Кульбаев М.Н.

Аспирант КазАТК им. М.Тынышпаева

АТ- система бурения обсадными трубами при строительстве станционных тоннелей метрополитена.

Строительство станций метро подземным способом относится к наиболее сложным видам работ в метростроении, поскольку оно связано с устройством комплекса взаимосвязанных сооружений и с раскрытием выработок большого сечения. Строительство ведут в такой технологической последовательности, не допускающей осадок земной поверхности, опасных для сохранности зданий и сооружений, а также подземных городских коммуникаций. Подвижки грунтового массива и просадка кровли выработок должны прогнозироваться и быть в пределах допустимых величин.

На сегодняшний день применяется множество различных технологий строительства подземных станций, но, учитывая инженерно-геологические условия строительства метрополитена в г. Алматы был выбран новоавстрийский метод (НАТМ).

С использованием новоавстрийского метода построены сотни километров тоннелей и других подземных сооружений, главным образом в Европе и Японии.

В основу конструктивно-технологических решений применения данного метода положены предпосылки создание охранной конструкции регулируемого (нарастающего) сопротивления, использование окружающего выработку массива грунта в качестве несущего элемента, поэтапное усиление охранной конструкции путем введения в нее различных стабилизирующих элементов на базе учета ее временного взаимодействия с приконтурными грунтами. Для безопасного ведения работ в своде станционного тоннеля сооружается защитный экран из труб, позволяющий раскрывать забой на полное сечение выработки (см. рис. 1).

Рис. 1. Сооружение защитного экрана из труб при строительстве станционного тоннеля.

При бурении скважин используется новая система – АТ- система обсадных труб. При использовании этой системы рабочие циклы бурения и крепления выполняются одновременно.

Ранее работы по сооружению защитных экранов выполнялись специализированными фирмами с применением специального бурового оборудования. Однако, используя АТ-систему обсадных труб, предоставляется возможность создавать экраны с помощью любого бурового оборудования. Буровую каретку можно в кратчайшие сроки адаптировать на выполнение бурения скважин экрана из труб, установив направляющие элементы для труб и опору для бурового лафета.

Устройства для переоборудования буровой каретки:

а) Передняя направляющая труба (см. рис. 2)

Внутренний диаметр направляющей трубы должен на 5-8 мм превышать диаметр обсадной трубы. Если буровая каретка используется для различных диаметров труб, то рекомендуется использовать изменяющиеся направляющие.

При сооружении защитного экрана при строительстве станций метрополитена в г. Алматы используются обсадные трубы диаметром 114 мм

Рис. 2. Передняя направляющая трубы.

б) Задняя направляющая (см. рис. 3)

Задняя направляющая выполнена в виде вилки и устанавливается на направляющие салазки. Она должна располагаться на салазках таким образом, чтобы был обеспечен доступ к бурильной штанге.

Рис. 3. Задняя направляющая трубы.

в) Опорный стержень (см. рис. 4)

Опорный стержень необходим для стабилизации лафета

Рис. 4. Опорный стержень.

Обсадные трубы делятся на два типа: ведущая труба и трубы-удлинители.

Для обеспечения соединения пилотной буровой коронки с трубой на ведущую трубу приваривается башмак, а последующие трубы-удлинители имеют резьбу для совместного соединения (см. рис 5).

а) б)

Рис. 5. Трубы защитного экрана. а) Ведущие трубы, б) Трубы-удлинители

Перед возведением защитного экрана из труб, составляется схему расположения скважин, относительно будущей постоянной конструкции станционного тоннеля. При этом учитываются толщины временной крепи и гидроизоляции. Согласно расчетам по нагрузкам и характеристикам грунта задается шаг бурения скважин. На практике Алматинского метрополитена шаг скважин составляет 400 мм, угол наклона 5˚.

Система обсадных труб - АТ предполагает сооружение не только защитных экранов для строительства станционных тоннелей метро, а также сооружение коммуникаций хозяйственного назначения по бестраншейной технологии, сооружение свай для крепления вертикальных откосов котлованов, сооружение артезианских скважин для водоснабжения и многое другое (см. рис. 6).

Рис. 6. Применение системы обсадных труб – АТ при сооружении коммуникации хозяйственного назначения.