Что такое щит в метро строительстве

Проходческий щит, или Тоннелепроходческий комплекс (ТПК) — устройство, предназначенное для строительства подземных тоннелей.

История щитов

Первый проходческий щит придумал английский инженер Марк Исамбард Брунель в начале XIX века, взяв за основу принцип морского червя-древоточца. В 1814 году Брунель предложил русскому императору Александру I построить при помощи свежепридуманного дивайса тоннель под Невой, но отсталый тиран предпочел банальный мост. Марк Исамбард расстроился, но не сильно: в 1818 году он запатентовал свой щит, а в 1825-м началось строительство тоннеля под Темзой. С тех пор Великобритания заслуженно считается пионером щитовой проходки. Более того, сам щитовой метод в специальной литературе получил название «лондонский».

Как устроен проходческий щит. Курс «Транспорт мегаполиса»

В Советском союзе щит был впервые построен в 1934 году для проходки сложного участка первой очереди московского метро между Театральной площадью и Лубянкой. Несмотря на то, что советские пропагандисты преподносили этот факт как победу социалистической индустрии, на самом деле советский щит был копией английского щита фирмы «Маркхэм и Ко», который был ранее куплен за валюту и уже работал на том же участке.

Что любопытно — английский щит прибыл на стройплощадку в разобранном, разумеется, виде, но без чертежей и документов. Поскольку вероятность того, что их проебали англичане, является абсурдной, современные ксенобиологи считают, что с чертежей в это самое время снимали копии пытливые советские инженеры. В результате собирать английский щит пришлось комсомольцам-ударникам при помощи кувалд, народной смекалки, такой-то матери и иностранного консультанта. Советский щит вступил в строй буквально в считанные месяцы — совершенно очевидно, что создать «с нуля» устройство такой сложности, не имея в этой области ни малейшего опыта, невозможно физически — даже если товарищ Каганович очень попросит.

Устройство щитов

Классический проходческий щит состоит из рабочего органа (это то, чем копают), трубы (чтобы сверху песок и земля не сыпались), эректора (это то, чем укладывают блоки, а не то, что вы подумали) и домкратов, которыми щит отталкивается от построенного тоннеля.

Классификация щитов

С точки зрения любителей полазить под землей, щиты делятся на четыре категории:

Ржавая труба с домкратами

Старый советский щит серии Щ или ЩН. В качестве рабочего органа используются рабочие с отбойными молотками и лопатами. Особой ценности для эксплуатирующей организации не представляет, поэтому, как только кончаются деньги на строительство, бросается, как есть.

Под просторами нашей родины гниют десятки устройств этой категории. Еще больше их гниет на секретных складах метростроя. Как только стоимость нефти достигает 130 баксов за баррель, денег на строительство метрополитенов становится много, а заграничных щитов катастрофически не хватает, метрострой извлекает со складов десяток ржавых труб и отправляет их работать.

Метровентиляторы и другие интересующиеся товарищи с нетерпением ждали, когда же наконец из загашников появится тот самый щит 1934-го года, но тут наступил кризис и бабло иссякло.

Продвинутый советский щит

Обычно серия КТ, производства Ясиноватского завода (Украина). Одно время (в 70-е годы) считались лучшими щитами в мире, но за прошедшие годы скатились в сраное говно. Так, последний, купленный московским метростроем КТ (с компьютерным управлением и другими прибамбасами), прошел порядка 100 метров перегона «Улица Академика Янгеля» — «Анино» и сдох совсем.

Метрострой оказался перед выбором — копать демонтажную камеру, вытаскивать щит и сдавать по гарантии или делать что-то еще. Сделали что-то еще: выломали из щита все компьютерное управление, рабочий орган, поставили перед ним рабочих с лопатами и отбойными молотками. Вобщем, получилась ржавая труба с домкратами. Некоторое количество таких щитов тоже гниет под просторами, несколько штук используется.

Российский щит Топаз-М. Компьютерное управление, лазерный теодолит, роторный рабочий орган, все дела.

Российский щит

Собранный на коленке девайс, обычно используемый при проходке коллекторов. Выпущен, чаще всего, той же организацией, которая его использует. Надо отметить, что существуют довольно продвинутые, даже по сравнению с западными, модели. Однако, российские производители по неизвестным причинам являются фанатами прессобетонной обделки тоннелей. После эпического фэйла, случившегося с такой отделкой в нижегородском метрополитене, ее применение в метростроении запретили.

Кроме того, сколько-нибудь серийное производство щитов в России отсутствует и все известные модели являются штучными изделиями, собранными десятком Левшей и Кулибиных. Поэтому в природе российские щиты встречаются крайне редко.

