10.5. Способ пилот-тоннеля

Сущность способа пилот-тоннеля заключается в том, что поперечное сечение сооружаемого тоннеля разделяют на две выработки, т. е. сначала проходят тоннель малого диаметра (пилот-тоннель), а затем расширяют его на требуемое сечение.

Этот способ широко применяют при сооружении в мягких грунтах станционных тоннелей и камер съезда, если их проходка с раскрытием сразу на полный .профиль осложняется значительным горным давлением (особенно со лба забоя) и требует усиленного крепления. Применение же щитового способа неэффективно, поскольку протяженность сооружаемого тоннеля невелика (до 100– 150 м).

Расположение пилот-тоннеля относительно сечения сооружаемого тоннеля определяют в каждом конкретном случае в зависимости от геологических условий, удобства разработки грунта в верхней и нижней частях основного тоннеля, размещения откаточных путей.

Диаметр пилот-тоннеля выбирают также с учетом гидрогеологических характеристик грунтов, но исходя из удобства работ он не должен быть менее 2,5 м. При строительстве метрополитенов в качестве пилот-тоннеля проходят тоннели со сборными чугунными или железобетонными обделками диаметром 5,5 или 6 м и шириной кольца 1 м. Для основного тоннеля применяют типовые обделки диаметром 8,5 или 9,5 м при ширине кольца 0,75 м.

Для удобства работ по расширению профиля отметку оси пилот-тоннеля принимают такой, чтобы высота разрабатываемой верхней части сечения составляла 2-2,5 м. В связи с этим различают варианты проходки с нижним пилот-тоннелем и центральным пилот-тоннелем.

Чаще применяют проходку с нижним пилот-тоннелем, при которой отметки лотковой части тоннелей совмещаются или имеют разницу в 0,5-0,7 м. При этом откаточные пути пилот-тоннеля и основного тоннеля располагают в одном уровне. Объем разрабатываемого грунта основного тоннеля уменьшается от верхней части сечения к нижней, что обеспечивает наилучшие условия для его погрузки, почти исключая перегрузки из лотковой части в вагонетки.

При проходке с центральным пилот-тоннелем его ось совмещают с осью основного тоннеля или располагают ниже ее на 0,5-1 м, В этом случае становится минимальной высота забоя при расширении профиля на основной тоннель, но значительно увеличиваются объем грунта, разрабатываемого в нижней части основного тоннеля, и объем перекидки его для погрузки в вагонетки, что затрудняет ведение работ.

Сооружение пилот-тоннеля начинают с разработки камеры для укладчика обделки. После ее устройства и монтажа укладчика и оборудования приступают к проходке пилот-тоннеля методами, описанными в 30.

Следует отметить важность работ по проведению первичного нагнетания за все кольца пилот-тоннеля еще до раскрытия основного тоннеля на полное сечение. Это в значительной мере устраняет приток воды в выработки и предотвращает осадки поверхности, а также деформации основного тоннеля при его сооружении, В зависимости от принятой организации работ проходку основного тоннеля можно вести параллельно с проходкой пилот-тоннеля (с отставанием на 25-30 м) или последовательно после завершения строительства пилот-тоннеля.

Сооружение основного тоннеля начинают с разработки на базе пилот-тоннеля камеры для монтажа укладчика обделки. Эта камера представляет собой участок основного тоннеля из нескольких колец, длина которого позволяет установить укладчик обделки и разместить проходческое оборудование.

Проходку камеры начинают с устройства прорезных колец, В соответствии с проектом производства работ определяют место рассечки и в двух смежных кольцах пилот-тоннеля вынимают ключевые тюбинги и по одному смежному. После этого проходят фурнель, раскрывают калотту и разрабатывают породу стен и лотка по круговому очертанию обделки большого тоннеля, одновременно демонтируя тюбинги пилот-тоннеля. После монтажа прорезных колец ведут проходку камеры и монтируют укладчик обделки.

Проходку основного тоннеля на базе пилот-тоннеля ведут в следующем порядке (рис. 10.13). С опережением на 3 м проходят штольню с обычной деревянной крепью. Заходками по 1,5-2 м разрабатывают калотту. Лонгарины калотты опирают с одной стороны на кольца 1 обделки тоннеля, с другой стороны – на стойки, устанавливаемые на пилот-тоннель 6. Бункер перемещается лебедкой 5, установленной на раме, опирающейся на кронштейны.

После первой заходки разбирают два кольца обделки пилот-тоннеля и монтируют два кольца обделки 1 станционного тоннеля при помощи тюбингоукладчика 2. За кольца сразу же нагнетают цементно-песчаный раствор. После второй заходки разбирают одно кольцо, а монтируют уже два. Таким образом за две заходки на длине 3 м разбирают три кольца по 1 м и монтируют четыре кольца по 0,75 м. Затем цикл повторяется.

В зоне производства работ укладывают три пути. На крайних устанавливают вагонетки для погрузки породы из бункера, по среднему ведут откатку.

Рис. 10.13 Схема организации работ при использовании способа пилот-тоннеля:

1 – кольца обделки тоннеля; 2 – тюбингоукладчик; 3 – передвижной бункер; 4 – вагонетка; 5-лебедка; 6 – пилот-тоннель; 7 – основной тоннель; 8 – лонгарины калотты