способ проходки тоннеля в слабоустойчивых грунтах

Формула изобретения

1. Способ проходки тоннеля в слабоустойчивых грунтах, включающий установку защитных экранов из труб и выемку породы под защитой этих экранов, отличающийся тем, что вдавливают трубы с нарезанными на торцах зубьями параллельно оси тоннеля из проходческого щита по периметру тоннеля с одновременными периодическими поворотами по часовой и против часовой стрелки или вращением вокруг оси.

2. Способ проходки тоннеля в слабоустойчивых грунтах по п.1, отличающийся тем, что при проходке тоннеля в глинистых грунтах перед вдавливанием труб защитного экрана разгружают массив пород впереди забоя скважинами, которые проходят по контуру тоннеля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к тоннелестроению и может быть использовано при проходке тоннелей в слабоустойчивых грунтах.

Известен способ проходки тоннелей в мягких породах с помощью механизированных щитов (например, В.X.Клорикян, В.А. Ходош. Горнопроходческие щиты и комплексы. М., Недра, 1977).

Недостатком этого способа является большая стоимость проходки, связанная с большой стоимостью проходческого щита и оседание поверхности над тоннелем.

Известен способ установки защитных экранов из труб при проходке тоннелей глубокого заложения в слабоустойчивых грунтах, при котором непосредственно из забоя в перекрытие выработки бурят наклонные (под углом 4 - 6 град. к оси выработки) скважины и проталкивают в них стальные трубы, при этом экраны устанавливают секциями по 10 - 15 м и более, перекрывая соседние участки на 1,5 - 2 м, а проходку тоннеля под защитой экрана из труб ведут заходками по 2-3 м, подкрепляя экран защитными арками, а затем возводят обделку (Справочник инженера-тоннельщика. М. Транспорт. 1993, стр. 309-312).

Недостатками этого способа являются:

- большая трудоемкость по бурению скважин;

- большая металлоемкость обделки тоннеля;

- снижение скорости проходки тоннеля во время бурения скважин.

Задачей изобретения является снижение стоимости обделки тоннеля и увеличение скорости проходки тоннеля в слабоустойчивых грунтах.

Поставленная задача достигается тем, что в способе проходки тоннеля в слабоустойчивых грунтах, включающем установку защитных экранов из труб и выемку породы под защитой этих экранов, вдавливают трубы с нарезанными на торцах зубьями параллельно оси тоннеля из проходческого щита по периметру тоннеля с одновременными периодическими поворотами по часовой и против часовой стрелки или вращением вокруг оси, а при проходке тоннеля в глинистых грунтах перед вдавливанием труб защитного экрана разгружают массив пород впереди забоя скважинами, которые проходят по контуру тоннеля.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что его применение обеспечит следующий экономический эффект:

- снижается стоимость обделки тоннеля;

- увеличивается скорость проходки тоннеля.

Сущность предлагаемого способа поясняется нижеследующим описанием и предлагаемыми к нему чертежами.

На фиг. 1 изображен вид проходческого щита спереди; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

На фигурах изображено:

1 - корпус проходческого щита;

2 - гидродомкраты для вдавливания труб;

3 - трубы;

4 - тюбинги;

5 - гидродомкраты для передвижки щита.

Предлагаемый способ выполняется следующим образом. После монтажа частично механизированного проходческого щита 1 по периметру тоннеля и параллельно его оси вдавливают трубы 3 (например, стандартные трубы диаметром 100 - 150 мм) с нарезанными на торцах зубьями, расстояние между трубами определяется по свойствам породы (Справочник инженера-тоннельщика, М., Транспорт, 1993, стр. 309 - 312). Трубы вдавливают гидродомкратами 2, при этом для уменьшения усилия по вдавливанию трубы подвергают периодическим поворотам по часовой и против часовой стрелки или вращением вокруг оси. После установки защитного экрана из труб производят проходку тоннеля путем выемки породы внутри экрана на ширину тюбингов 4, затем гидродомкратами 5 передвигают проходческий щит и возводят крепь из тюбингов, а потом продавливают трубы вперед, после чего все операции повторяются.

В случае проходки тоннеля в слабоустойчивых глинистых грунтах после монтажа частично механизированного проходческого щита 1 производят разгрузку массива пород впереди забоя выработки скважинами, расположенными на контуре тоннеля в определенных точках (например, расстояние между трубами может равняться 4-ем диаметрам трубы). Скважины проходят путем вдавливания труб экрана 3 с последующим их извлечением с находящейся в них породой, после чего рядом со скважиной внедряют трубы экрана, а затем и в саму скважину проталкивают трубу экрана. Внедренные по периметру выработки и параллельно оси тоннеля трубы 3 вновь образуют защитный экран. После чего производят проходку тоннеля путем выемки породы внутри экрана на ширину тюбингов 4, затем гидродомкратами 5 передвигают проходческий щит и возводят крепь из тюбингов 4. Далее ведут разгрузку массива пород впереди забоя и вдавливание труб экрана одновременно с выемкой породы на ширину заходки, после чего передвигают щит и возводят обделку. Затем все операции повторяются в данной последовательности.

Предложенный способ может быть использован при проходке тоннелей любой формы сечения в слабоустойчивых грунтах с включением гальки и валунов.