Заграничный щит

Продвинутый девайс производства фирм Херренкнехт, Ловат, Вирт и еще миллиона японских компаний (в Японии практически каждая крупная компания выпускает щиты, кроме шуток!). Весь в компьютерах, датчиках, лазерных теодолитах и тому подобных устройствах. Может копать, может не копать, может делать еще кучу полезных вещей, приносить кофе и рассказывать сказку на ночь.

А вот крестиком не вышивает. Упс. Хотя нет, постойте. Говорят, что некоторые японские щиты вышивают.

Такой щит (и отдельные его части) представляют собой серьезную ценность для владельца. Поэтому застревают они редко. Если вдруг кончаются деньги, подрядчик копает сверху шахту, извлекает через нее щит и увозит его туда, где деньги есть. Ввиду наличия перечисленных недешевых девайсов, без присмотра находятся редко — обычно на щите тусуется пара монтеров, вне зависимости от времени суток. Тоннели, заканчивающиеся заграничным щитом, обычно охраняются лучше, чем тоннели без оного.

Впрочем, один из навороченных заграничных щитов — Lovat «Полина» на строительстве станции «Борисово» Люблинской линии Московского метрополитена — торчал под землёй без движения чуть более чем два года, практически без охраны. То, что он сохранился, можно объяснить только предельно малой распространённостью диггерства в те далёкие, но прекрасные годы.

В начале 2004 года владелец «Полины» — компания «Протонтоннельстрой» — сообразила, что в Казани, где в те времена олимпийскими темпами строили метро, есть столь необходимое им бабло. Не согласовав это ни с московской Дирекцией строящегося метрополитена, ни вообще с кем бы то ни было, «Протонтоннельстрой» отгородил площадку во дворе жилого дома на ул. Борисовские пруды, вырыл на ней шахту, извлек через нее щит и отправил в Казань.

Наивные метровентиляторы восторженно написали о прибытии щита на своих метрофорумах. Оттуда информация перетекла на многочисленные сайты, посвященные строительству казанского метро. Тут Протонтоннельстрой спохватился: сотрудники службы безопасности оного стали писать и звонить владельцам сайтов, предлагать встретиться, требовать убрать информацию и фотографии, угрожать, предлагать деньги. В итоге они ничего не добились, но вся эта история доставила участникам массу лулзов.

В 2008 году компания Lovat была поглощена международным монстром Caterpillar, и уже через пять лет было объявлено, что выпуск проходческой техники на заводе в Торонто будет прекращен. Боссы Caterpillar в заявлениях для прессы о причинах остановки производства щитов отделывались бессмысленной маркетинговой хуйней в стиле «Lovat больше не представляет собой стратегическую возможность для роста» — глобализация экономики рулит, ога. Все оборудование продали китайской компании Liaoning (мы не знаем, как это правильно транскрибировать, попытайтесь сами), пообещав сохранить сервисное обслуживание ранее купленной техники до 2016 года.

Источник: www.diggipedia.ru

Проходческий щит

Прохо́дческий щит — подвижная сборная металлическая конструкция, обеспечивающая безопасное проведение горной выработки и сооружение в ней постоянной крепи (обделки). Проходческий щит применяется при сооружении тоннелей различного назначения, при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом. Проходческий щит является элементом конструкции некоторых видов тоннелепроходческих комплексов (ТПК).

Впервые проходческий щит был применён в Великобритании Марком Брюнелем при сооружении тоннеля под рекой Темзой (1825). С их помощью сооружено большинство тоннелей метрополитенов в Москве, Петербурге, Екатеринбурге, Киеве, Харькове [1] и других городах.

Диаметр получаемых тоннелей может варьироваться от 1 до 19 метров. Самый большой диаметр, 19 м [2] , у четырёх проходческих щитов, используемых на строительстве железнодорожного Готардского тоннеля в Швейцарии.

Для создания тоннелей малого диаметра применяется горизонтальное бурение — длина до 2 км, диаметр до 1,2 м.

Применение проходческих щитов

• при сооружении тоннелей различного назначения
• при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом

Рабочие инструменты проходческих щитов

• ножевое кольцо
• опорное кольцо
• щитовые домкраты
• забойные домкраты
• платформенные домкраты
• трубы
• пускорегулирующая аппаратура
• горизонтальные и вертикальные перегородки

Виды щитов

Немеханизированные щиты

• Немеханизированный щит — щит, используемый лишь для защиты забоя от обрушения, пока рабочий вручную или с помощью отбойного молотка производит из него выемку грунта.
• Немеханизированный щит с кессоном — щит, применяемый для проходки в водонасыщенных грунтах, когда забой сзади щита перегораживается переборкой, а в образовавшееся пространство с помощью компрессора накачивается воздух (до давления в 2—5 атм), что «отжимает» грунтовые воды вглубь пород и защищает забой от их поступления. Способ весьма эффективен с инженерной точки зрения, но чрезвычайно вреден для здоровья рабочих, поскольку вызывает кессонную болезнь.

