Тоннелепроходческие механизированные комплексы (ТПМК) для сооружения тоннелей в сложных условиях

Как отмечалось ранее для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических и градостроительных условиях используются тоннелепроходческие механизированные комплексы на базе щитов с активным пригрузом забоя. Такие комплексы имеют, как правило, две части - наземную и подземную.

Основная, головная, часть подземного комплекса представлена механизированным проходческим щитом с активным пригрузом забоя. Механизированный щит решает следующие проблемы: разработка породы в забое; крепление контура выработки и лба забоя; изоляция строительного зазора между обделкой и хвостовой оболочкой щита; выдача разработанного грунта из призабойной камеры и из зоны щита; обеспечение безопасного монтажа обделки.

Вслед за проходческим щитом располагается защитовой комплекс, основными функциями которого являются: обеспечение энергией приводов механизмов и обустройств проходческого щита; доставка блоков тоннельной обделки к месту монтажа; выдача разработанного грунта на транспортные средства; выполнение некоторых вспомогательных операций (нагнетание за обделку, снятие болтовых связей, наращивание коммуникаций и т.п.). Обычно механизмы и оборудование, предназначенные для выполнения этих функций располагаются на технологических платформах, перемещающихся по тоннелю вслед за проходческим щитом.

Состав защитового комплекса зависит от конструкции механизированного проходческого щита, выбор которого обусловлен инженерно-геологическими и гидрогеологическим условиями проходки. В таблице 1 показаны области оптимального и возможного применения механизированных щитов с различными видами активного пригруза забоя.

Таблица 7.1.

Механизированные проходческие щиты с гидравлическим (суспензионным) и грунтовым пригрузом в сумме могу применяться практически во всех грунтах, в которых применяется щитовой способ проходки – от водонасыщенных рыхлых песков до крепких скальных пород. Щиты с воздушным пригрузом целесообразно применять для проходки тоннелей диаметром до 4-х метров в грунтах с низкой проницаемостью.

Щиты с грунтопригрузом наиболее эффективны в неустойчивых связных грунтах, а гидропригруз целесообразен при проходке в песчаных и песчано-глинистых грунтах. Конечно, следует учитывать, что некоторые дополнительные мероприятия (кондиционирование грунта, набрызг на лоб забоя пенообразующих добавок, создание над тоннелем слоя водоупора и т. п.) расширяют область возможного применения щитов с активным пригрузом забоя.

При выборе типа проходческого щита с активным пригрузом забоя, особенно в условиях, когда возможно применение различных видов пригруза следует сравнить достоинства и недостатки различных щитов, и выбрать тот щит, который является наиболее эффективным в условиях соответствующих максимальной протяжённости по трассе, но в то же время обеспечивающим проходку всей трассы.

После выбора типа механизированного проходческого щита можно проектировать и защитовой комплекс.

На рисунке 7.1. показан тоннелепроходческий механизированный комплекс (ТПМК) на базе щита с гидравлическим пригрузом забоя фирмы «Херенкнехт». Такие комплексы активно используются при строительстве перегонных тоннелей метрополитенов в различных городах России и в других странах.

Рис.7.1 Тоннелепроходческий механизированный комплекс со щитом с гидравлическим пригрузом забоя

В голове комплекса расположен механизированный проходческий щит диаметром 6,0 м с гидравлическим пригрузом забоя и воздушным регулированием величины пригруза ТЩМ (СП)-Р2. В пределах щита под защитой хвостовой оболочки располагается блокоукладчик 9. Защитовой комплекс представлен двумя технологическими тележками соединёнными между собой и со щитом. На первой за щитом тележке размещён транспортёр для подачи блоков обделки к блокоукладчику 10 и транспортный насос 11 для выдачи шлама из тоннеля по транспортному трубопроводу 15 на поверхность в сепарационную установку. Там же проходит и питательный трубопровод 16, по которому бентонитовая суспензия подается в призабойную камеру.

На второй технологической тележке находятся кран-перегружатель 12 блоков обделки с блоковозки на транспортёр 10, силовое оборудование, масляный бак и масляный насос, кабельный барабан, рессивер сжатого воздуха. Силовой электрощит и другая аппаратура.

Для наращивания транспортного и питательного трубопроводов и других коммуникаций ко второй технологической тележке присоединена ещё одна вспомогательная тележка.

На поверхности располагается наземная часть комплекса (см. рис.3.5.).

Тоннелероходческий комплекс с механизированным щитом с активным грунтовым пригрузом забоя, показанный на рисунке 7.2., состоит из проходческого щита и четырёх технологических тележек на которых располагаются ленточный транспортёр 10 для выдачи грунта в транспортные средства, транспортёр (рольганг) 8 и тельфер 9 для подачи тюбингов к блокоукладчику 6, всё силовое оборудование и пуско-регулирующая аппаратура.

Рис.7.2.Тоннелепроходческий механизированный комплекс со щитом с грунтовым пригрузом забоя

Если технология проходки предусматривает кондиционирование грунта, то возможно устройство наземной части комплекса (см. рис.4.4).

Подземная часть механизированного тоннелепроходческого комплекса для щита фирмы Бессак с пневмопригрузом показана на рисунке 7.3. Этим комплексом в г. Москве был пройден коллекторный тоннель диаметром 4,24 м.

Рис. 7.3. Тоннелепроходческий механизированный комплекс для проходки тоннеля щитом с пневмопригрузом забоя

Вслед за механизированным щитом с активным воздушным пригрзом забоя 1 расположены две технологические платформы 2 и 3, связанные со щитом упряжными цепями. На платформах находится ленточный конвейер. В лотке тоннеля лежат две рельсовые платформы: однопутная 5 и стрелочная 6, объединённые с технологическими платформами рельсовым телескопическим звеном 7. В комплекс также входят вагонетки 8 и электровоз 9.

Для подачи блоков к блокоукладчику на технологических платформах устраивается рольганг 10. Кроме того на платформах находится следующее оборудование: механизмы для наматывания гибких шлангов сжатого воздуха 11, холодильная установка 12, насосная станция 13, пеногенерирующая установка 14 и электрощит 15.

Наземная часть комплекса состоит из компрессорной станции 1, охладителей 2 и рессивера 3, а также – трубопроводов сжатого воздуха 4 (рис.7.4).

Рис. 7.4. Наземная часть комплекса при проходке тоннеля щитом с пневмопригрузом забоя для выполнения набрызга на забой пенообразующих составов.

Список использованной литературы

1. Валиев А.Г., Власов С. Н., Самойлов В.П. Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях. –М.: ТА Инжиниринг, 2003.

2. Бочаров В.Ф., Власов С.Н. Выбор тоннелепроходческих механизированных комплексов с активным пригрузом забоя при строительстве тоннелей в сложных инженерно-геологических и градостроительных условиях. –М.: ТА Инжиниринг, 2004.

3. Самойлов В.П. Экспериментальные исследования – важный этап создания щитовых тоннелепроходческих машин. –М.: ОАО ЦНИИС, 2007.

4. Абрамчук В.П., Власов С.Н., Мостков В.М. Подземные сооружения. –М.: ТА Инжиниринг, 2005.

5. Метро и тоннели. Научно-техническое и информационное издание. 2000-2008 гг.

Дата добавления: 2015-09-03