Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей

Китайские разработчики и производители щитов давно мечтали о создании комбинированного щита, способного одновременно бурить в различных геологических условиях, таких как мягкий грунт, выветрившаяся порода, твердые и мягкие пласты, песок и галечные пласты. 26 апреля 2008 года, опираясь на государственный план «863», Китайская корпорация железнодорожных туннелей (предшественник Китайской компании по железнодорожному инженерному оборудованию) возглавила разработку комбинированного щита – «Китайская железная дорога № 1» (рис. 1-47), который был разработан при участии Чжэцзянского университета, Хуачжунского университета науки и технологии и Тяньцзиньского университета (рис. 1-48), успешно реализовал мечту совершить исторический скачок от «создания китайского собственного щита» к «созданию лучшего щита в Китае», став первым в Китае композитным щитом с независимыми правами интеллектуальной собственности.

Диаметр щита составляет 6.4 м, максимальная скорость движения – 80 мм/мин, максимальная сила тяги – 32 000 кН, тяга гидроцилиндра – 989 кН, общая тяга – 31 650 кН, мощность фрезы 630 кВт, крутящий момент 4377 кН·м, момент отрыва 5225 кН·м. Данный щит совершил прорыв в разработке адаптивности инструмента, технологии управления распределенной системой ввода/ вывода, технологии системы улучшения шлака и других ключевых технологий, таких как технология проектирования и интеграции комбинированного щита, технология проектирования тюбинга с шестью степенями свободы, технология проектирования оптимизации структуры винтового конвейера, технология проектирования системы безопасности с давлением в кабине, технология проектирования композитной системы улучшения шлака и т.д. и выиграл три национальных патента на изобретение и восемь патентов на полезную модель, 3 национальных патента на изобретение, 8 патентов на полезную модель, а также авторское право на программное обеспечение.

«Китайская железная дорога № 1» была успешно использована для прокладки щитового туннеля между станциями Инкоу и Хэпин третьей линии Тяньцзиньского метрополитена (рис. 1-49), беспрепятственно пересекая сложный и оживленный городской район со множеством старых достопримечательностей, таких как старая резиденция Чжан Сюэляна, «Дом фарфора», старая резиденция Фань Жучжая, Главное телеграфное бюро Тяньцзиня, резиденция Ляонин, компания по производству мелкой соли, здание Бохай и т. д. Максимальная скорость проходки достигала 18 м/сутки во время строительства.

Рис. 1-47. Церемония доставки щита «Китайская железная дорога № 1»

Рис. 1-48. Запуск щита «Китайская железная дорога № 1»

18 июля 2009 года эксперты, организованные Департаментом науки и техники провинции Хэнань, провели оценку результатов работ и пришли к следующему выводу: «Результаты достигли международного передового уровня и международного ведущего уровня в развитии комбинированной дисковой фрезы и технологии синхронного впрыска охлаждающей жидкости и проект имеет большие экономические, социальные и экологические преимущества». Разработка «Китайская железная дорога № 1» заполнила пробел в области комбинированного щита в Китае, нарушив монополию иностранных технологий, открыв новую главу независимых исследований и разработок, проектирования, производства и применения китайского щита в строительстве, сделав первый решающий шаг к индустриализации щита в Китае и заложив основу для реализации программы «Сделано в Китае» и китайской мечты о великой державе. В 2011 году это достижение было отмечено Первой премией научно-технического прогресса в провинции Хэнань.

8) Разработка и применение проходческого щита с гидропригрузом большого диаметра

26 декабря 2008 года большой щит с гидроприрузом диаметром 11.22 м (рис. 1-50) был установлен на месте строительства туннеля Шанхайской дороги Дапу, дополнительного проекта к Всемирной выставке, что ознаменовало еще один солидный шаг в индустриализации проходческих щитов с гидропригрузом и очередной прорыв в технологии проектирования и производства в Шанхае. Это знаменует собой еще один солидный шаг в индустриализации отечественных щитов и является очередным прорывом в области дизайна и технологии производства щитов для шанхайского туннеля после массового производства щита «Совершенный» с полным независимым правом интеллектуальной собственности.

Рис. 1-49. Завершена третья линия метро Инхэ в Тяньцзине в рамках проекта «Китайская железная дорога № 1»

Рис. 1-50. Завершение изготовления проходческого щита с гидроприрузом большого диаметра