Обделка тоннеля,обжатая в породу Советский патент 1983 года по МПК E21D11/10 

(54) ОБДЕЛКА ТОННЕЛЯ, ОБЖАТАЯ В ПОРОДУ

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве подземных сооружений, возводимых закрытым способом, и касается сборных обделок тоннелей, обжимаемых в породу или связями растяжения.

Известна обделка, обжимаемая в породу с помощью металлических клиньев, задавливаемых в радиальном направлении в симметрично расположенные продольные стыки между смежными элементами в кольце 1.

Однако такая обделка требует большого расхода металла иа обжимающие устройства, при этом нормальная сила по длине стыка распределена весьма неравномерно, а сам стык трудно герметизировать от проникновения через него воды в тоннель.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является обделка тоннеля, обжатая в породу, включающая сборные нормальные элементы и лотковый элемент, выполненный из двух частей 2.

Однако и в этой конструкции, как и в предыдущей, продольный стык выполнен с прорезями для размещения обжимающего устройства, в связи с чем данная конструкция обладает таким же недостатком.

Цель изобретения - одновременное включение в статическую работу всей длины каждого продольного стыка в кольце,

5 экономия металла и исключение мокрого процесса омоноличиваиия стыка частей лоткового элемента.

Указанная цель достигается тем, что в обделке тоннеля, обжатой в породу, вклю,Q чающей сборные нормальные элементы и лотковый элемент, выполненный из двух частей, между последними установлен фиксатор клинообразного сечения, равный длине кольца с вершиной, направленной во внутрь тоннеля, при этом боковые стороны

15 фиксатора и торец каждой из сопрягаемых с фиксатором частей лоткового элемента скошены под углом, обеспечивающим превышение сил трения по контактным плоскостям фиксатора, и частей лоткового элемента над силами скольжения.

20

На фиг. 1 показана обделка тоннеля, обжатая в породу, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - обжимающее устройство, выполненное в виде

шарнирно складывающихся частей лоткового элемента.

Кольцо обделки тоннеля состоит из нормальных элементов 1, предлотковых 2, лоткового элемента из шарнирно складывающихся частей 3 с фиксатором 4, в котором имеются глухие отверстия 5, и по внещнему очертанию снабжено связью растяжения 6, для которой на всех элементах кольца обделки предусмотрена канавка 7.

Связь растяжения б выполнена из гибкого прочного материала, например стального троса, покрытого защитным слоем, предохраняющим его от коррозии, или троса из высокопрочных полимерных нитей, причем связь 6 представляет собой бесконечную замкнутую петлю, длина окружности которой меньше длины окружности канавки по наружной поверхности кольца обделки на величину упругой деформации его, которая будет получена при замыкании кольца обделки при монтаже его, когда половинки 3 лоткового элемента из положения I будут переведены в положение II и кольцо обделки примет правильную геометрическую форму.

В забое тоннеля кольцо обделки монтируют кассетным укладчиком в направлении от щелыги свода к лотку, поочередно укладывая элементы 1 и 2 справа и слева относительно вертикальной оси тоннеля, поддерживая каждый из них устройством на укладчике. После укладки всех элементов 1 и 2 укладывают на лоток тоннеля фиксатор 4, так, чтобы установленный стержень (не показан) в отверстие фиксатора ранее собранного кольца попал в глухое отверстие 5 укладываемого фиксатора 4.

Последними укладывают одновременно две половинки 3 лоткового элемента, которые упираясь своими концами займут положение I. С этого положения, под воздействием силы Р лотковые элементы 3 переводят в положение II, которым и заканчивается сборка кольца, вместе с ней, и обжатие ее в породу. За счет действия силы Р и увеличения длины окружности на величину, равную 2Е, которая будет больще длины окружности выработки на величину упругих деформаций кольца после обжатия его в породу.

После прекращения действия силы Р геометрически правильную форму кольца «запирают фиксатором 4, который зажимается нормальными силами, возникающими в кольце и благодаря самотормозящему углу / в нем, а также действующим массам элементов 3, последние надежно удерживаются от самопроизвольного перемещения их в положение I.

После этого цикл очередной заходки и монтажа кольца повторяется, а с некоторым отставанием от забоя производят чеканку щвов между элементами обделки тоннеля известными способами.

При необходимости каждое кольцо обделки тоннеля обжимают в замкнутую связь

растяжения. В этом случае, заранее замкнутая (на заводе-изготовителе) в кольцо связь растяжения, изготовляется из троса, покрытого антикоррозионной защитой или троса из высокопрочных полимерных нитей, длина кольца которой меньще длины канавки по

наружной поверхности кольца обделки на величину упругих деформаций связи при обжатии последнего, подвешивают к элементам укладчика в верхней части его, после чего, в ранее описанной последовательности собирают кольцо обделки, так, чтобы в канавки по наружной поверхности элементов попадала связь растяжения, которая при переводе лотковых элементов 3 в положение И, удлиняясь на величину упругих деформаций, обжимает только обделки до

необходимой расчетной величины нормальных сил в нем.

Обделка обеспечивает одновременное включение всех продольных стыков кольца в статическую работу с равномерным загружением их по длине, исключает необходимость задания мокрого процесса, связанного с омоноличиванием стыков, в которых располагаются обжимающие устройства.

Формула изобретения

Обделка тоннеля, обжатая в породу, включающая сборные нормальные элементы и лотковый элемент, выполненный из двух частей, отличающаяся тем, что, с

целью обеспечения возможности установки частей лоткового элемента под действием радиальной силы и их удержания в проектном положении, одновременного включения в статическую работу всей длины каждого

продольного стыка в кольце, экономии металла и исключения мокрого процесса омоноличивания стыка частей лоткового элемента, между последними установлен фиксатор клинообразного сечения, равный длине кольца, с верщиной, направленной внутрь тоннеля, при этом боковые стороны фиксатора и торец каждой из сопрягаемых с фиксатором частей лоткового элемента скошены под углом, обеспечивающим превышение сил трения по контактным плоскостям фиксатора и частей лоткового элемента над силами скольжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 123181, кл. Е 21 D 11/10, 1978.

f(-K