Технология микротоннелирования как самая современная и наукоемкая технология подземного строительства сегодня находится на новом этапе своего развития. Зародившись 30 лет назад как способ механизированной прокладки трубопроводов малого диаметра без присутствия людей на небольших глубинах и в слабых грунтах, за прошедший период она значительно расширила область своего применения.
Для нового этапа развития характерны:
• большой диаметр тоннелей (до 4,5 м);
• глубокое заложение тоннелей (до 25 м);
• проходка в скальных грунтах;
• трассы большой протяженности без промежуточных колодцев;
• трассы сложной криволинейной конфигурации с радиусом кривизны до 100 м;
• домкратные станции большой мощности (до 1500 т);
• проходка с присутствием людей.
Наиболее сложным примером применения технологии в мировой практике является проект Сео-Чо в Южной Корее: стартовая шахта сделана на глубине 45 м в жестких скальных породах, трасса имеет пять криволинейных участков с радиусами кривизны до 200 м (рис. 1).
Совершенно очевидно, что в новых условиях значительно возрастают продольные монтажные нагрузки на обделку от воздействия домкратных установок. Практика микротоннелирования, в том числе российская, свидетельствует об увеличении случаев разрушения обделки. Основная причина в том, что конструктивные решения обделок неадекватно отражают фактические условия их нагружения, а существующие нормы проектирования обделок и домкратных установок отстают от развития техники микротоннелирования.
Разработка строительных норм проектирования обделок тоннелей, сооружаемых по технологии микротоннелирования, — статические расчеты в микротоннелировании: определение нагрузок на конструкции обделки, которые подразделяются на продольные монтажные нагрузки от домкратных установок и поперечные эксплуатационные нагрузки (от горного давления, транспортных средств на земной поверхности и собственного веса конструкции). Соотношение этих двух видов нагрузок принципиально отличает технологию микротоннелирования как технологию подземного строительства от традиционной технологии щитовой проходки. Именно в технологии микротоннелирования продольные монтажные нагрузки являются определяющими при проектировании конструкций обделки, в то время как в технологии традиционной щитовой проходки таковыми становятся поперечные эксплуатационные нагрузки.