Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей

Щитовые проходки в настоящее время являются супергигантскими специальными инженерными вооружениями, которые широко применяются в строительстве рельсового транспорта в городах, подземных комплексах галерей трубопроводов и при строительстве таких подземных пространств, как железнодорожные и шоссейные туннели, водоотводные туннели, военные оборонительные крупногабаритные сооружения.

На протяжении долгого времени рынок проходческих щитов в Китае был монополизирован иностранными компаниями. Только после десятого и одиннадцатого пятилетних планов в качестве и технологии строительства проходческих щитов был достигнут очевидный прогресса. Доля отечественных щитов на рынке превысила 85%. Используя новые идеи государственной инициативы «Один пояс – один путь», китайские специалисты

в отрасли щитов продолжают внедрять инновации и продвигать национальную промышленность высокотехнологичного оборудования в строительстве крупномасштабных туннелей, непрерывно укрепляя имидж «сделано в Китае».

Эта книга появилась в эпоху великого строительства, бурного развития и больших возможностей современного Китая. Данное пособие является инновационным, всеобъемлющим, интегрирующим китайские и европейские достижения. Помимо полного представления отечественных и зарубежных технологических особенностей в развитии щитовых проходок в этой книге научно представлены обобщения и выводы по туннельному строительству в Китае. В том числе довольно большой объем в книге занимают технические результаты, достигнутые специалистами в области проходческих щитов за последние годы.

Во время выхода книги был опубликован профессиональный норматив «Развитие производства проходческих машин /ТБМ/ до 2025 года и на тринадцатую пятилетку». Поэтому в книгу включены новейшие данные по изготовлению проходческого щита, которые согласуются с поставленными задачами. Я уверен, что эта книга внесет вклад в стандартизацию производства проходческих щитов, приведет к росту потребления изделия и будет способствовать продолжительному развитию индустрии изготовления щитов.

Данная книга создана на основе труда многочисленных авторитетных специалистов в отрасли проходческих щитов, является комплексной энциклопедией о щитовой проходке, которая соответствует требованиям по строительству социализма с китайской спецификой и поможет найти ответы на сложные вопросы проектирования и строительства проходческих щитов в Китае. Энциклопедия содержит прекрасные тексты и иллюстрации, а информация представлена подробно и точно. Я искренне рекомендую данную книгу специалистам и студентам, которые занимаются проектированием, строительством, преподаванием и инженерным менеджментом в области проходческих щитов.

«Предшественники сажают деревья, преемники пользуются их тенью» – гласит народная мудрость. Надеюсь, что эта энциклопедия сыграет важную роль в деле проектирования и строительства проходческих щитов.

Член китайской академии инженерных наук Ван Мэншу

2017 год, декабрь

Вследствие бурного развития в Китае транспорта и водоотводных построек, протяженность железных дорог достигла 121 000 км, среди которых протяженность высокоскоростных железных дорог составляет 19 000 км. По предварительным подсчетам к 2020 году общая протяженность железных дорог в Китае достигнет 150 000 км. Общий масштаб городского рельсового транспорта превысит 4000 км, объем строительства скоростной автотрассы составит около 85 000 км, строительство гидротехнических и гидроэнергетических туннелей составит около 1000 км. Строительство по методу щитовой проходки станет основным методом строительства из-за его безопасности, экологичности и скорости строительства. В отличие от других методов ключевым пунктом в успехе строительства проходческого щита является рациональное использование щита и геологическая адаптация с учетом сложных условий границы вмещающих пород.

Поэтому особенно важно глубоко понимать структурные характеристики, принципы работы и взаимодействия строительной техники щитового оборудования.

«Ключевые технологии в проходческих щитах» – первая академическая монография, изданная в Китае, по строительству и проектированию проходческих щитов в сложных пластах, включающая в себя как проектирование оборудования, так и ключевые методы строительства. Автор предложил теорию выбора модели проходческого щита по трем углам, создал теоретическую систему проектирования в сложных пластах «три принципа и четыре качества» (избегает геологических рисков с помощью геологической разведки; избегает риска оборудования

через планирование и адаптацию потенциала щитовых проходок; избегает антропогенных рисков через специальный контроль и управление; проектирование щита должно соответствовать принципам земляных работ, дренажа, устойчивости и долговечности). Также автор создал метод строительства щитовых проходок для подводных туннелей, основанный на принципе «снижать давление, ограничивать выбросы», и получил национальный патент на изобретение; впервые применил метод сварки и резки под давлением и получил провинциальный и государственный патент на изобретение; разработал технологию быстрой проверки и замены режущих инструментов в условиях сверхвысокого давления, за что тоже получил государственный патент на изобретение.

Редакторы данного пособия являются опытными техническими специалистами, занимающимися проектированием и изготовлением оборудования. Они накопили богатый опыт и множество примеров строительства, тесно связанных теоретической частью. Инженерно-технические задачи в сочетании с большим количеством примеров строительства являются отправной точкой при возникновении технических вопросов. Инженерные задачи относятся к техническим задачам, которые решаются посредством синтеза теоретического анализа и инженерной практики. Пособие всесторонне знакомит читателя с историей развития технологий проходческих щитов в стране и за рубежом; включает в себя проектирование проходческих щитов, технологии строительства и примеры строительства. Пособие предназначено как для практической работы, так и для углубления знаний в сфере проектирования и строительства проходческих щитов. При этом оно имеет глубоко научный характер.

Что вселяет надежду, что издание данного пособия будет способствовать дальнейшему развитию технологий проходческих щитов в Китае, а также сыграет свою роль в деле улучшения строительства туннелей проходческого щита.

Член китайской академии

инженерных наук

Ян Хуаюн

2017 год, декабрь

В первых пяти главах данной книги излагается теория по строительству проходческих щитов, а также их история развития в Китае, методы щитовых проходок, туннели щитовых проходок, ключевые техники при строительстве по методу щитовой проходки, проектирование туннельной обделки проходческого щита, создание больших данных проходческих щитов. В первой главе излагается общее понятие проходческих щитов, их классификации; представлены основные инновации в широкомасштабном инженерном строительстве. А также в ней предложены и определены три стадии развития щитовых технологий в Китае. Во второй главе представлены особенности метода щитовой проходки, область применения, текущая ситуация развития, тенденции в развитии, классические технологические приемы, риски и профилактика в строительных работах, на которых основана теоретическая система профилактики и контроля «три начала и четыре умения».

Третья глава знакомит читателя с геологоразведочными работами, выбором модели проходческого щита, технологией контроля осадки, а также представляет теоретический способ выбора модели проходческого щита по трем углам. В четвертой главе представлен проект туннельной обделки. В пятой главе содержится создание больших данных проходческого щита. Настоящий раздел на основе практики строительства по методу щитовой проходки упорядочил кластер основных результатов в разнообразных сложных стратиграфических условиях, создал техническую систему строительства по методу щитовой проходки, имеет важное значение руководства и справки при проектировании по выбору модели и строительстве по методу щитовой проходки.

Глава 1. Проходческие щиты и их развитие в Китае

Глава 2. Метод щитовой проходки и щитовые туннели

Глава 3. Ключевые технологии в строительстве по методу щитовой проходки

Глава 4. Проектирование обделки щитового туннеля

Глава 5. Создание больших данных для проходческого щита