Во время строительства тоннелей мелкого заложения в условиях городской застройки могут возникнуть некоторые трудности. Они связаны с проходом под уже существующими зданиями и рисками нарушения функциональности объектов инфраструктуры. Для того, чтобы исключить подобные проблемы, используются методы строительства с использованием защитного экрана из труб. Он устанавливается по контуру тоннеля, используется в качестве временной или постоянной несущей конструкции.
Защитные экраны при строительстве используются в разных ситуациях, например, при сооружении станций метрополитена, пешеходных переходов под железнодорожными путями РЖД, автотранспортных и других типов тоннелей. Метод востребован при проведении работ на застроенной и эксплуатируемой городской территории, где выполнение строительства открытым способом затруднено по ряду причин. Хорошие результаты показывает технология при прокладке тоннелей под фундаментами зданий, дорогами, улицами, при условии неустойчивых и слабых грунтов.
Данная технология востребована для работы на различной глубине. Вскрытие поверхности тротуаров или дорог не требуется, как и нарушение целостности уже существующих строений. Кроме того, технология снижает риски деформации поверхности грунта, не нарушает уличное движение и не становится причиной серьезного дискомфорта для жителей города. Использование современных способов прохода, например, микротоннельным щитом Herrenknecht AVN 600, 800, 1000 или 1200, позволяет исключить или снизить необходимость в применении методов химического закрепления или заморозки грунтов.
Технология с использованием защитного экрана адаптивная и гибкая, приспосабливающаяся практически к любым условиям. Она минимизирует вред, наносимый окружающей среде, повышает надежность и качество тоннельных выработок. Во время работы применяются стальные трубы, диаметр – 325-1220 мм, длина может быть разной, в зависимости от условий монтажа. Такие трубы проталкивают установкой горизонтально-направленного бурения MTS Perforator PBA 200 или продавливают прокольной установкой в грунт звеньями по два-шесть метров, после чего они соединяются при помощи сварки. При необходимости, пространство между трубами заполняется бетоном, что создает сводчатый или плоский прочный экран вдоль стен или перекрытий. После застывания бетона проводятся работы по выработке грунтового ядра, возведении несущих конструкций и прокладке тоннеля.
Для расчета конструкции экрана предварительно проводятся исследования на участке, определяются нагрузки на конструкцию. Это позволяет исключить последующие деформации и риски разрушения тоннеля. Для расчетов применяются различные способы, чаще всего – пространственный с определением напряженно-деформированного состояния. Также могут использоваться конечно-элементные модели, учитывающие плоскости оси тоннеля. Самой простой и эффективной системой расчета выступает стержневая, при которой конструкция опирается на достаточно упругое основание.
Для расчетов назначаются величина прохода и границы зон грунтов, оцениваются характеристики поддерживающих и несущих элементов, податливость опор и другие параметры.
Технология выполнения прокладки и установки защитного экрана тоннеля при помощи продавливания стальных футляров различается в зависимости от условий на участке, конструктивных решений и объемно-планировочных решений. Если длина тоннеля средняя, трубы задавливаются только с одной стороны, при больших значениях рекомендуется монтаж проколов с двух сторон на встречу друг другу. Монтаж проводится с применением стационарных установок, которые располагаются в стартовом котловане. В процессе задавливания осуществляется выемка грунта ручным способом при помощи бадьи объемом 1-3 куб. в отличии от метода бурошнекого бурения, где грунт выдается при помощи шнеков. В большинстве случаев для монтажа труб применяются тоннелепроходческие микротоннельные комплексы AVN, при работе которых грунт выдается на поверхность при помощи специальных насосов в сепарационную камеру. Далее отвалы грунта вывозятся самосвалами.
После продаливания труб для всего экрана пустое пространство в стальных трубах заполняется бетонной смесью или цементным раствором. Далее начинается разработка самой штольни. По мере продвижения конструкция укрепляется металлическими подпорками, после чего осуществляется обделка будущего тоннеля. Это повышает прочность конструкции и обеспечивает большую надежность с учетом проведенных заранее расчетов.
Строительство защитного экрана тоннеля проводится АО «ГеоСпецСтрой» при помощи собственного современного технологического оборудования, что позволяет нам осуществлять прокладку тоннелей в сложных геологических условиях с обеспечением надежности и сохранением наземной инфраструктуры.
Все Статьи
