Щитовая проходка

При устройстве протяженных тоннелей мы применяем проходческие щиты диаметром до 3,25 метра, глубиной до 25 метров — в не вязких и мало вязких почвах. Последовательность выполнения работ можно разбить на три стадии.

Первая стадия (подготовительная) заключается в обустройстве монтажного (начального) ствола для опускания оборудования, подведение к забою электроэнергии, сжатого воздуха, воды, вентиляции.

Вторая стадия включает в себя: 1) разработку грунта в забое под защитой оболочки щита, 2) монтаж первичной обработки туннеля, 3) продвижение щита, 4) нагнетание цементной смеси за обработку.
Третья стадия заключается в прокладке коммуникаций в построенном тоннеля. Средняя скорость проходки за смену составляет 1,5 … 6 метров.

Щитовым методом проходки представляет собой продавливание вперед цилиндрического ножа, под защитой которого выполняется выемка грунта на участке проходки щита. Для продавливания используются гидравлические домкраты, которые располагаются в непосредственной близости от лобной грани щита между опорными кольцами, и крепко с ним соединяются.

Щитовая проходка по сравнению с открытым способом выполнения работ более економично — целесообразна в следующих случаях: прокладка коммуникаций на большой глубине, на пересечении с другими коллекторами или большими дренажными водоводам городских главных транспортных проездов, площадей, автодорог и железнодорожных линий; прокладка туннелей или штолен большого поперечного сечения на глубине более 12 м на застроенных территориях; работы по реконструкции коммуникаций уже застроенных территорий, особенно в городских центрах, а также прокладка новых подземных коммуникаций; спрямление городских трасс без учета условий расположения дорог.

Корпус щита представляет собой металлическую сварную конструкцию, обычно имеет двойную стенку, размеры которой соответствуют требуемому поперечному сечению тоннеля.

На лобовой части щита располагаются породоразрушающего механизмы, а сзади находятся элементы облицовки, например, блоки, тюбинги из бетона и железобетона, механизм для их установки с гидравлическим приводом.

Обычно щит при каждом продвижении передвигается вперед на 500 мм. Затем сразу закрепляют неустойчивые грунты. Обеспечивается безопасность проведения работ и исключается возможности обрушения забоя в сторону щита. В простых геологических условиях, особенно в однородных связных почвах, применяются полностью механизированные щиты.

Освобождена от грунта часть забоя облицовывается бетонными элементами. Чтобы избежать обрушения грунта с обработкой производится заполнение пустот раствором. Если коллектор располагается ниже уровня грунтовых вод и требуется обеспечение водонепроницаемости его стенок, то кроме установки внешней бетонной отделки применяется дополнительное внутренняя облицовка из сегментных плит, при установке которой должно быть обеспечено надежное соединение и уплотнение их между собой. Это достигается закачкой между ними специального раствора.

Во многих случаях для обеспечения водонепроницаемости применяется покрытие внутренней поверхности бетона. Для опускания щита на проектную отметку и его дальнейшего извлечения на дневную поверхность после окончания прокладки тоннеля или штольни нужно сооружение специальных стволов.

Они строятся круглого или, в отдельных случаях, прямоугольного сечения. Их облицовывают, и в дальнейшем могут использовать в качестве контрольных шахт для осмотра сборных коллекторов или водоотведения этих каналов.

Если щитовая проходка должна осуществляться под открытым водными поверхностями или ниже уровня грунтовых вод необходимо проведение мероприятий, обеспечивающих возможность работы в сухих условиях. Учитывая сложные гидрогеологические условия, на определенных участках выполняется строительное водо понижение и искусственное замораживание грунтов.