§ 100. СООРУЖЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ СПОСОБОМ ПРОДАВЛИВАНИЯ

При пересечении действующих железнодорожных и автомобильных магистралей линиями метрополитена возникает необходимость сооружения тоннелей на небольшой глубине без перерыва эксплуатации наземного транспорта. Для этой цели служит безосадочная проходка способом продавливания, не требующая вскрытия поверхности и какого-либо переустройства транспортного полотна. Этот же способ применим для сооружения гидротехнических, пешеходных и коммунальных тоннелей в мягких и неустойчивых породах.

Форма поперечного сечения сооружаемых таким методом тоннелей может быть круговой, подковообразной, прямоугольной, трапецеидальной и др.

Сущность этого способа, аналогичного щитовому, заключается в следующем (рис. 349). Главные элементы проходческого щита — его опорное кольцо и нож — используют раздельно. Опорное кольцо или стальную обойму вместе с гидравлическими домкратами 5 помещают в специальной камере 6, оснащенной упорной стеной 7, и оставляют в неподвижном положении на весь период работ. Кольца тоннельной обделки 4 (сборной или цельносекционной) последовательно монтируют (или устанавливают) в пределах камеры. Ножевую часть щита 1 заостренной формы или головную секцию 2, оснащенную по контуру листовой сталью δ = 30÷40 мм, вначале вдавливают через портальный проем 3, а затем периодически перемещают при помощи домкратов, упираемых в торец очередной секции обделки, преодолевая лобовое сопротивление породы вдавливанию и боковое (силы трения).

Проходка тоннеля способом продавливания
Рис. 349. Проходка тоннеля способом продавливания

Для уменьшения этих сопротивлений частично разрабатывают среднюю часть забоя и нагнетают в зазор между обделкой с породой антифрикционную суспензию (например, бентонитовую или отработанное машинное масло в смеси с тавотом).

В случаях недостаточности усилий одной установки для преодоления всех сопротивлений и при значительной длине тоннеля применяют одну или несколько промежуточных продавливающих установок (рис. 350).

I этап — в рабочую камеру опускают промежуточную установку 2 и продавливают ее вместе с передним участком обделки 1, используя домкраты основной установки 3.

II этап — опускают первую секцию 4 второго участка обделки, упирая ее в торец промежуточной установки.

III этап — ведут проходку с поочередным включением промежуточной установки 5 для перемещения головного участка и основной — для перемещения второго участка обделки 6 вместе с промежуточной установкой.

Проходка с промежуточной продавливающей установкой
Рис. 350. Проходка с промежуточной продавливающей установкой

Для разработки породы, кроме способа врезания ножевой секции, возможно применение механизированного агрегата.

Одновременно с продавливанием убирают породу от забоя до промежуточного бункера с последующим подъемом на поверхность способом, зависящим от объема пород (бадьевым, клетьевым или скиповым переподъемниками). Способ перемещения породы может быть рельсовым в вагонетках, конвейерным или гидравлическим.

Практически достигнутая в СССР наибольшая суточная скорость проходки перегонного тоннеля составляет 3,45 м при общем усилии продавливания колец около 800 тс.

Таким способом можно сооружать и тоннели прямоугольного сечения. Рассмотрим это на примере постройки двухполосного автодорожного тоннеля.

Две железобетонные секции прямоугольного поперечного сечения 1 и 2 (рис. 351) массой около 500 т каждая были изготовлены на месте и расположены на железобетонных фундаментных плитах 6. По наружной поверхности секций была нанесена битуминозная мембрана. В качестве упора для домкратов использованы лотковые плиты. С одной стороны насыпи плита уперта в стену котлована, огражденную шпунтом 3, с другой — закреплена 12-ю наклонными анкерами 5.

Головные части секций оснащены стальными режущими кромками. В процессе последовательного продавливания обеих секций использовано усилие 1200 тс, развиваемое 12-ю домкратами. Для уменьшения силы трения нагнетали бентонитовую суспензию. Стык между секциями 4 на участке длиной 1,5 м был выполнен из монолитного бетона с битумной изоляцией без удаления ножевых устройств.

Схема продавливания секции автодорожного тоннеля
Рис. 351. Схема продавливания секции автодорожного тоннеля

Для сооружения тоннелей применяют также продавливание отдельных железобетонных элементов прямоугольного поперечного сечения, входящих в состав тоннельной конструкции.

Волков В.П., Наумов С.Н., Пирожкова А.Н., Храпов В.Г. Тоннели и метрополитены