|
Щитовой способ прокладки коллекторов является наиболее индустриальным и экономичным способом строительства коллекторов в условиях городского и промышленного строительства. При этом объем земляных работ сокращается в 2,5—3 раза, скорость проходки увеличивается в 4 раза, а расход крепежного материала уменьшается в 20 раз по
сравнению со штольне.вым способом. Способ щитовой проходки экономически целесообразен с глубины заложения 6 м. Его применяют в Москве, Ленинграде, Киеве, Харькове, Львове, Минске, Риге, Таллине, Вильнюсе, Новосибирске и других городах. В 1970 г. проходческими щитами построено в СССР 70 км коллекторных туннелей, а в 1975 г. их будет построено 120 км и более 100 км стальных трубопроводов большого диаметра.
Проходческий щит представляет собой передвижную металлическую конструкцию цилиндрической формы, под защитой которой разрабатывается порода, а в задней хвостовой части сооружается обделка туннеля. Щит состоит из режущей, опорной и хвостовой частей. Средняя часть щита является опорной для размещения гидравлических домкратов, с помощью которых происходит продвижение щита, и системы гидрокоммуникаций для управления домкратами.
Процесс работы в щите слагается из следующих операций: разработки грунта в забое, передвижения щита, устройства обделки в хвостовой части и нагнетания цементного раствора за собранную обделку. Одновременно ведутся выдача грунта из забоя и откатка его в шахту с подъемом на поверхность, а также доставка к щиту сборных элементов обделки. Наиболее трудоемкой и сложной операцией является разработка грунта.
Для комплексной механизации проходческих работ и строительства унифицированных коллекторных туннелей ЦНИИПодземмаш разработал пять типов механизированных щитов ПЩ и комплексов КЩ, предназначенных для прокладки канализационных и инженерных сетей в городах и на предприятиях.Проходческие щиты и механизированные щитовые комплексы предназначены для разработки грунтов I—IV категории влажностью до 20% в сложных гидрогеологических условиях.
Щитовые комплексы КЩ состоят из механизированного проходческого щита, передвижной технологической платформы с рольгангом, блоко-укладчиками, ленточного конвейера с блокосъемннком, блоковозками, транспортными бадьями и тележками для породы. Минимальная длина КЩ-1.8К — 8,1 м, а КЩ-3,2Б — 26,8 м Применение комплекса КЩ позволяет механизировать все производственные процессы по разработке и погрузке породы, а также по возведению постоянной железобетонной обделки (футеровки) туннеля.
Забой разрабатывается винтовой разборной планшайбой с ножами или резцами, которая вращается четырьмя гидравлическими домкратами с храповым механизмом. Туннель футеруют укрупненными сегментными блоками-тюбингами из железобетона марки 400.
Для сооружения туннелей с кольцевой обделкой шириной 1500 мм применяют комплекс КЩ-1,8К. За собранную обделку нагнетают цементный раствор для заполнения пустот. Внутри туннеля устраивают рубашку из монолитного железобетона марки 400. На устройство рубашки требуется Уз времени, затрачиваемого на щитовую проходку. Поэтому осваивают обделку туннелей из монолитного прессованного бетона, при этом достигаются бесшов-ность и безосадочность проходки.
Футеровку из монолитного прессованного бетона формуют щитовым комплексом КЩ-2,1M. Бетонную смесь нагнетают за цилиндрический корпус щита, а при продвижении щита ее прессуют гидравлическими домкратами. В каналах из прессованного бетона устройство железобетонной рубашки и инъекция раствора за обделку не требуются.
Из прессованного бетона построен коллектор диаметром 3,6 м для реки Неглинки (в Москве). Скорость проходки составляла 100 м в месяц.
Для крепления стенок коллекторов монолитным бетоном способом набрызга или укладки бетонной смеси за опалубку рекомендуется применять машину БМ-70, а для торкретирования способом центробежной футеровки и ее затирки — затирочную машину АКХ.
Основной частью машины БМ-70 является смонтированный на платформе дозатор барабанного типа, имеющий поворотное загрузочное устройство грейферного типа. Из вагонетки сухая бетонная смесь гидравлическим грейфером загружается в бункер машины. Через загрузочные проемы в крышке дозатора материал заполняет ячейки барабана.
