Как тоннелепроходческие машины ориентируются под землей и прокладывают путь с точностью до сантиметров

В мире подземного строительства тоннелепроходческие комплексы (ТПМК) играют ключевую роль. Эти гигантские машины прокладывают огромные тоннели под землей с поразительной точностью. Но как им удается ориентироваться в толще земли, где нет привычных нам ориентиров?

4 фото via

Технология «подсмотренная» в природе

История ТПМК началась с наблюдений за морскими червями-древоточцами. Инженер Марк Брюнель, вдохновленный их способностью с невероятной точностью прокладывать ходы в замкнутом «древесном» пространстве, создал первый «проходческий щит» в 1818 году. Этот принцип лег в основу работы и «ориентации» современных тоннелепроходческих машин.

Сегодня ТПМК представляют собой сложные технологические комплексы. Их основной принцип работы остался прежним: передняя часть машины врезается в грунт, а задняя укрепляет образовавшийся проход.

Современные щиты бывают двух типов: немеханизированные и механизированные. Первые используются редко и представляют собой простое защитное кольцо, внутри которого работают шахтеры. Механизированные щиты оснащены роторной головкой с режущими инструментами и способны работать в различных типах грунта.

Навигация под землей

Точность прокладки тоннеля критически важна, особенно когда работы ведутся с двух сторон. Для ориентации под землей ТПМК используют комплекс высокотехнологичных решений:

1. Электронная навигация. Автоматические системы в режиме реального времени определяют положение щита и хвоста ТПМК, их смещение относительно проектного положения и «выдают» поправки для корректировки направления движения ТПМК. Самые распространенные на сегодняшний день системы — SLS, SN-Pai и ACS-II.

2. Тахеометры. Эти устройства измеряют углы и расстояния, помогая определить точное положение машины.

3. Инклинометры. Измеряют угол наклона щита относительно гравитационного поля Земли.

4. Лазерная навигация. Лазерный луч, направленный на датчики на корме ТПМК, позволяет ориентироваться в трехмерном пространстве.

5. Постоянная корректировка. По мере продвижения щита создаются новые точки привязки для повышения точности навигации.

Преодоление препятствий

ТПМК способны преодолевать различные препятствия. При встрече с грунтовыми водами используют их замораживание жидким азотом или фреоном. Твердые породы преодолевают с помощью цементации — нагнетания цемента под давлением для создания прочного монолита вокруг тоннеля.

Впечатляющие результаты

Современные ТПМК способны продвигаться со скоростью до 300 метров в месяц. Стоимость такого продвижения составляет около 15 миллионов евро. Точность работы этих машин поражает: при строительстве знаменитого Евротоннеля под Ла-Маншем расхождение между двумя щитами, двигавшимися навстречу друг другу, составило всего 36 см по горизонтали и 6 см по вертикали.

Интересные факты:

* самый большой в мире ТПМК работает в Гонконге и имеет диаметр щита 19 метров

* в СССР первый ТПМК был применен в 1934 году при строительстве московского метро

* советские инженеры первыми разработали технологию прокладки наклонных тоннелей

- А если не получится?
- Тогда будет два тоннеля!

Интересно как в Москве построили 11.2 км за 2 года в 1933-1935 годах. С помощью таких штук , когда даже у современных тпмк скорость ниже :)))

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Вспомнилось

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Им кроты подсказывают

Макшейдеры при промахе стрелялись...)

они у кротиков дорогу спрашивают

Меня больше интересует как в Питере построят 11.2 км за 1229978622695 лет, млять..

Там бОльшая часть открытым способом сооружалась.

А вообще - да, это чудо расчудесное, когда два тоннеля сбиваются почти без отклонений.

Начинали строить из нескольких точек сразу. Метростроевские щиты стартуют не с поверхности. Их собирают и запускают из шахты и начать строительство можно из любой точки тоннеля.

Интересно другое, почему в Москве метро строят ударными темпами, а в Санкт Петербурге вообще почти не строят?

Какие блэт датчики маркшейдерская служба направление даёт
При проходке БВР у мамы всегда была сбойка кровля к кровле почва к почве

За те же деньги )

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Если учесть что тоннель под Ла-Маншем построен на советские деньги, кредит который так и не отдали, так как СССР развалился.

Фигасе перфоратор.

Не успеешь - расстреляем. Ты бы тоже успел

Госбюджет и отладка отмывочных процессов.

Подскажите, пожалуйста, а где у этого червя-древоточца следующие гаджеты спрятаны:

Короче пост ни о чём. Никакого нормального ответа на вопрос в заголовке.
Если в двух словах, то:
- Как машины ориетнитуются под землёй?
- У них хуева туча всяких приспособ.

Потому, что строительство метро в Москве оплачивает вся Россия, в том числе и Санкт-Петербург.

Ну вообще-то Каганович пообещал Сталину запустить метро к 7 ноября 1934, а получилось 15 мая 1935. Не расстреляли. Даже назвали московский метрополитен им. Кагановича.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

В том числе и потому что геология совсем разная. Глубины со стабильными грунтами гораздо больше. Обводненность грунтов. Прорывы то случались страшные, вплоть до консервации и изоляции участков.
В Москве с этим тоже жопа местами, особенно на севере, поэтому и там во многих местах оно не строилось и только сейчас при современных технологиях строят.
Но те же пересадки между линиями ковыряют уже пару лет, Динамо чуть не затопили прорывом плывуна.