Спосіб та пристрій для будівництва тунелю, зануреного на морський донний ґрунт

Номер патенту: 89955

Опубліковано: 25.03.2010

Автори: Лоншам Пьєр, Пальбра Патрік, Арістаг Пьєр, Отюорі Філіп

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб будівництва повністю або частково зануреного тунелю на природному або штучному морському донному ґрунті, у якому тунель побудований з послідовних тунельних секцій, який відрізняється тим, що стандартну опускну секцію споруджують на морському донному ґрунті за допомогою установки, придатної для роботи в зануреному стані, яку у міру необхідності просувають уперед у воді по морському донному ґрунту уздовж лінії, наміченої для проходження тунелю, причому згадана установка містить герметичний робочий простір з атмосферним тиском, призначений для розміщення персоналу й устаткування, необхідного для спорудження й установлення на місці секції; при цьому підтримують герметичність тунелю в міру його будівництва; при цьому досить великий простір для сполучення зберігають відкритим між уже побудованою ділянкою тунелю й робочим простором установки для спорудження й складання нової секції; при цьому тунель у міру його будівництва використовують за необхідності для транспортування до установки складових частин секцій.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що тунель будують із коротких послідовних секцій, бажано довжиною, меншою ніж три метри.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що морський донний ґрунт підготовляють за допомогою підводного викопування траншеї уздовж лінії, наміченої для прокладки, і наступного профілювання дна цієї траншеї.

4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що для підготовки морського ґрунту укладають ґрунтову основу.

5. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що установку в міру її просування вперед використовують для часткової або повної підготовки морського донного ґрунту для прокладки тунелю з використанням технічних засобів, інтегрованих у згаданій установці.

6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що ґрунт зміцнюють або підвищують несучу здатність ґрунту в міру просування установки вперед за допомогою інтегрованих у згаданій установці технічних засобів або з боку внутрішньої частини вже побудованого тунелю.

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що установку просувають уперед морським донним ґрунтом за допомогою виштовхування із уже побудованої частини тунелю.

8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що це виштовхувальне зусилля прикладають за допомогою силових циліндрів.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що до установки прикладають утримуюче тягове зусилля, яке діє в напрямку вже побудованої частини тунелю, для полегшення керування установкою, ущільнення поперечних перемичок і забезпечення тимчасової стійкості останніх секцій, установлених при недостатньому фронтальному гідростатичному напорі на установку.

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що це тягове зусилля прикладають за допомогою тягової лебідки, прикріпленої до установки тросом, що проходить крізь уже побудовану ділянку тунелю.

11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що установку оснащують баластовим відсіком для регулювання навантажувального зусилля установки на ґрунт і для полегшення керування нею у вертикальній площині.

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що технічні засоби для профілювання ґрунту і/або зміцнення ґрунту чи підвищення несучої здатності ґрунту поміщають у баластовому відсіку.

13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що кожну секцію встановлюють на місці, збираючи сегменти секцій за допомогою стаціонарного або рухомого пристрою, поміщеного усередині герметичного робочого простору, при цьому між сегментами поміщають поздовжні ущільнювачі.

14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що підвищують індивідуальну стійкість стандартної секції й стискають герметичні ущільнювачі між сегментами секції за допомогою створення в секції після її установлення попереднього поперечно спрямованого напруження.

15. Спосіб за будь-яким з пп. 1-14, який відрізняється тим, що установку поетапно переставляють на морському донному ґрунті перед останньою встановленою секцією для того, щоб у кожному випадку створити простір, необхідний для установлення наступної секції й закачування її постійної основи.

16. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що установку використовують для спорудження не занурених, частково занурених і/або незначно занурених під'їзних ділянок тунелю.

17. Пристрій для здійснення способу за будь-яким з пп. 1-16, який відрізняється тим, що містить установку (М), яка призначена для роботи в зануреному стані і яка містить герметичний робочий простір (6) з атмосферним тиском усередині, призначений для розміщення персоналу й устаткування, необхідного для спорудження секції, причому зазначений простір відкрито з боку вже побудованої частини тунелю для спорудження нової секції; засіб (27) для забезпечення герметичності навколо отвору між робочим простором і останньою встановленою секцією; засоби (21-23) для підготовки основи тунелю; засіб (Р) для здійснення контрольованого переміщення установки вперед морським донним ґрунтом, якщо буде потрібно створити простір, необхідний для спорудження нової секції; а також засоби (28, 29) для регулювання навантажувального зусилля установки на морський донний ґрунт і на тунель й засоби (R) для доставки крізь тунель до установки компонентів і джерел енергії, необхідних для спорудження секцій.

