Проходческий прямоугольный щит: Проходческие щиты — новости строительства и развития подземных сооружений

Содержание

Проходческий щитовой комплекс для сооружения прямоугольных тоннелей

 

Изобретение относится к области тоннелестроения, а именно к строительству тоннелей щитовым способом, в частности к строительству прямоугольных пешеходных тоннелей и тоннелей специального назначения методом продавливания. Повышается уровень механизации проходческих работ, производительность и безопасность работ. Проходческий щитовой комплекс для сооружения прямоугольных тоннелей методом продавливания включает щит прямоугольного профиля с обрабатывающим поверхность забоя рабочим органом в виде оснащенных резцами парных шнеков с горизонтальными осями вращения и встречным направлением спиралей, транспортирующих разработанный грунт к оси щита. Шнеки расположены рядами по всему поперечному сечению корпуса щита, а по вертикальной оси щита между концами шнеков установлен вертикальный скалыватель грунта. Концевые участки шнеков длиной, равной 0,2-0,4 их длины, выполнены с двухзаходной нарезкой, при этом суммарная длина шнеков одного ряда составляет 0,80-0,95 ширины поперечного сечения корпуса щита. Управление щитом и его перемещение относительно телескопического звена, соединенного с продавливаемой обделкой, производится одной группой гидроцилиндров. Призабойная часть корпуса щита отделена от остальной части корпуса герметичной перегородкой и при проходке заполнена уплотненным грунтом, удерживающим забой от обрушения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области тоннелестроения, а именно к строительству тоннелей щитовым способом, в частности к строительству прямоугольных пешеходных тоннелей и тоннелей специального назначения методом продавливания.

Известны проходческие машины, предназначенные для проходки выработок прямоугольного сечения [1] . Машины оснащены двумя парами режущих головок, поворачивающихся относительно вертикальной оси и совершающих колебательное движение. Перекрытие областей колебательных движений обеих пар головок обеспечивает плоскую поверхность кровли и почвы выработки. Известны также проходческие комбайны со шнековыми исполнительными органами [2]. Исполнительный орган комбайна состоит из двух независимых шнеков, оснащенных зубками, причем положение нижнего шнека неизменно, а верхний разрушает породу, двигаясь по забою снизу вверх. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является проходческая машина с обрабатывающим поверхность забоя рабочим органом в виде оснащенного резцами шнека с горизонтальной осью вращения и встречным направлением спиралей, транспортирующего разработанный грунт к оси щита [3]. Однако в указанной проходческой машине не предусмотрена одновременная разработка всей поверхности забоя. Задачей изобретения является повышение уровня механизации проходческих работ, повышение производительности и безопасности работ. Эта задача решается за счет того, что в проходческом щитовом комплексе для сооружения прямоугольных тоннелей методом продавливания, включающем щит прямоугольного профиля с обрабатывающим поверхность забоя рабочим органом в виде оснащенных резцами парных шнеков с горизонтальными осями вращения и встречным направлением спиралей, транспортирующих разработанный грунт к оси щита, шнеки расположены рядами по всему поперечному сечению корпуса щита, а по вертикальной оси щита между концами шнеков установлен вертикальный скалыватель грунта, причем концевые участки шнеков длиной, равной 0.2-0.4 их длины, выполнены с двухзаходной нарезкой, при этом суммарная длина шнеков одного ряда составляет 0.80-0.95 ширины поперечного сечения корпуса щита, а диаметр шнеков равен D = (0.95-0.995)H/n, где H - высота поперечного сечения корпуса щита; n - число рядов шнеков по высоте поперечного сечения корпуса щита. Управление щитoм и его перемещение относительно телескопического звена, соединенного с продавливаемой обделкой, может производиться одной группой гидроцилиндров. Призабойная часть корпуса щита может быть отделена от остальной части корпуса герметичной перегородкой и при проходке заполнена уплотненным грунтом, удерживающим забой от обрушения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен проходческий щитовой комплекс в разрезе; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - фронтальный вид со стороны забоя. В корпусе 1 щита прямоугольного профиля смонтирован рабочий орган, состоящий из 4-х оснащенных резцами 2 парных шнеков 3 с горизонтальными осями вращения и встречным направлением спиралей. Рабочий орган разрабатывает забой и транспортирует разработанный грунт к оси щита, а затем с помощью шнекового транспортера 4 перемещает его на тоннельный ленточный транспортер и далее в вагонетки. Шнеки расположены рядами по всему поперечному сечению корпуса щита, а по вертикальной оси щита между концами шнеков установлен вертикальный скалыватель грунта 5. Концевые участки 6 шнеков длиной, равной 0,2 - 0,4 их длины, выполнены с двухзаходной нарезкой. Привод рабочего органа осуществляется от гидравлических моторов 7 через редукторы 8. Управление щитом и его перемещение относительно телескопического эвена 10, соединенного с продавливаемой обделкой 12, производится гидроцилиндрами 9. Продавливание тоннельной обделки осуществляется при помощи домкратной станции 13, расположенной в стартовом котловане 14. Секции 15 обделки подаются в котлован по мере ее продавливания. Призабойная часть корпуса щита отделена от остальной части корпуса герметичной перегородкой 11 и при проходке заполнена уплотненным грунтом, удерживающим забой от обрушения. Предлагаемая конструкция проходческого щитового комплекса позволяет производить строительство тоннелей прямоугольного профиля под действующими транспортными магистралями и дорогами без остановки движения транспорта и осадки поверхности, а также без применения водопонижения и других специальных методов. Источники информации: 1. Комбайны для проходки горных выработок прямоугольного сечения. "Глюкауф", 1971, N 19, с.110-112. 2. Архангельский А.С. Проходческие комбайны. М., Углетехиздат, 1956, с. 140-141. 3. Горное и нефтепромысловое машиностроение, т. 4, М., 1976, с. 142-146.

Формула изобретения

1. Проходческий щитовой комплекс для сооружения прямоугольных тоннелей методом продавливания, включающий щит прямоугольного профиля с обрабатывающим поверхность забоя рабочим органом в виде оснащенных резцами парных шнеков с горизонтальными осями вращения и встречным направлением спиралей, транспортирующих разработанный грунт к оси щита, отличающийся тем, что шнеки расположены рядами по всему поперечному сечению корпуса щита, а по вертикальной оси щита между концами шнеков установлен вертикальный скалыватель грунта, причем концевые участки шнеков длиной, равной 0,2 - 0,4 их длины, выполнены с двухзаходной нарезкой, при этом суммарная длина шнеков одного ряда составляет 0,80 - 0,95 ширины поперечного сечения корпуса щита, а диаметр D шнеков определен зависимостью D = (0,95 - 0,995)H/n, где H - высота поперечного сечения корпуса щита; n - число рядов шнеков по высоте поперечного сечения корпуса щита. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что управление щитом и его перемещение относительно телескопического звена, соединенного с продавливаемой обделкой, производится одной группой гидроцилиндров. 3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что призабойная часть отделена от остальной части корпуса щита герметичной перегородкой и при проходке заполнена уплотненным грунтом, удерживающим забой от обрушения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Вгрызаясь в грунт - Московская перспектива

Тоннелепроходческие механизированные комплексы (ТПМК) позволяют исключить ручной труд

С 2011 года в Москве построили 115 км новых линий и 56 станций метрополитена. С такой скоростью подземка не строится нигде в мире. Причину успеха назвал заместитель мэра Москвы по вопросам градостроительной политики и строительства Андрей Бочкарёв. «В городе работают 33 проходческих комплекса, однако в активной фазе строительства сейчас заняты 22 машины различного диаметра.

18 механизированных щитов имеют стандартный размер – 6 метров и прокладывают однопутные тоннели, еще четыре 10-метровые машины строят тоннели на два пути», – отметил глава стройкомплекса.

История с продолжением

История проходческого щита насчитывает более 200 лет. Его разработал и запатентовал в 1818 году английский инженер Марк Брюнель, а прокладка под Темзой тоннеля с помощью щита началась в 1825-м.  

Дело в том, что грунт под рекой водонасыщенный и мягкий, а рыть тоннели вручную и укреплять своды деревянными подпорками было занятием не особо надежным. Проходческий щит Брюнеля работал по принципу, подсмотренному им у корабельного червя, или терединиды, прогрызающего ходы в самой твердой древесине. Червь, голова которого покрыта жесткой раковиной с зазубренными краями, буквально забуривается в дерево, оставляя за собой канал, покрытый защитным слоем гладкой извести. Первый щит был прямоугольной формы с размерами в поперечнике 11,3 на 6,7 метра. Это была чугунная камера, внутри которой находились 36 рабочих. 

Грунт выбирался ими вручную и удалялся через уже построенный тоннель. Пока одни рабочие убирали землю из щита, другие укрепляли свод образовавшегося тоннеля с помощью кирпичной кладки. Агрегат заглублялся в породу, передвигаясь под землей с помощью ручных домкратов, которые упирались в готовый участок обделки и толкали машину вперед. В России городом-первопроходцем в тоннелестроении мог стать Санкт-Петербург. Император Александр I обратился к Брюнелю с просьбой спроектировать тоннель под Невой. Однако от заманчивой идеи в итоге отказались, возведя в том месте мост. Это оказалось более удачным решением для того времени.

Активно применяться тоннелепроходческие щиты стали лишь когда приобрели привычную цилиндрическую форму и обеспечили возможность использовать в качестве обделки тоннелей чугунные тюбинги. В 1869 году другой английский инженер Джеймс Грейтхед разработал именно такой щит, ставший прародителем высокотехнологичных механизированных комплексов.

Время перемен

В нашей стране в метростроении проходческий щит был впервые использован в 1934 году для проходки сложного участка первой очереди Московского метрополитена между Театральной площадью и Лубянкой. При строительстве второй очереди на участках столичной поземки одновременно в работе было уже 42 щита. 

Это были не механические щиты, как используются сейчас, а ручные. За все время с использованием механизированных комплексов соорудили более 70% метротоннелей столицы – все эти станции неглубокого заложения. 

В мире используют два типа щитов – механизированные и немеханизированные. Если механизация отсутствует, то проходческий комплекс представляет собой защитное кольцо, внутри которого рабочие прокладывают дорогу отбойным молотком, а раньше – и вовсе киркой. Сегодня, конечно, ручной труд при проходке тоннелей применяется крайне редко. 

В Советском Союзе механизированный проходческий щит был впервые применен в 1949 году. Агрегат постоянно совершенствовался, пока не превратился в насыщенный автоматикой и компьютерами ТПМК, позволяющий исключить практически все ручные операции.
Разработка грунта производится вращающимся стальным ротором с резцами. Далее грунт подается на конвейерную ленту, затем в вагонетки и потом вывозится на поверхность. 

Механизм, расположенный в хвостовой части щита, обеспечивает быстрый и безопасный монтаж обделки тоннеля. Кольца, формирующие его стенки, собирают из нескольких элементов – тюбингов (отдельных полукруглых элементов, выполненных из чугуна или бетона. – «МП»). 

Такая конструкция выдерживает давление многометровых слоев грунта. Ее запаса прочности хватит на долгие десятилетия службы. Средняя скорость проходки щитов сегодня – 250–300 метров в месяц, а их средняя стоимость –13–15 млн евро.

Московские строители также первыми в мире с помощью проходческих щитов стали прокладывать наклонные тоннели для эскалаторных зон. Это произошло на строительстве станции «Марьина Роща».

Будни метростроевцев не лишены романтики. Когда-то Ричард Ловат, основатель всемирно известной фирмы-изготовителя тоннелепроходческих щитов LOVAT, решил, что все комплексы, произведенные его компанией, будут носить женские имена в честь покровительницы подземных работ святой Барбары. С его легкой руки родилась традиция присваивать щитам женские имена. Вот почему в Москве трудятся «Галина», «Мария», «Лилия», «Катюша», «Полина»,
«Евгения», «Ольга»... А один из ТПМК, использовавшихся при строительстве московского метро, даже попал в голливудский блокбастер. Машина была взята в аренду для съемок фантастического фильма Пола Верховена «Вспомнить все» с Арнольдом Шварценеггером.

Большому диаметру – большая жизнь

До недавнего времени в столице строили лишь однопутные тоннели метро с помощью 6-метровых проходческих щитов, в которых поезд движется в одном направлении. Платформы таких станций располагаются между «встречными» рельсами, в середине зала.

Однако в 2016 году в московском метростроении произошло знаковое событие. «Мы впервые в истории запустили от станции «Косино» в сторону «Нижегородской улицы» Кожуховской линии метро ТПМК диаметром 10 метров и размером фактически с трехэтажное здание. В проделанном щитом тоннеле два пути», – подчеркнул Андрей Бочкарёв.

При строительстве двухпутных тоннелей платформы станции располагаются по бокам, а поезда следуют навстречу друг другу в центральной части платформы.

Так в чем же преимущество большого щита? Комплекс, прорубающий однопутный тоннель, разбирают, перевозят на другой участок, снова собирают и пускают в работу. При строительстве двухпутных тоннелей агрегат пробивает торцевые стены станции, проходит ее насквозь и начинает прокладывать следующий участок.

В данном случае отпадет необходимость в дорогостоящем и затратном строительстве камер съездов и переходов из тоннеля в тоннель, эвакуационных сбоек. Существенно сокращается количество дорогостоящего кабеля. Это повышает надежность метро и увеличивает срок его службы, а также уменьшает время его строительства и стоимость работ на 20–30%. Сегодня все четыре тоннелепроходческих комплекса большого диаметра работают на строительстве Большой кольцевой линии.

Изобретатель первого щита

Первый проходческий щит не был круглым. Он прокладывал прямоугольные тоннели, которые сразу получали кирпичную обделку. Изобрел механизм английский инженер Марк Брюнель, своим главным помощником он называл сына Изамбарда. Именно ему и посвящена книга прозаика Андрея Волоса «Жизнь Изамбарда Брюнеля, как бы он рассказал ее сам».

Проходку первого тоннеля под Темзой начали в 1825 году – из шахтного ствола глубиной 20 метров, сооруженного в 45 метрах от реки. Тогда Брюнелю младшему еще и двадцати не исполнилось, а он иногда по несколько суток не покидал строительную площадку.

Щит не был цельным – он состоял из 12 трехъярусных секций. Так образовалось 36 ячеек, рабочих мест для проходчиков. От породы ячейки были отделены горизонтальными отрезками досок, подпираемых домкратами. Рабочие разрабатывали пласты, поочередно убирая с них доски. При этом строители оставались под защитой металлической конструкции. Секции перемещались независимо друг от друга, но общий фронт, то есть единую линию, руководители проходки старались удерживать.

Темза давала о себе знать несколько раз во время строительства. Случались и прорывы огромных масс воды. Самый мощный произошел в ночь на 13 января 1828 года. Один строитель не успел увернуться от потока. Выработки целиком затопило. Дыру – с помощью водолазного колокола – чинили со стороны Темзы. Воду откачивали несколько месяцев. Проходку возобновили только через семь лет, когда строительная компания получила государственный заем.

Долгожданный финиш состоялся в 1843-м – по тоннелю пошла публика. Пешеходным он оставался до 1869 года, когда его включили в состав линии метро. И, что самое важное, тот, кирпичом обложенный первенец, до сих пор находится в рабочем состоянии. Вот уже почти полтора века по нему идут поезда с пассажирами.

– Герои – сын и отец Брюнели – стали для меня воплощением идеи технического прогресса, – рассказал корреспонденту «Метростроевца» Андрей Волос. – Работать над книгой помогало мое инженерное образование. Вообще, эта тема заставила меня кое-что переоценить. Теперь отчетливо понимаю, что промышленная революция в Англии – великая эпоха. И, скорее всего, современникам она казалась просто ужасной. «Чем столетье интересней для историка, тем для современника печальней». Смолоду езжу в московском метро и очень его люблю. Оно со временем становится только лучше, несмотря на перегрузку. Вероятно, первостроители не предполагали, какой станет Москва через почти сто лет после начала их труда. Желаю современным строителям удачи и изобретательности, которая позволила бы найти выход из узких мест – в прямом и переносном смысле.


Иллюстрация Василия Храмова к книге «Жизнь Изамбарда Брюнеля, как бы он рассказал ее сам», Москва: Издательство «Э», 2016

Щитовые способы работ

Подробности
Категория: Лекции по освоению подземного пространства крупных городов

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Щитовые способы работ применяют при возведении подземных сооружений в сильнотрещиноватых (выветрелых и рухляках) скальных, мягких и слабоустойчивых грунтах, проявляющих горное давление, и требующих временного крепления кровли и лба забоя.

Проходческий щит представляет собой подвижную крепь, под прикрытием которой разрабатывают грунт и возводят постоянную обделку. Щиты различаются формой и размерами поперечного сечения, несущей способностью, способом разработки грунта и креплением лба забоя. Формы поперечного сечения щитов: круговая, сводчатая, прямоугольная, трапецеидальная и пр.

По способу разработки грунта различают немеханизированные и механизированные щиты. В первом случае грунт разрабатывается вручную или с применением ручных механизированных инструментов; во втором - все операции по разработке и уборке грунта полностью механизированы и выполняются специальным рабочим органом.

Технологию щитовой проходки назначают в зависимости от вида подземного сооружения, глубины его заложения, инженерно-геологических условий, типа щита и вида обделки.

Технология щитовой проходки состоит из следующих этапов:

- устройства пионерного котлована или шахты;

- производства вспомогательных операций, в случае необходимости: водопонижения, химического закрепления грунтов, замораживания и др.;

- погружения краном щита на заданную отметку разрабатываемой выработки;

- монтажа щита и оснащения его необходимым оборудованием;

- производства основных операций по проходке тоннеля, монтажу обделки, устройству гидроизоляции и выполнению вспомогательных работ.

При проходке тоннелей как немеханизированными, так и механизированными щитами основные горнопроходческие операции должны быть увязаны между собой во времени.

Основные несущие конструкции городских тоннелей, сооружаемых щитовым способом, выполняют в основном в виде обделок кругового очертания из металлических или железобетонных элементов, объединяемых между собой в продольном и поперечном направлении. Сборные обделки в наибольшей степени отвечают требованиям индустриализации строительства.

В соответствии с конструктивными особенностями и характером статической работы все сборные обделки кругового очертания разделяют на две группы: жесткие - со связями растяжения в радиальных стыках и гибкие - без связей растяжения в стыках.

Жесткие обделки предназначены для использования в слабоустойчивых и неустойчивых грунтах в условиях значительного горного и гидростатического давления. Их проектируют как с постоянными связями растяжения (на период монтажа и период эксплуатации), так и с временными связями растяжения (на период монтажа).

Гибкие обделки применяют в устойчивых грунтах, обладающих упругими свойствами, когда обделка работает совместно с окружающим грунтовым массивом. Такие конструкции устраивают без предварительного напряжения и с обжатием в грунт.

