Прямоугольный проходческий щит: Проходческие щиты — новости строительства и развития подземных сооружений

Содержание

виды, рабочие инструменты, устройство и производители. Интересные факты о ТМПК, их история.

Иркутск

Абаза

Абакан

Абдулино

Абинск

Агидель

Агрыз

Адыгейск

Азнакаево

Азов

Ак-Довурак

Аксай

Алагир

Алапаевск

Алатырь

Алдан

Алейск

Александров

Александровск

Александровск-Сахалинский

Алексеевка

Алексин

Алзамай

Алупка

Алушта

Альметьевск

Амурск

Анадырь

Анапа

Ангарск

Андреаполь

Анжеро-Судженск

Анива

Апатиты

Апрелевка

Апшеронск

Арамиль

Аргун

Ардатов

Ардон

Арзамас

Аркадак

Армавир

Армянск

Арсеньев

Арск

Артем

Артемовск

Артемовский

Архангельск

Асбест

Асино

Астрахань

Аткарск

Ахтубинск

Ахтубинск-7

Ачинск

Аша

Бабаево

Бабушкин

Бавлы

Багратионовск

Байкальск

Баймак

Бакал

Баксан

Балабаново

Балаково

Балахна

Балашиха

Балашов

Балей

Балтийск

Барабинск

Барнаул

Барыш

Батайск

Бахчисарай

Бежецк

Белая Калитва

Белая Холуница

Белгород

Белебей

Белев

Белинский

Белово

Белогорск

Белогорск

Белозерск

Белокуриха

Беломорск

Белорецк

Белореченск

Белоусово

Белоярский

Белый

Бердск

Березники

Березовский

Березовский

Беслан

Бийск

Бикин

Билибино

Биробиджан

Бирск

Бирюсинск

Бирюч

Благовещенск

Благовещенск

Благодарный

Бобров

Богданович

Богородицк

Богородск

Боготол

Богучар

Бодайбо

Бокситогорск

Болгар

Бологое

Болотное

Болохово

Болхов

Большой Камень

Бор

Борзя

Борисоглебск

Боровичи

Боровск

Боровск-1

Бородино

Братск

Бронницы

Брянск

Бугульма

Бугуруслан

Буденновск

Бузулук

Буинск

Буй

Буйнакск

Бутурлиновка

Валдай

Валуйки

Велиж

Великие Луки

Великие Луки-1

Великий Новгород

Великий Устюг

Вельск

Венев

Верещагино

Верея

Верхнеуральск

Верхний Тагил

Верхний Уфалей

Верхняя Пышма

Верхняя Салда

Верхняя Тура

Верхотурье

Верхоянск

Весьегонск

Ветлуга

Видное

Вилюйск

Вилючинск

Вихоревка

Вичуга

Владивосток

Владикавказ

Владимир

Волгоград

Волгодонск

Волгореченск

Волжск

Волжский

Вологда

Володарск

Волоколамск

Волосово

Волхов

Волчанск

Вольск

Вольск-18

Воркута

Воронеж

Воронеж-45

Ворсма

Воскресенск

Воткинск

Всеволожск

Вуктыл

Выборг

Выкса

Высоковск

Высоцк

Вытегра

Вышний Волочек

Вяземский

Вязники

Вязьма

Вятские Поляны

Гаврилов Посад

Гаврилов-Ям

Гагарин

Гаджиево

Гай

Галич

Гатчина

Гвардейск

Гдов

Геленджик

Георгиевск

Глазов

Голицыно

Горбатов

Горно-Алтайск

Горнозаводск

Горняк

Городец

Городище

Городовиковск

Городской округ Черноголовка

Гороховец

Горячий Ключ

Грайворон

Гремячинск

Грозный

Грязи

Грязовец

Губаха

Губкин

Губкинский

Гудермес

Гуково

Гулькевичи

Гурьевск

Гурьевск

Гусев

Гусиноозерск

Гусь-Хрустальный

Давлеканово

Дагестанские Огни

Далматово

Дальнегорск

Дальнереченск

Данилов

Данков

Дегтярск

Дедовск

Демидов

Дербент

Десногорск

Джанкой

Дзержинск

Дзержинский

Дивногорск

Дигора

Димитровград

Дмитриев

Дмитров

Дмитровск

Дно

Добрянка

Долгопрудный

Долинск

Домодедово

Донецк

Донской

Дорогобуж

Дрезна

Дубна

Дубовка

Дудинка

Духовщина

Дюртюли

Дятьково

Евпатория

Егорьевск

Ейск

Екатеринбург

Елабуга

Елец

Елизово

Ельня

Еманжелинск

Емва

Енисейск

Ермолино

Ершов

Ессентуки

Ефремов

Железноводск

Железногорск

Железногорск

Железногорск-Илимский

Железнодорожный

Жердевка

Жигулевск

Жиздра

Жирновск

Жуков

Жуковка

Жуковский

Завитинск

Заводоуковск

Заволжск

Заволжье

Задонск

Заинск

Закаменск

Заозерный

Заозерск

Западная Двина

Заполярный

Зарайск

Заречный

Заречный

Заринск

Звенигово

Звенигород

Зверево

Зеленогорск

Зеленогорск

Зеленоград

Зеленоградск

Зеленодольск

Зеленокумск

Зерноград

Зея

Зима

Златоуст

Злынка

Змеиногорск

Знаменск

Зубцов

Зуевка

Ивангород

Иваново

Ивантеевка

Ивдель

Игарка

Ижевск

Избербаш

Изобильный

Иланский

Инза

Инкерман

Инсар

Инта

Ипатово

Ирбит

Иркутск-45

Исилькуль

Искитим

Истра

Истра-1

Ишим

Ишимбай

Йошкар-Ола

Кадников

Казань

Калач

Калач-на-Дону

Калачинск

Калининград

Калининск

Калтан

Калуга

Калязин

Камбарка

Каменка

Каменногорск

Каменск-Уральский

Каменск-Шахтинский

Камень-на-Оби

Камешково

Камызяк

Камышин

Камышлов

Канаш

Кандалакша

Канск

Карабаново

Карабаш

Карабулак

Карасук

Карачаевск

Карачев

Каргат

Каргополь

Карпинск

Карталы

Касимов

Касли

Каспийск

Катав-Ивановск

Катайск

Качканар

Кашин

Кашира

Кашира-8

Кедровый

Кемерово

Кемь

Керчь

Кизел

Кизилюрт

Кизляр

Кимовск

Кимры

Кингисепп

Кинель

Кинешма

Киреевск

Киренск

Киржач

Кириллов

Кириши

Киров

Киров

Кировград

Кирово-Чепецк

Кировск

Кировск

Кирс

Кирсанов

Киселевск

Кисловодск

Климовск

Клин

Клинцы

Княгинино

Ковдор

Ковров

Ковылкино

Когалым

Кодинск

Козельск

Козловка

Козьмодемьянск

Кола

Кологрив

Коломна

Колпашево

Колпино

Кольчугино

Коммунар

Комсомольск

Комсомольск-на-Амуре

Конаково

Кондопога

Кондрово

Константиновск

Копейск

Кораблино

Кореновск

Коркино

Королев

Короча

Корсаков

Коряжма

Костерево

Костомукша

Кострома

Котельники

Котельниково

Котельнич

Котлас

Котово

Котовск

Кохма

Красавино

Красноармейск

Красноармейск

Красновишерск

Красногорск

Краснодар

Красное Село

Краснозаводск

Краснознаменск

Краснознаменск

Краснокаменск

Краснокамск

Красноперекопск

Красноперекопск

Краснослободск

Краснослободск

Краснотурьинск

Красноуральск

Красноуфимск

Красноярск

Красный Кут

Красный Сулин

Красный Холм

Кременки

Кронштадт

Кропоткин

Крымск

Кстово

Кубинка

Кувандык

Кувшиново

Кудымкар

Кузнецк

Кузнецк-12

Кузнецк-8

Куйбышев

Кулебаки

Кумертау

Кунгур

Купино

Курган

Курганинск

Курильск

Курлово

Куровское

Курск

Куртамыш

Курчатов

Куса

Кушва

Кызыл

Кыштым

Кяхта

Лабинск

Лабытнанги

Лагань

Ладушкин

Лаишево

Лакинск

Лангепас

Лахденпохья

Лебедянь

Лениногорск

Ленинск

Ленинск-Кузнецкий

Ленск

Лермонтов

Лесной

Лесозаводск

Лесосибирск

Ливны

Ликино-Дулево

Липецк

Липки

Лиски

Лихославль

Лобня

Лодейное Поле

Ломоносов

Лосино-Петровский

Луга

Луза

Лукоянов

Луховицы

Лысково

Лысьва

Лыткарино

Льгов

Любань

Люберцы

Любим

Людиново

Лянтор

Магадан

Магас

Магнитогорск

Майкоп

Майский

Макаров

Макарьев

Макушино

Малая Вишера

Малгобек

Малмыж

Малоархангельск

Малоярославец

Мамадыш

Мамоново

Мантурово

Мариинск

Мариинский Посад

Маркс

Махачкала

Мглин

Мегион

Медвежьегорск

Медногорск

Медынь

Межгорье

Междуреченск

Мезень

Меленки

Мелеуз

Менделеевск

Мензелинск

Мещовск

Миасс

Микунь

Миллерово

Минеральные Воды

Минусинск

Миньяр

Мирный

Мирный

Михайлов

Михайловка

Михайловск

Михайловск

Мичуринск

Могоча

Можайск

Можга

Моздок

Мончегорск

Морозовск

Моршанск

Мосальск

Москва

Московский

Муравленко

Мураши

Мурманск

Муром

Мценск

Мыски

Мытищи

Мышкин

Набережные Челны

Навашино

Наволоки

Надым

Назарово

Назрань

Называевск

Нальчик

Нариманов

Наро-Фоминск

Нарткала

Нарьян-Мар

Находка

Невель

Невельск

Невинномысск

Невьянск

Нелидово

Неман

Нерехта

Нерчинск

Нерюнгри

Нестеров

Нефтегорск

Нефтекамск

Нефтекумск

Нефтеюганск

Нея

Нижневартовск

Нижнекамск

Нижнеудинск

Нижние Серги

Нижние Серги-3

Нижний Ломов

Нижний Новгород

Нижний Тагил

Нижняя Салда

Нижняя Тура

Николаевск

Николаевск-на-Амуре

Никольск

Никольск

Никольское

Новая Ладога

Новая Ляля

Новоалександровск

Новоалтайск

Новоаннинский

Нововоронеж

Новодвинск

Новозыбков

Новокубанск

Новокузнецк

Новокуйбышевск

Новомичуринск

Новомосковск

Новопавловск

Новоржев

Новороссийск

Новосибирск

Новосиль

Новосокольники

Новотроицк

Новоузенск

Новоульяновск

Новоуральск

Новохоперск

Новочебоксарск

Новочеркасск

Новошахтинск

Новый Оскол

Новый Уренгой

Ногинск

Нолинск

Норильск

Ноябрьск

Нурлат

Нытва

Нюрба

Нягань

Нязепетровск

Няндома

Облучье

Обнинск

Обоянь

Обь

Одинцово

Ожерелье

Озерск

Озерск

Озеры

Октябрьск

Октябрьский

Окуловка

Олекминск

Оленегорск

Оленегорск-1

Оленегорск-2

Оленегорск-4

Олонец

Омск

Омутнинск

Онега

Опочка

Орёл

Оренбург

Орехово-Зуево

Орлов

Орск

Оса

Осинники

Осташков

Остров

Островной

Острогожск

Отрадное

Отрадный

Оха

Оханск

Очер

Павлово

Павловск

Павловск

Павловский Посад

Палласовка

Партизанск

Певек

Пенза

Первомайск

Первоуральск

Перевоз

Пересвет

Переславль-Залесский

Пермь

Пестово

Петергоф

Петров Вал

Петровск

Петровск-Забайкальский

Петрозаводск

Петропавловск-Камчатский

Петухово

Петушки

Печора

Печоры

Пикалево

Пионерский

Питкяранта

Плавск

Пласт

Плес

Поворино

Подольск

Подпорожье

Покачи

Покров

Покровск

Полевской

Полесск

Полысаево

Полярные Зори

Полярный

Поронайск

Порхов

Похвистнево

Почеп

Починок

Пошехонье

Правдинск

Приволжск

Приморск

Приморск

Приморско-Ахтарск

Приозерск

Прокопьевск

Пролетарск

Протвино

Прохладный

Псков

Пугачев

Пудож

Пустошка

Пучеж

Пушкин

Пушкино

Пущино

Пыталово

Пыть-Ях

Пятигорск

Радужный

Радужный

Райчихинск

Раменское

Рассказово

Ревда

Реж

Реутов

Ржев

Родники

Рославль

Россошь

Ростов

Ростов-на-Дону

Рошаль

Ртищево

Рубцовск

Рудня

Руза

Рузаевка

Рыбинск

Рыбное

Рыльск

Ряжск

Рязань

Саки

Саки

Салават

Салаир

Салехард

Сальск

Самара

Санкт-Петербург

Саранск

Сарапул

Саратов

Саров

Сасово

Сатка

Сафоново

Саяногорск

Саянск

Светлогорск

Светлоград

Светлый

Светогорск

Свирск

Свободный

Себеж

Севастополь

Северо-Курильск

Северобайкальск

Северодвинск

Североморск

Североуральск

Северск

Севск

Сегежа

Сельцо

Семенов

Семикаракорск

Семилуки

Сенгилей

Серафимович

Сергач

Сергиев Посад

Сергиев Посад-7

Сердобск

Серов

Серпухов

Сертолово

Сестрорецк

Сибай

Сим

Симферополь

Сковородино

Скопин

Славгород

Славск

Славянск-на-Кубани

Сланцы

Слободской

Слюдянка

Смоленск

Снегири

Снежинск

Снежногорск

Собинка

Советск

Советск

Советск

Советская Гавань

Советский

Сокол

Солигалич

Соликамск

Солнечногорск

Солнечногорск-2

Солнечногорск-25

Солнечногорск-30

Солнечногорск-7

Соль-Илецк

Сольвычегодск

Сольцы

Сольцы 2

Сорочинск

Сорск

Сортавала

Сосенский

Сосновка

Сосновоборск

Сосновый Бор

Сосногорск

Сочи

Спас-Деменск

Спас-Клепики

Спасск

Спасск-Дальний

Спасск-Рязанский

Среднеколымск

Среднеуральск

Сретенск

Ставрополь

Старая Купавна

Старая Русса

Старица

Стародуб

Старый Крым

Старый Оскол

Стерлитамак

Стрежевой

Строитель

Струнино

Ступино

Суворов

Судак

Суджа

Судогда

Суздаль

Суоярви

Сураж

Сургут

Суровикино

Сурск

Сусуман

Сухиничи

Сухой Лог

Сызрань

Сыктывкар

Сысерть

Сычевка

Сясьстрой

Тавда

Таганрог

Тайга

Тайшет

Талдом

Талица

Тамбов

Тара

Тарко-Сале

Таруса

Татарск

Таштагол

Тверь

Теберда

Тейково

Темников

Темрюк

Терек

Тетюши

Тимашевск

Тихвин

Тихорецк

Тобольск

Тогучин

Тольятти

Томари

Томмот

Томск

Топки

Торжок

Торопец

Тосно

Тотьма

Трехгорный

Трехгорный-1

Троицк

Троицк

Трубчевск

Туапсе

Туймазы

Тула

Тулун

Туран

Туринск

Тутаев

Тында

Тырныауз

Тюкалинск

Тюмень

Уварово

Углегорск

Углич

Удачный

Удомля

Ужур

Узловая

Улан-Удэ

Ульяновск

Унеча

Урай

Урень

Уржум

Урус-Мартан

Урюпинск

Усинск

Усмань

Усолье

Усолье-Сибирское

Уссурийск

Усть-Джегута

Усть-Илимск

Усть-Катав

Усть-Кут

Усть-Лабинск

Устюжна

Уфа

Ухта

Учалы

Уяр

Фатеж

Феодосия

Фокино

Фокино

Фролово

Фрязино

Фурманов

Хабаровск

Хадыженск

Ханты-Мансийск

Харабали

Харовск

Хасавюрт

Хвалынск

Хилок

Химки

Холм

Холмск

Хотьково

Цивильск

Цимлянск

Чадан

Чайковский

Чапаевск

Чаплыгин

Чебаркуль

Чебоксары

Чегем

Чекалин

Челябинск

Чердынь

Черемхово

Черепаново

Череповец

Черкесск

Чермоз

Черноголовка

Черногорск

Чернушка

Черняховск

Чехов

Чехов-2

Чехов-3

Чехов-8

Чистополь

Чита

Чкаловск

Чудово

Чулым

Чулым-3

Чусовой

Чухлома

Шагонар

Шадринск

Шали

Шарыпово

Шарья

Шатура

Шахтерск

Шахты

Шахунья

Шацк

Шебекино

Шелехов

Шенкурск

Шилка

Шимановск

Шиханы

Шлиссельбург

Шумерля

Шумиха

Шуя

Щекино

Щелкино

Щелково

Щербинка

Щигры

Щучье

Электрогорск

Электросталь

Электроугли

Элиста

Энгельс

Энгельс-19

Энгельс-2

Эртиль

Юбилейный

Югорск

Южа

Южно-Сахалинск

Южно-Сухокумск

Южноуральск

Юрга

Юрьев-Польский

Юрьевец

Юрюзань

Юхнов

Юхнов-1

Юхнов-2

Ядрин

Якутск

Ялта

Ялуторовск

Янаул

Яранск

Яровое

Ярославль

Ярцево

Ясногорск

Ясный

Яхрома

Проходческий щит для сооружения тоннелей и разработки месторождений

Проходческий щит для сооружения тоннелей и разработки месторождений полезных ископаемых.

 

 

Проходческий щит применяется при сооружении тоннелей различного назначения, а также при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом.

 

Проходческий щит

Преимущества проходческого щита

Устройство и рабочие органы проходческого щита

 

Проходческий щит:

Проходческий щит – это подвижная конструкция, находящаяся в голове строящегося туннеля и обеспечивающая безопасную разработку породы в забое, погрузку ее на внутритуннельный транспорт и возведение крепи (обделки). Проходческие щиты обычно имеют круглое поперечное сечение, но бывают прямоугольными, эллиптическими, подковообразными, в т. ч. незамкнутыми.

Проходческий щит применяется при сооружении тоннелей различного назначения, а также при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом.

Проходческие щиты могут использоваться в любых горно-геологических условиях, однако наиболее эффективны они в мягких грунтах.

Проходческие щиты для лучшей управляемости должны обладать необходимой маневренностью, характеризуемой, в частности, отношением длины к поперечному размеру.

По размеру щиты условно разделяют на щиты большого (более 7 м), среднего (от 5 до 7) и малого сечения (менее 5 м). Диаметр получаемых тоннелей может варьироваться от 1 до 19 м.

