Агрегат для возведения калоттной прорези тоннеля Советский патент 1984 года по МПК E21D13/04 E21D9/04 

Изобретение относится к подземному строительству, в частности к механизации работ в метростроении, и может бВ1ть использовано, например при сооружении верхнего свода односводчатых статщн метрополитена глубокого заложения со сборной железобетонной обделкгой свода, состоящей из отдельных блоков. Известно, что при сооружении тон нелей большого сечения, например односводчатых станций метрополитена глубокого заложения, наиболее прогрессивным является опережающее соор жеиие верхнего свода, а затем выраб ка ядра породы и сооружение обратного свода, причем сооружение верхнего свода о.существляют в криволи)1ейиой прорези (калоттной прорези) между двумя опорными тоннелями, котор по развивают вдоль станции. Известно устройство, представляю щее собой ферму арочного типа, опирающуюся на две подвижные опоры с возможностью подъема и опускания для создания строительного зазора. По верхнему поясу фермы перемеш.ается тележка с захватом для блоков при их транспортировке. Блоки посту пают на верхний пояс через окно в центре фермы снизу tl3 . Недостаток устройства заключается в том, что оно не имеет мехаьшзи рованного породоразрабатывающего органа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является агрегат для возведения калоттной прорези тоннеля, включающий арку с продоль ными направляю1щми и распорными механизмами, размещенную на опорных тележках, каретку с породоразрабатывающим органом, установленную с возможностью перемещения в напрарляющих арки, и устройство установки элементов крепи. Арка этого агрегата установлена перпендикулярно продольной оси сооружения. Породоразрабатьшающий орган (фрезерное устройство) может перемещаться по направляющим арки посредством зубчатой или канатной или цепной передачи в направлении туда и обратно. Сооружение калоттной прорези эт агрегатом осуществляют перемещением арки вдоль оси сооружения и дви жением по ее направляющим породоразрабатьшающего органа. Затем в пропрорезь нагнетают бетон и сооружают свод. При этом полость нагнетания бетона отделяют от забоя при помощи надувного шланга, который является торцовой опалубкой. Такой агрегат применим для работы в прочных породах 12. Однако использование известного агрегата в слабых малоустойчивых грунтах невозможно без установки специальной временной крепи, которую необходимо передвигать вслед i за породоразрабатывающим органом, чтобы избежать обрушения свода. Это значительно снижает скорость проход|ки и требует дополнительных затрат на строительствотоннеля. Кроме того, конструкция фрезерного породоразрабатывающего органа не позволяет воз;водить свод из блоков в непосредственной близости от лба забоя, что является существенным недостатком при сооружении свода в малоустойчивых грунтах, где требуется, чтобы свод после сборки сразу воспринимал нагрузки от горного давления. Цель изобретения - расширение области использования агрегата путем обеспечения возможности его работы в малоустойчивых грунтах и снижение материальных затрат на строительство тоннеля. Эта цель достигается тем, что арка выполнена в виде фермы с верхним и нижним поясами, каж,дьгй из которых имеет продольные направляющие и рольганг для подачи элементов крепи, при этом каретка установлена в направляющих Hi-танего пояса, а породоразрабатывающий орган закреплен на каретке с возможностью перемещения параллельно фронтальной плоскости арки при помопщ механизма качания . Причем механизм качания выполнен в виде щарнирно соединенных между собой ползуна и водила, на конце которого закреплен породоразрабатьтающий орган, при этом каретка имеет криволинейную прорезь, в которой с возможностью перемещения установлен ползун, а водило шарнирно связано с кареткой посредством гидроцилиндра. Кроме того, устройство установки элементов крепи имеет лебедку

Э

для перемещения элементов крепи по рольгангу нижнего пояса,, механиз подъема элементов крепи с рольганга нижнего пояса на рольганг верхнего пояса и транспортную тележку, установленную с возможностью перемещения в продольных направляющих верхнего пояса, причем рольганг верхнего пояса вьтолнен с консольными роликами, часть которых в месте подьема элементов крепи закреплена с возможностью шарнирного отк.лонения для поступления на рольганг верхнего пояса элементов крепи с рольганга нижнего пояса.

