Методы подземной проходки для чайников — различия между версиями

Материал из Stalkers Encyclopedia Xenobiologica
Перейти к: навигация, поиск
(Водопонижение)
(Водопонижение)
Строка 92: Строка 92:
  
 
=== Водопонижение ===
 
=== Водопонижение ===
 
+
[[image:vodop1.jpg|thumb|right|200px|Иглофильтр строительного водопонижения]]
 
Название большой группы методов, предполагающих резкое уменьшение количества воды в окрестностях строительства.
 
Название большой группы методов, предполагающих резкое уменьшение количества воды в окрестностях строительства.
  
 
В простом случае, чтобы осушить котлован, по периметру роют ямы, в них собирается вода, ее откачивают насосами. Метод является устаревшим и дает плоды далеко не всегда - плывуны шутить не любят.
 
В простом случае, чтобы осушить котлован, по периметру роют ямы, в них собирается вода, ее откачивают насосами. Метод является устаревшим и дает плоды далеко не всегда - плывуны шутить не любят.
  
Более современная реинкарнация этого способа - "игольчатое водопонижение" - применяется даже для сравнительно глуобоко расположенных тоннелей. Суть метода в том, что по периметру котлована или тоннеля бурится большое количество скважин. В них вставляются так называемые "иглы" - перфорированные металлические трубы. Через перфорацию вода поступает в трубу и откачивается насосом. Этот метод считается даже более эффективным, чем силикатизация.
+
Более современная реинкарнация этого способа - "игольчатое водопонижение" - применяется даже для сравнительно глуобоко расположенных тоннелей. Суть метода в том, что по периметру котлована или тоннеля бурится большое количество скважин. В них вставляются так называемые "иглофильтры" - перфорированные металлические трубы. Через перфорацию вода поступает в трубу и откачивается насосом. Этот метод считается даже более эффективным, чем силикатизация.
  
Самый знаменитый случай применения игольчатого водопонижения был осуществлён на перегоне Царицыно-Кантемировская, в зоне плывуна. После очередного прорыва грунтопещаной смеси в тоннель стало понятно, что применяемые меры по химическому закреплению грунта больше не дают эффекта, было принято решение организовать постоянное водопонижение. Вдоль тоннеля были пробурены скважины, на поверхности огорожена площадка, на которой разместилась будка охраны и два высокопроизводительных насоса, которые работали днём и ночью с 2003 по 2014 год.
+
Самый знаменитый случай применения игольчатого водопонижения был осуществлён на перегоне Царицыно-Кантемировская, в зоне плывуна. После очередного прорыва грунтопещаной смеси в тоннель стало понятно, что применяемые меры по химическому закреплению грунта больше не дают эффекта, было принято решение организовать постоянное водопонижение. Вдоль тоннеля были пробурены скважины, на поверхности огорожена площадка, на которой разместилась будка охраны и два высокопроизводительных насоса, которые работали днём и ночью с 2001 по 2014 год.
  
 
При подземных работах на больших глубинах, применяется проходка так называемой дренажной штольни - тоннеля небольшого диаметра, расположенного ниже зоны основных работ. Вода сливается в дренажную штольню (применяется термин "дренажная штольня оттягивает воду") и из неё откачивается в канализацию, оставляя сухой зону проведения работ.
 
При подземных работах на больших глубинах, применяется проходка так называемой дренажной штольни - тоннеля небольшого диаметра, расположенного ниже зоны основных работ. Вода сливается в дренажную штольню (применяется термин "дренажная штольня оттягивает воду") и из неё откачивается в канализацию, оставляя сухой зону проведения работ.

Версия 09:42, 10 апреля 2014

Если для вас диггерство - лишь возможность высосать бател пива с братьями по разуму в разъебанном бомбаре, не читайте эту страницу. Она для тех, кто хотя бы иногда задумывается над тем, как строятся подземные сооружения.

Методика будет рассматриваться на примере строительства метрополитенов. Для простоты изложения в статье опущено большинство профессиональных терминов, а также особенности проходки шахт с целью добычи полезных ископаемых.

Берлинский метод

Строительство берлинского метро берлинским методом в 1927 г.

Он же открытый. Копают большую яму, строят в ней все, что хотели, а потом тупо забрасывают грунтом.

Самый простой метод строительства. Неприменим в случае с глубоким заложением, хотя ксенобиологам известны случаи в мировой практике (например, в Стамбуле), когда этот метод использовался при строительстве станций на глубине до 30 метров, что при сооружении первой очереди метро московского считалось вполне себе глубоким заложением.

Другая особенность - необходимость перекладки всех подземных коммуникаций (телефонные и электрические кабели, трубы водо-, тепло- и газоснабжения), находящихся внутри периметра котлована, а также укрепления фундаментов рядом стоящих зданий. Еще один недостаток - полный срач и бардак на поверхности в месте ведения строительства. Из-за этого открытый метод затруднительно использовать в городских районах с плотной застройкой.

В Москве берлинским методом построены участки первой очереди "Сокольники" - "Комсомольская" и "Кропоткинская" - "Парк Культуры". В последние десятилетия открытым способом строят только станции мелкого заложения.

