Щитовая проходка коллекторных тоннелей

Щитовая проходка коллекторных тоннелей

При постройке тоннелей, предназначенных для различных подземных коммуникаций (в том числе теплосетей, кабелей, газопроводов) на большой глубине мы используем способ щитовой прокладки тоннеля.

Щитовая проходка тоннеля

Особенности данного способа позволяют:

  • осуществлять прокладку тоннелей в любых гидрогеологических условиях;
  • увеличить максимально возможную глубину прокладки;
  • значительно облегчить выбор трассы коммуникаций;
  • одновременно проложить несколько напорных трубопроводов различного назначения.

Щитовая прокладка для устройства тоннелей и коллекторов представляет собой работы по разработке грунта под прикрытием щита, а также закрепление тоннеля или коллектора железобетонными, чугунными тюбингами сборного типа, либо монолитными блоками и блоками из керамики. При щитовой прокладке используется проходнический щит, который выполнен в виде металлической оболочки, которая в диаметре равна наружному диаметру устраиваемого тоннеля.

Проходнический щит имеет три основные части:

  • первая (передняя) имеет клиновидную форму, бывает с козырьком и без, выполняет режущие функции;
  • вторая (средняя) включает в себя домкраты и является опорной;
  • третья (задняя) является хвостовой.

Формирование обделки (иначе – стенок) коллектора осуществляют в задней части щита.

Виды щитов

Для проведения работ мы используем щиты разных видов, имеющие диаметр от 2 до 5 м.

Щиты бывают немеханизированные, частично механизированные и механизированные, в зависимости от способов разработки и транспортировки грунта.

Немеханизированные щиты просты в эксплуатации и применимы при устройстве коллекторов до 2,5 м в диаметре, а механизированные, в свою очередь, более производительны, но и сложнее в управлении.

Механизированный проходческий щит
  • Немеханизированные щиты мало различаются по конструкции, из отличий можно выделить головную часть, которая бывает закрытой и открытой, а также горизонтальные полки и жесткие решетки. Если головная часть открытого типа, то режущую часть снабжают козырьком с клиновидным ножом. Вперед щит продвигается за счет гидравлических домкратов, которые устанавливают по периметру щита, их штоки упираются в предварительно уложенные части тоннельной обделки. Расположенная в середине щита опорная часть гарантирует его жесткость и прочность. Под защитой хвостовой (задней) части производят монтаж 1-2 колец сборной обделки либо участок монолитной. В зависимости от типа грунта, диаметра выработки, количества домкратов и мощности насосной установки, скорость проходки немеханизированными щитами составляет 0,8-1,2 м за смену.
  • В механизированных щитах предусмотрены механизмы, позволяющие разрабатывать и направлять грунт для погрузки. Рабочая часть таких щитов бывает роторной, экскаваторной, штанговой или гидромеханической. Наиболее часто используются щиты с экскаваторными и роторными рабочими органами. В щитах с роторной рабочей частью, разработанный резцами грунт постоянно попадает на спиральные лопатки и направляется на ленточный конвейер, который переносит его в тележки, имеющие съемный кузов. Вне зависимости от движения щита, гидравлические домкраты продвигают рабочий орган на 1 м, одновременно с этим перемещается и конвейер-перегружатель.

Этапы щитовой прокладки

Работы по проходке щитов мы проводим в три этапа.

  1. Подготовительный этап. Здесь наши рабочие создают начальную или монтажную шахту, по которой будет опускаться щит, устраивают вентиляцию, подводят электричество и пр. Создают условия для откатки грунта – прокладывают пути, оборудуют всем необходимым стройплощадку и шахтный двор. В шахте сооружается упор из свай и производится монтаж щита в указанном в проекте положении.
  2. Основной этап – это непосредственно передвижение щита и монтаж обделки.
  3. Третий этап необходим для тоннелей под канализационный коллектор – в нем устраивают лоток.