18. Пристрій за п. 17, який відрізняється тим, що згадана установка містить засоби (21-23) для підготовки ґрунту, щоб покращувати стан морського донного ґрунту в певному місці, підготовлюючи його до спорудження секцій тунелю.

19. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що згадані засоби для підготовки ґрунту містять засоби для профілювання (21-23) і/або засоби для зміцнення ґрунту, робототехнічні або інші.

20. Пристрій за п. 19, який відрізняється тим, що засоби для профілювання містять інструменти (23) для профілювання вихідного ґрунту або шару, попередньо поміщеного на згаданий ґрунт.

21. Пристрій за п. 19 або 20, який відрізняється тим, що установка містить засоби для перевірки і/або перегляду стану профілювання.

22. Пристрій за будь-яким з пп. 19-21, який відрізняється тим, що засоби для профілювання містять профілюючі інструменти (23), прикріплені до важелів (21), установлених з можливістю ковзання на одну або більше балок (22) .

23. Пристрій за будь-яким з пп. 17-22, який відрізняється тим, що установка містить баластовий відсік (7) для регулювання навантажувального зусилля установки на морський донний ґрунт.

24. Пристрій за п. 23, який відрізняється тим, що згаданий баластовий відсік (7) відкритий у нижній частині й передній частині, а засоби для профілювання (21-23) поміщені в згаданий баластовий відсік або виконані з можливістю втягування в нього, а установка обладнана засобом (26) для упорскування стисненого повітря в баластовий відсік у міру необхідності.

25. Пристрій за будь-яким з пп. 17-24, який відрізняється тим, що містить засоби для виштовхування установки в тунель, коли фронтальний гідростатичний напір на установку недостатній.

26. Пристрій за п. 25, який відрізняється тим, що згадані засоби тяги містять тягову лебідку (28), поміщену в задній частині установки й прикріплену до установки тросом (29), який проходить крізь уже побудовану ділянку тунелю.

27. Пристрій за будь-яким з пп. 17-26, який відрізняється тим, що містить засіб (Р) для прикладання до установки штовхального зусилля для того, щоб переміщати її вперед і контролювати її траєкторію в напрямку лінії спорудження тунелю.

28. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що установка обладнана силовими циліндрами (Р), установленими для прикладання до установки штовхального зусилля, за допомогою виштовхування з останньої встановленої секції.

29. Пристрій за будь-яким з пп. 17-28, який відрізняється тим, що в робочому просторі (6) розташований засіб для обробки попередньо виготовлених сегментів (V) секцій з метою спорудження секції тунелю.

30. Пристрій за будь-яким з пп. 17-29, який відрізняється тим, що в згаданому герметичному робочому просторі розташований засіб для закачування матеріалу (25), який заповнює порожнину, яку залишає установка в міру її просування уперед, між ґрунтом (2) і нижньою частиною секцій, які утворюють тунель.

31. Пристрій за будь-яким з пп. 17-30, який відрізняється тим, що містить засоби для утворення в секціях тунелю попереднього напруження в поперечному напрямку за допомогою засобів (26) для упорскування стисненого повітря в баластовий відсік у міру необхідності.

32. Пристрій за будь-яким з пп. 17-31, який відрізняється тим, що містить засоби (31) для забезпечення в секціях тунелю поздовжнього попереднього напруження.

33. Пристрій за будь-яким з пп. 17-32, який відрізняється тим, що установка містить відділення (L) для противаг.

34. Пристрій за будь-яким з пп. 17-33, який відрізняється тим, що містить попередньо виготовлені секції тунелю з довжиною блока не більше декількох метрів або сегменти секцій для спорудження таких секцій.

35. Пристрій за п. 34, який відрізняється тим, що містить попередньо виготовлені секції тунелю з довжиною блока, в більшості випадків меншою, ніж, приблизно, 3 метри, або сегменти секцій для спорудження таких секцій.

