Буровая машина для метро

От кирки до алмазного сверла: как прокладывают тоннели для метро

Мощные машины с «хрупкими» именами

Навигационная электроника и комната отдыха в железном «черве»

Щит привозят на стройплощадку по частям и собирают уже на месте в специальном котловане, который строители называют монтажной камерой. Её размер не меньше футбольного поля — 60 на 70 метров. Она будет началом нового тоннеля. Машина закончит свой путь в такой же камере, но с другим названием — демонтажная. Там её разберут и увезут на строительство нового тоннеля.

Длина щита, похожего на червя, может достигать 100 метров. Головная часть — это режущий механизм, который называется ротором. На нём — специальные резцы. Они буквально вгрызаются в породу, прокладывая путь. Сразу за ротором находится привод, который запускает режущий механизм.

В щите обязательно есть закрытая ёмкость для цементного раствора, заполняющего пустоты между тюбингами и грунтом. А ещё — кессонная камера, домкраты, кабина оператора проходческого комплекса и даже комната для отдыха строителей. Последняя тоже не лишняя, потому что работа идёт круглосуточно. Рабочие трудятся в три смены; в сутки один щит обслуживают около 30 человек.

Комплекс прокладывает путь с помощью точнейшей навигационной электроники. Машинист щита постоянно сверяет координаты маршрута, ведь проходческий комплекс может отклониться от заданных параметров не больше чем на восемь миллиметров. Для каждого механизма составляют график, чтобы знать, где он заканчивает проходку, когда перейдёт на следующий этап.

Будущее пространство тоннеля формируют тюбинги — бетонные блоки. Когда он готов, строители укладывают рельсы и подводят инженерные сети. Куда же складывают грунт? Он поступает в специальные карманы щита, оттуда по конвейеру — в вагонетки, курсирующие по временным рельсам, а потом — на поверхность. Вагонетки вывозят грунт и поставляют нужные детали, например тюбинги. На стройплощадке грунт лежит недолго, его отправляют на специальные полигоны. В сутки на один щит требуется 30 грузовиков для вывоза грунта.

Нестандартный подход: наращённый щит и тоннель для эскалатора

Иногда метростроевцам приходится импровизировать. Причина чаще всего в нехватке свободных площадок под строительство. Например, в «Москва-Сити», когда строили станцию «Деловой центр» жёлтой ветки, машину монтировали на пятачке не больше школьного спортзала. Щит пришлось наращивать под землёй, опуская кольцо за кольцом.

А на площадке «Петровского парка» на сборку механизма было очень мало времени. Обычно на монтаж щита уходит месяц-два, и чтобы собрать его быстрее, головную часть весом около 150 тонн не разбирали, а опустили целиком на глубину 28 метров. Для этого на бровке котлована установили 450–500-тонный кран. Специалисты провели много расчётов, чтобы убедиться, что он не обрушит котлован.

Есть у московских строителей и свои изобретения. Они первыми в мире проложили с помощью щитов тоннели под эскалаторы. Ноу-хау применили на станции «Марьина Роща» салатовой ветки. За рубежом эта практика не распространилась, потому что в Европе станции в основном строят на небольшой глубине и тоннели для эскалаторов роют вручную.

Секрет двухпутных тоннелей

Гигант «Лилия» нужен, чтобы строить двухпутные тоннели. Поезда в них едут навстречу друг другу. Если на обычной станции рельсы тянутся с обеих сторон одной платформы, то на новых пути в две стороны пройдут посередине зала, а две платформы разместятся по бокам. Поэтому их и называют двухпутными.

В Москве за три года построят больше 20 километров таких тоннелей. Два двухпутных участка появятся на Кожуховской линии метро и ещё два — на Третьем пересадочном контуре, на севере и востоке Москвы. Этот способ используют во всём мире. Например, в Мадриде таким образом построены 90 процентов всех тоннелей. К слову, и саму технологию называют испанской.

Как червь помог изобрести тоннелеп роходческую машину

По легенде, английский инженер Марк Брюнель создал машину для прокладки тоннелей, присмотревшись к корабельному червю. Его голова покрыта жёсткой раковиной, с помощью которой червь буравит дерево и оставляет на стенках хода слой извести.

Российский император Александр I просил изобретателя спроектировать тоннель под Невой и проложить его с помощью такой машины, но планы не сбылись. Император решил построить в намеченном месте мост, и щит впервые проложил тоннель не в Петербурге, а в Лондоне.

