла экспертизу
18 апреля, 2024
Белград продлил контракт с французской группой RATP
17 апреля, 2024
В Петербурге на станции метро монтируются эскалаторы
16 апреля, 2024
Расскажите о нашей статье своим друзьям,
поделившись ссылкой в социальной сети
Комментарии (0)
Настоящим подтверждаю, что я ознакомлен с политикой конфиденциальности
и согласен на обработку персональных данных. Подробнее