Герметический щит гидравлического действия для проходки тоннелей в неустойчивой водоносной среде Советский патент 1960 года по МПК E21D9/06 

Изобретение относится к герметическим щитам гидравлического действия для проходки тоннелей в неустойчиво) водоносной среде, имеющим головную часть с рабочими камерами и приспособления для гидравлического отбора и транспортирования грунта.

В известных такого рода щитах гидростатическое наружное давление изнутри не уравновешено, что представляет больщие неудобства во время проходки такими щитами водонасыщенных грунтов.

В описываемом щите этот недостаток устранен тем, что его гидропригрузочная камера разделена на два или более гидравлически связанных отсека, заполненных водой, и снабжена регулятором, например, пружинного типа, обеспечивающим поддержание в камере давления, равного гидростатическому давлению подземных вод, а также изменение величины его в соответствии с необходимостью.

На фиг. 1 схематически показан щит в продольном разрезе; иа фиг. 2 - вид спереди в направлении стрелки А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по линии Б-Б на фиг. 1.

Головная часть щита разделена горизонтальными площадками / на ряд рабочих камер 2, которые ограничены со стороны щита в забое формирующими наклонными лобовыми плоскостями 3 с люками 4 для доступа в забой. В верхней части последних имеются ножевые части 5, внутри которых заключены гидроразмывочные устройства 6 в виде, например, непрерывного пояса насадок по всей щирине рабочей камеры. Струи 7 гидроразмывных устройств направлены нараллельно лобовым плоскостям. Устье рабочих камер оформлено в виде приемных горловин

А 128037- 2 8, вытянутых в горизонтальном направлении по всей ширине гидропригрузочной камеры 9, занимающей внутреннее пространство опорного кольца 10, вмещающего щитовые домкраты //. Гидропригрузочная камера 9, отделенная от хвостовой части щита герметической диафрагмой 12 со шлюзами А, разделена также горизонтальными площадками 14 на отдельные отсеки, число которых соответствует числу рабочих камер. В отсеках установлены затворы 15, герметически перекрывающие приемные горловины и приводящиеся в действие домкратами 16, частично вынесенными за нределг:; хвостовой части щита 17. Выбор системы затвора определяется необходимостью ограничения их области действия верхней зоной отсеков, что обеспечивает беспрепятственное прохождение и накопление в требуемых объемах продуктов размыва внутри гидропрнгрузочной камеры.

Над приемными горловипами установлен пояс насадок 18 для очистки запорной части затворов. Горизонтальные площадки отсеков расположены ниже горловин для предупреждения образования в последних грунтовых пробок. С этой же целью предусматриваются пояса насадок 19, струи 20 которых способствуют отбросу поступаемого грунта диафрагме 12 камеры. В нижнем отсеке установлены 2-4 лотковых щнтовых домкрата. Давление воды в гидропригрузочной камере регулируется регулятором 2 давления, например, пружинного типа, поддерживающим установленную величину давления путем сброса излищиих объемов воды по трубопроводу 22. Отбор пульпы из гидронригрузочной камеры производится насосом, например гидроэлевагором, всасывающие трубопроводы 23 которого подсоединены к каждому отсеку. Для приготовления пульпы и очистки отсеков установлены гидромониторы 24. В хвостовой оболочке 25 смонтированы устройства 26 для уплотнения строительного зазора.

Успещная проходка тоннелей в принятых геологических и гидрогеологических условиях возможна лищь при соблюдении правильного режима работы щитового агрегата.

Периодический режим имеет следующие особенности. Гидропркгрузочная камера щитового агрегата до открытия затворов и начала работы гидроразмывных средств заполняется водой под давлением, соответствующим гидростатическому. Затем открываются затворы па полную величину, включаются в действие гидроразмывные устройства и цитовые домкраты.

По мере движения щита Гидропригрузочная камера заполняется поступающим нз забоя грунтом, а избыточные объемы воды, идущие на размыв грунта, удаляются через регулятор давления. По заполнении ячеек камеры грунтов, затворы закрывают приемные горловины, гидроразмыБные устройства выключаются из работы, щит останавливается., и отсеки при помощи гидроэлеватора и гидромониторов освобождаются от грунта. Затем цикл работы повторяется в том же порядке.

Неггрерывный режим работы щита отличается от периодического следующей характерной особенностью; движение щита и работы гидроразмывных средств совмещаются с процессом отбора гидроэлеватором пульпы из отсеков камеры. При этом регулятор давления дополнительно снабжается устройством, уменьщающим производительность гидроэлеватора или повыщающим расход воды в размывных устройствах (насадках), или гидромониторах при падении давления воды в гидропригрузочной камере, тем самым сохраняя неизменным установленное давление.

Предмет изобретения

1.Герметический щит гидравлического действия для проходки тоннелей в неустойчивой водоносной среде, имеющий головную часть с рабочими камерами и приспособления для гидравлического отбора и транспортирования грунта, отличающийся тем, что, с целью уравновещивания гидростатического давления, его гидропригрузочная камера разделена на два (или более) гидравлически связанных отсека, заполненных водой, и снабжена регулятором, например, пружинного типа, обеспечивающим поддержание в камере давления, равного гидростатическому давлению подземных вод, а также изменение величины его.

2.Герметический щит по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уравновешивания сил собственного веса грунта и формирования лба забоя в виде устойчивого откоса, в головной части щита установлены наклонные элементы лобовой крени, в верхней части которых монтированы ножевые части с заключенными внутри них гидроразмывными устройствами, например, в виде насадок, обеспечивающими смыв контактного слоя грунта по наклонным элементам, а для отбора грунта внутрь щита в необходимых объемах, в его груди горизонтально по всей щирине внутреннего пространства отсеков гидропригрузочной камеры размещены приемные горловины, перекрываемые затворами.

№ 128037

J5 п /о

25 гв Л V 1

Фиг. 2

иг.З