СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ТОННЕЛЯ Российский патент 1996 года по МПК E21D9/06 

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам сооружения тоннеля из отдельных элементов крепи методом проталкивания.

Известен способ сооружения тоннеля, включающий разработку породы в забое, установку элементов крепи в монтажной камере, установку прокладки по торцу элемента крепи, установку нажимной траверсы, перемещение элементов крепи, возврат нажимной траверсы в исходное положение и заделку стыков элементов крепи после их проталкивания (С.Э.Эткин, В.М.Симоненко. Сооружение подземных выработок проходческими щитами. М. Недра, 1980, с. 171).

Недостатком указанного способа является то, что по мере продвижения крепи в грунт усилия, действующие на торцы элементов крепи в результате их суммарного воздействия друг на друга, возрастают и могут превысить предел прочности бетона, что может привести к разрушению торцев элементов крепи или появлению трещин. Заделка стыков элементов крепи (зачеканка) после проталкивания элементов крепи не обеспечивает качественной гидроизоляции стыка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ сооружения тоннеля, включающий разработку грунта в забое, поочередную установку элементов крепи в монтажной камере, размещение секции силового става внутри элемента крепи, закрепление на ней опорного приспособления, установку нажимной траверсы, перемещение элемента крепи совместно с секцией силового става и опорным приспособлением, возврат нажимной траверсы в исходное положение и извлечение секций силового става с опорными приспособлениями после проталкивания всех элементов крепи. (Авторское свидетельство N 500350, кл. Е 21 L 9/06, опублик. 1976).

Указанный способ позволяет снять нагрузки на элемент крепи от суммарного усилия элементов крепи в процессе проталкивания.

Однако в указанном способе не решен вопрос заделки стыков элементов крепи. Установка уплотнительных элементов после проталкивания элементов крепи и демонтажа силового става и опорных приспособлений, например, путем зачеканки стыков не обеспечивает качественной гидроизоляции стыка.

Задачей изобретения является обеспечение качественной заделки стыков, способной обеспечить гидроизоляцию стыка элемента крепи и одновременно снятие нагрузки на элемент крепи от суммарного усилия элементов крепи в процессе проталкивания.

Поставленная задача решается тем, что перед перемещением каждого элемента крепи опорное приспособление располагают за торцем элемента крепи, на опорное приспособление устанавливают предохранительный замкнутый элемент, при этом каждый последующий элемент крепи перемещают и устанавливают вплотную к предохранительному замкнутому элементу и с зазором относительно опорного приспособления предыдущей секции силового става, а демонтаж секций силового става и опорных приспособлений осуществляют поочередным и последовательным извлечением опорных приспособлений и секций силового става, начиная с демонтажа опорного приспособления, закрепленного на головной секции силового става, при этом после демонтажа каждой секции силового става в зазор, образованный между торцами смежных элементов крепи после демонтажа опорного приспособления, устанавливают уплотнительный замкнутый элемент и дополнительно перемещают элементы крепи до взаимодействия с установленным уплотнительным замкнутым элементом.

Кроме того, дополнительное перемещение элементов крепи фиксируют и осуществляют на величину, не превышающую допустимую величину деформации уплотнительного замкнутого элемента.

Для достижения поставленной цели и решения указанной задачи необходима вся совокупность существенных признаков.

Для того, чтобы обеспечить качественную заделку стыков их в процессе проталкивания элементов крепи предварительно уплотняют предохранительным замкнутым элементом, который установлен на опорном приспособлении, размещенным за торцем элемента крепи. Для облегчения демонтажа опорных приспособлений и облегчения установки уплотнительных замкнутых элементов каждый последующий элемент крепи устанавливают с зазором относительно опорного приспособления предыдущей секции силового става и вплотную к предохранительному замкнутому элементу. После установки каждого уплотнительного замкнутого элемента в зазор, образованный после демонтажа опорного приспособления между торцами смежных элементов крепи, элементы крепи дополнительно перемещают для сжатия уплотнительных замкнутых элементов до упруго-пластичного состояния, что обеспечит гидроизоляцию стыка, при этом дополнительное перемещение элементов крепи осуществляют на величину, не превышающую допустимую величину деформации уплотнительного замкнутого элемента.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен способ сооружения тоннеля на стадии проталкивания всех элементов крепи; на фиг. 2 то же, на стадии демонтажа головной секции силового става; на фиг. 3 то же, на стадии демонтажа очередной секции силового става и части сооруженного тоннеля с установленным между стыками элементов крепи уплотнительным замкнутым элементом; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 узел I на фиг. 1 3; на фиг. 6 узел II на фиг. 2 и 3, установка уплотнительного замкнутого элемента после демонтажа опорного приспособления; на фиг. 7 узел III на фиг. 3, положение уплотнительного замкнутого элемента после дополнительного перемещения элементов крепи.

