Микротоннелирование

1: 1. История

Начиная с 1985 года на объектах подземного строительства инженерных коммуникаций широко применяются микротоннельные проходческие комплексы типа AVN фирмы "Херренкнехт" (Германия).
Микротоннелирование проходческими комплексами – один из перспективных методов прокладки подземных коммуникаций в любых условиях, в том числе в районах исторической застройки города.

2. Сущность технологии

Сущность технологии микротоннелирования состоит в том, что проходка в грунте осуществляется проходческой машиной (щитом), поступательное движение которой обеспечивает мощная домкратная станция установленная в шахте на глубине, соответствующей глубине прокладки трубопровода.
Быстрая (в среднем скорость проходки 10–15 м/сут.), практически безосадочная (осадки дневной поверхности не превышают 10 мм) и точная (отклонения в пределах 10–20 мм) по направлению прокладка трубопроводов в сочетании с возможностью ведения строительства во всем диапазоне инженерно-технологических и гидрогеологических условий (от слабых водонасыщенных грунтов до крепких скальных пород) без применения каких-либо специальных способов работ (замораживание, водопонижение, химическое закрепление грунтов и т. д.) — вот основные достоинства микротоннелирования.
С помощью домкратов осуществляется проходка щита в грунтах на длину, соответствующую длине применяемых труб продавливания, после чего на домкратную станцию помещается последующая труба и процесс повторяется.
Разработка грунта при проходке ведется рабочим органом проходческой машины.
Весь процесс проходки тоннеля осуществляется из контейнера управления, который установлен на поверхности и оснащен электронной техникой.

3. Решаемые задачи

С помощью технологии микротоннелирования могут быть решены следующие задачи:
- строительство подземных коммуникаций городского назначения: сетей водо-, тепло-, газоснабжения, канализации;
- прокладка футляров для электрических кабелей;
- строительство пересечений взлетно-посадочных полос, железных дорог и автомагистралей;
- прокладка подводящих конструкций к объектам, расположенным в центре водоема.
- обеспечение первичной поддержки для больших тоннелей.

Во всех случаях применение технологии микротоннелирования имеет большое преимущество там, где прокладка подземных коммуникаций традиционным (открытым) способом затруднена или невозможна.

4. Оборудование AVN фирмы "Херренкнехт"

Микротоннельный комплекс AVN построен по модульному типу, что позволяет быстро перебазировать с одного объекта на другой и максимально сократить сроки монтажа оборудования.
Комплекс включает в себя:
- рабочий орган AVN;
- контейнер управления предназначен для управления и эксплуатации проходческого оборудования;
- контейнер-отстойник;
- питающий и подающий насосы предназначены исключительно для подачи смеси песка и воды;
- бентонитовый насос;
- транспортный насос;
- лазер (система контроля управления);
- пресс-раму (домкратная станция) служащая в качестве устройства для подачи проходческой машины труб для подачи материала;
- соединительные линии.

Для обеспечения работы комплекса дополнительно предусматривается передвижная электростанция.
Точность проходки обеспечивается лазерной навигационной системой SLS-RV.
Система лазерной навигации позволяет точно установить местоположение проходческой машины в любое время. Положение машины постоянно отражается на экране пульта управления, благодаря чему оператор управляет процессом проходки.

Лазерная система ориентации включает в себя:
1. Проходческая машина
2. Проектируемая ось тоннеля
3. Лазерный теодолит
4. Мишень лазерной системы ориентации
5. Задняя мишень наведения
6. Опорные мишени

Современная бестраншейная прокладка труб позволяет осуществлять сооружение тоннелей длиной более 1000 м без промежуточных шахт.
Промежуточные домкратные станции, монтируемые в став трубопровода, позволяют получить необходимые усилия для продавливания, не превышающие предельно допустимые значения для каждой секции. Специальная лазерная система ведения, устанавливаемая в тоннелепроходческом оборудовании, позволяет осуществлять точную прокладку на большие расстояния и вести проходку тоннелей на трассе с изгибами.

5. Этапы проведения технологии микротоннелирования

Первый этап – подготовка стартовой и приемной шахт. Размеры шахт зависят от диаметра микрощита, глубина определяется глубиной прокладки подземных коммуникаций.
Второй этап – спуск домкратной установки и монтаж микрощита в шахте. Установка для приготовления и нагнетания бурового раствора в забой размещается на поверхности вблизи стартовой шахты.
Третий этап – прокладка трубопроводов. Проходка скважины буровой головкой микрощита, оснащенной резцами. Разработанный грунт смешивается с водой, подаваемый питающим насосом. Полученная взвесь транспортным насосом подается в отстойник установленный на поверхности. Осажденный грунт вывозится. Поэтапное наращивание става труб обеспечивает дальнейшую проходку щита до выхода в приемную шахту.
Четвертый этап – завершение работ.
После выхода микрощита в приемную шахту, производится демонтаж установки. Из приемной шахты удаляется микрощит, из стартовой шахты извлекается домкрат.