Тоннель-кессон
ТОННЕЛЬ-КЕССОН (а. tunnel-caisson; н. Caisson-Tunnelbau-verfahren; ф. tunnel-caisson; и. tunel-cajon) — подземная или подводная конструкция, сооружаемая погружением отдельных секций тоннеля с поверхности земли (воды) на проектную отметку под сжатым воздухом.
Тоннели-кессоны применяют при строительстве участков тоннелей различного назначения в слабых водоносных грунтах с крупными каменистыми включениями. Пространственные секции тоннеля-кессона сводчатого или прямоугольного поперечного сечения пролётом от 10-12 до 40-50 м преимущественно из монолитного железобетона с толщиной стен и перекрытия 0,4-0,6 м снабжены по торцам временными диафрагмами, а в нижней части — рабочей камерой высотой не менее 2,2-2,5 м. Последнюю перекрывают воздухонепроницаемым железобетонным потолком сплошного или ребристого сечения толщиной 0,5-1 м, в котором оставляют отверстия для пропуска шахтных труб. Секции тоннеля-кессона изготавливают на поверхности земли и погружают на проектную отметку, разрабатывая грунт в рабочей камере механическими или гидравлическими способами. Сжатый воздух в рабочую камеру подают по трубам от компрессорной установки. По мере опускания тоннеля-кессона давление сжатого воздуха увеличивают в соответствии с гидростатическим давлением. Максимально допустимая величина давления сжатого воздуха по условиям пребывания людей в кессоне не должна превышать 0,35 МПа и, следовательно, предельная глубина погружения тоннеля-кессона составляет 35 м. Для возможности прохода людей в рабочую камеру, подачи материалов и инструмента, выдачи разработанного грунта над шахтными трубами размещают шлюзовые аппараты для совместного или раздельного шлюзования. Шлюзовые аппараты закрепляют на копровой установке, соединённой с подъёмником, бункерами для грунта и пр. Количество шлюзовых аппаратов определяют из расчёта 1 аппарат на 100 м3 площади рабочей камеры. Опущенные в проектное положение секции тоннеля-кессона стыкуют между собой под защитой шпунтового ограждения, с предварительным водопонижением, с применением съёмных кессонов и пр. После опускания тоннеля-кессона торцовые диафрагмы разбирают, а рабочую камеру забучивают или бетонируют. При строительстве подводных тоннелей секции тоннеля-кессона могут быть опущены с искусственных островов, с подмостей или доставлены на плаву и опущены непосредственно с воды.
Опускные тоннели-кессоны применяли при строительстве тоннелей метрополитена в Москве, Париже, Амстердаме, а также участков ряда подводных тоннелей. На современном этапе области применения тоннеля-кессона ограничивают в связи с тяжёлыми и вредными для здоровья людей условиями труда при повышенном давлении воздуха. Ведутся работы по созданию "безлюдных" автоматизированных кессонов, где разработка и удаление грунта должны производиться средствами гидромеханизации без участия людей. Это позволит также увеличить глубину погружения тоннеля-кессона. Эффективность применения тоннеля-кессона может быть повышена за счёт использования искусственного водопонижения и тиксотропной рубашки.
