Ведение щита
|
Ведение щита следует понимать, как комплекс мероприятий, обеспечивающих точное соблюдение проектного направления трассы тоннеля. Для выполнения этого необходимо: - соблюдать основные производственные приемы перемещения щита; - применять наиболее совершенные методы проверки положения щита; - осуществлять наиболее рациональные приемы исправления отклонений щита. Все эти задачи обычно решают совместно строители тоннеля и геодезисты-маркшейдеры. Успешность проходки щитом зависит от качества проходческих работ в забое щита и, главное, от качества подготовки основания и всего профиля выработки. Как наиболее надежное средство ведения щита в крепких породах следует рассматривать бетонную направляющую подушку. При проходке в мягких породах обычно работы осуществляют глухим забоем, причем, правильное направление щита обеспечивают качественной подработкой профиля и устройством направляющих лыж. В случаях, требующих некоторого смещения щита, применяют способы включения дополнительных сопротивлений недобором породы, а также распорок между щитом и забоем со стороны, противоположной требуемому опережению. Применение указанных способов должно быть ограничено лишь случаями действительной необходимости, т. е. когда поворот щита только щитовыми домкратами неосуществим. Проходка в плывунных породах требует ведения щита в наклонном положении, т. е. с завышением ножевой части щита приблизительно на 10—15 см над хвостовой. Такое завышение нужно для того, чтобы в конце передвижки щит пришел в нормальное положение. Большие затруднения при ведении щита оказывают валуны, расположенные в нижней части забоя. После их удаления ниже щита может образоваться разрыхленная слабо сцепленная порода и щит может дать просадку. Выправляют щит в таких случаях посредством нижних домкратов. При проходке в разжиженных илистых породах направление щита можно регулировать, пропуская небольшой объем ила через щит внутрь тоннеля, или щитовыми домкратами. Для этой цели в конструкции щита предусматривают поперечные диафрагмы, герметически отделяющие забой от тоннеля. В этих диафрагмах устраивают одно или несколько отверстий, снабженных затворами. Сущность ведения щита при таком способе сводится к местному уменьшению лобового сопротивления ила при движении щита. Таким образом, при открытии отверстия произойдет некоторое опускание щита, а при уменьшении объема впускаемого ила можно направлять движение щита вверх.  Как правило, необходимое направление щиту придают, комбинируя включение домкратов путем устройства группового и индивидуального управления, предусмотренного в конструкции и оборудовании щита. При тщательно разработанном профиле забоя и правильном включении групп щитовых домкратов щит может иногда иметь отклонения по причине неправильностей, допущенных при сборке обделки. Отклонение кольца обделки от проектного положения может происходить по следующим причинам: 1) от неравномерного подтягивания болтов в кольцевых бортах; 2) от попадания между кольцами тюбингов твердых частиц; 3) в результате неправильно уложенного клиновидного кольца, которое обычно применяют при сооружении тоннеля на криволинейных участках. Задачу проверки положения щита и кольца обделки решают применением комплекса геодезических работ с последующим оформлением наблюдений в виде записи и вычислений на так называемых щитовых карточках и изображения на графике ведения щита. Для определения положения щита в плане применяют, например, щитовой оптический прибор (рис. IX.6). Здесь две арки, помещаемые в пределах ножевого и опорного колец, с делениями, обращенными по ходу щита, увязывают с общей длиной щита. К аркам прикрепляют оптическую трубу, ось которой устанавливают по световым сигналам точно в вертикальной плоскости, проходящей через проектную ось тоннеля. Так как нуль арки не всегда совпадает с вертикальной осью сечения тоннеля, что объясняется поворотом щита относительно его продольной оси, то искомые отклонения определяют по отсчетам поперечного уровня. Прижимную часть оптической трубы устанавливают и закрепляют на арке по риске деления (см. рис. IX.6), соответствующего показанию поперечного уровня. В таком положении труба будет совмещена с вертикальной плоскостью, проходящей через ось щита (до его поворота). Затем трубу перемещают поперек до совпадения со створом визирных сигналов и делают отсчет по шкале трубы. Трубу переносят на вторую арку и повторяют операции. По двум отсчетам, соответствующим отклонениям центров измерительных арок от проектной оси, определяют по экстраполяции положения ножевой и хвостовой частей щита в плане. Для определения щита в профиле нивелируют точку, находящуюся на цилиндре щитового домкрата, расположенного над задней аркой. Для этой цели применяют две короткие рейки, одну из которых устанавливают нулем в первой точке и другую — нулем вниз в другой точке, имеющей определенную отметку. Нивелир размещают над тюбингоукладчиком на подвесном столике. Искомую отметку первой точки определяют суммированием отсчетов по обеим рейкам с отметкой второй точки. Имея проектные и фактические отметки первой точки и соответственно продольные уклоны щита, можно вычислить истинное положение ножа и хвостовой части щита. Определив указанным способом положение щита в плане и профиле относительно проектной оси тоннеля после каждой его передвижки, задают требуемое давление домкратов для последующего выправления щита. Положение колец обделки в плане определяют тем же способом, а их высотное положение — нивелированием лотка тоннеля. В связи с увеличением скорости механизированной щитовой проходки методы ведения щитов непрерывно совершенствуют. Так, в частности, применяют оптическую систему, представляющую собою сочетание зрительной трубы и оптического клина с малым углом раздвоения изображения. Техническая мысль должна быть направлена на отыскание таких способов ведения щита, которые в наименьшей степени зависели бы от случайных ошибок. В этом смысле перспективны способы автоматического ведения щитов, например, с использованием лазера и т. п. |
