В настоящее время в практике мирового тоннелестроения в сложных горно-геологический условиях, во избежание нарушений устойчивости окружающего массива, интенсивно внедряются новые технологии проведения выработок, включающие:
Защитный экран из труб по контуру выработки впервые был предложен и осуществлен в Донбассе еще в 60-х годах XX столетия для предотвращения выбросов угля и газа при вскрытии крутопадающих выбросоопасных угольных пластов, представленных мягкими сыпучими углями и слабыми боковыми породами. Сущность способа заключается в предварительной изоляции металлическим каркасом выбросоопасного угольного пласта, находящимся в сечении вскрывающей горной выработки (квершлага), от массива выбросоопасного угольного пласта расположенного за пределами сечения вскрывающей выработки.
Для возведения защитного металлического каркаса из забоя выработки, расположенного на расстоянии нескольких метров от вскрываемого крутопадающего пласта, через породную толщу по периметру выработки на расстоянии 30 см друг от друга бурили скважины с таким расчетом, чтобы они пересекали пласт и выходили в породу кровли (или почвы) пласта не менее чем на 0,5 м. В скважины вставляли металлические трубы диаметром 50 мм и под их выступающие концы в забое выработки возводили металлическую арку, которую прочно соединяли с трубами.
Аналогичную конструкцию защитных экранов из труб применяют в настоящее время при строительстве подземных сооружений мелкого заложения на застроенных городских территориях, а также под естественными и искусственными препятствиями. При этом основные работы по разработке, погрузке и удалению грунта, а также по возведению временной и постоянной крепи выполняют по технологии горного способа.
Под защитой экрана из труб сооружают перегонные тоннели метрополитена, железнодорожные, автодорожные, пешеходные и коллекторные тоннели различных форм и размеров поперечного сечения длиной до 80-100 м и более. Увеличение длины экранов может быть достигнуто созданием промежуточных шахтных стволов или котлованов для задавливания труб, а также устройством опережающей крепи непосредственно из забоя выработки.
По такой технологии построены многие тоннели в Англии, Германии, Франции, Японии и др. странах.
Существуют различные модификации этого способа, отличающиеся материалом, формой и размерами труб экрана, способом их продавливания, наличием или отсутствием направляющих замковых элементов и пр.
В большинстве случаев применяют стальные трубы, продавливая их в один или два ряда вдоль оси тоннеля. В устойчивых грунтах их располагают с зазорами 20-30 см, в неустойчивых - соединяют между собой с помощью замковых устройств по типу шпунта. В этом случае повышается точность и упрощается контроль задавливания, так как замковые устройства служат направляющими для вновь залавливаемых труб.
Создано специальное оборудование для задавливания труб, извлечения из них грунта, соединения звеньев труб, заполнения их бетоном. Наибольшее распространение получили механизированные установки для прокола, продав-ливания и горизонтального шнекового бурения скважин, наращиваемых одновременно с задавливаемой трубой.
Широкие возможности при сооружении тоннелей большого сечения открывает применение для устройства экранов из труб микротоннельной технологии, основанной на проталкивании труб по периметру тоннеля вслед за управляемым щитовым проходческим комплексом малого диаметра.