4. Установка и проходка для проходческого щита с локальным расширением пространства. На исходном основании устанавливают проходческий щит с локальным расширением пространства, затем проводят значительную выемку грунта для расширения туннеля. Метод позволяет частично расширить туннель в любом месте и на любую длину в зависимости от применения, форма частично расширенного участка остается круглой, поэтому его механические свойства сохраняют лучшие характеристики круглого сечения. Доступно всестороннее нецентральное расширение участков в разных направлениях: сверху, снизу, справа, слева. Если сравнивать данный способ расширения участков со способом открытого котлована или другими, он позволяет в относительной степени снизить затраты и ускорить процесс строительства. Нет необходимости в создании строительной площадки и рабочего колодца, поэтому давление на окружающую среду является минимальным.

2. 4. РИСКИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИНЖЕНЕРНЫХ РАБОТ С ПОМОЩЬЮ ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА

2.4.1. Краткий обзор несчастных случаев при проведении инженерных работ с помощью проходческого щита

Щитовая проходка является одним из самых передовых методов строительства подземных туннелей. С тех пор, как в 1825 году в Великобритании под рекой Темзой Марком Брюнелем был прорыт с помощью неавтоматического проходческого щита прямоугольного сечения первый туннель, по состоянию на 2018 год история применения и развития проходческих щитов насчитывает 193 года. В настоящее время метод щитовой проходки может применяться при строительстве практически в любых гидрогеологических условиях, в мягких или твердых грунтах, при содержании или отсутствии грунтовых вод в почвах, и даже в карстовых образованиях. Обычно в таких случаях допустимо применение проходческих щитов при проведении подземных работ (в особых случаях необходимо применение сопутствующих методов).

Для прокладки первого в мире туннеля с помощью щита, разработанного Брюнелем, потребовалось 18 лет (1825–1843 гг.), длина туннеля составила всего 458 м, при этом во время его строительства произошло пять крупных прорывов воды, во время которых погибло шесть человек. В настоящее время технология строительства туннелей с помощью щитов непрерывно развивается во многих странах мира, но при ее продвижении и применении произошел ряд производственных аварий, которые не только повлияли на график реализации проекта, но и привели к большим экономическим потерям и ненужным жертвам.

Щиты – это специальное оборудование, изготовленное «на заказ» с учетом конкретных особенностей, таких как инженерная геология, гидрогеология, геоморфология, поверхностные сооружения и подземные трубопроводы и сооружения. Данное оборудование является специализированным и отличается от обычного. Ключевыми характеристиками является не только электротехнический дизайн, но и адаптация к различным типам инженерной геологии, почвы являются основой туннельных работ с помощью проходческого щита. Успех строительства с помощью щита зависит в первую очередь от выбора типа щита и уровня квалификации персонала. Правильный выбор типа щита – залог успеха строительства, уровень квалификации персонала – источник успеха строительства.

В 1996 году во время строительства первой ветки метро Гуанчжоу произошло значительное оседание грунта и образование глинистой корки из-за низкой скорости и продвижения, а также сильного истирания фрез, неадаптированость щита к работе в выветрившихся породах привела к обрушению 3–4 зданий.

В 2000 году во время строительства тестового участка второй линии метро в Гуанчжоу пришлось заменить метод щитовой проходки. Из-за первоначально неразумного распределения фрез, фрезы выступали за орган рабочего щита, нарушая последовательность распределения, которое приводило к низкой скорости продвижения, вследствие недостаточного крутящего момента, а также к образованию глинистой корки.