- •Заочный факультет подводные тоннели, сооружаемые щитовым способом
- •Введение
- •1. Состав и содержание проекта
- •2. Продольный профиль и план тоннелей
- •3. Проектирование тоннельных обделок кругового очертания
- •3.1. Внутреннее очертание обделок
- •3.2. Выбор конструкций обделок
- •Зависимость типа обделки от геологических условий
- •3.3. Конструирование обделок кругового очертания
- •3.3.1. Определение основных параметров обделок
- •3.3.2. Обделки из чугунных тюбингов
- •3.3.3. Железобетонные обделки
- •4. Статический расчет тоннельных обделок кругового очертания
- •4.1. Определение нагрузок
- •Выбор коэффициента надежности по нагрузке
- •4.2. Статический расчет обделок
- •4.3. Прочностные расчеты сборных круговых обделок . Общие положения
- •Проверка прочности сечений железобетонных обделок и расчет армирования
- •5. Производство работ по сооружению тоннеля щитовым способом
- •5.1. Общая организация работ
- •5.2. Выбор схемы проходческого щитового комплекса
- •5.2.1. Общие положения
- •5.2.2. Выбор типа щита
- •5.2.3. Конструирование и расчет щита
- •Размеры элементов корпуса щита
- •5.2.4. Выбор типа укладчика тоннельной обделки
- •5.3. Организация и комплексная механизация работ по сооружению тоннеля
- •5.3.1. Проходка тоннелей немеханизированными щитами в различных инженерно-геологических условиях
- •5.3.2. Проходка тоннелей механизированными щитами
- •5.3.3. Погрузка и транспортировка грунта
- •5.3.4. Возведение тоннельных обделок
- •5.3.5. Первичное и контрольное нагнетание раствора, гидроизоляция стыков и отверстий
- •5.3.6. Циклограмма на сооружение участка тоннеля
- •Библиографический список
- •Приложение
- •Значения расчетных характеристик грунтов
- •Технические характеристики щитов
- •Технические характеристики роторных щитов с активным пригрузом забоя
- •Технические характеристики щитовых проходческих комплексов
- •Содержание
5. Производство работ по сооружению тоннеля щитовым способом
5.1. Общая организация работ
В настоящей главе приведены рекомендации по выбору типа проходческого комплекса и проходческого щита, технологии проходки, излагается порядок расчета щита.
Проект производства работ должен выполняться в соответствии с требованиями [7], а также действующими правилами по технике безопасности [11].
Щитовой способ проходки заключается в использовании специального агрегата – проходческого щита. Проходческий щит представляет собой передвижную металлическую крепь (конструкцию), под защитой которой производится разработка и уборка грунта, крепление забоя и возведение обделки. Проходческие щиты в поперечном сечении имеют, как правило, круговую форму.
При щитовом способе проходки тоннелей можно выделить три этапа работ – подготовительные работы, собственно проходку выработки и возведение обделки и демонтаж оборудования.
Подготовительные работы при щитовой проходке включают в себя сооружение монтажных камер, доставку щитового проходческого оборудования в разобранном виде, монтаж проходческого комплекса, и в первую очередь щита.
В зависимости от условий строительства щиты могут быть введены в забой из подземной монтажной камеры, из ствола шахты, из открытого котлована или через портал.
В подземных условиях предварительно горным способом сооружают щитовые монтажные камеры. По конструктивному решению камеры могут быть двух типов:
камеры из монолитного бетона, сооружаемые горным способом;
камеры в виде круговых обделок, собранных из чугунных или железобетонных тюбингов со связями растяжения в стыках.
Демонтажные камеры сооружают так же, как и монтажные, обычно одновременно со щитовой проходкой.
Цикл щитовой проходки включает разработку грунта в забое и его уборку, при необходимости – крепление забоя, передвижку щита и возведение обделки. Разработка и погрузка грунта ведется в головной части щита. Щит передвигается в выработанное пространство при помощи гидравлических гидроцилиндров, упирающихся в торцевую плоскость обделки, возводимой в хвостовой части щита под защитой его оболочки.
Щитовой способ проходки тоннелей наиболее целесообразно использовать при сооружении тоннелей в слабых нескальных грунтах с коэффициентом крепости f 2, а также в скальных грунтах с высокой степенью трещиноватости.
Проходка тоннелей щитовым способом ведется с использованием щитовых комплексов – комплектов машин и оборудования, обеспечивающих максимальное совмещение технологических операций, высокий уровень механизации работ и непрерывное возведение обделки тоннеля вслед за продвижением забоя. Производительность главного агрегата – проходческого щита – определяет производительность всего комплекса и скорость сооружения тоннелей. Одна из наиболее трудоемких операций проходки – разработка грунта в забое – может быть механизирована. Для этого в головной части щита устанавливают специальное устройство, которое может выполнять и функции временного крепления. Такие щиты называются механизированными. В щитовых комплексах могут использоваться как механизированные, так и немеханизированные проходческие щиты.
Более детально устройство входящих в комплекс агрегатов и выполняемые ими функции описаны в [1, с. 257–261; 2, с. 111–118; 6, с. 339–341, 343–348]. Технические характеристики щитов и укладчиков приведены в [6].