Диссертация (1173128), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Способ продавливания крупногабаритных секций и сложных тоннельных конструкций распространен в практике подземного строительства ФРГ, США, Японии и Англии. Так, в ФРГ методом продавливания сооружен автодорожный тоннель длиной 12б м площадью поперечного сечения 324 м2. В США при сооружении обделки тоннеля сечением 24х12 м был применен метод продавливания для проходки тоннеля длиной 107 м. В Японии под действующей скоростной железнодорожной линией сооружен тоннель из трех железобетонных секций длиной 24,5 м каждая и сечением 27,2х7,4 м [35, 33]. Метод продавливания используется также для строительства водопропускных тоннелей, которые должны проходить через важные узлы, взлетно-посадочные полосы аэропортов и т.д. Наиболее эффективен метод продавливания в устойчивых связных грунтах — глинах, суглинках, а также в уплотненных несвязных грунтах. В слабоустойчивых и неустойчивых грунтах требуется их предварительное закрепление, а в водонасыщенных грунтах и гравелистых отложениях необходимо предварительное понижение уровня грунтовых вод.
К недостаткам метода продавливания следует отнести: - ограничение длины продавливания из-за возрастания величины усилий; - трудности продавливания тоннелей на кривых участках в плане и профиле; - ограничение области применения мягкими и слабыми грунтами. 1.1.3. Разновидности метода продавливании Выбор технологии продавливания определяется видом пересекаемого препятствия, протяженностью тоннеля, конструкцией и размерами поперечного сечения обделки, глубиной заложения тоннеля, свойствами грунтов в месте пересечения [33, 82, 95). Наиболее распространенная схема продавливания включает следующие этапы (см.
рисунок 1.1) - устройство «забойных» шахт (или котлованов); - установка упорной стенки для домкратов; - создание геодезической сети для обеспечения заданного направления продавливания; - установка ножевой части и оборудования для разработки грунта; - монтаж секции тоннеля и ее продавливание. .$4, .4,'.4 .4,Л. В .'"=11'; .'..~ ~ ""4 5 6 ;н--- .-- Рисунок 1.2. Схемы продавливания тоннеля под насыпью железной дороги (а, б) и под рекой (в): 1 — «забойный» котлован; 2 — упор; 3 — домкраты; 4— распределительный элемент; 5 — секции обделки; б — ножевая часть; 7— «забойная» шахта; 8 — грунтовая обсыпка 16 «Забойные» шахты и котлованы чаще всего имеют прямоугольное очертание в плане и размеры, достаточные для размещения секции тоннеля и оборудования, необходимого для продавливания. В ряде случаев работы по продавливанию выполняют в уровне земли перед пересекаемым препятствием (рисунок.
1.2, а), Если глубина заложения тоннеля не превышает 3-5 м, устраивают «забойный» котлован (рисунок 1.2„6), а при более глубоком заложении продавливание ведут из шахтных стволов (рисунок 1.2, в). Массивный утюр из железобетона воспринимает и передает на грунт усилия гидравлических домкратов. Для равномерной передачи усилий на обделку между штоками домкратов и торцовой поверхностью секции помещают распределительный элемент в виде кольца или прямоугольной рамы, выполненных из стальных прокатных профилей или из железобетона.
Головное звено тоннеля скреплено с ножевой участью (по типу проходческого щита), предотвращающей обрушение грунта в забое и подрезающей контур выработки. Конструкция и размеры ножевой части определяются главным образом свойствами грунтов. Соединение ножевой части с головным звеном обделки может быть жестким или податливым, что дает возможность некоторого перемещения ножа как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях для корректировки направления продавливания. Для снижения усилий продавливания за обделку нагнетают глинистый раствор, чтобы уменьшить трение. В ряде случаев оказывается целесообразным применение упругих мембран в виде полиэтиленовых, стальных или алюминиевых лент, помещаемых между грунтом и перекрытием тоннельных секций 133, 38, 70, 851.
Усилия домкратной установки по мере продавливания непрерывно возрастают, что ограничивает длину участка продавливания. Чтобы увеличить длину продавливания, используются промежуточные домкратные установки [6, 7, 33~ (рисунок 1.3). Каждая такая установка состоит из стальной обоймы с гидроцилиндрами по периметру, форма и размеры которой соответствуют форме и размерам тоннельных секций. На определенном этапе продавливания в камеру 17 вместо очередной секции обделки опускают промежуточную домкратную установку, а за ней — секции второго участка обделки. Далее ведут проходку, поочередно включая гидроцилиндры промежуточной и основной установок.
Если сопротивление вдавливанию в забой велико, то промежуточную домкратную установку следует располагать ближе к головной секции. Рисунок 1.3. Схема продавливания тоннеля с промежуточной домкратной установкой: 1 — упор; 2 — основная домкратная установка; 3 — «забойный» котлован; 4 — распределительный элемент; 5 — секции обделки тоннеля; 6— промежуточная домкратная установка; 7 — ножевая часть В зависимости от конкретных условий строительства наряду с типовыми могут быть реализованы нестандартные технологические схемы 133]: одностороннее продавливание крупногабаритных тоннельных секций (в том числе «телескопическое»); поочередное продавливание отдельных элементов тоннельной конструкции„ - бездомкратное продавливание; — продавливание под экраном из труб.
