ЗАЩИТНАЯ ОБОЛОЧКА Российский патент 2001 года по МПК E21D11/00 E21D19/00 

Изобретение относится к области строительства подземных сооружений и может быть использовано при проведении аварийно- спасательных работ в завалах разрушенных зданий и сооружений, проходок в грунтах, а также в качестве малогабаритного защитного сооружения.

При проведении аварийно-спасательных работ в завалах разрушенных зданий и сооружений в некоторых случаях возникает необходимость в проделывании горизонтальных, вертикальных и наклонных проходов в толще завала или в массиве грунта прилегающего к зоне завала. При этом размеры поперечного сечения горизонтальных и наклонных галерей и вертикальных шахт ориентировочно составляют 1,0•(0,7...1,0) м (стр. 165-166) /1/, (стр. 78) /2/ или площадь поперечного сечения должна составлять не менее 0,5...0,6 м², а в месте нахождения пострадавшего площадь сечения должна быть увеличена до 0,8...1,0 м² (стр. 56-58) /3/.

Известно, что крепление галерей и шахт в этом случае выполняется в виде оболочки из подручных материалов и обломков деревянных и металлических конструкций, находящихся в завале (стр. 166) /1/, деревянных или металлических рам, на которые уложены закладные доски (стр. 79) /2/, и специальными элементами крепления (штангами с изменяющимися размерами и т.д.) (стр. 57) /3/.

Недостатками указанных технических решений оболочек являются: незащищенность торцевых участков и низкие защитные свойства в силу различных явных и скрытых дефектов применяемых материалов и элементов строительных конструкций разрушенных зданий и сооружений; однократное применение и значительные затраты времени, трудовых и материальных ресурсов.

Известны более совершенные технические решения защитных оболочек, частично устраняющие указанные недостатки, применяемые в качестве крепи горизонтальных и наклонных горных выработок (стр. 110-144) /4/, (стр. 25-86) /5/.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является защитная оболочка, выполненная из металлической сетки или рулонных листов, прикрепленных к внешней поверхности металлических колец, образованных сегментами, скрепленными между собой двусторонними планками на болтах, и связанных по длине оболочки межкольцевыми стяжками (рис. 16, стр. 46-47, 57-58) /5/.

Данная оболочка принята за прототип, прототип является базовым объектом.

Недостатками подобных оболочек являются: незащищенность торцевых участков, большой собственный вес (0,26...0,4 т) и габариты (диаметр 2,4...4,0 м), необходимость применения специальных монтажных устройств и инструментов, значительные затраты времени, трудовых и материальных ресурсов при возведении оболочки.

Целью изобретения является защищенность торцевых участков, уменьшение собственного веса и габаритов, отсутствие потребности в монтажных устройствах и инструментах, сокращение времени, затрат трудовых и материальных ресурсов при возведении оболочки.

Указанная цель достигается тем, что оболочка содержит торцевые конические колпаки и упругий соединительный брус замка, при этом сегменты кольца выполнены прямоугольными в плане как минимум из трех трубчатых дуг, объединенных по концам уголковыми элементами, а сегменты колпаков - треугольными в плане как минимум из двух трубчатых дуг разной длины, объединенных по концам уголковыми элементами, которые скреплены между собой в вершине, причем дуги расположены с зазором друг к другу и скреплены торцами с уголковыми элементами посредством сварных или винтовых соединений и цилиндрических вкладышей, при этом последние закреплены в полостях на концах дуг винтами, а металлические сетки или рулонные листы выполнены по размерам поверхности сегментов и закреплены на уголковых элементах посредством болтовых соединений.

По длине уголковые элементы соседних сегментов скреплены с зазором посредством как минимум двух болтов с цилиндрическими головками и гайками с вертикальной нарезкой на боковых поверхностях, а межкольцевые стяжки и стяжки между кольцами и колпаками выполнены соответственно из прямых и изогнутых соединительных пластин, причем эти пластины установлены в зазоры боковых и нижнего стыков сегментов, а в зазор верхнего стыка установлен упругий соединительный брус замка, образованный лотковообразной вставкой, заполненной упругим материалом, например пенополиуретаном, при этом все соединительные пластины закреплены концами на соседних кольцах или кольцах и колпаках посредством болтов.