При этом механизм подъема элеменгов крепи вьшолнен в виде шарнирнодомкратного параллелограмма с подъемным столом.

На фиг. } изображен агрегат, общий вид, со стороны забоя , на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 , на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. А - разрез В-В на фиг. 1 (положение агрегата при укладке из блоков верхнего полукольца свода) .

Агрегат для соорзжения калоттной прорези тоннеля содержит apky.1, которая вьшолнена в виде фермы, m-ieет верхний 2 и нижний 3 пояса, каждый из которых имеет продольные направляющие, и установлена на две опорные тележки 4 и 5 (фиг. 1). На рамах каждой из тележек 4 и 5 установлены приводы 6 передвижения арки 1, гидродомкраты 7 и противоугонные зажимы 8 (фиг. 2).

На нижнем поясе 3 арки 1 монтирован рольганг 9, а внутри фермы установлены механизм подъема элементов крепи в виде шарнирного параллелогра №1а с подъемньш столом 10 и гидроцилиндром 11 для его подъема и лебедка 12 затаскивания блоков крепи по рольгангу 9 из опорного тоннеля (фиг. 1) .

В продольных направляющих верхнего пояса 2 арки 1 установлена транспортная тележка 13 (фиг. 4), приводимая в возвратно-поступательное движение с помощью механизма 14 Йо всей длине верхнего пояса 2 арки 1 установлены рольганг 15, СОСТОЯ1ЦИЙ из консольных роликов 16, и распорные механизмы - гидродомкраты 17 (фиг. 3). При этом часть роликов в месте подъёма эле7954

ментов крепи выполнена отклоняющимися .

Шарнирно-домкратный параллелограмм с подъемным столом 10, лебедс ка 12, тележка 13, а также рольганги 9 и 15 в совокупности представляют собой устройство установки элементов крепи в свод.

В продольных направляющих нижO него пояса 3 фермы установлены каретки 18 (левая) и 19 (правая), каждая из которых опирается на катки 20 и приводится в движение приводом, состоящим из гидромотора 21, 5 редуктора 22 и вала со звездочками 23, входящими в зацепление с цевочнок рейкой 24, прикрепленной к арке 1 (фиг; 3).

В каждой из кареток 18 и 19 сде0 лана криволинейная прорезь 25, в которую вставлен ползун 26 (фиг. 1), перемещаемый с помощью гидроцилиндра (не показан).

К ползуну 26 шарнирно закреплено 5 водило 27 (фиг. 1 и 3), которое может поворачиваться параллельно фронтальной плоскости арки (механизм 28 качания). Водило 27 несет породо- разрабатывающий орган 29 со встроенQ ным гидромотором 30. Породоразраба-. тывающий орган таюсе может поворачиваться в плоскости, перпендикулярной направлению движения агрегата.

На каждой из кареток 18 и 19 установлены гидродомкраты 31 для фиксации их между нижним поясом 3 и ядром породы и с противоположной забою стороны прикреплена консольная площадка 32, на которой размещена

,. гидравлическая станция 33. 0

Управление всеми механизмами агр.егата осуществляется с пультов, установленных в середине арки 1 с противоположной забою стороны (не показаны).

Тележка 13 может соединяться с блоком элемента крепи посредством щтыря 34 (фиг. 4).

50 : Агрегат работает следующим образом.

