Бетонная обделка становится опорой для машины
Тоннельная машина не просто прокладывает ход: ей нужно отталкиваться от чего-то, чтобы с усилием прижимать режущую головку к породе. В щитовом проходческом комплексе эту опору дают бетонные кольца — сегментная обделка, то есть собранная из отдельных изогнутых блоков стенка тоннеля.
Позади режущей головки находятся гидравлические домкраты. Они выдвигаются и упираются в уже собранное кольцо. Давление передаётся через бетон, а корпус машины получает встречное усилие и продвигается вперёд. Так кольцо одновременно укрепляет тоннель и служит временной «точкой опоры» для следующего шага.
Продвижение идёт короткими циклами
Пока домкраты толкают щит, вращающаяся головка разрушает грунт или породу. Обломки уходят назад по конвейеру или другому транспортному устройству. Когда машина проходит примерно ширину одного кольца, домкраты убирают, а внутри защищённого щита собирают новое кольцо из бетонных сегментов. Затем поршни снова упираются в обделку, и цикл повторяется.
Сегменты должны образовать ровную и прочную окружность: перекошенное кольцо хуже распределяло бы нагрузку и могло бы мешать дальнейшему продвижению. Поэтому важна не только сила домкратов, но и точность сборки. Стыки обычно уплотняют, чтобы ограничить проникновение воды и грунта.
Встречное усилие — часть расчёта
Бетонная обделка рассчитана на давление грунта и на временные усилия от домкратов. Нагрузка распределяется по кольцу, а не приходится на одну точку. После проходки эти кольца остаются стенками тоннеля, тогда как сама машина движется дальше.
Получается своеобразная цепочка: машина строит опору позади себя и использует её, чтобы создать следующую. Каждый новый отрезок тоннеля не только закрывает уже пройденное пространство, но и помогает открыть путь впереди.
