Щит при строительстве метро

«Фатальная Ошибка» Как мы нашли легендарный утонувший проходческий щит!

Подземное пространство Москвы — это штука таинственная и малоизученная. Однако, с ходом времени некоторые секреты выходят на поверхность. А точнее, поднимаются из-под воды.

Самая известная подземная река Москвы — Неглинная. Поскольку эта река протекает прямо рядом с Кремлем, ее всегда окружали легенды, догадки и слухи.

Например, недалеко от портала в Москву реку есть так называемый «Столб смерти» — это большая труба из которой под огромным давлением течет вниз огромный поток чистейшей воды. Название придумано просто ради хохмы, но для общественности до сих пор секрет, откуда эта вода берется. Для Москвы она уж больно чистая. По слухам, эта вода аж из спецобъектов. Ну, оставим слухи и вернемся к реальности.

Подземное пространство под Москвой почти все занято кабельниками, теплосетями, метрополитеном, дренажом и прочими сооружениями. Поэтому воткнуть туда какую-то новую постройку очень проблематично. Именно поэтому, когда возникла потребность постройки нового кабельного коллектора под Цветным бульваром, было решено использовать уже готовые пространства. Взяли один из недействующих коллекторов реки Неглинная.

Задумка заключалась в том, чтобы соединить уже существующий отрезок кабельника с новым. На внушительной глубине с помощью настоящего проходческого щита стали рыть тоннель от реки Неглинная к новому кабельнику. Рыли снизу вверх, поскольку бульвар идет по рельефной местности. Поэтому можно заметить, что тоннель с самого низа будто бы поднимается наверх и имеет несколько уровней.

Строители начали проходку новых тоннелей, но в какой то момент у них всё пошло не по плану. Проходческий щит промахнулся мимо места встречи с готовым коллектором и застрял, пройдя мимо демонтажной камеры.

И тут версии разнятся. То ли виной всему плывун и он скосил щит от заявленного направления, то ли инженер ошибся в расчетах и щит банально промахнулся.

В любом случае, ошибка стала фатальной для этого проекта и поставила крест на возможности его завершения.

Вытаскивать щит на большой глубине из грунтов малореально и строительство заморозили. Со временем перестали работать насосы, которые откачивали грунтовые воды. Все подземные пространства и пролеты довольно быстро затопило. И проходческий щит так же ушел под воду на 15 метров.

В самом низу вода, конечно, еще была. Но это мелочь по сравнению с 15-ю метрами воды в прошлом.

После непродолжительного пути, мы приходим в часть, которую уже успели обшить железом. Прошивка оказалась не такой крепкой, поэтому с потолка сочатся грунтовые воды. Несмотря на то, что это место находится максимально высоко от места затопления, воды тут достаточно. Всему виной грунтовые воды, которые годами превращали новый железный тоннель в кучу ржавчины.

Насколько же атмосферно с потолка льется вода!

Пройдя чуть вперед, мы увидели и сам хвост проходческого щита. Вот она легенда! Перед консервацией объекта, грунт вокруг щита заложили деревяшками, поэтому породы не видно.

Это все, финита ля комедия. Щит промахнулся и продолжил копать грунт мимо предполагаемой точки встречи. Застрял. Теперь уже годами инженеры не могут придумать, что с ним делать. Ведь вытащить его уже нельзя.

Смотрите под ноги и спасибо за внимание!

Обновлено. Для сомневающихся, в ошибке проходки прилагается схема.

Источник

Щит при строительстве метро

Рассылка Пикабу: отправляем лучшие посты за неделю 🔥

Комментарий дня

его никто не узнал, но фотограф усиленно старался отснять материал

Вакансии Пикабу

Рекомендуемое сообщество

Пикабу в мессенджерах

Активные сообщества

Тенденции

Мега кроты

Идем под землю. История и современность проходческого щита

19 января 2017 года на строящейся станции метро «Новокрестовская» было многолюдно. Присутствовал губернатор Санкт-Петербурга Георгий Полтавченко, все руководство ОАО «Метрострой», журналисты и фотографы. В вестибюле был сильный шум, земля под ногами дрожала. Одна из стен станции шла трещинами, земля осыпалась, за падавшими пластами грунта был виден медленно вращающийся гигантский стальной диск, усыпанный блестящими зубьями и кольцами. Момент был торжественный — впервые в истории России был построен двухпутный тоннель метро. Главным героем этого торжественного момента был 10,3-метровый проходческий щит с тривиальным названием S-782, в Метрострое получивший название «Надежда». Об этом интересном образце инженерной мысли и будет пост.

