Проходческий щит , или Тоннелепроходческий комплекс (ТПК) - устройство, предназначенное для строительства подземных тоннелей.

История щитов

Примерно так выглядел щит Брунеля

Первый проходческий щит придумал английский инженер Марк Исамбард Брунель в начале XIX века, взяв за основу принцип морского червя-древоточца. В 1814 году Брунель предложил русскому императору Александру I построить при помощи свежепридуманного дивайса тоннель под Невой, но отсталый тиран предпочел банальный мост. Марк Исамбард расстроился, но не сильно: в 1818 году он запатентовал свой щит, а в 1825-м началось строительство тоннеля под Темзой. С тех пор Великобритания заслуженно считается пионером щитовой проходки. Более того, сам щитовой метод в специальной литературе получил название "лондонский" .

Советская копия английского щита на Театральной площади в Москве

В Советском союзе щит был впервые построен в 1934 году для проходки сложного участка первой очереди московского метро между Театральной площадью и Лубянкой. Несмотря на то, что советские пропагандисты преподносили этот факт как победу социалистической индустрии, на самом деле советский щит был копией английского щита фирмы "Маркхэм и Ко" , который был ранее куплен за валюту и уже работал на том же участке.

Что любопытно - английский щит прибыл на стройплощадку в разобранном, разумеется, виде, но без чертежей и документов. Поскольку вероятность того, что их проебали англичане, является абсурдной, современные ксенобиологи считают, что с чертежей в это самое время снимали копии пытливые советские инженеры. В результате собирать английский щит пришлось комсомольцам-ударникам при помощи кувалд, народной смекалки, такой-то матери и иностранного консультанта. Советский щит вступил в строй буквально в считанные месяцы - совершенно очевидно, что создать "с нуля" устройство такой сложности, не имея в этой области ни малейшего опыта, невозможно физически - даже если товарищ Каганович очень попросит.

Устройство щитов

Классический проходческий щит состоит из рабочего органа (это то, чем копают), трубы (чтобы сверху песок и земля не сыпались), эректора (это то, чем укладывают блоки, а не то, что вы подумали) и домкратов, которыми щит отталкивается от построенного тоннеля.

Классификация щитов

С точки зрения любителей полазить под землей, щиты делятся на четыре категории:

Ржавая труба с домкратами, некогда гнившая на пути из Строгино в Митино

Ржавая труба с домкратами

Старый советский щит серии Щ или ЩН. В качестве рабочего органа используются рабочие с отбойными молотками и лопатами. Особой ценности для эксплуатирующей организации не представляет, поэтому, как только кончаются деньги на строительство, бросается, как есть.

Под просторами нашей родины гниют десятки устройств этой категории. Еще больше их гниет на секретных складах метростроя. Как только стоимость нефти достигает 130 баксов за баррель, денег на строительство метрополитенов становится много, а заграничных щитов катастрофически не хватает, метрострой извлекает со складов десяток ржавых труб и отправляет их работать.

Метровентиляторы и другие интересующиеся товарищи с нетерпением ждали, когда же наконец из загашников появится тот самый щит 1934-го года, но тут наступил кризис и бабло иссякло.

Популярным щитом КТ-1-5,6 в нашей стране построили хер его знает сколько километров тоннелей

Обычно серия КТ, производства Ясиноватского завода (Украина). Одно время (в 70-е годы) считались лучшими щитами в мире, но за прошедшие годы скатились в сраное говно. Так, последний, купленный московским метростроем КТ (с компьютерным управлением и другими прибамбасами), прошел порядка 100 метров перегона "Улица Академика Янгеля" - "Анино" и сдох совсем. Метрострой оказался перед выбором - копать демонтажную камеру, вытаскивать щит и сдавать по гарантии или делать что-то еще. Сделали что-то еще: выломали из щита все компьютерное управление, рабочий орган, поставили перед ним рабочих с лопатами и отбойными молотками. Вобщем, получилась ржавая труба с домкратами. Некоторое количество таких щитов тоже гниет под просторами, несколько штук используется.

Российский щит Топаз-М. Компьютерное управление, лазерный теодолит, роторный рабочий орган, все дела.

Российский щит

Собранный на коленке девайс, обычно используемый при проходке коллекторов. Выпущен, чаще всего, той же организацией, которая его использует. Надо отметить, что существуют довольно продвинутые, даже по сравнению с западными, модели. Однако, российские производители по неизвестным причинам являются фанатами прессобетонной обделки тоннелей. После эпического фэйла, случившегося с такой отделкой в нижегородском метрополитене, ее применение в метростроении запретили.

Кроме того, сколько-нибудь серийное производство щитов в России отсутствует и все известные модели являются штучными изделиями, собранными десятком Левшей и Кулибиных. Поэтому в природе российские щиты встречаются крайне редко.

Заграничный щит

Продвинутый девайс производства фирм Херренкнехт, Ловат, Вирт и еще миллиона японских компаний (в Японии практически каждая крупная компания выпускает щиты, кроме шуток!). Весь в компьютерах, датчиках, лазерных теодолитах и тому подобных устройствах. Может копать, может не копать, может делать еще кучу полезных вещей, приносить кофе и рассказывать сказку на ночь. А вот крестиком не вышивает. Упс. Хотя нет, постойте. Говорят, что некоторые японские щиты вышивают.

Заграничный щит. Где-то за границей. Судя по надписи US AIR FORCE, он еще и летать умеет.

Такой щит (и отдельные его части) представляют собой серьезную ценность для владельца. Поэтому застревают они редко. Если вдруг кончаются деньги, подрядчик копает сверху шахту, извлекает через нее щит и увозит его туда, где деньги есть. Ввиду наличия перечисленных недешевых девайсов, без присмотра находятся редко - обычно на щите тусуется пара монтеров, вне зависимости от времени суток. Тоннели, заканчивающиеся заграничным щитом, обычно охраняются лучше, чем тоннели без оного.

Впрочем, один из навороченных заграничных щитов - Lovat "Полина" на строительстве станции "Борисово" Люблинской линии Московского метрополитена - торчал под землёй без движения чуть более чем два года, практически без охраны. То, что он сохранился, можно объяснить только предельно малой распространённостью диггерства в те далёкие, но прекрасные годы.

В начале 2004 года владелец "Полины" - компания "Протонтоннельстрой" - сообразила, что в Казани, где в те времена олимпийскими темпами строили метро, есть столь необходимое им бабло. Не согласовав это ни с московской Дирекцией строящегося метрополитена, ни вообще с кем бы то ни было, "Протонтоннельстрой" отгородил площадку во дворе жилого дома на ул. Борисовские пруды, вырыл на ней шахту, извлек через нее щит и отправил в Казань.

Наивные метровентиляторы восторженно написали о прибытии щита на своих метрофорумах . Оттуда информация перетекла на многочисленные сайты, посвященные строительству казанского метро. Тут Протонтоннельстрой спохватился: сотрудники службы безопасности оного стали писать и звонить владельцам сайтов, предлагать встретиться, требовать убрать информацию и фотографии, угрожать, предлагать деньги. В итоге они ничего не добились, но вся эта история доставила участникам массу лулзов.

В 2008 году компания Lovat была поглощена международным монстром Caterpillar, и уже через пять лет было объявлено, что выпуск проходческой техники на заводе в Торонто будет прекращен. Боссы Caterpillar в заявлениях для прессы о причинах остановки производства щитов отделывались бессмысленной маркетинговой хуйней в стиле "Lovat больше не представляет собой стратегическую возможность для роста" - глобализация экономики рулит, ога. Все оборудование продали китайской компании Liaoning (мы не знаем, как это правильно транскрибировать, попытайтесь сами), пообещав сохранить сервисное обслуживание ранее купленной техники до 2016 года.

