Construcția tunelurilor auto. Construcția tunelului în Rusia - aplicarea practică a noilor tehnologii. Tunelul feroviar Krol

Raport prezentat la conferința internațională „NO-DIG - 2008”. Autor - M.B. Golota (OOO Spetsstroy-Engineering, Rusia, Moscova).

Construirea de utilități subterane cu o dezvoltare densă a unei astfel de metropole în dezvoltare rapidă precum Moscova este o sarcină de inginerie extrem de dificilă. Dezvoltarea rapidă a companiei noastre se datorează și faptului că în activitatea noastră folosim cele mai recente realizări și dezvoltări în domeniul construcțiilor subterane. Pe lângă flota de utilaje de construcții, Spetsstroy-Engineering LLC are la dispoziție complexele de tuneluri ale companiei Herrenkneht AG: AVND 2500 (proiect M890 și proiect M1176), EPB 3600 (proiect M1179) și EPB 3200; echipamente ale companiilor VMT și Jackcontrol.

De asemenea, tunelurile pentru proiectele miniere și de inginerie civilă împărtășesc proceduri de bază, dar diferă foarte mult în abordarea lor constructivă a permanenței datorită diferitelor scopuri. Multe tuneluri au fost planificate pentru utilizare temporară numai cu cost minimîn timpul exploatării minereului, deși dorința crescândă a proprietarilor de suprafață de protecție legală împotriva prăbușirii ulterioare a tunelului poate duce la modificări ale suprafeței. În schimb, majoritatea tunelurilor de transport public sunt asociate cu ocuparea umană prelungită și cu protecție completă pentru proprietarii vecini și sunt proiectate mai conservator pentru a oferi siguranță continuă.

Odată cu achiziționarea a trei panouri de la Herrenkneht AG, volumul lucrărilor de tunel a crescut semnificativ. Obiecte recent ridicate:

  • CL-110 kV Novobratsevo - Voikovskaya. S-a construit un tunel cu diametrul de 3 m si lungimea de 1200 m. Pamantul este nisip udat, a fost trecut cu succes intre gazoductul si tunelul pentru comunicatii de diametru mare. Din cauza imposibilității transferului tunelului cu utilități, s-au făcut viraje în planul și profilul traseului. Scut AVND 2500.
  • CL de la Substația Novo-Vnukovo. S-a construit un tunel cu diametrul de 3,6 m și lungimea de 240 m. Solul este argilos cu nămol și mlaștină.
  • CL din substația „Marfino” S-a construit un tunel cu diametrul de 3 m și lungimea de 1340 m. S-a finalizat cu succes un interval de 852 m lungime. Săpătura s-a efectuat în cele mai dificile condiții miniere și geologice - sol argilos cu pietre în contact cu nisipurile puternic udate, turbării. Scut AVND 2500.
  • KVL-110 kV „Novo-Kuntsevo - Setun”. A fost construit un tunel cu diametrul de 3 m și lungimea de 1350 m. densitate mare sol (argilă), prezența comunicațiilor subterane trebuia să facă o viraj cu o rază de 300 m, luând solutii comune cu specialiștii Herrenknecht. Scut AVND 2500.
  • CL de la SS „Ochakovo” la SS „City-2”. A fost construit un tunel cu diametrul de 4,1 m și lungimea de 500 m. Pozarea a fost efectuată sub cea mai importantă autostradă federală. Scut EPV 3600. Au fost construite 2 tuneluri cu diametrul de 3 m si lungimea de 400 m. Pozarea s-a efectuat sub rau. Moscova, adâncimea de 30 m. Au fost construite 2 tuneluri cu diametrul de 3 m și lungimea de 550 m.

Despre domeniile de aplicare ale echipamentelor

Roci puternic fracturate și moi

În toate tunelurile, condițiile geologice joacă un rol dominant în gestionarea acceptabilității metodelor de construcție și a gradului de utilizare. diverse modele... Într-adevăr, istoria tunelurilor este plină de cazuri în care o întâlnire bruscă cu condiții neprevăzute a cauzat opriri lungi pentru schimbări în metodele de construcție, design sau ambele, ducând la creșteri semnificative ale costurilor și timpului.

Elementele principale ale tunelului

Este necesară o analiză geologică amănunțită pentru a evalua riscurile relative în diferite locații și pentru a reduce incertitudinile în condițiile solului și apei în locația selectată. Printre factorii principali se numără, pe lângă soluri și roci, defectele subiacente care controlează comportamentul masei de rocă; dimensiunea blocului de piatră dintre îmbinări; straturi și zone slabe, inclusiv falii, zone de forfecare și zone alterate, slăbite de intemperii sau efecte termice; apele subterane, inclusiv modelul de curgere și presiunea; plus câteva pericole speciale, cum ar fi riscuri de incendiu, gaze și cutremur.