История механизма под названием «проходческий щит» не такая уж и короткая. Впервые проходческий щит использовал его изобретатель, Марк Брюнель, английский инженер французского происхождения, проложивший тоннель под Темзой. Это было в в 1825 году. Без щита большой тоннель под рекой не построить, грунт водонасыщенный и мягкий, и привычное в то время рытье тоннелей вручную с использованием деревянной крепи не подходило — укрепление свода тоннеля подпорками малонадежно, порода мокрая и расползается, грозя обвалами. Проходческий щит же работает совсем по другому принципу, подсмотренного Брюнелем у природы — корабельного червя, прогрызающего ходы в самой твердой древесине. Червь, голова которого покрыта жесткой раковиной с зазубреными краями, вбуривается в дерево как долото, оставляя за собой канал, покрытый защитным слоем гладкой извести. Брюнель сконструировал чугунную камеру, внутри которой находятся рабочие, камера передвигается под землей с помощью ручных домкратов, углубляясь в породу. Пока одни рабочие убирают землю из щита, другие укрепляют свод образовавшегося тоннеля кирпичной кладкой, не боясь обвала, так как камера жесткая.

Первый тоннель под Темзой

Естественно, конструкция проходческих щитов со временем развивалась. У рабочих, дробящих породу, вместо кирок появились отбойные молотки, колесные тачки заменялись ленточными транспортерами. При преодолении совсем слабых водонасыщенных грунтов стал использоваться щит с кессоном — герметичным отсеком. Тоннель позади щита перегораживался переборкой, и в образовавшееся пространство закачивался воздух, создавая область повышенного давления (2-5 атмосфер), повышенное давление отжимало свободную воду вглубь породы, предотвращая ее поступление в забой.

Эволюция проходческих щитов продолжалась. Появились механизированные проходческие щиты, где исключены практически все ручные операции, щиты с кессоном стали безопасными для людей (раньше люди, работавшие в кессоне, страдали от кессонной болезни), широко внедрялась автоматика и компьютеры. И сейчас количество конструкций и типоразмеров проходческих щитов очень велико, от маленьких, диаметром в метр, до гигантских, предназначенных для строительства автомобильных и железнодорожных тоннелей. На сегодня рекорд по размеру проходческого щита принадлежит фирме HERRENKNECHT AG (Germany), изготовившей щит диаметром 15,62 метра для тоннеля между Болоньей и Флоренцией.

Именно с этой фирмой стал работать Петербургский «Метрострой», когда было принято решение о строительстве двухпутного тоннеля, до этого все тоннели метро Петербурга были однопутными и шли параллельно.

В чем преимущество двухпутного пути? В этом случае отпадет необходимость в дорогостоящем и трудозатратном строительстве камер съездов, эвакуационных сбоек, переходов из тоннеля в тоннель и других сопутствующих выработок, при этом сокращаются сроки строительства. Сами станционные комплексы будут представлять собой одиночный тоннель с боковым размещением платформ по такому же принципу, как и в существующих сегодня наземных станциях. И, что немаловажно, за счет размещения путей в одном тоннеле существенно сокращается количество дорогостоящего кабеля. А за сокращением количества вспомогательных сооружений стоит рост надежности метро и увеличение срока службы.

16 апреля 2012 в Петербурге был подписан договор между ОАО «Метрострой» и HERRENKNECHT AG о постройке для Метростроя проходческого щита диаметром 10.3 метра. О серьезности и сложности постройки говорит тот факт, что на подписании присутствовал экс-канцлер Германии Герхард Шредер, представлявший деловые круги Германии. И спустя почти год, 28 февраля 2013 г., на заводе в Schwanau (Germany) состоялось тестирование работы всех систем проходческого щита и приемка оборудования.

Авария на перегоне между станциями «Лесная» и «Площадь Мужества»

Известный разрыв на Кировско-Выборгской линии. Причиной аварии считается ускоренное строительство к XXV партийному съезду, печально знаменитые авралы. Тоннели между станциями «Лесная» и «Площадь Мужества» (первый на 14 метров ниже второго) должны были пересечь водоносные пески с напором воды в несколько атмосфер. Обогнуть этот водоносный слой считали тогда невозможным, объясняя это тем, что слой песка здесь имеет большую мощность. С целью уменьшения количества скважин было предложен вариант расположения тоннелей один над другим. Несмотря на то, что это значительно сократило число требующихся скважин и труб, специалисты, анализирующие аварию, пришли к выводу, что это лишь усугубило ситуацию.