Факты

Наклейка с предупреждением.

Щит Клавдия. Можно просто Клава.

• Средняя скорость среднего заграничного щита - 500-600 метров в месяц, зависит от грунтов.

• Мировой рекорд скорости проходки - 1240 метров в месяц - установлен в 1981 году щитом КТ-1-5,6 на строительстве перегонного тоннеля в Ленинграде от "Пионерской" до "Удельной". Щит гнали на убой и по завершении проходки утилизировали.

• Самый большой в мире щит произведен компанией Херренкнехт и имеет диаметр 15,2 метра.

• Щит диаметром 20 метров был спроектирован, но так никогда и не выпущен компанией Херренкнехт по заказу правительства Москвы. Техническим заказчиком выступало ЗАО "Инфраструктура", принадлежащее на паях Абрамовичу (тому самому) и Абрамсону. Проект щита отложен в долгий ящик и предполагается, что к нему вернутся, когда Москва дорастёт до строительства автомобильного тоннеля из Коломенского в Печатники по трассе 5-го автомобильного кольца.

• Многие детали заграничных щитов имеют противокражную маркировку, наподобие кода, наносимого на детали автомобилей. Данные по этой маркировке у производителей щитов сведены в единую базу, поэтому всегда можно узнать, с какого именно щита был украден купленный вами в подворотне за пару бутылок водки лазерный теодолит. Очень удобно.

• Фирма Lovat с легкой руки ее основателя Ричарда Ловата любит давать щитам женские имена в честь покровительницы горняков Святой Варвары (в католичестве также считается, будто она предохраняет от внезапной смерти, что кагбы намекаэ). Подхватили эту традицию и

Основным средством механизации горных работ и защиты забоя от обрушения пород на весь проходческий цикл - от разработки породы до возведения обделки - являются щиты. Проходческий щит - это подвижная стальная крепь в виде полого стального цилиндра, лежащего горизонтально вплотную к забою. Форма щита повторяет форму сооружаемой обделки.

Основные части щита (рис. 45)-ножевое 2 и опорное 1 кольца (в некоторых конструкциях установлено единое ножеопорное кольцо) и оболочка 9, в пределах которой монтируют сборную обделку. После разработки породы, находящейся перед ножевым кольцом, щит при пбмощи щитовых гидроцилиндров 10, опирающихся на последнее кольцо обделки тоннеля, продвигают вперед, в пространство, освободившееся от породы. После этого штоки гидроцилиндров убирают и в оболочке щита монтируют очередное кольцо обделки. Породу забоя крепят щитами из досок, которые прижимают забойными гидроцилиндрами 7.

В пределах опорного и ножевого колец внутреннее пространство щита разделено: горизонтальными перегородками 5 на ярусы и вертикальными перегородками 3 на ячейки. Горизонтальные перегородки имеют выдвижные платформы 4, перемещение которых обеспечивают специальные платформенные гидроцилиндры. (В технической литературе прошлых лет издания щитовые, забойные и платформенные гидроцилиндры названы гидравлическими домкратами, или гидродомкратами.)

Опорное и ножевое кольца щита собирают из стальных элементов-сегментов, соединяя их болтами подобно тюбингам при сборке кольца обделки. Оболочку щита собирают из стальных листов, изогнутых по цилиндрической поверхности. Листы соединяют между собой, а также с опорным кольцом с помощью болтов с потайной головкой.

Проходческие щиты разделяют по следующим основным признакам:

по площади поперечного сечения проходимой выработки - на щиты малого диаметра (до 3200мм), среднего диаметра (до 5200 мм) и большого диаметра (свыше 5200 мм);

по степени механизации основных производственных процессов- на щиты частично механизированные и механизированные. В щитах первого типа разработку забоя ведут вручную или взрывным способом, а погрузка и транспортировка породы, возведение обделки и передвижка щита механизированы, в щитах второго типа все основные процессы механизированы;

по области применения щиты разделяют на предназначенные для проходки в обводненных грунтах, для проходки в сыпучих и малоустойчивых грунтах естественной влажности, для проходки в грунтах с коэффициентом крепости от 0,5 до 5 и для проходки в грунтах с коэффициентом крепости более 5.

Рис. 45. Частично механизированный проходческий щит:
1 - опорное кольцо; 2 - ножевое кольцо; 3 - вертикальная перегородка; 4 - выдвижная платформа; 5 - горизонтальная перегородка; 6 - гидравлическая система; 7 - забойный гидроцилиндр; 8 - накладка; 9 - оболочка щита; 10 - щитовой гидроцилиндр; 11 - опорная пята

Рис. 46. Механизированный проходческий комплекс

Проходческие щиты оснащают механизмами для погрузки разработанного грунта на конвейер (транспортер) или непосредственно в вагонетки. В частично механизированных щитах погрузку грунта в вагонетки ведут с помощью погрузочной машины, в щитах малого диаметра - вручную. В механизированных щитах погрузочные органы имеют различное исполнение.

Современные щитовые комплексы обеспечивают выполнение процессов по разработке и креплению лба забоя, погрузке и удалению грунта за пределы комплекса, возведению тоннельных обделок, нагнетанию раствора в заобделочное пространство и т. д.

Комплексы, в которых достигнута полная механизация проходческих работ, называют механизированными комплексами (рис. 46), В таких комплексах щит 2 имеет рабочий орган / для разработки и погрузки породы, конвейер 3 для выдачи породы за пределы щита. Вслед за щитом в сцепе с ним установлен укладчик обделки 4, тоннельный конвейер 5 и другое технологическое оборудование. При проходке в неустойчивых породах рабочий орган (исполнительный) щита наряду с разработкой породы обеспечивает поддержание лба забоя от обрушения.

По принципу действия различают три группы рабочих органов:

непрерывного действия, если разработка грунта происходит одновременно по всей площади забоя (например, рабочий орган роторного типа);

цикличного действия, если разработка грунта происходит в отдельные отрезки времени в отдельных участках забоя (например, рабочий орган экскаваторного типа);

комбинированно действия, когда сочетаются хотя бы по одному из двух типов рабочих органов (например, экскаваторного типа с горизонтальными рассекающими площадками).

Роторные рабочие органы могут быть с плоской или винтовой планшайбой (рис. 47, а) со щелями для выхода грунта или лучевого типа (рис. 47,6). Эти органы в зависимости от крепости пород оснащают пластинчатыми или стержневыми резцами, шарошками и другим инструментом. При вращении режущий инструмент врезается в грунт и разрушает его.

Щит может быть оснащен сменными в зависимости от крепости пород рабочими органами: экскаваторным рабочим органом (рис. 47, в) для работы в супесях, суглинках, глинах; стреловым исполнительным органом с резцовой коронкой (рис. 47, г) для работы в твердых глинах, известняках, песчаниках.

Горизонтальные рассекающие перегородки (площадки) рабочего органа позволяют работать в песках, насыпных грунтах. На горизонтальных перегородках при внедрении их в забой образуются осыпи грунта под углом естественного откоса, обеспечивающие устойчивость забоя (т. е. выполняющие функции временной крепи).

С помощью механизированных комплексов, кроме обычных сборных обделок, сооружают также монолитно-прессованные и сборные обжимаемые в породу обделки. Монолитно-прессованные обделки образуются при уплотнении бетонной смеси усилиями щитовых гидроцилиндров при внедрении щита в забой. После монтажа в хвостовой части щита очередной секции опалубки и нагнетания за нее бетонной смеси щит продвигают вперед, при этом под давлением гидроцилиндров смесь в опалубке уплотняется и непосредственно за щитом остается готовая бетонная обделка. Особенность сборных железобетонных обделок кругового очертания, обжимаемых в окружающий породный массив, состоит в том, что сразу же после их монтажа кольца обделки прижимают к контуру выработки и обделка немедленно вступает в работу, предотвращая развитие горного давления и просадки земной поверхности.

Рис. 47. Схемы рабочих органов механизированных проходческих щитов:
а-роторный с винтовой планшайбой; б - роторный лучевого типа; в - экскаваторного типа; г - фрезерного типа

Рис. 48. Проходческий комбайн 4ПП-2

Щиты в процессе проходки приобретают крен (поворачиваются вокруг оси). Для предотвращения крена в щитах служат элероны (металлические пластины), которые устанавливают в специальные щели в сегментах опорного (ножеопорного) кольца и выдвигают с помощью гидроцилиндров за пределы корпуса щита. Для возможности ведения щита на кривых участках трассы тоннеля необходимо делать одностороннее уширение сечения выработки. С этой целью на рабочем органе щита устанавливают выдвижной копир-резец (копир-шарошку). Управляет копир-резцом при помощи гидравлического механизма машинист щита со своего рабочего места.

Для определения и контроля положения щита в плане и профиле применяют лазерные приборы. Прибор крепят к обделке так, чтобы лазерный луч был направлен параллельно оси тоннеля и находился ниже свода на 1-1,2 м. Для придания лучу нужного направления в плане и для контроля устойчивости луча применяют не менее двух отвесов, а в профиле - не менее двух горизонтальных нитей (используют капроновую леску). По мере удаления щита от лазерного прибора через каждые 100-150 м закрепляют новые отвесы и нити.

Для герметизации строительного зазора и придания кольцам правильного геометрического очертания в щитах устанавливают пневматическое торовое устройство.

Проходческий комбайн (рис. 48) представляет собой самоходную машину на гусеничном ходу 3. Рабочими органами комбайнов служат телескопические стрелы 2 с резцовыми коническими коронками 1. Погрузка разработанной породы с помощью спаренных лап 4 нагребающего типа совмещена с работой рабочего органа. Комбайн является мобильной машиной, в случае необходимости.его можно без демонтажа вывести из забоя своим ходом (что невозможно для проходческих щитов). В отличие от проходческих щитов комбайны можно применять в горных выработках, различных по форме и размерам поперечного сечения. Однако отсутствие на проходческих комбайнах передвижной крепи позволяет использовать их лишь в устойчивых забоях.

Тяжкий ручной труд - в далеком прошлом. Сегодня для прокладки тоннелей метро используются полностью автоматизированную сверхпрочную конструкцию под названием «проходческий щит». Наверное, ее можно сравнить со «стальным червем», который просверливает путь в толще породы, оставляя за собой готовый тоннель. Тяжкий ручной труд - в далеком прошлом. Сегодня для прокладки тоннелей метро используются полностью автоматизированную сверхпрочную конструкцию под названием «проходческий щит». Наверное, ее можно сравнить со «стальным червем», который просверливает путь в толще породы, оставляя за собой готовый тоннель.

Кстати, 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, помощью зазубренных краев которой червь буравил дерево, оставляя за собой на стенках хода гладкий защитный слой извести

Идея машины, которая в разы упростила прокладку тоннелей, 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 так и не удалось - император в конечном итоге решил возвести в намеченном месте мост

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 шахтёров, располагавшихся каждый в своей ячейке. После выемки грунта на несколько сантиметров щит сдвигали немного вперёд. 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 туннель прошли 15 тысяч человек. С тех пор Великобритания заслуженно считается пионером щитовой проходки, а сам щитовой метод в специальной литературе получил название "лондонский".

