Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей

Щитовые туннели стали основным методом строительства городских туннелей метро в Китае. К примеру, ветка № 1 метро г. Гуанчжоу была построена с использованием 2 щитов с гидропригрузом и 1 щита с грунтопригрузом; ветка № 2 – с использованием 6 щитов с грунтопригрузом; ветка № 3 – с использованием 13 щитов с грунтопригрузом и 2 установок с гидропригрузом; ветка № 4 – с использованием 10 щитов с грунтопригрузом; ветка № 5 – с использованием 24 щитов с грунтопригрузом и 2 щитов с гидропригрузом; ветка № 6 – с использованием 14 щитов с грунтопригрузом и 1 установки с гидропригрузом; особо длинные участки веток № 2 и № 8 были построены с помощью 8 щитов с грунтопригрузом и 2 щитов с гидропригрузом; северный отрезок ветки № 2 – с использованием 12 щитов с грунтопригрузом и 2 щитов с гидропригрузом; туристическая обзорная ветка была построена с помощью 6 щитов с грунтопригрузом; ветка Гуанфо – с использованием 12 щитов с грунтопригрузом и 2 щитов с гидропригрузом.

В 2005 году началось строительство ветки № 1 метрополитена г. Ченду, ветки № 2 метрополитена г. Сиань, ветки № 1 метрополитена г. Шэньян, ветки № 1 метрополитена г. Ханчжоу и других туннелестроительных объектов, в которых также использовался метод щитовой проходки. Вскоре после этого развернулось строительство метрополитенов в городах Ухань, Чунцин и Сучжоу.

Шанхайский автомобильный туннель Сянинь был построен в 2006 году с использованием щита с гидропригрузом диаметра 11.58 м.

Строительство автомагистрального туннеля через реку Янцзы началось в 2004 году, в 2006 году щит был погружен в шахту, и уже к 2008 году строительство было завершено. В проекте применялись два щита с гидропригрузом диаметром 11.38 м.

Строительство Северного моста Южного туннеля по проекту Шанхайского туннеля через устье реки Янцзы (также известного как Шанхайский туннель Хучонг) происходило с 2004 по 2006 год, в проекте применялся крупнокалиберный щит с гидропригрузом диаметром 15.44 м.

В 2007 году при строительстве туннеля Шицзыян пассажирской железнодорожной линии Гуанчжоу – Шэньчжэнь – Гонконг использовались 4 щитопроходных комплекса с гидропригрузом диаметром 11.18 м.

В 2008 году при строительстве подземной части пекинской железной дороги был использован щит с гидропригрузом диаметром 11.97 м.

В 2008 году Китайская корпорация железнодорожных туннелей самостоятельно разработала и выпустила комбинированный щит диаметром 6.39 м, с помощью которого был построен метрополитен г. Тяньцзинь.

2.3. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ МЕТОДОМ ЩИТОВОЙ ПРОХОДКИ

2.3.1. Производство работ с помощью щита с грунтопригрузом

На рис. 2-6 показан рабочий процесс туннельного строительства методом щитовой проходки с помощью щита с грунтопригрузом. Как видно на рисунке, грунт, срезанный резцовой головкой, поступает в землеприемный призабойный отсек и выводится из него шнековым способом, образуя перепад давления; по мере продвижения щита вперед, шнековый конвейер выгружает грунт с такой скоростью, чтобы количество выгружаемого грунта было равным объему экскавации, чтобы грунтовые слои поверхности забоя всегда сохраняли стабильность. Количество выгружаемого грунта регулируется путем регулировки скорости шнека и открытия заслонки выемки; шлаковый грунт поступает со шнека на ленточный конвейер, а затем с ленты падает в расположенную ниже транспортировочную вагонетку, на которой грунт транспортируется лебедочным способом к начальному котловану; затем установленный над котлованом портальный кран поднимает вагонетку на поверхность и выгружает шлаковый грунт в зону временного хранения, откуда грунт с помощью экскаватора загружается в самосвал и увозится.

2.3.2. Производство работ с помощью щита с гидропригрузом

На рис. 2-7 показан процесс работ с помощью проходческого щита с гидропригрузом. Насос подачи выкачивает суспензию (смесь воды и бентонита) из смесительного резервуара, установленного на поверхности, и направляет по трубопроводу в шламоприемный призабойный отсек щита; в заполненном шламоприемном отсеке суспензия под давлением проникает в грунт на несколько сантиметров. Таким образом бентонит внедряется в промежутки между частицами грунта, образуя «корковый» слой, тем самым слой грунта на поверхности выемки становится более стабильным и водонепроницаемым; посредством вращения рабочего органа, ставшая «коркообразной» поверхность выемки разрушается и содержимое смешивается с бентонитовой суспензией, а затем отводится выводящим насосом и перегонным насосом по выводящему трубопроводу в расположенную на поверхности сепараторную станцию; сепараторная станция отделяет шлаковый грунт от бентонитовой суспензии; отделенная от грунта суспензия попадает в смеситель, где проходит определенные качественные преобразования, после которых она может использоваться повторно, а затем вновь направляется подающим насосом в шламоприемный отсек щита.