Московские рекорды

В арсенале московских метростроевцев поначалу было лишь восемь лошадей и один грузовик, даже лопаты приходилось брать у дворников. Впервые в Москве проходческий щит спустился под землю в 1933–1934 годах, когда строился участок между Лубянкой и Театральной площадью. Под его защитой строить тоннели на глубине стало не только легче, но и безопаснее. Американский инженер Джордж Морган, консультировавший строителей, предупреждал, что щит не может проходить больше 75 сантиметров в сутки. Но московские рабочие установили рекорд: им удалось увеличить скорость и пройти больше 4,5 метра за 24 часа.

Сегодня машины работают в десятки раз быстрее. Тоннели прокладывают ультрасовременные немецкие щиты Herrenknecht, канадские LOVAT и американские Robbins. Кстати, новенькая «Лилия», на создание которой ушёл почти год, тоже немка, как и «Анастасия» с «Альмирой». Её привезли из Германии в апреле.

Источник

Самая большая в мире машина для бурения тоннелей завершила проходку под Сиэтлом

Самый большой в мире «тоннелепроходец» машина «Берта» завершила проходку тоннеля длинной 2,9 км, который свяжет северную и южную части Сиэтла.

Работы начались ровно 4 года назад. Дело в том, что действующий городской виадук, построенный 64 года назад, после землетрясения в 2001 году был признан небезопасным, и городские власти решили его демонтировать, заменив двухуровневым подземным тоннелем на глубине 61 метр.

По заказу Государственного департамента транспорта в Вашингтоне японская корпорация Hitachi Zosen разработала и построила крупнейший в мире тоннелепроходческий комплекс. Его размеры – 98 х 18 м и вес 6350 тонн.

Из Японии в Сиэтл машину доставляли по частям, где ее собрали в единый комплекс. Вращающаяся часть комплекса оснащена 260 специальными резцами для различных грунтов. Ее мощность составляет 25000 л.с., что обеспечивало ей проходку до 10 метров в день.

Первоначально завершить работы планировалось в конце 2015 года, однако случилось непредвиденное. В декабре 2013 года в процессе бурения «Берта» напоролась на стальную трубу, оставшуюся от подготовительных работ. На восстановление ушло почти 2 года.

В дальнейшем «Берту» ждет невеселая участь. После окончания работ, машину-рекордсмена разрежут на части по 20 тонн каждая и отвезут на переплавку. Полученное сырье будет использовано для строительства многоуровневого шоссе через свежий тоннель.

Общая стоимость проекта составила около 2 млрд. долларов. Открытие тоннеля запланировано на конец 2019 года.

Источник

Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы

Как строится метро

Последние новости

На данный момент

Щит-гигант «Победа» завершил проходку тоннеля на востоке БКЛ.

Этапы строительства метро:

Выбор места расположения

В первую очередь метро прокладывают в отдаленные районы столицы. При этом учитывается, сколько там проживает людей и сколько жилья построят в будущем, а также есть ли в районе промышленные предприятия, бизнес-кластеры и большие офисные центры, в которые ежедневно люди приезжают на работу. На выбор места для новой станции влияет и такой фактор, как заселенность соседних районов и даже Подмосковья. Зачастую станцию решают строить там, где движение автомобилей наиболее плотное.

Инженерные изыскания

На этом этапе происходит сбор сведений, необходимых для дальнейшей разработки технико-экономического обоснования проекта и рабочей документации на строительство. В состав инженерных изысканий для строительства метро должны входить геологические, геодезические, экологические и другие виды изысканий по необходимости.

Проектирование

На этом этапе определяются глубина заложения, типы конструкций и способ проходки подземных тоннелей, составляется проектно-сметная документация. Проще говоря, проектировщики определяют оптимальный «маршрут» подземной дороги и место заложения станции.

Проект готовится таким образом, чтобы строительство не повредило архитектурные памятники, здания на поверхности, парки и скверы и при этом стоило бюджету как можно меньше затрат. Если трасса тоннеля проходит вблизи уже существующих объектов, то при необходимости разрабатываются методы инженерной защиты этих сооружений от шума, вибраций и блуждающих токов, возникающих при строительстве и эксплуатации линий метрополитена.