Механизированные щиты

• Механизированный щит — щит (вернее, уже комплекс), на котором почти исключён ручной труд, и практически все операции выполняются оператором с пульта управления. Разработка грунта производится за счёт вращающегося на оси щита стального ротора с резцами, после чего грунт подаётся на конвейер, а с него — на вагонетки. В СССР этот тип щитов был впервые применён в 1949 году.
• Механизированный щит с кессоном — механизированный щит с применением кессонирования забоя.
• Механизированный щит с грунтопригрузом — механизированный щит, в котором разработанный грунт сначала подается в герметичную камеру грунтопригруза (в которой давление равно давлению в забое), а из неё удаляется шнековым конвейером. Этот вид щитов применяется в ситуациях, когда нельзя допустить малейшей просадки вышележащих слоев грунта, а специальные методы проходки туннелей в неустойчивых водонасыщенных грунтах (замораживание, водопонижение) не оправдывают себя.
• Механизированный щит с гидропригрузом — механизированный щит, в котором разработанный грунт сначала подаётся в камеру гидропригруза, в которую, в свою очередь, под давлением (до нескольких десятков атм) подаётся бентонитовый раствор. Смешиваясь с ним, измельчённый разработанный грунт отводится по трубопроводу на поверхность, где в сепараторе отделяется от бентонита, который возвращается обратно в камеру гидропригруза. Это весьма дорогой, но наиболее современный вид щитов, который в отношении отсутствия просадок вышележащих слоев грунта ещё более совершенен, чем щит с грунтопригрузом.

Производители

К крупнейшим мировым производителям механизированных щитов относятся следующие компании:

• Herrenknecht
• LOVAT
• Robbins
• Wirth
• Palmieri

Интересные факты

Существует легенда, что изобретателю проходческого щита Марку Брюнелю пришла в голову идея этого устройства, когда он наблюдал, как корабельный червь прокладывает дорогу в твердой дубовой щепке. Брюнель заметил, что только лишь голова маленького моллюска покрыта жесткой раковиной. С помощью ее зазубренных краев червь буравил дерево. Углубляясь, он оставлял на стенках хода гладкий защитный слой извести.

Примечания

1. ↑Харьков транспортный. Метро. История
2. ↑WELTREKORD. HAUPTDURCHSCHLAG BEIM JAHRHUNDERT-BAUWERK GOTTHARD.

См. также

Ссылки

.
• Сергей АпресовКрот: Подземный корабль подарит Москве новое метро // Популярная механика. — Декабрь 2006.

• Тоннели
• Строительство

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Проходческий щит» в других словарях:

Проходческий щит — (a. tunnelling shield; н. Vortriebsschield; ф. bouclier d avancement; и. escudo) временная передвижная металлич. призабойная крепь, под защитой к рой проводятся осн. процессы проходческого цикла. Bпервые П. щ. применён в 1825 при стр ве… … Геологическая энциклопедия

проходческий щит — Горная машина для проходки шахт и туннелей … Словарь многих выражений

щит проходческий — передвижная механизированная крепь, обеспечивающая защиту от горного давления и вывалов породы при сооружении тоннелей, выработок шахт и др. * * * ЩИТ ПРОХОДЧЕСКИЙ ЩИТ ПРОХОДЧЕСКИЙ, передвижная механизированная крепь, обеспечивающая защиту от… … Энциклопедический словарь

Щит (значения) — Щит: Щит вид военного защитного снаряжения, предназначенный для отражения атак холодного или стрелкового оружия. Щит (геральдический) основа любого герба. Щит созвездие южного полушария. Щит (силовой щит) в научной… … Википедия

Щит проходческий — У термина «Щит» существуют и другие значения. Проходческий щит Проходческий щит подвижная сборная металлическая конструкция, обеспечивающая безопасное проведение горной выработки и сооружение в ней постоянной крепи (обделки). Проходческий щит… … Википедия

Щит горнопроходческий — У термина «Щит» существуют и другие значения. Проходческий щит Проходческий щит подвижная сборная металлическая конструкция, обеспечивающая безопасное проведение горной выработки и сооружение в ней постоянной крепи (обделки). Проходческий щит… … Википедия

Щит — Для термина «Щит» см. другие значения. Щит вид военного защитного снаряжения, предназначенный для отражения атак холодного или стрелкового оружия. Содержание 1 Виды 1.1 Лёгкие (древнейшие) 1.2 … Википедия

Щит (оруж.) — У термина «Щит» существуют и другие значения. Щит эмали или металлы Щитодержатель Щитодержатель слоган … Википедия

щит — а/; м. см. тж. щиток, щитовой 1) а) Защитное вооружение древнего воина в виде округлой или прямоугольной плоскости (из дерева, металла или жёсткой кожи для предохранения от стрел, от ударов холодным оружием) Держать щит в левой руке. Старинный… … Словарь многих выражений

щит — а, м. 1. Защитное вооружение древнего воина в виде округлой или прямоугольной плоскости из дерева или металла, для предохранения от ударов холодным оружием. Над диваном, на ковре, было в порядке развешано всевозможное оружие кольчуги, щиты, копья … Малый академический словарь

Источник: dic.academic.ru

Проходческие щиты

Проходческий щит – это подвижная сборная металлическая конструкция, обеспечивающая безопасность проходческих работ и монтаж обделки тоннеля. С развитием техники и технологии щиты претерпевали значительные конструктивные изменения, постепенно превращаясь в высокотехнологичные механизированные комплексы (ТПМК), фактически исключающие применение ручного труда.

В целом, история развития щитовой техники – это история превращения проектов первых щитов с паровыми машинами в качестве приводов и винтовыми домкратами для передвижения в современные проходческие комплексы, включающие мощные механизмы для разработки породы, щитовые домкраты с тысячетонным усилием, механизмы, обеспечивающие индустриальные методы возведения постоянной крепи, и многое другое.

Как работает проходческий щит

Проходческие щиты могут быть немеханизированными и механизированными. Немеханизированный щит применяется лишь для защиты забоя от обрушения, обеспечивая безопасность строителей при ручной проходке. Первый проходческий щит, созданный британским инженером Марком Брюннелем, имел прямоугольную форму поперечного сечения размером 11,3 на 6,67 метра. Для обделки тоннеля применялся кирпич.

Первый немеханизированный проходческий щит, сконструированный британцем Марком Брюннелем, был запатентован в 1818 году. В 1825 году он использовался для сооружения тоннеля в Лондоне под рекой Темзой.

Проходческие щиты стали активно применяться и развиваться после того, как обрели привычную сегодня цилиндрическую форму и обеспечили возможность применять чугунные тюбинги в качестве обделки. В 1869 году британский инженер Джеймс Грейтхед изобрел тоннелепроходческий щит цилиндрической формы, ставший прародителем высокотехнологичных ТПМК.

Современные механизированные щиты или механизированные тоннелепроходческие комплексы (ТПМК) позволяют практически полностью исключить ручной труд, механизируя все процессы, связанные с проходкой и монтажом обделки тоннеля.

Механизированный проходческий щит обеспечивает механическую разработку грунта в забое и его удаление из щита с последующей перегрузкой на транспортные средства. Разработка грунта производится за счет вращающегося на оси щита стального ротора с резцами, после чего грунт подается на конвейерную ленту, а с него — на вагонетки.

В функции механизированного щита входит крепление контура выработки, обеспечение устойчивости лба забоя, изоляция кольцевого зазора между внутренней поверхностью оболочки щита и наружной поверхностью обделки. Механизм, расположенный в хвостовой части щита, обеспечивает быстрый и безопасный монтаж сборной обделки тоннеля.

В СССР проходческие щиты стали использовать в 1934 году на строительстве первой очереди Московского метрополитена (участок «Театральная площадь» — «Лубянка»). В 1936 году на строительстве второй очереди уже работало 30 перегонных и 12 станционных щитов.

Проходческий щит метро

Внедрение механизированных щитов при строительстве тоннелей метрополитенов позволило повысить эффективность проходческих работ и обеспечить комплексную механизацию процессов сооружения тоннелей. Отечественными специалистами разработаны механизированные щиты для работы в породах различной крепости, доказавшие свою эффективность на строительстве линий метрополитенов в различных городах.

В пятидесятые годы были созданы механизированные проходческие щиты с планетарным исполнительным органом (режущие барабаны установлены на валах с возможностью вращения вокруг собственных осей): Ленинградский, Л-1 и Московский 105М, а также щиты с роторным исполнительным органом (режущие элементы вращаются параллельно забою) типа Киевский.

Результаты испытаний Ленинградского щита оказались настолько успешными, что была изготовлена партия из шести щитов, используемых на проходке перегонных тоннелей с 1949 года. С их помощью сооружено около 70 км перегонных тоннелей.

Ленинградский механизированный щит имеет планетарный привод мощностью 80 кВт, режущий рабочий орган из четырех дисков-фрез, каждая из которых оснащена 12 стержневыми резцами, армированными твердым сплавом; подача на забой гидравлическая.

Первый механизированный щит для строительства Московского метрополитена был создан в 1953 году. Он предназначался для механического разрушения горных пород крепостью до 175—200 кгс/см 2 и был выполнен по типу Ленинградского механизированного щита, с планетарным режущим органом — двумя рабочими дисками по 24 резца на каждом. С его помощью были построены 623 м перегонного тоннеля на Рижском радиусе.

Механизированные щиты с активным пригрузом забоя

При проходке тоннелей в слабых водонасыщенных породах используют механизированные щиты с активным пригрузом забоя. В этом случае перед забоем сооружается герметичная перегородка, отделяющая призабойное пространство от другой части щита.

