Щиты для строительства тоннелей в неустойчивых, водонасыщенных и плывунных грунтах

Возведение подземных сооружений в неустойчивых, водонасыщенных и плывунных грунтах является одной из самых сложных инженерных задач в области тоннелестроения, так как связано с проявлениями значительных величин горного давления, подвижками грунтового массива, а также с высокой вероятностью возникновения аварийных ситуаций.

В ранние периоды развития щитовой техники при проходке немеханизированными щитами использовался кессонный способ, при котором крепление лба забоя и отжатие воды в глубь массива производилось путем создания избыточного давления воздуха на участках преодоления зон слабых грунтов. В настоящее время работа людей при повышенном давлении воздуха в забое в большинстве стран законодательно запрещена из-за существенного негативного влияния на здоровье.

На современном этапе развития тоннелестроения для проходки тоннелей в сложных и особо сложных инженерно-геологических условиях используются специальные щитовые механизированные комплексы. В зависимости от особенностей грунтов, величин горного и гидростатического давлений, глубины заложения и прочих факторов в изолированной призабойной камере этих щитов используется пригруз сжатым воздухом (воздушный пригруз), грунтовой пробкой (грунтовый пригруз) или раствором бентонитовых глин (гидропригруз), уравновешивающий гидростатическую нагрузку на забой и препятствующий его обрушению.

Пример щита с активным пригрузом забоя приведен на рис. 6.7.1. Подробно специализированные щитовые комплексы будут рассмотрены во второй части настоящего пособия.