Проходческий щит

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У термина «Щит» существуют и другие значения.

Прохо́дческий щит — подвижная сборная металлическая конструкция, обеспечивающая безопасное проведение горной выработки и сооружение в ней постоянной крепи (обделки). Проходческий щит применяется при сооружении тоннелей различного назначения, при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом. В настоящее время в связи с усложнением конструкций проходческих щитов и расширением круга выполняемых ими функций для их описания чаще используется термин «тоннелепроходческие комплексы» (ТПК).

Впервые проходческий щит был применен в Великобритании М. И. Брюнелем при сооружении тоннеля под рекой Темза (1825). С их помощью сооружено большинство тоннелей метрополитенов в Москве, Петербурге, Киеве и других городах.

Диаметр получаемых тоннелей может варьировать от 1 до 15 м. Два крупнейших 15-метровых щита были созданы в 2005 году для прокладки тоннелей в Мадриде (Испания).

[править] Виды щитов

Немеханизированный — щит, используемый лишь для защиты забоя от обрушения, пока рабочий вручную или с помощью отбойного молотка производит из него выемку грунта.

Немеханизированный с кессоном — щит, применяемый для проходки в водонасыщенных грунтах, когда забой сзади щита перегораживается переборкой, а в образовавшееся пространство с помощью компрессора накачивается воздух (до давления в 2—5 атм), что как бы «отжимает» грунтовые воды вглубь пород и защищает забой от их поступления. Способ весьма эффективен с инженерной точки зрения, но чрезвычайно вреден для здоровья рабочих, поскольку вызывает кессонную болезнь.

Механизированный — щит (вернее, уже комплекс), на котором почти исключен ручной труд, и практически все операции выполняются оператором с пульта управления. Разработка грунта производится за счет вращающегося на оси щита стального ротора с резцами, после чего грунт подается на конвейер, а с него — на вагонетки. В СССР этот тип щитов был впервые применен в 1949 году.

Механизированный с кессоном — механизированный щит с применением кессонирования забоя.
Механизированный с грунтопригрузом — механизированный щит, в котором разработанный грунт сначала подается в герметичную камеру грунтопригруза (в которой давление равно давлению в забое), а из нее удаляется шнековым конвейером. Этот вид щитов применяется в ситуациях, когда нельзя допустить малейшей просадки вышележащих слоев грунта, а специальные методы проходки туннелей в неустойчивых водонасыщенных грунтах (замораживание, водопонижение) не оправдывают себя.
Механизированный с гидропригрузом — механизированный щит, в котором разработанный грунт сначала подается в камеру гидропригруза, в которую, в свою очередь, под давлением (до нескольких десятков атм) подается бентонитовый раствор. Смешиваясь с ним, измельченный разработанный грунт отводится по трубопроводу на поверхность, где в сепараторе отделяется от бентонита, который возвращается обратно в камеру гидропригруза. Это весьма дорогой, но наиболее современный вид щитов, который в отношении отсутствия просадок вышележащих слоев грунта еще более совершенен, чем щит с грунтопригрузом.