Разновидностью проходческого щита является подземный робот многоцелевого назначения “Геоход”.

 

Преимущества проходческого щита:

– увеличение темпов проведения работ и производительности труда в 2-2,5 раза,

снижение стоимости проходческих работ,

– облегчение и обеспечение безопасности труда рабочих – проходчиков,

совмещение большого числа основных и вспомогательных рабочих операций,

– механизация рабочих операций,

 

Устройство и рабочие органы проходческого щита:

Основными частями проходческих щитов являются: ножевое кольцо, опорное кольцо, щитовые домкраты, забойные домкраты, платформенные домкраты, трубы, пускорегулирующая аппаратура, горизонтальные и вертикальные перегородки.

Ножевое кольцо служит для частичного срезания мягких и сыпучих пород и предохранения вывала породы. Под защитой ножевого кольца осуществляют выемку горной породы. Опорное кольцо, непосредственно примыкающее к но­жевому, является основой несущей конструкции щита и служит для размещения щитовых дом­кратов, труб и пульта механизмов управления щита. В хвостовой части щита возводят постоянную крепь (обделку).

Перемещение щита, а в мягких породах его вдавливание в массив с целью разработки породы осу­ществляется с помощью щитовых гидравлических дом­кратов.

Проходческие щиты размером до 2 м не имеют перегородок. При уве­личении диаметра до 3 м щиты снабжаются одной гори­зонтальной перегородкой. В щитах больших размеров устанавливают несколько горизонтальных и вертикаль­ных перегородок для увеличения жесткости и прочности щита. Горизонтальные и вертикальные перегородки делят сечение щита на независимые рабочие ячейки, обеспечивающие удобство и безопасность ведения горностроительных работ по всему забою.

В необходимых случаях крепление забоя выработки осуществляется с помощью забойных домкратов. На перегородках монтируют также выдвижные платформы  с домкратами (платформенные домкраты), с которых ведут разработку породы в ячейках щита.

Рабочие органы существующих проходческих щитов воздействуют на забой в основном способами вдавливания, резания или комбинированным способом.

Способ вдавливания эффективен в сыпучих (песчаных) и мягокопластичных связных (глинистых и илистых) грунтах. Вдавливание выполняется головной частью, состоящей из ножевого кольца и режущих полос или диафрагмы с окнами, через которые грунт в виде осыпей или брикетов поступает внутрь проходческого щита.

Способ резания в забое эффективен в устойчивых связных грунтах, особенно в плотных глинах и сланцах. Для резания применяются в основном роторные, планетарные и фрезерные рабочие органы.

 

карта сайта

какие функции у видео про lovat traincraft майнкрафт traincraft проходческий щит
видео работы проходческого щита
проходческий комбайн щит
проходческий щит в метро видео 3d модель herrenknecht s 791 epb shield minecraft railcraft брюнеля виктория елизавета кт 1 5.6 купить майнкрафт метро  надежда перевозка щмп 4 щп 4
скачать книгу бренер проходческие щиты в россии видео херренкнехт
виды диаметры рынок сколько проходческих щитов в москве

 

Коэффициент востребованности 838

Тоннелепроходческие комплексы. Горнопроходческие щиты и комплексы

Проходческий щит

Прохо́дческий щит — подвижная сборная металлическая конструкция, обеспечивающая безопасное проведение горной выработки и сооружение в ней постоянной крепи (обделки). Проходческий щит применяется при сооружении тоннелей различного назначения, при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом. Проходческий щит является элементом конструкции некоторых видов тоннелепроходческих комплексов (ТПК).

Впервые проходческий щит был применён в Великобритании Марком Брюнелем при сооружении тоннеля под рекой Темзой (). С их помощью сооружено большинство тоннелей метрополитенов в Москве , Петербурге , Екатеринбурге , Киеве , Харькове и других городах.

Диаметр получаемых тоннелей может варьироваться от 1 до 19 метров. Самый большой диаметр, 19 м , у четырёх проходческих щитов, используемых на строительстве железнодорожного Готардского тоннеля в Швейцарии .

Для создания тоннелей малого диаметра применяется горизонтальное бурение — длина до 2 км, диаметр до 1,2 м.

Применение проходческих щитов

  • при сооружении тоннелей различного назначения
  • при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом

Рабочие инструменты проходческих щитов

  • ножевое кольцо
  • опорное кольцо
  • щитовые домкраты
  • забойные домкраты
  • платформенные домкраты
  • трубы
  • пускорегулирующая аппаратура
  • горизонтальные и вертикальные перегородки

Виды щитов

Немеханизированные щиты

  • Немеханизированный щит — щит, используемый лишь для защиты забоя от обрушения, пока рабочий вручную или с помощью отбойного молотка производит из него выемку грунта.
  • Немеханизированный щит с кессоном — щит, применяемый для проходки в водонасыщенных грунтах, когда забой сзади щита перегораживается переборкой, а в образовавшееся пространство с помощью компрессора накачивается воздух (до давления в 2-5 атм), что «отжимает» грунтовые воды вглубь пород и защищает забой от их поступления. Способ весьма эффективен с инженерной точки зрения, но чрезвычайно вреден для здоровья рабочих, поскольку вызывает кессонную болезнь .

Механизированные щиты

Резец механизированного щита

  • Механизированный щит — щит (вернее, уже комплекс), на котором почти исключён ручной труд, и практически все операции выполняются оператором с пульта управления. Разработка грунта производится за счёт вращающегося на оси щита стального ротора с резцами, после чего грунт подаётся на конвейер, а с него — на вагонетки. В СССР этот тип щитов был впервые применён в 1949 году .
  • Механизированный щит с кессоном — механизированный щит с применением кессонирования забоя.
  • Механизированный щит с грунтопригрузом — механизированный щит, в котором разработанный грунт сначала подается в герметичную камеру грунтопригруза (в которой давление равно давлению в забое), а из неё удаляется шнековым конвейером. Этот вид щитов применяется в ситуациях, когда нельзя допустить малейшей просадки вышележащих слоев грунта, а специальные методы проходки туннелей в неустойчивых водонасыщенных грунтах (замораживание, водопонижение) не оправдывают себя.
  • Механизированный щит с гидропригрузом — механизированный щит, в котором разработанный грунт сначала подаётся в камеру гидропригруза, в которую, в свою очередь, под давлением (до нескольких десятков атм) подаётся бентонитовый раствор. Смешиваясь с ним, измельчённый разработанный грунт отводится по трубопроводу на поверхность, где в сепараторе отделяется от бентонита, который возвращается обратно в камеру гидропригруза. Это весьма дорогой, но наиболее современный вид щитов, который в отношении отсутствия просадок вышележащих слоев грунта ещё более совершенен, чем щит с грунтопригрузом.

Производители

К крупнейшим мировым производителям механизированных щитов относятся следующие компании:

  • Herrenknecht
  • LOVAT
  • Robbins
  • Wirth
  • Palmieri

Существует легенда, что изобретателю проходческого щита Марку Брюнелю пришла в голову идея этого устройства, когда он наблюдал, как корабельный червь прокладывает дорогу в твердой дубовой щепке. Брюнель заметил, что только лишь голова маленького моллюска покрыта жесткой раковиной. С помощью ее зазубренных краев червь буравил дерево. Углубляясь, он оставлял на стенках хода гладкий защитный слой извести.

Новый тоннелепроходческий механизированный комплекс (ТПМК) приступил к строительству тоннеля от станции «Косино» в сторону «Нижегородской улицы» Кожуховской линии метро, сообщил журналистам заместитель мэра Москвы по градостроительной политике и строительству Марат Хуснуллин.

«Сегодня в Москве произошло знаковое событие в метростроении. Мы впервые в истории запускаем щит диаметром более 10 метров — размером фактически с полноценное трехэтажное здание. Два поезда будут ходить в одном тоннеле. Это совершенно новые технологии, которые раньше в Москве не применялись. За очень короткое время была проделана большая работа, щит собран за 27 дней. Его вес — 1600 тонн», — сказал М. Хуснуллин.

По его словам, машину фирмы Herrenknecht AG изготовили специально для Москвы в Германии. На создание щита потребовался почти год. Длина ТПМК — 66 метров.

«Самой тяжелой частью комплекса является ротор, который весит 156 тонн», — добавил М. Хуснуллин.

Глава Стройкомплекса сравнил работу ТПМК с механизмом мясорубки.

«Машина перемалывает породу как мясорубка и передает на конвейеры, затем грунт вывозится. Скорость работы щита — 350 метров в месяц. Грубо говоря, в день он должен проходить 10 метров. Это высокая скорость, но она зависит от грунтов», — пояснил М. Хуснуллин.

Он отметил, что проходку планируется закончить к концу 2017 года.

«В дальнейшем тоннелепроходческий комплекс будет задействован на строительстве Третьего пересадочного контура метро . Время работы щита расписано по суткам», — уточнил заммэра.


Обслуживать щит будет бригада из 49 человек в каждую смену.

Из Германии в Москву щит доставляли четырьмя видами транспорта: автотранспортом завода-изготовителя в речной порт в Германии, затем речным транспортом по этой стране. Оттуда через Балтийское море ТПМК привезли в Санкт-Петербург, а затем автоколонной доставили в Москву.

Такие комплексы нужны для возведения двухпутных тоннелей большого диаметра, что позволит построить станции с двумя боковыми платформами. Строительство метро по этой технологии дает экономию до 30% по сравнению с традиционными проектами.

Напомним, в Москве традиционно строили однопутные тоннели метро, в которых поезд движется в одном направлении. Платформа располагается посередине.

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

Подробнее о двухпутных тоннелях метро и машинах, которые их строят, читайте в

Наша справка

Кожуховскую ветку метро планируется открыть в 2018 году. Запуск этой линии позволит значительно улучшить транспортное обслуживание жителей нескольких районов — Нижегородский , Рязанский , Выхино-Жулебино , Косино-Ухтомский , Некрасовка , Текстильщики , Кузьминки и городского поселения Люберцы Московской области.

Новая ветка метро также позволит перераспределить пассажиропотоки Таганско-Краснопресненской линии, которая сегодня работает с перегрузом в 1,3 раза. Сократится и время пребывания пассажиров в пути — на 15-20 минут.

Человечество уже не первое столетие с успехом осваивает подземное пространство. Речь идет не только о метрополитенах, которые присутствуют во всех крупных городах мира, но и о горных выработках, создаваемых для добычи полезных ископаемых. В обоих случаях применяется специальное оборудование — проходческие щиты, гарантирующие безопасность оборудованию и обслуживающему персоналу во время

Впервые проходческий щит был применен в 1825 году при сооружении тоннеля под рекой Темзой. С тех пор этот тип оборудования неоднократно применялся при строительстве метрополитенов в таких крупных городах, как Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург и в других мегаполисах.

Проходческий щит

Проходческий щит представляет собой подвижную сборную металлическую конструкцию в виде полого цилиндра. Он сооружается на месте или при строительстве метрополитена для защиты прокладываемых в горизонтальном направлении шахт от обрушения. Иногда его также называют временной или передвижной крепью — специальной конструкцией, которая сооружается для защиты стенок тоннеля от обрушения.

Конструктивно проходческие щиты представляют собой сложный комплекс оборудования, в состав которого входят три основные части:

  1. Ножевая. В ней происходит сам процесс бурения, разработки горной породы.
  2. Опорная. Служит для размещения а также гидравлических домкратов, заставляющих двигаться щит вперед.
  3. Хвостовая. Обеспечивают защиты персонала при воздвижении постоянной крепи.


В состав проходческого щита может входить разнообразное оборудование, которое необходимо для упрощения работ по разработке забоя, транспортировке земляных масс, укреплению и защите стенок от обрушения.

Конструкция проходческого щита

Главными элементами щита являются оболочка и ножевое кольцо, на котором расположены режущие элементы проходческого щита. В некоторых моделях «резцы» выполнены в виде твердосплавных вставок, расположенных под определенным углом друг к другу на рабочей поверхности ротора, а также опорное кольцо.

Вперед, в пространство перед ножами, щит продвигается при помощи которые опираются на последнее кольцо обделки. После этого в процесс вовлекаются забойные гидроцилиндры, которые прижимают сборные деревянные панели к горной породе, дабы та не обрушилась.

Свободное пространство между опорным и ножевым кольцом разбито на ячейки вертикальными перегородками и на ярусы горизонтальными переборками. Внутри этих «отсеков» располагается необходимое оборудование. Горизонтальные переборки могут выдвигаться гидравлическими домкратами.

Классификация проходческих щитов по форме поперечного сечения

Как правило, проходческие щиты собираются непосредственно на месте проведения работ. Из стальных сегментов конструируются опорное и ножевое кольцо, а из стальных листов, изогнутых по цилиндрической поверхности, формируют оболочку.


Оборудование для горизонтального бурения отличается формой поперечного сечения, габаритами, способом разработки и по области применения. Наиболее распространенной формой поперечного сечения является круг. Реже встречаются машины прямоугольного, арочного и иного очертания.

Виды щитов согласно длине диаметра

Опираясь на диаметры проходческих щитов, выделяют следующие виды конструкций:

  1. Малые (до 3200 мм) — используются в городских службах для прокладки коллекторных тоннелей.
  2. Средние (до 5200 мм) — применяются для прокладки гидротехнических коммуникаций и разработки горных ископаемых.
  3. Большие (свыше 5200 мм) — практикуются при создании железнодорожных тоннелей, линий метрополитенов, крупных горных выработок.

Площадь поперечного сечения рабочей поверхности варьируется от 10 до 16 и более квадратных метров, в зависимости от диаметра рабочей поверхности.

Типы оборудования по способу разработки забоя

При разработке полезных ископаемых или создании подземных путей сообщения горизонтальное бурение проводят различными видами проходческих щитов.


Они отличаются между собой степенью механизации исполнительных органов:

  1. Полностью механизированные. Для разрушения породы в таких конструкциях используется специальное оборудование — экскаваторные, планетарные, штанговые рабочие органы, а также установки гидромеханического воздействия.
  2. Частично механизированные. Отсутствие специального устройства для разработки слоев грунта является их исключительной особенностью. Для разрушения пород здесь применяют проводят взрывные работы или вдавливают переднюю заостренную часть щита в грунт.
  3. Специальные проходческие щиты. У таких конструкций головная часть закрыта. Они используются для создания тоннелей в особо сложных геологических условиях.

При этом конструкции делят на типы, предназначенные для работы в различных условиях — увлажнённых грунтах, для разработки забоев в сыпучих и малоустойчивых породах и для проходки в земли с крепостью от 0,5 до 5 и выше.

Назначение оборудования

Проходческие щиты применяются для создания шахт в горизонтальном направлении. Такой вид работ именуется как «горизонтальное бурение» и применяется в различных отраслях человеческой деятельности. Чаще всего он используется для создания и расширения существующих метрополитенов, разработки полезных ископаемых.


В последнее время широкое распространение получили работы по прокладке различных коммуникационных линий под автомобильными дорогами, трассами и прочими путями сообщения, именуемые как горизонтально направленное бурение, или ГНБ.

Горизонтально направленное бурение

Повсеместное применение данной технологии обусловлено высокой экономической эффективностью. В частности:

  • исчезает необходимость ремонта дорог по завершении мероприятий;
  • отпадает потребность в перекрытии автомобильного потока и создании объездных путей;
  • возможна прокладка новых линий без нарушения целостности уже существующих.

При применении метода горизонтально направленного бурения оператор проходческого щита создает пилотную скважину, которая затем расширяется риммером — расширителем обратного действия. Через готовый тоннель протягивается плеть трубопровода.

В качестве последнего нередко используется полимерный рукав, который затем наполняется бетоном. После затвердевания цементной смеси (около 21 дня) новая коммуникационная линия готова.

Проходческие щиты сегодня

Живым примером применения проходческого щита может стать строительство участка тоннеля по «Фрунзенскому радиусу» длиной 3760 метров между станциями «Проспект Славы» и «Южная» в Санкт-Петербургском метрополитене.

В проекте участвует компания из Германии Herrenknecht AG, которая обязуется изготовить проходческий щит. «Метрострой» — компания-участник с российской стороны, сотрудники которого разработали проект по созданию первого на постсоветском пространстве двухпутного тоннеля.


Ранее отечественная фирма уже сотрудничала с немецким производителем. Предоставленный им щит «Аврора» активно используется для сооружения наклонных ходов на станции «Спасская».

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУ ВПО «АмГУ»)

Факультет Инженерно-физический

Кафедра Геологии и природопользования

Специальность 130400.65-«Горное дело»

КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ: «ГОРНОПРОХОДЧЕСКИЕ ЩИТЫ И КОМПЛЕКСЫ»

Благовещенск 2014

РЕФЕРАТ

ГОРНОПРОХОДЧЕСКИЙ ЩИТ, КОМПЛЕКС, ЗАБОЙ, ПРОХОДКА, КОНСТРУКЦИЯ, ТУННЕЛЬ, КРЕПЬ

Целью курсовой работы является рассмотрение видов, составных частей, принципа работы и области применения горнопроходческих щитов и комплексов. А так же выявить достоинства и недостатки применения щитового способа проходки.

ВВЕДЕНИЕ

Горнопроходческий щит (рисунок 1) — это подвижная конструкция, находящаяся в голове строящегося туннеля и обеспечивающая безопасную разработку породы в забое, погрузку ее на внутритуннельный транспорт и возведение крепи (обделки). Проходческие щиты бывают немеханизированные (разработка породы ведется вручную) и механизированные. Проходческие щиты все в большей степени превращаются в проходческие комплексы. Они обычно имеют круглое поперечное сечение, но бывают прямоугольными, эллиптическими, подковообразными, в т. ч. незамкнутыми. По размеру щиты условно разделяют на щиты большого (более 7 м), среднего (от 7 до 5 ж) и малого сечения (менее 5м). Выполняются проходческие щиты, как правило, металлическими и могут использоваться в любых горногеологических условиях, однако наиболее эффективны они в мягких грунтах. Проходческие щиты для лучшей управляемости должны обладать необходимой маневренностью, характеризуемой, в частности, отношением длины к поперечному размеру.

Рисунок 1 — Горнопроходческий комплекс Herrenknecht-10690

Впервые проходческий щит был применен в Великобритании М.И. Брюнелем при сооружении тоннеля под рекой Темзой (1825). С их помощью сооружено большинство тоннелей метрополитенов в Москве, Петербурге, Киеве и других городах.

Диаметр получаемых тоннелей может варьироваться от 1 до 19 м. Самый большой диаметр, 19 м, у четырёх проходческих щитов, используемых в настоящее время на строительстве железнодорожного Готардского тоннеля в Швейцарии.

Для создания тоннелей малого диаметра применяется горизонтальное бурение — длина до 2 км, диаметр до 1,2 м

1 . ПРИМЕНЕНИЕ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ

Рабочие органы существующих проходческих щитов воздействуют на забой в основном способами вдавливания, резания или комбинированным способом. Способ вдавливания эффективен в сыпучих (песчаных) и мягокопластичных связных (глинистых и илистых) грунтах.

