Чтение онлайн

2.5. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЩИТОВОЙ ПРОХОДКИ

Техника щитовой проходки стремительно развивается, ниже приведены основные тенденции развития:

(1) Максимум вызовов.

1. Еще больший диаметр: диаметр туннелепроходческого щита становится все больше и больше. Территория Китая обширна, различные реки текут вдоль и поперек, во многих городах ведутся работы вдоль течения, а иногда и через реки. Вместе с бурным развитием китайской экономики в геометрической прогрессии растет спрос на городские и железнодорожные коммуникации, коммуникационные туннели для пересечения рек и морей, но одновременно с этим все сложнее в городских условиях найти пространство для постройки мостов. Со временем на железной дороге увеличивается скорость поездов, чтобы уменьшить занимаемую территорию, двухпутные туннели являются направлением развития; автомобильные дороги: повышается категория дорог, поток машин все больше и больше, что влечет за собой постоянное увеличение сечения туннелей; при таких тенденциях появляется все больше и больше работ, где задействован проходческий щит большого диаметра.

2. Туннели еще длиннее: длина туннелей со временем увеличивается.

3. Еще более высокое давление воды: возникает все больше и больше туннелей, которые преодолевают водное пространство, поэтому требования к герметизации и водному давлению, которое несет проходческая установка, все выше и выше.

4. Еще глубже: необходимо избегать прокладывания маршрута на перекрещевании грунтов и скальных пород, трудно выполнять работы при условиях, когда верхние слои – мягкие грунты, а нижние – твердые. Необходимо по максимуму применять проходку в однородных породах, поэтому при выборе маршрута глубина заложения становится все больше.

5. Еще более высокая скорость проходки: скорость проходки становится все выше и выше.

6. Более запутанные геологические условия: возникают требования к адаптации все более сложных геологических условий.

(2) Более безопасно и экологично.

При производстве работ щитовой проходке все больше внимания уделяется экологии и безопасности.

(3) Более сложные функции, простое управления, проектирование более гуманно.

Требования к трудоемкости все ниже; все выше требования к качествам операторов.

(4) Более продолжительный срок эксплуатации.

Продвижение вперед технологий, надежный и долгий срок эксплуатации щита являются одним из ключевых факторов при гарантировании сроков строительства, а также ключевым фактором успеха производства.

(5) Повышенная адаптация к геологическим условиям.

В сложных условиях проходческий щит может преодолевать как скальные грунты, так и мягкие грунты и породы с гравием. При проектировании требуется от резцовой головки адаптация к различным слоям.

(6) Цифровизация проектирования проходческого щита, модулизация производства, интеллектуализация управления и повышение знаний сервиса услуг.

Подобно автомобилям без водителя, развитие технологий щитовой проходки идет в сторону цифровизации, интеллектуализации и управления без человека, осуществляется автоматическая интеллектуальная проходка и менеджмент. В дальней перспективе китайские технологии проходки – это оцифрованное проектирование, интеллектуализированная проходка, менеджмент удаленного типа. То есть введя геологические данные и параметры конструкции туннеля можно спроектировать туннелепроходческий комплекс, подходящий под инженерно-геологические и гидрометеорологические условия; производство работ реализуется через интеллектуальную проходку без операторов, это делается удаленно в офисе, контролируя производственный процесс. В офисе можно получить прямо на экране компьютера изображение с места производства работ и технические параметры щита, а также отдать приказ для управления проходкой. Технические специалисты нужны лишь в офисе, чтобы управлять всеми комплексами, распространенными по всему миру.

3.1. ТЕХНОЛОГИИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

Цель геологических изысканий заключается в исследовании инженерно-геологических и гидрометеорологических условий там, где будет располагаться туннель, а также в определении влияния производства работ и эксплуатации туннеля на сохранность окружающей среды. Это делается, чтобы предоставить необходимые изыскательские материалы для планирования, проектирования и производства работ, а также чтобы провести анализ существующих горных пород и окружающей среды и выдать рациональные проект проектирования и меры производства работ, тем самым обеспечив экономичное, безопасное и надежное производство работ. Этап изысканий должен быть совмещен с этапом проектирования, обычно изыскания подразделяются на три этапа: ТЭО, первоначальные изыскания и подробные изыскания.

3.1.1. Способы туннельных изысканий

Туннельные изыскания главным образом включают в себя коллекционирование и исследование имеющихся материалов; исследования, съемку и изыскания; испытания и длительное наблюдение и другие виды. Вместе с развитием науки применяются все новые технологии в изыскательских работах. Целью изысканий является обеспечение безопасного, быстрого и экономичного производства работ методом щитовой проходки. Изыскания можно разделить на общие исследования, исследования преград, изыскания рельефа и геологические изыскания. Благодаря изысканиям можно получить основную документацию, которая понадобится на каждом этапе планирования, проектирования, производства работ и менеджмента эксплуатации. Результаты изысканий также необходимы для выбора местоположения туннеля и маршрута, являются доказательной базой для проведения МОС и способов осуществления работ, определяют масштаб производства. Поэтому при изыскательских работах необходимо полноценно продумать и реализовать вышеуказанные пункты.

1) Общие исследования

Главным образом под общими исследованиями понимается исследование текущей обстановки и планирования грунтов, дорожных коммуникаций, защиты окружающей среды и архитектурных находок, подземных вод, производственной площадки, электричества и воды и других условий окружающей среды. Общие исследования ориентированы на изыскания окружающих мест, которые находятся вблизи от проходящего маршрута, главным образом изыскания проводятся для прокладывания маршрута, проведения технически-экономического обоснования и утверждения масштабов строительства.

Исследования текущей обстановки и планировки территории подразумевают под собой использование и планирование с/х земель, горных лесов и водоемов в соответствии с имеющимися картами и проведением изысканий по месту. В городских районах необходимо обратить особое внимание на планирование территории в изучаемом районе (жилые здания, бизнес, индустрия), текущей обстановки, имущественных прав, масштабы производства, ограничительные условия. Необходимо полноценно овладеть различными подземными и надземными факторами, а также хорошо продумать маршрут, проектирование и производство работ.

При производстве работ под землей проходческим щитом необходимо провести изыскания по интенсивности движения, полосе отведения, ограничениям во время обратной засыпки, разработке дорожной одежды. При производстве работ велико влияние расположения вертикальных шахт на дорожные коммуникации. При выборе расположения необходимо полностью продумать функциональность шахты, проходимость потока транспортных средств, расположение площадки, транспортировку и обработку шлака, транспортировку материалов и оборудования и других условий. Изыскания поверхностных воды подразумевают изыскания профилей водоемов (рек, озер и т. д.), конструкции защитных дамб, геологических условий, мостов, водной охранной зоны, водного транспорта и т. д.

Щитовая проходка предъявляет достаточно высокие требования к строительной площадке, использованию воды и электричества. Необходимо провести полноценное исследование по поводу условий поставки.

Изыскания охраны окружающей среды направлены на изучение всевозможных влияний щитовой проходки на окружающую среду, перед началом и в процессе производства работ необходимо провести различные изыскания.

При возникновении потребности на некоторых объектах по окончанию работ все еще проводятся дополнительные проверки, чтобы овладеть влиянием на окружающую среду, которое включает в себя: шумные звуки и вибрация, деформация фундамента, содержание вредных веществ в болотных газах и газах с недостатком кислорода, химическое бетонирование, обработка и транспортировка шлака.