Непосредственно проходка коллектора состоит из нескольких процессов: начиная от разборки грунта, перемещение щита, поставки материалов, устройства обделки и завершая вспомогательными работами, предусматривающими прокладку коммуникаций и устройство путей отката.

Основным процессом считается разработка породы, так как скорость щитовой проходки зависит именно от нее. Трудозатраты зависят в большей степени от типа щита – немеханизированные щиты с ручной разборкой породы значительно увеличивают трудоемкость. Именно поэтому, если позволяет тип грунта, мы используем механизированные щитовые комплексы.

Прокладка в сложных грунтах

Различные гидрогеологические условия могут создать некоторые сложности при работе, но современное оборудование и разработанные способы прокладки, позволяют работать практически в любых грунтах.

  • В твердых породах. В грунтах, где нет возможности использовать механизированные комплексы (например, в твердых грунтах) наши рабочие используют немеханизированные щиты и разработку грунта ведут вручную. При прокладке тоннелей в крепких породах либо используют отбойные молотки либо применяют взрывной метод.
  • В наводненных грунтах. Значительно осложняется выполнение работ в слабых и водонасыщенных грунтах. В данном случае мы применяем метод искусственного осушение забоя в скважинах эжекторными или легкими иглофильтрами, либо погружными насосами. При низком коэффициенте фильтрации грунтов, мы ведем разработку при заморозке грунта или кессонным способом (защитой сжатого воздуха).

Обделка коллекторов

Сейчас все шире используется способ обделки из монолитного бетона, в частности из пресс-бетона, который значительно экономит время и затрачиваемые усилия. Принцип действия прост: в задней части щита мы ставим опалубку, за которую заливаем бетон, таким образом одновременно будет выполняться вдавливание головной части в забой и прессование бетона в хвостовой части щитового комплекса. Между стенками щита и опалубки бетон предварительно уплотняется, а с отстыковкой бетоновода от пресующего кольца при продвижении щита бетонная смесь проходит окончательную прессовку.

Применяя данный способ, одновременно с прокладкой тоннеля, вы можете получить готовую водонепроницаемую гладкую обделку коллектора.

Прокладка рабочего трубопровода в футляре

Рабочий трубопровод, размещенный в футляре на участке подземно­го перехода, является наиболее ответственным участком водовода, и поэто­му к нему предъявляются повышенные требования, как в отношении проч­ности, так и надежности. Для него применяют стальные трубы с толщиной стенки на 15 – 25% больше толщины стенки основного трубопровода. Мон­таж и сварку рабочего трубопровода выполняют чаще всего непосредствен­но на месте устройства перехода, из одиночных труб или плетей длиной до 36 м. После испытания и устранения дефектов на него наносят слой анти­коррозионной изоляции, для предохранения которого от механических по­вреждений при прокладке трубопровода его в пределах футляра футеруют деревянными рейками.

Укладку рабочего трубопровода в футляре осуществляют способами проталкивания и протаскивания. Проталкивание применяют при устрой­стве переходов из труб диаметром до 1020 мм. Для проталкивания труб ис­пользуют краны-трубоукладчики грузоподъемностью 12 – 35 т. Перед про­талкиванием трубопровода на дне котлована делают направляющую дорож­ку из шпал, уголков и рельсов, на которую после смазки солидолом его ук­ладывают. Далее на торце футляра крепят оттяжной ролик (блок), через ко­торый пропускают тяговый канат с крюком на конце. Крюк заводят за стен­ку рабочего трубопровода, а второй конец каната зацепляют за крюк крана-трубоукладчика. В процессе подъема крюка канат натягивается и посредст­вом системы запасовки его через ролик проталкивает рабочий трубопровод в футляр.

