RU2069757C1

RU2069757C1 - Method for construction of tunnel

Info

Publication number: RU2069757C1
Application number: RU94024020A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Иванович Керусенко; Александр Николаевич Семенов; Сергей Николаевич Стогов
Original assignee: Эдуард Иванович Керусенко; Александр Николаевич Семенов; Сергей Николаевич Стогов
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 1996-11-27
Also published as: RU94024020A

Abstract

FIELD: construction, particular, methods for construction of tunnel from separate members of support by pushing through. SUBSTANCE: method for construction of tunnel includes excavation of ground in face, alternate installation of support members 14 in mounting room 1, arrangement of unit 10 of powered set inside support member 14; fastening to it of supporting device 11 behind the end of support member 14; installation of safety member on the supporting device 11 and moving of support member 14 together with unit 10 of powered set with the help of pressing cross-piece 5 and power plant 3. Each next support member 14 is moved and installed immediately adjacent to safety locked member and in a spaced relation to supporting device 11 of the foregoing unit 10 of powered set. When all support members are moved, alternate and successive withdrawal of supporting devices 11 and unit 10 of powered set through mounting room 21 is undertaken beginning from dismantling of supporting device 11 secured to main unit 10 of powered set. After dismantling each unit 10 of powered set, installed in gap C formed between end faces of adjacent support member 14 after dismantling of supporting device 11, is sealing closed member 22 and support members 14 are additionally moved to be engageable with installed sealing closed member 22. EFFECT: provision of qualitative joint sealing and removal from support member of load of the total force of support members in the process of their pushing through. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам сооружения тоннеля из отдельных элементов крепи методом проталкивания. The invention relates to the field of construction, and in particular to methods of constructing a tunnel of individual support elements by pushing.

Известен способ сооружения тоннеля, включающий разработку породы в забое, установку элементов крепи в монтажной камере, установку прокладки по торцу элемента крепи, установку нажимной траверсы, перемещение элементов крепи, возврат нажимной траверсы в исходное положение и заделку стыков элементов крепи после их проталкивания (С.Э.Эткин, В.М.Симоненко. Сооружение подземных выработок проходческими щитами. М. Недра, 1980, с. 171). A known method of constructing a tunnel, including the development of rock in the face, the installation of lining elements in the mounting chamber, the installation of laying on the end face of the lining element, the installation of the press beam, the movement of the lining elements, the return of the cross beam to its original position and the sealing of the joints of the lining elements after they are pushed (C. E. Etkin, V. M. Simonenko. Construction of underground workings with tunnel shields. M. Nedra, 1980, p. 171).

Недостатком указанного способа является то, что по мере продвижения крепи в грунт усилия, действующие на торцы элементов крепи в результате их суммарного воздействия друг на друга, возрастают и могут превысить предел прочности бетона, что может привести к разрушению торцев элементов крепи или появлению трещин. Заделка стыков элементов крепи (зачеканка) после проталкивания элементов крепи не обеспечивает качественной гидроизоляции стыка. The disadvantage of this method is that as the lining moves into the ground, the forces acting on the ends of the lining elements as a result of their total impact on each other increase and can exceed the tensile strength of concrete, which can lead to destruction of the ends of the lining elements or the appearance of cracks. Sealing the joints of the lining elements (caulking) after pushing the lining elements does not provide high-quality waterproofing of the joint.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ сооружения тоннеля, включающий разработку грунта в забое, поочередную установку элементов крепи в монтажной камере, размещение секции силового става внутри элемента крепи, закрепление на ней опорного приспособления, установку нажимной траверсы, перемещение элемента крепи совместно с секцией силового става и опорным приспособлением, возврат нажимной траверсы в исходное положение и извлечение секций силового става с опорными приспособлениями после проталкивания всех элементов крепи. (Авторское свидетельство N 500350, кл. Е 21 L 9/06, опублик. 1976). The closest in technical essence and the achieved result is a method of constructing a tunnel, including the development of soil in the face, the alternate installation of lining elements in the mounting chamber, placing a section of the power stand inside the lining element, securing the supporting device on it, installing the pressure beam, moving the lining element together with section of the power stand and supporting device, returning the pressure beam to its original position and removing sections of the power stand with supporting devices after pushing all the lining elements. (Copyright certificate N 500350, class E 21 L 9/06, published. 1976).

Указанный способ позволяет снять нагрузки на элемент крепи от суммарного усилия элементов крепи в процессе проталкивания. The specified method allows you to remove the load on the lining element from the total force of the lining elements in the process of pushing.

Однако в указанном способе не решен вопрос заделки стыков элементов крепи. Установка уплотнительных элементов после проталкивания элементов крепи и демонтажа силового става и опорных приспособлений, например, путем зачеканки стыков не обеспечивает качественной гидроизоляции стыка. However, in the specified method, the issue of sealing joints of lining elements has not been resolved. Installation of sealing elements after pushing together the lining elements and dismantling the power head and supporting devices, for example, by chasing joints, does not provide high-quality waterproofing of the joint.

Задачей изобретения является обеспечение качественной заделки стыков, способной обеспечить гидроизоляцию стыка элемента крепи и одновременно снятие нагрузки на элемент крепи от суммарного усилия элементов крепи в процессе проталкивания. The objective of the invention is to provide high-quality sealing joints that can provide waterproofing of the junction of the lining element and at the same time relieving the load on the lining element from the total force of the lining elements during the pushing process.

Поставленная задача решается тем, что перед перемещением каждого элемента крепи опорное приспособление располагают за торцем элемента крепи, на опорное приспособление устанавливают предохранительный замкнутый элемент, при этом каждый последующий элемент крепи перемещают и устанавливают вплотную к предохранительному замкнутому элементу и с зазором относительно опорного приспособления предыдущей секции силового става, а демонтаж секций силового става и опорных приспособлений осуществляют поочередным и последовательным извлечением опорных приспособлений и секций силового става, начиная с демонтажа опорного приспособления, закрепленного на головной секции силового става, при этом после демонтажа каждой секции силового става в зазор, образованный между торцами смежных элементов крепи после демонтажа опорного приспособления, устанавливают уплотнительный замкнутый элемент и дополнительно перемещают элементы крепи до взаимодействия с установленным уплотнительным замкнутым элементом. The problem is solved in that before moving each lining element, the supporting device is located behind the end of the lining element, a closed safety element is installed on the supporting device, and each subsequent lining element is moved and installed close to the closed safety element and with a gap relative to the supporting device of the previous power section stav, and the dismantling of sections of the power stav and supporting devices carry out alternate and sequential extraction m supporting devices and sections of the power stand, starting with the dismantling of the support device mounted on the head section of the power stand, and after dismantling each section of the power stand in the gap formed between the ends of the adjacent support elements after dismantling the support device, install a closed sealing element and additionally move lining elements before interaction with the installed sealing closed element.

Кроме того, дополнительное перемещение элементов крепи фиксируют и осуществляют на величину, не превышающую допустимую величину деформации уплотнительного замкнутого элемента. In addition, the additional movement of the lining elements is fixed and carried out by an amount not exceeding the allowable amount of deformation of the sealing closed element.

Для достижения поставленной цели и решения указанной задачи необходима вся совокупность существенных признаков. To achieve this goal and solve this problem, you need the whole set of essential features.

Для того, чтобы обеспечить качественную заделку стыков их в процессе проталкивания элементов крепи предварительно уплотняют предохранительным замкнутым элементом, который установлен на опорном приспособлении, размещенным за торцем элемента крепи. Для облегчения демонтажа опорных приспособлений и облегчения установки уплотнительных замкнутых элементов каждый последующий элемент крепи устанавливают с зазором относительно опорного приспособления предыдущей секции силового става и вплотную к предохранительному замкнутому элементу. После установки каждого уплотнительного замкнутого элемента в зазор, образованный после демонтажа опорного приспособления между торцами смежных элементов крепи, элементы крепи дополнительно перемещают для сжатия уплотнительных замкнутых элементов до упруго-пластичного состояния, что обеспечит гидроизоляцию стыка, при этом дополнительное перемещение элементов крепи осуществляют на величину, не превышающую допустимую величину деформации уплотнительного замкнутого элемента. In order to ensure high-quality sealing of their joints during the pushing of the lining elements, they are pre-sealed with a closed safety element that is mounted on a support device located at the end of the lining element. To facilitate the dismantling of support devices and to facilitate the installation of sealing closed elements, each subsequent lining element is installed with a gap relative to the supporting device of the previous section of the power stand and close to the safety closed element. After installing each sealing closed element in the gap formed after dismantling the support device between the ends of the adjacent support elements, the support elements are additionally moved to compress the sealing closed elements to an elastic-plastic state, which will provide waterproofing of the joint, while additional movement of the support elements is carried out by not exceeding the permissible deformation value of the sealing closed element.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен способ сооружения тоннеля на стадии проталкивания всех элементов крепи; на фиг. 2 то же, на стадии демонтажа головной секции силового става; на фиг. 3 то же, на стадии демонтажа очередной секции силового става и части сооруженного тоннеля с установленным между стыками элементов крепи уплотнительным замкнутым элементом; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 узел I на фиг. 1 3; на фиг. 6 узел II на фиг. 2 и 3, установка уплотнительного замкнутого элемента после демонтажа опорного приспособления; на фиг. 7 узел III на фиг. 3, положение уплотнительного замкнутого элемента после дополнительного перемещения элементов крепи. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a method of constructing a tunnel at the stage of pushing all the lining elements; in FIG. 2 the same, at the stage of dismantling the head section of the power headquarters; in FIG. 3 the same, at the stage of dismantling the next section of the power headquarters and part of the constructed tunnel with a sealing closed element installed between the joints of the support elements; in FIG. 4, section AA in FIG. 1; in FIG. 5 node I in FIG. 13; in FIG. 6 node II in FIG. 2 and 3, installation of the sealing closed element after dismantling the support device; in FIG. 7 node III in FIG. 3, the position of the sealing closed element after additional movement of the lining elements.

Способ сооружения тоннеля реализуется устройством, которое включает установленные в монтажной камере 1 упорную стенку 2, силовую установку 3 гидродомкратами 4, связанными с нажимной траверсой 5, направляющие 6, проходческий щит 7 с экскаваторным рабочим органом 8 и щитовыми гидроцилиндрами 9, силовой став, состоящий из секций 10, и закрепленные на секциях 10 силового става опорные приспособления 11. Секция 10 силового става выполнена из сборных продольных и поперечных металлоконструкций, образующих в поперечном сечении круглую или прямоугольную форму. The tunnel construction method is implemented by a device that includes a thrust wall 2 installed in the mounting chamber 1, a power plant 3 with hydraulic jacks 4, connected to the pressure traverse 5, guides 6, a tunnel shield 7 with an excavator working member 8 and shield hydraulic cylinders 9, a power stand, consisting of sections 10, and supporting devices 11 fixed to sections 10 of the power headquarters. Section 10 of the power head is made of prefabricated longitudinal and transverse metal structures, forming in the cross section round or rectangular shape.

Каждое опорное приспособление 11 выполнено в виде сектора, шарнирно закрепленного на секции 10 силового става посредством втулки 12. На секторе установлена плита 13, которая служит для опоры смежных элементов крепи 14 и закреплена к втулке 12. На секции 10 силового става перед каждым опоpным приспособлением 11 установлен упор 15, воспринимающий усилия от опорного приспособления 11 при перемещении элемента крепи 12. Each support device 11 is made in the form of a sector pivotally mounted on the power stand section 10 by means of a sleeve 12. A plate 13 is installed on the sector, which serves to support the adjacent support elements 14 and is fixed to the sleeve 12. On the power stand section 10 in front of each support device 11 set emphasis 15, perceiving forces from the supporting device 11 when moving the lining element 12.

Способ сооружения тоннеля заключается в следующем. The tunnel construction method is as follows.

В монтажную камеру 1 устанавливают упорную стенку 2, силовую установку 3 с гидродомкратами 4, нажимную траверсу 5, проходческий щит 7 и осуществляют разработку грунта в забое экскаваторным рабочим органом 8. Разработанный грунт перегружается транспортером 16 в вагонетки 17, которые по рельсам 18 доставляют его на поверхность. A stop wall 2, a power unit 3 with hydraulic jacks 4, a pressure beam 5, a tunneling shield 7 are installed in the mounting chamber 1 and soil is excavated in the face by an excavating working body 8. The developed soil is loaded by conveyor 16 into trolleys 17, which deliver it to rails 18 to surface.

После перемещения проходческого щита 7 щитовыми гидроцилиндрами 9 на направляющие 6 устанавливают первый элемент крепи 14 и размещают внутри него головную секцию 10 силового става, устанавливая ее на основание элемента крепи 14. Опорное приспособление 11 располагают и закрепляют за торцем элемента крепи 14 со стороны нажимной траверсы 5. После чего на опорное приспособление 11 устанавливают предохранительный замкнутый элемент 19, который служит для предотвращения попадания грунта в зазор между стыками проталкиваемых элементов крепи 14 выполнен из гибкого легкодеформируемого материала. After moving the tunnel shield 7 with shield hydraulic cylinders 9, the first lining element 14 is installed on the guides 6 and the head section 10 of the power stand is placed inside it, installing it on the base of the lining element 14. The supporting device 11 is positioned and fixed to the end of the lining element 14 from the side of the crosshead 5 Then, a safety closed element 19 is installed on the support device 11, which serves to prevent the soil from falling into the gap between the joints of the supported support elements 14 of a flexible readily deformable material.

Затем осуществляют перемещение первого элемента крепи 14. Для этого гидродомкрата 4 перемещают нажимную траверсу 5 к секции 10 силового става. Усилие гидродомкратов 4 передается секции 10 силового става и через нее на опорное приспособление 11, которое воздействует на элемент крепи 14 и перемещает его. Then carry out the movement of the first element of the lining 14. For this hydraulic jack 4 move the pressure beam 5 to the section 10 of the power stand. The force of the hydraulic jacks 4 is transmitted to the power stand section 10 and through it to the support device 11, which acts on the support element 14 and moves it.

После перемещения первого элемента крепи 14 секцию 10 силового става и опорное приспособление 11 оставляют в крепи на процесс перемещения всех элементов крепи, а нажимную траверсу 5 возвращают в исходное положение. After moving the first support element 14, the power stand section 10 and the supporting device 11 are left in the support for the process of moving all the support elements, and the pressure beam 5 is returned to its original position.

Перемещение каждого последующего элемента крепи 14 осуществляют аналогичным образом, устанавливая его вплотную к предохранительному замкнутому элементу 19 и с зазором 20 относительно опорного приспособления 11 предыдущей секции 10 силового става. The movement of each subsequent support element 14 is carried out in a similar manner, setting it close to the safety closed element 19 and with a gap 20 relative to the supporting device 11 of the previous section 10 of the power head.

После перемещения всех элементов крепи 14 на заданную длину до выхода в монтажную камеру 21 извлекают из тоннеля проходческий щит 7 с экскаваторным рабочим органом 8 и щитовыми гидроцилиндрами 9 и демонтируют опорное приспособление 11, закрепленное на головной секции 10 силового става, а затем головную секцию 10 силового става и извлекают их также через монтажную камеру 21. В зазор "С", образованный между торцами смежных элементов крепи 14, устанавливают уплотнительный замкнутый элемент 22, который служит для уплотнения стыков элементов крепи 14 сооруженного тоннеля и может быть выполнен многослойным. After moving all the lining elements 14 to a predetermined length before exiting into the mounting chamber 21, a tunnel shield 7 with an excavating working body 8 and shield hydraulic cylinders 9 is removed from the tunnel and the supporting device 11 is mounted on the head section 10 of the power stand, and then the head section 10 of the power stand and remove them also through the mounting chamber 21. In the gap "C" formed between the ends of the adjacent elements of the lining 14, install a sealing closed element 22, which serves to seal the joints of the elements of the lining 14 with expeirmen- tunnel and may be formed multi-layered.

После установки уплотнительного замкнутого элемента 22 в зазор "С" все элементы крепи 14 дополнительно перемещают с помощью силовой установки 3, нажимной траверсы 5 и секций 10 силового става с опорными приспособлениями 11 до взаимодействия смежного торца элемента крепи 14 с установленным уплотнительным замкнутым элементом 22. After installing the sealing closed element 22 in the gap "C", all the lining elements 14 are additionally moved using the power unit 3, the pressure beam 5 and sections 10 of the power stand with supporting devices 11 until the adjacent end face of the lining 14 interacts with the installed closed sealing element 22.

Дополнительное перемещение элементов крепи 14 фиксируют, например, с помощью устройства, установленного в монтажной камере 1 или 21 и осуществляют на величину, не превышающую допустимую величину деформации "с" примененного уплотнительного замкнутого элемента 22. Additional movement of the support elements 14 is fixed, for example, using a device installed in the mounting chamber 1 or 21 and is carried out by an amount not exceeding the allowable deformation value "c" of the applied sealing closed element 22.

После этого продолжают демонтаж опорных приспособлений 11 и секций 10 силового става путем их поочередного и последовательного извлечения через монтажную камеру 21, при этом после демонтажа каждой секции 10 силового става в зазор С устанавливают очередной уплотнительный замкнутый элемент 22 и дополнительно перемещают с помощью оставшихся в тоннеле секций 10 силового става и опорных приспособлений 11 элементы крепи 14 со стороны нажимной траверсы 5 до взаимодействия смежного торца элемента крепи 14 с очередным установленным уплотнительным замкнутым элементом 22 до величины с. After that, continue to dismantle the supporting devices 11 and sections 10 of the power stand by alternately and sequentially removing them through the mounting chamber 21, while after dismantling each section 10 of the power stand, the next sealing closed element 22 is installed in the gap C and additionally moved using the sections remaining in the tunnel 10 of the power head and supporting devices 11 lining elements 14 from the side of the pressure beam 5 to the interaction of the adjacent end of the lining element 14 with the next installed sealing lock -mentioned element 22 to a value p.

Claims

1. The method of construction of the tunnel, including the development of soil in the face, the alternate installation of the lining elements in the mounting chamber, the placement of the power stand section inside each element, fixing the support fixture on it, installing the pressure beam connected to the power plant, moving the lining element together with the power section stand and support device, the return of the traverse beam to its original position and the dismantling of the sections of the power stand and support devices after pushing all the elements of the support, characterized we note that before moving each support element, the supporting device is placed behind the end of the supporting element, a closed safety element is installed on the supporting device, and each subsequent supporting element is moved and installed close to the closed safety element and with a gap relative to the supporting device of the previous section of the power stand, and the dismantling of the sections of the power stand and supporting devices is carried out by alternately and sequentially removing the supporting devices and sec of the power head, starting with the dismantling of the support device mounted on the head section of the power head, and after dismantling each section of the power head in the gap formed between the ends of the adjacent support elements after dismantling the support device, install a closed sealing element and additionally move the support elements until interaction with installed sealing closed element.

2. The method according to p. 1, characterized in that the additional movement of the lining elements is fixed and carried out by an amount not exceeding the allowable amount of deformation of the sealing closed element.