Войти
Вид сбоку на туннельный щит (крайний справа), использованный для строительства туннеля через Темзу ; сразу за ним возводится несущая конструкция из несъемного кирпича. 
Проходческий щит, использованный для строительства линии Синьи в системе Тайбэйского метрополитена на Тайване. Туннельный щит представляет собой защитную структуру, используемую во время раскопок крупных, искусственных туннелей. При выемке грунта, который является мягким, жидким или иным образом нестабильным, существует потенциальная опасность для здоровья и безопасности рабочих и самого объекта из-за падающих материалов или обрушения. Туннельный щит можно использовать как временную опорную конструкцию. Обычно он находится на месте в течение короткого периода времени с момента выемки участка туннеля до момента, когда он может быть облицован постоянной опорной конструкцией. Постоянная конструкция может состоять, в зависимости от периода, из кирпича, бетона, чугуна или стали. Хотя современные щиты обычно имеют цилиндрическую форму, первый «щит», разработанный Марком Исамбардом Брунелем, на самом деле представлял собой большую прямоугольную железную конструкцию, напоминающую подмостки, с тремя уровнями и двенадцатью секциями на уровне с твердой несущей нагрузкой верхней поверхностью. Строение защищало людей от обвалов, пока они работали в нем, роя туннель перед щитом.
Первый успешный прямоугольный щит для проходки туннелей был разработан Марком Исамбардом Брюнелем и запатентован им и лордом Кокрейном в январе 1818 года. Брюнель и его сын Исамбард Королевство Брюнель использовали его для рытья туннеля в Темзе, начиная с 1825 года (хотя туннель открывался только в 1843 году).. Говорят, что на создание Брунеля его вдохновила раковина корабельного червя, моллюска, способность которого пробивать подводную древесину он наблюдал, работая на верфи. Щит был построен компанией Maudslay, Sons amp; Field of Lambeth, Лондон, которая также построила паровые насосы для осушения туннеля.
В 1840 году редактор журнала Scientific American Альфред Эли Бич был первым, кто предположил, что круговой дизайн будет лучше прямоугольного дизайна Брунеля. В 1868 году Бич построил круглый щит, изображение которого было напечатано в нью-йоркской новостной статье о его идее пневматической туннельной системы. Конструкция была основана на решетке щита Брюнеля и привинчивалась вперед, когда забой продвигался вручную.
В 1864 году Питер У. Барлоу запатентовал конструкцию с круглым поперечным сечением. Теоретически это облегчило строительство щита и позволило лучше поддерживать окружающую почву; теоретически, потому что ни один щит не был построен с использованием этой конструкции. Патент Барлоу 1864 года был дополнительно улучшен и получил предварительный патент в 1868 году, но так и не был ратифицирован, так как Барлоу умер вскоре после этого.
Оригинальный дизайн Брунеля был существенно улучшен Джеймсом Генри Грейтхедом, получившим три патента на различные конструкции щитов. Кроме того, он изобрел концепцию распыляемого бетонного раствора для стабилизации земляных работ с помощью гранулированного бетона, пескоструйный поддон, который гидравлически вводит армирующий раствор между построенной облицовкой и стеной туннеля.
Грейтхед был первым, кто использовал цилиндрический щит для проходки туннелей, что он сделал в ходе строительства метро Tower под Темзой в центре Лондона в 1870 году. Щит Грейтхеда имел диаметр 7 футов 3 дюйма (2,21 м).
Greathead также используется один в строительстве города и Южном Лондоне железной дороги (ныне часть лондонского метро «s Северной линии ) в 1884 году, с туннелями 10 футов 2 дюйма (3,10 м) в диаметре. Его щит также использовался при вождении 12-футового 1+3 / 4 дюйма (3,702 м) диаметр работают тоннели для Waterloo amp; City Railway, который открылся в 1898 году Туннели станции на станции города (ныне известной как банка) были наибольшим туннельным диаметр щита в мире в то время, измерении 23 футов (7,0 м).
Оригинальный щит Великой Головы, который использовался при раскопках глубоких линий лондонского метро, остается в заброшенных туннелях под станцией Моргейт.
Большинство туннельных щитов по-прежнему основаны на конструкции Greathead.
Туннельный щит Greathead используется на Ватерлоо и городской железной дороге На ранних этапах проходки щитов щит функционировал как способ защиты рабочих, которые копали и перемещали щит вперед, постепенно заменяя его заранее построенными секциями стены туннеля. Таким образом были построены первые глубокие туннели лондонского метро. Щит разделял рабочую поверхность на перекрывающиеся части, которые мог раскапывать каждый рабочий.
Проходческий туннельный станок (ТБМ) состоит из щита (большого металлического цилиндра) и продольных опорных механизмов.
Вращающийся отрезной круг расположен на переднем конце щита. За режущим колесом находится камера, в которой вынутый грунт либо смешивается с жидким навозом (так называемый жидкий раствор TBM), либо остается как есть (баланс давления грунта или экран EPB), в зависимости от типа TBM. Выбор типа ТБМ зависит от почвенных условий. Также присутствуют системы для удаления почвы (или почвы, смешанной с жидким навозом).
За камерой находится набор гидравлических домкратов, поддерживаемых готовой частью туннеля, которые используются для выталкивания ТБМ вперед. После того, как будет выкопано определенное расстояние (примерно 1,5–2 метра (5–7 футов)), с помощью монтажника строится новое туннельное кольцо. Монтажник представляет собой вращающуюся систему, которая поднимает сборные железобетонные сегменты и помещает их в желаемое положение.
За щитом внутри готовой части туннеля можно найти несколько опорных механизмов, которые являются частью ТБМ: удаление грязи, трубопроводы для пульпы, если применимо, диспетчерские, рельсы для транспортировки сборных сегментов и т. Д.
Облицовка туннеля - это стена туннеля. Обычно он состоит из сегментов сборного железобетона, образующих кольца. Чугунные футеровки традиционно использовались в туннелях лондонского метрополитена, в то время как стальные футеровки иногда использовались в других местах. Концепция использования сборных формованных секций футеровки не нова и была впервые запатентована в 1874 году Джеймсом Генри Грейтхедом.
В Японии существует несколько инновационных подходов к экранированию туннелей, например, двойной O-Tube или DOT-туннель. 
Этот туннель выглядит как два перекрывающихся круга. Также существуют щиты с компьютеризированными руками, которые можно использовать для рытья туннелей практически любой формы.
Корпус туннельно-расточного станка 