Микротоннелирование Жукова ВВб201. Д. А. Жукова шифр группы подпись И. О. Фамилия

• Название: Д. А. Жукова шифр группы подпись И. О. Фамилия
• Дата: 14.12.2021
• Размер: 30.86 Kb.
• Имя файла: Микротоннелирование Жукова ВВб201.docx
• Тип: Документы; #302621

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт архитектуры, строительства и дизайна

Кафедра инженерных коммуникации и систем жизнеобеспечения

Микротоннелирование

Новые технологии прокладки сетей водоотведения и водоснабжения

Выполнил студент ВВб-20-1 ______________ Д.А. Жукова

шифр группы подпись И.О. Фамилия

Нормоконтроль ______________ Л. В. Макотрина

подпись И.О. Фамилия

Иркутск 2021г.

Оглавление

Кафедра инженерных коммуникации и систем жизнеобеспечения 1

1.Микротоннелирование. Общие понятия. 3

Микротоннелирование – это бестраншейный метод укладки подземных коммуникаций и трубопроводов, коллекторов, систем водо- и теплоснабжения, канализации, основанный на технологии продавливания труб, в котором управление проходческой машиной осуществляется удаленно, с поверхности земли. Диаметр микротоннелей обычно не превышает 2,5 м. 3

Технология микротоннелирования превосходит традиционную прокладку труб открытым способом. Подземное строительство таким способом исключает негативное влияние на окружающую среду, газоны, парки, грунт остаются нетронутыми, в условиях мегаполиса не нарушается транспортное сообщение и другие неудобства, связанные с прокладкой подземных коммуникаций или трубопроводов, также минуют горожан. Микротоннелирование придется кстати и в районах исторической застройки, где рытье траншей и проведение строительных работ открытым способом нежелательно, а иногда и запрещено. Также данная технология актуальна для проведения работ под дорогами, магистралями, взлетными полосами и железнодорожными путями. 4

2.Технология микротоннелирования 4

3.Технические параметры метода микротоннелирования 6

4.Области применения технологии микротоннелирования 6

5.Преимущества технологии бестраншейной прокладки трубопроводов 6

6.Технические проблемы при сооружении микротоннелей 7

7.Заключение 8

8.Список литературы. 9

1. Микротоннелирование. Общие понятия. 3

2. Технология микротоннелирования 3

3. Технические параметры метода микротоннелирования 5

4. Области применения технологии микротоннелирования 5

5. Преимущества технологии бестраншейной прокладки трубопроводов 6

6. Технические проблемы при сооружении микротоннелей 7

7. Заключение 7

8. Список литературы. 9

1. Микротоннелирование. Общие понятия.

Микротоннелирование – это бестраншейный метод укладки подземных коммуникаций и трубопроводов, коллекторов, систем водо- и теплоснабжения, канализации, основанный на технологии продавливания труб, в котором управление проходческой машиной осуществляется удаленно, с поверхности земли. Диаметр микротоннелей обычно не превышает 2,5 м.

Щитовая проходка как способ сооружения тоннелей известна давно. Первые немеханизированные щиты, представлявшие собой защитные футляры из металла и дерева, использовались еще в XIX веке. В футляре проходчики вручную вынимали грунт из забойного пространства и по мере его освобождения задавливали щит вперед.

С внедрением механизированных щитовых комплексов появилась возможность вести выработки в неустойчивых грунтах, в том числе по водонасыщенным горизонтам, где раньше требовалось провести мероприятия по водопонижению, заморозке и т. д. Автоматизация позволила убрать человека из рабочей зоны и создавать щиты минимального диаметра, которые нашли широкое применение при микротоннелировании. В России знакомы с микротоннельными комплексами производства Lovat, Herrenknecht, Soltau, Robbins. Наибольшее число комплексов, работающих в России, – от компании Herrenknecht.

Технология микротоннелирования превосходит традиционную прокладку труб открытым способом. Подземное строительство таким способом исключает негативное влияние на окружающую среду, газоны, парки, грунт остаются нетронутыми, в условиях мегаполиса не нарушается транспортное сообщение и другие неудобства, связанные с прокладкой подземных коммуникаций или трубопроводов, также минуют горожан. Микротоннелирование придется кстати и в районах исторической застройки, где рытье траншей и проведение строительных работ открытым способом нежелательно, а иногда и запрещено. Также данная технология актуальна для проведения работ под дорогами, магистралями, взлетными полосами и железнодорожными путями.

2. Технология микротоннелирования

Перед началом работ проводятся подготовительные работы, включающие в себя строительство стартовой и приемной шахт на уровне ожидаемого расположения труб. 
Расстояние между стартовой и приемной шахтами составляет от 50 до 500 м.
Диаметры шахт не превышают нескольких метров. 
Затем в стартовой шахте монтируется домкратная станция и проходческий щит. 
Домкрат продвигает щит в грунте на расстояние, равное длине труб продавливания, и таким образом процесс повторяется. При длине проходки свыше 200 метров используется промежуточная домкратная станция. В плане шахты могут быть круглыми или квадратными. 
Размеры их сторон до 6 м в зависимости от типа микрощита. 


Режущее колесо машины разрабатывает породу, которая впоследствии смешивается с водой или бентонитовым раствором. Вода подаётся в забой по подводящим линиям, а по отводящим линиям полученная взвесь попадает в отстойник, который находится у стартового котлована.
Грунт, осаженный в отстойнике, вывозится, а отработанная вода вновь используется в новых циклах наращивания труб. 

На следующем этапе производится новое наращивание става труб, обеспечивающее проходку щита в приёмную шахту.

В местах соединения труб установлены уплотнительные резиновые кольца, обеспечивающие герметичность соединения.

Для микротоннелирования широко используют полимербетонные, керамические, стеклопластиковые и асбестоцементные трубы любого требуемого диаметра.

Поэтапное продвижение микрощита вперед заканчивается в приемном котловане, после чего он демонтируется.
Став труб (коллектор) оставляют в земле. Готовый не напорный трубопровод может служить и футляром для коммуникаций, таких как различные электрические кабели.

Контейнер управления, оснащенный современной электроникой, находится на поверхности, его управление осуществляется при помощи оператора и высокоточного дисплея. Оператор контролирует следующие основные параметры:
• направление движения щита (информация в виде условных меток головы и хвостовика щита на координатной сетке монитора с указанием уклона и азимута);

• скорость проходки (показания курвиметра);

• давление в системе привода ротора;

• давление в рабочей камере;

• подачу насосов гидротранспорта (показания датчиков расхода в трубопроводе).

Одной из важнейших задач при сооружении тоннелей является определение положения микрощита, а также тенденций наметившихся его отклонений от проектной оси в процессе проходки.

Наиболее перспективная навигационная система для микротоннелирования при прокладке на прямолинейных участках включает в себя:

– лазер установленный в стартовой шахте;

– лазерную мишень в герметичном корпусе с двумя инклинометрами и микропроцессором;

Поскольку при большой длине проходки внутри трубы может быть разная температура воздуха, это приводит к преломлению лазера, что в свою очередь изменяет направление машины по вертикали. Гидростатический уровень определяет точные данные по высоте, независимо от температуры.

Для проходки криволинейных участков в микротоннелировании применяется система с гироскопом GNS-P. Данная система применяется без лазера, с ориентированным на север гироскопом, при внутреннем диаметре трубы от 800 мм.

3. Технические параметры метода микротоннелирования

• 
  Возможные диаметры прокладываемых трубопроводов — от 250 до 630 мм.;
  
• 
  Расстояние между шахтами — 150 м, с применением специальных промежуточных домкратных станций — до 450 м.;
  
• 
  Отклонение в точности проходки — не более 5-10 мм на 100 м.;
  
• 
  Средняя скорость проходки — около 3 м/ч.;
  
• 
  Виды пород, в которых может осуществляться проходка — любые, от глинистых грунтов до скальных пород.;
  
• 
  Срок строительства объекта, например, коллектора длиной 150 м, включая подготовительный период — от 1,5 до 2-х месяцев.
  

4. Области применения технологии микротоннелирования

Задачи, которые могут быть решены с применением микротоннелирования, разнообразны и лежат как в сфере коммунального строительства, так и во многих других областях. В частности, технология микротоннелирования может применяться:

• 
  При строительстве подземных коммуникаций городского назначения — сетей водоснабжения и канализации, коллекторов газовых, электро- и теплосетей;
  
• 
  При прокладке футляров для электрических кабелей, газо- и нефтепроводов;
  
• 
  При строительстве пересечения взлётно-посадочных полос, железных дорог и автомагистралей;
  
• 
  При строительстве пересечения увлажнённых участков земли;
  
• 
  При прокладке подводящих конструкций к объектам, расположенным в центре водоёма;
  
• 
  В целях обеспечения первичной поддержки для больших тоннелей.
  

5. Преимущества технологии бестраншейной прокладки трубопроводов

Выполнение строительных работ методом микротоннелирования имеет массу преимуществ

1. 
   безопасность работ – нахождение персонала в тоннеле и в щите не предусмотрено;
   
2. 
   высокая скорость строительства, особенно в необводненных грунтах, где строительство котлованов для монтажа и выдачи щита ведется без замораживания;
   
3. 
   высокая точность строительства – 2 см на 1 км тоннеля в плане и профиле (например, Часто технология микротоннелирования применяется в строительстве объектов коммунального хозяйства – самотечных тоннельных коллекторов. Вода в тоннеле должна перемещаться, а для этого необходимо выдерживать проектный уклон на всем протяжении тоннеля. И технология микротоннелирования дает такую возможность: при движении щита оператор контролирует его положение с точностью 1 мм.)
   
4. 
   отсутствие оседаний поверхности, что позволяет строить тоннели под любыми коммуникациями;
   
5. 
   возможность проходки на глубинах до 30 м;
   
6. 
   возможность проходки в любых грунтах.
   

Бестраншейная прокладка труб не нарушает уже сложившуюся коммуникационную систему населенного пункта, жилого района или промышленной зоны, зеленые насаждения, расположенные в зоне строительных работ по периметру пролегания маршрута скважины не страдают. Количество извлекаемого грунта по сравнению с открытым способом незначительное. В силу небольших размеров оборудование и материалы не требуют специальных условий хранения. Работы могут проводиться в любую погоду.

6. Технические проблемы при сооружении микротоннелей

К недостаткам можно отнести высокую стоимость комплекта оборудования для микротоннеллирования, которая (в зависимости от диаметра микрощита) колеблется от нескольких десятков тысяч до 5 млн долларов. Кроме того, прокладка коммуникаций микротоннелированием требует высокой квалификации специалистов по обслуживанию микропроходческого комплекса.

В процессе строительства возникает немало непредвиденных трудностей, однако, опыт и квалификация специалистов позволяют успешно с ними справляться. Существуют и объективные обстоятельства, к которым можно отнести весьма непростую геологию. В четвертичных отложениях, где сооружаются микротоннели, мощность и глубина залегания различных геологических слоев чрезвычайно изменчивы и нестабильны на протяжении проходки тоннеля, поэтому зачастую данные изысканий достоверны только в месте пробуренной геологической скважины.

Например, имея проект проходки в супесях, мы планируем сроки и составляем графики работ. Затем начинается проходка, и неожиданно супеси сменяются валунами. Скорость падает с 200 до 20 мм/мин, сроки увеличиваются, и летят графики выполнения работ. То есть существуют объективные причины увеличения сроков выполнения работ.

Другая сложность – это решение задачи: как выдать щит в приемную шахту в водонасыщенных грунтах с давлением воды до 3 бар, не затопив саму шахту. Для этого применяется специально разработанное «резиновое кольцо» – приемное уплотнение. Геометрические параметры этого уплотнения и особенности ведения щита ограничивают точность выхода в ствол: она должна быть не грубее 20 мм при любой длине тоннеля. В свою очередь такие требования обуславливают необходимость высокоточных маркшейдерских измерений с использованием самых передовых методик и оборудования.

В целом, наверное, большинство проблем подземных строителей связано с особенностями инженерно-геологическими условий, в которых ведутся работы. Поэтому очень важно иметь в распоряжении опытный персонал и надежные строительные машины, с которыми возможно успешно реализовывать проекты любой сложности.

7. Заключение

Технология микротоннелирования – это универсальная бестраншейная технология подземного строительства, которая позволяет быстро и эффективно решать задачи, связанные с развитием инфраструктуры города, в том числе и те, которые до настоящего времени не имели решения. Технология микротоннелирования – это современная технология выполнения работ по прокладке трубопроводов и коммунальных трубопроводных систем, систем канализации, водо- и теплоснабжения, широко применяемый метод в строительстве коллекторов.

Указанная технология, в отличие от традиционного ведения работ открытым способом, не требует вскрытия поверхности по всей трассе прокладки коммуникаций, что позволяет свести к минимуму воздействие на окружающую среду и нарушения в работе транспорта и систем жизнеобеспечения.

8. Список литературы.

1. 
   https://www.sibdom.ru/journal/122/ (25.09.2021)
   
2. 
   https://neftegaz.ru/tech-library/transportirovka-i-khranenie/142119-mikrotonnelirovanie/ (25.09.2021)
   
3. 
   https://os1.ru/article/5545-mikrotonnelirovanie-tehnologiya-prokladki-kommunikatsiy-v-usloviyah-plotnoy-zastroyki (27.09.2021)
   
4. 
   Обоснование применения микротоннелирования для прокладки инженерных сере на урбанизированных территория, 2014г. Н. Л. Корзун, А. А. Балканов (30.09.2021)
   
5. 
   https://cyberleninka.ru/article/n/mikrotonnelirovanie-mashiny-i-sposoby/viewer (30.09.2021)