Устройство для щитовой проходки тоннелей в упругопластичных грунтах Советский патент 1986 года по МПК E21D9/06 E21D9/04 

Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано при сооружении тоннелей любого назначения, преимущественно в упругопластичных грунтах.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в щите и сооружаемом тоннеле с контуром лидирующей выработки, продольный разрез; на фиг. 2 - скрепер в гильзе; на фиг. 3 и 4 - рабочий орган и силовой узел при разработке лидирующей выработки; на фиг. 5 - то же, при удалении из образованной лидирующей выработки; на фиг. 6 и 7 - то же, при выпрессов- ке керна из полости гильзы.

Предлагаемое устройство включает расположенный в проходческом щите 1 (преимущественно щиты диаметром 2-4 м) с домкратами 2, установленными в опорных кольцах 3 с проущинами 4 (фиг. 3), и транспортным блочком 5 челночный рабочий орган, смонтированный на портальной двухосной раме 6 ступенчатой формы, перемещаемой по рельсовому пути двухбарабанной лебедкой (не показана). Рабочий орган состоит из гильзы 7 с расширительным поясом 8 и гидродомкратного привода 9 с автономными электрической и гидравлической системами питания. Ручное управление гидросистемой осуществляют гидрораспределителем 10, смонтированным на маслобаке 11. В гильзе 7 установлен скрепер 12, ориентируемый направляющими 13, а ее днище 14 имеет центральное отверстие 15 и крепежные пластины 16 с отверстиями. Домкрат 9 соединен тросом 17 с торцовым стопором (фиг. 5), установленным в гнездах 18 блочной обделки 19 и состоящим из стальных толстостенных труб- плеч 20 и 21 с башмаками 22, а также тро- сово-цепными тягами 23 с опорным блочком 24. Гильза 7 и домкрат 9 рабочего ор- сана снабжены коаксиально расположенными патрубками 25 и 26 силового узла, приваренными соответственно к днищу 14 и скреперу 12 и сочлененными штифтом 27 с оголовком 28 и подголовником 29 (фиг. 4) или штифтом 30 с конусным оголовком 31 (фиг. 6). Диаметр штока домкрата 9 меньше внутреннего диаметра нажимного патрубка 25.

Устройство работает следующим образом. Двухбарабанной лебедкой, расположенной в рабочей щахте, портал 6, изготовленный, например, из щвеллера, с закрепленным на нем рабочим органом транспортируют по рельсовому пути к забою тросом 36, пропущенным через блочок 5 щита 1. Цепи тросово-цепных тяг 23 домкрата 9 заякорены за проушины 4 кольца 3, а трос пропущен через блочок 24 и фиксирует рабочий орган в щите 1. Включением гидрораспределителя 10 (электромотор 32 насоса 33 подключен к электросети щита 1) осуществляют подачу вперед штока гидродомкрата 9 и задавливание в центральную часть забоя на 1 -1,5 м и гильзы 7, сочлененной с домкратом 9 силовым узлом со штифтом 27 (фиг. 1 и 4). Во внутренней полости гильзы 7 создается уплотненная грунтовая пробка - керн.

При величине хода штока гидродомкрата 9 менее длины гильзы 7 задавливание

последней осуществляют поэтапно следующим образом. Расфиксируют рабочий орган, отсоединив тяги 23, переключают гидрораспределитель 10 и, втягивая шток гидродомкрата 9, перемещают портал с приводом к частично задавленной гильзе 7. Вновь

тягами 23 якоря и осуществляют дозадав- ливание гильзы 7 в грунтовой массив.

Далее тяги 23 выводят из зацепления с проушинами 4 (фиг. 3), устанавливают телескопический стопор, выдвигая его трубы0 плечи 20 и 21 до контакта их башмаков 22 с нишами 18 блочной обделки 19, и зачаливают стопор тросом 17 с домкратом 9, фиксируя его относительно тоннеля (фиг. 5).

Переключают гидрораспределитель 10 и

5 втягивают шток в корпус гидродомкрата 9, перемещая гильзу 7 вправо на портал 6. При этом осуществляют отрыв от массива спрессованного в гильзе 7 керна и ее выход из забоя, оставляя в его средней части цилиндрическую вь1работку. Кольцевой же це лик грунта толщиной К (фиг. 1) от стен этой выработки до ножевой части проходческого щита 1 остается нетронутым. Его объем определяют расчетом с учетом физико-механических свойств грунта и уточняют опытным путем, что позволяет определить необходимую длину цилиндрической выработки для продавливания щита в массив на одну- две захватки.

Затем расфиксируют рабочий орган путем отцепления троса 17 и ввода трубы0 плеча 21 в трубу-плечо 20 торцового стопора. Обесточивают электродвигатель устройства, и портал 6 с гильзой 7 транспортируют тросом 34 по рельсовому пути двухбарабанной лебедкой в рабочую шахту, где керн выдавливают из внутренней по лости гильзы 7, совершая следующие операции: тяги 23 (фиг. 6 и 7) якорят в крепежных пластинах 16, выбивают нажимной штифт 27 силового узла и устанавливают скреперный штифт 30, сочленяющий патруQ бок 26 скрепера 12 со штоком гидродомкрата 9, к силовой электросети подключают электромотор 32, включают гидрораспределитель 10 и через патрубок 25 подают вперед шток гидродомкрата, выпрессовывая скрепером 12 керн из гильзы 7 в лоток 35,

5 который краном поднимают на берму и разгружают. Вращению скрепера 12 и его патрубка 26 вокруг оси препятствуют направляющие 13 гильзы 7. Переключением гидрораспределителя 10 втягивают шток в корпус гидродомкрата, перемещая скрепер 12 в гильзе 7 к ее днищу 14, упором которому служит вертикальная стойка портала 6. Вынимают щтифт 30 с оголовком 31 и устанавливают нажимной штифт 27, сочленяющий рабочий орган. Тяги 23 укладывают на портал 6 и обесточивают электродвигатель.

В это же время осуществляют монтаж очередного кольца сборной блочной обделки 19 в хвостовой части щита 1 и осуществляют его движение На одну-две захват

ки в заданном направлении домкратами 2. При этом ножевая часть щита 1 по его контуру врезается в грунтовой массив к оставшийся кольцевой целик толщиной К срезается, обрущается и уплотняется в лидирующей цилиндрической выработке.

При необходимости вручную подрабатывают забой и на этом завершается цикл разработки забоя на величину захватки. Портал 6 с рабочим органом лебедкой вновь подают к забою, фиксируют привод 9 в щите 1 и осуществляют очередной цикл разработки забоя.

фаг. 2.

27 28 29

Фчг.З

го

15

Фаг. 6

1

23

Фи.2.7

Составитель А. Скалунов

Редактор А. ШишкинаТехред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 1684/32Тираж 470Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

,113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4