Найти тему

История развития технологий микротоннелирования.


По сравнению с технологиями проходки тоннелей в целом, домкратизация и прокладка микротоннелей имеют более специфические характеристики, но остаются трудно поддающимися точной группировке, поскольку развиваются различные типы гибридных методов, которые размывают ранее принятые определения.

Источник: Яндекс. Картинки.
Источник: Яндекс. Картинки.

Важно рассмотреть, как эти методы соотносятся с другими технологиями, которые тесно конкурируют друг с другом.

Существенным элементом, отличающим проходку труб домкратом (по сравнению с другими методами проходки тоннелей), является то, что прокладка образующегося тоннеля от начальной точки проходит через грунт, а не строится по участкам прямо за забоем котлована или в пределах хвостового щита тоннелепроходческой машины.

Домкрат использовался ещё в 1896 году для установки бетонной трубы под Северной Тихоокеанской железной дорогой в США, хотя этот метод стал популярным в США только в 1950-х годах. Использование домкратов также было отмечено в Вене в конце 19 века. Такая ранняя форма домкратизации требовала доступа людей к забою для проведения земляных работ, погрузки и удаления грунта.

Таким образом, минимальный диаметр таких проектов составлял около 1,0-1,2 м. В 1936 г. в США была внедрена технология бурения (бурение шнеками), позволяющая осуществлять бурение скважин меньшего диаметра. В этой технике стальной шнек и режущая головка поворачиваются вместе с домкратом стальной трубы. Головка выкапывает грунт, и шнек возвращает его обратно в стартовый карьер без доступа персонала в трубе. В 1940-е годы эта технология продолжила разработку тонкостенных угольных пластов, экономически нецелесообразных для проходки людьми в тоннелях. Ограничением этого метода было то, что практически отсутствовал контроль над забоем земляных работ, а проточная поверхность, особенно под уровнем грунтовых вод, могла легко протекать по шнеку и приводить к карстовым воронкам. Это ограничило применение метода подходящими типами почв и, как правило, над уровнем грунтовых вод. Стальная труба, необходимая для размещения шнека, как правило, оставалась на месте в виде обсадной трубы для поддержки грунта и вставлялась в обсадную трубу.

Для строительства железнодорожных или автомобильных переездов часто имеется свободное пространство на стороне полосы отвода для подготовки и сварки трубы перед началом земляных работ. Однако этот метод не подходит для трубопроводных проектов, проходящих по полосе отвода общего пользования, из-за больших площадей установки, которые потребовались бы для каждой длины трубопровода.

Источник: Яндекс. Картинки.
Источник: Яндекс. Картинки.

Таким образом, вплоть до 1960-х годов домкратирование труб было возможно в тоннелях индивидуального прохода, а шнековое бурение можно было использовать для строительства переходов малого и среднего диаметра в неглубоководных грунтах. В тоннелях, размером с человека, поддержка проходного грунта под уровнем грунтовых вод может быть обеспечена путем прокачки сжатого воздуха, который впервые использовался примерно в 1910 году почти одновременно в Нью-Йорке и Гамбурге. Однако до сих пор не найдено решения для проходки тоннелей без участия людей или прокладки трубопроводов методом домкрата.

Это было достигнуто благодаря возможности удаленного обеспечения поддержки забоя при одновременном размещении процесса раскопок с диаметром входа, отличным от диаметра прохода человека. Эта новая возможность получила название "микротоннелирование", поскольку она позволяла осуществлять контролируемый процесс проходки тоннелей диаметром ниже допустимого для прохода людей.

Характеристики микротоннелирования, помимо своих малых размеров, представляли собой метод домкратирования, с точным управлением, дистанционным управлением и возможностью управления опорой выемки грунта.

Разработки, приведшие к разработке современной микротоннелепроходческой техники, произошли в основном в Японии, Германии и Великобритании. Концепция противовеса давлению навозной жижи была выдвинута в патентах еще в конце 19 века в Великобритании и Германии. Патент на машину для навозной жижи был выдан в Великобритании Джону Бартлетту в 1964 г., хотя в 1971/72 гг. возникли проблемы с первым пробным использованием патента на экспериментальном тоннеле на юге Лондона.

Источник: Яндекс. Картинки.
Источник: Яндекс. Картинки.

Япония начала испытания "грязезащиты" в 1964 году в очень мягких прибрежных аллювиях, а в Германии в 1976 году в Гамбурге были проведены испытания с использованием так называемого метода "гидрозащиты".

Варианты выемки грунта с непрерывной торцевой опорой были представлены в Японии в конце 1960-1970-х и 1980-х годов, включая варианты для машин, обслуживающих диапазон диаметров, отличных от диаметра входа человека. В начале 1980-х годов, после успешной программы микротоннелирования в Гамбурге, немецкая промышленность стала более активной и начала производить собственные микротоннелепроходческие машины.

Первый проект микротоннелирования в США состоялся в 1984 году.

С подпиской рекламы не будет

Подключите Дзен Про за 159 ₽ в месяц