Призабойное пространство заполняется под давлением:

• сжатым воздухом (воздушный пригруз)
• уплотненным грунтом (грунтопригруз)
• раствором бентонитовых глин (гидропригруз)

Это позволяет уравновесить гидростатическое давление грунта и воды со стороны забоя и предохранить забой от обрушения. Разработанный в забое грунт выдается в тоннель с помощью шнека или гидротранспорта.

В настоящее время в мировой практике применяются роторные тоннельные проходческие механизированные комплексы (ТПМК) наружным диаметром до 15 метров, на некоторых масштабных стройках работают щиты – гиганты диаметром свыше 17 метров

Крупнейшие мировые производители механизированных тоннелепроходческих комплексов:

• Herrenknecht AG (Германия)
• Hitachi, Ltd (Япония)
• LOVAT (Канада)
• Robbins (США)
• Wirth (Германия)

Самый большой щит в мире Herrenknecht диаметром 19 метров должен был построить Орловский тоннель под рекой Невой в Санкт-Петербурге. К сожалению, этот проект так и не был реализован.

Устройство проходческого щита

Щитовой проходческий комплекс с гидропригрузом

1 – рабочий орган щита; 2 – призабойная стена; 3 – камнедробилка; 4 – кессонная камера; 5 – герметичная диафрагма; 6 – декомпрессионная камера; 7 – домкраты; 8 – трубопровод подачи суспензии; 9 – блокоукладчик; 10 – щетки герметизации; 11 – кольцевой зазор (заполняется раствором)

Щитовой проходческий комплекс с грунтопригрузом

1 – рабочий орган щита; 2 – герметичная призабойная камера; 3 – переборки для перемешивания породы; 4 – перегородка призабойной камеры; 5 – винтовой конвейер; 6 – блокоукладчик; 7 – щетки герметизации; 8 – кольцевой зазор (заполняется раствором); 9 – блочная обделка

Выберите интересующую статью:

19 октября, 2022

18 октября, 2022

17 октября, 2022

17 октября, 2022

14 октября, 2022

13 октября, 2022

Расскажите о нашей статье своим друзьям,
поделившись ссылкой в социальной сети

Источник: undergroundexpert.info

Проходческий щит: самое важное и интересное

Время чтения: 8 минут

Проходческий щит — подвижная конструкция из металла, которую применяют для монтажа тоннелей в метро. Первые проходческие щиты являли собой технику с двигателями в виде паровых машин. Постепенно механизм усложнялся, претерпевал изменения.

В современном мире в среде профессионалов чаще используется аббревиатура ТМПК, нежели «проходческий щит». ТМПК — это общее название механизированных высокотехнологичных комплексов, почти полностью исключающих ручной труд. Своего рода бур для строительства метро, который выполняет проходческие работы под дорогой. Сюда могут входить щитовые домкраты, оборудование для разработки пластов породы, возведения крепи и многое другое.

Видео: работа метропроходчика (m24.ru)

Виды проходческих щитов и сферы применения

Далее немного поговорим о классификации проходческих щитов. Существует два вида щитовых проходческих комплексов: механизированные и немеханизированные щиты. Последние применяют лишь в качестве защиты забоя от разрушения, чтобы обезопасить строителей.

Также ТМПК можно классифицировать в зависимости от вида пригруза. Без оборудования этого типа невозможно проложить тоннель в слабой водонасыщенной породе. Инженерам приходится позаботиться об активным пригрузе забоя. То есть забой и щит разделяют герметичной перегородкой. Далее получившееся пространство заполняется:

• гидрогрузом (раствором бентонитовых глин);
• воздушным пригрузом (сжатым воздухом);
• грунтопригрузом (уплотнённым грунтом).

Процесс, осуществляемый непременно под давлением, помогает уравновесить гидростатическое давление грунта и жидкости, обезопасив тем самым забой от разрушения. К слову, грунт из забоя поступает в тоннель при помощи шнека или гидротранспорта.

История появления проходческих щитов

Первый немеханизированный тоннелепроходческий щит более 100 лет назад сконструировал Марк Брюннель. Оборудование было опробовано через 7 лет, в 1925 году, при строительстве тоннеля в Лондоне, под Темзой.

Строительство тоннеля в Лондоне

Большое распространение проходческие щиты получили лишь в конце 70-х годов XIX века. Именно тогда была изменена конструкция оборудования (форма стала цилиндрической; появились тюбинги). Прародителем же современных ТМПК считается детище британца Джеймса Грейтхеда. Ещё через 30 лет, в 1896 году, Джон Прайс дополнил щит Грейтхеда ротором.