Протаскивание рабочего трубопровода применяют при устройстве переходов из труб диаметром 1220 мм и более. При этом используют трак­торы, краны-трубоукладчики или приводные и ручные лебедки грузоподъ­емностью 3 – 5 т. Перед началом протаскивания трубопровода, как и при проталкивании, устраивают направляющую дорожку и ее смазывают соли­долом. Тяговый трос крепят за специальный наконечник или скобу, прива­ренные к переднему концу трубопровода. Конец троса протягивают через оттяжной блок, закрепленный в котловане со стороны расположения тяго­вых механизмов, и начинают протаскивание. После прокладки рабочего трубопровода в футляре монтируют сальники, устраивают колодцы и вы­полняют другие работы, предусмотренные проектом.

Читайте также:  Невский крепеж официальный сайт

Щитовая проходка, применяемая при устройстве коллекторов и тон­нелей, предусматривает разработку грунта под прикрытием щита и закреп­ление коллектора или тоннеля сборными железобетонными тю­бингами или монолитным бетоном. Щито­вую проходку ведут с помощью проходческого щита, изготовленно­го в виде металлической оболочки, диаметр которой равен наружному диа­метру сооружаемого тоннеля. Ее применяют в тех случаях, когда другие, ра­нее рассмотренные способы бестраншейной прокладки трубопроводов, применять не представляется возможным.

В больших городах с помощью щитовой проходки устраивают тонне­ли для совмещенной прокладки трубопроводов и коммуникаций, а также за­глубленные главные (отводящие сточные воды на очистные сооружения) ка­нализационные коллекторы.

Конструкции применяемых проходческих щитов. Щит состоит из трех основных частей: передней – режущей клиновидной формы с козырь­ком или без него, средней – опорной, где размещаются домкраты, и задней – хвостовой. Щит вдавливают в грунт гидравлическими домкратами, а грунт перед щитом разрабатывают ручным или механическим способом. Сооружение обделки (стенок) коллектора выполняют в хвостовой части щи­та. Для щитовой проходки применяют проходческие щиты нескольких ви­дов (рис. 6.37) с наружным диаметром 2 – 5 м, которые в зависимости от способа разработки грунта в забое и его транспортировки подразделяют на механизированные, частично-механизированные и немеханизированные. Механизированные щиты более производительны, но сложнее в эксплуата­ции, а немеханизированные отличаются простотой в управлении и широко применяются при проходке коллекторов диаметром до 2,5 м.

Немеханизированные проходческие щиты конструктивно в основ­ном одинаковы, хотя и бывают нескольких разновидностей – с открытой и закрытой головной частью, жесткими решетками и горизонтальными пол­ками. В щите с открытой головной частью диаметром 2 м (рис. 6.37, а) для срезания грунта и внедрения щита режущая часть оснащена козырьком с клиновидным ножом. Щит периодически продвигается вперед с помощью гидравлических домкратов, расположенных по периметру щита и упираю­щихся своими штоками в ранее уложенные элементы тоннельной обделки.

Рис. 6.37 – Проходческие щиты

а – немеханизированный с открытой головной частью, б – механизированный с роторным рабочим органом, в – то же, с экскаваторным

1, 7 – режущая ножевая часть с козырьком, 2 – опорная часть, 3 – хвостовая часть, 4 – гидравлические домкраты, 5 – напорная труба, подающая рабочую жидкость, 6 – распределительная трубка, 8 – подземная выработка, 9 – кольцо обделки, 10 – ленточный конвейер-перегружатель, 11 – стальной корпус, 12 – электродвигатель, 13 – зубчатый венец, 14 – приемное окно, 15 – роторная конусная часть, 16 – съемные резцы, 17 – боковые спиральные лопатки, 18 – неповоротный цилиндр, 19 – тележки

Опорная часть, расположенная посредине щита, обеспечивает ему необхо­димую прочность и жесткость, а под защитой хвостовой части монтируют одно-два кольца сборной или сооружают определенный участок монолит­ной обделки коллектора.

Скорость проходки тоннелей немеханизированными щитами в зави­симости от диаметра выработки, категории грунта, числа и типа домкратов, мощности насосной установки колеблется от 0,8 до 1,2 м/смен.

