Приведен конкретный пример возведения тоннеля в городе Перми с применени-ем оборудования германской фирмы «Херренкнехт АГ».


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
____________________
____________________
____________________
_
____________________
_______________

С
анкт
-
Петербург. 2004


89
УДК 622.258.3

М.Р.САИТГАРЕЕВ

Факультет освоения подземного пространства,

группа ГС
-
00
-
1



СООРУЖЕНИЕ ПРИ СТРОИ
ТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ
ОПЕРЕЖАЮЩЕГО ЗАЩИТНО
ГО ЭКРАНА

ИЗ ТРУБ С ПРИМЕНЕНИЕ
М

МИКРОТОННЕЛЕПРОХОДЧЕ
СКОГО КОМПЛЕКСА


Рассмотрена технология сооружения опережающего защитного экрана из труб с пр
и-
менением микротоннелепроходческого комплекса при строительстве тоннел
ей неглубокого
заложения. Приведен конкретный пример возведения тоннеля в городе Перми с применен
и-
ем оборудования германской фирмы «Херренкнехт АГ».


The article describes a technology of protecting apron construction from pipes with a micro
tunneling mach
ine in construction of shallow tunnels.
A particular application of this technique in
tunnel construction with the Herrenkneht AG equipment (Germany) in the city of Perm is d
e-
scribed in the paper.



Технология сооружения опережающ
е-
го защитного экрана из т
руб с применен
и-
ем микротоннелепроходческого комплекса

(МТПК)
позволяет при строительстве то
н-
нелей закрытым способом на мелком зал
о-
жении обеспечивать минимальные осадки
земной поверхности, сохранность зданий,
сооружений и подземных коммуникаций в
зоне строи
тельства, не нарушать движения
наземного транспорта, что является главным
критерием применения данной технологии в
условиях городского строительства. Выс
о-
кая эффективность и надежность технол
о-
гии в различных инженерно
-
геологических
условиях способствует ра
сширению сферы
ее примен
е
ния в России.

При сооружении опережающих защи
т-
ных экранов из труб принцип работ сл
е-
дующий. В начале и конце проектной выр
а-
ботки роют котлованы

стартовый и пр
и-
емный (расстояние до 100

м). Размер котл
о-
вана и конструкция его крепле
ния назнач
а-
ются из условий планировки строительной
площадки и типа МТПК. Технология оп
е-
режающего защитного экрана заключается
в

последовательном продавливании труб в
грунтовый массив по проектному периметру
выработки с одновременной разработкой
грунта и вы
дачей его из трубы на повер
х-
ность. По мере продвижения трубы осущ
е-
ствляется пристыковка очередных секций к
ранее уложенным. Для обеспечения спло
ш-
ности экрана трубы соединяются между с
о-
бой при помощи фиксирующих устройств,
не препятствующих продольному пере
м
е-
щению, оборудование и обработка которых
производится на предприятиях, имеющих
соответствующее оборудование. После тщ
а-
тельной выверки соосности очередная се
к-
ция трубы приваривается к предыдущей
сплошным равнопрочным швом. После
окончания работ по установк
е труб по всему
периметру экрана на основании продела
н-
ного расчета производится заполнение труб
бетоном или железобетоном (установка а
р-
матурного каркаса и бетонир
о
вание).

Данная технология позволяет: строить
тоннели на мелком заложении различных
форм и раз
меров поперечного сечения, св
е-
сти к минимуму или ликвидировать дефо
р-
мации земной поверхности при сооружении
тоннелей и, как следствие, обеспечить с
о-
хранность зданий, сооружений, коммуник
а-
ций, природного ландшафта в зоне стро
и-
тельства, исключить работу чело
века в
стесненных условиях забоя тоннелей малого
диаметра, избежать применения специал
ь-
ных методов закрепления грунтов.

