Správa prezentovaná na medzinárodnej konferencii "NO-DIG - 2008". Autor - M.B. Golota (OOO Spetsstroy-Engineering, Rusko, Moskva).
Výstavba podzemných inžinierskych sietí s hustou zástavbou tak rýchlo sa rozvíjajúcej metropoly, akou je Moskva, je mimoriadne náročná inžinierska úloha. Rýchly rozvoj našej spoločnosti je spôsobený aj tým, že pri našej práci využívame najnovšie úspechy a vývoj v oblasti podzemných stavieb. Spetsstroy-Engineering LLC má okrem vozového parku stavebnej techniky k dispozícii aj komplexy raziacich tunelov spoločnosti Herrenkneht AG: AVND 2500 (projekt M890 a projekt M1176), EPB 3600 (projekt M1179) a EPB 3200; zariadení spoločností VMT a Jackcontrol.
Podobne tunely pre banské a inžinierske projekty zdieľajú základné postupy, ale značne sa líšia v ich konštruktívnom prístupe k trvalosti v dôsledku ich odlišného účelu. Mnohé tunely boli plánované len na dočasné použitie s minimálne náklady pri ťažbe rúd, aj keď rastúca túžba vlastníkov povrchu po právnej ochrane pred následným závalom tunela môže viesť k povrchovým zmenám. Naproti tomu väčšina tunelov verejnej dopravy je spojená s predĺženým pobytom ľudí a úplnou ochranou susedných vlastníkov a sú konzervatívnejšie navrhnuté tak, aby poskytovali trvalú bezpečnosť.
Nákupom troch panelov od Herrenkneht AG sa objem raziacich prác výrazne zvýšil. Nedávno postavené objekty:
- CL-110 kV Novobratsevo - Voikovskaya. Vybudovaný bol tunel s priemerom 3 ma dĺžkou 1200 m. Podzemie je zvodnené piesky, podarilo sa ho preraziť medzi plynovodom a tunelom pre veľkopriemerové komunikácie. Z dôvodu nemožnosti preloženia tunela s inžinierskymi sieťami boli urobené odbočky v pôdoryse a profile trasy. Štít AVND 2500.
- CL z rozvodne Novo-Vnukovo. Vybudovaná bola štôlňa s priemerom 3,6 m a dĺžkou 240 m. Pôda je hlinitá s bahnom a rašeliniskom.
- CL z RZ "Marfino" Bol vybudovaný tunel s priemerom 3 m a dĺžkou 1340 m. Úspešne bol dokončený interval 852 m. Razenie prebiehalo v najťažších geologických podmienkach - ílovitá zemina s kameňmi v kontakte so silne podmáčanými pieskami, rašeliniskami. Štít AVND 2500.
- KVL-110 kV "Novo-Kuntsevo - Setun". Vybudovaný bol tunel s priemerom 3 m a dĺžkou 1350 m. vysoká hustota zemina (hlina), prítomnosť podzemných komunikácií musela urobiť zákrutu s polomerom 300 m, pričom spoločné riešenia so špecialistami Herrenknecht. Štít AVND 2500.
- CL z RS "Ochakovo" do RS "Mesto-2". Vybudovaný bol tunel s priemerom 4,1 m a dĺžkou 500 m. Pokládka sa realizovala pod najdôležitejšou spolkovou diaľnicou. Štít EPV 3600. Vybudované boli 2 tunely s priemerom 3 m a dĺžkou 400 m. Pokládka bola realizovaná pod riekou. Moskva, hĺbka 30 m. Boli vybudované 2 tunely s priemerom 3 ma dĺžkou 550 m.
O oblastiach použitia zariadenia
Silne rozbité a mäkké skaly
Vo všetkých tuneloch zohrávajú dominantnú úlohu pri riadení prijateľnosti spôsobov výstavby a použiteľnosti geologické podmienky. rôzne prevedenia... História razenia tunelov je skutočne plná prípadov, keď náhle stretnutie s nepredvídanými podmienkami spôsobilo zdĺhavé prestoje kvôli zmenám v stavebných metódach, dizajne alebo oboch, čo malo za následok výrazné zvýšenie nákladov a času.
Hlavné prvky tunela
Dôkladná geologická analýza je potrebná na posúdenie relatívnych rizík v rôznych lokalitách a na zníženie neistôt v podmienkach pôdy a vody na vybranom mieste. Medzi hlavné faktory patria okrem pôd a hornín aj základné defekty, ktoré riadia správanie sa horninového masívu; veľkosť kamenného bloku medzi kĺbmi; slabé vrstvy a zóny, vrátane zlomov, šmykových zón a zmenených oblastí, oslabené poveternostnými alebo tepelnými vplyvmi; podzemná voda vrátane vzoru prúdenia a tlaku; plus niekoľko špeciálnych nebezpečenstiev, ako je riziko požiaru, plynu a zemetrasenia.