Nu orice dezvoltare tehnică nouă sau descoperire își va găsi aplicația și locul pe piață, multe rămân neobservate și nerevendicate. Nu același lucru se poate spune despre industria construcțiilor relativ tânără, cum ar fi microtunelurile.

Creșterea nivelului de urbanizare în fiecare an duce la o creștere rapidă a populației orașelor. O astfel de metropolă uriașă precum Moscova nu face excepție. Creșterea neîncetată a populației capitalei a avut ca rezultat o valoare incredibilă a terenului.

Pentru zonele muntoase, costul ridicat și timpul îndelungat necesar forării adânci limitează de obicei numărul; dar se pot învăța multe din studiile aeriene și terestre atente, precum și din tehnicile de exploatare forestieră și geofizice dezvoltate în industria petrolului. Flexibilitatea este adesea aplicată problemei în ceea ce privește modificările în proiectarea și metodele de construcție, precum și explorarea continuă în fața tunelului, efectuată în tunelurile vechi prin exploatarea unui foraj pilot în față și acum prin forare.

Pagube aduse așezărilor și terenurilor pierdute

Inginerii japonezi au fost pionierii în depășirea stâncilor dificile și a condițiilor de apă. Tunelurile de sol moale sunt utilizate cel mai adesea pentru serviciile urbane unde nevoia de acces rapid de către pasageri sau personalul de service contribuie la adâncimea mică. În multe orașe, asta înseamnă că tunelurile sunt deasupra rocii de bază, ceea ce face tunelurile mai ușoare, dar necesită sprijin constant. Proiectarea tunelului în astfel de cazuri este, în general, concepută pentru a suporta toată încărcarea solului de deasupra acestuia, parțial pentru că arcul de pământ din sol se deteriorează în timp și parțial pentru a se adapta la schimbările de sarcină rezultate din construcția viitoare de clădiri sau tuneluri.

În acest sens, orașul crește în sus și „sub pământ”.

Parcarea subterană face parte din soluția la problema lipsei spațiului liber al clădirii, dar nu singura. Relativ suprafețe mari poate fi eliberat prin mutarea ingineriei, comunicațiilor de transport, liniilor electrice în subteran. Una dintre modalitățile de implementare a unor astfel de proiecte ambițioase este microtunelarea.

Tunelurile cu teren moale tind să aibă formă circulară, datorită formei lor, au o rezistență mai mare și capacitatea de a se readapta la schimbările viitoare de sarcină. În locurile cu drepturi de stradă de-a lungul drumului, problema dominantă a tunelurilor urbane este necesitatea de a evita daune insuportabile la clădirile învecinate. În timp ce aceasta este rareori o problemă pentru zgârie-norii moderni, care au de obicei fundații care se extind până la stânci și subsoluri adânci, deseori mergând sub un tunel, poate fi un factor în prezența clădirilor de înălțime medie care tind să aibă fundații puțin adânci.

Când, la mijlocul anilor 90, primul proiect de microtunel a fost implementat folosind echipamente Herrenkneht AG, puțini și-ar fi putut imagina că această tehnologie va prinde atât de ușor și rapid rădăcini în Rusia. Și de mai bine de zece ani, această tehnologie va ajuta la rezolvarea problemelor complexe de inginerie.

Nu există nicio îndoială că în viitorul apropiat microtunelurile vor fi relevante și vor fi din ce în ce mai solicitate. Este imposibil să ignorăm planurile Guvernului Federației Ruse privind reforma locuințelor și a serviciilor comunale și a energiei atât a capitalei, cât și a Rusiei în ansamblu. Conform diverselor statistici, inginerie de rețea uzat cu 70% sau mai mult în orașele rusești; aproximativ 1000 de hectare de teren numai în Moscova sunt situate sub liniile electrice.

În acest caz, inginerul tunelului trebuie să aleagă între armături sau să folosească o metodă de tunelare suficient de fiabilă pentru a preveni daunele cauzate de așezări. Așezarea la suprafață are loc din cauza pierderii solului, de exemplu. teren care se deplasează în tunel peste volumul real al tunelului. Toate metodele de tunel pe sol moale au ca rezultat o anumită pierdere de sol. Unele dintre acestea sunt inevitabile, cum ar fi compresia laterală lentă a argilei plastice care are loc în fața suprafeței tunelului, deoarece noile tensiuni din trenul cu cupolă fac ca argila să se miște spre față înainte ca tunelul să ajungă la locul său.