8 апреля 1974 года, около 16 часов 30 минут, при бурении передовых разведочных скважин в нижнем тоннеле была обнаружена незамёрзшая порода, из которой поступала вода. Аварийные затворы из-за быстрого поступления плывуна полностью закрыть не удалось. Тоннели были затоплены на километр. На площади Мужества и прилегающих городских магистралях образовались провалы, треснули стены домов и наземных сооружений. Проникновение воды в тоннели метро удалось остановить только путём сооружения аварийной преграды недалеко от станции метро «Лесная». Для того, чтобы остановить разрушения на поверхности, выработки были затоплены — в аварийные тоннели закачали водопроводную воду.

Сегодня для сооружения тоннеля в сложных условиях используется механизированные щиты с «грунтопригрузом» — щит, в котором разработанный грунт сначала подается в герметичную камеру грунтопригруза, в которой давление равно давлению в забое. Именно давление в камере не дает осыпаться грунту со свода тоннеля, поэтому верхние слои земли остаются неподвижными и не оседают. Затем внешняя оболочка щита надвигается на этот участок, принимая на себя давление верхних слоев земли, и избыточный грунт удаляется шнековым конвейером. Именно к таком типу и относится щит «Надежда».

Тоннелепроходческий механизированный комплекс (ТПМК) S-782, он же проходческий щит «Надежда»

А сейчас, когда мы уже вооружены некоторыми знаниями, нам становится понятно, что за узлы расположены в проходческом щите.

2. Герметичная камера с пластичным грунтом, в которой создается давление, равное давлению в забое

3. Миксер, изготавливает грунт нужной консистенции для герметичной камеры

4. Переборка, удерживает давление в герметичной камере

5. Шнековый конвейер, удаляет избыток грунта из герметичной камеры

6. Эректор. Вакуумный манипулятор для установки сегментов тоннеля и пост дистанционного управления

7. Внешняя оболочка проходческого щита

8. Место тампонирования. Кольцевой зазор между выемкой поверхности грунта и наружной частью туннельной футеровки непрерывно заполняется бетонным раствором

9. Готовый тоннель из бетонных сегментов

Скорость проходки такого щита довольно высокая — в среднем 500-600 метров в месяц.

Кстати, интересный факт — мировой рекорд скорости проходки тоннеля принадлежит петербургскому метрополитену, как ни странно. В 1981 году щит КТ-1-5,6 развил скорость1240 метров в месяц, на строительстве перегона от «Удельной до «Пионерской». Правда, этот щит шел под списание, и его не щадили. По завершении проходки его разобрали на металлолом.

«Надежда» у метростроевцев на многие годы — в генеральном плане развития Петербургского метрополитена до 2028 года указано открытие не менее 12 станций в разных районах города, а это многие километры двухпутных тоннелей.

Источник

Проходческий щит: самое важное и интересное

Проходческий щит — подвижная конструкция из металла, которую применяют для монтажа тоннелей в метро. Первые проходческие щиты являли собой технику с двигателями в виде паровых машин. Постепенно механизм усложнялся, претерпевал изменения.

В современном мире в среде профессионалов чаще используется аббревиатура ТМПК, нежели «проходческий щит». ТМПК — это общее название механизированных высокотехнологичных комплексов, почти полностью исключающих ручной труд. Сюда могут входить щитовые домкраты, оборудование для разработки пластов породы, возведения крепи и многое другое.

Видео: работа проходческого щита (m24.ru)

Виды проходческих щитов и сферы применения

Далее немного поговорим о классификации проходческих щитов. Существует два вида щитовых проходческих комплексов: механизированные и немеханизированные щиты. Последние применяют лишь в качестве защиты забоя от разрушения, чтобы обезопасить строителей.

Также ТМПК можно классифицировать в зависимости от вида пригруза. Без оборудования этого типа невозможно проложить тоннель в слабой водонасыщенной породе. Инженерам приходится позаботиться об активным пригрузе забоя. То есть забой и щит разделяют герметичной перегородкой. Далее получившееся пространство заполняется:

Процесс, осуществляемый непременно под давлением, помогает уравновесить гидростатическое давление грунта и жидкости, обезопасив тем самым забой от разрушения. К слову, грунт из забоя поступает в тоннель при помощи шнека или гидротранспорта.