Механизированные щиты (рис. 6.37, б, в) имеют механизмы для разработки грунта, укладки блоков и выдачи разработанного грунта на по­грузочные средства. Рабочие органы щитов могут быть, например, роторны­ми, штанговыми, экскаваторными, гидромеханическими. Чаще применяют щиты с роторными (рис. 6.37, б) и экскаваторными (рис. 6.37, в) рабочи­ми органами. В щите с роторным рабочим органом в результате его враще­ния грунт, разрушенный резцами, непрерывно подхватывается спиральны­ми лопатками и через приемное окно поступает на ленточный конвейер, а затем в тележки со съемными кузовами. Рабочий орган с помощью гидрав­лических домкратов выдвигается вперед на расстояние до 1 м независимо от движения щита одновременно с перемещением конвейера-перегружателя. После разработки забоя на длину одного кольца обделки рабочий орган отводят назад, щит продвигают вперед и в хвостовой части с помощью бетоно- или блокоукладчика укладывают очередное кольцо обделки. Выдача грунта на поверхность и подача материалов (элементов сборной обделки, цемента и др.) к щиту производятся средствами горизонтального внутрен­него (двухосные тележки со съемными кузовами, вагонетки, тележки-блоковозки, электрокары) и вертикального (клетьевые подъемники, стреловые краны и т.д.) транспорта. Механизированный щит с экскаваторным рабочим органом (рис. 6.37, в) разрабатывает грунт по принципу обратной лопаты. Грунт из ковша выгружают на ленточный конвейер и затем в тележки внутритоннельного транспорта. Такой щит диаметром 2 м передвигается 16 ги­дравлическими домкратами грузоподъемностью по 125 т каждый.

Щитопроходческие работы выполняют обычно в три стадии. На первой (подготовительной) устраивают монтажную или начальную шах­ту для опускания щита в забой, подводят электроэнергию, устраивают вен­тиляцию и т.п. Прокладывают также пути для откатки грунта, оборудуют шахтный двор, т.е. стройплощадку (рис. 6.38, а). По окончании строитель­ства коллектора щит из него выводят и поднимают на поверхность через демонтажную или конечную шахту. Иногда также устраивают промежуточные шахты для подачи материалов, выдачи грунта и вентиляции забоя. В началь­ной шахте устраивают свайный упор и монтируют на проектной отметке проходческий щит. На второй стадии начинают проходку – передвиж­ку щита, включающую разработку грунта в забое, продвижение щита, мон­таж блочной или возведение монолитной обделки. На третьей стадии, если тоннель используется как самотечный трубопровод (канализационный коллектор), внутри него устраивают лоток.

Введение щита в забой. Щит в шахту опускают стреловым краном и затем внизу устанавливают его в направлении проходки. Непосредственно в забой щит вводят с помощью гидравлических домкратов, упираемых в специально устроенную временную опору (упор). В стене шахты в месте

Рис. 6.38 – Схемы организации площадки при щитовой проходке тоннеля (коллектора) и щитопроходческих работах

а – организация стройплощадки, б – проходка немеханизированным щитом с ручной разработкой грунта, в – проходка коллектора диаметром 4,1 м механизированным щитовым комплексом с обделкой из монолитного пресс-бетона, г – монтаж обделки коллектора, д – трапециевидные блоки, е – железобетонные тюбинги; 1 – отвал грунта, 2 – складирование тюбингов, 3 – растворосмеситель, 4 – бак для воды, 5 – емкость для цемента, 6 – рабочее место крановщика, 7 – кран, 8 – место сигнальщика, 9 – табличка с перечнем установленных сигналов, 10 – компрессор, 11 – доска замера газа, 12 – пункт электропитания, 13 – вентиляционная установка, 14 – немеханизированный щит, 15 – вагонетка с бадьями, 16 – электровоз, 17 – рельсовый путь, 18 – насосная установка для откачки воды, 19 – шахта, 20 – приямок, 21 – камера, 22 – механизированный щит, 23 – секция опалубки, 24 – механизм перемещения опалубки, 25 – цистерна, 26 – транспортер выдачи грунта, 27 – вагонетка бункерного типа для загрузки с транспортера, 28 – бетонопровод, 29 – механизм передвижения платформы, 30 – транспортный мост, 31 – блоки обделки, 32 – замковый блок

Читайте также:  Бирюлевский институт садоводства продажа саженцев каталог

забоя оставляют круглое отверстие диаметром, на 100 мм превышающим диаметр щита, необходимое для ввода щита в забой. По мере разработки грунта и продвижения щита устанавливают блочную обделку по всему пе­риметру коллектора. Когда щит полностью войдет в грунт и будет пройдено первых 10 – 12 м коллектора, разбирают упор, снимают рамы и распорки. Затем в основной монтажной или промежуточной шахте оборудуют бадьевое отделение для подъема вагонеток или их кузовов с грунтом, атакже по­дачи необходимых материалов для щитопроходческих работ, для чего над бадьевым отделение устанавливают стреловой кран. Для входа работаю­щих в коллектор и выхода из него в шахте бадьевого отделения устраивают лестничную клетку. Оборудовав бадьевое отделение, начинают щито­вую проходку.

Встречающиеся при щитовой проходке разнообразные гидрогеологи­ческие условия усложняют производство работ, однако в настоящее время разработано оборудование и имеются способы, позволяющие осуществлять проходку практически в любых грунтовых условиях. В устойчивых грунтах применяют механизированные щитовые комплексы типа КЩ с наружным диаметром щитов 2,1; 2,6; 3,2 и 4 м. В твердых грунтах, когда невозможно использовать комплексы КЩ, проходку ведут немеханизированными щита­ми с ручной разработкой грунта (рис. 6.38, б). Для разработки крепких по­род применяют отбойные молотки либо взрывной метод.

Проходка коллектора включает в себя ряд процессов, в том числе: разработку пород в забое, передвижку щита, транспортировку материалов, устройство блочной или монолитной обделки тоннеля, инъектирование стыков, вспомогательные работы по устройству откаточных путей и про­кладке коммуникаций. Ведущим процессом является разработка породы в забое, так как от нее зависит темп проходки. Трудоемкость проходческих ра­бот в значительной степени зависит от типа применяемого щита, так как ручная разработка породы в забое при немеханизированных щитах отлича­ется повышенной трудоемкостью. Поэтому, когда позволяют грунтовые ус­ловия, следует применять механизированные щитовые комплексы (рис. 6.38, в). Разработку мягких пород грунта ведут под защитой козырька и ре­жущей части щита. Грунт в забое не добирают до конца щита на 10 – 15 см. Глубина разработки породы зависит от характера грунтов, условий трассы коллектора, диаметра и конструкции щита, но обычно разработку ведут на ширину одного кольца обделки. В связи с подвижностью грунта и необхо­димостью сохранности расположенных над коллектором зданий и сооруже­ний производят крепление лба забоя (рис. 6.38, в). Разработку грунта ведут сверху вниз и поэтому сначала крепление с верхней части забоя снимают, но после разработки грунта на необходимую глубину лоб забоя снова укрепля­ют. Затем снимают крепление в нижней части забоя и разрабатывают здесь грунт с последующим закреплением. При передвижке щита лоб забоя кре­пят на всю высоту. Таким же способом ведут разработку забоя в сыпучих песках.

Также применяют способ самозакрепления забоя от обрушения, для чего применяют щиты с горизонтальными полка­ми.