Вдавливание выполняется головной частью, состоящей из ножевого кольца и режущих полос или диафрагмы с окнами, через которые грунт в виде осыпей или брикетов поступает внутрь проходческого щита. При проходке в сыпучих грунтах режущие полосы делаются в виде горизонтальных и наклонных полок, объединенных между собой вертикальными ребрами. Применение проходческих щитов среднего сечения с горизонтальными полками снижает стоимость 1 пог. м туннеля и позволяет проходить в месяц до 400 пог.м. Способ резания в забое эффективен в устойчивых связных грунтах, особенно в плотных глинах и сланцах. Для резания применяются в основном роторные, планетарные и фрезерные рабочие органы. Наиболее часто используются роторные органы, режущие породу по круговым траекториям с помощью резцов, закрепленных на радиальных лучах. Пространство между лучами используется для направления срезаемой породы внутрь проходческого щита среднего сечения с горизонтальными полками и доступа политена в Москве и Киеве. Основной вал рабочего органа самостоятельно перемещается на забой со скоростью 5-7 мм/мин.

Для улучшения доступа к забою и получения высокого крутящего момента в некоторых проходческих роторный орган выполняется в виде цилиндрического корпуса с шестерней большого диаметра и радиальными лучами. В Англии успешно применяются при проходке в кембрийских глинах Лондонского метрополитена щиты диаметром 4,27 и 3,9 м с роторным рабочим органом в виде цилиндрического корпуса (барабана), оснащенного шестью внешними радиальными и внутренними диаметральными лучами, снабженными резцами.

Роторный орган был успешно применен в машинах США при проходке туннеля диаметром 7,5-7,9 м в мягких трещиноватых глинистых сланцах. При проходке Ленинградского метрополитена в кембрийских глинах успешно использован проходческий щит с планетарным рабочим органом из 6 дисков, размещенных на крестообразном водиле, к кольцу которого прикреплены 12 ковшей, захватывающих грунт. Другой щит с планетарным органом мощностью 110 кет в виде 2 дисков, закрепленных на водиле, применен при проходке туннеля Московского метрополитена в перемежающихся карбонных глинах и известняках с пределом прочности при сжатии до 300 кг /см2. С таким же щитом строится Тбилисский метрополитен в песчаниках и аргиллитах с пределом прочности при сжатии 450-630 кг/см2.

Для выборочной разработки забоя Проходческие щиты снабжаются фрезерным рабочим органом, основным элементом которого является головка, смонтированная на штанге и снабженная резцами. В Проходческом щите ПЩМ-4 диаметром 4,09 м головка включает 2 резцовые коронки диаметром 350 и 600 мм, вращающиеся в разные стороны. Штанга с рабочей головкой, закрепленная шарнирно в диафрагме, установленной перед опорным кольцом проходческого щита, с помощью гидравлических домкратов перемещается и по вертикали, и по горизонтали, а головка, кроме того, выдвигается относительно корпуса штанги. Разработанный грунт падает вниз и с помощью загребающих лап грузится на пластинчатый питатель, проходящий через центральное отверстие вала блокоукладчика.

При фрезерном органе иногда может быть применен комбинированный способ воздействия на забой, с разработкой центральной части забоя рабочим органом, а периферийной — ножевым кольцом проходческого щита. В чистом виде комбинированный способ заложен в проходческий щит диаметром 2,56 м, снабженном фрезерной головкой, вращающейся от двигателя в 20 кет со скоростью 10 об/мин и обладающей, одной степенью свободы в направлении продольной оси щита.

В водонасыщенных песках при условии водопонижения или применения сжатого воздуха используются проходческие щиты с горизонтальными полками.

При гидростатическом давлении, превышающем 3 aтм., могут применяться герметические проходческие щиты с диафрагмой, пространство перед которой заполнено водой, выполняющей роль гидропригрузки.

Отбор грунта в виде пульпы из забоя осуществляется гидроэлеваторами или землесосными установками.

Разработка забоя может производиться гидроструей, которая подается из насадки, или с помощью рабочего органа, напр. в виде однолучевого бара, снабженного цепью с режущими зубьями. Особенностью щита является создание крепи из монолитного прессованного бетона. Помимо поступательно перемещающихся проходческих щитов, известны так называемые вращающиеся щиты.

Проходческие щиты в последнее время начали применять и для открытого способа проходки. В частности, открытый щит шириной 9,02 м, высотой 8,2 м и длиной 13,8 ж был использован при проходке в глинистых грунтах двухпутного перегонного туннеля Фрунзенского радиуса Московского метрополитена. Головная часть щита образована двумя боковыми вертикальными стенками и лобовой стенкой ломаного очертания.

Отбор грунта из пределов головной части на глубину до 7,3 м осуществлялся с помощью экскаватора, оборудованного обратной лопатой и ковшом емкостью 1,4 м3, а установка замкнутых секций обделки в хвостовой части велась козловым краном.

Все механизированные проходческие щиты являются специализированными и каждый из них имеет достаточно узкую область наиболее эффективного использования в определенных горногеологических условиях.

В то же время необходимо создать универсальные механизированные проходческие щиты для проходки в широком диапазоне мягких грунтов (от рыхлых песчаных до плотных глинистых) с быстро изменяющимся способом воздействия на забой, обеспечивающим устойчивость забоя при изменении угла естественного откоса грунта от 90 до 40°, минимальное усилие для внедрения щита в грунт и свободный доступ к забою.

2 . ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ

При вращении барабан с ячейками подводится к разгрузочному устройству, где материал под действием силы тяжести, а также под давлением сжатого воздуха выдувается вниз в выходной патрубок. Далее струей сжатого воздуха смесь подхватывается и транспортируется по гибким рукавам к соплу, где происходит затворение смеси водой.

Производительность машины по сухой бетонной смеси для укладки монолита за опалубку 10-12 м3/ч, а для набрызга 5-6 м3/ч; максимальная фракция заполнителей смеси для монолита 40 мм, а для набрызга 30 мм; дальность подачи по горизонтали 200 м, а по вертикали 50 м. Общая установочная мощность 15 кВт; давление в гидросмеси 8 хНПа, размеры: длина 3400 мм, ширина 1080 мм, высота в рабочем положении 2300 мм, а в транспортном 1630 мм; масса машины 4,5 т.

Торкретирование блочных туннелей способом центробежной футеровки и затирка машиной АК. Х ускоряет процесс в 5 раз по сравнению с устройством железобетонной рубашки. Раствор из бункера машины шнеком подается в напорную трубу и, выдавливаясь через продольные щели, попадает на лопатки разбрызгивающей головки, которая, вращаясь с большой скоростью, набрызгивает раствор на внутреннюю поверхность крепи слоем 20-25 мм. При устройстве торкрета большей толщины наносят несколько слоев с суточной выдержкой каждого слоя. Последний слой заглаживается медленно вращающимися лопатками затирочной машины, перемещающейся с помощью лебедки.

Производительность по торкретированию 2 м3/ч средняя скорость отделки туннеля 25-30 м/смену, дальность подачи раствора 100 м, суммарная мощность двигателей 4,5 кВт, габариты машины 2500Х?00Х Х1500 мм, масса 600 кг.

Для немеханизированных щитов прежних конструкций диаметром 2,56 м рекомендуется горнопроходческий комплекс вертикального и горизонтального транспорта, состоящий из подземной части и поверхностной шахтной надстройки. Подземная часть состоит из ленточного питателя, перегружателя, двух блоковозов с рольгангом, подвижной технологической платформы, электровоза АК-2у и лебедки. Шахтная надстройка состоит из копра, бокового гидравлического опрокидывателя, двух транспортообменников и двух рельсовых откаточных путей. Технология комплекса позволяет работать не снижая скорости на трассе длиной до 1 км.

Для опускания и подъема щитов, а также для подъема грунта и подачи тюбингов, растворов и воздуха устраивают шахты горнопроходческим механизированным комплексом «Темп-1» или «Темп-2». Комплекс «Темп-2» состоит из грейфера; аварийного бункера емкостью 12 м3 с пластинчатым питателем, подающим породу через ленточный перегружатель в автомашины; инвентарной крепи из металлических колец; автокрана К-104 и электрооборудования.

Диаметр ствола шахты в проходке 4,3 м, в свету 4 м, глубина до 12 м, скорость проходки 0,8 м/смену, установочная суммарная мощность электродвигателей 13 кВт, масса оборудования 19 т. Бригада состоит из четырех человек.

Для проходки стволов шахт применяется также шахтопроходческий экскаватор ЭШ-1514, созданный на базе элементов экскаватора типа «Беларусь», а для подъема разработанного грунта — кран СПК-Ю00.

Для искусственного замораживания водоносных грунтов рекомендуется передвижная низкотемпературная замораживающая станция ПНС-100, изготовляемая заводом «Компрессор» и смонтированная на двух автоприцепах МАЗ-52224. Установка дает низкотемпературное охлаждение минус 32-37° С через сутки после доставки на место.

3 . РАБОЧИЕ ИНТРУМЕНТЫ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ

Основные части щита (Рисунок 2)-ножевое 2 и опорное 1 кольца (в некоторых конструкциях установлено единое ножеопорное кольцо) и оболочка 9, в пределах которой монтируют сборную обделку. После разработки породы, находящейся перед ножевым кольцом, щит при помощи щитовых гидроцилиндров 10, опирающихся на последнее кольцо обделки тоннеля, продвигают вперед, в пространство, освободившееся от породы. После этого штоки гидроцилиндров убирают и в оболочке щита монтируют очередное кольцо обделки. Породу забоя крепят щитами из досок, которые прижимают забойными гидроцилиндрами 7.

В пределах опорного и ножевого колец внутреннее пространство щита разделено: горизонтальными перегородками 5 на ярусы и вертикальными перегородками 3 на ячейки. Горизонтальные перегородки имеют выдвижные платформы 4, перемещение которых обеспечивают специальные платформенные гидроцилиндры. В технической литературе прошлых лет издания щитовые, забойные и платформенные гидроцилиндры названы гидравлическими домкратами, или гидродомкратами.

Опорное и ножевое кольца щита собирают из стальных элементов-сегментов, соединяя их болтами подобно тюбингам при сборке кольца обделки. Оболочку щита собирают из стальных листов, изогнутых по цилиндрической поверхности. Листы соединяют между собой, а также с опорным кольцом с помощью болтов с потайной головкой.

Рисунок 2 — Частично механизированный проходческий щит: 1 — опорное кольцо; 2 — ножевое кольцо; 3 — вертикальная перегородка; 4 — выдвижная платформа; 5 — горизонтальная перегородка; 6 — гидравлическая система; 7 — забойный гидроцилиндр; 8 — накладка; 9 — оболочка щита; 10 — щитовой гидроцилиндр; 11 — опорная пята

4 . ВИДЫ ЩИТОВ

В настоящее время для строительства коллекторов и туннелей применяются проходческие щиты нескольких типоразмеров с наружными диаметрами 2-4 м. Щиты изготовляются цельносварными из листовой стали или разборными (очень редко). В зависимости от способа разработки забоя и транспортировки грунта щиты разделяются на механизированые и немеханизированные.

4.1 Немеханизированные щиты

Различают немеханизированные щиты с открытой и закрытой головной частью. Первые применяют для проходки туннелей преимущественно в песчаных и устойчивых грунтах, вторые — для проходки туннелей в плывунах, в илистых и глинистых текуче-пластичных грунтах. Немеханизированные щиты широко используют при сооружении туннелей диаметром до 2,5 м. Их конструкции имеют мало различий.

Цельносварной немеханизированный щит диаметром 2,065 м с открытой головной частью (Рисунок 3) состоит из трех основных частей: режущей (ножевой), опорной и хвостовой. Режущая часть, оснащенная козырьком с клиновидным ножом, предназначена для срезания грунта и внедрения щита в грунт.

Длина ножевой части определяется физико-механическими свойствами разрабатываемых пород, высотой забоя, конструкцией рабочего органа, а также коэффициентом маневренности щита Км, величина которого определяется отношением длины щита L к его диаметру D и принимается 0,4-1,6 в зависимости от диаметра 1 щита и условий его применения. Под защитой режущей части; производится разработка грунта. Мягкие и сыпучие грунты i I-II категорий разрабатываются вручную с помощью проходческих лопат, кайл и ломов. Плотные грунты III-IV категорий разрабатывают с помощью пневматических отбойных молотков, приводимых в действие от передвижных компрессоров. Разрушенный грунт средствами горизонтального и вертикального транспорта эвакуируется на поверхность.

Для внедрения в грунт щит периодически передвигается в заданном направлении посредством гидравлических домкратов, размещенных по периметру корпуса. При передвижке щита неподвижными остаются штоки домкратов, упирающиеся своими башмаками в ранее уложенные элементы туннельной обделки, а цилиндры домкратов, закрепленные в опорной части щита, перемещаются, передвигая щит вперед. Опорная часть, расположенная посередине щита, состоит из трех колец толщиной 30 мм и обеспечивает щиту необходимую прочность и жесткость.

Рисунок 3 — Немеханизированный щит для проходки туннелей

К опорной примыкает хвостовая часть, под защитой которой сооружается одно-два кольца сборной обделки или определенный участок монолитной обделки туннеля. Для продвижения щита башмаки домкратов упираются в ранее уложенные элементы туннельной обделки. При этом штоки домкратов, соединенные с башмаками, остаются неподвижными, а цилиндры, закрепленные в опорной части щита, перемещаются вперед и двигают щит. Щитовые домкраты служат также для удержания блоков обделки в установленном положении или прессования монолитной бетонной или железобетонной обделки. При установке блоков или тюбингов домкраты поджимают и поддерживают каждый установленный блок верхней половины кольца до полной сборки последнего; при этом штоки домкратов выдвигаются, а их цилиндры остаются неподвижными.

В современных щитах устанавливается 14-20 домкратов, развивающих суммарное усилие 200-300 тс (1960-2950 кН). Число домкратов должно быть равным или кратным количеству элементов в кольце крепления стенок сооружения. Домкраты обслуживаются передвижным плунжерным насосом высокого давления (до 29,5 МПа) производительностью 1-3 м3/ч. Насос устанавливается на поверхности вблизи шахты и приводится в действие электродвигателем. Рабочая жидкость (вода) от насоса подается к домкратам через золотниковый распределитель, который управляет последовательностью действия домкратов, обеспечивает прямой и обратный ход штоков, регулирует их скорость.

Скорость проходки туннеля немеханизированным щитом зависит от диаметра щита, категории разрабатываемого грунта, числа и типа щитовых домкратов, мощности насосной установки и составляет 0,8-1,2 пог. м в смену.

4.2 Механизированные щиты

Механизированные щиты — щит (вернее, уже комплекс), на котором почти исключён ручной труд, и практически все операции выполняются оператором с пульта управления. Разработка грунта производится за счёт вращающегося на оси щита стального ротора с резцами, после чего грунт подаётся на конвейер, а с него — на вагонетки. В СССР этот тип щитов был впервые применён в 1949 году.

Механизированные щиты снабжены активными рабочими органами для разработки грунта, оборудованием для укладки блоков и выдачи разработанного грунта через щит на погрузочные средства. Рабочие органы щитов могут быть роторными, штанговыми, экскаваторными, гидромеханическими и т. п. Наибольшее распространение получили щиты с экскаваторными и роторными рабочими органами.

Рассмотрим конструкцию цилиндрического цельносварного механизированного щита диаметром 2,56 м (Рисунок 4,а). Рабочий орган такого щита — роторная часть и неповоротный цилиндр. Роторная часть состоит из переднего конуса, несущего съемные резцы 8 для рыхления грунта, и зубчатого венца с внутренним зацеплением, жестко соединенных между собой боковыми спиральными лопатками 10. Роторная часть приводится во вращение с частотой 10-12 об/мин от электродвигателя мощностью 20 кВт через зубчатый венец и систему передач.

Неповоротный цилиндр с коническим днищем опирается полувтулками на направляющие, вдоль которых он может перемещаться вместе с роторной частью, получая возвратно-поступательное движение от шестнадцати гидравлических домкратов с ходом 1000 мм, размещенных по периметру цилиндрического стального корпуса щита. В верхней части неповоротного цилиндра имеется приемное окно, к которому присоединяется направляющая воронка ленточного конвейера-перегружателя. При вращении роторной части разрушенный резцами грунт непрерывно подхватывается спиральными лопатками и перемещается ими по поверхности неповоротного цилиндра к приемному окну. Через приемное окно и направляющую воронку грунт поступает на ленточный конвейер, загружающий тележки со съемными кузовами. С помощью гидравлических домкратов, развивающих суммарное усилие до 530 тс (5200 кН), рабочий орган может выдвигаться вперед на расстояние до 1 м независимо от движения щита. Одновременно с рабочим органом перемещается и конвейер-перегружатель. После разработки забоя на длину одного кольца обделки рабочий орган отводится назад, щит продвигается вперед и в хвостовой части при помощи блокоукладчика укладывается очередное кольцо обделки.

Рисунок 4 — Механизированные проходческие щиты: а — с роторным рабочим органом; б — с экскаваторным рабочим органом

В качестве обделки для щитов диаметром 2,56 м применяют мелкие и крупные железобетонные трапецеидальные блоки. Блоки в кольцо и кольца между собой соединяются при помощи пазов и гребней. В отдельных блоках предусмотрены отверстия, через которые в свободноетфостранство между обделкой и грунтом нагнетается при помощи растворо-насоса цементный раствор.

Эвакуация грунта на поверхность и подача материалов (элементов сборной обделки, цемента и т.д.) к щиту производятся средствами горизонтального внутритуннельного (двухосные тележки со съемными кузовами, вагонетки, тележки-блоковозки, электрокары) и вертикального (клетьевые подъемники, стреловые краны и т. д.) транспорта.

На рисунке 4,б показан механизированный щит диаметром 2,05 м с экскаваторным рабочим органом, работающим по принципу обратной лопаты. Рабочий орган смонтирован в опорной и ложевой частях корпуса щита, имеет гидравлический привод и автономную систему управления. Грунт из ковша рабочего органа выгружается на ленточный конвейер, загружающий тележки внутритуннельного транспорта. Щит передвигается шестнадцатью гидравлическими домкратами грузоподъемностью 125 т каждый. В хвостовой части щита расположен блокоукладчик для сооружения туннельной обделки.

Скорость проходки туннеля механизированными щитами составляет от 3 до 7 пог. м в смену.

5 . ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Lovat Tunnel Equipment (Канада). Канадская компания Ловат и ее тоннелепроходческие машины уже не первый год работают на территории России. Сотрудничество с этой компанией начиналось еще во времена СССР. Проходческие машины «Ловат» хорошо зарекомендовали себя.