Cu o dezvoltare urbană densă, sloganul „No Dig” este deosebit de relevant. Viața nesfârșită a megalopolei nu face posibilă efectuarea lucrărilor de reamenajare sau așezarea tunelurilor cu oprire a traficului pe drumuri aglomerate, timpul de construcție ar trebui și el scurtat pe cât posibil. Toți acești factori reprezintă un argument serios pentru atragerea din ce în ce mai multe investiții în microtuneluri. Și acest lucru este important, deoarece echipamentele de înaltă tehnologie, impecabil de precise, necesită investiții considerabile și profesionalism din partea personalului care îl deservește.

Cu toate acestea, majoritatea rezultatelor pierdute sunt rezultatul unor metode de construcție necorespunzătoare și al măiestriei neglijente. Prin urmare, următoarele evidențiază metodele de tunelizare rezonabil conservatoare care dau cea mai buna sansa menține terenul la un nivel acceptabil cu aproximativ 1 la sută.

Vechea practică a exploatării manuale este încă economică pentru anumite condiții și poate ilustra tehnici specifice mai bine decât omologul său mecanizat. Exemple sunt metodele de prepolare și alaptarea proiectat pentru cazul de rulare periculoasă. Figura 3 prezintă principalele aspecte ale procesului: antetul este propulsat sub acoperișul plăcilor frontale, care sunt propulsate înainte pe coroană plus o placă solidă sau lapte maternîn titlu. Cu o muncă atentă, metoda vă permite să avansați cu foarte mult cantitate mică pierderi.

Compania noastră cooperează fructuos cu Herrenkneht AG de doi ani. Motto-ul partenerilor noștri germani - „Teamwork Tunneling” este deosebit de apropiat și perfect adaptat mentalității ruse. Doar o echipă, atunci când producătorul, inginerii și constructorii sunt implicați în proiect, putem obține o muncă bine coordonată și rezultate înalte.

SRL „Spetsstroy-Engineering” are la dispoziție diverse sisteme de foraj de tunel:

Placa de sus poate fi îndepărtată, rucsacul mic dezgropat, această placă pentru piept poate fi înlocuită și progresul a continuat, lucrând pe o singură placă la un moment dat. La puncție, spațiile anterioare sunt intermitente cu spații între ele. Rotirea coroanei recurge în continuare la trecerea proastă a solului; în acest caz, știfturile pot consta din șine ghidate înainte sau chiar din tije de oțel instalate în găuri forate în roca zdrobită. În sol care oferă un timp rezonabil de repaus, sistem modern Suportul folosește plăci de placare din oțel poziționate pe sol și ancorate într-un cerc solid și continuu, iar în tuneluri mai mari armate la interior cu nervuri circulare de oțel.

  • Proiect AVND 2500 М890,
  • Proiect AVND 2500 М1176,
  • Proiectul ЕРВ 3600 М1179,
  • EPB 3200.

Parcul de echipamente cu diametre atât de mari este unic în felul său. Potrivit statisticilor, ponderea unor astfel de complexe de tuneluri din Rusia este de doar 5%.

Politica de personal

Spațiul subteran al capitalei devine din ce în ce mai complicat de la an la an. Pe lângă metroul lung, subsolul Moscovei este saturat cu tuneluri de comunicații și mai lungi de diferite diametre si destinatia.

Cele mai lungi tuneluri

Căștile individuale sunt ușoare și ușor de instalat manual. Partea superioară este împinsă înainte, precedată de un „monkey drift” în care placa de perete este instalată pentru a susține nervurile arcuite și este, de asemenea, acoperită, deoarece placa de perete este întărită prin instalarea de stâlpi cu mici decupaje pe fiecare parte a băncii inferioare. . Deoarece nervurile și placa de parament oferă doar un sprijin ușor, ele sunt consolidate prin instalarea de fațare din beton la aproximativ o zi după exploatare.

Dacă scuturile cu un diametru de până la 1500 mm au parcurs deja mulți kilometri lângă Moscova și au acumulat suficient experiență grozavă, echipamentele cu un diametru atât de mare au fost stăpânite de puține companii. Necesand un control si mai mare, profesionalism, astfel de sisteme de tunelare sunt la mare cautare.

Specialistii firmei noastre - ingineri, mecanici, operatori - au urmat pregatire de specialitate in lucrul cu utilajele de la compania Herrenkneht AG si au certificate.