В число основных технологических схем входит продавливание крупногабаритных секций (рисунок 1.4). В этом случае изготовление секций ведется на предварительно подготовленном основании в котловане, в непосредственной близости от места продавливания. Ввиду значительной массы крупногабаритных секций домкраты располагают так, чтобы они упирались только в днище секции. 18 Рисунок 1.4. Схема продавливания крупногабаритных секций: 1— железобетонный упор; 2 — домкратная группа; 3 — коробчатые блоки; 4— железнодорожные пути; 5 — секция тоннеля; 6 — ножевая часть Тоннельная секция оснащается ножевой частью, а ее продавл иванне выполняется за один прием.
Учитывая, что длина продавливания значительно превышает ход домкратов, передачу усилия осуществляют, последовательно присоединяя новые коробчатые блоки 111, 14, 32, 331. Одним из недостатков технологии продавливания крупногабаритных секций является длина участка продавливания, по мере увеличения которой и возрастающего сопротивления продавливанию эффективная мощность домкратов уменыпается. Этот недостаток можно устранить, установив в межсекционных стыках дополнительные группы домкратов, позволяющие циклично перемещать обделки, тем самым с помощью реактивного усилия, возникающего вследствие продавливания каждой следующей группы секций, уравновешивая силу трения неподвижных секций по грунту. Другой распространенной технологией является метод «протаскивания» (рисунок 1.5).
Он предусматривает для передачи усилий от домкратов на обделку применение стальных тяговых канатов, проходящих в продольных каналах, предварительно пробуренных в массиве грунта (в теле насыпи) и устроенных в обделке 128, 33, 371. Рисунок 1.5. Схема одностороннего (а) и встречного (б) «протаскивания»: 1 — кран; 2 — тоннельная секция; 3 — скважина; 4 — канат; 5 — упор; 6 — траверса; 7— домкрат; 8 — направление «протаскивания»; 9 — ножевая часть Недостатками «протаскивания» по встречной схеме являются необходимость проведения значительного объема предварительных работ, концентрации существенно больших усилий, а также ограниченная протяженность тоннеля.
Для увеличения длины продавливания крупногабаритных секций фирмой «Вайс унд Фрайтаг» (Германия) разработан способ «телескопического» продавливания 133, 361. Он заключается в том, что вначале продавливают секции увеличенного поперечного сечения, размеры которых в свету несколько превышают наружные размеры поперечного сечения тоннеля.
Затем через них проталкивают, а далее продавливают в грунте секции с уменьшенными размерами сечения (рисунок 1.6). 20 Рисунок 1.6. Схема «телескопического» продавливания: 1 — железобетонный упор; 2 — домкратная группа; 3 — коробчатые блоки; 4 — секции с уменьшенными размерами сечения; 5 — секции увеличенного поперечного сечения; б— железнодорожные пути; 7 — упор; 8 — домкрат; 9 — траверса Рисунок 1.7. Схема бездомкратного продавливания секций тоннеля сжатым воздухом: 1, 2„3 — трубопроводы для подачи и удаления сжатого воздуха 21 Английская компания «Маркон Интернешнл» применяет «червячный метод» (1/п11пппе1 Еагйжопп) бездомкратного продавливания тоннелей малого диаметра (рисунок 1.7). По этой технологии предусмотрено устройство полых торовых камер в промежутках между последовательными тоннельными секциями.
В эти камеры попеременно подается сжатый воздух, вызывающий вдавливание секций в грунт. На головной секции размещают ножевую оболочку, а также рабочий орган роторного или экскаваторного типа. К преимуществам такой технологии относятся отказ от применения гидромеханических устройств, характеризуемых сложностью и высокой стоимостью, и от необходимости устраивать в котловане мощный упор; уменьшение сил сопротивления продавливанию, деформаций массива грунта и поверхности земли; ускорение темпов проходки 133, 36, 62]. Применение такой технологии дает возможность продавливать с высокой скоростью на небольших глубинах (мелкое заложение) тоннели кругового сечения на длину до полукилометра.
Это подтверждено опытом бездомкратной прокладки трех участков тоннельного коллектора в британском Эктоне 1651. ~Я~" ь н) Рисунок 1.8. Схема продавливания тоннеля с использованием технологии АпгЫгая яузгет (АРЯ): 1 — упор; 2 — контейнер; 3 — вентилятор; 4 — закрепление ленты (сверху); 5 — крепь котлована; 6 — поезд; 7 — грунт; 8 — основная домкратная установка; 9 — тоннельная секция; 10 — промежуточная домкратная установка; 11— закрепление ленты (снизу); 12 — тоннелепроходческая машина; 13 — ножевая часть 22 Представляет интерес метод продавливания тоннелей с использованием технологии АпгЫгад зузгет (АРЯ) (рисунок 1.8) ~85, 88].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