Строительство

Различают закрытый способ строительства, без вскрытия поверхности, и открытый способ, при котором тоннели и станции строятся, соответственно, в разрытых траншеях и котлованах и после засыпаются грунтом.

Закрытый способ применяется при строительстве линий глубокого заложения, станции мелкого заложения строятся преимущественно открытым способом.

Строительство «глубокого» метро начинается с прокладки шахтного ствола для клети (лифта), который будет доставлять метростроевцев и необходимое оборудование «на рабочее место». Площадку, которая вырывается вокруг ствола, можно сравнить с огромной лестничной клеткой. Отсюда начинается прокладка тоннеля. На той же клети после бурения ежедневно на поверхность вывозятся десятки тонн грунта.

Чем глубже станция, тем она дороже и требует больше ресурсов. В 2011 году в Москве было решено большинство новых станций прокладывать открытым способом. Достаточно выкопать котлован, установить бетонные конструкции, выполнить обратную засыпку и уже внутри полученного коридора укладывать пути. Это не только дешевле, но и гораздо быстрее, чем строить станции глубокого заложения.

Проходка и укрепление тоннелей осуществляется чугунными тюбингами или водонепроницаемыми железобетонными блоками обделки.

Монтаж эскалаторов

Параллельно с прокладкой тоннеля строится сама станция и система переходов, затем в метро прокладываются коммуникации и монтируются эскалаторы.

Внутреннее оформление

Столичный метрополитен по праву считается красивейшим в мире. В большинстве стран станции утилитарны и неотличимы одна от другой. Несмотря на то что теперь станции Московского метрополитена строятся по типовым проектам, для каждой из них разрабатывается свое, особенное архитектурное и дизайнерское решение.

Проекты дизайна строящихся станций московского метрополитена можно посмотреть здесь.

Типовые проекты:

Для станций мелкого заложения используются три основных типа:

Технологии в помощь метростроевцам

Тоннелепроходческие комплексы

По легенде, изобретатель первого в мире «проходческого щита» англичанин Марк Брунель действительно придумал такую конструкцию после того, как пригляделся к «работе» обыкновенного корабельного червя, когда служил на флоте. Он заметил, что голова моллюска покрыта жесткой раковиной, с помощью зазубренных краев которой червь буравил дерево, оставляя за собой на стенках хода гладкий защитный слой извести.

Тем не менее в 1818 году первый щит Брунеля был запатентован, а в 1825 году с его помощью началось строительство тоннеля под Темзой.

В первой машине грунт выбирали сразу 36 шахтеров, располагавшихся каждый в своей ячейке. После выемки грунта на несколько сантиметров щит сдвигали немного вперед. Это была непростая работа, учитывая постоянно просачивающуюся воду (дно реки располагалось всего в нескольких метрах выше сводов этого двойного тоннеля). Несколько наводнений в забое унесли жизни семи рабочих, а однажды чуть не погиб сын Брунеля. Более того, на подземной стройке не раз вспыхивал болотный газ. И всё же работа завершилась триумфом.

В первый же день после открытия удивительного сооружения через тоннель прошли 15 тысяч человек. С тех пор Великобритания заслуженно считается пионером щитовой проходки, а сам щитовой метод в специальной литературе получил название «лондонский».

На первых щитах, как уже отмечалось, грунт выбирался рабочими вручную с помощью отбойного молотка и удалялся через уже построенный тоннель на вагонетках. Для движения щита вперед использовались винтовые домкраты, которые упирались в готовый участок тоннельной обделки и толкали машину вперед.

Размеры тоннелей росли, совершенствовалась и конструкция «червя»: в передней его части появились горизонтальные площадки, которые позволили рабочим разрабатывать грунт одновременно с двух (а иногда и более) ярусов. Однако из-за большого количества ручного труда и частых аварий скорость проходки оставляла желать лучшего.

Следующим этапом «эволюции» тоннелепроходческих комплексов стала разработка конструкций с так называемым «грунтопригрузом». При работе такого щита порода подается сначала в герметичную камеру, из которой грунт по принципу «мясорубки» удаляется с помощью шнекового конвейера.

Московские строители первыми в мире с помощью тоннелепроходческих щитов стали прокладывать наклонные тоннели для эскалаторных зон. По заказу Мосметростроя канадская фирма Lovat разработала и изготовила тоннелепроходческий комплекс с наружным диаметром 11 м. Именно с его использованием столичные метростроевцы впервые совершили щитовую проходку тоннеля для эскалаторов. Это произошло на станции «Марьина роща» Люблинско-Дмитровской линии метро.

