Щитовой способ прокладки

Щитовой способ работ можно успешно применять в самых разнообразных грунтовых условиях (известняки, пески, глины, плывуны) при глубине от 6—7 до 25 ж и более. Этим способом построено большое количество туннелей для коммунального хо­зяйства под магистральными железнодорожными путями, зда­ниями, реками и каналами.

Щит для сооружения подземных туннелей представляет со­бой передвижную круглую металлическую >крепь, под прикры­тием которой разрабатывают грунт и укрепляют стенки выработки. Передвижение щита вперед в процессе-работы осу­ществляется при помощи гидравлических домкратов, располо­женных в средней части щита по его периметру. При включении домкратов их штоки упираются в ранее уложенную первичную обделку туннеля, и щит, продвигаясь вперед, врезается в грунт (рис. 11.44). После передвижки щита штоки домкратов убирают, собирают следующее кольцо первичной обделки туннеля, раз­рабатывают грунт в забое и снова передвигают щит.

Туннели, построенные щитовым способом, широко исполь­зуют как самотечные канализационные магистрали и как общие коллекторы для прокладки трубопроводов различного назна­чения.

Проходческий щит (рис. 11.45) состоит из трех основных частей: передней — режущей /, средней —опорной 2 и задней — хвостовой 3. В некоторых щитах впереди режущей части имеет­ся козырек, 4. При пере­движении щит своей режущей частью врезается в мягкие грун­ты. Под защитой этой части разрабатывают грунт. На опорной части щита закреплены щитовые гидравлические домкраты 5. Эта часть щита обладает большой жесткостью благодаря опор­ным кольцам (переднему и заднему) 6 и ребрам жесткости 7, приваренным « опорным кольцам в промежутках между дом­кратами. В хвостовой части щита собирают первичную обделку туннеля. Внутренний диаметр хвостовой части равен наружному диаметру туннельной обделки. На­ружный диаметр щита должен быть не меньше 2,15 м с учетом возмож­ности обеспечения нормальных ус­ловий работы в туннеле во время его строительства и последующей эксплуатации, а также механизации проходческих работ.

В последние годы стали перехо­дить к унификации проходческих щитов по их диаметру (табл. 11.24). Унификация проходческих щитов позволяет значительно снизить стоимость их проектирования и из­готовления, а также создает условия для стандартизации размеров пер­вичной обделки и горнопроходче­ского оборудования.

Рабочей жидкостью для дом­кратов служит специальное масло или водопроводная вода, которые подают к домкратам насосами высокого давления (на 200— 300 кгс/см²), установленными на поверхности земли, по системе трубок высокого давления с соот­ветствующим оборудованием, ре­гулирующим их работу.

Первичную обделку туннеля выполняют в хвостовой части щита сразу же после его продвижения. Она может собираться из отдель­ных блоков (деревянных или бе­тонных, рис. 11.46, а и б) или тю­бингов (чугунных или железобе­тонных, рис. 11.46, в), а также вы­полняться в виде монолитной бе­тонной или железобетонной рубаш­ки (обжатая бетонная обделка).

При сборке первичной обделки из деревянных блоков по ним внут­ри устраивают железобетонную рубашку, которую затем оштука­туривают. Такая обделка требует больших материальных и трудо­вых затрат, поэтому в настоящее время не применяется.

Первичная обделка из бетонных трапецеидальных блоков (табл. 11.25) находит широкое применение при строительстве щитовым способом коммуналь­ных туннелей в Москве, Ленинграде и ряде других городов.

Чугунные тюбинги используют в исключительных случаях, в основном при пересечении туннелями водных протоков. На изготовление этих тюбингов расходуется много металла, их стоимость высока.

Железобетонные тюбинги нахо­дят более широкое применение, так как они гораздо дешевле чугунных, требуют в несколько раз меньше металла, а по своей несущей спо­собности не уступают чугунным. Железобетонные тюбинги высокого качества изготовляют из бетона марки 400 с показателем водоне­проницаемости В-4. Соединение железобетонных тюбингов осу­ществляют на болтах или шпиль­ках.

При устройстве монолитных об­делок щитовых туннелей хвостовую часть щита используют как пере­движную металлическую опалубку. Бетон в опалубку подают с по­мощью бетононасосов, установлен­ных на поверхности земли у шах­ты. Давление домкратов передается на опорное кольцо, уплотняющее (прессующее) бетон.

При устройстве первичной обделки из отдельных блоков после их сборки для обеспечения водонепроницаемости обделки тщательно расшивают или рас­чеканивают швы и выполняют ее оштукатуривание по металли­ческой сетке. При строительстве туннелей с повышенными тре­бованиями в отношении водонепроницаемости внутреннюю поверхность первичной обделки дополнительно оклеивают гид­роизоляцией. При диаметре щитов 2,61 м и более для усиления несущей способности первичной обделки и защиты ее от корро­зии при использовании коллектора для транспортирования агрессивных сточных вод устраивают способом торкретирова­ния внутреннюю железобетонную рубашку. Устройство такой рубашки позволяет получать достаточно гладкую внутреннюю поверхность туннеля, повышает степень водонепроницаемости коллекторов, значительно увеличивает скорость сооружения туннелей и снижает их стоимость.