____________________
____________________
____________________
____________________
________________


ISSN
0135
-
3500
.
Записки
Г
орного института
. Т.159.
Часть

1

90
Теперь рассмотрим конструкцию сам
о-
го микротоннелепроходческого комплекса.
Он представляет собой комплект подземн
о-
го, шахтного и поверхно
стного оборудов
а-
ния и устройств, обеспечивающих механ
и-
зированное и дистанционное управление.
Комплекс предназначен для выполнения
следующих операций: образование в ра
з-
личных грунтах подземной выработки
(скважины) заданного, обычно прямолине
й-
ного, направлен
ия, проходящей из стартов
о-
го в приемный котлован с одновременным
удержанием забоя и креплением стенок в
ы-
работки, кладка по образуемой выработке
цельного или составного трубопровода,
транспортирование разработанного грунта
из забоя на поверхность с одноврем
енным
ко
н
тролем его объема.

В зависимости от способа транспорт
и-
ровки грунта, разработанного в забое выр
а-
ботки, МТПК подразделяют на три вида:
с

гидравлическим, механическим шнековым
и пневмат
и
ческим транспортом грунта.

В комплект поставки каждого вида
МТПК
входят: щитовая микромашина,
прессовая станция, система транспорта
и

приема разработанного грунта, упра
в-
ляющий силовой контейнер, крановая у
с-
тановка, аппаратура системы маркшейде
р-
ского ведения контроля за положением щ
и-
товой микромашины, установка для приг
о-
товления и нагнетания бетонитового ра
с-
твора, составные коммуникационные
шланги и к
а
бели.

Для перемещения МТПК по периметру
защитного экрана в каждом конкретном
случае создаются вспомогательные мех
а-
низмы, обеспечивающие быструю и низк
о-
затратную перестановк
у комплекса к месту
ввода очередного элемента экрана. Одним
из таких примеров является подъемник б
у-
ровой установки, разработанный моско
в-
ской фирмой «Трансстройтоннель», кот
о-
рый размещается в котловане стартовой
шахты на направляющих из рельсов для г
о-
ризонт
ального перемещения домкратной
станции. Компактные размеры подъемника
(2,7



2,2



6,0

м) и его небольшая масса п
о-
зволяют свободно размещать его в небол
ь-
ших по площади котлованах.

Основными производителями МТПК
являются: германские фирмы «Херенкнехт»,
«Зол
ьтау», «Ловат МТС», «Бортек», «Ноэль»;

японская фирма «Аккерман»; английская
фирма «Иесеки
-
Политех»; кана
д
ско
-
амери
-
канская фирма «Декон».

Данная технология была применена при
строительстве тоннеля под железной дор
о-
гой в Перми

одном из крупнейших пр
о-
мышл
енных центров России. Отсутствие
современных развязок и маршрутов для
удобного безостановочного движения и
плохое состояние городских дорог застав
и-
ло администрацию города изыскать ресурсы
для сооружения крайне необходимой тран
с-
портной развязки для пропуска
части груз
о-
вого автомобильного транспорта в обход
центральной части города. Развязка вкл
ю-
чала строительство дополнительно к сущ
е-
ствующему двух автодорожных тоннелей
под железнодорожными путями главного
направления Транссибирской магистрали
между станциями
Пермь и Свердловск. С
о-
оружение тоннелей осуществлялось в сте
с-
ненных условиях застроенной части гор
о-
да, где имеются подъездные автодороги,
железнодорожные пути, многочисленные
инж
е
нерные сети
.

Одним из определяющих условий
строительства тоннелей было обесп
ечение
проходки без перерыва движения поездов
при осадке железнодорожных путей не б
о-
лее 25

мм и перекосе до 20

мм при устано
в-
ленных скоростях 120

км/ч для пассажи
р-
ских и 80

км/ч для грузовых составов.

Выполнение основных работ было п
о-
ручено организациям ко
рпорации «Трансс
т-
рой», имеющим опыт проектирования и
строительства крупных подземных тран
с-
портных объектов в разнообразных град
о-
строительных и природных условиях.

Проблемы слабого основания и высок
о-
го уровня грунтовых вод решались с орие
н-
тацией на применен
ие имеющегося в стране
оборудования, материалов и технологий, в
том числе: укрепление слабых грунтов о
с-
нования путем инъекции карбамидного с
о-
става через скважины; уменьшение нагру
з-
ки, передаваемой тоннелем на грунты осн
о-
вания, до уровня их несущей способно
сти за
____________________
____________________
____________________
_
____________________
_______________

С
анкт
-
Петербург. 2004


91
счет оптимизации конструкции тоннеля, п
е-
редачи нагрузки от всего тоннеля на порт
а-
лы с использованием высокой продольной
жесткости постоянной обделки и труб з
а-
щитного экрана, усиление основания гру
н-
тоцементными сваями.

Сооружение защитного экрана из
стальных труб диаметром 1020

мм и толщ
и-
ной стенки 14

мм выполнялось с примен
е-
нием микрощита диаметром 1025

мм ге
р-
манской фирмы «Херенкнехт». Данный щит
работает с системой гидропригруза из бет
о-
нитовой суспензии для удаления разраб
о-
танного грунта из забоя.
Операция должна
тщательно контролироваться, а трубы пр
о-
давливаться вперед с такой же скоростью, с
какой грунт разрабатывается машиной.
Слишком быстрое продавливание приведет
к вспучиванию грунта, особенно при малых
глубинах, а слишком медленное

к его п
е-
р
еборам и просадкам. Если управление в
е-
дется в заданном режиме, то давление воды
и грунта оказывается сбалансированным и
осадки будут м
и
нимальны.

В процессе продавливания трубы экрана
соединяли замками. В результате пространс
т-
во, предназначенное для размеще
ния собс
т-
венно самого тоннеля, оказалось ограниче
н-
ным по всему периметру мощной сплошной
металлоконструкцией с бетонным заполнен
и-
ем, рассчитанной на восприятие нагрузок от
давления грунта насыпи и проходящих пое
з-
дов без нарушения условий эксплуатации ж
е-
лез
ной дороги при разр
а
ботке грунта.

После устройства защитного экрана и
закрепления грунта инъекцией в него ра
с-
твора на основе карбамидной смолы пр
и-
ступили к проходке верхнего уступа тонн
е-
ля поперечным сечением 47

м
2
. Работы в
е-
лись заходками по 2

м с примене
нием го
р-
но
-
проходческого комбаина ГПКС и погр
у-
зочно
-
доставочной машины ПД
-
8. Устойч
и-
вость лба забоя при этом обеспечивалась без
дополнительного крепления за счет угла е
с-
тественного откоса закрепленного грунта
(порядка 45

). В процессе разработки пор
о-
ды тру
бы экрана подкрепляют рамами из
двутавровых балок, причем как ригель, так
и стойки рам после поддомкрачивания пр
и-
варивают к трубам, что обеспечивает их с
о-
вместную статическую работу.

Проходке нижнего уступа предшеств
о-
вало устройство конструкций порталов и
омоноличивание в них концов труб, что, по
существу, превратило защитный экран в о
т-
носительно жесткую единую конструкцию,
пространственно работающую в условиях
всестороннего отп
о
ра грунта.

Заключительный этап сооружения то
н-
неля

монтаж арматурных каркасов
и бет
о-
нирование стен и перекрытия

производи
л-
ся индустриальным методом: укладкой б
е-
тононасосами высокопластичной бетонной
смеси в инвентарную опалубку.

Реализация тоннельного варианта, п
о-
мимо увеличения пропускной способности
автомагистралей, внесла полож
ительный
вклад в охрану окружающей среды города,
позволяя высвободить городские террит
о-
рии и улучшить их архитектурный вид, п
о-
высить безопасность движения транспорта и
пешеходов.

Таким образом, опробованная на стро
и-
тельстве тоннеля технология проходки под
защитой экрана из труб показала ее выс
о-
кую безопасность и позволила в сложных
инженерно
-
геологических условиях постр
о-
ить крупногабаритный автотранспортный
тоннель в сжатые сроки без перерыва дв
и-
жения на весьма напряженном и ответс
т-
венном участке железной м
агистрали. Р
е-
зультат позволяет утверждать, что росси
й-
ские специалисты овладели этим эффекти
в-
ным современным способом сооружения
тоннелей под действующими транспортн
ы-
ми м
а
гистралями.


Научный руководитель д.т.н. проф.
А.Г.Протосеня



Приложенные файлы

  • pdf 83529665
    Размер файла: 299 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий