RU2167300C1

RU2167300C1 - Method of tunneling in soft grounds

Info

Publication number: RU2167300C1
Application number: RU99123327A
Authority: RU
Inventors: О.В. Ковалев; И.Ю. Тхориков; А.Д. Ментух
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет)
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2001-05-20

Abstract

FIELD: tunnel construction. SUBSTANCE: method includes installation of protective screens from tubes and excavation of rocks under protection of these screens, forcing of tubes, having teeth cut on their ends, parallel to tunnel axis from tunneling shield over tunnel perimeter with simultaneous periodic turning of them clockwise or counterclockwise or by rotation round axis. In tunneling in argillaceous grounds, prior to driving of tubes of protective screen, ground mass in unloaded ahead of face by boreholes sunk over tunnel contour. EFFECT: reduced cost of tunnel lining and increased rate of tunneling in soft grounds. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к тоннелестроению и может быть использовано при проходке тоннелей в слабоустойчивых грунтах. The invention relates to tunneling and can be used for tunneling in weakly stable soils.

Известен способ проходки тоннелей в мягких породах с помощью механизированных щитов (например, В.X.Клорикян, В.А. Ходош. Горнопроходческие щиты и комплексы. М., Недра, 1977). A known method of tunneling in soft rocks using mechanized shields (for example, V.X. Klorikyan, V. A. Khodosh. Mining shields and complexes. M., Nedra, 1977).

Недостатком этого способа является большая стоимость проходки, связанная с большой стоимостью проходческого щита и оседание поверхности над тоннелем. The disadvantage of this method is the high cost of penetration associated with the high cost of the tunneling shield and subsidence of the surface above the tunnel.

Известен способ установки защитных экранов из труб при проходке тоннелей глубокого заложения в слабоустойчивых грунтах, при котором непосредственно из забоя в перекрытие выработки бурят наклонные (под углом 4 - 6 град. к оси выработки) скважины и проталкивают в них стальные трубы, при этом экраны устанавливают секциями по 10 - 15 м и более, перекрывая соседние участки на 1,5 - 2 м, а проходку тоннеля под защитой экрана из труб ведут заходками по 2-3 м, подкрепляя экран защитными арками, а затем возводят обделку (Справочник инженера-тоннельщика. М. Транспорт. 1993, стр. 309-312). A known method of installing protective screens from pipes when driving deep tunnels in weakly stable soils, in which directly from the face to the overlap of the workings, inclined wells are drilled (at an angle of 4-6 degrees to the production axis) and steel pipes are pushed into them, while the screens are installed in sections of 10 - 15 m and more, blocking adjacent sections by 1.5 - 2 m, and tunneling under the screen protection from pipes is carried out by walks of 2-3 m, reinforcing the screen with protective arches, and then erect the lining (Tunnel Engineer Handbook . M. Tra NSP, 1993, pp. 309-312).

Недостатками этого способа являются:
- большая трудоемкость по бурению скважин;
- большая металлоемкость обделки тоннеля;
- снижение скорости проходки тоннеля во время бурения скважин.The disadvantages of this method are:
- great complexity in drilling wells;
- large metal lining of the tunnel;
- a decrease in the rate of tunneling during well drilling.

Задачей изобретения является снижение стоимости обделки тоннеля и увеличение скорости проходки тоннеля в слабоустойчивых грунтах. The objective of the invention is to reduce the cost of lining the tunnel and increasing the speed of tunneling in weakly stable soils.

Поставленная задача достигается тем, что в способе проходки тоннеля в слабоустойчивых грунтах, включающем установку защитных экранов из труб и выемку породы под защитой этих экранов, вдавливают трубы с нарезанными на торцах зубьями параллельно оси тоннеля из проходческого щита по периметру тоннеля с одновременными периодическими поворотами по часовой и против часовой стрелки или вращением вокруг оси, а при проходке тоннеля в глинистых грунтах перед вдавливанием труб защитного экрана разгружают массив пород впереди забоя скважинами, которые проходят по контуру тоннеля. The problem is achieved in that in the method of tunneling in weakly stable soils, including the installation of protective screens from pipes and excavation of the rock under the protection of these screens, pipes with teeth cut at the ends parallel to the tunnel axis from the tunnel shield along the perimeter of the tunnel with simultaneous periodic clockwise turns are pressed and counterclockwise or by rotation around the axis, and when tunneling in clay soils, before pushing in the pipes of the protective screen, unload the mass of rocks in front of the bottom of the wells, to which pass along the contour of the tunnel.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что его применение обеспечит следующий экономический эффект:
- снижается стоимость обделки тоннеля;
- увеличивается скорость проходки тоннеля.The advantages of the proposed method are that its application will provide the following economic effect:
- the cost of lining the tunnel is reduced;
- The tunnel penetration rate increases.

Сущность предлагаемого способа поясняется нижеследующим описанием и предлагаемыми к нему чертежами. The essence of the proposed method is illustrated by the following description and the proposed drawings.

На фиг. 1 изображен вид проходческого щита спереди; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 is a front view of a tunnel shield; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

На фигурах изображено:
1 - корпус проходческого щита;
2 - гидродомкраты для вдавливания труб;
3 - трубы;
4 - тюбинги;
5 - гидродомкраты для передвижки щита.The figures depict:
1 - the body of the tunnel shield;
2 - hydraulic jacks for pushing pipes;
3 - pipes;
4 - tubing;
5 - hydraulic jacks for moving the shield.

Предлагаемый способ выполняется следующим образом. После монтажа частично механизированного проходческого щита 1 по периметру тоннеля и параллельно его оси вдавливают трубы 3 (например, стандартные трубы диаметром 100 - 150 мм) с нарезанными на торцах зубьями, расстояние между трубами определяется по свойствам породы (Справочник инженера-тоннельщика, М., Транспорт, 1993, стр. 309 - 312). Трубы вдавливают гидродомкратами 2, при этом для уменьшения усилия по вдавливанию трубы подвергают периодическим поворотам по часовой и против часовой стрелки или вращением вокруг оси. После установки защитного экрана из труб производят проходку тоннеля путем выемки породы внутри экрана на ширину тюбингов 4, затем гидродомкратами 5 передвигают проходческий щит и возводят крепь из тюбингов, а потом продавливают трубы вперед, после чего все операции повторяются. The proposed method is as follows. After installing a partially mechanized tunnel shield 1 along the perimeter of the tunnel and parallel to its axis, pipes 3 are pressed in (for example, standard pipes with a diameter of 100 - 150 mm) with teeth cut at the ends, the distance between the pipes is determined by the rock properties (Tunnel Engineer Handbook, M., Transport, 1993, pp. 309 - 312). The pipes are pressed in with hydraulic jacks 2, while in order to reduce the efforts to push the pipes in, they are subjected to periodic turns clockwise and counterclockwise or rotation around the axis. After installing a protective screen from the pipes, a tunnel is drilled by excavating the rock inside the screen to the width of the tubing 4, then the tunnel shield is moved by hydraulic jacks 5 and the support is erected from the tubing, and then the pipes are pushed forward, after which all operations are repeated.

В случае проходки тоннеля в слабоустойчивых глинистых грунтах после монтажа частично механизированного проходческого щита 1 производят разгрузку массива пород впереди забоя выработки скважинами, расположенными на контуре тоннеля в определенных точках (например, расстояние между трубами может равняться 4-ем диаметрам трубы). Скважины проходят путем вдавливания труб экрана 3 с последующим их извлечением с находящейся в них породой, после чего рядом со скважиной внедряют трубы экрана, а затем и в саму скважину проталкивают трубу экрана. Внедренные по периметру выработки и параллельно оси тоннеля трубы 3 вновь образуют защитный экран. После чего производят проходку тоннеля путем выемки породы внутри экрана на ширину тюбингов 4, затем гидродомкратами 5 передвигают проходческий щит и возводят крепь из тюбингов 4. Далее ведут разгрузку массива пород впереди забоя и вдавливание труб экрана одновременно с выемкой породы на ширину заходки, после чего передвигают щит и возводят обделку. Затем все операции повторяются в данной последовательности. In the case of tunnel tunneling in weakly stable clay soils after the installation of a partially mechanized tunneling shield 1, the rock mass is unloaded in front of the bottom of the mine by wells located at certain points on the tunnel contour (for example, the distance between the pipes may be equal to 4 pipe diameters). The wells pass by pressing the tubes of the screen 3 with their subsequent extraction with the rock located in them, after which the tubes of the screen are introduced near the well, and then the screen tube is pushed into the well itself. Introduced along the perimeter of the mine and parallel to the axis of the tunnel, the pipes 3 again form a protective shield. After that, the tunnel is excavated by excavating the rock inside the screen to the width of the tubing 4, then the tunnel shield is moved by the hydraulic jacks 5 and the support is erected from the tubing 4. Next, the rock mass is unloaded in front of the face and the screen pipes are pressed in simultaneously with the rock excavation to the entry width, after which they are moved shield and erect a lining. Then all operations are repeated in this sequence.

Предложенный способ может быть использован при проходке тоннелей любой формы сечения в слабоустойчивых грунтах с включением гальки и валунов. The proposed method can be used when driving tunnels of any cross-sectional shape in weakly stable soils with the inclusion of pebbles and boulders.

Claims

1. The method of tunneling in weakly stable soils, including the installation of protective screens from the pipes and excavation of the rock under the protection of these screens, characterized in that they press pipes with teeth cut at the ends parallel to the tunnel axis from the tunnel shield along the perimeter of the tunnel with simultaneous periodic clockwise and counterclockwise or rotation around an axis.

2. The method of tunneling in weakly stable soils according to claim 1, characterized in that when tunneling in clay soils before pressing the protective screen pipes, the mass of rocks is unloaded ahead of the face by wells that pass along the tunnel contour.