Nie každý nový technický vývoj či objav nájde svoje uplatnenie a miesto na trhu, mnohé zostáva nepovšimnuté a nevyžiadané. To isté sa nedá povedať o relatívne mladom stavebnom priemysle, akým je mikrotunelovanie.
Rastúca úroveň urbanizácie každý rok vedie k rýchlemu nárastu počtu obyvateľov miest. Výnimkou nie je ani taká obrovská metropola, akou je Moskva. Neustály nárast počtu obyvateľov hlavného mesta má za následok neuveriteľnú hodnotu pôdy.
V horských oblastiach ich počet zvyčajne obmedzujú vysoké náklady a dlhý čas potrebný na hlboké vŕtanie; ale veľa sa dá naučiť z pozorných leteckých a pozemných prieskumov, ako aj z ťažobných a geofyzikálnych techník vyvinutých v ropnom priemysle. Flexibilita sa často uplatňuje pri probléme so zreteľom na zmeny v dizajne a stavebných metódach, ako aj nepretržitý prieskum pred tunelom, ktorý sa vykonáva v starých tuneloch ťažbou pilotného vrtáku vpredu a teraz vŕtaním.
Poškodenie osád a stratených pozemkov
Japonskí inžinieri boli priekopníkmi v zdolávaní náročných skál a vodných podmienok. Tunely s mäkkým povrchom sa najčastejšie používajú pre mestské služby, kde potreba rýchleho prístupu cestujúcich alebo servisného personálu prispieva k malej hĺbke. V mnohých mestách to znamená, že tunely sú nad skalným podložím, čo uľahčuje razenie tunelov, ale vyžaduje si neustálu podporu. Konštrukcia tunela je v takýchto prípadoch vo všeobecnosti navrhnutá tak, aby znášala celé zaťaženie pôdy nad ním, čiastočne preto, že zemný oblúk v pôde sa časom zhoršuje, a čiastočne na prispôsobenie sa zmenám zaťaženia vyplývajúcim z budúcej výstavby budov alebo tunelov.
V tomto ohľade mesto rastie smerom nahor a „pod zemou“.
Podzemné parkovanie je súčasťou riešenia problému s nedostatkom voľných stavebných plôch, no nie jediným. Pomerne veľké plochy možno uvoľniť premiestnením inžinierskych sietí, dopravných komunikácií, elektrického vedenia pod zem. Jedným zo spôsobov realizácie takýchto ambicióznych projektov je mikrotunelovanie.
Tunely s mäkkým povrchom majú tendenciu mať kruhový tvar, pretože majú väčšiu pevnosť a schopnosť prispôsobiť sa budúcim zmenám zaťaženia. V miestach uličných práv pozdĺž cesty je dominantným problémom mestského tunelovania potreba vyhnúť sa neúnosným škodám na susedných budovách. Aj keď je to zriedkavý problém pre moderné mrakodrapy, ktoré majú zvyčajne základy siahajúce až po útesy a hlboké suterény, ktoré často vedú pod tunelom, môže to byť faktor v prítomnosti stredne vysokých budov, ktoré majú tendenciu mať plytké základy.
Keď bol v polovici 90. rokov realizovaný prvý projekt mikrotunelovania s použitím zariadení Herrenkneht AG, málokto si vedel predstaviť, že táto technológia sa tak ľahko a rýchlo udomácni v Rusku. A už viac ako desať rokov táto technológia pomáha riešiť zložité inžinierske problémy.
Niet pochýb o tom, že v blízkej budúcnosti bude mikrotunelovanie stále viac relevantné a žiadané. Nie je možné ignorovať plány vlády Ruskej federácie na reformu bývania a komunálnych služieb a energetiky hlavného mesta a Ruska ako celku. Podľa rôznych štatistík sieťové inžinierstvo opotrebované o 70 % alebo viac v ruských mestách; asi 1000 hektárov pôdy len v Moskve sa nachádza pod elektrickým vedením.
V tomto prípade si tunelový inžinier musí vybrať medzi výstužami alebo použitím metódy razenia tunela, ktorá je dostatočne spoľahlivá, aby zabránila poškodeniu osady. K povrchovému osídleniu dochádza v dôsledku straty pôdy, t.j. pozemok, ktorý sa presúva do tunela nad skutočný objem tunela. Všetky spôsoby tunelovania na mäkkej pôde majú za následok určitú stratu pôdy. Niektoré z nich sú nevyhnutné, ako napríklad pomalé bočné stláčanie plastovej hliny, ku ktorému dochádza pred povrchom tunela, pretože nové napätia z kupolovitého vlaku spôsobujú, že sa hlina pohybuje smerom k čelu predtým, ako tunel dosiahne svoje miesto.
