15.5. Метод микротоннелирования

Микротоннелирование широко используется для прокладки коммуникаций в различных условиях городской среды, где в зависимости от диаметра тоннельная проходка может быть использована для двух основных целей:

- полупроходной подземный канал внутренним диаметром 1,6 – 1,8 м с учётом возможного прохода ремонтных и эксплуатационных рабочих, в котором прокладывается система трубопроводов и различных коммуникаций (телефон, электрокабель и др.);

- проходной подземный канал диаметром более 2,0 м, где на стенках тоннеля или на специальных подставках (этажерках) размещаются трубопроводы, кабельные и проводные коммуникации и даже пути для перемещения рабочего микротранспорта.

Микротоннели в настоящее время обычно устраиваются способом продавливания или горной проходкой. Точность проходки тоннеля осуществляется компьютерным комплексом управления с применением системы лазерного ведения щита. Прокладка микротоннеля может осуществляться по сложному извилистому пути для обеспечения оптимального направления и выхода в необходимые по проекту точки. На рис 15.6 показана схема прокладки тоннеля через 10 участков подземной трассы.

Метод продавливания, как правило, применяется для устройства коротких тоннелей на расстоянии до 100 м, так как для продавливания тоннельных труб требуются большие усилия и прочные упоры для домкратов(см. рис. 15.7).

Рис. 15.6. Схема прокладки тоннеля по сложному пути от пункта 1 до пункта 2.

Р ис. 15.7. Домкратные устройства для продавливания труб тоннеля

При строительстве тоннеля методом горных проходок его длина практически неограниченна, поэтому этот метод широко используется, как в дорожном строительстве, так и для прокладки трубопроводов. Например, в конце прошлого столетия был построен методом горной проходки подводный тоннель длиной 778 м с наружным диаметром 2,5 м (внутренний диаметр 2,0 м) под рекой Нева в Ленинградской области для нефтепроводов Балтийской Трубопроводной Системы (БТС-30) на глубине от 10 до 25 м.

В современном строительстве, как правило используют специальные полуавтоматические горно-проходческие комплексы (проходческие щиты).

В головной части проходческого щита имеется землеройное оборудование со сменными резцами экскаваторным или фрезерным рабочим органом, форма и прочность которых устанавливается в зависимости от состояния горных пород на пути прокладки тоннеля. В хвостовой части проходческой машины размещены механизмы для монтажа бетонных сегментов (тюбингов), с помощью которых создаётся единое тоннельное кольцо.

После проходки проходческим щитом определенного расстояния, кратного ширине тюбинга, пройденный участок тоннеля закрепляются бетонными сегментами. Перемещение проходческого щита осуществляется гидродомкратами, упирающихся в готовый участок бетонного тоннельного кольца.

Главное преимущество микротоннеля перед другими способами устройства подводных или подземных прокладок трубных и других коммуникаций заключается в следующем:

- сохранность окружающей среды;

- простота выполнения строительно-монтажных работ;

- удобство обслуживания и ремонта повреждённых участков трубопровода и коммуникаций, проложенных в тоннеле;

- при проходке тоннеля не требуется бурового раствора, так как нет сопротивления трению при установке тюбингов.

- можно применять в любых геологических условиях.

- обеспечивается долговечность трубопроводов и коммуникаций.

Достоинством этого метода является также то, что. В скальном грунте мелкие фракции – небольшая помеха для данного метода.

При устройстве тоннелей длиннее 100 м устраивают промежуточные домкратные станции (см. рис. 15.8).

Р ис. 15.8. Схема микротоннелирования подводного участка

Для гидроизоляции стен микротоннеля применяют двухкомпонентные полиуретановые пены повышенной консистенции со сверхбыстрым схватыванием для скрепления гидроизоляции конструкций в условиях доступа значительного количества грунтовых вод.

Технология микротоннелирования позволяет прокладывать трубопроводы в грунтах любой категории - от неустойчивых суглинков и водоносных песков до скальных пород. В зависимости от категории грунта подбирается соответствующий режущий орган проходческой машины, что позволяет добиться оптимальных скоростей и параметров проходки.

Передовая система управления комплексами обеспечивает удовлетворяющую самым высоким требованиям точность проходки и позволяет в каждый момент времени контролировать показатели, полностью характеризующие положение проходческого щита, параметры его движения, а также параметры работы его основных узлов и механизмов.

Проходческие комплексы построены по модульному принципу, что позволяет перебазировать их с одного объекта на другой и максимально сократить сроки монтажа оборудования

Каждый комплекс включает в себя: контейнер управления; отстойник; тельферную эстакаду; раму продавливания; транспортирующий и питающий насосы; тоннелепроходческий щит; соединительные линии; лазер; бентонитовый насос.

Разработка грунта ведется роторным рабочим органом. Из отстойника, расположенного на поверхности, вода по соединительным линиям подается питающим насосом в призабойную зону, где она смешивается с разработанным грунтом и транспортирующим насосом по соединительным линиям подается в отстойник. В отстойнике происходит осадка грунта, после чего вода снова используется в технологическом процессе, а осажденный грунт вывозится.

Поступательное движение проходческому щиту передается от рамы продавливания через став труб. Трубы потом остаются в грунте в качестве трубопровода.

Проходческий щит имеет управляемую головку, что позволяет изменять направление движения щита и прокладывать трубопроводы как по прямым, так и по искривленным трассам.

Широкое применение данного метода позволяет повышать надежность прокладываемых трубопроводов, экономить средства, сокращать сроки строительства и, что немаловажно, не наносит вреда окружающей среде.