În timp ce tunelurile de căptușeală sunt mai economice decât tunelurile de ecranare, riscul de pierdere a terenului este oarecum mai mare și necesită nu numai o fabricație foarte atentă, ci și un studiu atent al mecanicii solului în prealabil, pentru prima dată în Chicago. Riscul de pierdere a terenului poate fi redus și prin utilizarea unui scut cu buzunare separate din care lucrătorii mei pot lucra; pot fi închise rapid pentru a opri tastarea. În sol extrem de moale, scutul poate fi pur și simplu împins înainte cu toate buzunarele închise, deplasând complet solul din față; sau poate fi băgat cu niște buzunare deschise prin care pământul moale este stors ca un cârnați, tăiat în bucăți pentru a fi îndepărtat de o bandă transportoare.

Politica de personal a companiei noastre vizează crearea unei echipe coezive capabile să ia decizii inginerești extraordinare și să îndeplinească sarcini de orice complexitate. Fuziunea dintre tinerețe și experiență are cel mai bun efect asupra calității sarcinilor atribuite și vă permite să priviți cu încredere perspectivele de dezvoltare viitoare. În spatele umerilor specialiștilor noștri lucrează la construcția șoselei de centură a Moscovei, la construcția celui de-al treilea inel de transport, la așezarea kilometrilor de tuneluri.

Prima dintre aceste metode a fost folosită pe nămol din râul Hudson. Suportul, montat în interiorul cozii ecranului, este alcătuit din segmente mari atât de grele încât necesită un braț de încălzire electrică pentru poziționare atunci când sunt fixate împreună. Datorita rezistentei sale mari la coroziune, este cel mai des folosit material pentru segmente, ceea ce elimina necesitatea unei placari secundare din beton. Segmentele mai ușoare sunt ocupate astăzi. Inginerii britanici au dezvoltat segmente care sunt populare în Europa.

O problemă inerentă cu metoda de scut este prezența unui gol inelar de 2 până la 5 inci rămas în afara segmentelor ca urmare a grosimii plăcii de piele și a golului necesar pentru ca segmentul să se ridice. Mișcarea solului în acest gol poate duce la pierderi de până la 5%, ceea ce este inacceptabil în condiții urbane. Terenul pierdut este menținut la niveluri rezonabile prin suflarea rapidă a pietrișului fin în gol și apoi injectarea de ciment.

Obiecte

Construcția unui colector de cablu de 110 kV "Novobratsevo - Voikovskaya":

Adâncimea de pătrundere a fost de aproximativ 10 m.

Săpătura a fost efectuată în condiții hidrogeologice dificile. Deci amenajarea minelor și microtunelurile s-au efectuat în nisipuri udate de dimensiuni mici și medii, care, sub influența factorilor tehnogeni, își pierd rezistența structurală și se transformă într-o stare fluidă. Nivelul apei subterane, ținând cont de creșterea sezonieră a acestuia, pe întregul șantier a depășit semnele de la începutul colectorului și fundul microtunelului.

Tunelul feroviar Kuznetsovsky

Tunel cu pământ moale sub nivel panza freatica asociat cu un risc constant de intrare în tunel, sol și apă, ceea ce duce adesea la pierderea completă a capului. O soluție este coborârea pânzei freatice sub fundul tunelului înainte de construcție. Acest lucru poate fi realizat prin pompare din puțuri adânci din față și din puțuri din tunel. În timp ce acest lucru încurajează tunelul, o scădere a pânzei freatice crește presiunea asupra straturilor mai adânci de sol. Dacă sunt relativ compresibile, rezultatul poate fi o așezare mare a clădirilor adiacente pe fundații cu apă puțin adâncă, un exemplu extrem de scufundare de 15 până la 20 de picioare din cauza congestiei.

Pentru a localiza influența apei subterane în perioada de construcție, scăderea artificială a apei a fost asigurată prin puțuri adânci cu pompe (aceasta a fost dispusă la ieșirea scutului, într-un puț de demontare situat în locul de distribuție locală a acviferelor).

Circula un scut AVND 2500. Traseul lung de 1200 m a fost parcurs în trei intervale de 200 m și unul de aproximativ 600 m lungime.

Când condițiile solului fac ca o scădere a pânzei freatice să fie nedorită, presiunea exterioară a apei se poate schimba în interiorul tunelului. În tunelurile mai mari, presiunea aerului este de obicei setată pentru a echilibra presiunea apei în partea de jos a tunelului, rezultând apoi să depășească presiunea inferioară a apei la cap. Deoarece aerul tinde să iasă din partea de sus a tunelului, este necesară inspecția și repararea continuă a scurgerilor de paie și murdărie. Nerespectarea acestui lucru ar putea duce la o explozie, depresurizarea tunelului și, posibil, pierderea direcției pe măsură ce intră sol.

Din cauza prezenței unei conducte de gaz și a unui tunel pentru comunicații de diametru mare pe traseu și a imposibilității transferului comunicațiilor existente, în planul și profilul traseului s-au făcut viraje. Toate intervalele au fost finalizate la timp, fără întârzieri.

Construcția unui colector de cablu de 110 kV "Novo-Kuntsevo - Setun":

Aerul comprimat crește semnificativ costurile de exploatare, parțial pentru că este necesară o instalație mare de compresoare, cu echipamente redundante pentru a se asigura împotriva pierderii de presiune și parțial pentru că lucrătorii și escrocii se deplasează lent prin ecluzele de aer. Totuși, factorul dominant este reducerea uriașă a timpului de producție și timpii lungi de decompresie necesari persoanelor care lucrează sub influența aerului pentru a preveni boala devastatoare cunoscută ca și întâlnită de scafandri.

Adâncimea de pătrundere a fost de aproximativ 15 m.

Conducerea a fost efectuată nu numai sub aleile existente, spațiile verzi, ci și sub liniile electrice de înaltă tensiune, precum și sub șinele Moscovei. cale ferată Direcția belarusă.

S-a folosit Shield AVND 2500. Traseul avea 1350 m lungime si parcurs in doua intervale de aproximativ 600 m.

Primul interval, lung de 630 m, a avut condiții geologice complexe. Fragmente de fundație au fost găsite în grosimea solului dezvoltat de lut și argilă de înaltă densitate, structuri din beton armat din clădirile și structurile demolate.

Datorită densității comunicațiilor subterane, cu ajutorul specialiștilor Herrenkneht AG, s-a făcut o viraj cu o rază de 300 m. Sistemul de control al perforarii țevilor a făcut posibilă determinarea cu precizie a locației mașinii de tunel în orice moment. Poziția mașinii este afișată constant pe ecranul panoului de control, astfel încât operatorul să aibă un control perfect asupra procesului de excavare.

Pentru a localiza influența apelor subterane în perioada construcției, a fost prevăzută o deshidratare artificială cu puțuri luminoase în interiorul minei.

Construcția unui colector de cablu de 110 kV de la stația Marfino:

Adâncimea de pătrundere a fost de 12 m.

S-a folosit scutul AVND 2500. Traseul are 1340 m lungime, parcurs în două intervale. Unul dintre intervale avea lungimea de 850 m. Trecerea unui interval de această lungime și un diametru de 2500 mm este unică pentru Moscova. Munca bine coordonată a echipei Spetsstroy-Engineering LLC, funcționarea impecabilă a echipamentului și asistența producătorului ne-au permis să trecem intervalul fără întârzieri, accidente și avarii.

Cele mai dificile condiții geologice - săpătura a fost efectuată în sol, constând din argilă cu pietre în contact cu nisipuri puternic udate, turbării.

Pentru a localiza influența apelor subterane în perioada de construcție, deshidratarea artificială a fost asigurată prin puțuri de adâncime cu pompe (amenajate la intrarea în scut, în mine), precum și puncte de puț luminoase (groapă receptoare).

Construcția unui colector de cablu de 110 kV de la substația Yashino:

Adâncimea de pătrundere a fost de 10 m.

S-a folosit scutul AVND 2500. Traseul lung de 650 m a trecut în condiții hidrogeologice dificile, pe sub pasajele existente și în imediata apropiere a tunelurilor metroului din Moscova.

Conducerea s-a efectuat în nisipuri udate de diferite compoziții granulometrice, în locuri cu straturi intermediare de lut, turbă și nisip saturat cu apă. Excesul semnificativ de apă subterană, eterogenitatea compoziției litologice în zona scufundării au creat o serie de dificultăți cu deshidratarea.

Construcția unui colector de cablu de 110 kV de la substația Ochakovo-City-2:

Conducerea a fost efectuată pe cea mai importantă autostradă - Kutuzovsky Prospect - în acest sens Atentie speciala s-a acordat atenție asigurării preciziei maxime și absenței chiar și a celei mai mici trageri.

S-a folosit scutul EPV 3600 cu încărcare la sol. Traseul a fost de 500 m.

Adâncimea de pătrundere a fost de 9 m.

Conducerea celui de-al doilea interval se desfășoară în prezent pe sub râu. Moscova la o adâncime de 30 de metri.

Pe parcursul construcției tuturor dotărilor s-a acordat o atenție deosebită asigurării etanșeității căptușelii tunelurilor. Calitatea de construcție a căptușelii este extremă factor important, ceea ce determină eficiența etanșărilor, dar asupra echipamentului utilizat Utilizarea etanșărilor duble din elastomeri la niciunul dintre obiecte nu a permis să se îndoiască de versatilitate și calitate superioară tehnologie similară.

Perspective

Organizarea anuală de expoziții, conferințe și seminarii internaționale nu lasă nicio îndoială cu privire la distribuția pe scară largă la nivel mondial a tehnologiei fără șanțuri și, în special, a microtunelurilor.

Construcția unui tunel modern, fiabil și etanșat cu de mare viteză penetrarea și calitatea este posibilă numai atunci când următoarele componente sunt legate:

  1. ansambluri corespunzătoare condițiilor terenului de construcție;
  2. căptușeală de tunel de înaltă calitate și instalată cu precizie;
  3. repartizarea corectă a resurselor de muncă;
  4. planificarea corectă a lucrărilor preliminare.

Metoda de construire a unui tunel de metrou poate fi deschisă sau închisă, în funcție de condițiile hidrogeologice, densitatea comunicațiilor subterane și de dezvoltarea urbană. În zonele centrale ale orașului, de regulă, se lucrează cale închisă... În zonele periferice ale orașului, în afara autostrăzilor stradale, este indicat să se realizeze construcția în mod deschis.

Drum închis. Cu această metodă de lucru se construiesc simultan tunele pe mai multe secțiuni, ceea ce grăbește timpul de construcție. La fiecare amplasament, de la suprafața de deasupra axei tunelului sau în apropierea acestuia, se așează puțul minei și se leagă valul de tunelul în construcție. Săpătura solului în tunel și căptușeala se efectuează de la fiecare trunchi la cele învecinate până la întâlnire, adică înainte de prăbușirea secțiunilor individuale.

Drum de munte tunelul este după cum urmează: roca este dezvoltată folosind o metodă de forare și sablare sau o unealtă electrică, după care efectuează imediat o fixare temporară a frunții și a conturului săpăturii și apoi ridică o căptușeală a tunelului. În cazul construcției de căptușeală din beton monolit sau beton armat în prezența unei vatre de pământ aranjați o hidroizolație interioară lipită de patru până la șase straturi de material de acoperiș pe mastic bituminos iar carcasa de beton armat de 20 cm grosime care o sustine.Asa au fost construite sectiunile de lungime considerabila pe prima treapta a metroului Moscova.

Pătrunderea scutului posibil în argile, argile, nisipuri, unde tunelurile sunt rotunde secțiune transversală ele sunt construite, de regulă, folosind un mecanism special - un scut.

Scutul este un suport metalic mobil, sub protecția căruia se dezvoltă fața în condiții de siguranță, se îndepărtează roca slăbită și se construiește căptușeala tunelului. Forma secțiunii transversale a scutului corespunde conturului exterior al căptușelii tunelului. Cele mai răspândite sunt scuturile rotunde.

Există multe varietăți scuturi de tunel, care a devenit parte a practicii de construire a metrourilor interne.

Scutul arată ca cilindru metalic constând din trei părți principale:

  1. Inel suport din segmente de otel;
  2. Cuțit din oțel;
  3. Înveliș din tablă de oțel.
Secțiunea transversală a scutului este împărțită prin despărțitori verticale și orizontale pentru celulele de lucru, în care există tuneloare care conduc dezvoltarea solului. Sub protecția inelului de susținere al scutului, solul este dezvoltat cu curățarea sa simultană pe lungimea unui inel de căptușeală (adică, pe o găsire). Apoi pornesc cricurile hidraulice, care, împingând căptușeala finită a tunelului, mută scutul înainte. Sub protecția carcasei de oțel a scutului, se montează un alt inel de căptușeală prefabricată sau amestec de beton pentru construirea unei căptușeli monolitice.

Dacă scutul nu este mecanizat, atunci îi lipsesc orice mecanism de excavare a solului. În acest caz, scutul îndeplinește funcțiile de suport mobil și schele de lucru. Când tunelurile în roci dure, acestea sunt dezvoltate prin forare și sablare, iar în roci de plastic și în vrac - cu ciocane pneumatice și lopeți. Roca slăbită este îndepărtată prin mașini de încărcare sau dispozitive speciale montate în celula inferioară a scutului.

Scuturile mecanizate sunt echipate cu corpuri de lucru cu actiune mecanica si hidraulica. Cele mai răspândite sunt scuturile cu un corp de lucru rotativ care se rotește în jurul axei longitudinale a tunelului. Se mai folosesc scuturi cu corpuri de lucru echipate cu freze.

Echipa Moscow Metrostroy a dezvoltat o metodă pentru tunelurile de mică adâncime cu utilizarea maximă a mecanizării ciclului de tunel, care se numește metoda Moscova.

drumul Moscovei tunelurile de mică adâncime asigură lucrările în mod închis. A înlocuit metoda de lucru deschisă folosită anterior, în care era necesară deschiderea suprafeței pământului pe toată lungimea tunelului până la adâncimea de așezare și la o lățime de 10 până la 20 m, în legătură cu care mișcarea transportul urban este perturbat, se impune transferul comunicațiilor urbane etc.folosirea unui scut mecanizat. Ciclul de tunel include dezvoltarea feței și livrarea rocii din aceasta, încărcarea pietrei în cărucioare, mutarea scutului și a tuturor echipamentelor auxiliare în spatele acestuia, instalarea căptușelii, pomparea soluției în spatele căptușelii și alte lucrări.

Când conduceți cu metoda Moscova, costul a 1 km al unui tunel de rulare este redus și productivitatea muncii crește semnificativ în comparație cu conducerea cu o metodă deschisă.

Calea deschisă. Această metodă de lucru este utilizată în construcția de tuneluri de mică adâncime. În acest caz, suprafața pământului este deschisă - deodată pe toată lățimea gropii de excavare dezvoltată pentru căptușeală sau în părți - când plopii sunt tăiați în șanțuri. Structura de căptușeală cu metoda șanțului este ridicată în părți. Căptușeala este formată din pereti de beton, suprapunere și tavă. Cel mai important și dificil lucru în acest caz este dispozitivul de hidroizolație cu lipire externă.

Cea mai răspândită metodă este dezvoltarea imediată a unei gropi de fundație pentru o secțiune completă.

La cale deschisăÎn primul rând, de la suprafața pământului de deasupra viitorilor pereți ai tunelului, ei sparg un șanț de explorare și bat în piloți de oțel cu grinzi în I, distanță de 1-2 m unul de celălalt, până la o adâncime de 3-5 m sub jgheabul tunelului. Apoi, excavatoarele dezvoltă o groapă, ai cărei pereți, pe măsură ce se adâncește, sunt fixați cu scânduri care sunt trecute peste rafturile piloților. Piloții sunt fixați cu bare și bare metalice situate deasupra plăcii de căptușeală, oferind posibilitatea extragerii mecanizate de rocă și construcției de căptușeală folosind metode industriale. Acolo unde dezvoltarea urbană permite, groapa este săpată fără prindere, iar pereții sunt executați în unghi panta naturala sol.

Hidroizolația lipită se aplică sub tava tunelului pe un suport special pregătirea betonului, iar în interiorul căptușelii peretelui - pe un perete de protecție preconstruit din plăci diverse materiale... Spațiul din spatele pereților de protecție este acoperit cu nisip.

La sfârșitul lucrării, grămezii metalici sunt îndepărtați. După construcția podelei, se lipește și un strat de hidroizolație, stratul de protecție și groapa de fundație sunt acoperite cu pământ.

V anul trecut Secțiunile de căptușeală de tunel sunt ridicate în principal din blocuri prefabricate de beton, ceea ce reduce semnificativ timpul de construcție. Cu toate acestea, prezența a patru sau șase elemente în secțiunea de căptușeală necesită o muncă laborioasă la monolitizarea rosturilor dintre blocuri, instalarea hidroizolațiilor lipite la locul de muncă etc. Aceste dezavantaje sunt excluse prin utilizarea căptușelii din beton armat precomprimat. din secțiunea terminată.

La construirea de tuneluri de mică adâncime și amplasarea lor sub clădiri sau în imediata apropiere a acestora, este prevăzut un dispozitiv pentru structuri de sprijin, consolidarea solurilor sau montarea pereților de împrejmuire, precum și măsuri de reducere a vibrațiilor și a zgomotului de la trecerea trenurilor.

Pot apărea fisuri în structurile tunelului din cauza fluctuațiilor de temperatură și contracției betonului, așezării neuniforme a solului neomogen. Pentru a preveni apariția unor astfel de fisuri, în structură se fac tăieturi verticale, numite contracție de temperatură sau rosturi de dilatare... Distanța dintre astfel de cusături, în funcție de designul finisajului, poate fi de 20; 40; 50 și 60 m.

Metode speciale de lucru. Astfel de metode sunt utilizate în condiții geotehnice deosebit de dificile, când metodele convenționale de exploatare nu pot fi aplicate.

Când conduceți tuneluri situate sub nivelul apei subterane, este întotdeauna necesar să luptați împotriva udarii fețelor. Se folosesc următoarele metode drenaj artificialși ancorarea stâncii:

  • deshidratare;
  • congelare;
  • legături chimice;
  • cimentare;
  • bituminizare;
  • dispozitivul de jumperi antifiltrare.
Deshidratarea consta in pomparea apei din masa de roca, coborand nivelul acesteia sub fundul tunelului. Această metodă este utilizată pe scară largă în construcția de tuneluri de mică adâncime, la antrenarea arborilor de arbore. Dezavantajul său este încălcarea regim natural acvifere, ceea ce face imposibilă utilizarea lor în viitor ca sursă de alimentare cu apă.

Cale congelare nu necesită îndepărtarea apei din porii rocii. Roca se fixează prin îngheț, care apare atunci când o soluție specială circulă prin țevi (coloane) instalate în puțuri de îngheț forate de-a lungul unui anumit contur. Soluția (refrigerant) este furnizată de unități frigorifice.

Ca urmare a acestui fapt, se formează un contur al unui masiv de spargere a gheții în apropierea viitoarei lucrări, care are o rezistență suficientă și o rezistență totală la apă. Această metodă este utilizată la conducerea pasajelor înclinate ale scărilor rulante, tunelurilor și stațiilor în cele mai nefavorabile condiții hidrogeologice. Dezavantajele acestei metode includ susceptibilitatea unor roci la ridicare în timpul înghețului și precipitații în timpul dezghețului, complexitatea munca pregatitoare, durata procesului în sine și costul ridicat al congelarii.

Prin îngheț și deshidratare, roca se fixează numai pentru perioada de construcție a structurii subterane, după construirea tuturor structurilor și hidroizolarea acestora, roca se dezgheță la starea inițială, iar roca și presiunea hidrostatică sunt transferate în căptușeală. structura.

Ancorare chimică rocile se realizează prin silicatizare și rășinizare. Siliconizarea constă în injectarea secvenţială a soluţiilor apoase în porii rocii - mai întâi, sticla cu apă (silicat de sodiu), apoi clorură de calciu. Ca urmare reactie chimica se formează o masă gelatinoasă, care se întărește și leagă particulele de rocă într-un monolit cu un Putere mecanică si rezistent la apa. Rășinizarea constă în injectarea de soluții de rășini sintetice cu aditivi de întărire. Costul ridicat al acestui material limitează utilizarea acestuia.

Cimentare consta in umplerea porilor, fisurilor si golurilor din roca ciment mortar deplasarea apei sub presiune. Cu o agresivitate mare a apelor subterane, cimentarea este dificil de realizat; în plus, nu toate rasele se pretează bine la ancorarea în acest fel.

Bitumizare constă în faptul că fisurile și golurile masei de rocă sunt umplute cu bitum fierbinte topit, care deplasează apa și, solidificându-se, formează un monolit. În același scop, în rocă se injectează uneori o emulsie de bitum fin dispersată; această metodă se numește bitumare la rece.

Roca este saturată cu bitum sau cu o emulsie specială prin puțurile în care sunt coborâte coloanele țevi din oțel folosind echipamente speciale.

Dispozitivul de jumperi antifiltrare. Astfel de săritori - palplanșe- sunt ziduri pline în afara conturului minei, construite anterior terasamente... Sunt dispuse din grămezi scufundați în pământ aproape unul de altul. Ele pot fi realizate din lemn, metal și alte materiale. O astfel de protecție a minei de apele subterane poate fi aranjată rapid și oferă o garanție completă a siguranței muncii.

Tunnel de aer comprimat.În acviferele instabile, tunelurile pot fi efectuate și sub aer comprimat ( metoda caissonului). Înainte de începerea lucrărilor de cheson în tunel, la o distanță de 40-50 m de jos, se ridică o pereție etanșă din beton armat sau oțel, împărțind tunelul în două zone: o zonă de presiune normală și zonă de muncă(de la jos până la deflector), numit cheson, unde creează o presiune crescută (comparativ cu cea atmosferică), alimentând aer comprimat de la statia de compresor. Sacrificarea poate fi dezvoltată în oricare dintre modurile de mai sus. Datorită presiunii crescute a aerului din cheson, care depășește presiunea hidrostatică, apa este forțată să iasă din fundul găurii și din zona de lucru.

Imparte asta