Компания «Ловат» продает не только новые машины, она занимается также их восстановлением. Чаще всего, российские заказчики покупают именно такую, восстановленную технику, уже бывшую в употреблении. Оцениваемое оборудование (формы) изготовлено по заказу фирмы Lovat французской компанией CBE Group. Компания производит широкий спектр проходческих комплексов как для горизонтальной, так и для вертикальной проходки с учетом требований заказчиков. Компания не ограничивается производством стандартных машин, но также производит уникальные комплексы для конкретных условий заказчика. Компания имеет собственную технологию производства тоннелей Herrenknecht Traffic Tunnelling Technology с диаметром более 4,2 м, которая используется для производства тоннелей на оборудовании компании по всему миру. Оборудование компании может работать как в мягких, так горных породах, сухих или водонасыщенных грунтах. На официальном сайте компании можно найти список из около 32 проектов для диаметра проходки от 4,7 до 7,5 м, в том числе и для наружного диаметра 5,8-6 м (2 проекта строительства метро в Лос-Анджелесе — США в 2006 и 2008 гг., проект строительства тоннеля во Франции). В с списке есть проект строительства метро в Санкт Петербурге, который стартовал в Росси в 2006 г. (диаметр 5,3 м). По информации ОАО «Метрострой», являющейся заказчиком проходческого щита компании Herrenknecht стоимость щита предназначенного для строительства метро в Санкт Петербурге в 2008 — 2010 гг. составляет 20 000 000 Евро. Wirth (Германия). Компания выполняет проектирование и изготовление широкого спектра проходческих машин и проходческих комплексов, в том числе и проходческих щитов различного диаметра. В списке проектов компании имеются щиты диаметром проходки от 4,56 до 14 м, в том числе щит 5,93 м (Компания-заказчик — CRTG, Китай, строительство подводного тоннеля в скальном грунте). Всего на официальном сайте компании представлено 14 проектов. Hitachi Zosen (Япония). Подразделение компании, занимающееся разработкой и производством проходческих щитов осуществляет свою деятельность с 1976 г. Компания производит проходческие щиты как закрытого, так и открытого типа. Компанией произведены тоннелепроходческие комплексы диаметром (метры): 2,13, 3,28, 4,93, 4,94, 5,54, 5,74, 6,75, 7,15, 7,75, 8,25, 8,96, 9,60, 10,00, 14,14. Всего производителем было получено более чем 1200 заказов от Японских компании и компаний из других стран. Robbins Company (США). Компания, занимающаяся разработкой и производством тоннелепроходческих комплексов. Имеет 50 летний опыт разработки и исследований в области проходческих работ. По информации, размещенной на официальном сайте, компанией осуществлено 4 проекта строительства проходческих комплексов диаметром от 5 до 6 м. (проходка тоннелей в США, Южной Африке, Китае), 15 проектов тоннелепроходческих коплексов с диаметром тоннеля более 6 м, из них 5 проектов — комплексы с диаметром тоннеля более 9 м. Также компанией были построены комплексы от 2 до 5 м для заказчиков из США, Китая, Франции. Также производство тоннелепроходческой техники осуществляют такие компании, как Mitsubishi Heavy Industries, Atlas Copco и Boretec.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

проходческий щит туннель футеровка

Применение щитового способа облегчает выбор трассы подземных коммуникаций, позволяет вести проходку практически в любых грунтах и в любое время года, обеспечивает высокую степень механизации проходческих работ и полную сохранность расположенных над туннелем дорожных покрытий, зданий и сооружений. Основной недостаток этого способа — высокая стоимость проходки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бреннер В.А. Щитовые проходческие комплексы / В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, М.М. Щеголевский. — М.: Издательство «Горная книга», 2009. — 447 с.

2. Валчев А.Г. Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях / А.Г. Валчев, С.Н. Власов, В.П. Самойлов. — М.: «ТА Инжиниринг», 2003. — 70 с.

3. Кантович Л.И. Щитовая проходка подземных выработок II Уголь / Л.И. Кантович.- М.:«Импернум Пресс», 2000. — 225 с.

4. Клорикьян В.Х. Горнопроходческие щиты и комплексы / В.Х. Клорикьян, В.А. Ходош. — М.: «Недра», 1977. — 324 c.

5. Кпорикьян В.Х. Проходческие щиты и комплексы / В.Х. Кпорикьян, В.А. Ходош. — М.: «Импернум Пресс», 1977. — 326 с.

6. Киселев С.Н. Тоннельные машины / С.Н. Киселев, П.А. Часовитии. — М.: «Недра», 1996. — 323 с.

7. Эткин С.М. Сооружение подземных выработок проходческими щитами / С.М. Эткин, В.М. Симоненко. — М.: «Недра», 1980. — 304 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

    Комплексы оборудования для проведения восстающих. Функциональные особенности комплекса оборудования для проходки стволов буровзрывным и комбайновым способом. Оборудование для проведения стволов бурением, его устройство и предъявляемые требования.

    реферат , добавлен 25.08.2013

    Выбор и расчет крепи квершлага, способа и схемы сооружения выработки, механизация проходческих работ. Проектирование взрывных работ. Проветривание и приведение забоя в безопасное состояние. Проведение подземных горных выработок буровзрывным способом.

    курсовая работа , добавлен 13.06.2010

    Определение площади, формы поперечного сечения и вида крепи выработки. Расчет анкерной крепи. Сопротивление пород сжатию в кровле. Технология проведения горной выработки и организация проходческих работ. Разработка графика цикличной организации проходки.

    контрольная работа , добавлен 10.03.2013

    Выбор формы и расчёт размеров поперечного сечения выработки. Цикл проходки откаточного штрека. Подбор проходческого оборудования. Расчет паспортов буро-взрывных работ, проветривания забоя, погрузки породы, крепления. Стоимость проведения горной выработки.

    курсовая работа , добавлен 07.02.2016

    Ознакомление с географическим расположением, гидрогеологическими условиями, шахты имени Костенко. Назначение ленточных конвейеров и электровозов. Принципы механизации работ горной выработки. Вентиляция, дегазация, газовая защита исследуемого забоя.

    дипломная работа , добавлен 24.09.2010

    Выбор формы и определение размеров поперечного сечения штрека. Сущность способа строительства горизонтальной выработки. Расчет паспорта буровзрывных работ и проветривания забоя. Основные мероприятия по безопасному производству проходческих работ в забое.

    курсовая работа , добавлен 20.10.2012

    Проходка откаточного штрека. Расчет крепи, выбор способа и схемы сооружения горной выработки, механизация проходческих работ. Проветривание и проведение забоя в безопасном состоянии. Снабжение сжатым воздухом и промышленной водой. Организация работ.

    курсовая работа , добавлен 20.12.2012

    Угольное месторождение Приозерное, краткая характеристика и размеры карьера. Общий режим работы и производительность карьера. Схема забоя добычного экскаватора ЭРП-2500. Планограмма производства горных работ одним блоком с холостым перегоном экскаваторов.

    курсовая работа , добавлен 23.01.2012

    Способ подготовки горных работ к выемке. Основные рабочие параметры буровых станков. Сопоставление технических характеристик серийно выпускаемых экскаваторов с параметрами развала пород взрывной заходки. Определение оптимальной модели автосамосвала.

    курсовая работа , добавлен 14.05.2011

    Подбор оборудования и выбор узлов насосный центробежной установки для эксплуатации скважины месторождения. Проверка диаметрального габарита погружного оборудования, параметров трансформатора и станции управления. Описание конструкции электродвигателя.

Одним из самых важных элементов при строительстве туннелей и метрополитенов, для первоначальной обработки горной породы, в которых будет производиться строительство того или иного объекта, является проходческий щит. Данное оборудование, как правило, работает в составе комплекса проходческой техники, однако он является наиважнейшим из всех его рабочих частей.

Устройство проходческого щита

Как правило, в диаметральном выражении размеры проходческого щита могут варьироваться от одного до девятнадцати метров, что является достаточно большим размером. Соответственно, что чем больше размеры строительства, тем большего диаметра выбирается для использования проходческий щит. Так же нередко данное средство используется при всевозможных , в тех случаях, когда работы проводятся под землей.

Основными рабочими элементами проходческого щита являются такие части, как кольцо ножевого типа действия, кольцо опорного типа, домкраты, которые могут быть щитовыми, платформенными и забойными. Так же к элементам рабочих органов щита относятся трубы, система управления и перегородки, которые могут вертикальными и горизонтальными.

Разновидности проходческих щитов

Проходческие щиты имеют подразделения на щиты механического действия и немеханического действия. Немеханизированный щит практически не выгоняет никаких функций, кроме того, что служит так называемым защитным от разрушения средством, в то время, пока рабочие выполняют все физические работы самостоятельно, посредством применения отбойных молотков.

К данному виду можно отнести еще и щиты проходческие, оснащенные кессонном. Они используются в водонасыщенных местах. На данном щите вмонтирована специальная заслонка, куда происходит скопление воздуха под высоким давлением, посредством чего происходит откачка воды из грунта.

Принцип работы проходческого щита

Работа щита происходит посредством вращающихся роторных частей, которые оснащены специального вида резаками. Именно за счет вращения данных механизмов и происходит разрушение горной породы. Далее уже переработанный грунт, поступает по конвейерному устройству на дальнейшую транспортировку. в щитах с механизированным принципом действия так же имеются подразделения.

Механизированные проходческие щиты так же бывают оснащены такими элементами как кессон. Еще одной разновидностью механизированных щитов являются щиты которые оснащаются таким рабочим элементом, как грунтопригруз, куда выдается грунт, а уже потом уже в более измельченном виде выводится посредством работы конвейера шнекового типа действия.

Так же существует еще одна разновидность механических проходческих щитов, которая оснащается таким рабочим элементом, как гидропригруз. В данном приспособлении грунт смешивается с таким веществом как бентонитовый раствор, который выводит грунт по трубопроводу на поверхность, при этом происходит отделение самого грунта от раствора, который остается в гидропригрузе. Однако применение данных моделей не является чрезвычайно частым, поскольку такой вид техники считается наиболее дорогостоящим.

Производительность проходческих щитов является достаточно высокой, именно этим и обусловлено их широкое использование. Сегодня данный тип техники выпускается, как российским, так и зарубежным производителем и выбор той или иной модели зависит лишь от характера и сложности работ, которые будут выполняться.

В сапогах и со щитом

Олег Рогозин

Город 28 апреля 2016

У строителей метро все в кольцах: если не рука, то тоннель уж обязательно. И колец этих предостаточно, на любого рабочего приходится по нескольку 60-тонных бетонных громадин. В тот день, когда корреспонденты «СПб ведомостей» побывали в тоннеле, на пути к станциям «Новокрестовская» и «Приморская» устанавливали 506-е кольцо. А хотелось бы – чтобы тысячное. Темпы проходки заметно отстают от плановых.

Проходческий щит метростроевцы сравнивают с космическим кораблем. ФОТО Александра ДРОЗДОВА  

Ширина бетонного кольца, опоясывающего тоннель, – 1,8 метра. Легко посчитать: к началу этой недели проходчики со щитом «Надежда» прошли 910,8 метра. Между тем общая длина тоннеля – от Туристской улицы до подземной стыковки у станции «Приморская» – 5 километров 200 метров, или 2890 колец.

При этом задача ставится, чтобы пробивка тоннеля была завершена уже в марте 2017 года. Ведь для того чтобы к чемпионату мира по футболу-2018 ввести в строй станции «Беговая», с выходом на улицу Савушкина, и «Новокрестовская», которая возводится в двухстах метрах от новой футбольной арены, нужно не только проложить подземный ход, но и обустроить его: начинить всеми коммуникациями, оборудовать вентиляционными системами, освещением, наконец, проложить рельсовые пути.

– Темпы проходки в апреле снизились более чем вдвое, причина – тяжелые грунты. Сначала шли валуны, теперь мы черпаем воду, это ад, – рассказал на заседании городского штаба по строительству метро, которое прошло во вторник, генеральный директор «Метростроя» Вадим Александров. – Мы надеемся на улучшение условий проходки, но пока этого не происходит.

Наше посещение стартовой площадки на Туристской улице тоже началось с выяснения, какой же грунт вывозят из тоннеля. Огромный прямоугольный чан глубиной несколько метров наполнен жижей. К нему подходит самосвал вместимостью около 40 тонн, экскаватор ковшом начинает наполнять его кузов жижей из чана. Вывозка грунта – еще одна проблема метростроителей: нужно рассчитать, чтобы на ось самосвала приходилось не более 12 тонн веса, иначе последуют штрафы и дополнительные расходы. И потому некоторые машины уходят заполненными лишь наполовину.

– А путь неблизкий, – сетует шофер, – везем грунт в карьер за 60 километров от города, после выгрузки надо отмывать кузов от этой грязи. Иногда удается сделать лишь один рейс за смену.

Самосвал с грунтом проходит через весы, фиксируется, сколько он увез груза, и после обязательной мойки колес машина покидает стройплощадку.

У нас же путь другой – спускаемся в недра земли. Это условно говоря. Тоннель в сторону «Беговой» и «Новокрестовской» залегает не столь глубоко – всего в 12 – 13 метрах от поверхности. Обе эти станции «мелкого заложения».

Недра выглядят совсем не так плохо: яркий свет, достаточно свежий воздух, чистые стенки тоннеля.

– Иначе и быть не может: работаем в строгом соответствии с санитарными нормами труда. Смена у нас 12 часов, и рабочие должны чувствовать себя достаточно комфортно, – поясняет заместитель руководителя проекта Роман Усс.

Подземное пространство стартовой площадки представляет собой две шахты, соединенные подземной галереей. Именно сюда опускали узлы мощной землеройной машины – проходческого щита «Надежда», способного пробить под землей двухпутный тоннель диаметром 10,6 метра. Здесь на стартовой площадке машину собрали, и она начала резать грунт.

Машина вгрызается круглым щитом в грунт, дробит его режущим инструментом. С помощью инжектора земля, камни и вода отсасываются на ленту конвейера. Лента шириной около метра с профилем в виде желобка. Это позволяет переправлять по ней не только сухую почву, которой в наших грунтах практически не бывает, но и жидкие составляющие. Небольшая часть жижи с конвейера все же выплескивается, поэтому без резиновых сапог строителям и нам, посетителям, не обойтись.

Как только щит проходит около двух метров, его останавливают, и проходчики монтируют тоннельное бетонное кольцо. Оно состоит из шести частей – тюбингов, каждый почти 10 тонн весом, плюс замковая часть. При стандартных условиях проходки на пробивку двух метров тоннеля уходит около полутора часов, еще час – на монтаж кольца. Получается, что при круглосуточной работе можно установить до 10 колец. В нынешних условиях удается лишь от 2 до 5, и отставание от плановых темпов проходки с каждым днем нарастает. На этой неделе в Смольном издали распоряжение: проектировщикам и ученым выработать предложения по выходу щита на необходимую скорость проходки – 7 – 10 колец ежесуточно.

Поскольку сроки постройки двух станций – объектов, крайне необходимых для проведения ЧМ-2018, изначально были чрезвычайно сжатыми, метростроевцы впервые применили новую технологию работ.

Раньше все операции проводили поочередно: сначала пробивали тоннель, затем бетонировали его основание, потом прокладывали пути и обустраивали коммуникации. Здесь такой роскоши уже не позволяется, все делают одновременно.

Как уже сказано, проходчики продвинулись в пробивке подземного хода пока лишь на расстояние менее километра. Между тем на значительной его части основание уже забетонировано. Более того, вместе с проходчиками и бетонщиками в тоннеле работают путейцы.

Первые рельсы нового участка метро в продолжении Невско-Василеостровской линии уже появились. Сооружен стенд для сборки пути. Здесь 25-метровые рельсы будут сваривать в так называемую рельсовую плеть, ее длина 100 метров. После того как рельсы сварят, их потянут в сторону сначала станции «Беговой», затем к «Новокрестовской» и «Приморской».

– На стенде сейчас работает бригада десять человек – проходчики, путейцы, – рассказывает горный мастер Юрий Пахалов. – Первые рельсовые плети уложим сразу после майских праздников.

…Прошагав 900 метров, доходим непосредственно до проходческого щита «Надежда». Иногда метростроевцы называют его «наш космический корабль», хоть и подземный. Действительно, сооружение внушительное – длиной 65 метров. Здесь есть свой пульт управления со множеством приборов, шнековый транспортер для выдачи грунта на ленту конвейера. Даже кессонная камера для выхода ремонтников в зону высокого давления грунта перед щитом есть.

– До станции «Беговая» нам осталось установить чуть более ста колец, – говорит Роман Усс. – Убежден, достигнем ее в течение месяца. А это уже новая точка отсчета. Там щит пройдет профилактический ремонт и двинется дальше – к «Новокрестовской». Ситуация с грунтами пока тяжелая. Но мы справимся. В 2018 году болельщики поедут на новый стадион на метро.

Эту и другие статьи вы можете обсудить и прокомментировать в нашей группе ВКонтакте

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 075 (5692) от 28.04.2016.


Передвижка — щит — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Передвижка — щит

Cтраница 1

Передвижка щита — одна из наиболее ответственных операций при проходке туннеля, от которой в большинстве случаев зависит правильное положение щита. Передвижку щита осуществляет при помощи щитовых гидродомкратов машинист щита или бригадир в присутствии сменного мастера, который следит за направлением движения щита по уровням и отвесам. Применяют также контрольные приборы, работающие при помощи светового или теплового луча.  [1]

Передвижку щита осуществляют при помощи гидравлических домкратов. Перед передвижкой, открывая соответствующие вентили, включают домкраты, которые должны участвовать в данной передвижке. Золотник переключателя ставят на прямой ход и насосом высокого давления подают в домкраты рабочую жидкость. Передвижка является ответственной операцией, от которой зависит положение тоннеля в профиле и плане. Поэтому во время передвижки необходимо тщательно следить за движением щита.  [3]

Передвижку щита осуществляют при помощи гидравлических домкратов. Перед передвижкой, открывая соответствующие вентили, включают домкраты, которые должны участвовать в передвижке; золотник переключателя ставят на прямой ход и насосом высокого давления подают в домкраты рабочую жидкость. От передвижки зависит положение коллектора в профиле и плане. Поэтому при передвижке ведут контроль за положением щита при помощи визирок, отвеса или гидроуровня.  [4]

Передвижку щита обычно производят на длину одного кольца, после чего приступают к укладке очередного кольца блоков.  [5]

Для восприятия усилий при передвижке щита тюбинги снабжают дополнительными ребрами жесткости. Тюбинги соединяют с помощью болтов.  [7]

Щита на кривых и при выправлении достигается передвижкой щита нужной группой домкратов с применением деревянных клиновидных подкладок.  [8]

Изменение направления щита на кривых и при выправлении достигается передвижкой щита нужной группой домкратов с применением деревянных клиновидных подкладок.  [9]

Опыт строительства тоннелей щитовой проходки показал, что в водонасыщенных неустойчивых породах передвижку щита рационально производить по методу вдавливания его в породу. В таких случаях целесообразно применять сочетание метода вдавливания с одновремен — у у ным подмывом грунта, находящегося в пределах ножевой части щита.  [10]

Процесс работы в щите слагается из следующих основных операций: разработки грунта в забое, передвижки щита с поверкой каждый раз его положения, устройства обделки туннеля в хвостовой части щита и нагнетания цементного раствора за собранную обделку. Одновременно грунт выдается из забоя, транспортируется в шахту и поднимается на поверхность, а кроме того, к щиту доставляют сборные элементы обделки.  [11]

Процесс работы в щите слагается из следующих основных операций: разработки грунта в забое, передвижки щита с проверкой каждый раз его положения, устройства обделки туннеля в хвостовой части щита и нагнетания цементного раствора за — собранную обделку. Одновременно шрунт выдается из за1боя, транспортируется в шахту и поднимается на гаверхность, а кроме того, к щиту доставляются сборные элементы обделки.  [13]

В устойчивых грунтах щит передвигают на полную величину за-ходки, а в неустойчивых грунтах проходку ведут с постепенной передвижкой щита.  [14]

Процесс щитовой проходки при сборной обделке состоит из следующих операций: 1) разработки грунта; 2) передвижки щита; 3) укладки блоков или тюбингов; 4) нагнетания раствора за блочную обделку.  [15]

Страницы:      1    2    3

Со щитом или без щита? › «Новая газета» в Санкт-Петербурге

Георгий Полтавченко встретился с министром транспорта, строительства и городского развития Германии Петером Рамзауэром и с представителями немецких компаний, у которых был заказан проходческий щит для Орловского тоннеля.



