U štítů s postupným pobíráním v čelbě, která je nejčastěji otevřená, existuje i jejich verze

s uzavřenou čelbou (obr. 51a,b), která umožňuje podepření horniny na čelbě stlačeným vzduchem

nebo bentonitovou suspenzí. Tlaková kontrola čela výrubu je vynikajícím nástrojem k redukci

deformací v nadloží i na povrchu území.

a) b)

Obr. 51 Štíty s postupným pobíráním s tlakově podepřenou čelbou a) schema štítu s výložníkovou frézou; b) s „tunelbagrem“ a s částečným mechanickým pažením

4.3.2.2 Štíty s plnoprofilovým pobíráním v čelbě

U štítů s plnoprofilovým pobíráním v čelbě jsou základní štítové komponenty doplněny

v břitové části osazenou plnoprofilovou razicí hlavou, která se otáčí kolem podélné osy a je

přitlačována do čelby, stejně jako klasický štít nemechanizovaný, tlakem štítových lisů, opírajících

se o poslední prstenec hotového ostění.

Razicí hlava je osazena pracovními nástroji a její uspořádání závisí na geologických

podmínkách, v nichž je štít použit. V zeminách pevné až tvrdé konzistence, v nichž nehrozí

nebezpečí závalu, je čelba bez podepření a razicí hlava má tvar paprskového kola (obr. 52), jehož

ramena jsou opatřena řeznými nástroji („loupacími“ noži). Rozpojená zemina je nabírána

obvodovými lopatkami razicí hlavy, vyklápěna na pásový dopravník, který je součástí štítu a z něho

je vsypávána do dopravních mechanismů.

V měkkých plastických zeminách je razicí hlava uzavřená, neboť musí být čelba celoplošně

podepřená, aby nedošlo ke ztrátě její stability. V razicí hlavě s vystupujícími noži jsou jen

štěrbinové otvory, které dovolí jen velmi omezené vtlačování do vnitřku štítu (obr. 53).

46

Obr. 52 Štít s plnoprofilovým pobíráním bez podepření čelby (slabě tlačivé zeminy)

Obr. 53 Štít s plnoprofilovým pobíráním s mechanicky podepřenou čelbou (silně tlačivé zeminy)

Mechanizované štíty byly technicky upraveny pro tunelování v nejrůznějších podmínkách, z

nichž nejobtížnější jsou silně tlačivé a zvodnělé zeminy. V těchto prostředích se používají

typy štítů, které účinně zprostředkujícím mediem stabilizují čelo výrubu a zabraňují vnikání vody

do prostoru štítu. Jedná se o pneumatický štít (APB), bentonitový štít (SPB) a zeminový štít (EPB).

47

Jejich zásadním společným znakem je oddělení prostoru čelby, kde dochází k rozpojování

horniny razicí hlavou, přepážkou dokonale těsnící proti úniku vzduchu, bentonitové suspenze či

lubrikované zeminy (obr. 54). Toto uspořádání umožňuje ražbu v tlakově kontrolovaném prostředí,

což má velmi pozitivní vliv na stabilitní i deformační chování čelby i celého ražbou ovlivněného

horninového masivu.

a) b)

Obr. 54 Štíty s plnoprofilovým pobíráním1 – zemní tlak 2 – tlak mechanického podepření čela 3 – vodní tlak

4 – tlaková kontrola čela zprostředkujícím mediem

Pneumatický štít (APB) současného typu je upraven tak, že vzduchotěsná přepážka je součástí

břitové části štítu, takže pod přetlakem vzduchu je jen omezený prostor razicí hlavy před čelem

výrubu, zatímco pracovní prostor řízení stroje a výstavby ostění je v prostředí s normálním

atmosférickým tlakem. Je vhodný do hrubozrnných zvodnělých zemin.

Obr. 55 Schema bentonitového štítu

48

Bentonitový štít (SPB) má obdobné uspořádání jako pneumatický štít s tím rozdílem, že v čele

štítu, kde je také tlakotěsnou přepážkou vytvořena přetlaková komora, je místo stlačeného vzduchu

natlakována bentonitová suspenze, v níž rozpojuje horninu rotující razicí hlava. Bentonitová

suspenze paží čelo výrubu tlakem, který musí být vyšší, než je součet zemního a vodního tlaku na

čelbu. Kontrola tlaku v bentonitové suspenzi se provádí buď přímo čerpadlem bentonitové

suspenze, nebo častěji tlakem vzduchu na volnou hladinu bentonitu za částečnou přepážkou

v pracovním prostoru čelby (obr. 55). Bentonit s rozrušenou horninou se z čelby odčerpává,

v odkalovacích nádržích rozpojená hornina sedimentuje a bentonit se regeneruje pro další použití.

Bentonitové štíty jsou vhodné do velmi propustných nesoudržných zemin typu jemných písků

při ražbě pod vodními toky, případně pode dnem moře (obr. 56).

Obr. 56 Bentonitové štíty Ø 14,14 m použité pro ražbu tunelů Tokio Bay Highway

Obr. 57 Schema zeminového štítu

49