Щитовая проходка тоннелей и коллекторов

При постройке тоннелей, предназначенных для различных подземных коммуникаций (в том числе теплосетей, кабелей, газопроводов) на большой глубине мы используем способ щитовой прокладки тоннеля.

Щитовая проходка тоннеля

Особенности данного способа позволяют:

• осуществлять прокладку тоннелей в любых гидрогеологических условиях;
• увеличить максимально возможную глубину прокладки;
• значительно облегчить выбор трассы коммуникаций;
• одновременно проложить несколько напорных трубопроводов различного назначения.

Щитовая прокладка для устройства тоннелей и коллекторов представляет собой работы по разработке грунта под прикрытием щита, а также закрепление тоннеля или коллектора железобетонными, чугунными тюбингами сборного типа, либо монолитными блоками и блоками из керамики. При щитовой прокладке используется проходнический щит, который выполнен в виде металлической оболочки, которая в диаметре равна наружному диаметру устраиваемого тоннеля.

Проходнический щит имеет три основные части:

• первая (передняя) имеет клиновидную форму, бывает с козырьком и без, выполняет режущие функции;
•  вторая (средняя) включает в себя домкраты и является опорной;
• третья (задняя) является хвостовой.

Формирование обделки (иначе - стенок) коллектора осуществляют в задней части щита.

Виды щитов

Для проведения работ мы используем щиты разных видов, имеющие диаметр от 2 до 5 м.

Щиты бывают немеханизированные, частично механизированные и механизированные, в зависимости от способов разработки и транспортировки грунта.

Немеханизированные щиты просты в эксплуатации и применимы при устройстве коллекторов до 2,5 м в диаметре, а механизированные, в свою очередь, более производительны, но и сложнее в управлении.

Механизированный проходческий щит

• Немеханизированные щиты мало различаются по конструкции, из отличий можно выделить головную часть, которая бывает закрытой и открытой, а также горизонтальные полки и жесткие решетки. Если головная часть открытого типа, то режущую часть снабжают козырьком с клиновидным ножом. Вперед щит продвигается за счет гидравлических домкратов, которые устанавливают по периметру щита, их штоки упираются в предварительно уложенные части тоннельной обделки. Расположенная в середине щита опорная часть гарантирует его жесткость и прочность. Под защитой хвостовой (задней) части производят монтаж 1-2 колец сборной обделки либо участок монолитной. В зависимости от типа грунта, диаметра выработки, количества домкратов и мощности насосной установки, скорость проходки немеханизированными щитами составляет 0,8-1,2 м за смену.
• В механизированных щитах предусмотрены механизмы, позволяющие разрабатывать и направлять грунт для погрузки. Рабочая часть таких щитов бывает роторной, экскаваторной, штанговой или гидромеханической. Наиболее часто используются щиты с экскаваторными и роторными рабочими органами. В щитах с роторной рабочей частью, разработанный резцами  грунт постоянно попадает на спиральные лопатки и направляется на ленточный конвейер, который переносит его в тележки, имеющие съемный кузов. Вне зависимости от движения щита, гидравлические домкраты продвигают рабочий орган на 1 м, одновременно с этим перемещается и конвейер-перегружатель.

Этапы щитовой прокладки

Работы по проходке щитов мы проводим  в три этапа.

1. Подготовительный этап. Здесь наши рабочие создают начальную или монтажную шахту, по которой будет опускаться щит, устраивают вентиляцию, подводят электричество и пр. Создают условия для откатки грунта - прокладывают пути, оборудуют всем необходимым стройплощадку и шахтный двор. В шахте сооружается упор из свай и производится монтаж щита в указанном в проекте положении.
2. Основной этап - это непосредственно передвижение щита и монтаж обделки.
3. Третий этап необходим для тоннелей под канализационный коллектор - в нем устраивают лоток.

Непосредственно проходка коллектора состоит из нескольких процессов: начиная от разборки грунта, перемещение щита, поставки материалов, устройства обделки и завершая вспомогательными работами, предусматривающими прокладку коммуникаций и устройство путей отката.

Основным процессом считается разработка породы, так как скорость щитовой проходки зависит именно от нее. Трудозатраты зависят в большей степени от типа щита - немеханизированные щиты с ручной разборкой породы значительно увеличивают трудоемкость. Именно поэтому, если позволяет тип грунта, мы используем механизированные щитовые комплексы.

Прокладка в сложных грунтах

Различные гидрогеологические условия могут создать некоторые сложности при работе, но современное оборудование и разработанные способы прокладки, позволяют работать практически в любых грунтах.

• В твердых породах. В грунтах, где нет возможности использовать механизированные комплексы (например, в твердых грунтах) наши рабочие используют немеханизированные щиты и разработку грунта ведут вручную. При прокладке тоннелей в крепких породах либо используют отбойные молотки либо применяют взрывной метод.
• В наводненных грунтах. Значительно осложняется выполнение работ в слабых и водонасыщенных грунтах. В данном случае мы применяем метод искусственного осушение забоя в скважинах эжекторными или легкими иглофильтрами, либо погружными насосами. При низком коэффициенте фильтрации грунтов, мы ведем  разработку при заморозке грунта или кессонным способом (защитой сжатого воздуха).

Обделка коллекторов

Сейчас все шире используется способ обделки из монолитного бетона, в частности из пресс-бетона, который значительно экономит время и затрачиваемые усилия. Принцип действия прост: в задней части щита мы ставим опалубку, за которую заливаем бетон, таким образом одновременно будет выполняться вдавливание головной части в забой и прессование бетона в хвостовой части щитового комплекса. Между стенками щита и опалубки бетон предварительно уплотняется, а с отстыковкой бетоновода от пресующего кольца при продвижении щита бетонная смесь проходит окончательную прессовку.

Применяя данный способ, одновременно с прокладкой тоннеля, вы можете получить готовую водонепроницаемую гладкую обделку коллектора.

У Вас возникли вопросы?

Связаться с нами вы можете:

• по телефонам:
  • +7 (495) 470-10-10;
  • +7 (495) 961-62-51.
• по электронной почте: zao-sk-sps@yandex.ru.
• через форму обратной связи на нашем сайте.