Предлагаемая защитная оболочка представлена на фиг. 1-3 и состоит из сегментов кольца 1, сегментов конических колпаков 2, металлических сеток сегментов 3, металлических рулонных листов сегментов 4, упругих соединительных брусьев замка 5, прямых соединительных пластин 6 и 8, изогнутых соединительных пластин 7, болтов с цилиндрическими головками и гайками с вертикальной нарезкой на боковых поверхностях 9 и болтов 10.

Узлы соединения сегментов 1 и 2 представлены на фиг. 4-5 и состоят из трубчатых дуг 11, уголковых элементов 12, лотковообразных вставок 13 и упругого материала, например пенополиуретана 14.

Общий вид сегмента кольца 1 и сегмента конического колпака 2 представлен на фиг. 6-7. Сегменты состоят из трубчатых дуг 11 и уголковых элементов 12.

Узлы соединения трубчатых дуг 11 с уголковыми элементами 12 представлены на фиг. 8-9 и состоят из трубчатых дуг 11, уголковых элементов 12, цилиндрических вкладышей 15 и винтов 16.

На фиг. 10 и 11 представлен общий вид прямых 6, 8 и изогнутых 7 соединительных пластин.

Защитная оболочка функционирует следующим образом: давление обломков завала или грунта передается на металлические сетки 3 или рулонные листы 4, которые перераспределяют его и передают на трубчатые дуги 11 и уголковые элементы 12 сегментов кольца 1 и конических колпаков 2. При всестороннем обжатии сегментов 1 и 2 в результате действия давления обломков завала, а также статического или динамического давления в грунте подвергаются деформации сжатия упругие соединительные брусья замка 5, что обеспечивает снижение интенсивности действующей статической или динамической нагрузки. Кроме того, упругие соединительные брусья замка 5 обеспечивают удобство монтажа и демонтажа в первую очередь верхних сегментов 1 и 2, а затем и нижних.

Монтаж защитной оболочки при проделывании проходов в завалах разрушенных зданий и сооружений или в грунте осуществляется в следующей последовательности:
в разработанной полости монтируются два нижних сегмента кольца 1, а затем два верхних сегмента кольца 1 торцевого кольца, причем с двух сторон этого кольца в зазоры боковых и нижнего стыков сегментов 1 устанавливаются с входной стороны изогнутые соединительные пластины 7 (которые до монтажа входного конического колпака поворачиваются на 180^o и втапливаются в зазоры), а с выходной - прямые соединительные пластины 6. При этом в зазор верхнего стыка устанавливается упругий соединительный брус замка 5. Далее по мере удлинения проходки монтируются рядовые кольца, а в самом конце - торцевое кольцо, за которым затем монтируются сегменты 2 конического колпака. В последнюю очередь монтируются сегменты 2 входного конического колпака, при этом колпак целиком может открываться или закрываться благодаря навеске на изогнутой соединительной пластине 7, установленной в зазор бокового стыка сегментов 1 торцевого кольца. Изнутри защитной оболочки входной конический колпак надежно фиксируется посредством изогнутых соединительных пластин 7 и болтов с цилиндрическими головками и гайками с вертикальной нарезкой на боковых поверхностях 9. Демонтаж защитной оболочки осуществляется в обратной последовательности. При этом монтаж и демонтаж сегментов 1 и 2 осуществляется на болтовых соединениях 9 вручную. Металлические сетки 3 и рулонные листы 4 крепятся посредством болтов 10 к сегментам 1 и 2 заранее до их монтажа.

Таким образом, предложенное техническое решение защитной оболочки обеспечивает защищенность торцевых участков и в целом повышение защитных свойств, уменьшение собственного веса и габаритов, сокращение времени, затрат трудовых и материальных ресурсов при монтаже оболочки, а также отсутствие потребности в монтажных устройствах и инструментах.

Литература
1. Цивилев М. П. и др. Инженерно-спасательные работы. - М.: Воениздат, 1975, - 224 с.

2. Михно Е. П. Восстановление разрушенных сооружений. - М.: Воениздат, 1974, - 272 с.

