Оценка параметров для выбора механизированной техники проходки тоннелей

Обзор: Оценка параметров, влияющих на методы механизированной проходки тоннеля, обеспечивает принятие обоснованных решений. Этот процесс обеспечивает:
Приоритизация параметров: Определение наиболее важных факторов для согласования решений с потребностями проекта.

Руководство для проектировщиков: Обеспечение учета всех существенных факторов на этапе проектирования.
Валидация для подрядчиков: Подтверждение того, что подрядчики обладают всей необходимой информацией для эффективной реализации выбранного метода проходки тоннеля.
Учитывались ключевые параметры
На выбор механизированной проходческой техники влияют следующие категории:
Естественные ограничения:
Такие факторы, как геология, сейсмическая активность и экологические нормы, определяют выбор методов проходки тоннелей для обеспечения безопасной и эффективной работы.
Физические параметры:
Идентификация материала: понимание типов почвы и горных пород помогает выбрать правильное оборудование.
Оценка качества: Оценка качества материалов определяет операционные стратегии.
Разрывы: Неисправности или разрывы влияют на выбор и планирование оборудования.
Химический состав воды: Химический состав грунтовых вод может потребовать определенных методов обработки.
Изменяемость: Способность материалов выдерживать механические нагрузки определяет условия эксплуатации.
Механические параметры:
Прочность: Различие между мягким грунтом и твердой породой влияет на выбор оборудования.
Деформируемость: Прогнозирует, как материалы реагируют на нагрузку, направляя проектирование опорной системы.
Потенциал сжижения: Оценка рисков в районах, подверженных сжижению, для обеспечения стабильности.
Гидрогеологические условия:
Наличие грунтовых вод влияет на выбор методов проходки тоннелей и требует принятия мер контроля для предотвращения сбоев во время работы.

Дополнительные факторы:

Абразивность: Твердые материалы вызывают износ оборудования, что влияет на потребности в техническом обслуживании.

Липкость: Липкие материалы усложняют операции, требуя специализированного обращения.
Трение между землей и машиной: влияет на эффективность земляных работ и производительность машины.

Наличие газов: Идентификация опасных газов имеет решающее значение для обеспечения безопасности.

Характеристики проекта:

Размеры и форма: Размер и геометрия туннеля, требования к ударному оборудованию.

Выравнивание: Вертикальное и горизонтальное выравнивание влияет на стратегии выемки грунта.
Чувствительность к окружающей среде: Минимизация воздействия на чувствительные районы имеет важное значение.

Ограничения на работе: Городские или ограниченные условия требуют специальных методов.

Аномалии грунта:
Неожиданные условия создают проблемы. Основные соображения включают в себя:
Неоднородность: Изменения в составе грунта влияют на производительность оборудования.
Препятствия: Естественные или искусственные барьеры требуют стратегического планирования.
Пустоты: Работа с геологическими пустотами требует тщательной подготовки для обеспечения безопасности.

Оценка обеспечивает структурированный подход к выбору оптимального метода механизированной проходки тоннеля. Учитывая эти параметры, проектные группы могут обеспечить хорошо информированный дизайн, эффективное сотрудничество с подрядчиками и бесперебойную реализацию проекта

1 Машины не обеспечивают немедленную поддержку
1.1 Проходческие машины стрелового типа
Эти агрегаты подходят для связных грунтов и мягких пород, с пределами прочности на сжатие выше 30-40 МПа (R3-R5). Эффективность машины связана с весом. Улучшение грунтов необходимо для управления притоком воды в водоносные грунты. Глинистые почвы могут привести к засорению резцов; Могут потребоваться альтернативные методы или исследования.

1.2 ТПМК с главной балкой
Идеально подходит для тоннелей постоянного сечения в породах R1-R4. Для более низких классов прочности (R3b-R4) может потребоваться увеличение поверхностей захвата. В случаях изменений грунта, вызванных водой, бетонный переворот может помочь движению. ТПМК должны иметь системы быстрой поддержки для стабилизации. Для более высоких классов прочности (R1-R2a) при проектировании ТПМК следует учитывать коэффициенты производительности. При использовании абразивных грунтов решающее значение имеют системы безопасности и охлаждения резцов (распыление воды, удаление пыли).

1.3 Развертки туннелей
Они используются для больших горизонтальных или наклонных туннелей в скальной породе (R1-R3). Преимущества включают в себя предварительную оценку грунта, уплотнение и дренаж. Пилотные отверстия обеспечивают вентиляцию и временную опору.
2 машины для немедленной поддержки периферийных устройств

2.1 ТПМК с открытым захватом
Подходит для классов прочности горных пород R1-R3. Щит обеспечивает немедленную поддержку, особенно полезную при возникновении геологических трудностей. Однако его эффективность зависит от способности грунта справляться с радиальной тягой.

2.2 ТПМК с открытым забоем и сегментным щитом
Требуется полная облицовка туннеля для поддержки. Применяется в мягких породах и мягких грунтах со стабильными забоями туннелей (R4-R5). Щит и футеровка могут усложнить работу при столкновении с геологическими препятствиями.

2.3 ТПМК с двойным щитом с открытым забоем
Он сочетает в себе радиальные захваты и продольную тягу, что полезно, когда нужна футеровка. Этот метод позволяет выполнять бурение во время установки футеровки, но для этого требуется стабильная земля или футеровка.

3 машины для немедленной фронтальной и периферийной поддержки
3.1 ТПМК с механическим щитом
Оснащенные регулируемыми затворами и периферийными уплотнениями, эти ТПМК пассивно поддерживают забой и подходят для мягких пород или уплотненного грунта с минимальным давлением воды.

3.2 ТПМК со сжатым воздухом
Эффективен в грунтах с низкой проницаемостью без значительных разрывов, часто используется для небольших туннелей. Не подходит для неоднородных или органических почв из-за таких рисков, как резкая потеря давления или возгорание.

3.3 ТПМК с шламовым щитом
Предназначен для зернистых грунтов и слабых грунтов, способен справляться с высокой проницаемостью с помощью специальных шламов. Правильное обращение с навозной жижей сводит к минимуму осадку, но загрязненная почва может потребовать специальной адаптации.

3.4 Машины для балансировки давления на землю (ТПБМ)
EPBM подходят для связных грунтов, которые могут образовывать пробку в шнековом конвейере. Они работают с проницаемыми грунтами (от 10-3 до 10-4 м/с) и требуют удержания из-за разрывов. В твердом грунте могут потребоваться добавки или твердая наплавка.