Pri hustej mestskej zástavbe je slogan „No Dig“ obzvlášť aktuálny. Nekonečný život metropoly neumožňuje realizovať práce na prekládke či kladení tunelov so zastavením dopravy na preťažených cestách, čas výstavby by sa mal tiež čo najviac skrátiť. Všetky tieto faktory sú závažným argumentom pri priťahovaní čoraz väčšieho množstva investícií do mikrotunelovania. A to je dôležité, pretože bezchybne presné, high-tech vybavenie si vyžaduje značné investície a profesionalitu personálu, ktorý ho obsluhuje.
Väčšina stratených výsledkov je však výsledkom nesprávnych konštrukčných metód a neopatrnej remeselnej práce. Nasledujúci text preto zdôrazňuje primerane konzervatívne metódy tunelovania, ktoré poskytujú najlepšia šanca udržať pôdu na prijateľnej úrovni približne o 1 percento.
Starodávna prax ručnej ťažby je za určitých podmienok stále ekonomická a môže lepšie ilustrovať špecifické techniky ako jej mechanizovaný náprotivok. Príkladmi sú prepolačné metódy a dojčenie navrhnuté pre prípad nebezpečného chodu. Obrázok 3 ukazuje hlavné aspekty procesu: hlavička je poháňaná pod strechou predných dosiek, ktoré sú poháňané dopredu na korune plus pevná doska resp. materské mlieko v názve. Pri starostlivej práci vám metóda umožňuje napredovať s veľmi malé množstvo straty.
Naša spoločnosť už dva roky plodne spolupracuje s Herrenkneht AG. Motto našich nemeckých partnerov – „Temové tunelovanie“ je obzvlášť blízke a dokonale sa hodí k ruskej mentalite. Len tím, keď sa do projektu zapojí výrobca, inžinieri a stavitelia, môžeme dosiahnuť dobre koordinovanú prácu a vysoké výsledky.
LLC "Spetsstroy-Engineering" má k dispozícii rôzne systémy razenia tunelov:
Hornú dosku je možné odstrániť, odkryť malý batoh, vymeniť túto dosku a pokračovať v práci na jednej doske. Pri punkciách sú predné priestory prerušované s priestormi medzi nimi. Korunná rotácia sa stále uchyľuje k zlému prejazdu zemou; v tomto prípade môžu kolíky pozostávať z dopredu vedených koľajníc alebo dokonca oceľových tyčí inštalovaných v otvoroch vyvŕtaných do drvenej horniny. V pôde, ktorá poskytuje primeraný čas státia, moderný systém Podpera využíva oceľové obkladové dosky umiestnené na zemi a ukotvené v pevnom súvislom kruhu a vo väčších tuneloch vnútorne vystužené kruhovými oceľovými rebrami.
- Projekt AVND 2500 М890,
- AVND 2500 projekt М1176,
- Projekt ЕРВ 3600 М1179,
- EPB 3200.
Vybavenie park takýchto veľkých priemerov je svojim spôsobom jedinečné. Podľa štatistík je podiel takýchto tunelových vrtných komplexov v Rusku iba 5%.
Personálna politika
Podzemný priestor hlavného mesta je z roka na rok komplikovanejší. Okrem dlhého metra je podložie Moskvy presýtené ešte dlhšími komunikačnými tunelmi rôznych priemerov a cieľ.
Najdlhšie tunely
Jednotlivé náušníky sú ľahké a ľahko sa inštalujú ručne. Horná časť je posunutá dopredu, predchádza jej „opičí drift“, v ktorom je stenová doska inštalovaná na podopretie klenutých rebier, a je tiež zahrnutá, pretože stenová doska je vystužená inštaláciou stĺpikov s malými výrezmi na každej strane spodnej lavice. . Keďže rebrá a obkladová doska poskytujú len ľahkú oporu, spevňujú sa inštaláciou betónového obkladu približne jeden deň po ťažbe.
Ak štíty s priemerom do 1500 mm už prešli veľa kilometrov pri Moskve a nahromadili sa dosť skvelá skúsenosť, zariadenia takého veľkého priemeru ovláda máloktorá firma. Požadujúc ešte väčšiu kontrolu, profesionalitu, sú takéto systémy razenia tunelov veľmi žiadané.