Решение геологических проблем

Еще в 30-е годы прошлого века, когда в столице строилось первое метро, метростроители столкнулись с очень непростыми гидрогеологическими условиями. Тогда же была применена система против обрушения грунта и других типичных проблем, угрожающих тоннелям, которая по сей день считается одной из самых продуманных и надежных. Речь идет о заморозке грунта, основанной на простой, но эффективной системе.

Примерно через месяц работы холодильной машины грунт вокруг отдельных замораживающих колонок смерзается в монолитную массу, защищающую место выработки от проникновения грунтовых вод и осыпания стенок. Теперь холодильная машина должна лишь поддерживать кольцо мерзлоты до тех пор, пока не будут произведены выработка и закрепление ее стенок.

Получают жидкий азот на специальных заводах путем сжижения атмосферного воздуха при низких температурах и последующего разделения его на жидкий азот и кислород, имеющие разные температуры испарения. Жидкий азот транспортируют в специальных емкостях (танках).

В отличие от других промышленных хладагентов (аммиака, фреона), которые можно использовать только в замкнутой системе холодильной установки, жидкий азот используют однократно (испаряющийся газ выпускают в окружающую среду).

Способ низкотемпературного замораживания с применением жидкого азота обладает рядом преимуществ по сравнению с обычным (рассольным) замораживанием. При замораживании жидким азотом не нужны замораживающие станции, а также сети трубопроводов. Доставленный на стройплощадку жидкий азот из цистерн пускают сразу в замораживающие колонки. Скорость замораживания увеличивается, что особенно важно при больших скоростях фильтрации грунтовых вод, а также при поступлении термальных и минерализованных вод. На замораживание 1 м 3 грунта с содержанием воды до 30% расходуется 1000 л жидкого азота. Жидкий азот взрыво- и пожаробезопасен и нетоксичен.

Устройство свай из грунтобетона выполняется в два этапа: производство прямого (бурение скважины) и обратного хода буровой колонны. В процессе обратного хода производят подъем колонны с одновременным ее вращением.

Благодаря этим технологиям сегодня метростроевцы могут работать в самых сложных геологических условиях, прокладывая тоннели, которые приводят метро в новые районы столицы.

«Драгоценные» инструменты

Источник

Как строят тоннели метро и что такое ТПМК

вопрос 1 Что такое ТПМК?

Тоннелепроходческий механизированный комплекс (также тоннелепроходческий щит, ТПМК) – машина для строительства тоннелей метро.

В 1930-е годы первые станции столичной подземки строились вручную: киркой и лопатой. Сегодня в арсенале метростроителей – передовые технологии. Для прокладки тоннелей используют автоматизированную сверхпрочную конструкцию под названием «проходческий щит». Ее можно сравнить со «стальным червем», который сверлит путь в толще породы, оставляя за собой готовый тоннель.

Чтобы представить, насколько титаническая задача стоит перед строителями, сооружающими метротоннели, нужно знать, что расстояние между двумя станциями обычно не превышает 2 — 2,5 км, средняя скорость движения поезда метро — 41 км/час, а значит — это расстояние поезд преодолевает примерно за три с половиной минуты.
Тоннели метро строит огромная машина, чем-то напоминающая червя, — называется она тоннелепроходческий механизированный комплекс (ТПМК). При прокладке тоннеля он вгрызается в породу, забирает землю и выдает ее на поверхность, понемногу продвигаясь вперед. Машина обделывает поверхность тюбингами, из которых формируется кольцо будущего тоннеля.
Скорость проходки составляет 10 метров в сутки, проходка 300 метров в месяц считается нормальной для строительства тоннеля.

Из ЧЕГО СОСТОИТ МАШИНА, КОТОРАЯ СТРОИТ ТОННЕЛИ В МЕТРО?
Для строительства тоннелей метрополитена применяются специальные тоннелепроходческие механизированные комплексы (ТПМК). Диаметр такой машины составляет 6 метров, а длина может достигать 100 метров!

1. ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ ЩИТА
В передней части машины находится режущий орган — ротор, на котором устанавливаются режущие инструменты: шарошки используются для проходки в твердых породах, резцы — в мягких породах. Привод ротора, который заставляет вращаться режущий орган, находится также 8 головной части щита.