Пресс-служба Смольного аккуратно сообщает, что «на встрече обсуждался широкий круг вопросов, связанных в первую очередь с развитием транспортного комплекса северной столицы» и что германский министр отметил «заинтересованность немецкой стороны в дальнейшем наращивании сотрудничества в сфере развития транспортной инфраструктуры». В том числе в участии немецких компаний в проекте строительства Орловского тоннеля — одного из амбициозных проектов правительства Валентины Матвиенко, споры вокруг которого не утихают на протяжении всего пока еще недолгого срока правления нынешнего губернатора.
Сейчас работа по проекту приостановлена из-за претензий новой администрации к его дороговизне. Ведутся переговоры между властями и инвестором — «Невской концессионной компанией».
Валентина Матвиенко на прошлой неделе заявила, что «никаких решений об отмене крупных инвестиционных проектов нет, и я надеюсь, их не будет», что это «выстраданные проекты, созданные не ради компаний и чьих-то интересов». За Орловский тоннель она заступилась отдельно, заявив, что «новая администрация поймет, что нет причин для отказа от проекта», который «вынашивался с 60-х годов, и альтернативы ему не существует, если речь идет о круглосуточной переправе»…
Альтернативы круглосуточной переправе через Неву в этом месте и вправду нет. Сомнения были и есть — относительно конкретного способа ее устройства. Пять лет назад «тоннельные варианты» обсуждали на слушаниях в ЗакСе. Проректор Университета путей сообщения Александр Ледяев и профессор Архитектурно-строительного университета Владимир Быстров доказывали, что тоннель, построенный открытым способом, с опусканием его секций в траншею будет дешевле, чем вариант, который был выбран, — с использованием проходческого щита.
Открытый вариант короче — поскольку проходит на меньшей глубине, и въезд в него, в отличие от закрытого, не надо начинать за три километра до Невы. Он не требует дорогостоящих развязок. Кроме этого, открытый вариант дает прямоугольный тоннель, удобный для проезда автомашин, а при закрытом со щитовой проходкой получается круглый тоннель с меньшей шириной проезжей части. И потому мировой опыт строительства в крупных городах — это именно тоннели мелкого залегания, построенные открытым способом.
«Открытый вариант» предлагался еще тогда — институтом «Гипростроймост», причем строительство предлагалось вести по другой трассе, без пересечения инженерных сетей и нарушения непрерывного движения по набережным. Но в Смольном выбрали закрытый вариант. А теперь не знают, как его удешевить. Судя по тому, что вместе с министром Рамзауэром у Георгия Полтавченко были представители немецкой компании, у которой был заказан проходческий щит, а министр после встречи сообщал журналистам, что уверен в реализации проекта, шансы на возрождение строительства достаточно высоки.
А что думает инвестор? Глава Невской концессионной компании Шавкат Кары-Ниязов, участвовавший во встрече Георгия Полтавченко, Петера Рамзауэра и представителей немецких компаний, заявил «Новой»:
— Орловский тоннель — уникальный по сложности и масштабности проект не только в российской, но и в мировой практике. Проделана огромная работа, проект разрабатывался практически с нуля. К реализации привлечены западные строительные компании мирового уровня. В августе этого года НКК получила положительное заключение Главгосэкспертизы. Мы уже представили в правительство Санкт-Петербурга заключение экспертизы и заключение независимого инженера. Когда администрация города примет решение, мы готовы переформатировать проект в соответствии с их требованиями. Если город попросит пересмотреть стоимость, то возможно упрощение подключения тоннеля к улично-дорожной сети.
Нельзя не обратить внимания на одно обстоятельство. Орловский тоннель предполагается строить с использованием той же схемы государственно-частного партнерства, что и Западный скоростной диаметр. Инвестор вкладывает деньги (треть от стоимости тоннеля), а затем получает право его эксплуатации на протяжении 30 лет — с взиманием платы за проезд. При этом условия ГЧП, утвержденные городским законом, крайне выгодны для инвестора и крайне невыгодны для города.
А именно: если эксплуатация тоннеля принесет прибыль — ее получит инвестор. Если же эксплуатация тоннеля будет убыточной — город за счет своего бюджета выплатит инвестору деньги, необходимые для получения им минимального дохода, обусловленного концессионным соглашением.
Это называется — приватизация прибылей и национализация убытков: инвестор не рискует ничем, независимо от коммерческой успешности эксплуатации тоннеля, а рискует только город. То есть мы все. Почему на такую схему идет инвестор, очевидно. Но он и не обязан заботиться об экономии средств налогоплательщиков. А вот почему на нее идет городская власть — вопрос, на который следовало бы получить ответ.

Владимир МАКСИМОВ
Фото: www.herrenknecht.com

Проходческий щит | инженерное дело

Проходческий щит , машина для проходки туннелей в мягком грунте, особенно под реками или в водоносных пластах. Проблема прокладки туннелей под рекой на протяжении веков бросала вызов инженерному воображению из-за сложности предотвращения просачивания грязи и воды внутрь и обрушения прохода туннеля . В 1818 году Марк ИсамбардБрюнель, эмигрантский французский морской офицер в Англии, наблюдал за действиями крошечного морского бурильщика, корабельного червя, чьи панцирные пластины позволяли ему пробивать древесину и выталкивать опилки за собой. Брюнель построил гигантский железный кожух, или щит, который можно было продвигать через мягкий грунт с помощью винтовых домкратов, в то время как шахтеры копали в забое через отверстия в ставнях.

Туннельный щит для метро Сан-Франциско

Предоставлено Elgood-Mayo Corp., Ланкастер, Пенсильвания.

Узнать больше по этой теме

туннели и подземные раскопки: Щитовые туннели

Риск потерять землю можно также за счет использования щита с отдельными карманами, из которых рабочие могут вести горные работы впереди; они могут быстро …

Прямоугольный в плане щит Брунеля был успешно использован при прокладке первого в мире подводного туннеля под водой. Темза в Лондоне , 1825–1842 гг. В 1865 году Питер Барлоу из Лондона запатентовал гораздо более простой щит круглого сечения диаметром 8 футов (2,5 м), с помощью которогоДжеймс Генри Грейтхед проехал по туннелю с малым диаметром отверстия под Темзой менее чем за год при умеренных затратах. Одновременно,Альфред Эли Бич из Нью-Йорка изобрел щит, также круглого сечения, который он использовал, чтобы проехать короткое экспериментальное метро под Бродвеем. В 1880-х годах Грейтхед успешно использовал сжатый воздух за щитом в туннеле лондонского метро, ​​чтобы предотвратить затопление во время установки облицовки. Комбинация экрана и сжатого воздуха позволила прокладывать туннели под крупнейшими реками.

Современные щиты для проходки туннелей по сути такие же, как и у Greathead; то есть мощные стальные цилиндры, выталкиваемые вперед гидравлическими домкратами. Диафрагма или занавес спереди имеет дверь, которая может быть открыта, чтобы позволить людям работать перед щитом, или она может быть закрыта, когда щит проталкивается через очень мягкий грунт. Перед диафрагмой цилиндр продолжается круглой режущей кромкой, которая выступает дальше вверх, образуя защитный кожух для тех, кто работает перед экраном. За диафрагмой монтажный рычаг, являющийся дополнением к экрану, создает облицовку туннеля, последовательно устанавливая на место сегменты стальных колец. Позже сталь покрывают кладкой. Гидравлические домкраты для продвижения щита крепятся к концу готовой футеровки.

Прокладка щитовых тоннелей – обзор

9.1 Причины кондиционирования грунта

Метод щитовых прокладок стал основным методом строительства подземных сооружений, таких как городские туннели, благодаря относительно безопасному, быстрому и экономичному процессу строительства. Обычные щитовые машины включают щиты EPB и шламовые щиты. Недостатки шламового щита заключаются в том, что он занимает много места, не является экологически безопасным и имеет высокую стоимость, поэтому он используется в основном для строительства подводных туннелей (например, для строительства подводных туннелей).г., туннели, идущие под рекой или морем). Для наземных тоннелей чаще всего используется щит EPB. Выбор подходящего щита является ключом к безопасному и эффективному прокладке щитового туннеля. Неправильный выбор щита может привести к фатальным последствиям при строительстве тоннелей. Однако использование подходящего типа щита не может гарантировать, что во время проходки туннеля не возникнет никаких проблем, поскольку грунт, через который проходит туннель, может быть сложным, и после начала проходки щита сложно заменить оборудование.Общие проблемы, которые могут возникнуть при проходке щитовых тоннелей, включают засорение режущей головки и резцов, выброс воды из винтовых конвейеров и истирание резцов в результате сложных геологических условий, недостаточного понимания механизмов кондиционирования почвы и неподходящих методов обработки почвы.

Засорение (рис. 9.1) обычно происходит в почве или выветрелых породах с высоким содержанием глинистых минералов. Это приведет к увеличению осевого усилия щита и крутящего момента резца, снижению эффективности проходки и даже может вызвать засорение отверстий резца, эксцентричное истирание резцов и нарушение выгрузки породы из выемочной камеры, что потребует от рабочих остановки щитовой машины. , откройте камеру, чтобы удалить засоры, и замените ножи.Инженеры предлагают различные способы борьбы с засорением, такие как оптимизация конфигурации отверстий режущего аппарата и ножей, промывка засоров на режущем аппарате водой под высоким давлением или даже использование электроосмоса для поляризации частиц почвы и предохранения почвы от прилипания к режущая головка или фрезы [1]. Хотя эти методы работают в некоторых ситуациях, они не могут эффективно решить проблему засорения при проходке щитовых туннелей на большие расстояния в грунтах с высоким содержанием глины.

Рисунок 9.1. Засорение режущей головки и ножей. (a) Засорение ножевого вала. (b) Эксцентричное истирание резцов из-за засорения гнезда резца.

Извержение воды (рис. 9.2) обычно происходит в высокопроницаемых крупнозернистых грунтах при высоком напоре воды. Извержение воды из шнековых конвейеров приведет к тому, что коэффициент выгрузки навоза выйдет из-под контроля, а давление внутри грунтовой камеры резко снизится, что приведет к чрезмерной осадке грунта и даже нестабильности забоя выемки.Небольшой выброс воды из винтовых конвейеров не будет угрожать устойчивости грунта, но частый выброс воды может привести к выбросу шлама внутрь защитной машины, загрязняя оборудование и окружающую среду. Для обеспечения хорошей гидроизоляции монтажных швов шлам на сегментах необходимо смывать чистой водой, что существенно влияет на эффективность строительства и создает огромные проблемы для строителей. Попытка модифицировать винтовой конвейер на месте может предотвратить выброс воды, например, путем установки насоса, поддерживающего давление, на выходе винтового конвейера, установки двойных затворов на входе винтового конвейера или использования вторичного винтового конвейера.Эти модификации в некоторой степени облегчают извержение воды. Тем не менее, нагнетательный насос повлияет на эффективность сброса грунта, и двойные затворы должны быть закрыты вместе с остановкой проходки щитового туннеля, чтобы предотвратить выброс воды. Эти две меры не подходят для обычной проходки щита, а только в аварийной ситуации. Вторичный винтовой конвейер может уменьшить гидравлический уклон почвы внутри основного винтового конвейера. Однако вторичный винтовой конвейер обычно не может быть установлен из-за ограниченного пространства внутри щитовой машины.

Рисунок 9.2. Извержение воды из винтового конвейера. (а) Шлам на дне туннеля. (b) Суспензия на сегментах.

Истирание (рис. 9.3) обычно происходит в крупнозернистых грунтах с высоким содержанием кварца, особенно на сильно или полностью выветрелых гранитах и ​​песчано-галечных породах. Истирание фрез снизит эффективность проходки щита и может даже привести к необходимости остановки машины для щита и замены резцов. Процесс замены занимает не менее одной недели и может длиться от одного до двух месяцев из-за обезвоживания или укрепления грунта, что существенно влияет на ход строительства.Кроме того, это очень часто приводит к авариям из-за нестабильности грунта из-за замены. Помимо кондиционирования почвы, можно сделать две вещи, чтобы уменьшить истирание фрез. Во-первых, для резцов можно использовать материалы с высокой стойкостью к истиранию, которые обычно представляют собой цементированный карбид. Увеличение содержания углерода в цементированном карбиде повысит его стойкость к истиранию. Однако чрезмерное содержание углерода снижает пластичность цементированного карбида, делая резцы более хрупкими. Во-вторых, использование вспомогательного давления воздуха и режимов пониженного давления для земляной камеры может уменьшить площадь контакта между фрезами и почвой и, таким образом, уменьшить трение.Тем не менее, утечка давления внутри грунтовой камеры, вызывающая серьезные риски, такие как неустойчивость грунта, может возникнуть при использовании вспомогательных режимов давления воздуха и пониженного давления для предварительно подготовленного грунта для взрыва одиночных пород или прохода через соседние здания и другие сооружения. Поэтому эти две меры имеют ограниченное применение. Тем не менее, кондиционирование грунта может быть важным способом уменьшения абразивного износа фрезы.

Рисунок 9.3. Истирание резца. (а) Гранит с высоким содержанием кварца. (b) Повреждение режущего барабана.(c) Повреждение режущего круга.

Помимо засорения режущей головки и ножей, разбрызгивания воды из шнекового конвейера и истирания ножей, ненадлежащее кондиционирование почвы также может вызвать засорение почвенной камеры, трудности с удалением навоза, большие колебания давления в почвенной камере и т.д. Плавный процесс проходки щитового туннеля в основном зависит от кондиционирования грунта. Путем впрыскивания кондиционирующих агентов перед режущей головкой, внутри камеры для почвы и на винтовом конвейере для улучшения состояния почвы можно решить такие проблемы, как засорение глинистой почвы, выброс воды в водонасыщенной и высокопроницаемой почве и истирание фрезы. в почве с высоким содержанием кварца можно избежать.С тех пор, как экран EPB был впервые использован, исследователи провели значительное количество исследований теорий и приложений кондиционирования навоза. Это снизило строительные риски при использовании щита EPB, расширило соответствующие геологические условия для применения щита EPB и улучшило методы строительства туннелей щита.

Первые тоннельные щиты

До конца восемнадцатого века ни один туннель не был успешно построен под водотоками.Марк Бруней, отец более известного Isambard Kingdom Brunei, запатентовал прямоугольный «туннельный щит» в 1818 году, который он позже использовал при строительстве своего туннеля под Темзой между Уаппингом и Ротерхайтом. Хотя идея возникла из-за проблемы проходки туннеля через заболоченный грунт, затем был установлен принцип движущегося туннельного щита, который теперь признан во всем мире для всех безопасных туннельных работ в любых условиях, кроме твердых пород.

Щит Марка Брунея имел прямоугольную форму с отдельными ячейками.Он состоял из массивных чугунных рам, установленных на башмаках на дне котлована, рабочая поверхность поддерживалась тяжелыми дубовыми досками или «столбами», которые по отдельности удерживались на месте с помощью винтовых домкратов, опирающихся на рамы. Каждая опорная доска удалялась по одной в каждой ячейке, выкапывалась вручную на глубину около 100 мм, а затем устанавливалась на новое переднее место с полностью выдвинутым винтовым домкратом. Всего одновременно на забое могло работать до тридцати шести человек, каждый в отдельной камере.Хотя этот метод был безопасным, он был мучительно медленным и побуждал подрядчиков идти короткими путями, чтобы ускорить прогресс.

История строительства туннеля под Темзой хорошо задокументирована в другом месте, включая все проблемы, с которыми пришлось столкнуться. В конце концов, они были преодолены, и туннель все еще используется сегодня, вмещая пути линии Ист-Лондон, части лондонского метро. Затем отец и сын Брюнелей твердо установили практичность использования туннельного щита.

Чуть позже другой инженер, Питер Барлоу, запатентовал круглый щит, а один из его учеников, Джеймс Грейтхед, усовершенствовал его и использовал в 1869 году, чтобы проложить туннель под Темзой возле Лондонского Тауэра, а затем под рекой Гудзон в Нью-Йорке. «Грейтхед щит», как его теперь называют, имеет основные характеристики, которые до сих пор остаются неизменными. Это защитная конструкция, под которой можно выкопать землю, и расширение в задней части, в котором может быть возведена постоянная облицовка туннеля с домкратами, которые толкают щит вперед, реагируя на завершенную облицовку.

Первые «трубчатые» подземные железнодорожные туннели, построенные в Лондоне с использованием щитов «Greathead», были начаты в 1886 году и теперь являются частью городской ветки Северной линии лондонского метро.