Текст

1. Спосіб будівництва повністю або частково зануреного тунелю на природному або штучному морському донному ґрунті, у якому тунель побудований з послідовних тунельних секцій, який відрізняється тим, що стандартну опускну секцію споруджують на морському донному ґрунті за допомогою установки, придатної для роботи в зануреному стані, яку у міру необхідності просувають уперед у воді по морському донному ґрунту уздовж лінії, наміченої для проходження тунелю, причому згадана установка містить герметичний робочий простір з атмосферним тиском, призначений для розміщення персоналу й устаткування, необхідного для спорудження й установлення на місці секції; при цьому підтримують герметичність тунелю в міру його будівництва; при цьому досить великий простір для сполучення зберігають відкритим між уже побудованою ділянкою тунелю й робочим простором установки для спорудження й складання нової секції; при цьому тунель у міру його будівництва використовують за необхідності для транспортування до установки складових частин секцій. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що тунель будують із коротких послідовних секцій, бажано довжиною, меншою ніж три метри. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що морський донний ґрунт підготовляють за допомогою підводного викопування траншеї уздовж 2 (19) 1 3 ці, збираючи сегменти секцій за допомогою стаціонарного або рухомого пристрою, поміщеного усередині герметичного робочого простору, при цьому між сегментами поміщають поздовжні ущільнювачі. 14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що підвищують індивідуальну стійкість стандартної секції й стискають герметичні ущільнювачі між сегментами секції за допомогою створення в секції після її установлення попереднього поперечно спрямованого напруження. 15. Спосіб за будь-яким з пп. 1-14, який відрізняється тим, що установку поетапно переставляють на морському донному ґрунті перед останньою встановленою секцією для того, щоб у кожному випадку створити простір, необхідний для установлення наступної секції й закачування її постійної основи. 16. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що установку використовують для спорудження не занурених, частково занурених і/або незначно занурених під'їзних ділянок тунелю. 17. Пристрій для здійснення способу за будь-яким з пп. 1-16, який відрізняється тим, що містить установку (М), яка призначена для роботи в зануреному стані і яка містить герметичний робочий простір (6) з атмосферним тиском усередині, призначений для розміщення персоналу й устаткування, необхідного для спорудження секції, причому зазначений простір відкрито з боку вже побудованої частини тунелю для спорудження нової секції; засіб (27) для забезпечення герметичності навколо отвору між робочим простором і останньою встановленою секцією; засоби (21-23) для підготовки основи тунелю; засіб (Р) для здійснення контрольованого переміщення установки вперед морським донним ґрунтом, якщо буде потрібно створити простір, необхідний для спорудження нової секції; а також засоби (28, 29) для регулювання навантажувального зусилля установки на морський донний ґрунт і на тунель й засоби (R) для доставки крізь тунель до установки компонентів і джерел енергії, необхідних для спорудження секцій. 18. Пристрій за п. 17, який відрізняється тим, що згадана установка містить засоби (21-23) для підготовки ґрунту, щоб покращувати стан морського донного ґрунту в певному місці, підготовлюючи його до спорудження секцій тунелю. 19. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що згадані засоби для підготовки ґрунту містять засоби для профілювання (21-23) і/або засоби для зміцнення ґрунту, робототехнічні або інші. 20. Пристрій за п. 19, який відрізняється тим, що засоби для профілювання містять інструменти (23) для профілювання вихідного ґрунту або шару, попередньо поміщеного на згаданий ґрунт. 21. Пристрій за п. 19 або 20, який відрізняється тим, що установка містить засоби для перевірки і/або перегляду стану профілювання. 22. Пристрій за будь-яким з пп. 19-21, який відрізняється тим, що засоби для профілювання містять профілюючі інструменти (23), прикріплені до 89955 4 важелів (21), установлених з можливістю ковзання на одну або більше балок (22) . 23. Пристрій за будь-яким з пп. 17-22, який відрізняється тим, що установка містить баластовий відсік (7) для регулювання навантажувального зусилля установки на морський донний ґрунт. 24. Пристрій за п. 23, який відрізняється тим, що згаданий баластовий відсік (7) відкритий у нижній частині й передній частині, а засоби для профілювання (21-23) поміщені в згаданий баластовий відсік або виконані з можливістю втягування в нього, а установка обладнана засобом (26) для упорскування стисненого повітря в баластовий відсік у міру необхідності. 25. Пристрій за будь-яким з пп. 17-24, який відрізняється тим, що містить засоби для виштовхування установки в тунель, коли фронтальний гідростатичний напір на установку недостатній. 26. Пристрій за п. 25, який відрізняється тим, що згадані засоби тяги містять тягову лебідку (28), поміщену в задній частині установки й прикріплену до установки тросом (29), який проходить крізь уже побудовану ділянку тунелю. 27. Пристрій за будь-яким з пп. 17-26, який відрізняється тим, що містить засіб (Р) для прикладання до установки штовхального зусилля для того, щоб переміщати її вперед і контролювати її траєкторію в напрямку лінії спорудження тунелю. 28. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що установка обладнана силовими циліндрами (Р), установленими для прикладання до установки штовхального зусилля, за допомогою виштовхування з останньої встановленої секції. 29. Пристрій за будь-яким з пп. 17-28, який відрізняється тим, що в робочому просторі (6) розташований засіб для обробки попередньо виготовлених сегментів (V) секцій з метою спорудження секції тунелю. 30. Пристрій за будь-яким з пп. 17-29, який відрізняється тим, що в згаданому герметичному робочому просторі розташований засіб для закачування матеріалу (25), який заповнює порожнину, яку залишає установка в міру її просування уперед, між ґрунтом (2) і нижньою частиною секцій, які утворюють тунель. 31. Пристрій за будь-яким з пп. 17-30, який відрізняється тим, що містить засоби для утворення в секціях тунелю попереднього напруження в поперечному напрямку за допомогою засобів (26) для упорскування стисненого повітря в баластовий відсік у міру необхідності. 32. Пристрій за будь-яким з пп. 17-31, який відрізняється тим, що містить засоби (31) для забезпечення в секціях тунелю поздовжнього попереднього напруження. 33. Пристрій за будь-яким з пп. 17-32, який відрізняється тим, що установка містить відділення (L) для противаг. 34. Пристрій за будь-яким з пп. 17-33, який відрізняється тим, що містить попередньо виготовлені секції тунелю з довжиною блока не більше декількох метрів або сегменти секцій для спорудження таких секцій. 5 89955 6 35. Пристрій за п. 34, який відрізняється тим, що містить попередньо виготовлені секції тунелю з довжиною блока, в більшості випадків меншою, ніж, приблизно, 3 метри, або сегменти секцій для спорудження таких секцій. Даний винахід відноситься до будівництва тунелю, зануреного у товщу води. Пропонувалися численні технологічні способи будівництва тунелю зануреного у товщу води, зокрема, морської. Деякі технологічні способи стосуються випадку, коли тунель потрібно побудувати, по суті, у ґрунті, який знаходиться під нижньою межею товщі води, приклади наведені, наприклад, у публікаціях DE 50 882, JP 9 316 901, GB 348 204, EP 0 899 422, JP 09-273382, JP 2 024 489, US 1 441 698, US 4 889 448. Широко застосовуваний у цьому випадку спосіб рішення полягає, по суті, у використанні бурової тунелепрохідної машини для буріння землі, видаленні отриманого в процесі буріння матеріалу до хвостової частини бурової тунелепрохідної машини й будівництві тунелю з послідовних секцій у міру просування вперед бурової тунелепрохідної машини, як при прокладці тунелю крізь гори. Тунель, побудований під нижньою межею товщі води у такий спосіб, має ту перевагу, що він не створює перешкод для проходження водного транспорту, але з іншого боку, серед інших недоліків, він вимагає будівництва під'їзних технічних споруджень, довжина яких буде пропорційна глибині, на якій тунель проходить під нижньою межею товщі води. Даний винахід стосується випадку, коли тунель повинен бути побудований, частково або повністю, у воді на природному або штучному морському донному або річковому донному ґрунті, і надалі вираз - «морський донний ґрунт» слід розуміти, як такий, що передбачає всі ці випадки. У публікації DE 33 33 850 описаний технологічний спосіб, у якому тунель будують із послідовних секцій, які попередньо виготовляються у герметичному котловані та поступово просуваються у воду до місця їхньої експлуатації. Інший стандартний технологічний спосіб полягає в спорудженні кільцеподібних секцій тунелю на поверхні (на суші або плавучій установці), доставці їх до місця спуска на воду, зануренні їх у проектне положення на морському донному ґрунті й складанні їх між собою. Такий технологічний спосіб вимагає наявності площадки, яка підходить для будівельного доку, де можна споруджувати секції, або установки для спуска на воду попередньо виготовлених секцій, і викликає серйозне порушення режиму роботи потоку водного транспорту, особливо в силу того, що