Парижский метод

Парижане строят свое парижское метро парижским методом в 1905 г.

Разновидность горного, самого древнего из известных homo sapiens методов подземной проходки. Сперва строят вертикальные шахты, от которых потом на небольшой глубине начинают копать тоннели. Чтобы земля не сыпалась на голову, стенки и потолок укрепляют досками, а потом, когда вырыто столько, сколько нужно, ставят опалубку и бетонируют. Получается дешево и сердито.

Когда строящийся этим методом тоннель имеет большое сечение (как перегонные или станционные тоннели метро), грунт выбирают не сразу по всему объему, а через несколько вспомогательных штолен. Сначала строят стенки, потом отрывают потолок и бетонируют его, затем - пол тоннеля (лоток), и только потом полностью освобождают практически готовый тоннель от грунта посередке.

Наиболее трудоемкий метод, почти не подразумевающий механизации. Он также требует перекладки большинства коммуникаций, однако позволяет избежать нарушения уличного движения на поверхности.

В Москве парижский метод применялся на опытном участке под Русаковской улицей.

В настоящее время практически не используется, за исключением сооружения вспомогательных тоннелей малого сечения: сбоек, фурнелей и ходков.

Давай сделаем это по-бельгийски, детка

Бельгийский метод

Он же метод опертого свода. То же самое, что и парижский, но сначала разрабатывают верхнюю часть будущего тоннеля (калотту) и бетонируют потолок, который опирается прямо на грунт. После этого возводят стены, бетонируют лоток и выбирают сердцевину.

По сути дела, отличие бельгийского метода от парижского знают только специалисты, поэтому их часто путают. Существует также австрийский (и ново-австрийский) метод, но там уже в тонкостях без стакана и вовсе не разберешься.

Лондонский метод

Щит (не путать с "shit") в Лондоне на проходке Central Line в 1898 г.

Он же щитовой. Роют вертикальную шахту, в монтажной камере собирают щит, спереди грунт копают или люди (устар.) или ротор, эректор укладывает блоки обделки (тюбинги), щит толкается от них домкратами и катится дальше, на выходе получается красивый готовый тоннель.

См. подробное описание в статье Проходческий щит.

Самый гуманный и технически продвинутый метод из всех, ныне существующих. Во всем мире сейчас используют преимущественно его, в т.ч. при строительстве тоннелей мелкого заложения.

Хорош также тем, что при грамотном техническом оснащении и правильно проведенной геологоразведке позволяет срать большой кучей на гидрогеологию - современные щиты могут работать практически в любых грунтах.

При этом является и самым дорогостоящим - средняя стоимость одного километра готового тоннеля составляет (не, ну вы прикиньте, поцоны!) около 100 миллионов долларов.

Отдельно следует упомянуть метод устройства обделки при щитовой проходке, получивший название МПБО - монолитно-прессованная бетонная обделка. В этом случае вместо тюбингов при помощи опалубки нагнетается бетон, который прессуется гидро-домкратами, когда щит едет вперед. Этот способ исключает необходимость наличия производственной базы для изготовления тюбингов на поверхности, а также обеспечивает более плотное прилегание обделки к породе и почти полностью устраняет риск подвижки грунта. С помощью метода пресс-бетона построен, в частности, коллектор реки Неглинная под Зарядьем.

Московский метод

Он же траншейный. "У советских - собственная гордость, на буржуев смотрим свысока" - писал поэт. Московский метод придумали в Москве при строительстве в 1934 году арбатского радиуса первой очереди от полной безнадеги - применить глубокое заложение не позволяли неустойчивые водоносные грунты, а разрыть к ебеням Арбат и Воздвиженку, чтобы пройти под улицами парижским или берлинским методом, не разрешил товарищ Каганович.

Суть траншейного метода заключается в поэтапном рытье (вы только не смейтесь) траншей по трассе будущего тоннеля. Копают их пунктиром на определенном расстоянии друг от друга в зависимости от наличия зданий на поверхности. Допустим, 10 метров траншея - потом 10 метров промежуток, потом опять траншея. В выкопанных траншеях сразу возводят стены тоннеля. Затем разрывают участки, ранее оставленные нетронутыми. Таким образом, пунктир постепенно соединяется, и получаются готовые стены по всей длине. Дело за малым - сделать перекрытие и лоток.

По сути, московский метод является вариацией русской поговорки "Голь на выдумки хитра". У ксенобиологов нет данных о применении данного метода впоследствии.

Буровзрывной метод

Технология явствует из названия: сначала в породе бурят дырки (шпуры), в них закладывают взрывчатку, поджигают фитиль и - ПЫДЫЩ! После этого вывозят породу и крепят выработку - как правило, железобетонными блоками при помощи укладчика (это не профессия, а машина).

Буровзрывной метод используется обычно в твердых породах, проходка которых иным способом была бы затруднительной.

В Москве этим методом построены перегонные тоннели на северном участке Серпуховско-Тимирязевской линии и отдельные участки первой очереди.

