Строительные технологии

Устройство котлованов и водопонижение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Если в предыдущем: методе проходки выемка грунта осуществлялась

под защитой используемых для продвижения ножей, то дри щитовом

методе проходки дродэижение осуществляется продавливанием вперед

цилиндрического ножа» представляющего одно целое, под защитой 

которого производится выемка грунта на участке продаижения щита. Для

продавливания используются в основном новейпше шдравлические 

прессы, которые располагаются в непосредственной близости от лобовой

грани щита, прочно с ним соединяются и упираются в уже вьтолненную

облицовку.

Щитовая проходка имеет традиционное применение при проходке

цилиндрических штолен и туннелей в городских условиях, особенно

при проходке линий метрополитена, транспортных туннелей попереч

ным сечением до 10 м, при сооружении сборных коллекторов линий

для подвода и отвода различных коммуникаций диаметром 2 и 4 м

Щитовая проходка по сравнению с открытым способом производства

работ является более предпочтительной и экономичной в следующих

случаях:

прокладка коммуникаций на большой глубине, под транспортными

магистралями и застроенными участками;

пересечение сборными коллекторами или большими осушительными

водоводами городских главных транспортных проездов, площадей, ав

тодорог и железнодорожных линий;

прокладка туннелей или штолен большого поперечного сечения

на глубине более 12 м на застроенных территориях;

работы по реконструкции коммуникаций уже застроенных 

территорий, особенно в городских центрах, а также прокладка новых 

подземных коммуникаций;

спрямление городских трасс без учета условий расположения дорог.

Корпус щита представляет собой металлическую сварную 

конструкцию, обычно имеющую двойные стенки, размеры которой соответствуют

необходимому профилю и сечению туннеля или штольни. На лобовой

части щита располагаются породоразрушатощие механизмы, а сзади

складируются элементы облицовки, например, блоки, тюбинги из бетона

и железобетона, механизм для их установки с гидравлическим 

приводом.

Лобовая поверхность грунта со стороны забоя должна 

поддерживаться специальной плитой, которая предохраняет забои от возможного

обрушения слабых грунтов. При проходке туннелей 

большого сечения забой может быть разделен на отдельные части, что 

позволяет производить работы по проходке одновременно на разных уровнях.

Щит является наиболее ответственной частью при этом методе 

проходки. Его конструктивное вьшолнение может быть различным: 

частично или полностью механизированным.

Открытый или ручной щит предназначен для проходки штолен 

небольшого сечения. Его преимущество по сравнению с частично или

полностью механизированными щитами заключается в том, что он 

может применяться при проходке в любых грунтовых условиях, обладает

сравнительно небольшой массой, малой стоимостью, а также 

небольшими затратами при установке и демонтаже. Размеры зтих щитов 

определяются условиями вьшолнения работ по сооружению сборных 

коллекторов, водоводов и др.

При использовании частично механизированных щитов часть 

необходимых работ, как, например, рыхление, погрузка и отвоз грунта, 

производится механизмами с индивидуальным управлением. В 

зависимости от характеристик проходимых грунтов для этих работ могут 

использоваться различные строительные механизмы.

Полностью механизированные шиты применяются при

сооружении туннелей метрополитена, а также различных штолен. 

Применение щита приводит к сокращению сроков и стоимости вьшолнения

работ.

Для сооружения водоотводяших коллекторов в СССР 

применяются проходческие щиты, обеспечивающие сооружение туннелей 

диаметром 2,1; 2,6; 3,2 и 4,0 м. Обычно щит при каждом продвижении

передвигается вперед на 500 мм. Затем сразу закрепляют неустойчивые

грунты. Э1ИМ обеспечивается безопасность проведения работ и 

исключается возможность обрушения забоя в сторону щита. Разработка грунта

при этом может производиться вручную или с использованием 

специальных механизмов.

В простых геологических условиях, в особенности в однородных 

связных грунтах, применяются полностью механизированные щиты. 

Освобожденная от грунта часть забоя облицовывается бетонными 

элементами. Во избежание обрушения грунта за облицовкой производится запол

нение образующихся пустот раствором. Если коллектор располагается

ниже уровня грунтовых вод и требуется обеспечение 

водонепроницаемости его стенок, то кроме установки наружной бетонной обделки 

применяется дополнительная внутренняя облицовка из сегментных плит,

при установке которой должно быть обеспечено надежное соединение

и уплотнение их между собой. Это достигается закачиванием между 

ними специального раствора. Во многих случаях для обеспечения 

водонепроницаемости применяется покрытие внутренней поверхности бетонной

облицовки набрызг-бетоном.

Для опускания щита на проектную отметку и его последующего

извлечения на дневную поверхность после окончания прокладки 

туннеля или штольни требуется сооружение специальных шахт. Они 

сооружаются круглого или, в отдельных случаях, прямоугольного сечения.

Их облицовывают и в последующем могут использовать в качестве

контрольных шахт для осмотра сборных коллекторов или водоотводя-

щих каналов. Для сокращения длины подземных транспортных путей

через 100-200 м могут сооружаться специальные дополнительные шахты

меньшего поперечного сечения, которые проходят при помощи ручных

щитов.

Если щитовая проходка должна производиться под открытыми 

водными поверхностями или ниже уровня грунтовых вод необходимо про-

ведение мероприятий, обеспечивающих возможность работы в сухих

условиях.

Водопонижение при применении щитовой проходки, как правило,

дешевле и менее сложно в осуществлении, чем применение отжатия

сжатым воздухом. Однако во всех случаях должен быть обеспечен 

способ бесперебойного водопонижения. В случае перерыва в водопонижении

произойдет проникание воды в штольню, в результате чего возможен

размыв грунта на стороне забоя и обвал его в штольню.

Этих последствий и риска можно избежать, если через проницаемые

грунты перед проходкой будет подаваться сжатый воздух. Тогда во 

избежание возможного прорыва воды и грунта в забой должна быть 

применена специальная шлюзовая камера, через которую осуществляется дос-

туп людей и вывоз разработанного грунта. Давление

сжатого воздуха при этом определяется величиной давления воды и 

первое должно быть несколько больше второго. Давление воды на кон-

струкцию кессона при этом будет различно и определяется погружением

данной части конструкции ниже уровня грунтовых вод.

При наличии утечки воздуха из кессона вследствие проницаемости

уложенного в облицовку штольни или туннеля бетона может 

произойти прорыв его наводную поверхность, что в свою очередь приводит к 

разрыхлению грунта и в некоторых случаях его разжижению и 

приобретению им свойств пластичности. Поэтому в определенных условиях

кессоны могут использоваться только одновременно с устройством

специальных воздухонепроницаемых и вдонепроницаемых стенок. В

этих случаях необходимо применение химического закрепления 

грунтов для повышения их прочности и воздухонепроницаемости.

 Щитовая проходка тоннеля. При щитовой проходке тоннеля выполняют ...

 Укладка коллекторов. УСТРОЙСТВО КОЛЛЕКТОРОВ ИЗ СБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ...

 Очистка, обезвреживание и обеззараживание сточных вод. Аэрофильтры ...

 Разработка проекта канализации. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ...

 ДЮКЕРЫ, ПЕРЕХОДЫ И ПЕРЕСЕЧЕНИЯ С ТРУБОПРОВОДАМИ. Трасса дюкера

 ПОДЗЕМНАЯ ЧАСТЬ ЗДАНИЙ. Технология возведения подземной части ...

 Устройство подземных коммуникаций

 СМОТРОВЫЕ КОЛОДЦЫ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ КАМЕРЫ. Чугунные люки для ...

 ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ - глубина укладки ...

 Горизонтальные выработки. Щитовой способ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ...