Принцип действия
Установка EPB в действии
В мягких, связных грунтах предпочтительно использование тоннелепроходческих установок с грунтопригрузом забоя. В так называемых проходческих щитах с грунтопригрузом (EPB) разработанный пластичный грунт используется как средство поддержания забоя. Это создает необходимый баланс дваления на забой, исключает неконтролируемое поступление грунта в проходческую установку и дает возможность вести проходку быстро и практически без просадок поверхности.
Шнековый транспортер для выдачи грунта из призабойной камеры является отличительным признаком технологии грунтопригруза.
Устойчивость благодаря давлению пригруза
Отличительной особенностью проходческих щитов с грунтопригрузом является использование разработанного грунта в качестве средства поддержания забоя. Этот метод является приоритетным в связных грунтах с высоким содержанием глины и ила и низкой проницаемостью воды. Вращающийся ротор, оснащенный режущим инструментом, прижимается к груди забоя и разрабатывает грунт. Грунт поступает в призабойную камеру через технологические окна, где перемешивается с уже имеющимся там пастообразным грунтом. Ребра на рабочем органе и кессонной перегородке перемешивают грунтовую массу до необходимой консистенции. Герметичная кессонная перегородка передает давление домкратов продавливания на грунтовую массу. Когда давление поддерживающей забой грунтовой массы в призабойной камере сравнивается с давлением грунта и грунтовых вод, достигается необходимый баланс.
Принцип Функционирования
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Объем выдаваемого шнековым транспортером грунта и скорость продвижения ТПМК регулируют давление пригруза забоя.
Объем выдаваемого из забоя грунта и скорость продвижения ТПМК регулируют давление
Шнековой транспортер перемещает разработанный грунт из нижней части призабойной камеры на ленточный транспортер. Использование комбинации объема выдаваемого грунта и скорости продвижения тоннелепроходческого комплекса позволяет точно регулировать давление, оказываемое на забой. Этот баланс в призабойной камере непрерывно отслеживается при помощи датчиков давления грунта. Таким образом, оператор ТПМК может точно настраивать все параметры проходки даже при изменении геологических условий, что позволяет добиваться высоких скоростей проходки и минимизировать риск вспучивания или просадки поверхности.
Резцы и шарошки разрабатывают грунт
Пластичный грунт обеспечивает активное давление пригруза в призабойной камере
Шнековый транспортер выдает грунт для дальнейшей транспортирвки
Гидравлические проходческие домкраты, расположенные в щите или на раме продавливания в стартовой шахте, толкают машину вперед
Тюбинговая обделка или продавливание труб
Широкий диапазон применения благодаря превосходному кондиционированию грунта
Не все грунты в их естественном состоянии обладают идеальными параметрами для проходки щитом с грунтопригрузом. Тем не менее, сфера применения этого метода может быть значительно расширена путем кондиционирования грунта. При этом изменяются пластичность, консистенция и водопроницаемость грунта путем введения различных материалов для кондиционирования, таких как вода, бентонит или пена. Это позволяет проходческим щитам с грунтопригрузом обеспечивать высокую скорость проходки даже в неоднородных грунтах, содержащих гравий, песок или воду, а также в неустойчивых грунтах.
Установки с грунтопригрузом (ЕРВ) с внешним и внутренним роторами для диаметров проходки более 10 метров в грунтах с высоким трением.
Новые разработки для больших размеров
Для проходки диаметром более 10 м в грунтах с высоким трением компания Herrenknecht разработала рабочий орган новой конструкции, состоящий из двух роторов, расположенных в одной плоскости и способных вращаться в обоих направлениях независимо друг от друга. Таким образом большой крутящий момент может быть приложен пошагово, начиная с центрального "опережающего" ротора. Совместно с кондиционированием грунта это снижает износ режущего инструмента. Два больших шнековых транспортера в нижней части щита выдают огромное количество грунта от внешнего ротора, а в центре шнековый транспортер меньшего размера выдает грунт от внутреннего ротора.
Щиты с грунтопригрузом (ЕРВ) Herrenknecht успешно завершили более 500 проектов по всему миру.
Технологические инновации для специальных требований
Особое преимущество проходческих установок с грунтопригрузом заключается в их чрезвычайной универсальности. Ряд разработок компании Herrenknecht значительно расширил сферу применения этого метода. В связных обводненных грунтах при использовании обычных шнековых транспортеров невозможно создать плотную пробку из грунта, чтобы поддерживать давление пригруза. Тем не менее, проходку в таких грунтах можно вести безопасно, используя шламовые насосы. Поршневые насосы полностью герметизируют систему позади шнека. Благодаря такому решению можно поддерживать нужное давление пригруза. Разработанный густой грунт перекачивается к следующим транспортным устройствам.
В несвязных обводненных грунтах дополнительно может быть устоновлено разработанное компанией Herrenknecht устройство Slurryfier-Box. Эта специальная разработка соединяет выходной порт шнекового транспортера с гидротранспортной системой. Извлеченный материал затем перемещается гидравлически, а щит с грунтопригрузом может продолжить работу в режиме гидропригруза.
Универсальный принцип грунтопригруза (EPB)
Концепция поддержания забоя за счет давления грунта делает технологию грунтопригруза универсальной для мягких связных грунтов всех видов. Кроме того, геологическая сфера применения может быть расширена с помощью кондиционирования грунта и технологических инноваций Herreknknecht. Это относится как к небольшим диаметрам проходки методом продавливания труб, так и к большим и даже очень большим диаметрам с тюбинговой обделкой.
ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ?
МЫ ГОТОВЫ ПОМОЧЬ!
Steffen Dubé
Генеральный директор Herrenknecht Tunnelling Systems USA Inc., США
Герхард Гойссер
Управляющий директор Herrenknecht Tunnelling Systems USA, Inc.