В водонасыщенных и слабых грунтах щитопроходческие работы зна­чительно осложняются. В грунтах с умеренным притоком грунтовых вод проходку ведут с перекрытием лба забоя или, как говорят, «с закрытой гру­дью». При этом лоб забоя частично или полностью перекрывают шандорами (стальными щитами), установленными на болтах с внутренней стороны ножевого кольца. Однако лучше всего борьбу с грунтовыми водами при щи­товой проходке вести способом искусственного осушения забоя легкими или эжекторными иглофильтрами или погружными насосами в скважинах. В тех случаях, когда из-за чрезмерно малой величины коэффициента фильтрации грунтов применить водопонизительные установки не представляет­ся возможным, или по другим причинам применяют способы разработки грунта в забое под защитой сжатого воздуха (кессонным способом) или пу­тем замораживания забоя. При кессонном способе проходки грунтовая вода отжимается избыточным давлением воздуха, для чего коллектор разделяет­ся на зону повышенного и нормального давления с помощью воздухонепро­ницаемых перегородок и шлюзов, необходимых для прохода людей и транс­портировки материалов и породы.

Обделку тоннелей (коллекторов) устраивают из сборных элемен­тов (блоков или тюбингов) (рис.6.38, д, е), а также монолитного бетона и железобетона. Обделка из тюбингов, устанавливаемых без связей, наиболее экономична. Работы по устройству обделки тоннеля начинают с укладки лотковых блоков, а затем по обе стороны монтируют боковые блоки и в за­ключение устанавливают замковый блок (см. рис. 6.38, г). Блоки можно ук­ладывать с постепенным убиранием штоков домкратов и освобождением места для блока нового кольца или с одновременной уборкой штоков всех домкратов. Каждый блок после укладки обжимают домкратами. При уклад­ке кольца из трапециевидных блоков некоторые из них не доводят на всю длину, что облегчает сборку, а после установки замкового блока их дожима­ют домкратами вместе с замковым блоком, и далее они служат опорами домкратов при передвижении щита. В щитах диаметром до 2,6 м блоки ук­ладывают вручную, а в щитах больших диаметров – механическими блоко-укладчиками с гидравлическим или электрическим приводом. В щитах ди­аметром 3,6 м блокоукладчик прикреплен непосредственно к щиту. Укладку тюбингов ведут снизу в обе стороны вверх до замка. В каждом кольце тю­бинги укладывают со сдвижкой на два отверстия во избежание сквозных продольных швов. Чтобы кольцо имело правильную форму, между тюбин­гами и оболочкой щита укладывают дубовые клинья, убираемые после ус­тановки замкового тюбинга. При передвижении щита происходит обжатие тюбинговой обделки, после чего швы между тюбингами зачеканивают с од­новременной заделкой металлических штырей в соединениях раствором на расширяющемся цементе.

В заключение насосом под давлением 1,5 – 2 МПа нагнетают раствор за обделку, что необходимо для придания кольцу большей жесткости (во из­бежание его самопроизвольного оседания) и заполнения выработанного пространства.

Для получения монолитно-прессованной обдел­ки из пресс-бетона в хвостовой части щита устанавливают опалубку, за ко­торую нагнетают бетон. Принцип работы щитового механизированного комплекса при этом основан на сочетании вдавливания в забой головной ча­сти щита и одновременного прессования бетонной смеси в его хвостовой ча­сти (см. рис. 6.38, в). Проходческий комплекс состоит из щита (применяют щиты для проходки монолитной обделки диаметрами 2,1; 2,6; 3,6 и 4,1 м), металлической опалубки, механизма для перестановки опалубки, транс­портного моста, передвижной платформы с транспортером, бетоноводом и пневмоподатчиками. Бетон подают в заопалубное пространство через уст­ройство в прессующем кольце по бетоноводу от пневмоподатчиков. Внача­ле между стенками опалубки и щита происходит предварительное уплотне­ние бетона, а затем при передвижке щита с отсоединением бетоновода от прессующего кольца – окончательная перепрессовка бетонной смеси с пере­дачей усилия на породу. Этот способ позволяет сразу же получить готовую обделку коллектора с гладкой водонепроницаемой поверхностью, не требу­ющей отделки, в то время как для сборной обделки необходимо проведение дополнительных отделочных работ. Кроме того, этот способ обеспечивает надежное заполнение пространства между обделкой и породой, дает эконо­мию арматурной стали и позволяет снизить затраты труда.