Špecialisti našej spoločnosti - inžinieri, mechanici, operátori - prešli špecializovaným školením na prácu so zariadeniami od spoločnosti Herrenkneht AG a majú certifikáty.
Zatiaľ čo lemovanie tunelov je ekonomickejšie ako tienenie tunelov, riziko straty pôdy je o niečo vyššie a vyžaduje si nielen veľmi starostlivú výrobu, ale aj dôkladné preštudovanie mechaniky pôdy vopred, prvýkrát v Chicagu. Riziko straty pôdy možno znížiť aj použitím štítu s oddelenými vreckami, z ktorých môžu moji pracovníci pracovať; dajú sa rýchlo zavrieť, aby prestali písať. V extrémne mäkkej pôde možno štít jednoducho posunúť dopredu so zatvorenými všetkými vreckami a úplne premiestniť pôdu vpredu; alebo sa dá zasunúť s niekoľkými otvorenými vreckami, cez ktoré sa vytlačí mäkká zemina ako klobása, nakrájaná na kúsky, aby sa odstránila dopravným pásom.
Personálna politika našej spoločnosti je zameraná na vytvorenie súdržného tímu schopného prijímať mimoriadne inžinierske rozhodnutia a vykonávať úlohy akejkoľvek zložitosti. Spojenie mladosti a skúseností má najlepší vplyv na kvalitu pridelených úloh a umožňuje vám s istotou pozerať sa na perspektívy budúceho rozvoja. Za ramenami našich špecialistov pracujú pri výstavbe Moskovského okruhu, pri výstavbe tretieho dopravného okruhu, pri kladení kilometrov tunelov.
Prvá z týchto metód bola použitá na bahne v rieke Hudson. Podpera namontovaná vo vnútri zadnej časti obrazovky sa skladá z veľkých segmentov tak ťažkých, že pri ich zoskrutkovaní vyžadujú na umiestnenie rameno elektrického ohrievača. Pre svoju vysokú odolnosť proti korózii je najčastejšie používaným materiálom na segmenty, čo eliminuje potrebu sekundárneho betónového obkladu. Ľahšie segmenty sú dnes obsadené. Britskí inžinieri vyvinuli segmenty, ktoré sú v Európe populárne.
Inherentným problémom metódy štítu je prítomnosť 2 až 5 palcovej prstencovej dutiny ponechanej mimo segmentov v dôsledku hrúbky poťahovej dosky a medzery potrebnej na vzpriamenie segmentu. Pohyb pôdy do tejto prázdnoty môže viesť k strate až 5 percent, čo je v mestských podmienkach neprijateľné. Stratená pôda sa udržiava na primeraných úrovniach rýchlym fúkaním jemného štrku do dutiny a následnou injektážou cementu.
Objekty
Výstavba káblového kolektora 110 kV "Novobratsevo - Voykovskaya":
Hĺbka prieniku bola asi 10 m.
Razenie prebiehalo v náročných hydrogeologických podmienkach. Usporiadanie baní a mikrotunelovanie sa teda uskutočňovalo vo vodných pieskoch malej a strednej veľkosti, ktoré pod vplyvom technogénnych faktorov strácajú svoju štrukturálnu pevnosť a prechádzajú do tekutého stavu. Hladina podzemnej vody s prihliadnutím na jej sezónny nárast na celom stavenisku presahovala hranice začiatku kolektora a dna mikrotunela.
Kuznetsovský železničný tunel
Tunel s mäkkým podkladom pod úrovňou podzemnej vody spojené s neustálym rizikom vstupu do tunela, pôdy a vody, čo často vedie k úplnej strate hlavice. Jedným z riešení je znížiť hladinu podzemnej vody pod dnom tunela pred výstavbou. To sa dá dosiahnuť čerpaním z hlbokých vrtov dopredu a z vrtov v tuneli. Zatiaľ čo to podporuje tunelovanie, pokles hladiny podzemnej vody zvyšuje tlak na hlbšie vrstvy pôdy. Ak sú relatívne stlačiteľné, výsledkom môže byť veľké usadzovanie susedných budov na základoch s plytkou vodou, čo je extrémny príklad 15 až 20 stôp potopenia v dôsledku preťaženia.
Na lokalizáciu vplyvu podzemnej vody v období výstavby bolo zabezpečené umelé znižovanie vody hĺbkovými vrtmi s čerpadlami (umiestnené na výstupe zo štítu, v demontážnej šachte umiestnenej v mieste lokálneho rozvodu zvodnených vrstiev).
Jazdilo sa štítom AVND 2500. Trasa dlhá 1200 m bola prejdená tromi intervalmi po 200 m a jedným - dlhým cca 600 m.
