Строительство канализационного тоннеля в районе ул. Саввинская

Не секрет, что в подземном строительстве в стесненных городских условиях предпочтение всегда отдается бестраншейным способам строительства. Но и среди бестраншейных способов сооружения тоннелей существуют принципиально разные схемы строительства с применением различных проходческих комплексов и оборудования.

Технологическая схема строительства тоннеля МТПК AVN2000 приведена на (рис. 1).

Микротоннелепроходческий комплекс представляет собой комплект подземного, шахтного и поверхностного оборудования, которое обеспечивает дистанционное управление следующими операциями:

• - образование в различных грунтах подземной выработки для

прокладки трубопровода с одновременным креплением забоя и стенок;

• -  транспортирование разработанного грунта на  поверхность с

контролем его объема;

• -    укладка с заданной точностью и скоростью составного трубопровода между стартовой и конечной шахтами.

Сущность этого способа заключается в том, при проходке тоннеля глинистый раствор из отстойника подается в призабойную камеру, создавая двойной эффект: с одной стороны – увеличивает давление на забой, что удерживает рабочий орган МТПК в горизонтальном положении позволяет сооружать тоннель в сложных горно- и гидрогеологических условиях без применения специальных способов строительства, с другой стороны – является средством откатки породы из забоя. Пульпа, образовавшаяся в забое путем смешивания глинистого раствора и грунтов, откачивается с помощью грязевого насоса в сепаратор, где глинистый раствор путем вибрации отделяется от грунтов и снова подается в забой. В качестве крепи применяются железобетонные трубы диаметром 2,4м и длиной 3м. Трубы продавливаются из стартовой шахты гидродомкратами, ранее установленными в ней. Для уменьшения трения между внешней поверхностью обделки тоннеля и грунтами предусмотрена подача бентонита за обделку тоннеля через специальные отверстия в трубах. Через каждые 50м предусмотрена установка промежуточной домкратной, в моем случае – их 6. Навигация рабочего органа осуществляется путем регулировки лазера, установленного     на     кронштейне     в     стартовой     шахте.

Рис. 1. Технологическая схема строительства тоннеля МТПК AVN2000

Технологическая схема строительства тоннеля щитовым механизированным комплексом приведена на (рис. 2).

Щитовой механизированный комплекс EPB 2000 представляет собой комплект подземного, шахтного и поверхностного оборудования, которое обеспечивает дистанционное управление следующими операциями:

• -    образование в различных грунтах подземной выработки для прокладки трубопровода с одновременным креплением забоя и стенок;

• -   транспортирование разработанного  грунта на поверхность с

контролем его объема;

• -   укладка с заданной точностью  и скоростью составного

трубопровода между стартовой и конечной шахтами.

Сущность этого способа заключается в том, при проходке тоннеля выемка породы осуществляется по средствам шнекового транспортера, установленного в рабочем органе EPB2000. Грунт, разрабатываемый в забое, подается через шнековый транспортер к ленточному конвейеру, откуда в вагонетках транспортируется на поверхность. Грунтопригруз в данном случае создается за счет адаптации скорости проходки к объему извлекаемого материала. Для поддержания давления грунта во время проходки при равных оборотах отбойного инструмента необходимо соответствующим образом установить частоту вращения шнекового транспортера. Если удаляется больше материала, чем отбивается, давление грунта у забоя падает, что вызывает проседания на поверхности. Если удаляется слишком мало материала, давление грунта становится избыточным и вызывает подъемы. Для обеспечения хорошей пластичности и транспортных свойств извлекаемого материала может потребоваться добавление бентонита или пены в забой. Давление грунта с помощью датчиков давления измеряется, анализируется и корректируется в случае выявления несоответствий во избежание просадок и пучения на поверхности. Крепь – сборная, состоящая из 6 блоков, которые крепятся между собой жестко посредствам шпилек. В щите установлен тросовой блокоукладчик с электрической лебедкой для монтажа блоков обделки в кольцо. Блоки подаются на блоковозках к забою, где по ленточному транспортеру транспортируются в юбку щита и монтируются в кольцо. Вагонетки и блоковозки имеют специальные прорезиненные колеса и передвигаются по лотку тоннеля по электрическим лебедкам, установленным в стартовой шахте и в щите соответственно. При строительстве тоннеля щитовым комплексом также предусмотрено первичное и вторичное нагнетания цементно-песчанного раствора за обделку тоннеля. Это делается для того, чтобы заполнить образовавшийся в результате разности диаметров кольца обделки и юбки щита технологический зазор (5-10мм). Первичное нагнетание производится на расстоянии не меньше 10м. и забоя через специальные отверстия в блоках обделки тоннеля. Вторичное (контрольное) нагнетание – на расстоянии 100м от забоя под высоким давлением.

Навигация рабочего органа осуществляется путем регулировки лазера, установленного     на     кронштейне     в     стартовой     шахте.

Рис. 2. Технологическая схема строительства тоннеля щитовым механизированным комплексом EPB200

В проекте я привел подробный расчет технико-экономических показателей строительства, из которого видны явные преимущества механизированных продавливающих установок перед механизированными щитовыми комплексами. Скорость проведения тоннеля выше, продолжительность строительства тоннеля меньше, сметная стоимость ниже, размер стройплощадки меньше. Но нельзя утверждать, что строительство тоннеля с применением МТПК всегда выгоднее, нежели щитовая проходка. Нужно учитывать то, что я проанализировал строительство тоннеля конкретного диаметра и в конкретных горно- и гидрогеологических условиях. При строительстве коллектора другого размера и в других условиях перевес в значениях технико-экономических показателей может быть на стороне щитовой технологии сооружения тоннеля. А при условии сооружения тоннеля большого поперечного сечения применение продавливающих установок и вовсе невозможно (на сегодняшний день, максимальный диаметр тоннеля, пройденного с помощью механизированной продавливающей установки Herrenknecht AVN составляет 4,20 м), когда максимальный диаметр тоннеля, пройденного с помощью щитового механизированного комплекса Herrenknecht EPB – более 15м.

В данной работе я сравниваю между собой не только техникоэкономические показатели строительства тоннеля разными способами, но также и степень их влияния на экологию окружающей среды. Учитывая, что при обоих способах сооружения тоннеля за обделку будет подаваться: в одном случае – бентонит, в другом – цементно-песчанный раствор, можно сделать вывод, что оба способа оказывают одинаковое техногенное воздействие на окружающий грунтовый массив.