Этапы большого пути. Производство

   Названия самоцветов носят тоннелепроходческие комплексы, в производстве которых ОАО "Тяжмаш" играет огромную роль, поскольку на его плечи ложится изготовление головной - рабочей части уникальной машины. В этой связи хочется сделать небольшой экскурс в историю создания и дальнейшего совершенствования названной техники, начало которой было положено московскими специалистами фирм "Крот и К" и "Крот инжиниринг". Ранее ЗАО "Крот и К" при строительстве подземных коммуникаций применило щит "Кварц" ударного действия с открытой забойной частью проходческого комплекса "Гранит". Но в мае 1998 года с таким щитом произошла авария. Из-за ошибки гидрологов он попал в водоносный песчаный массив. Плывуны хлынули в тоннель, из-за чего просел многометровый слой грунта вместе с тротуаром и дорожным покрытием на улице Большая Дмитровка. После чего фирма обратилась к специалистам ОАО "Тяжмаш".
   Стало ясно, что необходимо создать проходческий щит с герметически закрытой забойной камерой, что предотвратило бы возможность попадания водоносного грунта в тоннель. Подобных щитов, а тем более одновременно с проходкой возводящих тоннель из монолитно-прессованного бетона, никто в мире не делал. Даже мировой лидер в области щитовой проходки - канадская компания "Lovat" вынуждена была отказаться от этой идеи. ОАО "Крот инжиниринг" взялась за неё, предложив ОАО "Тяжмаш" спроектировать забойную часть проходческого щита комплекса "Топаз". ОГК завода успешно справился с этой задачей. Причём, за рекордно сжатые сроки. Благодаря нашим конструкторам, технологам и труженикам цехов №№ 1, 3, 5, 17 и 30 уже в августе 1999 года готовый комплекс был доставлен на стройплощадку, а в ноябре он уже сокрушал мощные и твёрдые валуны под Страстным бульваром Москвы. По мнению специалистов фирм "Lovat" и "Herren Rnecht" подобная работа должна была растянуться на 3-4 года.
   "Топаз" - первый отечественный проходческий комплекс с герметически закрытой забойной камерой, предназначенной для безопасной прокладки тоннелей из монолитно-прессованного бетона в сложных горногеологических условиях. Специальная бетонная смесь изготавливается на компактном бетонном заводе, расположенном в стартовом шахтном стволе.
   Комплекс представляет собой металлический цилиндр диаметром 4,02 метра и весом 120 тонн. В передней 53-тонной части находится крестообразный, снабжённый породоразрушающим инструментом из сверхпрочных сплавов, изготовленным на Бирюлёвском опытно-экспериментальном заводе горного оборудования (фирма "Piqma Kennametal"). Он способен разрушать кремневые, кварцевые и известняковые валуны. Вращение ротора обеспечивается восемью гидравлическими приводами через посредство восьми редукторов, зубчатого колеса и двухметровых подшипников. Задняя сторона ротора и оболочка образуют замкнутую коническую забойную камеру диафрагмы, которая оснащена специальной броневой сталью. Между броневыми листами диафрагмы
и бронированными лучами ротора порода дробится на фрагменты размером 150-120 мм, которая удаляется шнековым транспортёром. Герметичность при этом не нарушается. Со шнека порода поступает на ленточный конвейер, который загружает подгоняемые к комплексу электровозом рельсовые бадьи-вагонетки.
   Бетонная смесь с бетонного завода подаётся на ленточный конвейер и загружается в пневмобетоноподатчик на рельсовых скатах и подземным электровозом доставляется к щиту. Под давлением 4-5 атмосфер смесь через бетоновоз и шиберную задвижку выдавливается в пресскамеру, представляющую собой замкнутое пространство между внешней цилиндрической оболочкой щита и стальной цилиндрической, но меньшей по диаметру пресс-опалубкой. Сзади камера герметически запирается пресс-кольцом, соединённым с 14 мощными щитовыми гидроцилиндрами. После полного заполнения поршень шибера поднимается и герметично запирает камеру. Когда включаются гидроцилиндры, пресс-кольцо сдавливает бетонную смесь, создавая реактивное усилие, за счёт которого щит перемещается вперёд, а из-под оболочки выходит прессованный бетон. Пока он не заполнит все пустоты и щели, ротор не сдвинется с места. Поэтому исключается и опасность осадки грунта.
   Скорость проходки первого "Топаза" - 2-5 м в сутки.Усовершенствованного - 8-10 метров в сутки. Навигационное оборудование (лазер) позволяет вести проходку с отклонением от проектной оси тоннеля плюс-минус 2,5 см.
   Тоннель имеет внутренний диаметр 3370 мм и толщину стен 300 мм. Он может обходиться без капитального ремонта целое столетие. Один из щитов, по словам представителя заказчика ООО "Альянс - К" В.А.Никитина, уже прошёл под землёй полтора километра.
   Далее последовали щиты, работающие по тому же принципу, но новых модификаций - "Кристалл", разработанный в 1999 году и изготовленный для ООО "Альянс - К" в сентябре 2002 года, "Малахит" (для него спроектирована и изготовлена модернизированная опалубка) и др. А совсем недавно завершена разработка документации на щит "Бирюза", предназначенного для прокладки коммуникаций на глубине 10-14 метров под улицей Академической протяжённостью один километр. Его диаметр 1,5 метра. В апреле он будет изготовлен в металле.
   По словам начальника бюро дробильно-размольного оборудования Е.А.Кузина, в настоящее время ведутся переговоры о разработке конструкторской документации на узлы проходческого комплекса "Агат - К". Тоннель, прокладываемый им, будет более технологичного и рационального квадратного сечения 2,5 метра, что облегчит прокладку коммуникаций и их обслуживание. А москвичам позволит убрать линии электропередач в жилых районах под землю.
   Типажные ряды щитов будут расширяться и впредь. Тем более, что недавно генеральный директор ООО "Альянс - К" С.Р.Гильштейн вернулся из Лондона, где прошла ассамблея, на которой было представлено 150 компаний мира. Там он сделал доклад о новой технологии с применением пресс-бетона. Это вызвало большой интерес.
   Москвичи стремятся выйти с проходческими комплексами на мировой рынок. О новой технологии прокладки тоннелей имеется ряд публикаций в специальных изданиях. Например, в журналах "Подземное пространство мира"№4 и "Горный журнал" №№ 11-12 за 2002 год и в ряде других. А это значит, что будут заказы и нашему заводу, который заинтересован в выпуске не штучной, а серийной продукции. Хочется надеяться, что это время не за горами.
 
                В.Харитонов.

   Газета "Машиностроитель" №5-6 (3547-3548) за 12 февраля 2004 года.