История появления проходческих щитов

В наши дни применяются только механизированные тоннелепроходческие комплексы. В их задачи входят такие работы, как разработка грунта, удаление из оборудования, погрузка на транспорт. Помимо этого, проходческий комбайн способен выполнять следующие функции:

В СССР щитовая проходка для метро стала применяться с 1934 года. Тогда проходческий щит Markham закупили в Англии. Оценив новинку для метростроя, легендарный Серго Орджоникидзе поставил перед инженерами задачу: разработать документацию и выпустить точно такой же тоннелепроходческий щит.

Строительство Московского метро

Не прошло и двух месяцев, как конструкторы сделали невозможное. Был запущен первый советский механизированный щит, работавший параллельно с английским.

Так был построен участок от станции «Театральной» до «Лубянки». Через пару лет под землёй работало 42 щита (как стационарных, так и перегонных). Уже в 50-е годы Главтоннельметрострой применил устройство для работы с породами разной крепости. Небольшой партии проходческих щитов хватило на обустройство 70 км линий.

Промышленное оборудование опробовали в Ленинграде, а затем в других городах. Появились тоннелепроходческие щиты с планетарным исполнительным органом. Особенность такого комплекса состоит в том, что режущие барабаны фиксируются на валах и могут вращаться вокруг своей оси. Диски-фрезы оснащались резцами, покрытыми твёрдым сплавом. Подача на забой была гидравлической.

Рабочие инструменты проходческих щитов

Вдавливание осуществляет головная часть ТМПК. Тут находятся ножевые кольца, режущие полосы (горизонтальные или наклонные) и окончатые диафрагмы. Через них порода попадает внутрь щита. Отбор грунта выполняют гидроэлеваторы или же специальные земленасосные установки.

В некоторых случаях разработка забоя осуществляется при помощи водяной струи. Сам проходческий щит может работать как поступательно, так и вращаться.

Как устроен проходческий щит?

Чтобы понять, как устроена щитовая проходка для метро, взгляните на схему.

Щитовой проходческий комплекс с гидропригрузом

Устройство проходческого щита

1 – рабочий орган щита; 2 – призабойная стена; 3 – камнедробилка; 4 – кессонная камера; 5 – герметичная диафрагма; 6 – декомпрессионная камера; 7 – домкраты; 8 – трубопровод подачи суспензии; 9 – блокоукладчик; 10 – щетки герметизации; 11 – кольцевой зазор (заполняется раствором).

Щитовой проходческий комплекс с грунтопригрузом

Рабочие инструменты проходческого щита

1 – рабочий орган щита; 2 – герметичная призабойная камера; 3 – переборки для перемешивания породы; 4 – перегородка призабойной камеры; 5 – винтовой конвейер; 6 – блокоукладчик; 7 – щетки герметизации; 8 – кольцевой зазор (заполняется раствором); 9 – блочная обделка.

Производители проходческих щитов

Десятки заводов на планете выпускают промышленное оборудование, включая проходческие щиты, мембранные насосы, запчасти. Назовём ряд известных производителей оборудования для метростроя.

Промышленные тоннелепроходческие насосы

В проходческих щитах используется насосное оборудование следующих принципов действия и марок для различных задач:

Пневматические поршневые насосы

Пневматические мембранные насосы

Самый большой проходческий щит в мире

Строительство метро сегодня (m24.ru)

Чтобы понять, какой проходческий щит в мире — самый большой, обратимся к мировому опыту. Мы составили ТОП-5 тоннелепроходческих комплексов. Рядом с названием указан диаметр.

1. ТПМК Миксщит, 17, 6 м (Гонконг).

2. ТПМК Берта, 17, 48 м (Сиэттл).

3. ТПМК Миксщит, 15, 76 м, изготовленный на заказ для строительства тоннеля в Ухане, под Янцзы.

4. ТПМК Мартина, 15, 62 м (Спарво).

5. ТМПК Миксщит, 15, 43 м. Разработан для Хуанчджоу.

Необычный факт: самый большой проходческий щит в мире (19 м) планировал разработать концерн «Херренкнехт» для Орловского тоннеля под Невой. Увы, проект реализован не был.

Ремонт и обслуживание насосного оборудования в проходческих щитах

Удивительные факты о проходческих щитах

Как рассчитываются темпы проходческого комбайна

Источник