Применение вместо дорогостоящих чугунных и стальных обделок железобетонных, обладающих высокой несущей способностью, жесткостью и водонепроницаемостью, позволяет снизить расход материала на 80 - 85 %, а стоимость сооружения на 15 - 20 %.

В неводонасыщенных слабоустойчивых грунтах наиболее рациональны конструкции обделок из железобетонных тюбингов с временными связями растяжения.

В условиях возможного притока подземных вод применяют обделки из усиленных железобетонных тюбингов - ребристых блоков, имеющих ребра толщиной 250 - 300 мм и утолщенную оболочку (250 - 275 мм).

Прогрессивными являются обделки предварительно напряженной конструкции. При предварительном напряжении обеспечивается наиболее быстрое включение обделки в совместную работу с грунтом, обжатие и уплотнение радиальных стыков блоков, что способствует повышению трещиностойкости и экономии металла.

Обжатие создают с помощью гидравлических или винтовых домкратов, клиновыми блоками или специальными приспособлениями. Обжатые обделки работают совместно с окружающим их грунтом, при этом часть нагрузки воспринимается грунтовым массивом. Отсутствие зазора между обделкой и грунтом не требует первичного нагнетания за обделку цементного раствора и практически исключает осадку поверхности земли.

Эффективно применение железобетонных обделок повышенной водонепроницаемости (до 0,35 МПа) из бетона класса по прочности на сжатие В45 и марки по водопроницаемости W10 (изготовитель - Очаковский завод железобетонных конструкций Мосметростроя).

Успешно применяется конструкция сборной обделки из железобетонных элементов с неопреновыми уплотнителями в стыках, предназначенных для тоннелей, сооружаемых в мягких и слабых грунтах при гидростатическом давлении до 0,3 МПа. Обделка отличается повышенной прочностью, жесткостью и водонепроницаемостью и по прочностно-деформационным характеристикам приближается к обделкам из чугунных тюбингов.

В зависимости от крепости и степени устойчивости грунта следует применять различные схемы проходки тоннелей с возведением монолитно-прессованной обделки, являющейся наиболее рациональным видом обделок. Для этого применяют специальные щитовые комплексы типа ТЩБ с различными способами прессования бетонной смеси.

При проходке в песках и глинистых грунтах прессование бетонной смеси производят на участке хвостовой оболочки щита. После установки очередной секции опалубки через прессующее кольцо по бетонопроводу подают бетонную смесь. Прессование бетонной смеси производят щитовыми домкратами под давлением 2 - 4 МПа при передвижке щита, причем при сходе оболочки щита с обделки выполняют перепрессование бетонной смеси для заполнения образовавшегося зазора.

При проходке в скальных грунтах бетонную смесь укладывают на грунт и прессуют заходками по 35 и 30 см при неподвижном щите.

Унифицированная сборная железобетонная обделка, разработанная НИЦ ТМ ЦНИИСа (г. Москва), собирается из отдельных железобетонных элементов, которые могут быть сплошного (блоки) или ребристого (тюбинги) сечения. Особенностью конструкции является сопряжение блоков в кольце по цилиндрическим поверхностям и отсутствие связей между кольцами в продольном направлении. Эта конструкция обделки в наибольшей степени соответствует ее расчетной схеме и является экономичной.

Механизированные и автоматизированные щитовые агрегаты и комплексы для проходки тоннелей применяют:

- в плотных и сухих грунтах - с рабочими органами роторного, фрезерующего и экскаваторного действия;

- в несвязных грунтах естественной влажности - с горизонтальными рассекающими полками и погрузчиками;

- в слабых грунтах - с призабойными пригрузочными камерами, заполненными сжатым воздухом, водой, глинистым раствором, грунтом или пеногрунтом, а также разными стабилизирующими составами (миксощиты).

Применение щитов с активным пригрузом позволяет обеспечить устойчивость выработки и сохранность окружающего грунтового массива за счет создания повышенного гидростатического давления.

Способ активного пригруза - гидравлический (бентонитовый) или грунтовый (шламовый и пеногрунтовый), выбирают в зависимости от инженерно-геологических условий. При грунтовом пригрузе уравновешивание давления в призабойной зоне создается пластифицированной массой разработанного грунта, воспринимающей усилие от щитовых домкратов (рис. 5.9).

Основу отечественного парка щитов составляют механизированные щиты следующих типов: КЩ-2,1Б; ПЩМ-2,56; КЩ-3,23; ПМЩ-3,6; ПЩ-3,7; ПЩМ-4; KT1-5,6 и др. В последнее время для проходки коммуникационных тоннелей созданы щитовые комплексы КПЩМ-2,6СС и КПЩМ-2,5ЭМ со стреловым рабочим органом, щиты с горизонтально рассекающими полками, щитовой комплекс с роторным рабочим органом и др.

Рис. 5.9. Щит с бентонитовым пригрузом фирмы «Баде унд Тилен» (Германия)

1 - бентонитовая суспензия; 2 - роторный рабочий орган; 3 - сжатый воздух; 4 - защитный кожух; 5 - уплотнитель; 6 - нагнетаемый в обделку раствор; 7 - домкрат; 8 - тюбинг; 9 - шлюз; 10 - транспортер для подачи тюбингов; 11 - эректор; 12 - пригрузочная камера; 13 - трубопровод для подачи бентонитовой суспензии; 14 - трубопровод для удаления грунтовой пульпы

Организациями Мосинжстроя ежегодно сооружается свыше 15 км тоннелей со сборной железобетонной обделкой, используемых для укладки трубопроводов различного назначения, а также электросиловых кабелей связи.

При этом проходка тоннелей диаметром от 2,54 до 5,5 м ведется, как правило, с помощью экскаваторных щитов, изготавливаемых с 1981 г. по технической документации ОАО «Научно-технический центр» СКТБ Главмосинжстроя и оснащенных, при необходимости, поворотными подвесными забойными плитами.

Начиная с 1991 г., все вновь изготавливаемые щиты оснащают экскаваторными органами нижней установки, имеющими более высокую надежность и производительность по сравнению с органами верхней подвески.

Ввиду того, что все применяемые экскаваторные щиты не могут вести проходку в водонасыщенных грунтах без использования водопонижения или другого специального способа стабилизации грунтов, ОАО «Супр» Мосинжстроя (г. Москва) осуществляло в 1993 - 1997 гг. экспериментальное строительство «Тоннеля усиления Ново-Черемушкинского коллектора» с использованием роторного щита диаметром 2,7 м фирмы «Мицубиси», конструкция которого обеспечивала организацию в забое грунтово-глинистого пригруза путем нагнетания в забой глинистой пасты. Так как комплект наземного оборудования для приготовления глинистой пасты оказался весьма громоздким, был применен при проходке пенопригруз, для чего разработано и изготовлено специальное оборудование для приготовления и нагнетания пены заранее подобранного состава.

Высококачественную и эффективную щитовую технику разрабатывают английские фирмы «Маркхэм», «Доско», «Мак-Алпайн»; американские - «Роббинс» и «Мемко»; канадская - «Ловат»; германские - «Херренкнехт», «Баде унд Тилен», «Вайсс унд Фрайтаг», «Маннесман Демаг»; японские - «Мицубиси», «Кавасаки», «Исикаваима Харима» и др.

Проходка коллекторных и пешеходных тоннелей мелкого заложения щитами прямоугольного сечения более эффективна по сравнению со щитами кругового поперечного сечения, поскольку в последних площадь сечения используется лишь на 60 %.

Применяют прямоугольные щиты незамкнутого сверху профиля, которые требуют вскрытия дневной поверхности на протяжении тоннеля и щитовые агрегаты замкнутого прямоугольного сечения для проходки городских тоннелей мелкого заложения закрытым способом.

Основные преимущества прямоугольных щитов по сравнению с круглыми состоят в следующем:

- рационально используется все выработанное пространство;

- уменьшаются объемы разработанного грунта (примерно на 40 %) и снижается стоимость строительных работ;

- возможна проходка под инженерными коммуникациями;

- снижаются осадки поверхности земли в процессе проходки;

- повышается степень устойчивости тоннельной обделки к неуравновешенному давлению грунта, вызванному проходческими работами или устройством фундаментов вблизи строящегося тоннеля.

Щиты прямоугольного поперечного сечения целесообразно использовать в мягких и слабых грунтах.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Открытый прямоугольный проходческий щит — PatentDB.ru

Открытый прямоугольный проходческий щит

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

r орг-; фт г фи т ц с, -л,-з v

ОП ИСАЙ

ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк (61) Дополнительное к авт. свид (22) Заявлено 11.09.75 (21) 2171G с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.82. Бюл. (45) Дата опубликования описан

Гасударственный комитет ссср ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения А. Е. Бирюков, Ю. А. Молчанов, В. И. Ресин, В. М. Симоненко, М. А. Лев, Б. Н. Иванов и Ф. Я. Леин

Московский государственный трест горнопроходческих работ № 2 Главмосинжстроя при Мосгорисполкоме (71) Заявитель (54) ОТКРЫТЫЙ ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ ПРОХОДЧЕСКИЙ ЩИТ

1 ..зооретениЕ относится к области тоннелестроения, а именно к строительству тоннелей щитовым способом, в частности к открытым прямоугольным проходческим щитам. 5 ."1звестны открытые прямоугольные проходческие щиты, предназначенные для проходки тоннелей мелкого заложения открытым способом и позволяющие выполнять под их защитой разработку грунта котло- 10 вана под тоннель в головной части щита и возведение обделки тоннеля, как правило сборной, в хвостовой части щита. один из известных открытых прямоугольных проходческих щитов включает в себя замкнутую несущую раму с щитовыми домкратами и боковые ограждающие стенки в виде выдвижных шандор, при этом щитовые домкраты смонтированы на несущей раме по ее бокам (1), акой проходческий щит представляет собой самодвижущуюся крепь котлована, поскольку его перемещение вперед по мере проходки осуществляется без опирания на обделку, возведенную в хвостовой части щита.

