При строительстве тоннелей для метро, железных и автомобильных дорог ключевым этапом является сборка и монтаж тоннелепроходческого механизированного комплекса (ТПМК) или щита. Для решения этой сложнейшей инженерной задачи, требующей высочайшей точности и работы с многотонными грузами в стеснённых условиях, всё чаще применяются гидравлические портальные системы.
Эти системы представляют собой современные такелажные комплексы, которые обеспечивают подъём, удержание, точное позиционирование и перемещение массивных узлов и секций проходческого щита.
Традиционные методы монтажа с помощью башенных или автомобильных кранов часто оказываются непригодными или крайне неэффективными по нескольким причинам:
Оборудование для сборки портала перевозится на стандартных грузовых автомобилях и собирается непосредственно в котловане. Система требует минимального рабочего пространства по бокам и сверху от груза, что идеально для тесных условий строительной площадки.
Конструкция позволяет наращивать количество стоек и гидравлических модулей, создавая систему необходимой мощности — от 100 до 1000 тонн и более. Это делает их применимыми для сборки щитов любого диаметра, от микротоннельных комплексов (диаметром от 250 мм до 3,6 м) до гигантских ТПМ для двухпутных железнодорожных или автомобильных тоннелей.
Гидравлика с компьютерным управлением обеспечивает синхронный подъём всех точек захвата. Оператор может точно позиционировать многотонный узел в трёх плоскостях, что критически важно для последующей соосной сборки всех элементов проходческого комплекса.
На смонтированное основание в котловане с помощью портала устанавливаются самые тяжелые элементы — обычно это нижние секции главного щита или силовая рама. Портальная система позволяет не только опустить деталь, но и точно выверить её положение перед окончательным креплением.
Центральный узел — роторный механизм с режущей головой — требует особой точности монтажа. Гидравлический портал фиксирует его, позволяя инженерам произвести юстировку и соединение с силовыми приводами. Аналогичным образом монтируются кожух щита и другие навесные системы.
Для щитов, работающих в сложных грунтах с высоким давлением воды (например, гидрощиты или slurry shields), необходима сборка герметичной камеры стабилизации. Монтаж её переборок и шлюзовых устройств также осуществляется с помощью портальных систем, обеспечивающих плотную стыковку элементов.
После сборки самого щита портальная система может быть использована для установки первых секций тяжелого каравана — технологической платформы длиной в десятки метров, на которой размещается всё вспомогательное оборудование: системы управления, насосы, преобразователи, транспортёры для выдачи грунта.
Для наглядности рассмотрим ключевые отличия:
| Гидравлический портальный комплекс | Кран сверхбольшой грузоподъемности (250+ тонн) | |
|---|---|---|
| Основное преимущество: | Точность и контроль | Большая высота подъема |
| Необходимое пространство: | Минимальное (1.5–2 м сбоку) | Очень большое (десятки метров) |
| Мобилизация на объекте: | Быстрая (дни) | Длительная (недели, разрешения) |
| Грузоподъемность: | Легко масштабируется под задачу | Фиксированная, зависит от вылета стрелы |
| Работа в стесненных условиях: | Идеально подходит | Крайне затруднена или невозможна |
Гидравлические портальные системы перестали быть экзотикой и превратились в стандарт для ответственного монтажа тоннелепроходческой техники. Они предлагают инженерам и строителям уникальное сочетание мощности, точности и гибкости, позволяя безопасно и в сжатые сроки собирать сложнейшие механизмы под землей. Внедрение таких технологий напрямую способствует ускорению темпов строительства транспортной инфраструктуры, от которой зависит развитие современных мегаполисов и регионов.