довжина секцій, як правило, дуже велика - кілька десятків метрів, або навіть сотень метрів, і більше. Одне із завдань винаходу полягає в тому, щоб уникнути будівництва складної наземної інфраструктури (будівельного доку або установки для спуска на воду) для значного зменшення переш код для судноплавства й зменшення собівартості будівництва й підготовчо-налагоджувального часу. Поставлене завдання вирішується за допомогою способу, у якому стандартну опускну секцію споруджують на морському донному ґрунті (незалежно від того, чи є він природним, підготовленим, або штучним, або одержаним у результаті попередніх днопоглиблювальних робіт або його засипанням раніше вийнятою породою) за допомогою установки, придатної для роботи в зануреному стані, і яку в міру необхідності просувають уперед у воді по морському донному ґрунті уздовж лінії, наміченої для проходження тунелю; ця установка містить герметичний робочий простір з атмосферним тиском, придатний для захисту персоналу й устаткування, необхідного для спорудження й установлювання на місці секції; при цьому підтримують герметичність тунелю в міру його будівництва; при цьому передбачено наявність достатнього простору для сполучення між уже побудованою ділянкою тунелю й робочим простором установки, щоб забезпечити спорудження й установлення нової секції; і при цьому тунель у міру його будівництва використовують у міру необхідності для транспортування до робочого простору елементів, необхідних для виготовлення секції. Спосіб запропонований даним винаходом може при його здійсненні мати одну або більше із наступних додаткових позитивних характерних рис, окремо або в поєднанні: - тунель будують короткими послідовними секціями довжиною не більше декількох метрів, бажано із блоків довжиною меншою за 3 метри; - установку в міру її просування вперед використовують для часткового або повного приведення морського донного ґрунту в готовність до прокладки тунелю за допомогою технічних засобів, інтегрованих у цій установці; - ґрунт підготовляють за допомогою профілювання ґрунту або шару, поміщеного поверх ґрунту; - уздовж лінії, наміченої для будівництва, викопують котлован, при необхідності з додаванням ґрунтової основи, і цей котлован профілюють; - ґрунт зміцнюють або підвищують його несучу здатність у міру просування установки вперед за допомогою технічних засобів, інтегрованих у цій установці, або з боку внутрішньої частини вже побудованого тунелю; - установку поетапно переставляють на морському донному ґрунті перед останньою встановленою секцією для того, щоб у кожному випадку створити простір, необхідний для установлювання наступної секції й закінчення її постійної основи; - установку просувають уперед морським донним ґрунтом за допомогою проштовхування вперед, виштовхуючи із уже побудованої частини тунелю; 7 - створюють тягу для руху вперед за допомогою силових циліндрів; - до установки прикладають утримуюче тягове зусилля, яке діє у зворотному напрямку, у бік вже побудованої частини тунелю, якщо буде потреба полегшити керування установкою, ущільнити поперечні перемички, і забезпечити тимчасову стійкість останніх секцій, установлених при недостатньому фронтальному гідростатичному напорі на установку; - це утримуюче тягове зусилля прикладають за допомогою тягової лебідки, прикріпленої до установки тросом, який проходить крізь уже побудовану ділянку тунелю; - установку оснащують баластовим відсіком для регулювання зусилля навантаження установки на ґрунт і для полегшення керування нею у вертикальній площині; - у баластовому відсіку поміщають технічні засоби для підготовки ґрунту й/або його технологічної обробки для зміцнення або підвищення його несучої здатності; - установку також використовують для спорудження не занурених, частково занурених та/або незначно занурених під'їзних секцій тунелю. Кожну секцію тунелю можна споруджувати за допомогою будь-якого придатного способу, включаючи складання попередньо виготовлених частин і укладання бетону на місці проведення робіт. В одному кращому варіанті виконання способу кожну секцію споруджують у формі кільця, одержаного складанням сегментів секції за допомогою стаціонарного або рухомого пристрою, поміщеного в герметичний робочий простір, при цьому між сегментами поміщають поздовжні ущільнювачі. Відповідно до винаходу для компенсації будьякої відсутності або недостатності гідростатичного тиску на тунель або на передню частину установки в під'їзних зонах, у яких тунель не занурений, або занурений незначно, і для підвищення індивідуальної стійкості стандартної секції, передбачають стискання ущільнювачів між сегментами секції за допомогою створення в секції після її установки попереднього поперечно спрямованого напруження. Винахід також відноситься до пристрою для здійснення способу. Пристрій містить: - установку, призначену для роботи у зануреному стані, яка містить герметичний зсередини робочий простір з атмосферним тиском, придатний для захисту персоналу й устаткування, необхідного для спорудження секції; цей простір відкрито з боку вже побудованої частини тунелю для забезпечення спорудження нової секції; - засіб забезпечення герметичності навколо отвору між робочим простором і останньою встановленою секцією; - засоби для підготовки основи тунелю; - засіб для здійснення контрольованого переміщення установки вперед морським донним ґрунтом якщо буде потреба створення простору, необхідного для спорудження нової секції; - засіб для забезпечення герметичності тунелю в міру його будівництва; 89955 8 - засоби для регулювання зусиль, з якими установка діє на морський на донний ґрунт і тунель; - засоби для доставки крізь тунель до установки компонентів і джерел живлення, необхідних для спорудження. Позитивним є те, що в окремих варіантах виконання цей пристрій має одну або більше із характерних рис, окремо або в поєднанні: - установка містить засоби для підготовки ґрунту, щоб поліпшувати стан морського донного ґрунту в певному місці відповідно вимог до спорудження секцій тунелю; - ці засоби для підготовки ґрунту містять засоби для профілювання і/або засоби для зміцнення ґрунту, робототехнічні або інші; - засоби для профілювання містять інструменти для вирівнювання вихідного ґрунту або шару, попередньо поміщеного на цей ґрунт, і можуть також містити засоби для перевірки й/або перегляду в кабіні керування стану вирівнювання; - засоби для профілювання містять профілюючі інструменти, прикріплені до важелів, установлених на полозки або на одну або більше горизонтальні балки; - для регулювання зусилля навантаження установки на морський донний ґрунт установка містить баластовий відсік; - баластовий відсік у нижній частині відкритий, засоби для профілювання поміщені у внутрішню частину цього баластового відсіку або здатні втягуватися в неї, а установка обладнана засобом для упорскування стисненого повітря в баластовий відсік у міру необхідності; - пристрій містить засоби для забезпечення зусилля для утримання установки в тунелі, коли фронтальний гідростатичний напір на установку недостатній; - ці засоби є засобами тяги, які прикладають до установки тягове зусилля, яке діє у зворотному напрямку; - ці засоби тяги містять тягову лебідку, поміщену на деякій відстані за установкою й прикріплену до установки тросом, який проходить крізь уже побудовану ділянку тунелю; - установка містить засіб прикладання до установки штовхаючого зусилля, для того, щоб переміщувати її вперед і контролювати її траєкторію уздовж лінії спорудження тунелю; - у згаданому робочому просторі розташовані засоби для обробки попередньо виготовлених сегментів секцій для установлення секції тунелю; - установка містить силові циліндри, установлені для прикладання до установки штовхаючого зусилля, за допомогою виштовхування з останньої встановленої секції; - у згаданому герметичному просторі розташований засіб для закачування заповнюючого матеріалу, у порожнечу, яка лишається за установкою в міру її просування вперед, між ґрунтом і нижньою частиною секцій, які утворюють тунель; - установка містить відділення для противаг; - пристрій містить попередньо виготовлені секції тунелю з довжиною блоку не більше декількох 9 метрів, або сегменти секцій для спорудження таких секцій; - пристрій містить попередньо виготовлені секції тунелю з довжиною блоку в більшості випадків меншою, ніж, приблизно, 3 метри, або сегменти секцій для спорудження таких секцій. Отже, у своїй найбільш повній розробці винахід полягає в будівництві тунелю на морському донному ґрунті, з поетапним збільшенням, за допомогою спеціальної установки, яка занурюється, при цьому виконуючи наступні функції: - захисту (і, якщо буде потреба, підтримки) конструкції оболонки, що становить основу майбутнього тунелю, або зовнішньої обсадної труби згаданої оболонки; - послідовного розміщення персоналу й устаткування в міру просування тунелю вперед; - робочої бази для будь-яких допоміжних робіт (вирівнювання основи, днопоглиблювальних робіт, заповнення простору під нижньою частиною тунелю, засипання виїмки раніше вийнятою породою, захисту, обробки ґрунту, і т.