⇐Проходные туннели | Практическая железнодорожная инженерия | Современные туннельные щиты⇒

Исследование устойчивости при земляных работах неглубокого прямоугольного щитового туннеля

  • Адачи Т., Кимура М., Кишида К. (2003) Экспериментальное исследование распределения давления грунта и осадки поверхности с помощью трехмерных испытаний с люком.Tunn Undergr Space Technol 18(2):171–183

    Google ученый

  • Анагносту Г., Ковари К. (1996) Условия устойчивости забоя с экранами, уравновешивающими давление грунта. Tunn Undergr Space Technol 11(2):165–173

    Google ученый

  • Бромс Б.Б., Беннермарк Х. (1967) Стабильность глины в вертикальных отверстиях. J Soil Mech Fdns Div Am Sot Cio Engrs 93:71–94

    Google ученый

  • Chambon P, Corte JF (1994) Неглубокие туннели в несвязном грунте: устойчивость забоя туннеля.J Geotech Geoenviron 120(7):1148–1165

    Google ученый

  • Chambon P, Corte JF (1990) Stabilité du front de taille d’un Tunnel dans un milieu frottant approche cinématique en calcul à la rupture. Rev Franç Géotech 51:51–59

    Google ученый

  • Chen GH, Zou JF, Min Q, Guo WJ, Zhang TZ (2019) Анализ устойчивости забоя неглубокого квадратного туннеля в неоднородных грунтах.Компьютер Геотех 114:103112

    Google ученый

  • Чен Р.П., Ли Дж., Конг Л.Г., Тан Л.Дж. (2013) Экспериментальное исследование неустойчивости забоя защитного туннеля в песке. Tunn Undergr Space Technol 33: 12–21

    Google ученый

  • Chen RP, Tang LJ, Yin XS, Chen YM, Bian XC (2015) Усовершенствованная трехмерная клиновидная призматическая модель для анализа устойчивости забоя щитового туннеля в несвязных грунтах.Acta Geotech 10:683–692

    Google ученый

  • Чен Р.П., Тан Л.Т., Линг Д.С., Чен Ю.М. (2011) Анализ устойчивости забоя тоннелей с мелкими щитами в сухом песчаном грунте с использованием метода дискретных элементов. Comput Geotech 38: 187–195

    Google ученый

  • Чен Р.П., Инь Х.С., Тан Л.Дж., Чен Ю.М. (2018) Испытания центробежной модели на разрушение защитного экрана уравновешивания давления грунта, вызванное стационарной просачиванием в насыщенном песчаном илистом грунте.Tunn Undergr Space Technol 81: 315–325

    Google ученый

  • Дэвис Э.Х., Ганн М.Дж., Майр Р.Дж., Сеневиратне Х.Н. (1980) Устойчивость неглубоких туннелей и подземных выработок в связном материале. Геотехника 30(4):397–416

    Google ученый

  • Дин В.Т., Ли С.К., Лю К.К. и др. (2018) Использование герметизирующего экрана для повышения устойчивости забоя кольцевых туннелей в чисто связном грунте.Int J of Geomech 18 (9): 4018100

    Google ученый

  • Дин В.Т., Лю К.К., Ши П.Х. и др. (2019) Анализ устойчивости забоя неглубоких кольцевых туннелей, управляемых защитным экраном под давлением в чисто связных грунтах в недренированных условиях. Компьютер Геотех 107:110–127

    Google ученый

  • Хагивара Т., Грант Р.Дж., Калвелло М., Тейлор Р.Н. (1999) Влияние вышележащих слоев на распределение движений грунта, вызванных прокладкой туннелей в глине.Почвы Найдено 39(3):63–73

    Google ученый

  • Horn N (1961) Горизонтальное давление грунта на вертикальные поверхности труб туннеля. В: Национальная конференция венгерской индустрии гражданского строительства. Будапешт, 7–16

  • Хуанг М.С., Ли С., Ю Дж., Тан Вен Дж. К. (2018) Анализ верхней границы на основе непрерывного поля для трехмерной устойчивости забоя туннеля в недренированной глине. Компьютер Геотех 94:207–213

    Google ученый

  • Идингер Г., Алик П., Ву В., Борджа Р.И. (2011) Испытание модели центрифуги на устойчивость забоя неглубокого туннеля.Acta Geotechinica 6:105–117

    Google ученый

  • Кирш А. (2010) Экспериментальное исследование устойчивости забоя неглубоких тоннелей в песке. Acta Geotech 5:43–62

    Google ученый

  • Leca E, Dormieux L (1990) Верхние и нижние оценки устойчивости неглубоких круглых туннелей во фрикционном материале. Геотехника 40(4):581–606

    Google ученый

  • Лека Э., Панет М. (1988 г.) Применение расчетов при разрыве для стабилизации фронта задней части туннеля.Rev Fr Géotech 43:5–19

    Google ученый

  • Li PF, Wang F, Zhang CP, Li Z (2019) Анализ устойчивости забоя неглубокого туннеля в водонасыщенных и многослойных грунтах в краткосрочных условиях. Comput Geotech 107:25–35

    Google ученый

  • Liu XY, Wang FM, Fang HY, Yuan DJ (2019) Модель механизма двойного разрушения для анализа устойчивости забоя проходки щита в песках.Tunn Undergr Space Technol 85: 196–208

    Google ученый

  • Li W, Zhang CP (2020) Анализ устойчивости забоя защитного тоннеля в анизотропных песках. Int J Geomech 20(5):04020043

    Google ученый

  • Lu X, Zhou YC, Huang MS, Zeng S (2018) Экспериментальное исследование устойчивости забоя щитового туннеля в песках в условиях фильтрации. Tunn Undergr Space Technol 74: 195–205

    Google ученый

  • Лямин А.В., Джек Д.Л., Слоан С.В. (2001) Анализ обрушения квадратных тоннелей в связно-фрикционных грунтах.Comput Mech New Front New Mill 405-414

  • Mair, R.J. 1979. Центробежное моделирование строительства туннеля в мягкой глине. Кандидат наук. диссертация, Кембриджский университет

  • Моллон Г., Диас Д., Соубра А.Х. (2010) Анализ устойчивости забоя кольцевых туннелей, приводимых в движение щитом под давлением. J Geotech Geoenviron 136(1):215–229

    Google ученый

  • Mollon G, Dias D, Soubra AH (2011) Механизмы разрушения при вращении для анализа устойчивости забоя туннелей, управляемых щитом под давлением.Int J Numer Anal Meth Geomech 35(12):1363–1388

    Google ученый

  • Mollon G, Dias D, Soubra AH (2012) Непрерывные поля скоростей для обрушения и выброса забоя туннеля под давлением в чисто связном грунте. Int J Numer Anal Meth Geomech 37(13):2061–2083

    Google ученый

  • Мураяма С., Эндо М., Хашиба Т., Ямамото К., Сасаки Х. (1966) Геотехнические аспекты производительности земляных работ щитовыми машинами.В: 21-я ежегодная лекция на собрании Японского общества инженеров-строителей, с. 265

  • Осман А.С., Майр Р.Дж., Болтон М.Д. (2006) О кинематике двумерного обрушения туннеля в недренированной глине. Геотехника 56(9):585–595

    Google ученый

  • Pan Q, Dias D (2016) Анализ устойчивости забоя тоннеля с проходкой щита в анизотропных и неоднородных грунтах с использованием кинематического подхода. Int J Geomech (ASCE) 16(3):04015076

    Google ученый

  • Park SH, Adchi T, Kimura M, Kishida K (1999) Испытание люка с использованием алюминиевых блоков.В: Материалы 29-го симпозиума по механике горных пород, J.S.C.E. 106–111

  • Шофилд А.Н. (1980) Кембриджские геотехнические операции с центрифугами. Геотехника 30(3):227–268

    Google ученый

  • Sloan SW, Assadi A (1991) Недренируемая устойчивость квадратного туннеля в грунте, прочность которого линейно возрастает с глубиной. Вычислительная геотехника 12:321–346

    Google ученый

  • Sloan SW (2013) Geotechnical Stability Analysis Géotechnique 63(7):531–571

    Google ученый

  • Стерпи Д., Чивидини А., Сакураи А., Нишитаке С. (1996) Лабораторные модельные испытания и численный анализ неглубоких туннелей.В: Труды Международного симпозиума по Eurock 96-ISRM, Турин, том 1, Балкема, Роттердам, 689–696

  • Sun XH, Miao LC, Lin HS, Tong TZ (2018) Анализ влияния свода почвы на щит тоннель в сухой песчаной земле. Int J Geomech 18(6):041018057

    Google ученый

  • Tang XW, Liu W, Albers B et al (2014) Анализ верхней границы устойчивости забоя туннеля в слоистых грунтах. Acta Geotech 9(4):661–671

    Google ученый

  • Укричон Б., Инчалоэнкитхаджорн К., Кеавсавасвонг С. (2017) Трехмерная устойчивость недренированного забоя тоннеля в глине с линейно возрастающей прочностью на сдвиг с глубиной.Компьютер Геотех 88:146–151

    Google ученый

  • Vermeer PA, Ruse N, Marcher T (2002) Стабильность проходки тоннеля в осушенном грунте. Фельсбау 20(6):8–18

    Google ученый

  • Wang J, He C, Xu GW (2019) Анализ устойчивости забоя щитовых туннелей EPB в сухих сыпучих грунтах с учетом динамического процесса земляных работ. J Geotech Geoenviron 145(11):04019092

    Google ученый

  • Wei G, He F (2007) Расчет минимального опорного давления, действующего на защитную поверхность при подъеме трубы в песчаном грунте (на китайском языке).Чин Дж. UndergrSpace Eng: 903–908

  • Уилсон Д.В., Аббо А.Дж., Слоан С.В., Лямин А.В. (2013) Устойчивость квадратного туннеля без дренирования, где прочность на сдвиг увеличивается линейно с глубиной. Вычислительная геотехника 49: 314–325

    Google ученый

  • Вонг Х., Субрин Д. (2006) Фронтальная стабильность туннельного механизма 3D в форме угла и влияние на глубину. Rev Eur Gen Civil 10(4):429–456

    Google ученый

  • Xie XY, Zhao MR, Shahrour I (2019) Модель устойчивости забоя для больших прямоугольных котлованов, усиленных трубчатой ​​кровлей.Танн Андергр Спейс Технол 94:103132

    Google ученый

  • Ямамото К., Лямин А.В., Уилсон Д.В. и др. (2011) Устойчивость одиночного туннеля в связно-фрикционном грунте, подвергнутом дополнительной нагрузке. Can Geotech J 48(12):1841–1854

    Google ученый

  • Ямамото К., Лямин А.В., Уилсон Д.В., Слоан С.В., Аббо А.Дж. (2013) Устойчивость двойных кольцевых тоннелей в связно-фрикционном грунте, подвергающемся дополнительной нагрузке.Компьютер Геотех 50:41–54

    Google ученый

  • Чжан С.П., Хан К.Х., Чжан Д.Л. (2015) Анализ устойчивости забоя неглубоких кольцевых туннелей в связных грунтах. Tunn Undergr Space Technol 50: 345–357

    Google ученый

  • Чжан С., Ван М.Н., Ли Дж.В., Ван З.Л., Тонг Дж.Дж., Лю Д.Г. (2020) Анализ коэффициента безопасности забоя туннеля с неподдерживаемым пролетом в связных фрикционных грунтах.Компьютер Геотех 117:103221

    Google ученый

  • Цзоу Дж. Ф., Чен Г. Х., Цянь Ч. Х. (2019) Устойчивость забоя туннеля в грунтах сцепления и трения с учетом эффекта выгиба грунта с помощью усовершенствованных моделей разрушения. Comput Geotech 106:1–17

    Google ученый

  • Что такое метод щитового туннелирования?

    Что означает метод щитового туннелирования?

    Щитовой способ проходки — способ бурения, состоящий из щита (защитного металлического цилиндра) и механизмов висячей опоры.При этом бестраншейном методе вращающаяся режущая головка располагается перед экраном.

    Щит действует как временная опорная конструкция, предотвращающая нестабильность окружающего грунта. Это особенно важно в больших туннелях, где чрезмерное давление на грунт может привести к обвалам и другим угрозам безопасности.

    Режущая головка продвигает буровую машину через грунт на короткое расстояние до тех пор, пока туннель не будет облицован устойчивой опорной конструкцией (как правило, бетонными сегментами крепи).Как только постоянная опорная конструкция установлена ​​на место, машина отталкивается от сегмента футеровки с помощью гидравлических домкратов, чтобы углубиться в почву.

    Помимо поддержки окружающего грунта, в щите также находится несколько механизмов, в том числе системы удаления грунта, пульпопроводы, диспетчерские и рельсы для транспортировки сегментов крепи.

    Метод проходки щитом может выполняться с буровым раствором (машина для бурения шламовых тоннелей) или без него (компенсатор давления грунта или щит EPB).Подобно другим методам бестраншейного бурения, при проходке щитовых тоннелей используются системы для удаления грунта из скважины на поверхность земли.

    Trenchlesspedia объясняет метод щитового туннелирования

    Метод проходки щитом позволяет производить непрерывное бурение при сохранении безопасных условий труда. Первый задокументированный метод бестраншейного строительства появился в 1825 году, когда британский инженер-строитель Марк Брюнель использовал прямоугольный туннельный щит для раскопок и строительства тоннеля под Темзой.В 1840 году американский изобретатель и патентный поверенный Альфред Бич предположил, что круглый щит может быть более эффективным.

    Как работает бурение щитового туннеля?

    Проходку туннеля Shield можно разделить на два отдельных этапа: этап проходки туннеля и этап строительства кольца.

    На этапе проходки туннеля вращающийся режущий диск в передней части щита прижимается к забою туннеля с помощью гидравлических цилиндров. Это вращательное действие измельчает почву, разбивая ее на мелкие фрагменты для удаления.

    Непосредственно за щитом и режущим диском находится винтовая конвейерная система (похожая на шнековый бур), которая транспортирует почву к задней части щита. В то же время гидравлический домкрат давит на внешние сегменты туннеля, перемещая режущую головку вперед.

    Когда защитный экран и режущая головка продвигаются на заданное расстояние, начинается фаза построения кольца. Механическая система транспортировки в проходческом комбайне устанавливает следующий сегмент крепи непосредственно под щитом.Затем этот новый сегмент действует как опора, которая позволяет гидравлическим домкратам дополнительно вдавливать режущую головку в почву.

    При необходимости вода, бентонит или пена могут быть нанесены на забой туннеля через систему впрыска в передней части режущего узла.

    При проходке щитом туннеля в неустойчивых грунтах нестабильность грунта на забое компенсируется созданием опорного давления за режущим диском. В случае метода щита EPB грунт, удаленный с забоя тоннеля, используется для поддержки забоя тоннеля.

    Количество грунта, удаляемого конвейерной системой, и количество грунта, удаляемого в процессе проходки туннеля, должны находиться в постоянном равновесии, чтобы обеспечить оптимальное противодавление для поддержки забоя туннеля.

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

    Компания IHI разработала самые большие в мире щитовые и вращающиеся щитовые проходческие машины, которые значительно повысили эффективность строительства.


    Машины для проходки щитов

    Машина для проходки щитов большого диаметра

    Компания IHI поставила множество защитных машин большого диаметра, в том числе ту, которая использовалась при строительстве туннеля Tokyo Bay Aqualine.

    Комбинированная проходческая машина с круглым щитом

    Некруглые поперечные сечения, такие как двухпутные участки метро, ​​можно эффективно прокладывать, удлиняя концы спиц резцов в соответствии с вращением.

    Горизонтальная проходческая машина с несколькими микроэкранами

    Эта щитовая машина, используемая при строительстве коробчатых тоннелей большого сечения, таких как автодорожные тоннели, может гибко адаптироваться к любой форме сечения.

    Машина для защиты труб с двойным O

    Эта щитовая проходческая машина одновременно пробивает въезд и выезд, например, для метро.
    Эта машина обеспечивает экономические преимущества за счет сокращения времени строительства и уменьшения объема бурения грунта, а также используется в зарубежных странах.

    Проходческий комбайн с вращающимся щитом

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

    Машина для проходки тоннелей с обращенным вверх щитом

    Эта щитовая проходческая машина прокладывает туннель вверх от существующего туннеля к поверхности.Это сводит к минимуму воздействие на поверхность при строительстве туннеля, что делает его более безопасным для окружающей среды.

    Щитовая проходческая машина прямоугольного типа

    Эта щитовая тоннелепроходческая машина используется, например, для строительства туннелей, разделяющих уровни, для устранения заторов на перекрестках или железнодорожных переездах с интенсивным движением.Он бурит большую секцию, многократно перемещаясь вперед и назад между начальной и буровой точками.


    Системы автоматической сборки сегментов

    Автоматическая система сборки сегментов

    Мехатронная технология

    IHI значительно повысила эффективность и безопасность проходки тоннелей
    благодаря автоматизированной сборке сегментов для стен тоннеля.

    ссылки

    Запросы на продукты

    Другие продукты

    Продукты

    УНИФИЦИРОВАННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПОДЪЕЗДНОГО ТОННЕЛЯ И ПЕРЕХОДНОГО ТОННЕЛЯ ДЛЯ МЕТРО С ПОМОЩЬЮ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ МАШИНЫ С ДВОЙНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ ЩИТА

    Начато строительство первого в мире двухпутного тоннеля прямоугольной формы с приводным щитом для муниципального метро Киото.Были проведены натурные нагрузочные испытания сегментов крепи для подтверждения адекватности их конструкции. Также в качестве метода выемки прямоугольного поперечного сечения был принят «виляющий щит», который оснащен вращающимися резцами, совершающими колебательные движения. В данной работе представлен отчет об общем планировании, испытаниях, которые были проведены в процессе планирования, и результатах начального вождения. (А)

    • Наличие:
    • Корпоративные Авторы:

      Эльзевир

      Бульвар, Лэнгфорд-лейн
      Кидлингтон, Оксфорд объединенное Королевство OX5 1 ГБ
    • Авторов:
      • НАКАМУРА, H
      • КУБОТА, Т
      • ФУРУКАВА, М
      • НАКАО, Т
    • Дата публикации: 2003

    Язык

    Информация о СМИ

    Тема/Указатель Термины

    Информация о подаче

    • Регистрационный номер: 00944647
    • Тип записи: Публикация
    • Агентство-источник: Транспортная исследовательская лаборатория
    • Файлы: ITRD
    • Дата создания: 7 июля 2003 г., 00:00

    Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Поведение субпрямоугольного туннеля при сейсмической нагрузке

    Highlights

    • Двухмерный численный анализ туннелей круглого и подпрямоугольного сечения в условиях сейсмической нагрузки.

    • Поведение подпрямоугольного туннеля при сейсмической нагрузке существенно отличается от круглого туннеля.

    • Представлены эффекты горизонтального ускорения, модуля Юнга грунта, толщины облицовки и поверхности раздела грунт-футеровка.

