Рис. 2-8. Схема устройства проходческого щита свободного сечения

Данный инженерно-технический подход помогает углублять многочисленные туннели нестандартной формы. Туннель с узким и длинным сечением можно эффективно расширить или углубить ограниченное подземное пространство в нем. Для достижения разнообразных целей, можно рационально выбрать подходящее сечение. Например, для коммуникационных туннелей.

2) Эксцентрический многоосный проходческий щит

В данном инженерно-техническом подходе используется эксцентрический многоосный проходческий щит, особенностями которого являются: применение многочисленных ведущих валов, перпендикулярно к которым устанавливается набор коленчатых валов. На коленчатых валах монтируются фрезодержатели. Во время вращения ведущих валов, фрезодержатели образуют вращающуюся дугу. Сечение раскопанного участка принимает форму фрезодержателя. Таким образом, в соответствии с требованиями к форме поперечного сечения, форма фрезодержателя может быть круглой, куполообразной, овальной или подковообразной. Схематическое изображение принципов строительных работ эксцентрического многоосного проходческого щита по созданию круглого и квадратного сечения показано на рис. 2-9. На рис. 2-10 показано натуральное изображение описанного проходческого щита.

Эксцентрический многоосный проходческий щит обладает нижеследующими преимуществами:

1. Позволяет выбрать меньший крутящий момент привода благодаря минимальному радиусу поворота фрезодержателя. Так как несколько осей вращения приводят в движение фрезодержатель, проходческий щит кажется компактным, легко собирается, разбирается и перемещается. Применяется для прокладки туннелей с большой площадью сечения.

Рис. 2-9. Схематическое изображение принципов строительных работ эксцентрического многоосного проходческого щита

Рис. 2-10. Натуральное изображение многоосного проходческого щита

2. Из-за минимального радиуса вращения фрезодержателя, фрезы проходят меньшее расстояние. Рассмотрим данный параметр с точки зрения износа лезвий. По сравнению с обычным проходческим щитом данный тип пройдет расстояние как минимум в три раза большее. Применяется для прокладки протяженных туннелей. Эксцентрический многоосный проходческий щит обладает нижеследующими преимуществами: 1. Позволяет выбрать меньший крутящий момент привода благодаря минимальному радиусу поворота фрезодержателя. Так как несколько осей вращения приводят в движение фрезодержатель, проходческий щит кажется компактным, легко собирается, разбирается и перемещается. Применяется для прокладки туннелей с большой площадью сечения. 2. Из-за минимального радиуса вращения фрезодержателя, фрезы проходят меньшее расстояние. Рассмотрим данный параметр с точки зрения износа лезвий. По сравнению с обычным проходческим щитом данный тип пройдет расстояние как минимум в три раза большее. Применяется для прокладки протяженных туннелей. 3. Из-за миниатюрного привода фрезодержателя, пространство для осуществления строительных работ больше, что позволяет по мере необходимости размещать внутри проходческого щита оборудование по улучшению грунта для осуществления данной процедуры в любой точке туннеля. Применяется для прокладки туннелей с минимальным радиусом кривизны, в условиях расположения туннелей на небольшом расстоянии друг от друга, при неблагоприятных условиях проведения работ (плохое качество грунта) и т. д.

3) Проходческий щит MF (проходческий щит с несколькими рабочими частями)

Состоит из нескольких совмещенных частей кругового сечения соединенных вместе, способен создать несколько круговых сечений (рис. 2-11). Эффективная площадь нескольких круговых сечений будет больше в сравнении с разработанной площадью одиночного сечения, что делает данный тип экономически целесообразным. Два и более круглых сечения различного диаметра складываются по определенным принципам и обеспечивают желаемую форму сечения туннеля. При планировании линии туннеля существует большое разнообразие в выборе его формы. Например, в условиях ограниченного сверху и снизу пространства можно выбрать сложенный поперек тип, как показано на рис. 2-12. Проходческий щит MF подходит для разработки станций метро, коммуникационных туннелей, подземных автостоянок и других туннелей с масштабными сечениями.

Рис. 2-11. Проходческий щит MF

Рис. 2-12. Схематическое изображение практического применения проходческого щита MF

Важные преимущества проходческого щита MF:

1. Основное конструктивное исполнение всех строящихся туннелей по-прежнему – круглое, поэтому механическая особенность кругового сечения была сохранена. Упомянутый туннель формируется несколькими независимыми, контролируемыми мелкими круглыми секциями, соединенными между собой. Коэффициент использования малого сечения при разработке выше. Кроме того, исходя из различных геологических условий, производится управление процессом углубления грунта.

2. При планировании линии туннеля доступна большая гибкость при выборе формы его сечения. Например, по мере необходимости можно выбрать горизонтальный или вертикальный проходческий щит MF.

3. Для проведения работ может быть выбран проходческий щит с гидропригрузом или грунтопригрузом.

4. При регулировке скорости и направления вращения каждой из фрез противодействующая сила, действующая на корпус проходческого щита, стабилизирует его положение во время работы, легко исправляя ошибочный уклон.

4) Горизонтально-вертикальный проходческий щит (проходческий щит H&V)

Так называемый проходческий щит H&V ( полное название на английском языке – горизонтальное и вертикальное изменение) представляет собой несколько круглых сечений, которые по мере необходимости комбинируются между собой. Благодаря разработке многочисленных форм сечения туннелей, является особым методом строительства. Проходческий щит H&V можно использовать в строительных работах, как показано на рис. 2-13, спиральный и бифуркационный типы могут одновременно прорывать несколько линий туннелей. Данный способ применения проходческого щита используется в соответствии с условиями строительства и целями применения туннеля, с его помощью, из-за свободного прохождения в толще грунта, можно изменять форму сечения туннеля и его направление. Основной принцип устройства – применение шарнирного соединения вилочного типа, изменяющего направление движения механизма. Механизм позволяет передней части тела проходческого щита самостоятельно вращаться в противоположном направлении. Применение данного вида шарнирного соединения позволяет проходческому щиту создавать крутящий момент, позволяя достигнуть спирального движения вперед.