В наши дни применяются только механизированные тоннелепроходческие комплексы (тпмк), которыми роют тоннели . В их задачи входят такие работы, как разработка грунта, удаление из оборудования, погрузка на транспорт. Помимо этого, проходческий комбайн способен выполнять следующие функции:

• крепление контура выработки;
• монтаж сборной обделки тоннеля метро;
• изоляция кольцевого зазора и прочее.

В СССР щитовая проходка для метро стала применяться с 1934 года. Тогда проходческий щит Markham закупили в Англии. Оценив новинку для метростроя, легендарный Серго Орджоникидзе поставил перед инженерами задачу: разработать документацию и выпустить точно такой же тоннелепроходческий щит.

Строительство Московского метро

Не прошло и двух месяцев, как конструкторы сделали невозможное. Был запущен первый советский механизированный щит, работавший параллельно с английским.

Так был построен участок от станции «Театральной» до «Лубянки». Через пару лет под землёй работало 42 щита (как стационарных, так и перегонных). Уже в 50-е годы Главтоннельметрострой применил устройство для работы с породами разной крепости. Небольшой партии проходческих щитов хватило на обустройство 70 км линий.

Промышленное оборудование опробовали в Ленинграде, а затем в других городах. Появились тоннелепроходческие щиты с планетарным исполнительным органом. Особенность такого комплекса состоит в том, что режущие барабаны фиксируются на валах и могут вращаться вокруг своей оси. Диски-фрезы оснащались резцами, покрытыми твёрдым сплавом. Подача на забой была гидравлической.

Рабочие инструменты проходческих щитов

Рабочие инструменты проходческих щитов рассчитаны на то, чтобы воздействовать на забой методами резания, вдавливания или же комбинированным способом. Вдавливание применяется в сыпучих, илистых и глинистых грунтах, которые именуются также мягкопластичными.

Вдавливание осуществляет головная часть ТМПК. Тут находятся ножевые кольца, режущие полосы (горизонтальные или наклонные) и окончатые диафрагмы. Через них порода попадает внутрь щита. Отбор грунта выполняют гидроэлеваторы или же специальные земленасосные установки.

В некоторых случаях разработка забоя осуществляется при помощи водяной струи. Сам проходческий щит может работать как поступательно, так и вращаться.

Как устроен проходческий щит?

Чтобы понять, как устроена щитовая проходка для метро, взгляните на схему.

Щитовой проходческий комплекс с гидропригрузом

Устройство проходческого щита

1 – рабочий орган щита; 2 – призабойная стена; 3 – камнедробилка; 4 – кессонная камера; 5 – герметичная диафрагма; 6 – декомпрессионная камера; 7 – домкраты; 8 – трубопровод подачи суспензии; 9 – блокоукладчик; 10 – щетки герметизации; 11 – кольцевой зазор (заполняется раствором).

Щитовой проходческий комплекс с грунтопригрузом

Рабочие инструменты проходческого щита

1 – рабочий орган щита; 2 – герметичная призабойная камера; 3 – переборки для перемешивания породы; 4 – перегородка призабойной камеры; 5 – винтовой конвейер; 6 – блокоукладчик; 7 – щетки герметизации; 8 – кольцевой зазор (заполняется раствором); 9 – блочная обделка.

Производители проходческих щитов

Десятки заводов на планете выпускают промышленное оборудование, включая проходческие щиты, мембранные насосы, запчасти. Назовём ряд известных производителей оборудования для метростроя.

• LOVAT (Канада). Фирма не только продаёт машины, но и восстанавливает оборудование.
• Wirth и Herrenknecht AG (Германия). «Херренкнехт» поставляет проходческие щиты в разные страны, для всех типов грунтов.
• Robbins (США).
• Hitachi, Ltd (Япония). Основана в 1976 году. Выполнено огромное количество заказов.

Промышленные тоннелепроходческие насосы

В проходческих щитах используется насосное оборудование следующих принципов действия и марок для различных задач:

Пневматические поршневые насосы

Перистальтические насосы

Пневматические мембранные насосы

Винтовые насосы

Самый большой проходческий щит в мире

Строительство метро сегодня (m24.ru)

Чтобы понять, какой проходческий щит в мире — самый большой, обратимся к мировому опыту. Мы составили ТОП-5 тоннелепроходческих комплексов. Рядом с названием указан диаметр землепроходческого щита.

1. ТПМК Миксщит, 17, 6 м (Гонконг).

2. ТПМК Берта, 17, 48 м (Сиэттл).

3. ТПМК Миксщит, 15, 76 м, изготовленный на заказ для строительства тоннеля в Ухане, под Янцзы.

4. ТПМК Мартина, 15, 62 м (Спарво).

5. ТМПК Миксщит, 15, 43 м. Разработан для Хуанчджоу.

Необычный факт: самый большой проходческий щит в мире (19 м) планировал разработать концерн «Херренкнехт» для Орловского тоннеля под Невой. Увы, проект реализован не был.

Ремонт и обслуживание насосного оборудования в проходческих щитах

Своевременный ремонт и обслуживание насосного оборудования позволяет обеспечить более длительный срок службы проходческому щиту. В зависимости от характера неисправности, специалисты могут:

• сменить прокладки в насосе, кольца уплотнителя, подшипники;
• набить сальники;
• устранить разбег ротора;
• отцентровать, покрасить насос;
• провести ревизию и почистить механизмы;
• заменить и отрегулировать комплектующие;
• отбалансировать, срезать или нарастить рабочее колесо и так далее.

Чтобы по максимуму избежать крупных ремонтов насосного оборудования в проходческих щитах, лучше заказать профессиональное техническое обслуживание. Наша компания выполняет подобные виды работ. При обслуживании дорогостоящего насосного оборудования необходимо использовать оригинальные запчасти . Выход из строя насосного оборудования может остановить работу проходческого комплекса, поэтому всегда нужно держать необходимые запчасти для ремонта в резерве.

Удивительные факты о проходческих щитах

• Проходческим комплексам присваивают имена жён руководителей. Возможно, вам встречались такие имена проходческих щитов, как «Аврора», «Алеся», «Светлана», «Татьяна». Упомянем также ТПМК «Роза», «Виктория», «Надежда» (S-782) и «Наталия».

• Самые большие проходческие щиты для метростроя сравнимы по высоте с пятиэтажным домом.
• Мировой рекорд скорости проходческого щита числится за метрополитеном Санкт-Петербурга. В 1981 году щит КТ-1-5,6 проходил 1240 метров в месяц.
• На современных проходческих щитах для метро устанавливают около 15 электродвигателей. Их мощность поражает: до 6375 лошадиных сил.
• Благодаряwidth=»80%» height=»80%» щиту не только прокладывают тоннели, но и тянут уйму груза, начиная от генераторов и заканчивая пожарным оборудованием.
• Пройти в щит можно через двери. Внутри находятся, к примеру, ножи, выгрызающие грунт.
• Ежедневно ТПМК вырывает столько породы, что требуется не один десяток грузовых машин, чтобы всё вывезти.
• Проходческий щит перевозят с места на место, предварительно разобрав комплекс на компоненты поменьше. Демонтаж «подземных червей» — сложная инженерная операция.
• Бытует легенда, что изобретатель Марк Брюннель придумал идею создания проходческого щита, когда увидел однажды, как корабельный червь точит древесину. Голова этого моллюска была защищена жёсткой раковиной с зазубренными краями.
• Сколько приблизительно стоит проходческий щит? Комплекс «Берта» обошёлся в 1,35 млрд долларов.
• Первые траншеи для метро в Москве копали по той же технологии, что и в Нью-Йорке. Чтобы рыть грунт, его иногда. замораживали.

Как рассчитываются темпы проходческого комбайна

От скорости проходки щита зависят сроки строительства тоннелей метро. Поскольку проходческий щит принадлежит к классу горного оборудования, используются проверенные формулы. Инженерам необходимо вычислить по формулам:

Источник: www.arkronix.ru

Что такое щит в метро строительстве

Москва меняется

Проходческий щит

Тяжкий ручной труд – в далеком прошлом. Сегодня для прокладки тоннелей метро используются полностью автоматизированную сверхпрочную конструкцию под названием «проходческий щит». Наверное, ее можно сравнить со «стальным червем», который просверливает путь в толще породы, оставляя за собой готовый тоннель. Тяжкий ручной труд – в далеком прошлом.

Сегодня для прокладки тоннелей метро используются полностью автоматизированную сверхпрочную конструкцию под названием «проходческий щит». Наверное, ее можно сравнить со «стальным червем», который просверливает путь в толще породы, оставляя за собой готовый тоннель.

Кстати, по легенде, изобретатель первого в мире «проходческого щита» англичанин Марк Брунель действительно придумал такую конструкцию после того, как пригляделся к «работе» обыкновенного корабельного червя, когда служил на флоте. Он заметил, что голова моллюска покрыта жесткой раковиной, помощью зазубренных краев которой червь буравил дерево, оставляя за собой на стенках хода гладкий защитный слой извести

Идея машины, которая в разы упростила прокладку тоннелей, оформилась в конструкцию в 1817 году, когда русский император Александр I обратился к Брунелю с просьбой спроектировать тоннель под Невой в Санкт-Петербурге. Правда, в России инженеру поработать так и не удалось – император в конечном итоге решил возвести в намеченном месте мост

Тем не менее, в 1818 году первый щит Брунеля был запатентован, а в 1825 году с его помощью началось строительство тоннеля под Темзой.

В первой машине грунт выбирали сразу 36 шахтёров, располагавшихся каждый в своей ячейке. После выемки грунта на несколько сантиметров щит сдвигали немного вперёд. Это была непростая работа, учитывая постоянно просачивающуюся воду (дно реки располагалось всего в нескольких метрах выше сводов этого двойного тоннеля).

Несколько наводнений в забое унесли жизни семи рабочих, а однажды чуть не погиб сын Брунеля. Более того, на подземной стройке не раз вспыхивал болотный газ. И всё же работа завершилась триумфом. В первый же день после открытия удивительного сооружения через туннель прошли 15 тысяч человек. С тех пор Великобритания заслуженно считается пионером щитовой проходки, а сам щитовой метод в специальной литературе получил название «лондонский».

В нашей стране в метростроении проходческий щит был впервые использован в 1934 году для проходки сложного участка первой очереди московского метро между Театральной площадью и Лубянкой

А при строительстве второй очереди московского метро на трассах одновременно уже работало 42 щита – рекорд по объему используемой техники. С тех пор по этой технологии сооружено более 70% метротоннелей столицы, то есть все станции неглубокого заложения. Московские строители первыми в мире с помощью тоннелепроходческих щитов стали прокладывать наклонные тоннели.

На первых щитах, как уже отмечалось, грунт выбирался рабочими вручную с помощью отбойного молотка и удалялся через уже построенный тоннель на вагонетках. Для движения щита вперед использовались винтовые домкраты, которые упирались в готовый участок тоннельной обделки и толкали машину вперед.

Размеры тоннелей росли, совершенствовалась и конструкция «червя»: в передней его части появились горизонтальные площадки, которые позволили рабочим разрабатывать грунт одновременно с двух (а иногда и более) ярусов. Однако из-за большого количества ручного труда и частых аварий скорость проходки оставляла желать лучшего.

Значительно ускорило процесс использование сборной обделки из крупных элементов — первоначально — чугунных тюбингов. Гигантские кольца, формирующие тоннели, стали собирать из нескольких элементов

Следующим этапом «эволюции» тоннелепроходческих комплексов стала разработка конструкций с так называемым «грунтопригрузом». При работе такого щита порода подается сначала в герметичную камеру, из которой грунт по принципу «мясорубки» удаляется с помощью шнекового конвейера.

Сегодня тоннели строятся в самых сложных инженерно-геологических условиях, и современные щиты рассчитаны на проходку тоннелей в различных грунтах, в том числе и в неустойчивых. Комплексы работают в два цикла: сначала разрабатывают грунт, затем возводят обделку, производя монтаж блоков. Средняя скорость «проходки» щитов сегодня — 80-100 м в месяц, средняя стоимость – 20 млн евро.

В метро нужны и наклонные тоннели — для эскалаторных зон. По заказу Мосметростроя канадская фирма Lovat разработала и изготовила тоннелепроходческий комплекс с наружным диаметром 11 м для прокладки эскалаторных тоннелей. Используя агрегат, столичные метростроевцы первыми в мире совершили щитовую проходку тоннеля для эскалаторов. Это произошло на станции «Марьина Роща».

Кстати, будни метростроителей вовсе не лишены романтики: когда-то Ричард Ловат, основатель всемирно известной фирмы-изготовителя тоннелепроходческих щитов LOVAT, решил, что все комплексы, произведенные его компанией, будут носить женские имена в честь покровительницы подземных работ Святой Барбары. С его легкой руки родилась традиция — присваивать щитам женские имена. Вот почему в Москве трудятся «Клавдия», «Катюша», «Полина» и «Ольга».

Немного о «щитовых» рекордах: самый большой в мире тоннелепроходческий комплекс – это машина диаметром 19 метров, которая за месяц может прокладывать 250-300 метров тоннеля в два яруса, вмещающих четыре полосы автодороги и линию метро. Стоит такое гигантское чудо техники 60-100 млн. евро.

А рекорд проходки – 1240 м в месяц – был установлен в 1981 году щитом КТ-1-5,6 на строительстве перегонного тоннеля в Ленинграде.

И все же лидерство в использовании тоннелепроходческих комплексов принадлежит Москве. В столице щит компании Herrenknecht диаметром 14,2 м успешно завершил проходку первого в России совмещенного автометротоннеля по трассе Звенигородского проспекта под Серебряным Бором. Из 2,5 км трассы 1,5 пройдены щитовым способом.

Сегодня подземная Москва превратилась в огромную стройку – уже к 2015 году в мегаполисе планируется построить более 70 км линий метро. Тоннели для нового московского метро роют более 20 огромных комплексов – «кротов», обеспечивая высокую скорость и качество работы – и армия этих незаменимых машин будет пополняться, чтобы к 2020 году протяженность линий метрополитена выросла в 1,5 раза — до 451,2 км .

При подготовке материала использованы фотографии блогеров livejournal: Александра «Russos» Попова, Вадима Махорова и Николая «Stomaster».

Источник: moskvameniaetsy.livejournal.com