Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей

Так называемый проходческий щит HV ( полное название на английском языке – горизонтальное и вертикальное изменение) представляет собой несколько круглых сечений, которые по мере необходимости комбинируются между собой. Благодаря разработке многочисленных форм сечения туннелей, является особым методом строительства. Проходческий щит HV можно использовать в строительных работах, как показано на рис. 2-13, спиральный и бифуркационный типы могут одновременно прорывать несколько линий туннелей. Данный способ применения проходческого щита используется в соответствии с условиями строительства и целями применения туннеля, с его помощью, из-за свободного прохождения в толще грунта, можно изменять форму сечения туннеля и его направление. Основной принцип устройства – применение шарнирного соединения вилочного типа, изменяющего направление движения механизма. Механизм позволяет передней части тела проходческого щита самостоятельно вращаться в противоположном направлении. Применение данного вида шарнирного соединения позволяет проходческому щиту создавать крутящий момент, позволяя достигнуть спирального движения вперед.

Проходческий щит HV имеет следующие преимущества:

1. Специальное шарнирное сочленение изменяет направление механизма, что облегчает контроль над положением и направлением проходческого щита. Приводной механизм и механизм разработки туннеля являются автономными, что позволяет при разном качестве грунта раздельно управлять процессом забоя. Для проведения работ может быть выбран проходческий щит с гидропригрузом или грунтопригрузом.

2. В туннеле под землей можно свободно передвигаться и менять траекторию движения. Благодаря отсутствию необходимости сооружать рабочую шахту, сокращается срок работ и снижается себестоимость.

3. Исходя из необходимости выбора формы сечения, сохранены прекрасные механические свойства проходческого щита моносечения.

Рис. 2-13. Схема устройства проходческого щита HV

4. При формировании сечения линии туннеля можно не принимать во внимание окружающие препятствия.

5) Сферический проходческий щит

Данный метод использует сферический проходческий щит для ведения строительных работ, как показано на рис. 2-14. Особенностью данного проходческого щита является самовращение сферического тела. Сферическое тело спрятано внутри впереди идущей основной части проходческого щита, внутри сферического тела спроектирован еще один дополнительный проходческий щит. После того, как основной проходческий щит завершает первичные работы по расчищению грунта, вращение сферы изменяет направление туннеля, таким образом осуществляя последующий этап его разработки. Сферический проходческий щит подразделяется на непрерывно движущийся в двух плоскостях сферический проходческий щит (рис. 2-15) и на непрерывно горизонтально движущийся на дальние расстояния сферический проходческий щит (рис. 2-16).

Рис. 2-14. Сферический проходческий щит

Рис. 2-15. Непрерывно движущийся в двух плоскостях сферический проходческий щит

Рассмотрим в краткие основные преимущества данного типа на примере продольно-поперечного сферического проходческого щита:

1. Из-за вертикального расположения рабочей шахты и горизонтального типа проходческого щита, туннель непрерывно разрабатывается дальше. Причина выбора такого типа щита – отсутствие необходимости обдумывать такие технические проблемы как придание жесткости грунту во время погружения и извлечения проходческого щита, утечка воды. При таком методе многократно увеличивается глубина рабочей шахты, повышается безопасность и темпы строительства. Данный тип щита оказывает значительное влияние на сокращение сроков строительства. 2. Влияние вертикально расположенной рабочей шахты на окружающую среду и проседание грунта меньше, по сравнению со стандартным методом проведения строительных работ.

Рис. 2-16. Непрерывно горизонтально движущийся на дальние расстояния сферический проходческий щит