2. ОБОЛОЧКА ТПМК
Оболочка ТПМК защищает все оборудование и людей, которые работают на щите.

3. ЭРЕКТОР
Кольцо тоннеля собирается механизированным способом с помощью блокоукладчикз — эректора.

4. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ ТЮБИНГ

Тоннель метро обделывается (укрепляется) железобетонными кольцами, которые состоят из отдельных элементов — тюбингов.

5. ТЕЛЬФЕР ДЛЯ ПОДАЧИ ТЮБИНГОВ
Тельфер для подачи тюбингов — это кран-перегружатель, который осуществляет транспортировку фрагментов железобетонного кольца.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕЛЕЖКА
На технологической тележке установлено оборудование, обеспечивающее функционирование ТПМК: двигатели, насосы, баки с маслом, водоотливная система, операторская кабинка, трансформаторы и др.

7. КЕССОННАЯ КАМЕРА
Замена режущих инструментов на ТПМК при проходке через плывун (насыщенный водой грунт) связана с определенными трудностями. Данный вид работ проводится на роторе в буферной зоне, где создается повышенное (давление. Для того чтобы проходчики смогли работать в таких условиях, они проходят адаптацию 8 кессонной камере, которая выполняет функцию шлюза.

9. ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ КАНАЛ
По вентиляционному каналу с поверхности земли подается воздух.

10. ПРОХОДЧЕСКИЕ ДОМКРАТЫ
Благодаря проходческим домкратам машина отталкивается от последнего смонтированного ж/б кольца и продвигается вперед.

вопрос 2 Кто изобрел ТПМК?

По легенде, изобретатель первого в мире проходческого щита англичанин Марк Брунель действительно придумал такую конструкцию после того, как во время службы во флоте пригляделся к «работе» корабельного червя. Он заметил, что голова моллюска покрыта жесткой раковиной, с помощью зазубренных краев которой червь буравил дерево, оставляя за собой на стенках хода гладкий защитный слой извести.

Идея машины оформилась в конструкцию в 1817 году, когда русский император Александр I обратился к Брунелю с просьбой спроектировать тоннель под Невой в Санкт-Петербурге. Правда, в России инженеру поработать не удалось – император решил возвести в намеченном месте мост. Однако в 1818 году первый щит Брунеля был запатентован, а в 1825-м с его помощью началось строительство тоннеля под Темзой.

вопрос 3 Внедрение ТПМК в России

В нашей стране проходческий щит впервые использовали в 1934 году для проходки сложного участка первой очереди московского метро между Театральной площадью и Лубянкой. А при строительстве второй очереди столичной подземки на трассах одновременно работало уже 42 щита – рекорд по объему используемой техники.

Московские строители первыми в мире с помощью тоннелепроходческих щитов стали прокладывать наклонные тоннели для эскалаторных зон. По заказу Мосметростроя канадская фирма Lovat разработала и изготовила ТПМК с наружным диаметром 11 метров. Именно с его использованием столичные метростроевцы впервые совершили щитовую проходку тоннеля для эскалаторов. Это произошло на станции «Марьина роща» Люблинско-Дмитровской линии метро.

вопрос 4 Как работает ТПМК

Тоннели строятся в самых сложных инженерно-геологических условиях, и современные щиты рассчитаны на проходку в различных грунтах, в том числе в неустойчивых. Комплексы работают в два цикла: сначала разрабатывают грунт, затем возводят обделку, производя монтаж блоков. Средняя скорость проходки щитов сегодня составляет 250-300 метров в месяц.

вопрос 5 ТПМК: «шестерки» и «десятки»

вопрос 6 Почему ТПМК называют женскими именами?

Тоннелепроходческий комплекс – это целый завод по переработке грунта. В Москве всегда строили метро щитами диаметром 6 метров, теперь проходка ведется и 10-метровыми машинами-гигантами.

Щиты – «десятки» используют при строительстве двухпутных тоннелей. Для обслуживания и эксплуатации одного большого щита требуется меньше оборудования для вывоза грунта, сокращается и количество сопутствующей инфраструктуры – это освещение, вентиляция, подвоз тюбингов.

Метростроители называют проходческие щиты женскими именами. Этот обычай появился благодаря Ричарду Ловату, основателю и владельцу известной канадской фирмы LOVAT, выпускающей ТПМК. Он решил, что все щиты компании должны носить женские имена в честь покровительницы подземных работ святой Барбары. Традиция распространилась и на машины других производителей. Сегодня московское метро строят «Татьяна», «Лилия», «Ольга», «Любовь», «Полина», «Софья», «Наталья»…

Источник

А тоннелепроходческий станок (TBM), также известный как «крот», это машина, используемая для раскопок туннели с круглым поперечным сечением через различные почвы и горные породы. Их также можно использовать для микротоннелирование. Они могут быть разработаны для сверлить через что угодно, от хард-рока до песок. На сегодняшний день диаметр туннеля может варьироваться от одного метра (3,3 фута) (с микротбунами) до 17,6 метра (58 футов). Туннели диаметром менее метра обычно строятся с использованием бестраншейное строительство методы или горизонтально-направленное бурение а не ТБМ. ТПМ также могут быть разработаны для рытья туннелей некруглой формы, в том числе туннелей U-образной или подковообразной формы, а также туннелей квадратной или прямоугольной формы. [1] [2] [3] [4] [5] [6]

Содержание

История

В первый успешный туннельный щит был разработан сэром Марк Исамбар Брюнель раскопать Темза туннель в 1825 году. Однако это было всего лишь изобретением концепции щита и не предполагало конструирования полной туннельной буровой машины, так как рытье грунта по-прежнему приходилось выполнять стандартными на тот момент методами земляных работ. [7]

Сообщается, что первая сверлильная машина была построена Анри-Жозефом Маусом. Горный слайсер. [8] [9] [10] [11] [12] По заказу Король Сардинии в 1845 г., чтобы выкопать Железнодорожный туннель Фрежюс между Францией и Италией через Альпы, Маус построил его в 1846 году на оружейном заводе недалеко от Турин. Он состоял из более чем 100 ударных дрелей, установленных в передней части машины размером с локомотив, с механическим приводом от входа в туннель. В Революции 1848 года повлияло на финансирование, и туннель был завершен только через 10 лет с использованием менее инновационных и менее дорогих методов, таких как пневматические дрели. [13]

В Соединенных Штатах первый сверлильный станок, который был построен, был использован в 1853 году при строительстве Hoosac Tunnel на северо-западе Массачусетса. [14] Сделанный из чугуна, он был известен как Запатентованный станок Wilson для резки камня, в честь изобретателя Чарльза Уилсона. [15] Прежде чем разрушиться, он просверлил 10 футов в скале. (Тоннель в конечном итоге был построен более 20 лет спустя, как и в случае с железнодорожным туннелем Фрежюс, менее амбициозными методами. [16] ) Машина Уилсона предвосхитила современные TBM в том смысле, что в ней использовались отрезные диски, подобные дискам дисковая борона, которые были прикреплены к вращающейся головке машины. [17] [18] [19] В отличие от традиционного долбления или буровзрывных работ, этот инновационный метод удаления породы основан на использовании простых металлических колес для создания кратковременного высокого давления, приводящего к разрыву породы.

Также в 1853 году американец Эбенезер Талбот также запатентовал TBM, в котором использовались отрезные диски Вильсона, хотя они были установлены на вращающихся рычагах, которые, в свою очередь, были установлены на вращающейся пластине. [20] В 1870-х годах Джон Д. Брантон из Англии построил машину, в которой использовались отрезные диски, эксцентрично установленные на вращающихся пластинах, которые, в свою очередь, были установлены эксцентрично на вращающейся пластине, так что отрезные диски могли перемещаться почти по всей поверхности скальной породы, которая должен был быть удален. [21] [22]

Первый TBM, который проложил туннель на значительное расстояние, был изобретен в 1863 году и усовершенствован в 1875 году офицером британской армии майором. Фредерик Эдвард Блэкетт Бомонт (1833–1895); Машина Бомонта была усовершенствована в 1880 году офицером британской армии майором Томасом Инглишем (1843–1935). [23] [24] [25] [26] [27] В 1875 году Национальное собрание Франции одобрило строительство туннеля под Ла-Маншем, а британский парламент разрешил провести пробный запуск; Для проекта была выбрана компания Major English TBM. Режущая головка TBM Инглиша состояла из конического сверла, за которым находилась пара противоположных рычагов, на которых были установлены режущие диски. С июня 1882 года по март 1883 года машина проложила меловой туннель общей протяженностью 6 036 футов (1,84 км). [12] Французский инженер, Александр Лавалле, который также был Подрядчик Суэцкого канала, использовал аналогичную машину для бурения 1,669 м (5,476 футов) с Сангатте на французской стороне. [28] Однако, несмотря на этот успех, проект туннеля через Ла-Манш был заброшен в 1883 году после того, как британские военные выразили опасения, что туннель может быть использован в качестве маршрута вторжения. [12] [29] Тем не менее, в 1883 году этот ТБМ использовался для бурения железнодорожного вентиляционного туннеля диаметром 7 футов (2,1 м) и длиной 6,750 футов (2 км) между Birkenhead и Ливерпуль, Англия, сквозь песчаник под Река Мерси. [30]

В конце 19-го и начале 20-го века изобретатели продолжали проектировать, строить и испытывать ТБМ в ответ на потребность в туннелях для железных дорог, метро, ​​канализации, водоснабжения и т. Д. ТБМ, использующие вращающуюся группу сверл или молотков, были запатентованы. [31] ТБМ, напоминающие гигантские кольцевые пилы были предложены. [32] Другие TBM состояли из вращающегося барабана с металлическими зубьями на внешней поверхности, [33] или вращающаяся круглая пластина, покрытая зубьями, [34] или вращающиеся ремни с металлическими зубьями. [35] Однако все эти ТБМ оказались дорогими, громоздкими и неспособными проводить выемку твердых пород; поэтому интерес к ТБМ снизился. Тем не менее, разработка TBM продолжалась на калийных и угольных шахтах, где порода была более мягкой. [36]

ТБМ с диаметром ствола 14,4 м (47 футов 3 дюйма) был изготовлен Компания Роббинс для канадских Проект Ниагарского туннеля. Машина использовалась для бурения гидроэлектрического тоннеля под Ниагарский водопад. Машину назвали «Большая Бекки» в честь сэра Адам Бек плотины гидроэлектростанций, к которым идет прокладка тоннелей для создания дополнительного гидроэлектрического тоннеля.

An баланс давления грунта TBM, известный как Берта с диаметром ствола 17,45 метра (57 футов 3 дюйма) был произведен Hitachi Zosen Corporation в 2013. [37] Он был доставлен Сиэтл, Вашингтон, для своего Проект туннеля шоссе 99. [38] Машина начала работать в июле 2013 года, но остановилась в декабре 2013 года и потребовала значительного ремонта, в результате которого машина была остановлена ​​до января 2016 года. [39] Берта завершила бурение туннеля 4 апреля 2017 года. [40]

Столица Малайзии Куала Лумпур постоянно расширяет свою подземную сеть массового скоростного транспорта. Две машины для бурения туннелей, поставленные CREG, вырыли два туннеля диаметром 6,67 м в водонасыщенных песчаных аргиллитах, сланцевых аргиллитах, сильно выветренных аргиллитах, а также в аллювии с максимальной скоростью продвижения более 345 м / месяц. [41]

Самый большой в мире Тяжелый рок TBM, известный как Мартина, (диаметр выемки 15,62 м (51 фут 3 дюйма), общая длина 130 м (430 футов); площадь выемки 192 м 2 (2070 кв. Футов), тяговое усилие 39 485 т, полная масса 4500 т, общая установленная мощность 18 МВт; годовое потребление энергии около 62 млн. кВтч) построено Herrenknecht AG. Он принадлежит и управляется итальянской строительной компанией Toto S.p.A. Costruzioni Generali (Toto Group) для галереи Спарво итальянского перевала автострады A1 («Variante di Valico A1») недалеко от Флоренции. Та же компания построила TBM для шлама с самым большим диаметром в мире, диаметр выемки 17,6 метра (57 футов 9 дюймов), принадлежащий и управляемый французской строительной компанией Dragages Hong Kong (дочерняя компания Bouygues) для соединения Tuen Mun Chek Lap Kok в Гонконге.

Описание

Современные TBM обычно состоят из вращающегося режущего диска, называемого режущей головкой, за которым следуют основной подшипник, система упора и поддерживающие механизмы. Тип используемой машины зависит от конкретной геологии проекта, количества грунтовых вод и других факторов.

Источник