Ak pôdne podmienky spôsobia nežiaduci pokles hladiny podzemnej vody, vonkajší tlak vody sa môže vo vnútri tunela posunúť. Vo väčších tuneloch je tlak vzduchu zvyčajne nastavený tak, aby vyrovnával tlak vody na dne tunela, čím potom presahuje spodný tlak vody na hlave. Pretože vzduch má tendenciu unikať z hornej časti tunela, je potrebná nepretržitá kontrola a oprava slamy a nečistôt. Ak tak neurobíte, môže dôjsť k výbuchu, zníženiu tlaku v tuneli a prípadne strate smeru pri vstupe pôdy.
Z dôvodu prítomnosti plynovodu a tunela pre veľkopriemerové komunikácie na trase a nemožnosti preloženia existujúcich komunikácií došlo k obratom v pôdoryse a profile trasy. Všetky intervaly boli dokončené včas, bez oneskorenia.
Výstavba káblového kolektora 110 kV "Novo-Kuntsevo - Setun":
Stlačený vzduch výrazne zvyšuje prevádzkové náklady, čiastočne preto, že je potrebná veľká kompresorová stanica so záložným zariadením na zabezpečenie proti strate tlaku, a čiastočne preto, že pracovníci a podvodníci sa pomaly pohybujú vzduchovými uzávermi. Dominantným faktorom je však obrovské skrátenie výrobného času a dlhé dekompresné časy, ktoré si ľudia pracujúci pod vplyvom vzduchu vyžadujú, aby zabránili ničivému ochoreniu, s ktorým sa stretávajú aj potápači.
Hĺbka prieniku bola asi 15 m.
Jazdilo sa nielen pod existujúcimi príjazdovými cestami, zelenými plochami, ale aj pod vedením vysokého napätia, ako aj pod koľajami Moskvy. železnice bieloruský smer.
Bol použitý štít AVND 2500. Trasa bola dlhá 1350 m a prekonaná v dvoch intervaloch po cca 600 m.
Prvý interval dlhý 630 m mal zložité geologické podmienky. Fragmenty základu sa našli v hrúbke rozvinutej pôdy s vysokou hustotou hliny a ílu, železobetónové konštrukcie zo zbúraných budov a stavieb.
Vzhľadom na hustotu podzemných komunikácií bola s pomocou špecialistov Herrenkneht AG vykonaná zákruta s polomerom 300 m. Systém riadenia razenia rúr umožnil kedykoľvek presne určiť polohu raziaceho stroja. Poloha stroja je neustále zobrazovaná na obrazovke ovládacieho panela, takže operátor má dokonalú kontrolu nad procesom razenia.
Na lokalizáciu vplyvu podzemnej vody počas výstavby bolo v bani zabezpečené umelé odvodnenie so svetelnými vrtmi.
Výstavba káblového kolektora 110 kV z rozvodne Marfino:
Hĺbka prieniku bola 12 m.
Bol použitý štít AVND 2500. Trasa je dlhá 1340 m, prejdená v dvoch intervaloch. Jeden z intervalov mal dĺžku 850 m. Prechod intervalu tejto dĺžky a priemeru 2500 mm je pre Moskvu jedinečný. Dobre koordinovaná práca tímu Spetsstroy-Engineering LLC, bezchybný chod zariadenia a asistencia výrobcu nám umožnili prejsť interval bez zdržaní, nehôd a porúch.
Najťažšie geologické podmienky - zahĺbenie sa uskutočnilo v pôde, pozostávajúcej z hliny s kameňmi v kontakte so silne podmáčanými pieskami, rašeliniskami.
Na lokalizáciu vplyvu podzemnej vody počas výstavby sa predpokladalo umelé znižovanie vody hĺbkovými vrtmi s čerpadlami (usporiadané na vstupe štítu, v baniach), ako aj svetelnými vrtmi (záchytná jama).
Výstavba káblového kolektora 110 kV z rozvodne Yashino:
Hĺbka prieniku bola 10 m.
Použitý bol štít AVND 2500. Trasa v dĺžke 650 m prechádzala v ťažkých hydrogeologických podmienkach, popod jestvujúce chodby a v tesnej blízkosti tunelov moskovského metra.
Jazdilo sa vo zvodnených pieskoch rôzneho zrnitého zloženia, miestami s medzivrstvami hliny, rašeliny a vodou nasýteného piesku. Značný prebytok podzemnej vody, heterogenita litologického zloženia v oblasti ponoru spôsobili množstvo ťažkostí s odvodňovaním.
Výstavba káblového kolektora 110 kV z rozvodne Ochakovo-City-2:
V tejto súvislosti sa jazdilo pod najdôležitejšou diaľnicou - Kutuzovským prospektom Osobitná pozornosť pozornosť bola venovaná zabezpečeniu maximálnej presnosti a absencii aj toho najmenšieho výpadku.
Použil sa štít EPV 3600 s pozemným zaťažením. Trasa mala 500 m.
Hĺbka prieniku bola 9 m.
Jazdenie druhého intervalu v súčasnosti prebieha pod riekou. Moskva v hĺbke 30 metrov.
Pri výstavbe všetkých zariadení bola mimoriadna pozornosť venovaná zabezpečeniu tesnosti ostenia tunelov. Kvalita vyhotovenia podšívky je mimoriadne dôležitým faktorom, ktorá určuje účinnosť tesnení, ale na použitom zariadení Použitie dvojitých tesnení vyrobených z elastomérov pri žiadnom z predmetov neumožňovalo pochybovať o všestrannosti a vysoká kvalita podobná technológia.
Perspektívy
Každoročné organizovanie medzinárodných výstav, konferencií a seminárov nenechá nikoho na pochybách o celosvetovom rozšírení bezvýkopovej techniky a najmä mikrotunelovania.
Výstavba moderného, spoľahlivého a utesneného tunela s vysoká rýchlosť penetrácia a kvalita je možná len vtedy, keď sú prepojené nasledujúce komponenty:
- komplexy zodpovedajúce pôdnym podmienkam výstavby;
- kvalitné a precízne inštalované ostenie tunela;
- správne rozdelenie pracovných zdrojov;
- presné plánovanie prípravných prác.
Spôsob výstavby tunela metra môže byť otvorený alebo uzavretý v závislosti od hydrogeologických pomerov, hustoty podzemných komunikácií a mestskej zástavby. V centrálnych oblastiach mesta sa spravidla pracuje uzavretá cesta... V okrajových častiach mesta, mimo uličných komunikácií, je vhodné realizovať výstavbu otvoreným spôsobom.
Uzavretá cesta. Pri tomto spôsobe práce sa tunely stavajú súčasne vo viacerých úsekoch, čo urýchľuje čas výstavby. Na každom mieste, od povrchu nad osou štôlne alebo v jej blízkosti, sa založí šachta bane a štôlňa sa napojí na rozostavanú štôlňu. Výrub zeminy v tuneli a ostenie sa vykonáva od každého kmeňa po susedné až do stretnutia, teda pred zrútením jednotlivých úsekov.
Horská cesta tunelovanie je nasledovné: hornina sa vyvíja metódou vŕtania a trhania alebo elektrického náradia, po ktorej okamžite vykonajú dočasné upevnenie čela a obrysu výkopu a potom postavia ostenie tunela. V prípade konštrukcie obloženia z monolitický betón alebo železobetón v prítomnosti pôdneho ohniska usporiadajte vnútornú lepenú hydroizoláciu zo štyroch až šiestich vrstiev strešného materiálu na bitúmenový tmel a železobetónový plášť s hrúbkou 20 cm, ktorý ho podopiera.Takto boli postavené úseky značnej dĺžky na prvej etape moskovského metra.
Prienik štítom možné v íloch, hlinách, pieskoch, kde sú tunely okrúhle prierez sú konštruované spravidla pomocou špeciálneho mechanizmu - štítu.
Štít je pohyblivá kovová podpera, pod ochranou ktorej sa v bezpečných podmienkach vyvinie čelba, odstráni sa uvoľnená hornina a vybuduje sa ostenie tunela. Tvar prierezu štítu zodpovedá vonkajšiemu obrysu ostenia tunela. Najrozšírenejšie sú okrúhle štíty.
Existuje veľa odrôd tunelovacie štíty, ktorý sa stal súčasťou praxe budovania domácich podchodov.
Štít vyzerá kovový valec pozostáva z troch hlavných častí:
- Nosný krúžok vyrobený z oceľových segmentov;
- Oceľový nôž;
- Plášť z oceľového plechu.
Ak štít nie je mechanizovaný, potom mu chýbajú akékoľvek mechanizmy na hĺbenie pôdy. V tomto prípade štít plní funkcie mobilnej podpery a pracovného lešenia. Pri razení tunelov v tvrdých horninách sa vyvíjajú vŕtaním a trhaním a v plastových a voľných horninách - so zbíjačkami a lopatami. Uvoľnenú horninu odstraňujú nakladacie stroje alebo špeciálne zariadenia namontované v spodnej bunke štítu.
Mechanizované štíty sú vybavené pracovnými telesami mechanického a hydraulického pôsobenia. Najrozšírenejšie sú štíty s rotačným pracovným telesom otáčajúcim sa okolo pozdĺžnej osi tunela. Používajú sa aj štíty s pracovnými orgánmi vybavenými frézami.
Tím Moscow Metrostroy vyvinul metódu na razenie plytkých tunelov s maximálnym využitím mechanizácie tunelovacieho cyklu, ktorá sa nazýva moskovská metóda.
Moskovský spôsob razenie plytkých tunelov zabezpečuje prácu uzavretým spôsobom. Nahradil doteraz používaný otvorený spôsob práce, pri ktorom bolo potrebné otvárať zemský povrch po celej dĺžke tunela do hĺbky jeho uloženia a do šírky 10 až 20 m, v súvislosti s čím bol pohyb mestská doprava je narušená, je potrebný presun mestských komunikácií atď. Moskovská metóda poskytuje použitie mechanizovaného štítu. Raziaci cyklus zahŕňa vývoj čelby a dopravu horniny z nej, nakladanie horniny do vozíkov, presun štítu a všetkých pomocných zariadení za ním, inštaláciu ostenia, čerpanie roztoku za ostenie a ďalšie práce.
Pri jazde moskovskou metódou sa znižujú náklady na 1 km chodiaceho tunela a výrazne sa zvyšuje produktivita práce v porovnaní s jazdou otvorenou metódou.
Otvorená cesta. Tento spôsob práce sa používa pri výstavbe plytkých tunelov. V tomto prípade sa pri hĺbení topoľov otvára zemský povrch - naraz na celú šírku výkopovej jamy rozvíjanej na obloženie alebo po častiach. Štruktúra obloženia výkopovou metódou sa montuje po častiach. Podšívka pozostáva z betónové steny, presah a zásobník. Najdôležitejšou a najťažšou vecou je v tomto prípade zariadenie vonkajšej lepiacej hydroizolácie.
Najrozšírenejšou metódou je okamžité vybudovanie základovej jamy na celý úsek.
o otvorená cesta Najprv z povrchu zeme nad budúcimi stenami tunela prerazia prieskumnú ryhu a zatĺkajú I-nosníkové oceľové pilóty vzdialené od seba 1-2 m do hĺbky 3-5 m pod sklz tunela. . Potom rýpadlá vytvoria jamu, ktorej steny sú pri prehlbovaní upevnené doskami, ktoré sú poháňané cez police hromád. Pilóty sú upevnené kovovými vzperami a vzperami umiestnenými nad doskou ostenia, čo umožňuje mechanizovanú ťažbu hornín a stavbu ostenia priemyselnými metódami. Tam, kde to dovoľuje rozvoj mesta, sa jama vykopáva bez upevnenia a steny sú vyrobené pod uhlom prírodný svah pôdy.
Lepená hydroizolácia sa aplikuje pod tunelovú vaničku na špeciál betónová príprava a v rámci ostenia steny - na vopred postavenú ochrannú stenu z dosiek rôznych materiálov... Priestor za ochrannými múrmi je pokrytý pieskom.
Na konci práce sa kovové pilóty odstránia. Po zhotovení podlahy sa na ňu nalepí aj hydroizolačná vrstva, ochranná vrstva a základová jama sa zasypú zeminou.
V posledné rokyčasti tunelového ostenia sú postavené prevažne z prefabrikovaných betónových blokov, čo výrazne skracuje čas výstavby. Prítomnosť štyroch alebo šiestich prvkov v časti ostenia si však vyžaduje prácnu prácu na zmonolitňovaní škár medzi blokmi, montáž lepenej hydroizolácie na pracovisku a pod. Tieto nevýhody eliminuje použitie predpätého železobetónového ostenia. z hotového úseku.
Pri výstavbe plytkých tunelov a ich umiestnení pod budovami alebo v ich bezprostrednej blízkosti je zabezpečené zariadenie podporné štruktúry, spevnenie zemín alebo montáž obvodových stien, ako aj opatrenia na zníženie vibrácií a hluku z prechádzajúcich vlakov.
V tunelových konštrukciách sa môžu objaviť trhliny v dôsledku kolísania teploty a zmrašťovania betónu, nerovnomerného sadania nehomogénnej zeminy. Aby sa predišlo vzniku takýchto trhlín, v konštrukcii sa robia zvislé rezy, ktoré sa nazývajú teplotné zmršťovanie alebo dilatačné škáry... Vzdialenosť medzi týmito švami môže byť v závislosti od dizajnu povrchovej úpravy 20; 40; 50 a 60 m.
