Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей

Если поверхность забоя не может быть самостабилизирована, необходимо использовать режим защиты экранирования EPB для проходки туннелей. В настоящее время устройство выгрузки шлака использует нижний винтовой конвейер. Когда поверхность забоя может самостабилизироваться, для проходки туннелей используется режим TВM, в это время устройство для выгрузки шлака использует центральный ленточный конвейер. Комбинированная проходческая машина может заранее изменять режим движения и метод выгрузки шлака при изменении геологии и гидрологии пласта, чтобы уменьшить влияние на опорную конструкцию, а также снизить риски проекта и сократить период строительства.

Комбинированная проходческая машина с грунтопригрузом оснащена щитами для выравнивания давления грунта и оборудованием и системами, связанными с TВM, такими как центральная система выгрузки шлака с ленточного конвейера, система проскальзывания шлака, система пылеудаления, система гравия из гальки и т. д. из TВM, и щит выравнивания давления грунта. В щите с балансом давления грунта имеется система выгрузки шлака с шнековым конвейером, система пены, система синхронного цементирования, система бентонита и т. д.

Режим 1: режим TВM с одним щитом

Комбинированная проходческая машина c грунтопригрузом / TВM использует режим TВM при движении в твердых и самостабилизирующихся горных породах и скальных образованиях, как показано на рис. 1-30. В это время используется центральный ленточный конвейер для выгрузки шлака в принимающей зоне, а проходка туннелей обладает высокой скоростью и низким крутящим моментом для повышения эффективности проходки туннелей и скорости оборудования в твердой горной породе.

При проходке туннелей в режиме TВM центральный ленточный конвейер выходит в отсек для почвы из центра главного привода, задняя часть рабочего органа оборудована желобом для шлака, а центр отсека для грунта оборудован желобом для шлака. После того, как фреза разрезает породу, шлак попадает в шлакоотвод через скребок для шлака, а затем попадает в центральный ленточный конвейер через шлакоотвод и после этого транспортируется в заднюю опорную зону с помощью соответствующего ленточного конвейера. На этом этапе в центре рабочего органа проектируется водоструйное поворотное устройство для снижения пыли и температуры.

Задняя часть тюбинга может быть заполнена мелким гравием, а затем цементным раствором (или строительным раствором) и вторичным раствором для увеличения несущей способности грунта. При проходке туннеля в открытом режиме в зоне основной машины много пыли, поэтому необходимо включить систему пылеудаления для очистки воздуха в зоне основной машины.

Режим 2: проходческий щит с грунтопригрузом

Комбинированная проходческая машина TВM используется в режиме баланса давления грунта при прокладке тоннеля в неустойчивом грунте или мягком грунте, как показано на рис. 1-31. В этом случае шлак выгружается из нижнего винтового конвейера в зоне основной машины, и оборудование должно копать под давлением, чтобы контролировать оседание грунта, поэтому должны быть активированы пеногенератор, система синхронной цементации и бентонитовая глина.

На центре ведущего привода установлено шарнирное соединение при режиме баланса давления грунта, пена и бентонит поступают в переднюю часть щита через проход роторного соединения и трубы, расположенные на фрезе для улучшения почвы. В нижней части переднего щита установлен винтовой конвейер, где почва формируется в винтовом конвейере и падает через задний люк винтового конвейера в задний поддерживающий ленточный конвейер. Датчики давления почвы установлены на переборке и стволе винтового конвейера для определения давления почвы в люке и винтовом конвейере.

Рис. 1-30. Режим проходки ТБМ с одним щитом (выгрузка шлака с центрального ленточного конвейера)

Рис. 1-31. Режим проходческого щита с грунтопригрузом (разгрузка нижнего винтового конвейера)

В связи с двумя различными схемами выгрузки шлака в зоне главного двигателя для двух различных режимов проходки, при переключении режимов требуется частичная перестройка рабочего органа с установкой дополнительных салазок для шлака.

(2) Область применения в геологии

Учитывая характеристики комбинированной проходческой машины с грунтопригрузом / TВM, оборудование может быть использовано при работе с твердыми породами, различными типами выветрившихся пород, мягкими и твердыми неровными пластами, слоями песка и гальки и мягким грунтом. Данный комбайн в основном используется в районах с относительно высокой долей твердых пород, где мягкие и твердые пласты взаимодействуют друг с другом и где местная сейсмоустойчивость.