3. Вороной С. М., Дарменко А.Ф., Коряжин С.П. и др. Справочник спасателя. Книга 2. Спасательные работы при ликвидации последствий землетрясений, взрывов, бурь, смерчей и тайфунов. - М.: МЧС, ВНИИ ГОЧС, 1995, - 195 с.

4. Мельников Н.И. Проведение и крепление горных выработок. - М.: Недра, 1972, - 344 с.

5. Справочник по креплению горных выработок. - М.: Недра, 1972, 367 с.

Защитная оболочка относится к области строительства подземных сооружений и может быть использована при проведении аварийно-спасательных работ в завалах разрушенных зданий и сооружений, проходок в грунтах, а также в качестве малогабаритного защитного сооружения. Задачей изобретения является защищенность торцевых участков, уменьшение собственного веса и габаритов, отсутствие потребности в монтажных устройствах и инструментах, сокращение времени, затрат трудовых и материальных ресурсов при возведении оболочки. Оболочка выполнена из металлической сетки или рулонных листов, прикрепленных к внешней поверхности колец, образованных сегментами, скрепленными между собой двусторонними планками на болтах, и связанных по длине оболочки межкольцевыми стяжками. Оболочка содержит торцевые конические колпаки и упругий соединительный брус замка. Сегменты кольца выполнены прямоугольными в плане как минимум из трех трубчатых дуг, объединенных по концам угловыми элементами, а сегменты колпаков - треугольными в плане как минимум из двух трубчатых дуг разной длины, объединенных по концам угловыми элементами, которые скреплены между собой в вершине. Дуги расположены с зазором друг к другу и скреплены торцами с уголковыми элементами посредством сварных или винтовых соединений и цилиндрических вкладышей. Последние закреплены в полостях на концах дуг винтами, а металлические сетки или рулонные листы выполнены по размерам поверхности сегментов и закреплены на уголковых элементах посредством болтовых соединений. По длине уголковые элементы соседних сегментов могут быть скреплены с зазором двумя болтами с цилиндрическими головками и гайками с вертикальной нарезкой на боковых поверхностях, а межкольцевые стяжки и стяжки между кольцами и колпаками выполнены соответственно из прямых и изогнутых соединительных пластин, установленных в зазоры боковых и нижнего стыков сегментов, а в зазор верхнего стыка может быть установлен упругий соединительный брус замка, образованный лотковообразной вставкой, заполненной упругим материалом, например пенополиуретаном, при этом все соединительные пальцы закреплены концами на соседних кольцах или кольцах и колпаках болтами. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Защитная оболочка, выполненная из металлической сетки или рулонных листов, прикрепленных к внешней поверхности колец, образованных сегментами, скрепленными между собой двусторонними планками на болтах, и связанных по длине оболочки межкольцевыми стяжками, отличающаяся тем, что оболочка содержит торцевые конические колпаки и упругий соединительный брус замка, при этом сегменты кольца выполнены прямоугольными в плане как минимум из трех трубчатых дуг, объединенных по концам уголковыми элементами, а сегменты колпаков - треугольными в плане как минимум из двух трубчатых дуг разной длины, объединенных по концам угловыми элементами, которые скреплены между собой в вершине, причем дуги расположены с зазором друг к другу и скреплены торцами с уголковыми элементами посредством сварных или винтовых соединений и цилиндрических вкладышей, при этом последние закреплены в полостях на концах дуг винтами, а металлические сетки или рулонные листы выполнены по размерам поверхности сегментов и закреплены на уголковых элементах посредством болтовых соединений. 2. Защитная оболочка по п.1, отличающаяся тем, что по длине уголковые элементы соседних сегментов скреплены с зазором посредством как минимум двух болтов с цилиндрическими головками и гайками с вертикальной нарезкой на боковых поверхностях, а межкольцевые стяжки и стяжки между кольцами и колпаками выполнены соответственно из прямых и изогнутых соединительных пластин, причем эти пластины установлены в зазоры боковых и нижнего стыков сегментов, а в зазор верхнего стыка установлен упругий соединительный брус замка, образованный лотковообразной вставкой, заполненной упругим материалом, например пенополиуретаном, при этом все соединительные пластины закреплены концами на соседних кольцах или кольцах и колпаках посредством болтов.