Недостаток этого щита — невозможность регулирования его положения как в вертикальной, так и в горизонтальной плоског;тях, поскольку корпус каждого щитового дом1фага жсстко связан с несущей рамой, а его шток — с выдвижными шандорами, что не позволяет использовать щитовые домкраты для изменения положения щита в пространстве. т аиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является открытый прямоугольный проходческий щит, содержащии замкнутую опорную раму с щитовыми домкратами и боковые ограждающие стенки с ножевой и хвостовой частями, при этом щитовые домкраты смонтированы по всему периметру опорной рамы, корпус каждого из них жестко связан с опорной рамой, а шток обращен в сторону обделки, возводимой в хвостовой части щита (2).

Такой щит обладает маневренностью в горизонтальной плоскости, поскольку позволяет производить изменение его положения в этой плоскости за счет опирания штоков щитовых домкратов в обделку тоннеля, возведенную в хвостовой части щита.

Однако в указанном щите не обеспечивается маневренность его в вертикальной плоскости, поскольку продольное расположение щитовых домкратов и необходимость ограничения по условиям прочности обделки усилия, развиваемого каждым из

735070 них, пе позволяет преодолевать силы сопротивления повороту щита в всртпкальной плоскости.

Целью изобретения является повышение маневренности щита в вертикальной плоскости, Это достигается тем, что каждая боковая ограждающая стенка щита снабжена силовыми цилиндрами, смонтированными на свободных концах ножевой и хвостовой частей, при этом корпус каждого силового цилиндра шарнирно связан с соответствующей ему частью боковой ограждающей стенки.

На фиг. 1 показан предлагаемый открытый прямоугольный проходческий щит, пла-; на фиг. 2 — то же, продольный разрез.

Открытый прямоугольный проходческнй щит содержит замкнутую опорную раму 1 с щитовыми домкратами 2 и боковыс ограждающие стенки 3 с ножевой частью 4 и хвостовой частью 5. Каждая боковая ограждающая стенка 3 снабжена силовыми цилиндрами 6, смонтированными»а свободных концах ножевой части 4 и хвостовой части 5. Корпус 7 каждого силового цилиндра 6 связан посредством шарнира 8 с соответствующей ему частью боковой ограждающей стенки 3.

Открытый прямоугольный проходческий щит работает следующим образом.

В головной части 9 щита под защитой ножевых частей 4 боковых ограждающих стенок 3 выполняют разработку грунта котлована известными землеройными средствами, например экскаватором, с погрузкой этого грунта в автосамосвал. После окончания разработки грунта па величину одной заходки щит перемещают вперед, опираясь щитовыми домкратами 2 в ранее собранную секцию 10 обделки тоннеля. 3атем в созданном после передвижки щита свободном пространстве 11 собирают очередпую секцию 10 обделкп тоннеля. После этого цикл проходки повторяют.

При необходимости регулировки положения щита в вертикальной плоскости, напримср при проходке па уклопс, перед йередвижкой щита включают в работу сиЛовые цилиндры 6 в ножевой части 4, если необходимо обеспечить движение щита па подъем, или в хвостовой части 5, если необходимо обеспечить движение щита на спуск, При этом в первом случае опорные

)о подушки 12 силовых домкратов 6, расположенных в ножевой части 4, опирают на грунт откоса 13, а во втором случае опорные подушки 12 силовых домкратов 6, расположенных в хвостовой части 5, опирают на секцию 10 обделки тоннеля. Благодаря этому создается необходимый момент вращения щита в вертикальной плоскости относительно опорной рамы 1 и тем самым обеспечивается маневренность щита

2о в этой плоскости.

Формула изобретения

Открытый прямоугольный проходческий щит, включающий в себя замкнутую опор>з ную раму с щитовыми домкратами и боковые ограждающие стенки с ножевой и хвостовой частями, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения маневренности щита в вертикальной плоскости, каждая зо боковая огр аждающая стенка снабжена силовыми цилиндрами, смонтированными на свободных концах ножевой и хвостовой частей, при этом корпус каждого силового цилиндра шарнирно связан с соответствуюзз щей ему частью боковой ограждающей стенки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пикуль В. С. Самодвижущаяся крепь рр для сооружения тоннелей открытым способом. Сборник технической информации

«Метрострой», № 2, 1961, с. 26, рис. 1.

2. Волков В, П., Наумов С. Н. и Пирожкова А. Н. Тоннели и метрополитены. М., «Транспорт», 1964, с. 504, рис. 36 — 10 (прототип), 735070

А2.!

Йг

Г едактор М. Ленина

Техрсд А. Камыишикова

Корректор Л, Нсаева

Заказ 1023/11 Изд. № 186 Тираж 624 Подппспос

НПО «Поиск» Государственного комптета СССР по делам пзобретенпй и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

   

SUBTERRA MUSEUM | Чем строят метро. Эволюция проходческих щитов

Современный Петербург уже невозможно представить без метро. Этот скоростной общественный транспорт объединил почти все районы города целой сетью подземных тоннелей. И он продолжает развиваться: в 2018 году открылись две новые станции Невско-Василеостровской линии метрополитена, а в 2019-м введут в эксплуатацию еще три — на Фрунзенском радиусе. На Васильевский остров тянется продолжение Лахтинско-Правобережной линии, а на юго-западе города строится новая ветка, Красносельско-Калининская. Идет подготовка к проектировке кольцевой линии метро.

В планах Петербурга построить за ближайшие 13 лет 29 станций метрополитена. Но до того как они примут первых пассажиров, метростроителям предстоит выполнить гигантский объем работ, причем в очень сложных условиях.

Сегодня мы поговорим о том, какие механизмы помогают метростроевцам прокладывать тоннели и создавать великолепные подземные дворцы. Мы проследим за эволюцией инженерной мысли с момента сооружения первого тоннеля метрополитена до сегодняшнего дня.

Строительство тоннелей было освоено человеком много тысячелетий тому назад. Первый из известных подводных тоннелей был проложен под Евфратом в Вавилоне около 2160 года до н. э. Однако настоящее развитие тоннелестроение получило с изобретением проходческих механизмов, значительно облегчивших и ускоривших труд подземных строителей.

Первый проходческий щит был сконструирован английским инженером французского происхождения Марком Изамбардом Брюнелем. История этого изобретения такова: в 1814 году, после победы над армией Наполеона, Александр I отправился с визитом в Великобританию, где и произошло его знакомство с уже успевшим прославиться инженером. Во время беседы император обмолвился о необходимости строительства в Санкт-Петербурге сухопутной дороги через Неву. Брюнель вызвался соорудить такую переправу.

После детального изучения Брюнель решил отказаться от первоначальной идеи строительства деревянного многопролетного моста. Вместо этого инженер предложил прорыть под Невой кирпичный транспортный тоннель, для прокладки которого он разработал и запатентовал первый в мире проходческий щит.

Идея механизма возникла у Брюнеля при наблюдении за корабельными червями, прогрызающими себе ходы в твердых породах древесины. Голова червя покрыта жесткой раковиной с зазубреными краями, с помощью которой он вбуривается в дерево и продвигается вперед, оставляя за собой канал, покрытый защитным слоем гладкой извести.

Конструкция Брюнеля представляла собой чугунную камеру с рабочими внутри. Движение вглубь породы камере обеспечивали ручные винтовые домкраты, а задачей рабочих было убирать землю из щита и укреплять свод образовавшегося тоннеля кирпичной кладкой. Обвалы при таком способе строительства были не страшны — жесткая камера надежно защищала проходчиков. По подсчетам инженера, для петербургского тоннеля понадобилось бы всего 18 рабочих.

Но этому проекту так и не суждено было сбыться: в 1825 году умер Александр I, и строительство отложили на неопределенный срок. Тем не менее Марк Брюнель нашел применение для своего щита. В 1843 году в Лондоне с его помощью соорудили тоннель под Темзой, а в 1869-м по нему было запущено движение поездов. Этот тоннель стал первым, проложенным в мягкой почве. Щит, сделавший возможным его строительство, имел прямоугольное сечение размером 11,3 × 6,7 м.

Однако настоящее признание проходческие щиты получили позже, когда им придали цилиндрическую форму, а в качестве обделки стали использовать чугунные тюбинги. Так, в 1869 году британский инженер Джеймс Генри Грейтхед разработал механизм, получивший название «Щит Барлоу-Грейтхеда». Он состоял из железного цилиндра 2,21 м в диаметре, оснащенного винтовыми домкратами. Позднее Грейтхед запатентовал целый ряд улучшений, в том числе использование сжатого воздуха и силовое продвижение гидравлическими домкратами.

В 1886 году в Лондоне по проекту Грейтхеда была впервые осуществлена проходка тоннеля щитом под сжатым воздухом. А в 1897 году в Англии был применен первый механизированный проходческий щит Прейса, рабочий орган которого имел вид шестилучевой крестовины с резцами для разработки грунтового массива забоя и ковшами для уборки грунта, и подавался на забой вместе с корпусом самого щита.

В нашей стране проходческие щиты впервые были использованы в 1934 году при строительстве первой очереди Московского метрополитена, а к 1936-му, когда прокладывалась вторая, работало уже 30 перегонных и 12 станционных щитов.

Когда в Северной столице началось заложение шахт будущего метрополитена, в распоряжении подземщиков было немногое: отбойные молотки, лопаты да сила собственных рук. Но уже в конце сороковых годов на помощь метростроителям пришли механизмы — проходческие щиты. Их начали применять для строительства перегонных тоннелей в плотных кембрийских глинах. Первый такой механизм — так называемый «Ленинградский щит», выпущенный на Кировском заводе, — поступил на вооружение в 1949 году. Он позволял увеличить скорость проходки тоннелей до 300 м в месяц благодаря вращающемуся режущему элементу, который снимал породу целыми пластами — крошить ее отбойными молотками было намного тяжелее и дольше.

После открытия первой ветки метро и ее продления у подземщиков появились новые задачи — проложить вторую линию. Чтобы выдержать заявленные темпы строительства, необходимо было продолжать развивать механизацию. Так, в 1970-х годах у ленинградских метростроителей появились более совершенные Ясиноватские проходческие щиты. И результат налицо — в 1981-м в Ленинграде был установлен мировой рекорд по проходке перегонных тоннелей — 1250 метров в месяц. Работы велись с помощью щитового комплекса с обжатой обделкой диаметром 5,63 м производства Ясиноватского машиностроительного завода.

Щитовая проходка облегчала строительство перегонных тоннелей. Но были и такие задачи, справиться с которыми существующее оборудование не могло. К примеру, движение между станциями «Площадь Мужества» и «Лесная» прервалось на 9 лет. Виной тому — подземная река — размыв, победить который можно было только с помощью принципиально нового решения. И оно нашлось. Специально и исключительно для этого проекта за рубежом был куплен щит «Виктория», способный идти сквозь плывун благодаря так называемому гидропригрузу и высокоточной водонепроницаемой обделке.

Принцип работы этого механизма таков: в призабойную часть, где вращается режущая коронка, нагнетается под давлением бентонитовый раствор, который, смешиваясь с разработанной породой, образует суспензию с примесью грунта. Эта суспензия откачивается при помощи центробежных насосов и транспортируется по трубам на поверхность, где сепарируется от глинистого раствора. Данный раствор возвращается в забойную камеру, а сепарированный грунт вывозится. Гидропригруз применяется в условиях, когда возникает необходимость уравновешивать давление грунтовых вод. К таковым, безусловно, относится и прохождение плывуна.

«Виктория» со своей задачей в Петербурге справилась — размыв удалось победить. Движение по аварийному участку метрополитена «Лесная» — «Площадь Мужества» было восстановлено.

Еще одной задачей, потребовавшей технологического перевооружения, стало строительство наклонного хода станции метро «Адмиралтейская». Возводить сам станционный комплекс начали в 1994 году, и к 1997 в общих конструкциях все три станционных тоннеля были готовы. Но открыть «Адмиралтейскую» не удалось — у нее не было выхода на поверхность. Вопрос о том, где должен располагаться вестибюль новой станции, решался 10 лет, но не только это не давало метростроителям пробить эскалаторный тоннель — существовала более серьезная проблема, технологическая. Построить станцию на глубине 86 метров — это одно, а вот проложить наклонный ход с выходом в центре города, где кругом одни исторические здания — совсем другое дело.

Традиционно при сооружении наклонного хода метростроители использовали технологию заморозки грунта. Она позволяла преобразовать обводненные петербургские грунты в пригодный для строительства массив. Однако у этого метода есть очень существенный минус: по завершении работ наступает этап разморозки, в процессе которого происходит оседание грунта, что может привести к разрушению близлежащих зданий. Рисковать исторической застройкой было недопустимо, поэтому требовалось найти другой способ строительства 120-метрового эскалаторного тоннеля. И он был найден: безосадочная механизированная проходка. Сложность состояла в том, что прежде никто не делал наклонные выработки под углом в 30 градусов с помощью тоннелепроходческого комплекса, максимум 12–18 градусов.

По техническому заданию «Метростроя» немецкая компания Herrenknecht AG соорудила уникальный тоннелепроходческий механизированный комплекс (ТПМК) «Аврора». Кстати, эту технологию первой хотела заполучить столица, что ей почти удалось: аналогичный механизм Москва заказала у канадской компании Lovat, щит построили, но что-то не учли, и попытка механизированной проходки наклонного хода оказалась неудачной.

А в Петербурге, напротив, все сложилось благополучно: «Аврора» прошла наклонный ход для «Обводного канала», а затем для «Адмиралтейской» и «Спасской». Проходка последнего, кстати, заняла всего лишь 2 месяца и одну неделю.

Над созданием условий для более быстрого строительства метро петербургские подземщики трудились непрерывно. Чем глубже приходилось им спускаться под землю, добираясь до кембрийских глин, тем больше времени уходило на каждую новую станцию. А метро в Петербурге считается одним из самых глубоких в мире. Если бы метростроители нашли способ прокладки подземных трасс ближе к поверхности, сроки строительства, а вместе с тем и его стоимость, удалось бы сократить. И, похоже, что такая технология у Северной столицы сегодня есть. Решение появилось в 2013 году, когда «Метрострой» совместно с немецкой компанией Herrenknecht AG разработал беспрецедентный для российского метростроения проходческий механизированный комплекс с грунтопригрузом диаметром 10,6 м для сооружения двухпутных тоннелей. По традиции машине дали символичное женское имя «Надежда». И, по словам метростроителей, этот щит оправдал все ожидания.

Два новых участка тоннеля «Надежда» уже проложила: первый расположен на Фрунзенском радиусе, он соединяет строящиеся станции «Южная», «Дунайская» и «Проспект Славы»; второй — на участке Невско-Василеостровской линии от «Беговой» до «Приморской». Движение поездов по этому тоннелю началось в мае 2018 года.

Принцип работы щита с грунтопригрузом таков: в призабойной части находится не раствор, как в случае с гидропригрузом, а сама разработанная порода с примесью кондиционера. Именно она оказывает давление на забой, компенсируя таким образом горное давление. Грунт выводится из забойной камеры шнековым транспортером в строго определенном количестве, чтобы не допустить снижения давления. Выработанная порода доставляется по тоннелю при помощи вагонеток или ленточного транспортера на поверхность, где без дополнительной обработки вывозится в отвал.

Благодаря тоннелепроходческому комплексу у метростроителей наконец появилась возможность применять технологию щадящей безосадочной проходки как в водоносных грунтах, так и в кембрийских отложениях.

Но на этом инженерная мысль метростроителей не остановится, ведь есть еще много задач, которые предстоит решить, — например, построить кольцевую линию. Поэтому петербургские специалисты изучают технологию сооружения двухъярусных двухпутных тоннелей. Так что, возможно, у «Метростроя» скоро появится очередной проходческий щит с нежным женским именем.

Туннельный щит

защитная конструкция, используемая при рытье тоннелей

Вид сбоку на проходческий щит (крайний справа), использованный для строительства Тоннель Темзы; сразу за ним возводится несущая несущая конструкция из кирпича.

А проходческий щит защитное сооружение, используемое при раскопках больших искусственных туннели. При выемке грунта, который является мягким, жидким или иным образом нестабильным, существует потенциальная опасность. здоровье и безопасность опасность для рабочих и самого объекта из-за падающих материалов или обрушения. Туннелирующий щит может быть использован в качестве временной опорной конструкции. Он находится в месте для обычно короткого промежутка времени от момента, когда секция туннеля выкапывается, пока он не может быть выстроен с постоянной несущей конструкцией. Постоянная конструкция может состоять, в зависимости от периода, из кирпича, бетона, чугуна или стали. Хотя современные щиты обычно имеют цилиндрическую форму, первый "щит", разработанный Марк Исамбар Брюнель, на самом деле представлял собой большую прямоугольную железную конструкцию, напоминающую строительные леса, с тремя уровнями и двенадцатью секциями на каждом уровне, с твердой нагрузка- несущая верхняя поверхность. Строение защищало людей от обвалов, пока они работали внутри него, вырывая туннель перед щитом.

История

Первый успешный прямоугольный проходческий щит был разработан Марк Исамбар Брюнель и запатентовано им и Лорд Кокрейн в январе 1818 г. Марк Брюнель и его сын Исамбард Кингдом Брунель использовал его для раскопок Тоннель Темзы начиная с 1825 г. (хотя туннель не открывался до 1843 г.).[1] Говорят, что на создание своего дизайна Брунеля вдохновила оболочка корабельный червь Тередо Навалис, моллюск, способность которого сверлить затопленную древесину он наблюдал, работая на верфи.[1] Щит был построен Модсли, сыновья и поле из Ламбета, Лондон, который также построил паровые насосы для осушения туннеля.

В 1840 г. Альфред Эли Бич, редактор Scientific American journal, предположил, что конструкция круглого щита будет лучше, чем прямоугольная, а в 1868 году Бич построил круглый щит - изображение которого было напечатано в статье в Нью-Йорке о его идее пневматической туннельной системы. Конструкция была основана на решетке щита Брюнеля и привинчивалась вперед, когда забой продвигался вручную.

Оригинальный дизайн Брюнеля был существенно улучшен Джеймс Генри Грейтхед в ходе строительства Башня Метро под рекой Темза в центре Лондон в 1870 году. Хотя многие приписывают Барлоу переход от прямоугольной к цилиндрической, Грейтхед был первым, кто построил запатентованный цилиндрический туннельный щит. Стало ясно, что Бич был первым, кто предположил, что круговой дизайн будет лучше. Наверное, самое важное нововведение Питера У. Барлоу Запатентованная в 1864 году конструкция заключалась в том, что она имела круглое поперечное сечение (в отличие от конструкции Брюнеля, которая имела прямоугольную конструкцию), что сразу делало ее теоретически более простой в конструкции и лучшей способностью выдерживать вес окружающей почвы; теоретически, потому что Барлоу никогда не реализовывал свою запатентованную идею, в отличие от Грейтхеда.

Щит Великоголовый был 7 футов 3 дюйма (2,21 м) в диаметре.

Патент Барлоу 1864 года был дополнительно улучшен и получил предварительный патент в 1868 году, но так и не был ратифицирован, поскольку Барлоу умер вскоре после этого. Грейтхед независимо разработал свои собственные конструкции и получил два последовательных патента на разные конструкции щитов, один из которых был на конструкцию щита. Городская и Южная Лондонская железная дорога (сегодня часть Лондонское метрос Северная линия) в 1884 году с туннелями диаметром 10 футов 2 дюйма (3,10 м).

Система Грейтхеда также использовалась при вождении 12-футовой 1 34 дюйма (3,702 м) диаметром ходовых туннелей для Ватерлоо и городская железная дорога открывшийся в 1898 г .; Барлоу был совместным инженером [с Грейтхедом?] В проекте до своей смерти. Тоннели станции на городской станции (теперь известной как Банк) были в то время щитами для проходки туннелей самого большого диаметра в мире - 23 фута (7,0 м).

Большинство туннельных щитов по-прежнему основаны на конструкции Greathead Shields.[2] Грейтхед запатентовал три конструкции щита, которые описаны в статье на его имя. Кроме того, он изобрел концепцию распыляемого бетонного раствора для стабилизации земляных работ с помощью торкретбетона. Об этом свидетельствует его патент на его вторую конструкцию проходческого щита с пескоструйным поддоном, который гидравлически вводил армирующий раствор между построенной облицовкой и стеной туннеля.

Оригинальный щит Великоголовый, который использовался при раскопках глубоких линий лондонского метро, ​​остается на месте в заброшенных туннелях под Станция Моргейт.[3]

В любой компетентной истории проектирования туннелей с использованием щитов должно быть признание трех человек по имени за их построенные конструкции: Брунель, Бич и Грейтхед. Хотя у Барлоу была идея, он так и не построил ни свой запатентованный дизайн щита, ни свой более поздний предварительный патентный дизайн, который так и не был ратифицирован. Хотя это не полная история туннельных щитов, поскольку каждый год появляется все больше свидетельств из цифровых архивов старых публикаций по всему миру, в результате график их разработки становится более последовательным и ясным, чем когда-либо прежде.

Ручное туннелирование щита

Туннельный щит Greathead используется на Ватерлоо и городской железной дороге

На ранних этапах проходки щитов щит функционировал как способ защиты рабочих, которые выполняли рытье и перемещали щит вперед, постепенно заменяя его заранее построенными секциями стены туннеля. Ранние глубокие туннели для Лондонское метро были построены таким образом. Щит разделял рабочую поверхность на перекрывающиеся части, которые мог раскапывать каждый рабочий.

Современные тоннелепроходческие машины

Проходческий проходческий станок (ТБМ) состоит из щита (большого металлического цилиндра) и продольных опорных механизмов.

Вращающийся отрезной диск расположен на переднем конце щита. За отрезным кругом находится камера, в которой вынутый грунт либо смешивается с суспензия (так называемый гидротранспортер навозной жижи) или оставить как есть (баланс давления грунта или экран EPB), в зависимости от типа ТВМ. Выбор типа ТБМ зависит от почвенных условий. Также присутствуют системы для удаления почвы (или почвы, смешанной с жидким навозом).

За камерой находится набор гидравлических домкратов, поддерживаемых готовой частью туннеля, которые используются для выталкивания ТБМ вперед. После того, как будет выкопано определенное расстояние (примерно 1,5–2 метра (5–7 футов)), с помощью монтажника строится новое туннельное кольцо. Монтажник - это вращающаяся система, которая поднимает сборный бетон сегменты и размещает их в желаемом положении.

За щитом внутри готовой части туннеля можно найти несколько опорных механизмов, которые являются частью ТБМ: удаление грязи, трубопроводы для пульпы, если применимо, диспетчерские, рельсы для транспортировки сборных сегментов и т. Д.

Оболочка

Облицовка тоннеля - это стена тоннеля. Обычно он состоит из сегментов сборного железобетона, образующих кольца. Футеровки из чугуна традиционно использовались в Лондонское метро туннели, в то время как стальные футеровки иногда использовались в других местах. Концепция использования сборных формованных секций футеровки не нова и была впервые запатентована в 1874 г. Джеймс Генри Грейтхед.[нужна цитата]

Щиты в Японии

В Японии существует несколько инновационных подходов к экранированию туннелей, например двойной O-Tube или DOT-туннель. Этот туннель выглядит как два перекрывающихся круга. Также существуют щиты с компьютеризированными руками, которые можно использовать для рытья туннелей практически любой формы.[4]

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка

Технология квази-прямоугольного экранирования туннелей в проекте железнодорожного транспорта Нинбо

  • org/Person" itemprop="author"> Яохун Чжу
Документ конференции

Первый онлайн:

  • 2 Цитаты
  • 117 Загрузки

Абстрактные

Форма поперечного сечения экранирующих туннелей претерпела несколько фаз: от прямоугольной до круглой, а затем и некруглой.Когда туннель строится в центре города, подходящее поперечное сечение туннеля очень важно из-за ограниченного пространства. Квазипрямоугольный щитовой туннель - это новая альтернатива щитовым туннелям на городском железнодорожном транспорте, сочетающая в себе преимущества щитового туннеля DOT и прямоугольного щитового туннеля. Чтобы изучить ключевые методы проектирования и строительства этой новой конструкции туннеля, первый в мире квазипрямоугольный защитный туннель спроектирован и используется на одном участке линии метро Нинбо 3.

В этой статье представлены научные исследования, а также инженерные приложения в течение всего процесса этого туннельного проекта. Научные исследования включают проектирование щита, конструкцию футеровки, полномасштабные кольцевые испытания, модельные испытания для синхронной заливки цементным раствором и осадки грунта, вызванной проходкой туннелей, и т. Д. Поскольку несущая способность этой новой конструкции имеет большое значение в период ее эксплуатации, поскольку она связана в резерв безопасности. Поэтому механическое поведение этой квазипрямоугольной сегментной футеровки туннеля особенно исследуется путем проведения полномасштабных кольцевых испытаний.В инженерном применении большое внимание уделяется деформации грунта, отклонению оси и плавучести футеровки туннеля.

Используя техническую систему для решения проблем нехватки места в густонаселенной городской зоне. Разумные планы исследований и технические маршруты представлены посредством анализа некоторых ключевых точек квазипрямоугольного защитного туннеля, который заложил основу для дальнейшего применения и достижений этого нового типа защитного туннеля.

Ключевые слова

Квазипрямоугольный туннель экрана Конструкция экрана Полномасштабное кольцевое испытание Инженерное приложение

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Примечания

Благодарность

Авторы благодарны Национальному фонду естественных наук Китая (51578409), Ningbo Rail Transit Co., Ltd, Shanghai Tunnel Engineering Co., Ltd.

Ссылки

  1. Chow, B .: Технология проходки щита с двойным уплотнением трубы в проекте железнодорожного транзита Шанхая. Тунн. Undergr. Space Technol.

    21

    (6), 594–601 (2006)

    CrossRefGoogle Scholar
  2. Ye, G.L., Hashimoto, T., Шен, С.Л., Чжу, Х.Х., Бай, Т.Х .: Уроки, извлеченные из необычного оседания грунта во время проходки туннелей с двойной O-трубой в мягком грунте. Тунн. Undergr. Space Technol.

    49

    , 79–91 (2015)

    CrossRefGoogle Scholar
  3. Zhu, Y.H., Shi, Y.Q., Huang, D.Z., Zhu, Y.F .: Исследование и разработка квазипрямоугольного щита с очень большим сечением. Мод. Тунн. Technol.

    53

    (s1), 13–19 (2016a)

    Google Scholar
  4. Zhu, Y.Х., Чжу, Ю.Ф., Хуанг, Д.З., Ли, П.Н .: Разработка и применение технической системы для квазипрямоугольного экранирующего туннелирования. Мод. Тунн. Technol.

    53

    (s1), 1–12 (2016b)

    Google Scholar
  5. Ye, YH, Huang, DZ, Li, G., Liu, Z., Liu, X: полномасштабное экспериментальное исследование предельная несущая способность квазипрямоугольной защитной футеровки туннелей. Мод. Тунн. Technol.

    53

    (s1), 118–127 (2016)

    Google Scholar
  6. Li, G., Чжуан, К.В., Хуанг, Д.З., Дин, В.К., Чжао, Т.К., Дуань, К.: Испытание на большой модели для синхронной цементации квазипрямоугольных туннелей с защитным экраном. Мод. Тунн. Technol.

    53

    (s1), 195–200 (2016)

    Google Scholar

Информация об авторских правах

© Springer International Publishing AG 2018

Авторы и аффилированные лица

  1. org/Organization"> 1. Кафедра геотехнической инженерии Университета Тонцзи Шанхай, Китай
  2. 2. Государственная ключевая лаборатория по снижению опасностей в гражданском строительстве, Университет Тонгжи, Шанхай, Китай,
  3. 3.Ningbo Rail Transit Group Co. Ltd. NingboChina

ПРОКЛАДКА БОЛЬШОГО ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ МЕТОДОМ МУЛЬТИМИКРОЩИТНОЙ ТОННЕЛИРОВКИ (MMST)

Государственная корпорация «Метрополитен Экспрессвей» планирует построить четырехполосный автомобильный туннель прямоугольного сечения с небольшой глубиной под существующей городской улицей, ширина которого примерно равна ширине туннеля, который будет построен заново. Требуется метод без обрезки и покрытия. Для этого был разработан метод туннелирования с несколькими микрозащитными экранами (MMST).Чтобы построить большое поперечное сечение как целое сечение туннеля, во-первых, меньшие поперечные сечения, как единицы туннеля, которые расположены по окружности целого участка туннеля, выкапываются щитовыми машинами и облицовываются сегментами. Во-вторых, эти меньшие блоки соединяются, и, наконец, туннель методом MMST завершается выкапыванием грунта внутри соединенных меньших блоков, которые функционируют как облицовка всего участка туннеля (большого поперечного сечения). В этой статье описывается метод MMST и схема защитной машины, разработанная для применения к методу MMST, результаты строительства туннелей и реализация испытаний.(A) «Перепечатано с разрешения Elsevier».

  • Наличие:
  • Корпоративных авторов:

    Эльзевир

    The Boulevard, Langford Lane
    Kidlington, Оксфорд Соединенное Королевство OX5 1 ГБ
  • Авторов:
  • Дата публикации: 2005-3

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

  • Регистрационный номер: 00984293
  • Тип записи: Публикация
  • Агентство-источник: Транспортная исследовательская лаборатория
  • Файлы: ITRD
  • Дата создания: 7 января 2005 г. , 00:00

Shields | Социальная инфраструктура и морские объекты | Продукция | IHI Corporation

IHI ​​разработала самые большие в мире проходческие машины с защитным экраном и вращающимся экраном, которые значительно повысили эффективность строительства.


Щитовые проходческие машины

Машина для проходки щитов большого диаметра

IHI ​​поставила множество защитных устройств большого диаметра, в том числе тот, который использовался при строительстве туннеля Aqualine в Токийском заливе.

Комбинированная проходческая машина с круглым экраном

Некруглые поперечные сечения, например, на двухпутных участках метрополитена, можно эффективно прокладывать, расширяя концы спиц фрез в соответствии с вращением.

Горизонтальная проходческая машина с множеством микрозащитных экранов

Эту защитную машину, используемую при строительстве коробчатых туннелей большого сечения, таких как автодорожные туннели, можно гибко адаптировать к любой форме сечения.

Машина для защиты труб с двойным уплотнением

Этот щитовой проходческий комбайн одновременно сверлит входящие и исходящие полосы движения, например, для метро.
Эта машина обеспечивает экономические преимущества за счет сокращения времени строительства и уменьшения объема бурового грунта, а также используется в зарубежных странах.

Проходческий комбайн с вращающимся экраном

Одиночная машина может выкапывать шахту из земли и непрерывно туннелировать под прямым углом.Новая технология IHI разработана в результате совместных исследований с пользователями.

Проходческая машина с направленным вверх экраном

Эта машина для проходки защитных туннелей туннелирует вверх от существующего туннеля к поверхности.Это сводит к минимуму воздействие на поверхность во время строительства туннеля, что делает его более безопасным для окружающей среды.

Машина для проходки щитов прямоугольного типа

Эта машина для проходки защитных туннелей используется, например, для строительства туннелей, разделяющих уровни, для устранения заторов на перекрестках или оживленных железнодорожных переездах.Он бурит большой участок, многократно перемещаясь вперед и назад между начальной точкой и точкой бурения.


Системы автоматической сборки сегментов

Система автоматической сборки сегментов

Мехатронная технология IHI значительно повысила эффективность и безопасность туннелей.
за счет автоматизированной сборки сегментов для стен туннелей.

Ссылки

Запросы на продукцию

Прочие товары

Продукты

LTA | Новости | Выпуски новостей

В рамках работ на линии Томсон - Восточное побережье (TEL) LTA приступила к пилотному проекту по строительству подземных пешеходных переходов с помощью станка для бурения прямоугольных туннелей (RTBM) на двух участках на станциях Хэвлок и Стивенс для использования по этому методу для увеличения производительности.

Что такое RTBM?

RTBM использует метод проходки механизированных щитов, который используется для строительства подземных пешеходных и транспортных переходов. Это более эффективный метод строительства этих переходов по сравнению с традиционным методом «закрывать-закрывать».

RTBM использует технику поддомкрачивания прямоугольной экранирующей коробки, в которой используются принципы машины для выравнивания давления грунта во время земляных работ. Упорные цилиндры в домкрате остаются в валу и выталкивают вперед весь сегмент коробки.Новые сегменты устанавливаются внутри вала по мере продвижения машины. По мере того как RTBM достижения и сокращения через почву, получается вынутым материал в пасту почвы, используемая в качестве податливой, пластиковой поддерживающей среды, чтобы сбалансировать условие давления на туннельном лице.

Использование RTBM для проектов TEL

По сравнению с традиционными методами перекрытия, используемыми LTA в наших строительных проектах, бестраншейный метод с RTBM обеспечивает повышение производительности на 30% или сокращение рабочей силы, бесперебойная и лучшая непрерывность работы, а также более высокое качество и мастерство.

Первый привод RTBM на станции Хэвлок

RTBM был впервые запущен на участке станции Хэвлок под Зайон-роуд в мае 2016 года и завершил свою поездку через шесть месяцев в ноябре 2016 года. -прикрытие, использование RTBM привело к гораздо более короткой продолжительности строительства.

Второй проезд RTBM на станции Стивенс

После завершения подземного пешеходного перехода на участке станции Хэвлок, RTBM в настоящее время развертывается на участке станции Стивенс для строительства подземного пешеходного перехода длиной примерно 60 м под Дунерн-роуд, a пара структур виадука Ваянг Сату и канал Букит Тимах.

С помощью RTBM LTA сможет завершить прокладку подземного пешеходного перехода в январе 2018 года, а подземный переход будет открыт для публики в 2020 году, до завершения строительства станции TEL Stevens.

С ранним открытием пешеходы, в том числе учащиеся из Сингапурской школы китайских девочек и института Святого Иосифа, смогут безопасно и беспрепятственно пересекать Dunearn Road и Bukit Timah Road благодаря новому подземному переходу, который соединяет станцию ​​Downtown Line Stevens и эти школы.

Деформация поверхности земли, вызванная квазипрямоугольным туннелированием экрана EPB

