Głównymi zadaniami tarczy tunelowej jest przede wszystkim to, że ma ona ułatwiać tunelowanie w gruntach o małej wytrzymałości. Dotyczy to:
– piasków,
– glin,
– iłów,
– słabych miękkich skałach.
Tarcza taka najczęściej zastępuje w znacznej części obudowę czasową (program na uprawnienia budowlane). Należy jednak pamiętać o tym, że nie zawsze udaje się to w 100%. Dodatkowo należy pamiętać o tym, żeby być przygotowanym do tego, że będzie trzeba wykonać obudowę czasową czoła tarczy. Jest ona najczęściej robiona z drewna.
Obudowy nie trzeba wykonywać w przypadku zastosowania tarczy w pełni zmechanizowanej. Należy jednak pamiętać o tym, że wymaga ona specjalnych warunków gruntowych. Dotyczy to zwłaszcza tego, żeby występowała znaczna jednorodność gruntów w trasie.
Dodatkowo tarcza powinna zapewniać wygodny dostęp do pracy w swej czołowej części. W części czołowej mają miejsce roboty ziemne. Tarcza taka powinna być wyposażona w urządzenia do przesuwania tarczy do przodu w miarę postępu robót ziemnych. Oprócz tego powinna ona chronić wyrobisko do momentu zmontowania obudowy stałej tunelu.
Tarcza tunelowa
Tarcza tunelowa – budowa
Tarcza tunelowa zbudowana jest z następujących głównych części:
– cylindryczna powłoka z blachy stalowej,
– usztywniająca powłokę z blachy stalowej,
– pierścienia oporowego oraz połączonego z pierścieniem noża,
Tylną część osłonowa jest sama powłoka, której zadaniem jest osłanianie przestrzeni, w której montowane są odcinki obudowy stałej.
Lewary hydrauliczne
Lewary hydrauliczne służą do przesuwania tarczy. Znajdują się one:
– w pierścieniu oporowym,
– blisko powłoki,
– równolegle do podłużnej osi tarczy.
Tłoki lewarów hydraulicznych podczas pracy wysunięte są wzdłuż tylnej części tarczy. Opierają się one o wykonaną wcześniej obudowę tunelu (nauka do uprawnień architektonicznych). Praca tarczy wiąże się z wykonaniem takich czynności:
1) wybranie gruntu z przodu tarczy na długości jednego pierścienia obudowy,
2) przesunięcie tarczy do przodu na wolną od gruntu długość za pomocą lewarów hydraulicznych opartych o istniejącą już obudowę,
3) wciągnięcie tłoków (nurników) lewarów do cylindrów, aby zrobić wolne miejsce dla następnej operacji, tj. dla montażu nowego pierścienia obudowy pod ochroną tylnej części powłoki.
Budowa tunelu
Budowa tunelu polega na tym, żeby bez przerwy powtarzać wymienione wcześniej czynności. Aby możliwa była praca tarczy w słabych gruntach, a także w gruntach nawodnionych, konieczne jest uwzględnienie możliwości wykonania metalowej przepony czołowej z otworami, które pozwalają na dostęp do czoła tarczy. Średnica powłoki tarczy jest określona przez średnicę zewnętrzną obudowy tunelu, który montuje się pod jej osłoną.
Ważny jest także pewien luz, który znajduje się między obudową tunelu i wnętrzem tylnej części. Jest to potrzebne po to, żeby:
– możliwy był montaż elementów obudowy,
– zezwolić na odchylenia robocze tarczy podczas jej ruchu do przodu.
Wielkość tego luzu zezwala także na wykonywanie za pomocą tarczy tuneli na łukach. Należy jednak wziąć pod uwagę to, że promień łuku nie będzie mniejszy niż 300 m.
Zgodnie ze stwierdzeniem Hewetta oraz Johannesona, praktyka stosowania tarcz wskazuje na to, że luz, który znajduje się pomiędzy między wewnętrzną powierzchnią powłoki tarczy a zewnętrzną powierzchnią obudowy tunelu powinien wynosić od 0,8 do 1,0% średnicy tarczy. Jednocześnie minimalną średnicą jest zewnętrzna średnica obudowy (szczegółowy program egzaminu na uprawnienia architektoniczne).
