Щитовая проходка

Содержание

1. Особенности технологии
2. Виды щитов
3. Этапы щитовой прокладки
4. Проходка в сложных грунтах
5. Обделка

Метод щитовой проходки применяется в тоннелестроении и подземном строительстве. Для этого нужен механизированный тоннелепроходческий комплекс.

Особенности технологии

Щитовая проходка обеспечивает безопасность и высокую эффективность работ при строительстве метро и транспортных тоннелей. Метод позволяет работать в сложных инженерно-геологических условиях, например, если тоннели возводят в слабых или полускальных породах с трещинами. Также щитовую проходку применяют в условиях плотной застройки.

Технология позволяет:

• Прокладывать тоннели в любых условиях;
• Увеличивать максимальную глубину прокладки;
• Расширять выбор трассы коммуникаций;
• Одновременно прокладывать несколько трубопроводов разного назначения.

Щитовая прокладка для возведения тоннелей, канализации и коллекторов - это разработка грунта под прикрытием - щитом. Технология также предполагает закрепление тоннеля сборными тюбингами из чугуна или железобетона либо блоками - монолитными и керамическими. Проходческий щит для щитовой прокладки - это металлическая оболочка, диаметр которой равен диаметру тоннеля.

Щит состоит из трех частей:

1. Режущая передняя часть клиновидной формы. На первой части может быть козырек;
2. Опорная средняя часть с домкратами;
3. Хвостовая задняя часть.

В задней части щита формируются стенки коллектора.

Виды щитов

Диаметр щитов варьируется от 2 до 5 м. Есть немеханизированные, частично механизированные и полностью механизированные щиты. Выбор зависит от способов разработки и транспортировки грунта.

Преимущество немеханизированных щитов - простота эксплуатации. Эти щиты используют при возведении коллекторов диаметром до 2,5 м. Механизированные щиты отличаются большей производительностью, но ими сложнее управлять.

У немеханизированных щитов мало конструкционных отличий в головной части, горизонтальных полках и жестких решетках. Режущая часть щитов с открытой головной частью оснащена козырьком с клиновидным ножом. Установленные по периметру щита гидравлические домкраты двигают щит вперед, а их штоки упираются в ранее уложенные части обделки. Опорная часть в середине щита делает его жестким и прочным. Под защитой хвостовой части специалисты монтируют одно-два кольца сборной обделки или участка монолитной стенки.

Скорость проходки с помощью немеханизированных щитов достигает 0,8-1,2 м в смену и зависит от типа грунта и диаметра выработки. Также на скорость влияет количество домкратов и мощность насосной установки.

Механизированные щиты с роторной, экскаваторной, штанговой или гидромеханической рабочей частью оснащены механизмами, которые помогают разрабатывать и направлять грунт для погрузки. Наиболее востребованы щиты с экскаваторными и роторными рабочими органами.

В роторных щитах грунт из-под резцов попадает на лопатки и направляется на ленточный конвейер. Последний переносит грунт в тележки со съемным кузовом. Движение щита не влияет на работу гидравлических домкратов, которые продвигают рабочий орган на 1 м. Конвейер-перегружатель перемещается одновременно с продвижением рабочего органа.

Этапы щитовой прокладки

Щитовая прокладка проходит в три этапа:

1. На подготовительном этапе рабочие обустраивают начальную или монтажную шахту: по ней будет опускаться щит. Также монтируют вентиляцию, подводят электричество и выполняют другие работы. Специалисты прокладывают пути, оборудуют стройплощадку и шахтный двор для откатки грунта. Также в шахте возводят упор из свай и монтируют щит в правильном положении;
2. Основной этап - передвижение щита и монтаж стенок;
3. Третий этап обязателен при строительстве под коллектор канализации. Специалисты обустраивают лотки.

Проходка коллектора начинается с разборки грунта и поставки материалов, продолжаются перемещением щита и устройством обделки и заканчиваются вспомогательными мероприятиями. Во время последних специалисты прокладывают коммуникации и устраивают пути отката.

Основная задача работы - разработка породы, от которой зависит скорость щитовой проходки. На трудозатраты в основном влияет тип щита: немеханизированные щиты значительно усложняют проходку. Если тип грунта позволяет, лучше использовать механизированные щиты.

Проходка в сложных грунтах

Сложные грунты - это насыщенные водой слабые породы. Для проходки тоннелей в таких грунтах применяют механизированные щиты с пригрузом забоя. Активные пригрузы делятся на:

• Воздушные;
• Грунтопригрузы;
• Гидропригрузы.

Перед забоем рабочие сооружают герметичную перегородку, которая отделяет призабойное пространство от остальной части щита. Пространство под давлением заполняют сжатым воздухом, уплотненным грунтом или бентонитовым раствором: получается воздушный пригруз, грунтопригруз или гидропригруз соответственно. Это уравновешивает гидростатическое давление воды и грунта с забойной стороны и предотвращает обрушение забоя. Грунт из забоя выдается в тоннель благодаря шнеку или гидротранспорту.

Обделка

Сегодня все чаще прибегают к обделке из монолитного бетона, в том числе из пресс-бетона. Этот способ экономит время и трудозатраты.

Технология проста: за опалубку в задней части щита заливают бетон. Головная часть вдавливается в забой, а в хвостовой части щита прессуется бетон. Бетон между стенками щита и опалубкой предварительно уплотняют. Когда при продвижении щита бетоновод отсоединяется от прессующего кольца, бетон проходит окончательную прессовку.

Такой способ позволяет получить водонепроницаемую гладкую обделку коллектора.