Способ сооружения тоннеля реализуется устройством, которое включает установленные в монтажной камере 1 упорную стенку 2, силовую установку 3 гидродомкратами 4, связанными с нажимной траверсой 5, направляющие 6, проходческий щит 7 с экскаваторным рабочим органом 8 и щитовыми гидроцилиндрами 9, силовой став, состоящий из секций 10, и закрепленные на секциях 10 силового става опорные приспособления 11. Секция 10 силового става выполнена из сборных продольных и поперечных металлоконструкций, образующих в поперечном сечении круглую или прямоугольную форму.

Каждое опорное приспособление 11 выполнено в виде сектора, шарнирно закрепленного на секции 10 силового става посредством втулки 12. На секторе установлена плита 13, которая служит для опоры смежных элементов крепи 14 и закреплена к втулке 12. На секции 10 силового става перед каждым опоpным приспособлением 11 установлен упор 15, воспринимающий усилия от опорного приспособления 11 при перемещении элемента крепи 12.

Способ сооружения тоннеля заключается в следующем.

В монтажную камеру 1 устанавливают упорную стенку 2, силовую установку 3 с гидродомкратами 4, нажимную траверсу 5, проходческий щит 7 и осуществляют разработку грунта в забое экскаваторным рабочим органом 8. Разработанный грунт перегружается транспортером 16 в вагонетки 17, которые по рельсам 18 доставляют его на поверхность.

После перемещения проходческого щита 7 щитовыми гидроцилиндрами 9 на направляющие 6 устанавливают первый элемент крепи 14 и размещают внутри него головную секцию 10 силового става, устанавливая ее на основание элемента крепи 14. Опорное приспособление 11 располагают и закрепляют за торцем элемента крепи 14 со стороны нажимной траверсы 5. После чего на опорное приспособление 11 устанавливают предохранительный замкнутый элемент 19, который служит для предотвращения попадания грунта в зазор между стыками проталкиваемых элементов крепи 14 выполнен из гибкого легкодеформируемого материала.

Затем осуществляют перемещение первого элемента крепи 14. Для этого гидродомкрата 4 перемещают нажимную траверсу 5 к секции 10 силового става. Усилие гидродомкратов 4 передается секции 10 силового става и через нее на опорное приспособление 11, которое воздействует на элемент крепи 14 и перемещает его.

После перемещения первого элемента крепи 14 секцию 10 силового става и опорное приспособление 11 оставляют в крепи на процесс перемещения всех элементов крепи, а нажимную траверсу 5 возвращают в исходное положение.

Перемещение каждого последующего элемента крепи 14 осуществляют аналогичным образом, устанавливая его вплотную к предохранительному замкнутому элементу 19 и с зазором 20 относительно опорного приспособления 11 предыдущей секции 10 силового става.

После перемещения всех элементов крепи 14 на заданную длину до выхода в монтажную камеру 21 извлекают из тоннеля проходческий щит 7 с экскаваторным рабочим органом 8 и щитовыми гидроцилиндрами 9 и демонтируют опорное приспособление 11, закрепленное на головной секции 10 силового става, а затем головную секцию 10 силового става и извлекают их также через монтажную камеру 21. В зазор "С", образованный между торцами смежных элементов крепи 14, устанавливают уплотнительный замкнутый элемент 22, который служит для уплотнения стыков элементов крепи 14 сооруженного тоннеля и может быть выполнен многослойным.

