Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей

1) Ограниченность сознания, проявляющаяся в невозможности всесторонне понять изменчивый характер почвы и рабочие характеристики щита.

2) Слабая организация строительства и низкое чувство ответственности.

3) Нерациональный проект строительных работ и проводимых мероприятий.

2) Из всего перечисленного можно выделить 11 основных рисков щитового строительства:

(1) Точность геологического исследования.

Точность геологического исследования особенно важна при строительстве туннелей с помощью проходческих щитов. Точное геологическое исследование строительного участка туннеля является решающим фактором при выборе типа щита. Горизонт почвенных вод, прочность горной породы при сжатии и физические свойства почвенного слоя определяют выбор типа и конфигурацию щита. В настоящее время при проведении геологоразведочных работ чаще всего через каждые 30 м производится наметка под отверстие, но в зависимости от требований интервал может быть сокращен до 10 м (геологические риски).

(2) Геологическая пригодность щита.

Геологическая пригодность щита оценивается экспертами до начала строительства, чтобы убедиться, что щит соответствует требованиям проекта. Выбирается тип щита с гидропригрузом или грунтопригрузом, конструкция рабочего органа щита и фрез, двигательная система, возможности маневрирования и т. д. Выбор типа щита является ключевым вопросом в строительстве с помощью проходческого щита (риски, связанные с оборудованием).

(3) Вход и выход проходческого щита.

Вход и выход щита является вопросом, требующим решения в первую очередь в процессе строительства. Входную область необходимо укрепить арматурой согласно требованиям проекта, после этого необходимо проверить результаты укрепления и его равность через скважину. Только после удовлетворения необходимых требований можно приступать к операциям с входом щита. При входе щита (достижении определенной точки ил приеме) процедура та же. Если же результаты укрепления не удовлетворительные, не стоит проводить операции по входу и выходу щита, это может провести к обрушению отверстия. Входное и выходное отверстия для щита должны быть усилены так, чтобы соответствовать проектным требованиям по прочности, ширине, длине и глубине. Контроль за положением щита также необходим для плавного входа и выхода щита (на первый взгляд – геологический риск, но на самом деле это антропогенный риск).

(4) Устойчивость забоя.

Важным показателем того, насколько хорошо построен туннель, является степень его воздействия на окружающую среду, и это особенно проявляется при прокладке туннелей в городских районах, где контроль за выемкой грунта в процессе строительства является ключевой технологией, влияющей на его качество. Если опорное давление слишком низкое, большое количество грунта забоя попадет в камеру давления, вызывая чрезмерное оседание грунта и даже его обрушение. Если опорное давление слишком высокое, оно легко вызовет поднятие поверхности, что негативно повлияет на сооружения в округе. В то же время среда в напорной камере подвержена колебаниям опорного давления из-за ранее существовавших стратиграфических условий, происходит дополнительное влияние на устойчивость забоя (геологический риск + антропогенный риск).

(5) Нарушение герметизации в хвостовой части щита.

Вероятность возникновения риска разрушения при нарушении герметизации в хвостовой части щита считается низкой, но если нарушение произойдет, то может иметь серьезные последствия, если своевременно не принять меры. Если глинистая вода проникнет в туннель через щель в уплотнении хвостовой части щита, произойдет сильная осадка грунта из-за вымывания. Если работы будут проводиться под рекой, произошедший обвал дна может повлиять на строительства всего туннеля. Поэтому, если такой риск возникает, необходимо принять эффективные контрмеры для его устранения. Если строительство ведется под водой, то при необходимости применяют метод замораживания для восстановления герметичности (риски, связанные с оборудованием).

(6) Проходка на твердых и слабых грунтах.

Крайне трудно контролировать расположение туннелепроходческого щита при выполнении работ в твердых и слабых грунтах, которые разнятся между собой по различным характеристикам. В соответствии с геологическими особенностями можно контролировать работу гидроцилиндра, в твердых участках добавить давление, в участках со слабым грунтом, наоборот, убавить.

(7) Замена ножей под сооружениями.

Замена ножевой части под сооружениями составляет определенную сложность. При преодолении нижней части сооружений по правилам необходимо быстро пройти проходческому щиту о своевременно бетонировать, чтобы снизить возможность обвала сооружений.

(8) Стратиграфический перерыв и неравномерная седиментация.