Читайте также:  Как скрутить фигурку из длинного шарика

Прокладка трубопроводов в тоннелях щитовой проходки. Когда щитовую проходку используют для устройства переходов, в них проклады­вают самотечные и напорные трубопроводы различных диаметров. Керами­ческие и бетонные трубы укладывают в тоннеле на основание из тощего бе­тона, а оставшееся свободное пространство заполняют песком или тощим бетоном. Для подачи бетона используют бетононасосы, а при заполнении песком делают песочно-глиняную смесь и подают ее в тоннель растворонасосом. Чугунные и стальные трубопроводы в тоннеле укладывают методом наращивания. Трубы по тоннелю перемещают на специальных тележках.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Щит — это металлическая крепь, под защитой которой производится разработка грунта и сооружение обделки инженерных конструкций. Щит состоит из трех основных частей: передней —режущей, средней — опорной (где размещаются домкраты) и задней — хвостовой. Своей режущей частью щит домкратами вдавливается в грунт, разрабатываемый ручным или механическим способом. Обделку стенок коллектора выполняют в хвостовой части щита, используя для этого сборные железобетонные и чугунные тюбинги, блоки или монолитный бетон.

По способу разработки грунта в забое щиты подразделяются на немеханизированные и механизированные.

У немеханизированного щита, обычно цилиндрической формы (иногда прямоугольной), ножевое кольцо (передняя — режущая часть щита) служит для частичного срезания грунта по контуру проходки и одновременно защитным козырьком для рабочих, работающих в забое (рис. 8.1, а). В опорном кольце (средняя часть щита) размещаются забойные и щитовые домкраты, с помощью которых щит перемещается, отталкиваясь от последнего кольца ранее собранной обделки. Хвостовая часть щита — гладкая оболочка, под прикрытием которой производится сборка колец обделки коллектора. Грунт в забое разрабатывается преимущественно отбойными молотками и грузится ковшовой погрузочной машиной или конвейерным перегружателем в вагонетки. Скорость проходки немеханизированного щита составляет 0,8. 1,2 м в смену.


Рис. 8.1. Щитовая проходка
а — устройство немеханизированного щита: 1 — оболочка щита; 2 — щитовые домкраты; 3 — забойные домкраты; 4 — платформенные домкраты; 5 — выдвижные платформы; 6 — опорное кольцо; 7 — ножевое кольцо; 8 — вертикальные перегородки; 9 — горизонтальные перегородки; б — механизированный щит с плоской планшайбой: 1 — корпус щита; 2 — планшайба: 3 — упорные ролики; 4 — привод; 5 — подвижная станина; 6 — отвальный мост; 7 — неподвижная станина; 8 — домкрат подачи; 9 — транспортер; 10 — резцовые окна; в — общая схема щитовой проходки: 1 — щит; 2 — блокоукладчик; 3 — ленточный перегружатель; 4 — обделка тоннеля; 5 — вагонетка; 6 — электровоз; 7 — ствол; 8 — раздаточный бункер-накопитель грунта

Вследствие индивидуального проектирования и изготовления проходческих щитов для строительства подземных коммуникаций в различных городах было разработано большое количество типоразмеров щитов.В настоящее время Госстроем СССР утвержден оптимальный по технико-экономическим показателям параметрический ряд коллекторных тоннелей с внутренним диаметром 1,8; 2,25; 2,8; 3,56 и 4,5 м. Для их сооружения предусматривается использование высокомеханизированных комплексов щитов KITI-2,1 Б, КЩ-2,6Б, КЩ-3.2Б, КЩ-4Б и КЩ-5.2Б с наружным диаметром соответственно 2,1; 2,6; 3,2; 4 и 5,2 мм. Длина кольца сборной обделки принята 0,7; 0,8; 0,9 и 1 м, количество блоков на кольцо — 6. 8. Скорость проходки вышеуказанных комплексов щитов до 3,8 м в смену.