Методы проходки в водонасыщенных грунтах

Отличаются особой сложностью: вода или плывуны (смесь песка, грязи и воды) все время норовят затопить выработку, не дают устраивать обделку, грозят обрушением зданиям на поверхности. Чтобы избежать этих проблем, приходиться раскорячиваться по самые помидоры.

Кессонный способ

Кессон-тоннель на площади Сен-Мишель в Париже, 1910 г.

При помощи компрессоров в выработку нагнетается сжатый воздух, и повышенное давление "отжимает" воду, тем самым осушая грунт и делая проходку легкой и непринужденной.

Работа в шахте в условиях повышенного давления требует крепкого здоровья и физической силы. Перед началом работы и после ее окончания необходимо провести какое-то время в шлюзовой камере, так как резкие перепады давления между обычным и повышенным могут вызвать так наз. "кессонную болезнь" - сильную ломоту в суставах и общее ухудшение самочувствия.

Кессонный способ активно использовался при строительстве Первой очереди московского метро. Старые рабочие при этом подшучивали над неопытными комсомольцами-энтузиастами: уверяли тех, что после кессона у них "с бабой ничего не выйдет".

Существует также сложная технология кессон-тоннелей: изготовленные на поверхности железобетонные участки тоннелей при помощи сжатого воздуха "вдавливают" в грунт до проектной глубины. Таким способом велось строительство в 1930-е на участке "Комсомольская" - "Красные Ворота", а также в 1940-е на перегоне "Автозаводская" - "Павелецкая".

В городе Париже с использованием методики кессон-тоннелей построили две станции - "Сите" и "Сен-Мишель", первая из которых находится на одноименном острове на Сене, а вторая - непосредственно на берегу реки. Металлоконструкции, включающие два "стакана" и станционный тоннель, были целиком собраны на поверхности, после чего под ними была создана зона высокого давления, рабочие вручную (!) вынули грунт, и станции постепенно "ушли" в землю.

Нет, это не машина времени в стиле стимпанк, а замораживающая установка в 1934 г.

Замораживание

В грунте бурят узкие длинные дырки, в которые запихивают трубки - в них подается специальный охлаждающий раствор. Когда грунт промерзает на необходимую глубину и ширину, его можно колупать практически как твердую породу.

В Москве, в силу перманентно сложных гидрогеологических условий, метод используется постоянно. Имеет важную особенность - при строительстве тоннеля после замораживания необходимо уделять большое внимание гидроизоляции - в противном случае, когда грунт оттает, по стенам тоннеля потекут веселые ручейки, что и произошло в Москве в середине 1980-х на перегоне "Кантемировская" - "Царицыно".

Силикатизация

В грунт закачивают силикат натрия (жидкое стекло) и хлористый кальций, порода твердеет (поручик, отставить!) и ее можно спокойно разрабатывать.

В Москве применялась фрагментарно, в частности, при строительстве сложного участка первой очереди на Моховой улице.

Водопонижение

Иглофильтр строительного водопонижения

Название большой группы методов, предполагающих резкое уменьшение количества воды в окрестностях строительства.

В простом случае, чтобы осушить котлован, по периметру роют ямы, в них собирается вода, ее откачивают насосами. Метод является устаревшим и дает плоды далеко не всегда - плывуны шутить не любят.

Более современная реинкарнация этого способа - "игольчатое водопонижение" - применяется даже для сравнительно глуобоко расположенных тоннелей. Суть метода в том, что по периметру котлована или тоннеля бурится большое количество скважин. В них вставляются так называемые "иглофильтры" - перфорированные металлические трубы. Через перфорацию вода поступает в трубу и откачивается насосом. Этот метод считается даже более эффективным, чем силикатизация.

Самый знаменитый случай применения игольчатого водопонижения был осуществлён на перегоне Царицыно-Кантемировская, в зоне плывуна. После очередного прорыва грунтопещаной смеси в тоннель стало понятно, что применяемые меры по химическому закреплению грунта больше не дают эффекта, было принято решение организовать постоянное водопонижение. Вдоль тоннеля были пробурены скважины, на поверхности огорожена площадка, на которой разместилась будка охраны и два высокопроизводительных насоса, которые работали днём и ночью с 2001 по 2014 год.

При подземных работах на больших глубинах, применяется проходка так называемой дренажной штольни - тоннеля небольшого диаметра, расположенного ниже зоны основных работ. Вода сливается в дренажную штольню (применяется термин "дренажная штольня оттягивает воду") и из неё откачивается в канализацию, оставляя сухой зону проведения работ.


В некоторых особо тяжких случаях описанные выше методы применяются в комплексе, как, например, в 1976-77 г.г. при строительстве перегонного тоннеля между станциями "ВДНХ" и "Ботанический сад". Сложный с точки зрения гидрогеологии участок был разделен на герметичные отрезки льдогрунтовыми стенами, в водоносном слое, не желающем расставаться с накопленной веками водой, создавали высокое давление, а трудолюбивые насосы откачивали отжатую (каламбурчик!) с такими изрядными усилиями воду.

Видео

Познавательный фильм начала 1930-х годов о строительстве и работе парижского метро. На первых трех минутах посредством анимации и монтажа подробно разжевывается бельгийский способ подземной проходки.