Защитные экраны из труб проектируются при строительстве транспортных тоннелей мелкого заложения и других подземных сооружений для преодоления различных препятствий в виде железнодорожных насыпей, автомагистралей, отдельных сохраняемых, зданий или крупных действующих подземных коммуникаций без вскрытия поверхности и нарушения сохраняемого объекта. С этой целью под сохраняемым объектом по контуру строящегося тоннеля последовательно прокладываются трубы, связанные между собой направляющими замками в сплошной защитный экран. Для повышения несущей способности защитного экрана стальные трубы заполняются бетоном или бетоном с арматурным каркасом. По мере разработки грунта под защитным экраном устанавливаются временные несущие рамы, а затем и постоянная конструкция тоннеля. Диаметр труб определяется расчётом в зависимости от внешней нагрузки и принятого расстояния между временными рамами. Методика расчета и технология возведения защитного экрана из груб приведены в «Рекомендации по проектированию и устройству опережающих экранов из труб с применением МТПК при строительстве тоннелей».

Применение защитных экранов из труб при строительстве подземных сооружений.

Часто возникает потребность в строительстве подземных сооружений (пешеходные переходы, автодорожные тоннели, станции метрополитена) в условиях плотной городской застройки, а также под автодорожными и железнодорожными магистралями. Основная сложность в реализации подобных проектов заключается в том, что работы должны производиться в сложных геологических условиях. Необходимость свести к минимуму осадки дневной поверхности становится главной задачей. Оптимальным решением при строительстве таких объектов является применение опережающей ограждающей крепи (экрана). 

Конструктивным назначением экрана является предупреждение и минимизация деформаций и просадок поверхности, расположенной над сводом тоннеля в период его проходки и крепления. Существуют различные модификации этого способа, отличающиеся материалом, формой и размерами экрана, способами возведения, наличием или отсутствием замковых элементов и др.

По типу защитные экраны подразделяют на:

• металлические экраны из труб;
• железобетонные экраны из труб;
• экраны из стабилизированного закрепленного грунта;
• экраны из опережающей бетонной крепи.

При устройстве экранов применяют следующие технологические способы:

• продавливание или прокол труб малого диаметра;
• горизонтальное бурение;
• нарезание (фрезерующим или баровым рабочим органом) щелей длиной до 3–4 м и высотой
12-20 см и более;
• щитовую проходку выработок малого диаметра;
• микротоннелирование.

Наибольшее распространение получили экраны из стальных труб, заполненных бетоном с арматурными
каркасами. Технология строительства выработок под защитой экрана из труб состоит из следующих основных
этапов.

1. Проходка вспомогательной выработки (котлована или шахты), в которую устанавливается
необходимое оборудование для создания экрана – буровые и домкратные установки.

2.Устройство опережающей защитной крепи. Стальные трубы продавливают над перекрытием либо
по всему периметру вдоль оси выработки. В устойчивых грунтах их располагают с зазорами 15–20 см.
При продавливании труб в неустойчивых грунтах их соединяют между собой с помощью
замковых устройств по типу шпунта (рис. 1). В этом случае достигается повышение точности задавливания и
упрощается контроль, так как замковые устройства служат направляющими для вновь надавливаемых труб,
сокращается поступление воды сквозь экран. После завершения работ по продавливанию трубы заполняют бетоном.

Тоннель под насыпью железной дороги строили закрытым способом. Перед началом работ по проходке тоннеля по периметру будущей конструкции был устроен экран из труб с помощью технологии микротоннелирования. Каждая стальная труба залавливалась в грунт с помощью микротоннельно- го оборудования, включающего микрощит и домкратную станцию. После задавливаиия внутреннее пространство каждой трубы заполняли бетоном. Затем разрабатывали грунт под защитой экрана из труб и устанавливали стальные рамы крепления (рис. 3.3). После проходки всего подэкранного пространства возводили несущую железобетонную конструкцию тоннеля с омоноличиванием стальных рам крепления труб экрана

.