д.); - тимчасової герметизації між уже побудованою ділянкою тунелю й корпусом самої установки. Конструкція тунелю може відрізнятися від традиційних підводних тунелів з опускних секцій, оскільки обмежуючі умови не є однаковими: - вона може бути повністю або частково виконана з попередньо виготовлених або відлитих на місці елементів, попередньо напружених або інших; - можна звести один або більше рядів колон або перегородок для забезпечення однієї або більше ліній проміжної підтримки й/або, у випадку перегородок, повітронепроникних відділень; - як у випадку традиційних тунелів, вона може бути виконана із секцій, з'єднаних між собою ущільнювачами, які забезпечують герметичність і гнучкість відносно будь-якого виду деформації тунелю; - можливий вплив другої стіни тунелю для гідроізоляції або твердості; - як у випадку традиційних тунелів, вона може бути виконана із секцій, з'єднаних між собою ущільнювачами, які забезпечують герметичність і гнучкість щодо різних зсувів. Далі подано схематичний опис приклада виконання даного винаходу з посиланням на фігури прикладених креслень, на яких представлено: - Фіг.1 - поздовжня схема тунелю, що його буде побудовано відповідно до винаходу; - Фіг.2 - поздовжній переріз уже побудованої ділянки тунелю й установки, розробленої й використаної відповідно до винаходу для будівництва тунелю; - Фіг.3 - 5 - поперечні перерізи в площинах 1-1, 2-2 за Фіг.2; - Фіг.6 - поперечний переріз стандартної секції завершеного тунелю; і - Фіг.7 - поздовжня схема тунелю в процесі будівництва, яка демонструє систему тяги, що діє у зворотному напрямку. На Фіг.1 схематично представлений тунель 1, побудований методом відкритої проходки, поміщений на ґрунт 2 під масою води 3. Цей тунель 89955 10 містить дві під'їзних ділянки 1a, 1b, які виходять на поверхню, наприклад, на насипи або береги 4 і 5 маси води 3, і основна занурена ділянка (1c). Після завершення будівництва тунель був покритий захисним насипним ґрунтом (K) (за бажанням замовника). Занурена ділянка, а також, бажано, під'їзні ділянки, які виходять на поверхню й незначно занурені ділянки тунелю, виконані з послідовних секцій, поперечний переріз яких визначено відповідно до використання тунелю, відомим, по суті, способом. У цьому прикладі поперечні перерізи Фіг.2-6 представляють стандартну секцію подвоєного двокамерного тунелю із двома смугами руху, поперечний переріз якого має форму цифри вісім. Відповідно до винаходу тунель побудований з послідовних секцій з довжиною блоку, яка становить, приблизно, один метр. На Фіг.2 показано 6 уже встановлених на місце секцій T1 - Т6 і початок установлення нової секції. Установка (M), яку використовують відповідно до винаходу, показана досить схематично на Фіг.3, але достатньо зрозуміло для фахівця. Причепи R, схематично показані на Фіг.7, розташовані позаду і прикріплені до установки. Ці причепи, відомі, по суті, у технічному оснащенні наземних бурових тунелепрохідних машин, перевозять допоміжне устаткування, необхідне для експлуатації установки, матеріально-технічне забезпечення для всіх видів постачання, як, наприклад, рідким будівельним розчином для заливання порожнеч, стисненим повітрям, електроенергією, водою, вентиляцією, сегментами тунелю, і т.п. Ця установка, придатна для роботи в зануреному стані, містить робочий простір 6 і баластовий відсік 7, і, за необхідності, відділення для противаги, схематично показане, як L. Противаги призначені для компенсації, у певному місці й тимчасово, будь-якої невідповідності ваги тунелю відносно плавучості. Робочий простір 6 є герметичним по периметру й у передній частині (у напрямку просування тунелю вперед), і він з'єднаний із уже побудованою ділянкою тунелю за допомогою хвостового обшивання 27. Робочий простір розроблений для того, щоб розмістити в ньому персонал і все необхідне для того, щоб побудувати, принаймні, стандартну секцію, що її необхідно встановити. Наприклад, стандартна секція тунелю є кільцем, виконаним з попередньо виготовлених сегментів, які в міру необхідності доставляють крізь уже побудовану ділянку тунелю до робочого простору з насипу або берега, і робочий простір обладнаний відповідними"засобами (наприклад, піднімальним пристроєм щита для проходки тунелю) для захвата сегментів і встановлення їх так, щоб побудувати кільцеподібну секцію. Ці засоби можуть бути подібними до тих, які використовують у наземних бурових тунелепрохідних машинах, розроблених для складання й установлення сегментів кільця для тунелю в пробуреній товщі скелі. Тому на Фіг.2 просто представлене схематичне зображення цих засобів будівництва й установ 11 ки, які використовують поперечний маніпулятор (8) з поворотним ступенем рухливості, нерухомо встановлений на поздовжній опорі (8’) і розроблений для захвата сегмента секції й приміщення його на місце його експлуатації. Щоб не захаращувати фігуру, склад сегментів, що очікують захвата й установки, не показаний. На ній показаний тільки один із сегментів, V, кільця Т7, на поперечному перерізі Фіг.2. У конструкції, представленій