В нашей стране в метростроении проходческий щит был впервые использован в 1934 году для проходки сложного участка первой очереди московского метро между Театральной площадью и Лубянкой

А при строительстве второй очереди московского метро на трассах одновременно уже работало 42 щита - рекорд по объему используемой техники. С тех пор по этой технологии сооружено более 70% метротоннелей столицы, то есть все станции неглубокого заложения. Московские строители первыми в мире с помощью тоннелепроходческих щитов стали прокладывать наклонные тоннели.

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.

Значительно ускорило процесс использование сборной обделки из крупных элементов - первоначально - чугунных тюбингов. Гигантские кольца, формирующие тоннели, стали собирать из нескольких элементов

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.

Сегодня тоннели строятся в самых сложных инженерно-геологических условиях, и современные щиты рассчитаны на проходку тоннелей в различных грунтах, в том числе и в неустойчивых. Комплексы работают в два цикла: сначала разрабатывают грунт, затем возводят обделку, производя монтаж блоков. Средняя скорость «проходки» щитов сегодня - 80-100 м в месяц, средняя стоимость - 20 млн евро.

В метро нужны и наклонные тоннели - для эскалаторных зон. По заказу Мосметростроя канадская фирма Lovat разработала и изготовила тоннелепроходческий комплекс с наружным диаметром 11 м для прокладки эскалаторных тоннелей. Используя агрегат, столичные метростроевцы первыми в мире совершили щитовую проходку тоннеля для эскалаторов. Это произошло на станции «Марьина Роща».

Кстати, будни метростроителей вовсе не лишены романтики: когда-то Ричард Ловат, основатель всемирно известной фирмы-изготовителя тоннелепроходческих щитов LOVAT, решил, что все комплексы, произведенные его компанией, будут носить женские имена в честь покровительницы подземных работ Святой Барбары. С его легкой руки родилась традиция - присваивать щитам женские имена. Вот почему в Москве трудятся «Клавдия», «Катюша», «Полина» и «Ольга».

Немного о «щитовых» рекордах: самый большой в мире тоннелепроходческий комплекс - это машина диаметром 19 метров, которая за месяц может прокладывать 250-300 метров тоннеля в два яруса, вмещающих четыре полосы автодороги и линию метро. Стоит такое гигантское чудо техники 60-100 млн. евро.

И все же лидерство в использовании тоннелепроходческих комплексов принадлежит Москве. В столице щит компании Herrenknecht диаметром 14,2 м успешно завершил проходку первого в России совмещенного автометротоннеля по трассе Звенигородского проспекта под Серебряным Бором. Из 2,5 км трассы 1,5 пройдены щитовым способом.

Сегодня подземная Москва превратилась в огромную стройку - уже к 2015 году в мегаполисе планируется построить более 70 км линий метро. Тоннели для нового московского метро роют более 20 огромных комплексов - «кротов», обеспечивая высокую скорость и качество работы - и армия этих незаменимых машин будет пополняться, чтобы к 2020 году протяженность линий метрополитена выросла в 1,5 раза - до 451,2 км.

При подготовке материала использованы фотографии блогеров livejournal: Александра "Russos" Попова, Вадима Махорова и Николая «Stomaster».

Проходческий щит

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. Проходческий щит является элементом конструкции некоторых видов тоннелепроходческих комплексов (ТПК).

Впервые проходческий щит был применён в Великобритании Марком Брюнелем при сооружении тоннеля под рекой Темзой (). С их помощью сооружено большинство тоннелей метрополитенов в Москве , Петербурге , Екатеринбурге , Киеве , Харькове и других городах.

Диаметр получаемых тоннелей может варьироваться от 1 до 19 метров. Самый большой диаметр, 19 м , у четырёх проходческих щитов, используемых на строительстве железнодорожного Готардского тоннеля в Швейцарии .

Для создания тоннелей малого диаметра применяется горизонтальное бурение - длина до 2 км, диаметр до 1,2 м.

Применение проходческих щитов

• при сооружении тоннелей различного назначения
• при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом

Рабочие инструменты проходческих щитов

• ножевое кольцо
• опорное кольцо
• щитовые домкраты
• забойные домкраты
• платформенные домкраты
• трубы
• пускорегулирующая аппаратура
• горизонтальные и вертикальные перегородки

Виды щитов

Немеханизированные щиты

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

Механизированные щиты

Резец механизированного щита

• Механизированный щит - щит (вернее, уже комплекс), на котором почти исключён ручной труд, и практически все операции выполняются оператором с пульта управления. Разработка грунта производится за счёт вращающегося на оси щита стального ротора с резцами, после чего грунт подаётся на конвейер, а с него - на вагонетки. В СССР этот тип щитов был впервые применён в 1949 году .
• Механизированный щит с кессоном - механизированный щит с применением кессонирования забоя.
• Механизированный щит с грунтопригрузом - механизированный щит, в котором разработанный грунт сначала подается в герметичную камеру грунтопригруза (в которой давление равно давлению в забое), а из неё 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 щит с гидропригрузом - механизированный щит, в котором разработанный грунт сначала подаётся в камеру гидропригруза, в которую, в свою очередь, под давлением (до нескольких десятков атм) подаётся бентонитовый раствор. Смешиваясь с ним, измельчённый 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 ещё более совершенен, чем щит с грунтопригрузом.

Производители

К крупнейшим мировым производителям механизированных щитов относятся следующие компании:

• Herrenknecht
• LOVAT
• Robbins
• Wirth
• Palmieri

Существует легенда, что изобретателю проходческого щита Марку Брюнелю пришла в голову идея этого устройства, когда он наблюдал, как корабельный червь прокладывает дорогу в твердой дубовой щепке. Брюнель заметил, что только лишь голова маленького моллюска покрыта жесткой раковиной. С помощью ее зазубренных краев червь буравил дерево. Углубляясь, он оставлял на стенках хода гладкий защитный слой извести.

Примечания

См. также

Ссылки

• Сергей Апресов Крот: Подземный корабль подарит Москве новое метро // Популярная механика . - Декабрь 2006.

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Осень в Нью-Йорке
• Гран-при (Каннский кинофестиваль)

Смотреть что такое "Проходческий щит" в других словарях:

Проходческий щит - (a. tunnelling shield; н. Vortriebsschield; ф. bouclier d avancement; и. escudo) временная передвижная металлич. призабойная крепь, под защитой к рой проводятся осн. процессы проходческого цикла. Bпервые П. щ. применён в 1825 при стр ве… … Геологическая энциклопедия

проходческий щит - Горная машина для проходки шахт и туннелей … Словарь многих выражений

щит проходческий - передвижная механизированная крепь, обеспечивающая защиту от горного давления и вывалов породы при сооружении тоннелей, выработок шахт и др. * * * ЩИТ ПРОХОДЧЕСКИЙ ЩИТ ПРОХОДЧЕСКИЙ, передвижная механизированная крепь, обеспечивающая защиту от… … Энциклопедический словарь

Щит (значения) - Щит: Щит вид военного защитного снаряжения, предназначенный для отражения атак холодного или стрелкового оружия. Щит (геральдический) основа любого герба. Щит созвездие южного полушария. Щит (силовой щит) в научной… … Википедия

Щит проходческий

Щит горнопроходческий - У термина «Щит» существуют и другие значения. Проходческий щит Проходческий щит подвижная сборная металлическая конструкция, обеспечивающая безопасное проведение горной выработки и сооружение в ней постоянной крепи (обделки). Проходческий щит… … Википедия

Щит - Для термина «Щит» см. другие значения. Щит вид военного защитного снаряжения, предназначенный для отражения атак холодного или стрелкового оружия. Содержание 1 Виды 1.1 Лёгкие (древнейшие) 1.2 … Википедия

Щит (оруж.) - У термина «Щит» существуют и другие значения. Щит эмали или металлы Щитодержатель Щитодержатель слоган … Википедия

щит - а/; м. см. тж. щиток, щитовой 1) а) Защитное вооружение древнего воина в виде округлой или прямоугольной плоскости (из дерева, металла или жёсткой кожи для предохранения от стрел, от ударов холодным оружием) Держать щит в левой руке. Старинный… … Словарь многих выражений

щит - а, м. 1. Защитное вооружение древнего воина в виде округлой или прямоугольной плоскости из дерева или металла, для предохранения от ударов холодным оружием. Над диваном, на ковре, было в порядке развешано всевозможное оружие кольчуги, щиты, копья … Малый академический словарь

Книги

• Метро. Подземный город , Волков Василий , Волкова Наталия Геннадьевна , Эта книга расскажет не только об истории строительства Московского метрополитена, который считается самым красивым, но и о том, как устроен этот подземный мир - огромный, сложный и очень… Категория:

Одним из самых важных элементов при строительстве туннелей и метрополитенов, для первоначальной обработки горной породы, в которых будет производиться строительство того или иного объекта, является проходческий щит. Данное оборудование, как правило, работает в составе комплекса проходческой техники, однако он является наиважнейшим из всех его рабочих частей.

Устройство проходческого щита

Как правило, в диаметральном выражении размеры проходческого щита могут варьироваться от одного до девятнадцати метров, что является достаточно большим размером. Соответственно, что чем больше размеры строительства, тем большего диаметра выбирается для использования проходческий щит. Так же нередко данное средство используется при всевозможных , в тех случаях, когда работы проводятся под землей.

Основными рабочими элементами проходческого щита являются такие части, как кольцо ножевого типа действия, кольцо опорного типа, домкраты, которые могут быть щитовыми, платформенными и забойными. Так же к элементам рабочих органов щита относятся трубы, система управления и перегородки, которые могут вертикальными и горизонтальными.

Разновидности проходческих щитов

Проходческие щиты имеют подразделения на щиты механического действия и немеханического действия. Немеханизированный щит практически не выгоняет никаких функций, кроме того, что служит так называемым защитным от разрушения средством, в то время, пока рабочие выполняют все физические работы самостоятельно, посредством применения отбойных молотков.

К данному виду можно отнести еще и щиты проходческие, оснащенные кессонном. Они используются в водонасыщенных местах. На данном щите вмонтирована специальная заслонка, куда происходит скопление воздуха под высоким давлением, посредством чего происходит откачка воды из грунта.

Принцип работы проходческого щита

Работа щита происходит посредством вращающихся роторных частей, которые оснащены специального вида резаками. Именно за счет вращения данных механизмов и происходит разрушение горной породы. Далее уже переработанный грунт, поступает по конвейерному устройству на дальнейшую транспортировку. в щитах с механизированным принципом действия так же имеются подразделения.

Механизированные проходческие щиты так же бывают оснащены такими элементами как кессон. Еще одной разновидностью механизированных щитов являются щиты которые оснащаются таким рабочим элементом, как грунтопригруз, куда выдается грунт, а уже потом уже в более измельченном виде выводится посредством работы конвейера шнекового типа действия.

Так же существует еще одна разновидность механических проходческих щитов, которая оснащается таким рабочим элементом, как гидропригруз. В данном приспособлении грунт смешивается с таким веществом как бентонитовый раствор, который выводит грунт по трубопроводу на поверхность, при этом происходит отделение самого грунта от раствора, который остается в гидропригрузе. Однако применение данных моделей не является чрезвычайно частым, поскольку такой вид техники считается наиболее дорогостоящим.

Производительность проходческих щитов является достаточно высокой, именно этим и обусловлено их широкое использование. Сегодня данный тип техники выпускается, как российским, так и зарубежным производителем и выбор той или иной модели зависит лишь от характера и сложности работ, которые будут выполняться.