    1. Введение

    Туннели круглой и прямоугольной формы часто используются при проходке таких конструкций на небольшой глубине [1,2,3,4], особенно в городских районах.Основным недостатком кольцевого туннеля является малый коэффициент использования площади. По сравнению с круглыми туннелями, прямоугольные туннели используют большую часть площади поперечного сечения для эксплуатационных целей. Однако их форма может вызвать концентрацию напряжений в углах туннеля, что может привести к разрушению несущей конструкции. Тоннели специальной формы, основанные на сочетании круглой и прямоугольной формы, могут быть хорошим решением, так как они имеют более высокую эффективность использования пространства, чем у круглых тоннелей.Они также помогают устранить концентрации напряжений в углах [5] и могут иметь большую несущую способность. Поэтому в последнее время для повышения эффективности использования подземного пространства применялся туннель особой формы, а именно подпрямоугольный туннель [6,7,8]. Эта форма туннеля может быть использована в обоих методах проходки, т. е. при проходке открытым способом и при проходке механизированным щитом [8]. Поведение круглых и прямоугольных туннелей при сейсмическом воздействии подробно изучено в литературе [9,10,11]. ,12,13,14,15,16,17,18].Недавно Цинидис и соавт. [19] представил современное исследование сейсмического поведения туннелей. Соответственно, были широко разработаны экспериментальные исследования, аналитические модели, упрощенные методы и численные схемы для сейсмического анализа и оценки уязвимости круглых и прямоугольных туннелей. Тем не менее, пробелы в знаниях о поведении подпрямоугольных туннелей при сейсмической нагрузке и даже при статической нагрузке все еще остаются, и их необходимо заполнить. Существует всего несколько исследований, изучающих структурное поведение субпрямоугольных туннелей при статической нагрузке посредством полномасштабных или уменьшенных испытаний [6,7,20,21] и численного анализа [22,23].Строительство туннеля представляет собой трехмерный (3D) процесс. Однако из-за времени расчета и сложности моделирования часто используются двумерные (2D) модели [16,24,25]. В настоящем исследовании предлагается двумерная конечно-разностная численная модель подпрямоугольного туннеля при сейсмическом воздействии. Он разработан на основе моделирования кольцевого тоннеля, что подтверждено сравнением результатов, полученных с использованием известных аналитических решений [9,12,16]. Были тщательно изучены такие параметры, как деформации грунта, максимальное горизонтальное ускорение и толщина облицовки, влияющие на поведение туннеля при сейсмических нагрузках, и оценено их влияние.Особое внимание в исследовании было уделено анализу границы раздела грунт–подкладка. Различное поведение туннелей субпрямоугольной и круглой формы при сейсмических нагрузках сравнивалось на основе численного моделирования.

    2. Численные модели

    2.1. Эталонное исследование подпрямоугольного туннеля — Шанхайский тоннель метро
    Параметры подпрямоугольного скоростного туннеля в Шанхае, Китай, используются в качестве эталонного примера в этом исследовании [22]. Размеры тоннеля подпрямоугольной формы составляют 9,7 м в ширину и 7,7 м.2 м в высоту (рис. 1). Тоннель поддерживается сегментной бетонной крепью толщиной 0,5 м. Для упрощения принята сплошная футеровка без учета влияния стыков. На основе этого эталонного подпрямоугольного туннеля для целей сравнения рассматривается круглый туннель с внешним диаметром 4,89 м, который имеет эквивалентную площадь использования (рис. 2).
    2.2. Численная модель кольцевого тоннеля
    Во-первых, численная модель кольцевого тоннеля была разработана с использованием конечно-разностной программы (FLAC 3D ) [24].Цель состояла в том, чтобы исследовать поведение круглых тоннельных обделок при квазистатической нагрузке и провести сравнение с результатами, полученными с помощью аналитического решения. Была создана двумерная модель плоской деформации (рис. 3). Почвенная масса дискретизирована на шестигранные зоны. Обделка тоннеля моделируется с помощью закладных элементов крепи, которые крепятся к граням зоны по границе тоннеля интерфейсами. Рассматривались два состояния границы раздела: отсутствие проскальзывания между грунтом и футеровкой и полное проскальзывание. Жесткость границы раздела хвостовика и зоны (нормальная жесткость k n и тангенциальная жесткость k s ) определяется на основе заданного эмпирического правила [24].k n и k s устанавливаются равными 100-кратной эквивалентной жесткости самой жесткой соседней зоны [24] для случая условия прилипания. При рассмотрении условия полного проскальзывания k s назначается равным нулю. Сетка состоит из одного слоя зон в направлении y, и размер элемента увеличивается по мере удаления от туннеля. На границе модели он достигает максимального размера 2,6 × 1 м (рис. 3). Граничные условия численной модели составляют 120 м по оси x и 40 м по оси z.Он состоит примерно из 4800 зон и 9802 узлов. Нижняя часть модели была заблокирована во всех направлениях, а вертикальные стороны зафиксированы в горизонтальной. В этом исследовании, аналогично исследовательской работе Sederat et al. [15], До и соавт. [25] и Наггара и Хинчбергера [26], овальные деформации из-за сейсмической нагрузки задаются как перевернутые треугольные смещения вместе с боковыми границами модели. По верхней границе применяются равномерные горизонтальные смещения (рис. 3).Величина заданных смещений, заданных в верхней части модели, зависит от максимальной деформации сдвига γ max , рассчитанной на основе горизонтального ускорения a H . Нижняя часть модели защемлена во всех направлениях. Перед применением овальной деформации из-за сейсмической нагрузки было установлено стационарное состояние вырытого туннеля в статических условиях. Когда процесс проходки туннеля выполняется в двумерной модели плоской деформации, предполагается, что смещения грунта, окружающие границу туннеля до установки облицовки, моделируются с использованием метода ограничения конвергенции с коэффициентом релаксации λ d , равным 0.3 [25,27]. Таким образом, численное моделирование овальной формы туннеля было выполнено с помощью следующих этапов:
    • Этап 1: Состояние напряжений на месте перед строительством туннеля.

    • Этап 2: Проходка туннеля и использование процесса конвергентного удержания с коэффициентом релаксации, γ d , равным 0,3. Затем активируется бетонная облицовка на периферии туннеля.

    • Шаг 3: Назначение овальных деформаций, вызванных сейсмической нагрузкой на границы модели, с помощью ранее упомянутых заданных перемещений.

    Следует отметить, что в этом исследовании представлены только дополнительные внутренние силы. Они определяются путем вычитания суммарных сил крепи, рассчитанных в конце статической нагрузки (этап 2), из тех, которые определены в конце этапа овальной формы (этап 3).

    2.3. Сравнение численной и аналитической моделей для кругового туннеля. Пример
    . В целях проверки численной модели, подверженной квазистатическому нагружению, хорошо известное аналитическое решение, предложенное Вангом [9] и впоследствии улучшенное Курецисом [16], использовалось для сравнения с результатами, полученными на численной модели.Несколько авторов показали, что это решение является эффективным и может быть использовано для сейсмического проектирования кольцевых тоннелей [12,25]. Следует отметить, что Курецис [16] предложил выражение для максимального добавочного изгибающего момента при условии прилипания, которое не было упомянуто Вангом [9]. Параметры, показанные в таблице 1, были приняты в этом разделе в качестве эталонного случая. Свойства грунта и материала облицовки тоннеля в численных моделях предполагались линейно-упругими и безмассовыми. Эти допущения также были приняты в аналитическом решении.Поле анизотропных напряжений было задано в численной модели с коэффициентом бокового давления грунта в состоянии покоя K 0 , равным 0,5. На рис. 4 показано распределение дополнительных внутренних сил, возникающих в обделке туннеля при сейсмической нагрузке. Условия взаимодействия крепи и грунта при использовании решения Ванга и FLAC 3D рассматривались как для случаев отсутствия проскальзывания, так и для случая полного проскальзывания. Параметры грунта и обделки туннеля, введенные в модель, представлены в таблице 1.Результаты, полученные с помощью численной и аналитической моделей, хорошо согласуются. На рис. 4а, с показано, что максимальный добавочный изгибающий момент в случае полного проскальзывания на 14% больше, чем в случае отсутствия проскальзывания. Напротив, максимальные дополнительные нормальные силы в случае полного проскальзывания меньше, чем в случае отсутствия проскальзывания (рис. 4b, d). к квазистатическим нагрузкам с учетом влияния модуля Юнга E, горизонтального сейсмического ускорения a H и изменения толщины облицовки тоннеля t.Параметры грунта и обделки туннеля, представленные в таблице 1, приняты за эталонный пример.

    Представлены как максимальный, так и минимальный дополнительные изгибающие моменты. Они оба помечены как «экстремальный добавочный изгибающий момент». Точно так же представлены экстремальные дополнительные нормальные силы, представляющие как максимальные, так и минимальные дополнительные нормальные силы, возникающие в обделке тоннеля.

    2.3.1. Влияние пикового горизонтального сейсмического ускорения (a
    H ) Параметрическое исследование было проведено для изучения эффектов величины сейсмической нагрузки, представленных здесь максимальным горизонтальным ускорением, a H .Максимальное горизонтальное ускорение варьируется в диапазоне от 0,05 до 0,75 g, что соответствует соответственно максимальным сдвиговым деформациям, γ max , 0,038 и 0,58%. Используются другие параметры эталонного случая в таблице 1. Из рисунка 5 можно сделать следующие выводы:

    Как для условий отсутствия проскальзывания, так и для условий полного проскальзывания численные результаты показывают хорошее согласие с аналитическим решением. Получено расхождение примерно в 1% как для экстремальных дополнительных изгибающих моментов, так и для нормальных сил.

    Абсолютные значения экстремальных дополнительных изгибающих моментов и нормальных сил постепенно увеличивались с увеличением с 0,05 до 0,75 g. Дополнительные изгибающие моменты как для условий без проскальзывания, так и для условий полного проскальзывания сильно зависят от значения a H (рис. 5а). Тем не менее, в то время как приращение нормальных сил в обделке тоннеля для условий прилипания сильно зависит от значения a H , наблюдаются незначительные изменения приращений нормальных сил из-за H для условий полного проскальзывания (рис. 5b). .
    2.3.2. Влияние модуля Юнга почвы E
    Предполагается, что модуль Юнга почвы находится в диапазоне от 10 до 350 МПа. В качестве исходных данных использовались другие параметры, представленные в таблице 1 на основе эталонного тематического исследования. Численные результаты, полученные путем сравнения FLAC 3D с аналитическим методом Ванга для условий полного проскальзывания и отсутствия проскальзывания, представлены на рисунке 6. Были сделаны наблюдения, обсуждаемые ниже. Рисунок 6 показывает хорошее совпадение дополнительных изгибающих моментов и нормальные силы, индуцируемые в обделке тоннеля при сейсмическом воздействии, полученные с помощью численной модели и аналитического решения как для условий прилипания, так и для условий полного проскальзывания при рассмотрении вариации E.Максимальная разница составляет менее 2%. Экстремальные дополнительные изгибающие моменты сильно зависят от значения Е, как видно на рисунке 6а. Абсолютные значения предельных добавочных изгибающих моментов достигаются при значениях Е, близких к 50 МПа. При уменьшении значения Е с 25 до 10 МПа происходит быстрое уменьшение абсолютных предельных добавочных изгибающих моментов. Когда значения E превышают 50 МПа, увеличение E вызывает уменьшение абсолютных экстремальных дополнительных изгибающих моментов. Эта корреляция экстремальных дополнительных изгибающих моментов наблюдается как в условиях полного проскальзывания, так и в условиях отсутствия проскальзывания.Следует отметить, что при одном и том же значении Е абсолютные экстремальные приращения изгибающих моментов, возникающие в обделке тоннеля в условиях прилипания, всегда на 10–15 % меньше, чем при полном проскальзывании. условия полного проскальзывания незначительно зависят от значения Е (рис. 6б), увеличение Е может вызвать быстрый рост максимального и минимального приращений нормальных усилий в обделке тоннеля для режима прилипания. Как и предсказывалось, дополнительные нормальные силы для условия прилипания всегда больше, чем при полном проскальзывании.
    2.3.3. Влияние толщины облицовки
    Предполагается, что толщина облицовки туннеля варьируется от 0,2 до 0,8 м, что соответствует соотношению толщины облицовки и размера туннеля от 3 до 8,5% [28], в то время как другие параметры основаны на исходном предположении в таблице 1. Подобно тому, что происходит при рассмотрении модуля Юнга грунта E и горизонтального сейсмического ускорения a H , результаты, представленные на рисунке 7, показывают хорошее соответствие между аналитическими и численными моделями как для условий отсутствия проскальзывания, так и для условий полного проскальзывания.Расхождение составляет менее 1% как для дополнительных изгибающих моментов, так и для нормальных сил. В целом, абсолютные предельные значения дополнительных изгибающих моментов и нормальных сил постепенно увеличиваются при увеличении толщины футеровки t от 0,2 до 0,8 м. Это относится как к условиям полного проскальзывания, так и к условиям отсутствия проскальзывания. Приростные изгибающие моменты для условий прилипания всегда меньше, чем при полном проскальзывании (рис. 7а). Наибольшая разница в 14 % получена при толщине крепи 0,8 м. Следует отметить, что изменения приращений нормальных сил, вызванных увеличением толщины футеровки, менее значительны по сравнению с изменениями приращений изгибающих моментов (рис. 7а,б).

    На основании приведенного выше сравнения между аналитическим решением и численной моделью при рассмотрении модуля Юнга E, горизонтального сейсмического ускорения a H и толщины облицовки тоннеля t, которые показывают хорошее соответствие между аналитическим решением и численной моделью, разумно сделать вывод что разработанная численная модель круглого туннеля может быть использована для исследования поведения круглых туннелей, подверженных сейсмическим нагрузкам.

    2.4. Разработка численной модели для подпрямоугольных туннелей
    В этом разделе была разработана численная модель для подпрямоугольного туннеля с использованием аналогичных параметров грунта, материала облицовки и процессов моделирования для учета статических и сейсмических нагрузок, представленных выше.Форма туннеля изменена на субпрямоугольную, и учитывается влияние гравитации. Сетка состоит из одного слоя зон в направлении y, и размер элементов увеличивается по мере удаления от туннеля (рис. 8). Геометрические параметры подпрямоугольных тоннелей представлены на рисунке 1, а другие параметры, представленные в таблице 1, приняты. Численная модель имеет ширину 120 м по оси x и высоту 40 м по оси z и состоит примерно из 5816 элементов и 11 870 узлов.Нижняя часть модели была заблокирована во всех направлениях, а вертикальные стороны закреплены в горизонтальной.

    3. Параметрическое исследование подпрямоугольных тоннелей в квазистатических условиях

    На рис. 9 представлены дополнительные изгибающие моменты и нормальные силы, возникающие в обделке подпрямоугольных тоннелей, подвергающихся сейсмическим нагрузкам, и рассматриваются как условия отсутствия проскальзывания, так и условия полного проскальзывания. Приняты параметры эталонного случая, представленные в таблице 1. Рисунок 4 и рисунок 9 дают четкое представление о поведении круглых и подпрямоугольных облицовок тоннелей при сейсмических нагрузках.Позиции на периферии туннеля, где достигаются экстремальные дополнительные внутренние силы, расположены. Из рисунка 9 видно, что экстремальные дополнительные изгибающие моменты и нормальные силы, наблюдаемые в подпрямоугольном туннеле, проявляются в углах обделки туннеля, где расположены меньшие радиусы обделки. В следующих разделах было проведено численное исследование, чтобы показать поведение подпрямоугольного туннеля по сравнению с круглой формой. Эти два туннеля имеют одинаковую площадь полезного пространства и дважды подвергаются сейсмическим нагрузкам с учетом влияния таких параметров, как горизонтальное сейсмическое ускорение, модуль деформации грунта и толщина крепи.Также исследуется влияние состояния границы раздела грунт-футеровка.
    3.1. Влияние пикового горизонтального сейсмического ускорения (a
    H ) Значения деформации сдвига, соответствующие диапазону максимального горизонтального ускорения от 0,05 до 0,75 g, были приняты в этом исследовании. В общем, высокие сейсмические нагрузки подразумеваются высоким горизонтальным ускорением a H и, следовательно, значениями деформации сдвига γ max , что приводит к высоким абсолютным экстремальным дополнительным изгибающим моментам и нормальным силам.Зависимость довольно линейная (рис. 10). Результаты, представленные на рис. 10а, показывают, что для условия прилипания абсолютные предельные дополнительные изгибающие моменты в подпрямоугольной крепи на 20% больше, чем в круглой. Тем не менее, для условия полного проскальзывания абсолютные предельные приращения изгибающих моментов в круглой крепи примерно на 4 % больше, чем в подпрямоугольной. В случае подпрямоугольных крепей абсолютные экстремальные приращения изгибающих моментов для условий полного проскальзывания всегда ниже примерно на 10 %, чем для непроскальзывающих.Это соотношение противоположно наблюдаемому в случае туннеля круглой формы (рис. 10а). На рис. 10б видно, что для туннелей обеих форм абсолютные экстремальные приращения нормальных сил для условия прилипания составляют примерно 80 % больше, чем полнопрокольные. В отличие от упомянутых выше приращенных изгибающих моментов, абсолютные предельные приращения нормальных сил подпрямоугольной крепи примерно на 9 % ниже, чем у круговой крепи, как для условий без проскальзывания, так и для условий полного проскальзывания, а также при изменении горизонтального ускорения (рис. 10б).
    3.2. Влияние модуля Юнга почвы (E)
    Предполагается, что значения модуля Юнга почвы варьируются в диапазоне от 10 до 350 МПа при сохранении K 0 равным 0,5 и H равным 0,5 г. Предполагается, что другие параметры основаны на эталонном случае (таблица 1). На рис. 11 видно следующее. Для низких значений E, менее 50 МПа, увеличение E вызывает увеличение абсолютных экстремальных дополнительных изгибающих моментов. Когда значение E превышает 50 МПа, увеличение E вызывает уменьшение абсолютных предельных добавочных изгибающих моментов (рис. 11а).Следует отметить, что зависимость абсолютных предельных добавочных изгибающих моментов в тоннелях подпрямоугольной формы от величины Е незначительна по сравнению с тоннелями круглой формы (рис. 11а). Также стоит подчеркнуть, что хотя абсолютные экстремальные добавочные изгибающие моменты круглого туннеля для условия прилипания меньше, чем соответствующие изгибающие моменты полного проскальзывания [9, 25], абсолютные экстремальные добавочные изгибающие моменты подпрямоугольного туннеля для условия прилипания больше, чем соответствующие условия полного проскальзывания.Поведение подпрямоугольных туннелей отличается от туннелей круглой формы. Такой же вывод был получен при рассмотрении горизонтального сейсмического ускорения a H . На рис. 11а также показаны более высокие абсолютные предельные добавочные изгибающие моменты, возникающие в подпрямоугольных туннелях для условия прилипания по сравнению с круглыми туннелями с той же площадью полезного пространства. Однако в условиях полного проскальзывания абсолютные экстремальные дополнительные изгибающие моменты в круглом туннеле больше, чем в субпрямоугольном, для значений Е меньше примерно 150 МПа.Когда значения E превышают 150 МПа, абсолютные экстремальные дополнительные изгибающие моменты, развиваемые в туннелях круглого сечения, меньше, чем в подпрямоугольных туннелях. -прямоугольные и круглые тоннели для условия прилипания. Однако это вызывает незначительное изменение абсолютных экстремальных дополнительных нормальных сил для условия полного проскальзывания. Абсолютные экстремальные дополнительные нормальные силы в подпрямоугольных туннелях обычно на 10% меньше, чем в круглых туннелях.
    3.3. Влияние толщины футеровки (t)
    Предполагается, что толщина футеровки t изменяется в диапазоне от 0,2 до 0,8 м при сохранении значения K 0 , равного 0,5, значения a H , равного 0,5 г, и значения E, равного 0,5 г. 100 МПа. Были приняты другие параметры, представленные в таблице 1. Результаты, представленные на рис. 12, показывают, что толщина крепи оказывает большое влияние на дополнительные внутренние силы как для подпрямоугольных, так и для круглых тоннелей, а также в условиях полного и полного проскальзывания.Зависимость между толщиной обделки и приращенными внутренними усилиями для рассмотренных случаев достаточно линейна. Для условия прилипания абсолютные предельные приращения изгибающих моментов подпрямоугольных обделок всегда больше, чем у круглых (рис. 12а). Расхождение постепенно снижалось со 124 до 6 %, что соответствовало увеличению толщины крепи с 0,2 до 0,8 м. В условиях полного проскальзывания, учитывая толщину крепи менее примерно 0,5 м, абсолютные экстремальные приращения изгибающих моментов подпрямоугольных крепей все еще больше, чем у круглых, аналогично условию прилипания, представленному ранее.Однако при толщине футеровки более 0,5 м получается противоположный результат, как показано на рис. 12а. Таким образом, на кольцевых тоннелях наблюдаются большие абсолютные предельные добавочные изгибающие моменты. На рис. 12б видно, что добавочные нормальные силы в условиях прилипания всегда больше, чем при полном проскальзывании. По сравнению с добавочными нормальными силами круглой крепи, добавочные нормальные силы в подпрямоугольной крепи ниже примерно на 9 и 25% для условий отсутствия проскальзывания и полного проскальзывания соответственно (рис. 12b).

    4. Выводы

    Двухмерное численное исследование позволило изучить поведение обделок подпрямоугольных тоннелей при сейсмических нагрузках. Было исследовано влияние таких параметров, как деформация грунта, максимальное горизонтальное ускорение, толщина облицовки и условия поверхности раздела грунт-обделка, на поведение тоннеля круглой и подпрямоугольной формы при сейсмической нагрузке. Наблюдались значительные различия в реакции этих туннелей. На основании результатов исследования можно сделать следующие выводы:

    Горизонтальное ускорение a H , модуль Юнга грунта E и толщина облицовки t оказывают большое влияние на дополнительные внутренние силы, возникающие как в подпрямоугольной, так и в круглой форме. туннели как для условий без проскальзывания, так и для условий полного проскальзывания.

    Как правило, более высокая сейсмическая нагрузка, вызванная более высоким горизонтальным ускорением a H , вызывает более высокие дополнительные изгибающие моменты и нормальные силы как в круглых, так и в подпрямоугольных туннелях. Связь довольно линейная.

    Результаты показали, что состояние границы раздела грунт-обделка оказывает большое влияние на поведение подпрямоугольных тоннелей. Это совершенно другое, если сравнивать поведение туннелей круглой формы. Действительно, если абсолютные предельные приращения изгибающих моментов туннеля круглого сечения для условия прилипания меньше, чем соответствующие изгибающие моменты полного проскальзывания, то абсолютные предельные приращения изгибающих моментов подпрямоугольных тоннелей для условия прилипания больше соответствующие полноскользящие.Это представляет собой тенденцию, противоположную тому, что можно наблюдать в кольцевых тоннельных обделках.

    Для всех исследованных примеров абсолютные приращения нормальных сил для условий прилипания всегда больше, чем для условий полного проскальзывания, как для круглых, так и для подпрямоугольных туннелей. Абсолютные экстремальные дополнительные нормальные силы в подпрямоугольных туннелях примерно на 10% меньше, чем в круглых.

    Зависимость абсолютных предельных добавочных изгибающих моментов, создаваемых на подпрямоугольных тоннелях, от модуля Юнга грунта (Е) незначительна по сравнению с таковой на кольцевых.Модуль Юнга грунта, равный 50 МПа, можно считать критическим значением для обоих случаев формы туннеля. За пределами этого значения увеличение E вызывает уменьшение абсолютных экстремальных дополнительных изгибающих моментов. Однако ниже этого значения увеличение значения E вызывает увеличение абсолютных предельных дополнительных изгибающих моментов.

    Увеличение модуля Юнга грунта (E) вызывает значительное соответствующее увеличение абсолютных экстремальных дополнительных нормальных сил как для подпрямоугольных, так и для круглых туннелей (условие отсутствия проскальзывания).Незначительное изменение абсолютных экстремальных приращений нормальных сил наблюдается для условий полного проскальзывания.

    Численные результаты, полученные в настоящем исследовании, полезны для предварительного проектирования обделок тоннелей круглой и подпрямоугольной формы при сейсмических нагрузках. Влияние совместного распределения в сегментной крепи на поведение туннеля будет рассмотрено в будущих исследованиях.

    Вклад авторов

    В.В.П.: Методология, программное обеспечение и валидация, исследование, обработка данных, написание — подготовка первоначального проекта.NAD: Концептуализация, методология, программное обеспечение и проверка, написание, обзор и редактирование. Д.Д.: Концептуализация, методология, написание — рецензирование и редактирование, супервизия. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

    Финансирование

    Это исследование поддерживается Министерством образования и обучения Вьетнама.

    Заявление Институционального контрольного совета

    Неприменимо.

    Заявление об информированном согласии

    Неприменимо.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Ссылки

    1. Skrzypkowski, K. Оценка анкерной крепи для польских рудников с твердыми породами. Веб-конференция E3S. 2018 , 35, 01006. [Google Scholar] [CrossRef]
    2. Cai, H.; Лу, А.З.; Ма, Ю.К.; Инь, К.Л. Полуаналитическое решение для напряжения и смещения облицованного кольцевого туннеля на небольшой глубине. заявл. Мат. Модель. 2021 , 100, 263–281. [Google Scholar] [CrossRef]
    3. Лу, А.З.; Цзэн, XT; Сюй, З. Решение для круглой полости в упругой полуплоскости под действием силы тяжести и произвольного бокового напряжения. Междунар. Дж. Рок. мех. Мин. 2016 , 89, 34–42. [Google Scholar] [CrossRef]
    4. Лу, А.З.; Кай, Х .; Ван, С.Дж. Новый аналитический подход для неглубокого круглого гидравлического туннеля. Мекканика 2019 , 54, 223–238. [Google Scholar] [CrossRef]
    5. Накамура, Х.; Кубота, Т .; Фурукава, М .; Накао, Т. Унифицированная конструкция туннеля с бегущими путями и переходного туннеля для метро с помощью защитной машины с двойным поперечным сечением прямоугольной формы.Танн. Подгр. Космическая техника. 2003 , 18, 253–262. [Google Scholar] [CrossRef]
    6. Zhang Z.X.; Чжу, Ю.Т.; Чжу, Ю.Ф.; Хуанг, X .; Чжуан, К.В. Разработка и применение системы механических испытаний 1:1 для щитовой крепи специальной формы большого сечения. Подбородок. Дж. Рок Мех. англ. 2017 , 12, 2895–2905. (на китайском языке) [Google Scholar]
    7. Liu, X.; Е, Ю .; Лю, З .; Хуанг, Д. Механическое поведение квазипрямоугольных сегментных облицовок туннелей: первые результаты полномасштабных кольцевых испытаний.Танн. Подгр. Космическая техника. 2018 , 71, 440–454. [Google Scholar] [CrossRef]
    8. Цзяньбинь, Л. Ключевые технологии и приложения проектирования и производства некруглых ТБМ. Машиностроение 2017 , 3, 905–914. [Google Scholar] [CrossRef]
    9. Wang, J.N. Сейсмостойкое проектирование туннелей: современный подход; Brinckerhoff Quade and Douglas Inc.: New York, NY, USA, 1993. [Google Scholar]
    10. Penzien, Z. Стеллажи для облицовки туннелей, вызванные сейсмическими воздействиями.Междунар. Дж. Земляк. англ. Структура Динамический. 2000 , 29, 683–691. [Google Scholar] [CrossRef]
    11. Бобет, А. Влияние порового давления воды на крепь туннеля во время статических и сейсмических исследований. Танн. Подгр. Космическая техника. 2003 , 18, 377–393. [Google Scholar] [CrossRef]
    12. Hashash, YMA; Парк, Д.; Яо, J.I.C. Овальные деформации кольцевых туннелей при сейсмической нагрузке, обновленная информация о сейсмическом проектировании и расчете подземных сооружений. Танн. Подгр. Космическая техника. 2005 , 20, 435–441. [Google Scholar] [CrossRef]
    13. Naggar, H.E.; Хинчберге, С.Д.; Хешам, М .; Наггар, Э.И. Упрощенный анализ сейсмических плоских напряжений в композитных и составных обделках тоннелей. Танн. Подгр. Космическая техника. 2008 , 28, 1063–1077. [Google Scholar]
    14. Park, K.H.; Тантайопин, К .; Тонтаванич, Б.; Оватсиривонг, А. Аналитическое решение для сейсмоиндуцированного овального обделки круглого туннеля в условиях отсутствия проскальзывания: новый взгляд. Танн.Подгр. Космическая техника. 2009 , 24, 231–235. [Google Scholar] [CrossRef]
    15. Седерат, Х.; Козак, А .; Хашаш, YMA; Шамсабади, А .; Кримотат, А. Контактный интерфейс в сейсмическом анализе кольцевых тоннелей. Танн. Подгр. Космическая техника. 2009 , 24, 482–490. [Google Scholar] [CrossRef]
    16. Курецис, Г.; Слоан, SW; Картер, Дж. П. Влияние межфазного трения на внутренние силы обсадной трубы туннеля из-за распространения сейсмических поперечных и продольных волн. Почва Дин. Землякв. англ. 2013 , 46, 41–51.[Google Scholar] [CrossRef]
    17. Нгуен, Д.Д.; Парк, Д.; Шамшер, С.; Нгуен, В.К.; Ли, Т.Х. Оценка сейсмической уязвимости тоннелей метро прямоугольной формы. Танн. Подгр. Космическая техника. 2019 , 86, 247–261. [Google Scholar] [CrossRef]
    18. Sun, QQ; Ду, Д .; Диас, Д. Усовершенствованный метод гиперстатической реакции для туннелей при сейсмической нагрузке. Танн. Подгр. Космическая техника. 2021 , 108, 103687. [Google Scholar] [CrossRef]
    19. Цинидис Г.; Сильва, Ф.Д.; Анастасопулос, И.; Билотта, Э.; Бобет, А .; Хашаш, Ю.М.; Он, К.; Кампас, Г.; Кнаппет, Дж.; Мадабхуши, Г.; и другие. Сейсмическое поведение тоннелей: от экспериментов к анализу. Танн. Подгр. Космическая техника. 2020 , 99, 103334. [Google Scholar] [CrossRef]
    20. Кашима, Ю.; Кондо, Н .; Иноуэ, М. Разработка и применение метода защиты DPLEX: результаты экспериментов с использованием моделей защиты и сегментов и применение метода при строительстве туннелей. Танн. Подгр.Космическая техника. 1996 , 11, 45–50. [Google Scholar] [CrossRef]
    21. Zhang Z.; Чжу, Ю .; Хуанг, X .; Чжу, Ю .; Лю, В. «Постоянные» полномасштабные нагрузочные испытания механического поведения облицовки экрана специальной формы в условиях неглубокой засыпки. Танн. Подгр. Космическая техника. 2019 , 86, 34–50. [Google Scholar] [CrossRef]
    22. До, Н.А.; Диас, Д.; Зысин, З .; Синь, Х .; Нгуен, Т.Т.; Фам, В.В.; Уасен, Н.Р. Исследование поведения квадратных и подпрямоугольных туннелей с использованием метода гиперстатической реакции.трансп. Геотех. 2020 , 22, 100321. [Google Scholar] [CrossRef]
    23. Нгуен, Т.Т.; До, Н.А.; Карасев, М.А.; Данг, В.К.; Диас, Д. Влияние формы туннеля на поведение облицовки туннеля. проц. ICE — геотех. Нейроинж. 2020 , 174, 355–371. [Google Scholar] [CrossRef]
    24. Itasca Consulting Group. FLAC Быстрый лагранжев анализ континуумов, версия 5.0. Руководство пользователя. Доступно в Интернете: https://www.itascacg.com/ (по состоянию на 10 апреля 2021 г.).
    25. До, Н.А.; Диас, Д.; Орест, П.П.; Джеран-Мегре, И. Двухмерное численное исследование сегментной обделки тоннеля при сейсмическом воздействии. Почва Дин. Землякв. англ. 2015 , 72, 66–76. [Google Scholar] [CrossRef]
    26. Naggar, H.E.; Хинчбергер, С.Д. Приближенная оценка напряжений в разрушенной обделке тоннелей. Почва Дин. Землякв. англ. 2012 , 43, 45–57. [Google Scholar] [CrossRef]
    27. Möller, S.C.; Вермеер, П.А. О численном моделировании тоннельной установки. Танн. Подгр. Космическая техника. 2008 , 23, 461–475. [Google Scholar] [CrossRef]
    28. FHWA-HIF-20-035. Сборные железобетонные сегментные вкладыши для дорожных тоннелей большого диаметра — обзор литературы и синтез; WSP USA, Inc.: Балтимор, штат Мэриленд, США, 3 октября 2020 г. Доступно в Интернете: https://www.fhwa.dot.gov/bridge/tunnel/pubs/hif20035.pdf (по состоянию на 3 октября 2021 г.).
    Рис. 1. Подпрямоугольный экспресс-тоннель в Шанхае [22], расстояния в миллиметрах. Рис. 1. Подпрямоугольный экспресс-тоннель в Шанхае [22], расстояния в миллиметрах.

    Рис. 2. Круговой тоннель с одинаковой полезной площадью, расстояния в миллиметрах.

    Рисунок 2. Круговой тоннель с одинаковой полезной площадью, расстояния в миллиметрах.

    Рис. 3. Геометрия и условия квазистатического нагружения для модели круглого туннеля [25]. Рис. 3. Геометрия и условия квазистатического нагружения для модели круглого туннеля [25].

    Рис. 4. Распределение дополнительных внутренних сил в кольцевом туннеле с помощью FLAC , 3D и решения Ванга.( a ) Дополнительные изгибающие моменты; ( b ) дополнительные нормальные силы; ( c ) дополнительные изгибающие моменты; ( d ) дополнительные нормальные силы.

    Рисунок 4. Распределение дополнительных внутренних сил в кольцевом туннеле с помощью FLAC , 3D и решения Ванга. ( a ) Дополнительные изгибающие моменты; ( b ) дополнительные нормальные силы; ( c ) дополнительные изгибающие моменты; ( d ) дополнительные нормальные силы.

    Рисунок 5. Влияние H на экстремальные дополнительные внутренние силы облицовки кольцевого туннеля. ( a ) Экстремальные дополнительные изгибающие моменты; ( b ) Экстремальные дополнительные нормальные силы.

    Рисунок 5. Влияние H на экстремальные дополнительные внутренние силы облицовки кольцевого туннеля. ( a ) Экстремальные дополнительные изгибающие моменты; ( b ) Экстремальные дополнительные нормальные силы.

    Рис. 6. Влияние E на дополнительные внутренние силы кольцевой облицовки тоннеля. ( a ) Экстремальные дополнительные изгибающие моменты; ( b ) экстремальные дополнительные нормальные силы.

    Рисунок 6. Влияние E на дополнительные внутренние силы кольцевой облицовки тоннеля. ( a ) Экстремальные дополнительные изгибающие моменты; ( b ) экстремальные дополнительные нормальные силы.

    Рис. 7. Влияние толщины облицовки на дополнительные внутренние силы в кольцевой крепи тоннеля.( a ) Экстремальные дополнительные изгибающие моменты; ( b ) экстремальные дополнительные нормальные силы.

    Рис. 7. Влияние толщины облицовки на дополнительные внутренние силы в кольцевой крепи тоннеля. ( a ) Экстремальные дополнительные изгибающие моменты; ( b ) экстремальные дополнительные нормальные силы.

    Рис. 8. Геометрия и квазистатические условия нагружения в численной модели подпрямоугольного тоннеля.

    Рис. 8. Геометрия и квазистатические условия нагружения в численной модели подпрямоугольного тоннеля.

    Рис. 9. Распределение дополнительных изгибающих моментов и нормальных сил в подпрямоугольном туннеле. ( a ) добавочный изгибающий момент; ( b ) дополнительные нормальные силы.

    Рис. 9. Распределение дополнительных изгибающих моментов и нормальных сил в подпрямоугольном туннеле. ( a ) добавочный изгибающий момент; ( b ) дополнительные нормальные силы.

    Рисунок 10. Влияние значения a H на внутренние силы круглых и подпрямоугольных тоннельных обделок. ( a ) Дополнительные изгибающие моменты; ( b ) дополнительные нормальные силы.

    Рис. 10. Влияние значения a H на внутренние силы круглых и подпрямоугольных тоннельных обделок. ( a ) Дополнительные изгибающие моменты; ( b ) дополнительные нормальные силы.

    Рис. 11. Влияние значения E на внутренние силы для круглой и подпрямоугольной облицовки тоннеля. ( a ) Дополнительные изгибающие моменты; ( b ) дополнительные нормальные силы.

    Рис. 11. Влияние значения E на внутренние силы для круглой и подпрямоугольной облицовки тоннеля. ( a ) Дополнительные изгибающие моменты; ( b ) дополнительные нормальные силы.

    Рисунок 12. Влияние толщины облицовки на дополнительные внутренние силы круглой и подпрямоугольной облицовки тоннеля.( a ) Дополнительные изгибающие моменты; ( b ) дополнительные нормальные силы.

    Рисунок 12. Влияние толщины облицовки на дополнительные внутренние силы круглой и подпрямоугольной облицовки тоннеля. ( a ) Дополнительные изгибающие моменты; ( b ) дополнительные нормальные силы.

    Таблица 1. Входные параметры для эталонного тематического исследования.

    Таблица 1. Входные параметры для эталонного тематического исследования.

    05 +
    Параметр Символ Блок Значение
    свойства почвы
    Вес γ кН / м 3 18
    модуль Юнга Е МПа 100
    коэффициент Пуассона ν 0,34
    внутреннего трения угол φ градусов 33
    Когезия
    Глубина туннеля 9 H M 20
    пика горизонтального ускорения на земле A H г 0.5
    Главная
    Модуль молодых E L 9 L GPA 35
    Соотношение Пуассона ν L 0.15
    Толщина подкладки т м 0,5
    Наружный диаметр D м 9,76

    Издатель Примечание: MDPI остается нейтральным в отношении к юрисдикционным требованиям в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.