🚇 Тоннелепроходка (TBM, НАТМ, микротоннели)
Подземные работы — один из самых дорогих и технологически сложных разделов сметы. Сметчик должен различать методы проходки (открытый, щитовой TBM, НАТМ, микротоннелирование), типы обделки и комплекс вспомогательных работ (водопонижение, замораживание, цементация). Модуль ориентирован на объекты РК: метро Алматы, гидротехнические тоннели, коллекторы и переходы под автодорогами и реками.
1. Методы проходки
- Открытый способ (cut & cover) — котлован с креплением стен, монтаж конструкции, обратная засыпка. До 15–20 м глубины. Дёшево, но требует освобождения трассы.
- Щитовая проходка (TBM — Tunnel Boring Machine) — механизированный комплекс с ротором-фрезой, монтажом тюбингов в защите хвостовой части щита.
- НАТМ (Новый Австрийский Метод) — поэтапная разработка с временной крепью (набрызг-бетон + анкеры + сетка) и последующей капитальной обделкой. Применяется в скальных и полускальных грунтах.
- Микротоннелирование — продавливание стальных/ж/б труб Ø 500–3000 мм на длину до 1000 м. Для коллекторов, дюкеров, подходов под дороги и реки.
2. TBM EPB (Earth Pressure Balance)
Щит с уравновешиванием давления грунта в забое — применяется в мягких связных грунтах (глины, суглинки, супеси). Грунт, разрабатываемый ротором, удерживает забой собственным давлением и выгружается через шнековый конвейер с регулируемой производительностью.
- • Диаметр от 3 до 17.6 м (рекорд — Bertha, Seattle SR-99, Hitachi Zosen).
- • Скорость проходки 8–15 м/сутки в благоприятных условиях.
- • Производители: Herrenknecht (Германия), Robbins (США), Mitsubishi/Hitachi (Япония), CREG (Китай).
- • Длина тоннелепроходческого комплекса 80–150 м (щит + back-up trolleys).
3. TBM Slurry (гидропригруз)
Для водонасыщенных песков, плывунов и подрусловых участков. В забой подаётся бентонитовая суспензия под избыточным давлением, удерживающая стенки и фильтрующая воду. Разработанный шлам откачивается по пульпопроводу на сепарационную станцию на поверхности, где отделяется песок и регенерируется бентонит.
- • Сепарация: гидроциклоны, виброгрохоты, центрифуги.
- • Расход бентонита 50–80 кг/м³ суспензии.
- • Применение: подводные тоннели, метро под реками (Темза, Сена, Или).
4. НАТМ — Новый Австрийский Метод
Поэтапная разработка забоя (top heading + bench + invert) с устройством временной крепи и последующей капитальной обделкой. Основан на принципе включения породного массива в работу несущей системы.
- • Временная крепь: набрызг-бетон C25/30 толщиной 100–250 мм + анкеры SN/IBO/Swellex длиной 3–6 м + арматурная сетка Ø 6–8 мм + стальные арки (lattice girders или двутавр).
- • Постоянная обделка: монолитный ж/б 350–500 мм с гидроизоляцией (ПВХ-мембрана + геотекстиль).
- • Шаг заходки 1.0–2.5 м в зависимости от категории породы (RMR/Q-system).
- • Применяется в скальных и полускальных грунтах, для станций метро мелкого заложения сложной формы.
5. Обделка тоннеля
6. Микротоннелирование
Продавливание стальных или ж/б труб Ø 500–3000 мм с дистанционно управляемым микрощитом. Из стартового котлована труба за трубой задавливается домкратами в массив. Применяется для коллекторов канализации, водопроводов, дюкеров, газопроводов, переходов под автодорогами, ж/д и реками.
- • Длина участка между котлованами до 200–1000 м (с промежуточными домкратными станциями).
- • Точность позиционирования ±25 мм по лазерному ведению.
- • Производители: Herrenknecht AVN, Iseki Unclemole, Akkerman.
- • Без вскрытия дорожного покрытия — критично для городов и охраняемых зон.
7. Вспомогательные работы и закрепление грунтов
- • Водопонижение — иглофильтры, эжекторные системы, скважины-водопонизители с погружными насосами.
- • Замораживание грунта — азотное (жидкий N₂, −196 °C, локально и быстро) или рассольное (CaCl₂, −25 °C, для длительных проектов).
- • Химическое закрепление — jet-grouting (струйная цементация), силикатизация, смолизация. Колонны Ø 600–2000 мм.
- • Компенсационное цементирование — закачка раствора между тоннелем и охраняемыми зданиями для компенсации осадок.
- • Геомониторинг — нивелирование марок, инклинометры, экстензометры, мониторинг зданий в зоне влияния.
8. Безопасность и вентиляция
- • ВПС вентиляция — приток ≥ 6 м³/с на 100 м тоннеля, гибкие воздуховоды Ø 1000–1800 мм, осевые вентиляторы 75–250 кВт.
- • Газоанализ — стационарные и носимые анализаторы CH₄, CO, H₂S, O₂. Тревожные пороги: CH₄ 1.0%, CO 20 ppm, H₂S 10 ppm.
- • Нормативная база РК: СНиП РК 5.04-27 «Подземные горные выработки», ППБ для тоннелей, EN 1997/EN 12110 (TBM safety).
- • Аварийные средства — спасательные капсулы (refuge chambers), самоспасатели изолирующие СПИ-50, эвакуационные тележки.
- • Освещение — рабочее 50 лк, эвакуационное 5 лк, светильники во взрывозащищённом исполнении при наличии метана.