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