В исходном положении арка 1 приближена к забою на величину заходки, находится в нижнем положении, за55 фиксирована противоугонными зажимами за рельсы и гидродомкратами 17 расперта в полукольцо свода, а породоразрабатывающие органы 29 нахо5дятся в свободном пространстве опорных тоннелей (показано пунктиром на фиг. 1). Затем каретки 18 и 19 циклически перемещаются к центруарки 1 с фиксацией их между нижним поясом 3 и ядром породы в моменты остановок . Разработка породы осуществляется породоразрабатываюищми органами 29 за счет маятникового движения водила 27 и перемещения ползуна 26 в криволинейной прорези 25. Порода при разработке ссьшается в вагонетки, находящиеся в опорных тоннелях После окончания разработки данной заходки породоразрабатывающие органы 29 возвращают в исходное положение, арку 1 освобождают от фиксац1-1и и перемещают ее в зону укладки очередного полукольца свода. Затем зажимами 8 арку 1 фиксируют в нужном положении, гидродомкратами 7 поднимают ее в положение для соор жения свода, обеспечивая необходимь1й строительный зазор. Из опорного тоннеля лебедкой 12 блоки транспортируют по рольгангу 9 на подъемный стол 10, затем с помоцр ю гидроцилиндра 11 их поднимают на рольганг 15, ролики которого в месте подъема блока отклоняются, пропуская блок и обеспечивая его установку на рольганг 15. Механизм подъема блоков возвращается в исходное нижнее положение. Механизмом 14 подводят тележку 13 под блок элемента крепи, соединяют их посредством штыря 34 и совместно перемещают по.рольгангу 15 верхнего пояса 2 к месту укладки. Этот цикл повторяют до установки полного набора блоков. Последним устанавливают в центре свода распорный блок. После осуществления операции распора свода арку 1 опускают гидродомкратами 7, освобождают от фнксадаи зажимами 8 и приводят ее в первоначальное исходное положение. В дальнейщем цикл разработки породы и сооружения свода повторяется. Использование изобретения в на родном хозяйстве позволяет механизировать наиболее трудоемкие операции при строительстве односводчатых станций метрополитена, а также дает возможность вести работы без специальной временной крепи что снижает трудовые и материальные затраты и позволяет применять высокомеханизированную технику в малоустойчивых грунтах.

IT)

.r.j

°/

V

1. АГРЕГАТ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ КАЛОТТНОЙ ПРОРЕЗИ ТОННЕЛЯ, включающий арку с продольными направляющими и распорными механизмами, размещенную на--опорных тележках, каретку с породоразрабатываюиим органом, установленную с возможностью перемещения в направляющих арки, и устройство установки элементов крепи, .отличающийся тем, что, с целью расширения области использования агрегата путем обеспечения возможности его работы в малоустойчивых грунтах и снижения материальных затрат на строительство тоннеля, арка выполнена в виде фермы с верхним и нижним поясами, каждый из которых имеет продольные направляющие и рольганг для подачи элементов крепи, при этом каретка установлена в направляющих нижнего пояса, а породоразрабатывающий орган закреплен на каретке с возможностью перемещения параллельно фронтальной плоскости арки при помощи механизма качания. 2.Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что механизм качания выполнен в виде шарнирно соединенных между собой ползуна и водила, на конце которого закреплен породоразрабатывающий орган, при этом каретка имеет криволинейную прорезь, в которой с возможностью перемещения установлен ползун, а воS дило щарнирно связано с кареткой (Л через гидроцилиндр. 3.Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что устройство установки элементов крепи имеет лебедку для перемещения элементов крепи по рольгангу нижнего пояса, механизм подъема элементов крепи с рольганга н гжнего пояса на рольганг верхнего пояса и транспорт4 ную тележку,.установленную ее возмож ностью перемещения в продольных СП направляющих верхнего пояса, при этом рольганг верхнего пояса выполнен с консольными роликами, часть которых в месте подъема элементов крепи закреплена с возможностью шарнирного отклонения для поступления на рольганг верхнего пояса элементов крепи с рольганга нижнего пояса. 4.Агрегат по п. 3, отличающийся тем, что механизм подъема элементов крепи выполнен в виде шарнирно-домкратного параллелограмма с подъемным столом.

JO

/// ///

/// /// //// / /// Л 31

6- 6

y/ /////////////////

/// ////// ///////////

г

Фиг I

34 // ///////// I/// ////// J i /////////////// //////

в-в ФигЛ /// /// /// ////////////////////