Открытый способ сооружения тоннеля Советский патент 1992 года по МПК E02D29/45 E21D9/00 

Изобретение относится к области подземного строительства и может быть использовано при открытом Способе сооружения тоннелей с помощью щитов,

Цель изобретения - расширение области применения щитового способа сооружения тоннелей на обводненные грунты за счет обеспечения гидроизоляции зазора между обделкой и оболочкой щита.

На фиг. 1 показан общий видтехнЬлогического способа, иллюстрирующий отдельные его элементы перед установкой цельной секции обделки; на фиг. 2 - общий вид оборудования в положении, предшествующем началу процесса передвижки щита и после разработки грунта перед ним.

Рабочий цикл осуществления способа сооружения тоннеля состоит из следующих операций.

Устанавливают щит 1 в исходное положение (фиг.1) и разрабатывают грунт щитом на величину заходки (фиг. 2), причем р,азработка грунта производится рабочим органом 2 под защитой тиксотропного глинистого раствора Зг подаваемого с помощью насоса 4 в зону разработки грунта из емкости 5, стенки которой 6 служат в качестве герметичной перегородки, отделяющей зону разработки грунта от сухой зоны внутри сооружаемого тоннеля. Гидростатическое давление раствора на забой не только обеспечивает удержание лба забоя от обрушения, но и предотвращает приток в

забой грунтовых вод. Кроме того, наличие тиксотропного глинистого раствора в забое приводит к кольматации стенок выработки, что, в свою очередь, способствует уменьшению трения оболочки щита о стенки выработки при последующей передвижке щита, и следовательно, снижение усилий для передвижки. Снижению усилий длА передвижки щита способствует также отсутствие перед щитом грунта, так как щит передвигают в выработанное пространство, заполненное глинистым раствором.

Одновременно с разработкой грунта устанавливают на хвостовую часть днища 7 щита опоры 8 под цельную секцию 9 обделки тоннеля. Толщина опор выбирается такой, чтобы из верхняя грань находилась на уровне внешней нижней грани обделки тоннеля.

На опоры 8 устанавливают сразу в проектное положение секцию 9. Затем прижимают щитовыми домкратами 10 через распределительное кольцо 11 секцию 9 к ранее установленной секции и осуществляют передвижку щита путем оттал кивания его с помощью щитовых домкратов от обделки то неля; при этом происходит переливание глинистого раствора из призабойной зоны в емкость 5 через ее переднюю стенку.

Одновременно с передвижкой щита производят нагнетание под давлением глиноцементного быстротвердёющего раствора за задние торцы днища и боковых стенок щита в освобожда ющееся п ространство, образуемое перемещающимися торцами днища и боковых стенок Щита с закр 17ленными на них уплотнениями 12, торцом ранее уложенного основания под предыдущую секцию обделки, нижней и боковыми гранями секции обделки и грунтом. При этом опоры В замоноличиваются в твердеющем растворе и образуют вместе с ним основание 13 под обделку.

Быстротвердеющий глиноцементный раствор нагнетают через каналы 14, выполненные в каждой секции. Нагнетание раствора на задние торцы днища и боковых стенок щита предотвращает приток грунтовых вод внутрьтоннеля, создавая в совокупности с гидравлической пригрузкой призабойной зоны и установкой с вёрху секции обделки условия для сооружения тоннеля в обводненных грунтах.

Опоры 8 обеспечивают удержание установленной секции 9 в ее проектном положеНИИ при передвижке щита (когда днище последнего выходит из-под опор) и отводе в исходное положение щитовых домкратов (когда снимается усилие прижима последней секции к предыдущей), а следовательно, обеспечивают условия образования вслед за щитом водонепроницаемого слоя (каковым является образующееся из твердеющего раствора основание) благодаря тому, что во время осуществления указанных действий опоры схватываются с быстротвердеющим раствором и не тонут в нем. Таким образом, благодаря опорам устанавливаем мая секция постоянно находится в заданном положении, прикрывая сверху образующееся вслед за щитом пространство и создавая тем самым условия для нагнетания в это пространство твердеющего раствора.

Кроме того, благодаря опорам исключается возможность повреждения при -передвижке щита гидроизоляции на нижней грани секции, которая износится на внешнюю поверхность каждой секции перед установкой ее в тоннеле.

Для устройства основания под каждую секцию обделки используют быстротвердеющий раствор, который схватывается с установленными ранее опорами сразу же после начала выхода из-под них днища щита и обеспечивает образование водонепроницаемой оболочки вслед за щитом. Для этого одновременно с нагнетанием глиноцементного раствора с помощью насосной установки 15 в образующуюся за щитом полость нагнетают также структурообразователь, например жидкое стекло, с помощью насосной установки 16.

С целью повышения водонепроницаемости сооружаемого тоннеля производят одновременно с нагнетанием быстротвердёющего раствора за торцы днища и боковых стенок щита укладку такого же раствора на верхнюю плоскость каждой секции обделки, в результате чего образуется защитная водонепроницаемая рубашка вокруг обделки.

Перед передвижкой щита производят герметизацию стыков между смежными секциями обделки..

По мере передвижки щита производят засыпку тоннеля сверху до уровня дневной поверхности.