POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

WBLiW Instytut Geotechniki i Hydrotechniki

Zakład Budownictwa Podziemnego

TECHNOLOGIA WYKONANIA TUNELU WYSOKOGÓRSKIEGO METODĄ TARCZOWĄ

Projekt sprawdził : dr inż. DARIUSZ ŁYDŻBA

Projekt wykonał : BARTOSZ RASIAK

Rok IV; Sem. 8; Rok akadem. 2002/2003; Specj. IM

TECHNOLOGIA WYKONANIA TUNELU WYSOKOGÓRSKIEGO

1. Opis techniczny, technologia wykonania.

Projektowany tunel jest wysokogórskim tunelem kolejowym. Został on zaprojektowany w masywie Karkonoszy.

Charakterystyka tunelu i warunków geologicznych :

• Podstawa opracowania : karta tematu

• Średnia głębokość posadowienia obiektu : 100 m

• Długość : 6,0 km

• Typ tunelu : tunel kolejowy o dwóch kierunkach ruchu i jednym torze w każdym kierunku

• Typ obudowy : kołowa monolityczna o grubości 0,5 m i średnicy zewnętrznej 11,0 m

• Spadek : i = 0,5 %

• Tunel został zaprojektowany w skałach : łupki ilaste, wapienie.

• Tunel wykonano metodą tarczową (TBM)

• Użyte materiały : Stal A-III, Beton B-30, Izolacja termozgrzewalna.

Technologia wykonania :

Projektowany tunel wykonano metodą tarczową. Na zamówienie wykonano dwie tarcze mechaniczne w firmie MITSUBISHI. Po przetransportowaniu ich na miejsce w częściach należy opuścić je w szybach wykonanych po obu stronach tunelu. Na dole szybu należy wykonać ścianę oporową która będzie służyła do oparcia siłowników w pierwszym ruchu wykonanym przez TBM.

Wykonywanie tunelu w górotworze odbywa się w trzech etapach :

• Urabianie górotworu, załadunek urobku i jego transport poza przednią część tarczy przy jednoczesnym przesuwie tarczy do przodu na siłownikach.

• Powrotny ruch siłowników hydraulicznych wraz z przesunięciem deskowania ślizgowego.

• Zabetonowanie segmentu.

Poniżej przedstawiono schemat działania tarczy :

Oznaczenia : 1 - wyrobisko, 2 - lewary hydrauliczne, 3 - nóż tarczy, 4 - zmontowana obudowa, 5 - wysunięty tłok lewara, 6 - następne wyrobisko, 7 - montowana obudowa, l - długość zabioru i pierścienia obudowy.

Gdy obie maszyny, idące z dwóch przeciwnych stron, spotkają się w tunelu, jedną z nich należy skierować w lewo a drugą w prawo. Obie maszyny pozostaną w górotworze. Ostatni odcinek, łączący oba tunele należy wykonać ręcznie.

Urobek jest skrawany dłutami umieszczonymi na tarczy mechanicznej a następnie zostaje on przesypany z pojemnika na taśmociąg. W następnej kolejności transportuje się go w kierunku gotowej części tunelu. Tam zostaje przesypany na wagoniki górnicze i wywieziony z tunelu.

Wraz z przesuwem tarczy betonowana jest platforma na której układane są warstwy izolacji, podsypka oraz szyny właściwe. Transport urobku w miejscu przerwy odbywa się przy pomocy podajnika taśmowego co upłynnia proces technologiczny.

2. Maszyny i ich parametry oraz sposób ich pracy.

Do wykonania tunelu zastosowano dwie tarcze mechaniczne zamówione w firmie MITSUBISHI. Są to tarcze typu „leningradzkiego” o średnicy 11 metrów. W nożu tarczy umieszczono urządzenia do urabiania górotworu, jego załadunku na środki transportu i zabezpieczenia ściany czołowej. Powierzchnię czołową noża zamyka dysk główny, który jest podstawowym elementem wyposażenia tarczy. Od strony górotworu jest on uzbrojony w urządzenia skrawające, a od strony tarczy w zbieraki umieszczone równomiernie na obwodzie dysku. Urządzenia urabiające stanowią dłuta skrawające. Są one umieszczone na obwodzie dysku głównego oraz czterech dyskach pomocniczych rozmieszczonych niezależnie na dysku głównym. Dyski pomocnicze posiadają niezależny napęd co umożliwia nadawanie im kierunku ruchu przeciwnego do ruchu dysku głównego. Dzięki temu górotwór jest odspajany równomiernie na całym przekroju wyrobiska. Urobek podbierany jest przez zbieraki, podnoszony do góry i wysypywany do pojemnika.

W wale centralnym znajduje się taśmociąg na który zostaje wysypany z pojemnika urobek. W opisywanej tarczy mechanicznej zastosowano podajnik taśmowy PT-800. Jego cechy oraz parametry techniczne przedstawiono poniżej.

• Zwrotnica podajników podwieszona na przegubie kulistym do kombajnu

• Sztywna kratownicowa konstrukcja dla zastosowanej wersji krótkiej

• Możliwość regulacji elementu kątowego podajnika - skokowa lub płynna

• Napęd podajnika posadowiony na przegubowo - obrotowym ślizgu

• Stacja zwrotna taśmociągu czynna (samo-przekładająca się)

Parametry	PT-800
Wydajność (t/h)	316
Prędkość taśmy (m/s)	2,3
Moc napędu (kW)	2*11
Masa (kg)	4100
Długość (mm)	17990

Po przetransportowaniu urobku taśmociągiem do wagoników górniczych, zostanie on wywieziony na zewnątrz tunelu.

W procesie technologicznym należy użyć również wtłaczarek świeżego powietrza. Jest ono zasysane z zewnątrz przez przewody wentylacyjne, umieszczone w stropie tunelu a następnie rozprowadzane wewnątrz tunelu.

3. Technologia drążenia.

Planowany postęp prac wynosi 2,5 - 3,0 [m] dobowo. Przerwy technologiczne przewidziano co 25,0 m. Prace będą prowadzone przez całą dobę, na trzy zmiany.

Szczegółowo etapy oraz technologię wykonania tunelu opisano w punkcie numer 1.

4. Technologia wykonania obudowy stałej.

Według niniejszego projektu obudowę stałą należy wykonać w formie monolitu z betonu prasowanego. Stosuje się w tym wypadku szalunek ślizgowy który przesuwa się wraz z tarczą mechaniczną. Montażu obudowy stałej dokonuje się pod osłoną płaszcza.

Ułożona za szalunkiem prawie sucha masa betonu jest sprasowana dźwignikami, prasami hydraulicznymi służącymi do przesuwu tarczy. Należy zastosować beton szybkowiążący. Powinien on być mocno sprasowany, dodatkowo odpowietrzony i odwodniony. Dzięki temu przejmie on obciążenia po dwóch, trzech przesunięciach tarczy.

Literatura :

[1] S. Gałczyński - „Podstawy budownictwa podziemnego”.

[2] Zasoby internetowe.

[3] Wybrane prace dyplomowe.

---