[1] KASHIMA Y, KONDO N, INOUE M. Разработка и применение метода защиты DPLEX: результаты экспериментов с использованием моделей экрана и сегментов и применения метод строительства туннелей [J]. Туннельные и подземные космические технологии, 1996, 11 (1): 45-50.
[2] КОНДА Т. Метод туннелирования экрана [J]. Гражданское строительство, Японское общество инженеров-строителей, 2001 г., 39: 23-27.
[3] 盛 佳 韧, 叶冠林, 桥本 正, 等.双 圆 盾构 盾 尾 注浆 对 地层 沉降 的 影响 分析 [J].空间 与 工程 学报, 2014, 01: 201-205. ШЭН Цзя-жэнь, Ю.Е. Гуань-лин, Тадаши Х. и др. Влияние засыпки на осадку грунта в щите DOT [J]. Китайский журнал подземного космоса и инженерии, 2014 г., 10 (1): 201-205.
[4] 周文波, 顾春华.双 圆 盾构 施工 技术 [J].隧道 技术, 2004, 04: 22-32 + 44. ЧЖОУ Вэнь-бо, ГУ Чун-хуа. Технология построения DOT-щита [J]. Современные туннельные технологии, 2004, 04: 22-32 + 44.
[5] 张冬梅, 黄宏伟, 林平, 等.地铁 盾构 推进 引起 周围 体 附加 应力 分析 [J].空间, 1999, 19 (5): 379-382. ZHANG DONG-mei, HUANG Hong-wei, LIN Ping и др. Дополнительный анализ напряжений защитных туннелей метро [J]. Подземное пространство, 1999, 19 (5): 379-382.
[6] 孙 统 立, 张 庆贺, 韦良文, 等.圆 盾构 掘进 施工 扰动 体 体 附加 应力 分析 [J].岩土 力学. 2008, 29 (8): 2246-2251. САН Тун-ли, Чжан Цин-хэ, Вэй Лян-вэнь и др. Анализ дополнительных напряжений возмущения грунта, вызванного движением двойного O-образного экрана [J]. Механика горных пород и грунтов, 2008, 29 (8): 2246-2251.
[7] 魏 纲, 张世民, 齐静静, 等.盾构 隧道 施工 引起 的 地面 变形 计算 方法 研究 [J].力学 与 工程 学报, 2006 (增 1): 3317-3323. WEI G, ZHANG S, QI J, et al. Исследование метода расчета деформации грунта, вызванной строительством защитного туннеля [J]. Яншилисюэ Ю Гунчэн Сюэбао / Китайский журнал механики и инженерии горных пород, 2006 г., 25 (доп. 1): 3317-3323.
[8] 林 存 刚, 刘 干 斌, 梁荣 柱, 等.隧道 坡度 对 盾构 掘进 引起 地面 隆 陷 的 影响 [J].岩土 工程 学报. 2014 (7): 1203-1212. LIN Cun-gang, LIU Gan-bing, LIANG Rong-zhu и др. Влияние уклона туннеля на вспучивание и проседание поверхности земли, вызванное туннелированием экрана [J]. Китайский журнал геотехнической инженерии, 2014 г., 36 (7): 1203-1212.
[9] 傅德明, 张冠军.我国 矩形 掘进 机 隧道 施工 技术 发展 与 应用 [Дж].上海 建设 科技. 2008, 02: 4-5. ФУ Демин, Чжан Гуань-цзюнь. Техническая разработка и применение прямоугольных экранирующих туннелей в Китае [J]. Шанхайская строительная наука и технологии, 2008 г., 02: 4-5.
[10] 郭 昊.矩形 顶 管 机 下 穿 郑州 中州 大道 工程 简介 [J].中国 市政 工程. 2013, 05: 53-55. ГУ Хао. Краткое описание проекта подземного перехода на проспекте Чжэнчжоу Чжунчжон с использованием домкрата для прямоугольных труб [J]. Китайское муниципальное строительство, 2013, 05: 53-55.
[11] 周顺华, 廖全燕, 刘建国, 等.矩形 顶 管 隧道 顶 进 过程 的 地层 损失 [J].岩石 力学 与 工程 学报, 2001, 20 (3): 342-345. ЧЖОУ Шунь-хуа, ЛЯО Цюань-янь, ЛИУ Цзянь-го и др. Потеря пласта при прокладке труб в прямоугольном туннеле [J]. Китайский журнал механики горных пород и инженерии, 2001, 20 (3): 342-345.
[12] 邓长茂, 彭 基敏, 沈 国 红.软 土地 区 矩形 顶 管 施工 地表 变形 控制 措施 探讨 [J].空间 与 工程 学报, 2016, 12 (4): 1002-1007. ДЭН Чан-мао, ПЕН Джим-ин, ШЕН Го-хун. Обсуждение методов борьбы с осадкой поверхности земли, вызванной строительством прямоугольных трубных домкратов в мягких грунтах [J]. Китайский журнал подземного космоса и инженерии, 2016, 12 (4): 1002-1007.
[13] 王洪 新.土 压 平衡 盾构 刀 盘 挤 及 刀 盘 开口 率 对 盾构 正面 接触 压力 影响 [J].土木工程 学报. 2009 (07): 113-118. ВАН Хун-синь. Влияние фрезерной головки, уплотняющей фронтальный грунт, и влияние светосилы головки на контактное давление экрана EPB на фронтальный грунт [J]. Туму Гунчэн Сюэбао / China Civil Engineering Journal, 2009, 42 (7): 113-118.
[14] 杨敏, 赵锡宏.分层 土 中 的 单桩 分析 法 [J].大学 学报: կ, 1992, 04: 421-428. Ян Минь, Чжао Си-хун. Подход для одиночной сваи в слоистом грунте [J]. Журнал Университета Тунцзи: естественные науки, 1992, 04: 421-428.
[15] 梁荣 柱, 夏唐 代, 林 存 刚, 等.推进 引起 地表 变形 及 深层 体 水平 位移 分析 [J].岩石 力学 与 工程 学报. 2015, 34 (3): 583-593. ЛЯН Жун-чжу, Сиа Тань-дай, ЛИН Цунь-ган и др. Анализ смещения поверхности земли и горизонтального движения глубоких грунтов, вызванных продвижением щита [J]. Яншилисюэ Ю Гунчэн Сюэбао / Китайский журнал механики и инженерии горных пород, 2015, 34 (3): 583-593.
[16] 张 乾 青, 李连祥, 李 术 才, 等.成 层 土 中 单桩 受 力 性状 简化 算法 [J].岩石 力学 与 工程 学报. 2012, 31 (z1): 3390-3394. ЧЖАН Цянь-цин, Ли Ляньсян, Л.И. Шу-цай и др. Упрощенный аналитический метод для прогнозирования реакции одиночной сваи в слоистых грунтах [J].Яншилисюэ Ю Гунчэн Сюэбао / Китайский журнал механики и инженерии горных пород, 2012, 31: 3390-3394.
[17] ПОТИОНДИ Дж. Трение кожи между различными грунтами и строительными материалами [J]. Геотехника, 1961, 11 (4): 339-353.
[18] 吕 虎, 张 庆贺.地铁 双 圆 盾构 施工 引起 的 地面 沉降 模型 [J].建 井 技术, 2006, 27 (1): 32-34. Л.В. Ху, Чжан Цин-хэ. Расчетная модель поверхностной осадки, вызванной двойным уплотнительным экраном метро [J]. Технология горного строительства, 2006, 27 (1): 32-34.
[19] MINDLIN R D. Сила в точке внутри полубесконечного твердого тела [J].Физика, 1936, 7 (5): 195-201.
[20] ЛОГАНАТАН Н ПОУЛОС Х. Г. Аналитическое предсказание движения грунта в глинах, вызванного туннелями [J]. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1998, 124 (9): 846-856.
[21] 魏 纲.盾构 隧道 施工 引起 的 土 体 损失 率 取值 及 研究 [J].工程 学报, 2011, 28 (9): 0-0. GANGW E I. Выбор и распределение коэффициента потерь на землю, вызванного строительством защитного туннеля [J]. Китайский журнал геотехнической инженерии, 2010 г., 32 (9): 1354-1361.

Численное моделирование экранирующего туннеля EPB с контролем рабочего состояния TBM с использованием связанной DEM – FDM, Прикладные науки

Это исследование демонстрирует трехмерное численное моделирование проходки щита баланса давления земли (EPB) с использованием метода связанных дискретных элементов (DEM) и метода конечных разностей (FDM). В ходе анализа был принят фактический размер туннельно-проходческого станка (TBM) EPB со спицами, состоящего из режущей головки с режущими инструментами, рабочей камеры, винтового конвейера и экрана. Чтобы объединенная модель воспроизводила состояние грунта на месте, формация грунта была сгенерирована частично с использованием DEM (для ограниченной области, на которую влияет выемка грунта), а остальная часть области состоит из сеток FDM. В области DEM параметры контакта частиц были откалиброваны с помощью серии крупномасштабных трехосных тестовых анализов.Модель смоделировала проходку туннелей, поскольку условия эксплуатации ТБМ контролировались. Скорость проникновения и скорость вращения винтового конвейера автоматически регулировались по мере продвижения TBM, чтобы предотвратить создание чрезмерного или недостаточного крутящего момента, силы тяги или давления в камере. Соответственно, эти параметры постоянно поддерживались в пределах установленных рабочих диапазонов во время земляных работ. Результаты моделирования показывают, что предложенная численная модель, основанная на связи DEM – FDM, может разумно имитировать движение EPB с учетом условий эксплуатации TBM.

中文 翻译 :


结合 DEM – FDM 的 TBM 工 况 控制 EPB 盾构 掘进 的 数值 模拟

研究 演示 了 使用 耦合 离散 元 法 (DEM) 和 有限 差分 法 (FDM) 的 土 压力 平衡 (EPB) 盾构 隧道 施工 的 三维 模拟。 分析 采用 的 EPB 盾构 隧道 掘进 机 (TBM ) 的 实际 尺寸 , 该机 由 带 切割 工具 的 刀头 , 工作室 , 螺旋输送机 和 盾构 组成。 重现 的 地面 状况 , 部分 DEM 生成 ((对于 受 开挖 影响的) 区域 DM FDM 网格 组成。 DEM 域中 , 通过 一系列 大型 三轴 分析 来 校准 粒子 的 接触 参数 模拟 了 隧道 掘进。 TBM螺杆 输送 机 的 穿透 速度 和 旋转 速度 会 调整 , 以 防止 产生 过多 或 的 扭矩 , 推力 或 腔 室 压力。 因此 , 在 挖掘 过程 中 范围 仿真表明 , 所 提出 的 基于 DEM – FDM 耦合 的 数值 模型 可以 在 TBM 操作 条件 的 同时 合理 地 EPB 驱动。

Тоннель Темза | ASCE

". ... нет работы, которая вызывала бы больший интерес у иностранных наций, чем это было в этом туннеле. Люди не могут не видеть больших политических, военных, а также коммерческих выгод, которые будут извлечены ... "
- Герцог Веллингтон, 1828 г.

К началу XIX века улицы Лондона были забиты автомобильным транспортом. Ежедневно более 3700 пассажиров использовали основную лодочную переправу через Темзу, в то время как фургоны и телеги были вынуждены пересекать Лондонский мост, расположенный в двух милях от города.Строительство моста еще больше затруднило бы судоходство по и без того многолюдной Темзе; туннель был очевидной альтернативой.

Первая попытка прорыва туннеля в нынешнем месте началась в 1807 году. Раскопки продолжались всего 1000 футов (с использованием традиционных методов добычи), когда бригады достигли слоя зыбучих песков и были вынуждены остановиться.

Но в 1818 году Марк Исамбар Брюнель запатентовал революционное новое устройство для проходки туннелей: специальный прямоугольный чугунный щит, который поддерживал землю, пока горняки выкапывали ее небольшими порциями.Каменщики следовали за щитом, строя по ходу кирпичный туннель с двумя арками. Инвесторы создали новую компанию для поддержки туннеля, и Брунелю с помощью своего 20-летнего сына Исамбарда Кингдом Брунель в конечном итоге удалось построить туннель в Темзе.

Факты

  • Перед тем, как начать проект, Брюнель нанял двух инженеров-строителей для проведения замеров через реку для оценки подземных условий почвы. Зондирование показало наличие слоя голубой глины, идеальной почвы для строительства туннеля.Вскоре после этого, в 1824 году, парламент принял закон, разрешающий строительство туннеля.
  • Щит состоял из 12 вертикальных секций. Внутри каждого стояло по три рабочих, один над другим. У каждой секции наверху был посох, чтобы поддерживать землю наверху. Внизу к раме был прикреплен башмак, который позволял сдвигать секцию вперед поворотом большого винта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *