§ 83. ЩИТЫ СРЕДНИХ И БОЛЬШИХ ДИАМЕТРОВ (ч. 1)

Для проходки перегонных тоннелей метрополитенов обычно применяют щиты средних диаметров (5,7÷6,7 м), представляющие собой стальные конструкции.

Главное назначение таких щитов сводится к обеспечению безопасного ведения проходческих и монтажных работ, поэтому все конструктивные элементы щитов должны быть подчинены именно этому требованию.

Делением щита на девять рабочих ячеек при помощи двух горизонтальных и двух вертикальных перегородок создаются необходимые условия для выполнения первой задачи. Монтаж сборной обделки ведется под надежной защитой хвостовой части конструкции щита.

Представляют интерес конструкции щитов диаметром от 8,5 до 9,75 м, применяемые для сооружения станционных тоннелей метрополитенов и однопутных железнодорожных тоннелей.

Станционный щит (рис. 289) может служить примером многоярусной конструкции с открытым забоем для проходки тоннелей в условиях устойчивых пород. Щиты такого типа и сечения находят применение на строительстве станций метрополитенов и железнодорожных тоннелей.

В конструктивном отношении такие щиты подобны перегонным. В отличие от последних конструкция станционных щитов включает большее число перегородок, образующих 12—14 рабочих ячеек. Размещение трех горизонтальных перегородок обеспечивает деление опорного кольца щита на 4 яруса средней высотой около 2 м каждый. Расположение вертикальных перегородок может быть выполнено по двум схемам.

По одной из них щит делится тремя вертикальными перегородками, что создает в каждом ярусе по четыре независимых ячейки шириной около 2 м каждая. Расположение перегородок подчинено, кроме того, условию возможного расположения на щите одного или двух тюбингоукладчиков.

По другой схеме в щите, предназначенном для проходки тоннелей в более устойчивых породах, допускается постановка двух вертикальных перегородок, что приводит к уширению рабочих ячеек. В ряде случаев средняя вертикальная перегородка нижнего яруса может быть удалена с целью использования в забое щита породоуборочной машины. Другой особенностью конструкции станционного щита является многослойная оболочка, подробно описанная ниже.

К несущей конструкции щитов относятся ножевое и опорное кольца работающие совместно благодаря их соединению при помощи болтовой и шпоночной связей. В немеханизированных щитах в состав несущей конструкции включают горизонтальные перегородки, работающие как стяжки.

Конструктивные элементы. Ножевое кольцо состоит из 10—18 элементов, соединенных между собой черными болтами. По условиям подземного монтажа разбивка кольца на элементы ведется по тому же принципу что и кольца чугунной обделки. Поэтому стыки всех нормальных элементов имеют радиальное направление и одинаковый центральный угол. Стыки замкового и двух смежных с ним элементов не радиальны.

Литой элемент ножевого кольца представляет собой в радиальном сечении неравнобокий уголок (рис. 290, а), короткая стенка которого служит для прикрепления к опорному кольцу.

В каждом элементе имеются ребра жесткости треугольного очертания расположенные по осям щитовых домкратов, для непосредственного восприятия их давления. В местах прикрепления горизонтальных и вертикальных перегородок ребра имеют прямоугольное очертание.

Каждый элемент по наружной поверхности снабжен приливами располагаемыми против стыковых накладок оболочки щита для обеспечения последних от истирания при передвижках щита. Толщину стенок литого элемента принимают от 40 до 65 мм, а ребер жесткости — от 40 до 60 мм.

Опорное кольцо состоит их такого же числа элементов что и ножевое кольцо, соединенных между собой болтами. Длину замкового элемента (по дуге) опорного кольца обычно принимают несколько меньшей а длину нижнего — соответственно большей нормального. Это объясняется тем что верхний элемент должен быть наиболее легким для упрощения монтажных работ. Совместная работа ножевого и опорного колец обеспечивается шпонкой плотно входящей в кольцевой паз.

Радиальное сечение опорного кольца имеет корытообразный профиль к одной из вертикальных стенок которого примыкает ножевое кольцо (рис. 290, б) В опорном кольце имеются ребра жесткости, размещенные по обеим сторонам цилиндров щитовых домкратов.

Направление всех стыков элементов опорного кольца радиальное за исключением стыков верхнего и смежных сегментов; стыки этих сегментов по условиям сборки несколько отклонены от радиального направления.

На передней части наружной поверхности элементов опорного кольца устроены литые приливы (против соответствующих приливов на сегментах ножевой части) для предохранения стыковых накладок оболочки щита. На наружной поверхности опорного кольца имеется выемка, в которую входят листы оболочки.

В полках элементов опорного кольца предусматривают отверстия по наружному диаметру щитовых домкратов.

Наружные стенки в месте крепления оболочки имеют толщину 50—60 мм, а вертикальные — 50—70 мм.