После установки уплотнительного замкнутого элемента 22 в зазор "С" все элементы крепи 14 дополнительно перемещают с помощью силовой установки 3, нажимной траверсы 5 и секций 10 силового става с опорными приспособлениями 11 до взаимодействия смежного торца элемента крепи 14 с установленным уплотнительным замкнутым элементом 22.

Дополнительное перемещение элементов крепи 14 фиксируют, например, с помощью устройства, установленного в монтажной камере 1 или 21 и осуществляют на величину, не превышающую допустимую величину деформации "с" примененного уплотнительного замкнутого элемента 22.

После этого продолжают демонтаж опорных приспособлений 11 и секций 10 силового става путем их поочередного и последовательного извлечения через монтажную камеру 21, при этом после демонтажа каждой секции 10 силового става в зазор С устанавливают очередной уплотнительный замкнутый элемент 22 и дополнительно перемещают с помощью оставшихся в тоннеле секций 10 силового става и опорных приспособлений 11 элементы крепи 14 со стороны нажимной траверсы 5 до взаимодействия смежного торца элемента крепи 14 с очередным установленным уплотнительным замкнутым элементом 22 до величины с.

Использование: изобретение относится к области строительства, а именно к способам сооружения тоннеля из отдельных элементов крепи методом проталкивания. Сущность изобретения: способ сооружения тоннеля включает разработку грунта в забое, поочередную установку элементов крепи 14 в монтажной камере 1, размещение секции 10 силового става внутри элемента крепи 14, закрепление на ней опорного приспособления 11 за торцом элемента крепи 14, установку на опорное приспособление 11 предохранительного замкнутого элемента и перемещение элемента крепи 14 совместно с секцией 10 силового става с помощью нажимной траверсы 5 и силовой установки 3. Каждый последующий элемент крепи 14 перемещают и устанавливают вплотную к предохранительному замкнутому элементу и с зазором относительно опорного приспособления 11 предыдущей секции 10 силового става. После перемещения всех элементов крепи 14 осуществляют поочередное и последовательное извлечение опорных приспособлений 11 и секций 10 силового става через монтажную камеру 21, начиная с демонтажа опорного приспособления 11, закрепленного на головной секции 10 силового става. После демонтажа каждой секции 10 силового става в зазор С, образованный между торцами смежных элементов крепи 14 после демонтажа опорного приспособления 11, устанавливают уплотнительный замкнутый элемент 22 и дополнительно перемещают элементы крепи 14 до взаимодействия с установленным уплотнительным замкнутым элементом 22. Указанный способ позволит обеспечить качественную заделку стыков и снять нагрузки на элемент крепи от суммарного усилия элементов крепи в процессе их проталкивания. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ сооружения тоннеля, включающий разработку грунта в забое, поочередную установку элементов крепи в монтажной камере, размещение секции силового става внутри каждого элемента, закрепление на ней опорного приспособления, установку нажимной траверсы, связанной с силовой установкой, перемещение элемента крепи совместно с секцией силового става и опорным приспособлением, возврат нажимной траверсы в исходное положение и демонтаж секций силового става и опорных приспособлений после проталкивания всех элементов крепи, отличающийся тем, что перед перемещением каждого элемента крепи опорное приспособление располагают за торцом элемента крепи, на опорное приспособление устанавливают предохранительный замкнутый элемент, при этом каждый последующий элемент крепи перемещают и устанавливают вплотную к предохранительному замкнутому элементу и с зазором относительно опорного приспособления предыдущей секции силового става, а демонтаж секций силового става и опорных приспособлений осуществляют поочередным и последовательным извлечением опорных приспособлений и секций силового става, начиная с демонтажа опорного приспособления, закрепленного на головной секции силового става, при этом после демонтажа каждой секции силового става в зазор, образованный между торцами смежных элементов крепи после демонтажа опорного приспособления, устанавливают уплотнительный замкнутый элемент и дополнительно перемещают элементы крепи до взаимодействия с установленным уплотнительным замкнутым элементом. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительное перемещение элементов крепи фиксируют и осуществляют на величину, не превышающую допустимую величину деформации уплотнительного замкнутого элемента.