ПРОХОДКА ТОННЕЛЯ

Процесс проходки горных выработок (искусственного образования полостей путём выемки горных пород) может быть выполнен различными способами в зависимости от назначения выработки.

Основные методы проходки тоннелей включают механизированную проходку тоннелей, ручную проходку тоннелей и буровзрывной способ. Выбор метода строительства тоннеля определяется геологией и конечными целями его функционального использования.

Для механизированной проходки тоннелей, а также, при проходке перегонных тоннелей метро, применяют проходческие комбайны или тоннелепроходческие комплексы. Машины для проходки тоннелей и специализированное оборудование для проходки тоннелей обеспечивают высокую скорость, точность профиля и сокращение ручного труда. Применение механизма для проходки тоннеля и проходческого комбайна позволяет поддерживать требуемое сечение выработки и стабильность выработки при проходке тоннелей метрополитенов, а также облегчает тюбинг монтаж и другие операции при строительстве тоннеля.

Ручная проходка тоннелей применяется при малых объёмах работ, в сложных геологических условиях или при невозможности использовать технику. Ручная проходка осуществляется с помощью отбойных молотков, кирок и клиньев как ручных, так и гидравлических, однако отличается низкой скоростью и неполным использованием проходческого оборудования, в таких случаях сочетание ручной проходки с локальной механизацией улучшает разработку породы в забое.

Буровзрывной способ проходки, применяемый в твёрдых (VI–XX категорий) и мерзлых породах, заключается в бурении шпуров, их зарядке заряда и последующем взрыве. Буровзрывная проходка тоннелей эффективна в скальных породах, однако нарушает целостность массива и увеличивает объём переборов, поэтому после проходка взрывом требуется оборка заколов и уборка породы и негабарита с применением специализированных машин и механизмов.

Горный способ проходки тоннелей — это комплекс организационных мер и приёмов для проведения подземных выработок: проходка штольни, наклонная проходка, проходка вертикальных стволов и другие работы. В рамках горного способа важно планирование сечения горных выработок, организация разработки породы в забое, а также координация операций при проходке между тоннелями.

Проходка тоннелей в сложных условиях (скальные породы, мерзлые породы, зоны повышенной водопроницаемости, ограниченные габариты, городская среда с инженерными сетями и фундаментами) требует гибкого комбинирования способов проходки тоннелей: механизированной проходки, ручной проходки и буровзрывного способа. При проходке тоннелей в сложных условиях особенно важны контроль сечения выработки при разработке забоя.

Проходка перегонных тоннелей метро требует точности сечения выработки и монтажа тюбингов. Для проходки тоннелей метро предпочтительна механизированная проходка тоннелей тоннелепроходческим щитом или проходческим комбайном, но при сложной геологии возможны комбинированные методы с дополнительным применением ручной проходки или буровзрывного способа.

Разработка породы включает операции по формированию выработки с заданным сечением при разработке забоя и извлечению грунта. Контроль сечения выработки необходим для устойчивости последующего крепления при проведении тюбинг монтажа и дальнейшей безопасной эксплуатации.

Организация работ по проходке тоннелей включает: комплексное планирование маршрута от наклонного хода, вертикального ствола или монтажного/демонтажного котлована до конечной точки; выбор методов проходки в связи с геологией; подбор оборудования, машин, механизмов, а также обеспечение безопасности и контроль качества крепления.