При вращении барабан с ячейками подводится к разгрузочному устройству, где материал под действием силы тяжести, а также под давлением сжагого воздуха выдувается вниз в выходной патрубок. Далее струей сжатого воздуха смесь подхватывается и транспортируется по гибким рукавам к соплу, где происходит затворение смеси водой.
Производительность машины по сухой бетонной смеси для укладки монолита за опалубку 10—12 м3/ч, а для набрызга 5—6 м3/ч; максимальная фракция заполнителей смеси для монолита 40 мм, а для набрызга 30 мм; дальность подачи по горизонтали 200 м, а по вертикали 50 м. Общая установочная мощность 15 кВт; давление в гидросмеси 8 хМПа, размеры: длина 3400 мм, ширина 1080 мм, высота в рабочем положении 2300 мм, а в транспортном 1630 мм; масса машины 4,5 т.
Для укладки прессованного бетона рекомендуется применение быст-ротвердеющих цементов и бетонов повышенной растяжимости за счет введения в их состав волокнистых материалов типа асбеста.
Торкретирование блочных туннелей способом центробежной футеровки и затирка машиной АК.Х ускоряет процесс в 5 раз по сравнению с устройством железобетонной рубашки. Раствор из бункера машины шнеком подается в напорную трубу и, выдавливаясь через продольные щели, попадает на лопатки разбрызгивающей головки, которая, вращаясь с большой скоростью, набрызгивает раствор на внутреннюю поверхность крепи слоем 20—25 мм. При устройстве торкрета большей толщины наносят несколько слоев с суточной выдержкой каждого слоя. Последний слой заглаживается медленно вращающимися лопатками затирочной машины, перемещающейся с помощью лебедки.
Производительность по торкретированию 2 м3/ч, средняя скорость отделки туннеля 25—30 м/смену, дальность подачи раствора 100 м, суммарная мощность двигателей 4,5 кВт, габариты машины 2500Х?00Х Х1500 мм, масса 600 кг.
Для немеханизированных щитов прежних конструкций диаметром 2,56 м рекомендуется горнопроходческий комплекс вертикального и горизонтального транспорта, состоящий из подземной части и поверхностной шахтной надстройки. Подземная часть состоит из ленточного питателя, перегружателя, двух блоковозов с рольгангом, подвижной технологической платформы, электровоза АК-2у и лебедки. Шахтная надстройка состоит из копра, бокового гидравлического опрокидывателя, двух транспортообменников и двух рельсовых откаточных путей. Технология комплекса позволяет работать не снижая скорости на трассе длиной до 1 км.
Для опускания и подъема щитов, а также для подъема грунта и подачи тюбингов, растворов и воздуха устраивают шахты горнопроходческим механизированным комплексом «Темп-1» или «Темп-2». Комплекс «Темп-2» состоит из грейфера; аварийного бункера емкостью 12 м3 с пластинчатым питателем, подающим породу через ленточный перегружатель в автомашины; инвентарной крепи из металлических колец; автокрана К-104 и электрооборудования.
Диаметр ствола шахты в проходке 4,3 м, в свету 4 м, глубина до 12 м, скорость проходки 0,8 м/смену, установочная суммарная мощность электродвигателей 13 кВт, масса оборудования 19 т. Бригада состоит из четырех человек.
Для проходки стволов шахт применяется также шахтопроходческий экскаватор ЭШ-1514, созданный на базе элементов экскаватора типа «Беларусь», а для подъема разработанного грунта — кран СПК-Ю00.
Для искусственного замораживания водоносных грунтов рекомендуется передвижная низкотемпературная замораживающая станция ПНС-100, изготовляемая заводом «Компрессор» и смонтированная на двух автоприцепах МАЗ-52224. Установка дает низкотемпературное охлаждение минус 32—37° С через сутки после доставки на место.
Внедрение новой техники ведения работ щитовым способом позволило повысить объем строительства коллекторов закрытым способом на 45%, выработку на один щит на 39,5%, а на одного рабочего на 50%.
|
|