для цього приклада, кільце складається з одинадцяти сегментів, V, пронумерованих від V1 до V11 на Фіг.5, і вертикальної центральної перегородки (12), яка розділяє дві камери тунелю. Ущільнювачі (не показані) забезпечують герметичність між сегментами й між секціями способом, по суті відомим у технології посекційного будівництва наземних тунелів. У робочому просторі б розташовані силові циліндри P для: - штовхання установки вперед з метою створення простору, необхідного для установлення кільцеподібної секції тунелю; - керування установкою й спрямуванням її на ґрунті; - прикладання до стіни тунелю поздовжнього попереднього напруження для підтримки ущільнювачів між кільцями в стислому стані й поздовжній стійкості останніх установлених на місце кілець. Ці силові циліндри штовхають, з одного боку, до фронтальної стінки (14), яка є щитом перед робочим простором, і, з іншого боку, до останньої встановленої секції. Для установлення нового сегмента в секцію силові сегменти пускають у хід у напрямку раніше встановлених сегментів секції, за винятком тих, які розташовані за новим сегментом, який підлягає установленню, як показано на Фіг.2, де силовий циліндр P1 був відведений для установлення сегмента V. На практиці, як показано на Фіг.4, на кожний сегмент секції припадає переважно, щонайменше, два силових циліндри. Перед робочим простором 6 установка містить відкритий у передній і нижній частині баластовий відсік 20, який містить важелі 21, установлені з можливістю повороту вперед, назад і убік, і які можна помістити на одну або більше горизонтальні балки 22. Ці важелі переносять профілюючі інструменти 23. 89955 12 У більшості випадків, як добре видно на Фіг.6, після підготовки дна 2 траншеї, наприклад, за допомогою проведених з поверхні днопоглиблювальних робіт, на дно поміщають шар 24 основи великої товщини й використовують профілюючі інструменти установки, щоб згорнути надлишкову товщину 24а з верхньої частини, спереду й з боків, цього шару, як показано на Фіг.2, і, тим самим, сформувати утворюючий шар. Після установки секції, і, у той же час, у міру просування установки вперед, під секцію накачують несучий шар 25 тунелю (Фіг.5) з установки, яка для цього спеціально обладнана (устаткування на фігурах не показано) для компенсації товщини хвостового обшивання 27 установки (див. Фіг.7). У робочому просторі 6 розташований пристрій 26 для упорскування стисненого повітря в баластовий відсік, вище рівня води в ньому. Це упорскування призначене для регулювання нахилу й напрямку установки у вертикальній площині, і для регулювання навантажувального зусилля передньої частини установки на ґрунт. Щоб забезпечити тиск установки на тунель і стискання ущільнювачів між секціями тунелю при відсутності достатнього гідростатичного напору в передній частині установки (у випадку обмеженої глибини тунелю й, у всіх випадках, у під'їзних зонах, де тунель не занурений, або занурений тільки частково), тягове зусилля в напрямку тунелю прикладають до установки за допомогою силового циліндра або пристрою 28 лебідкового типу, розташованого в тунелі або на стартовому насипі або на березі, і прикріпленого до установки, наприклад, тросами 29. Ці засоби тільки схематично показані на Фіг.7. Коли гідростатичний тиск на секцію є недостатнім, у секціях у поперечному напрямку створюють попереднє напруження, як схематично показано у вигляді тросів 30 на Фіг.6. Секції можуть бути з'єднані між собою, наприклад, блокуючими з'єднувачами, з'єднанням болтами і/або за допомогою тимчасових або постійних стержнів або тросів 31 арматури, що напружується, як схематично показано на Фіг.6. Призначений, як правило, для з'єднання двох берегів або насипів, тунель містить дві під'їзні ділянки, які бажано монтуються за допомогою цієї ж установки. Описані кращі варіанти не обмежують винаходу. 13 89955 14 15 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 89955 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and device for building tunnel immersed on sub-sea soil

Автори англійською

Aristagues Pierre, Longchamp Pierre, Autuori Philippe, Palbras Patrick

Назва патенту російською

Способ и устройство для строительства туннеля, погруженного на морской донный грунт

Автори російською

Аристаг Пьер, Лоншам Пьер, Отюори Филип, Пальбра Патрик

МПК / Мітки

МПК: E02D 29/063

Мітки: спосіб, пристрій, донний, будівництва, зануреного, ґрунт, морській, тунелю

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-89955-sposib-ta-pristrijj-dlya-budivnictva-tunelyu-zanurenogo-na-morskijj-donnijj-runt.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб та пристрій для будівництва тунелю, зануреного на морський донний ґрунт</a>

Подібні патенти