Доклад, представленный на международной конференции "NO-DIG - 2008". Авторы - С.И. Вьюшков, А.М. Морозов, П.В. Соболев (ООО Спецтоннельстрой, Москва), С.Н. Мишин (ЗАО «Геотон», Москва)
Интенсивный рост городского строительства в последние годы обусловил необходимость модернизации и развития коммунальной инфраструктуры. В первую очередь это касается объектов водоснабжения, водоотведения и энергоснабжения такого крупного современного мегаполиса, каким является г. Москва.
В условиях плотной городской застройки и насыщения неглубоких горизонтов действующими подземными коммуникациями строительство новых линий инфраструктуры все чаще связано с уходом на существенную глубину.
В настоящее время не вызывает удивления строительство коллекторных тоннелей различного назначения на глубине 30 м и более. При этом на первый план выдвигается проблема строительства глубоких котлованов и шахт, обеспечивающих доступ механизированных комплексов к проходке на новые горизонты. В этом случае увеличиваются сроки строительства, при относительно низкой производительности труда и высокой трудоемкости значительно возрастают финансовые затраты, возникает необходимость решения экологических проблем при применении специальных способов (замораживание или цементация грунтов, водопонижение).
В этой связи крайне актуальны попытки уменьшения объемов (глубины) строительства котлованов и шахт за счет внедрения в производство инновационных технологических решений, позволяющих в значительной степени сократить или исключить полностью перечисленные выше недостатки.
ЗАО «Геотон» с успехом освоило применение эффективных технологий строительства коммунальных тоннелей с использованием ТПК (МТПК), позволяющих свести к минимуму общие издержки от перехода на глубокие горизонты.
Суть принятых на вооружение технологических решений заключается в проходке протяженных криволинейных в плане/профиле участков трассы, позволяющих в значительной мере уменьшить глубину (а в ряде случаев исключить необходимость) сооружаемых шахт и котлованов.
Cтроительство канализационного коллектора поселка Cеверный
При строительстве канализационного коллектора от п. Северный до коллектора Лианозово – Бибирево (II пусковой комплекс) в интервале К15 – К20 проектом предусматривалась проходка трех прямолинейных участков протяженностью соответственно 237, 219,5 и 265 м. При этом на месте монтажно-демонтажного котлована в последствии планировалось сооружение поворотной камеры К19. Глубина котлована достигала 28 м.
Проходку данного интервала предстояло выполнить МТПК AVN2000 фирмы Herrenknecht AG с обделкой из железобетонных труб внутренним диаметром 2000 мм марки ТС.
По предложению специалистов нашего предприятия проект был усовершенствован и скорректирован. Принятое решение предусматривало проходку интервала К15 – К20 осуществить по криволинейной трассе минуя К19. При этом общая длина интервала проходки составила 403 м, а необходимость строительства котлована К19 была исключена.
К сложностям проходки данного интервала можно отнести следующее:
- очень малый радиус кривизны трассы (на участке протяженностью 250 м значение радиуса кривизны не превышало 800 м);
- сложные инженерные и геологические условия строительства (наличие на поверхности жилых и промышленных зданий, необходимость вести проходку на протяженном интервале в тугопластичных глинах);
- этот объект был дебютным для МТПК AVN2000;
- в целях обеспечения общей эффективности выполнения строительных работ нельзя было допустить существенного снижения темпов проходки;
- необходимость тщательного контроля фактического направления трассы проходки с целью не допущения нештатных отклонений.
Со всеми поставленными задачами удалось справиться, показав отличные результаты: средние темпы проходки достигали 325 м в месяц; интервал был пройден за 1,5 месяца, включая выполнение монтажных, пусконаладочных работ и дополнительное обучение персонала. При этом удалось обеспечить отличную точность ведения МТПК за счет использования системы навигации.
Все работы проводились при техническом содействии компании «Херренкнехт тоннельсервис».
Строительство дюкеров через р. Москва в районе Курьяновской станции аэрации
Проектом строительства канализационных дюкеров через р. Москва предусматривалось сооружение коллекторного тоннеля протяженностью 828 м ТПК Lovat диаметром 4,0 м, а также устройство монтажной камеры на территории Курьяновской станции аэрации длиной 18 м и глубиной 27,2 м с использованием водопонижения и замораживания вмещающих грунтов. Соответственно, на территории Коломенского заповедника планировалось строительство демонтажной камеры длиной 15,5 м и глубиной 45 м и наклонного ствола диаметром 5,5 м, также с использованием специальных способов производства работ.
Учитывая неизбежные негативные воздействия на экологию района при использовании специальных способов производства работ, а также внушительный общий предусмотренный проектом срок строительства, обусловленный необходимостью проходки глубоких котлованов, руководством ЗАО «Геотон» совместно со специалистами ООО «Каналстройпроект» была выполнена корректировка рабочего проекта.
Согласно корректировке осуществилась проходка протяженного криволинейного участка длиной 1234 м с рабочим радиусом трассы 1000 м. При этом глубина монтажной камеры составила 5,5 м!, а глубина демонтажной – 15,5 м!. Была также исключена необходимость строительства технологического наклонного ствола на территории станции аэрации.
Выполнение проходческих работ с использованием ТПК Lovat по скорректированной трассе потребовало совершенствования отдельных элементов технологической схемы. Основные задачи сводились к следующему:
- замена традиционной системы транспорта грунта, материалов и людей в процессе проходки коллекторного тоннеля;
- обеспечение герметичности хвостовой части ТПК при проходке с прямым уклоном;
- тщательный расчет трудоемкости и продолжительности выполнения всех операций проходческого цикла с целью недопущения простоев при проходке прямолинейного участка;
- обеспечение эффективной работы механизированной опалубки при устройстве вторичной рубашки.
В качестве транспортной системы для обеспечения проходки знакопеременных криволинейных участков в профиле был выбран транспортный комплекс H3D 600/900 Ferit (Чехия) с приводом на гребенку, объединенную с рельсовым полотном в единое целое. Комплекс удачно вписался в общую технологическую схему проходки, обеспечив оперативное выполнение всех транспортных и погрузочно-разгрузочных операций на всей протяженности проходимой трассы.
Герметичность и недопущение прорыва воды (в самой нижней точке давление грунтовых вод достигало 2 атм.) обеспечивалось созданием «бентонитовой пробки» путем постоянного дополнительного нагнетания бентонитового раствора за обделку в районе 2-го – 3-го кольца.
За счет удачного подбора системы транспорта и рациональной организации труда темпы проходки держались на уровне 10 м/сутки, при этом монтировалось 12 - 16 колец обделки (6 блоков + лотковый блок).
Специалистами ЗАО «Геотон» была разработана и внедрена в производство оригинальная конструкция крана-манипулятора, смонтированного на базе вагона транспортного комплекса и предназначенная для демонтажа рельсового пути и лотковых блоков по окончании проходки. Это позволило эффективно использовать 3-секционную механизированную опалубку фирмы Cifa общей длиной 18 м при устройстве вторичной рубашки, темпы сооружения которой достигали 450 м в месяц.
Использование новой технологии позволило более чем в 5 раз сократить первоначально намеченные сроки строительства, обеспечив экономический эффект порядка 2,5 млн долларов (экологический эффект весьма затруднительно поддается подсчету).
Опыт внедрения новых технологий проходки коммунальных тоннелей при освоении глубоких горизонтов позволяет сделать следующие выводы:
- существенно расширяются возможности и область применения одного из самых эффективных направлений проходки – применение ТПК (МТПК);
- многократно сокращаются сроки строительства;
- в подавляющем большинстве случаев достигается огромный экологический эффект, за счет исключения использования специальных способов работ при проходке глубоких шахт и котлованов;
- в условиях плотной городской застройки по этой же причине достигается немалый социальный эффект, связанный с негативным воздействием строительства на привычный жизненный уклад горожан.
ЗАО «Геотон» планирует дальнейшее расширение использования представленных технологий в своей производственной деятельности: в ближайшее время планируется строительство дюкера Чертановского канала глубокого заложения через р. Москва.
Комментарии 0