Последовательность работ при щитовой проходке следующая. После геодезической разбивки трассы коллектора и сооружений на нем приступают к устройству вертикальных стволов шахт для спуска и подъема проходческих щитов, рабочих, подъема грунта, подачи материалов обделки, обеспечения вентиляции, водоотлива и др. Диаметр ствола шахты должен быть приблизительно в 2 раза больше диаметра щита.

Проходку шахтных стволов (круглых или прямоугольных в плане) производят поярусно либо с помощью механизированных щитов, малогабаритного землеройного оборудования и других средств с выдачей грунта на поверхность скипами, бадьями, грейферами либо с применением буровзрывных работ. По мере отрывки грунта устойчивость вертикальных стенок ствола обеспечивается крепью: деревянной, деревометаллической, из железобетонных или чугунных тюбингов, монолитного железобетона. При наличии водоносного слоя мощностью 3. 5 м устраивают опускную крепь, которую наращивают сверху и по мере разработки грунта опускают под действием силы тяжести крепи или дополнительной пригрузки.

После устройства шахтного ствола приступают к сооружению тоннеля. Для ввода щита в забой в шахтном стволе устраивают проем, а с противоположной стороны — упорную стенку. В проем устанавливают щит, который и разрабатывает грунт, отталкиваясь от упорной стенки. При входе хвостовой части щита в тоннель начинают устройство обделки.

Обделку тоннеля диаметром до 2 м выполняют из мелких блоков, укладываемых вручную. В тоннелях большего диаметра специальными блокоукладчиками устанавливают крупные блоки и тюбинги. Вслед за обделкой с отставанием не более чем на пять колец по длине тоннеля в пространство между наружной поверхностью обделки и грунтом производят первичное нагнетание цементного раствора (состав от 1:1 до 1:5) под давлением 0,4. 0,5 МПа. Повторно-контрольное нагнетание выполняют через 30. 40 мин под давлением 0,7. 0,8 МПа. Работы ведут с помощью растворонасосов или растворонагнетателей (типа РНЩ).

В канализационных коллекторах в целях дополнительной герметизации и защиты сборной обделки от разрушения выполняют вторичную обделку из монолитного железобетона.

Трудоемкость возведения обделки тоннелей сокращается на 25. 30% при устройстве ее из монолитного пресс-бетона. Сущность способа состоит в том, что в хвостовой части щита вместо сборных блоков устанавливают внутреннюю металлическую опалубку, состоящую из трех сегментов, соединенных между собой болтами. Циклично через 0,5 м с помощью пневмоподатчиков бетонируют по периметру пространство между внутренней опалубкой и хвостовой частью щита. Далее реактивным усилием щитовых домкратов через пресс-кольцо, передвигающееся между опалубкой и оболочкой щита, производят прессование бетона. После очередного цикла разработки грунта отводят пресс-кольцо, устанавливают следующий ряд опалубки и далее процесс повторяют. Опалубку разбирают при достижении бетоном требуемой прочности.

Для откатки грунта из тоннеля и подачи материалов обделки используют одно- и двухпутевые схемы движения вагонеток. Одно-путевую схему применяют при проходке щитами диаметром до 2,6 м, двухпутевую — при диаметре щитов 2,6 м и выше. По первой схеме одновременно одна вагонетка находится под загрузкой, другая разгружается на поверхности земли. По второй схеме устраивают два разъезда: один у щита для разъезда блоковозок с вагонетками, второй — на расстоянии 10. 15 м от шахтного ствола. Вагонетки с грунтом по вертикальному стволу шахты поднимают на поверхность кранами или специальной подъемной установкой и выгружают в раздаточный бункер, откуда отвозят самосвалами к месту отвала. Общая схема щитовой проходки приведена на рис. 8.1, в.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector