§ 147. ЩИТОВОЙ СПОСОБ
Щитовой способ имеет преимущество перед котлованным и траншейным способами, так как не требует специального крепления стен и в большей степени механизирует все производственные процессы. Щит представляет собой металлическую крепь, защищающую призабойную зону от обрушения грунта (рис. 531).
Конструкция щита имеет прямоугольное поперечное сечение. Нижняя и боковые части щита, образующие корпус 1, представляют жесткие сварные элементы, соединяемые на болтах. Впереди предусмотрена ножевая часть 2, назначение которой — частично подрезать и перемещать грунт к оси щита.
В щите имеются вертикальные и горизонтальные перегородки 3 и поперечная стена-диафрагма с люками 4, отделяющая зоны разработки породы и монтажа конструкции.
Листы оболочки щита выступают за пределы основной его конструкции. В дополнение к ним для ограждения зоны монтажа и гидроизоляции конструкции тоннеля предусмотрены боковые металлические листы 5, скрепленные с конструкцией щита.
Щит передвигают при помощи 30 гидравлических домкратов общей силой до 900 тс (при давлении рабочей жидкости до 75 кгс/см2). Питание домкратов жидкостью осуществляется от двух гидронасосов, расположенных в нижней ячейке щита.
Производство работ щитом (рис. 532) складывается из следующих процессов.
Покрытие проезжей части «улицы на ширину выемки и на длину 25—30 м снимают бульдозером 1. Грунт в забое перед щитом разрабатывают при помощи ковшовых стругов или экскаватора-драглайна 2, расположенного на платформе 4 (см. рис. 532).
В первом случае грунт выдают на поверхность при помощи ковшей. Сначала грузят на пластинчатый транспортер, далее на подвижной транспортер-перегружатель. С последнего грунт может быть направлен самосвалами в отвал и частично на засыпку готовой конструкции. Во втором случае экскаватор-драглайн (ковш емкостью 1—1,5 м3) обеспечивает разработку грунта перед щитом 3 на глубину до 8 м и выдачу его на поверхность с погрузкой в самосвалы.
При ширине выработки до 9 м, что соответствует двухпутному тоннелю, техническая производительность экскаватора с ковшом емкостью 1 м3 достигает 72 м3/ч, а скорость продвижения забоя до 1 м/ч.
Монтаж основной конструкции тоннеля, состоящей из отдельных секций длиной от 1 до 3 м, производится при помощи башенного или козлового крана 6. Поперечное перемещение элементов конструкции при монтаже достигает 10 м (до оси тоннеля).
Строительный зазор, равный 70 мм, между стенами выработки и конструкцией тоннеля 5 заполняют сухим просеянным песком, который в последующем смачивают. Необходимое количество сухого песка помещают в специальных бункерах, прикрепленных к оболочке щита. Песок, непрерывно выпускаемый из выходного отверстия бункера через прорези в боковых листах, автоматически заполняет строительный зазор.
Гидроизоляцию выполняют только в верхней части конструкции наклеиванием рулонных материалов. На боковые стены конструкции гидроизоляцию наносят в заводских условиях.
Засыпку конструкции тоннеля ведут вслед за гидроизоляцией при помощи самосвалов или транспортеров с последующим разравниванием грунта бульдозерами.
Применение на опытном участке щитового способа сооружения двухпутного перегонного тоннеля с цельносекционной обделкой выявило значительные его преимущества по сравнению с котлованным способом, заключающиеся в увеличении скорости сооружения тоннеля, уменьшении числа трудоемких процессов и повышении уровня индустриализации работ. Выявились также некоторые конструктивные недостатки щита, устранение которых в последующем обеспечит широкое применение щитового способа сооружения тоннелей прямоугольного сечения. Однако густая сеть подземных коммуникаций ограничивает применение этого способа в городских условиях.