Špeciálne metódy práce. Takéto metódy sa používajú v obzvlášť ťažkých geotechnických podmienkach, keď nie je možné aplikovať klasické metódy ťažby.
Pri razení tunelov umiestnených pod úrovňou podzemnej vody je vždy potrebné bojovať proti podmáčaniu čelieb. Používajú sa nasledujúce metódy umelá drenáž a skalné kotvenie:
- odvodňovanie;
- mrazenie;
- chemická väzba;
- cementácia;
- bitúmenácia;
- zariadenie antifiltračných prepojok.
spôsob zmrazenie nevyžaduje odstraňovanie vody z pórov horniny. Hornina je fixovaná zmrazením, ku ktorému dochádza, keď špeciálny roztok cirkuluje cez potrubia (stĺpy) inštalované v mraziacich studniach vyvŕtaných pozdĺž určitého obrysu. Roztok (chladivo) je dodávaný chladiacimi jednotkami.
V dôsledku toho sa v blízkosti budúceho diela vytvorí obrys ľadoborného masívu, ktorý má dostatočnú pevnosť a plnú vodeodolnosť. Tento spôsob sa používa pri jazde šikmých prejazdov eskalátorov, tunelov a staníc v najnepriaznivejších hydrogeologických podmienkach. Nevýhody tejto metódy zahŕňajú náchylnosť niektorých hornín na zdvíhanie počas mrazu a zrážky počas rozmrazovania, zložitosť prípravné práce, trvanie samotného procesu a vysoké náklady na mrazenie.
Zamŕzaním a odvodnením sa hornina fixuje len na dobu výstavby podzemnej stavby, po vybudovaní všetkých stavieb a ich hydroizolácii hornina rozmrzne do pôvodného stavu a hornina a hydrostatický tlak sa prenesie na ostenie hl. štruktúru.
Chemické kotvenie horniny sa uskutočňujú silikáciou a živicou. Silikónizácia spočíva v postupnom vstrekovaní vodných roztokov do pórov horniny - najprv vodné sklo (kremičitan sodný) a potom chlorid vápenatý. Ako výsledok chemická reakcia vzniká želatínová hmota, ktorá tuhne a viaže častice horniny do monolitu s vys mechanická pevnosť a vodotesné. Resinizácia spočíva v vstrekovaní roztokov syntetických živíc s vytvrdzovacími prísadami. Vysoká cena tohto materiálu obmedzuje jeho použitie.
Cementácia spočíva vo vypĺňaní pórov, trhlín a dutín v hornine cementová malta vytláčanie vody pod tlakom. Pri vysokej agresivite podzemnej vody je cementácia ťažko realizovateľná; okrem toho nie všetky plemená sa hodia na ukotvenie týmto spôsobom.
Bitumizácia spočíva v tom, že trhliny a dutiny horninového masívu sú vyplnené roztaveným horúcim bitúmenom, ktorý vytláča vodu a po stuhnutí tvorí monolit. Na ten istý účel sa niekedy do horniny injektuje jemne rozptýlená bitúmenová emulzia; táto metóda sa nazýva studená bitúmenizácia.
Hornina je nasýtená bitúmenom alebo špeciálnou emulziou cez studne, do ktorých sa stĺpy spúšťajú oceľové rúry pomocou špeciálneho vybavenia.
Zariadenie antifiltračných prepojok. Takéto svetre - štetovnice- sú pevné steny mimo obrysu bane, postavené skôr zemné práce... Sú usporiadané z hromád ponorených do zeme blízko seba. Môžu byť vyrobené z dreva, kovu a iných materiálov. Takáto ochrana bane pred podzemnými vodami sa dá rýchlo zariadiť a poskytuje úplnú záruku bezpečnosti práce.
Tunelovanie stlačeného vzduchu. V nestabilných vodonosných vrstvách je možné tunelovanie vykonávať aj pod stlačeným vzduchom ( kesónová metóda). Pred začatím kesónových prác v tuneli sa vo vzdialenosti 40-50 m od dna vybuduje vzduchotesná železobetónová alebo oceľová priečka, ktorá rozdeľuje tunel na dve zóny: zónu normálneho tlaku a pracovisko(od spodu po ozvučnicu), nazývané kesón, kde vytvárajú zvýšený tlak (v porovnaní s atmosférickým), kŕmenie stlačený vzduch z kompresorovej stanice. Porážka sa môže vyvinúť ktorýmkoľvek z vyššie uvedených spôsobov. V dôsledku zvýšeného tlaku vzduchu v kesóne, ktorý presahuje hydrostatický tlak, je voda vytláčaná z dna a pracovného priestoru.
