Способ возведения крепи коммунальных тоннелей и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E21D11/00 E21D11/10 

Изобретение относится к области подземного строительства и может быть использовано при сооружении коммунальных тоннелей для инженерных коммуникаций в крупных городах и на площадках промышленных предприятий.

Известен способ возведения крепи коммунальных тоннелей, заключающийся в монтаже сборной обделки из отдельных блоков или тюбингов с последующим возведением вторичной монолитной железобетонной обделки для обеспечения водонепроницаемости сооружения.

Недостатком известного способа является последовательное выполнение операций по возведению обделок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ возведения крепи- горных выработок, включающий монтаж устройства, возведение несущей обделки и создание монолитно-прессованной обделки.

Недостатком способа являются низкие скорости возведения монолитно- прессованной обделки, связанные с необходимостью выдерживания бетона в опалубке до набора им необходимой

разопалубочной прочности и последовательным выполнением операций по возведению несущей и монолитно-прессованной обделок.

Известно устройство для возведения вторичной железобетонной обделки коммунальных тоннелей, включающее механизированную передвижную опалубку, секционный бетоновод, бетононагнета- тели или бетононасосы.

Недостатком устройства является низкая производительность возведения крепи, вызванная большим объемом немеханизированных работ по установке арматурных каркасов в тоннеле, наращиванию бетоновода и др.

Наиболее близким по технической сущности известным техническим решением является устройство, включающее щит-оболочку, домкраты с прессующим кольцом, скользящую опалубку и бетоновод с поршневым затвором.

Недостатком устройства является то, что оно не-, обеспечивает высокой , коррозионной стойкости и долговечности крепи и предопределяет приме- нение дополнительных мер в виде различного типа вторичных обделок в неле. Однако при последующем устройстве оклеечнойГ гидроизоляции проис

ходит ее быстрое отслоение от первичной обделки, а вторичная обделка из железобетона сама подвержена сульфатной коррозии, что приводит к ее быстрому разрушению и существенному снижению долговечности крепи.

Цель изобретения - увеличение скорости возведения крепи и повышение эффективности крепления за счет улучшения ее эксплуатационных качеств.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему монтаж щита-оболочки со скользящей опалубкой и дополнительной оболочкой, возведение облицовочно- несущей обделки и затем создание мон литно-прессованной бетонной обделки, возведение монолитно-прессованной обделки осуществляют после сооружения облицовочно-несущей обделки на шаг перемещения щита-оболочки, после чего возведение монолитно-прессованной обделки производят одновременно с продолжением непрерывного сооружения облицовочно-несущей обделки, при этом возведение последней осуществляется путем подачи полимерной массы в зазор между скользящей опалубкой и дополнительной оболочкой щита, а в качестве полимерной массы применяется полипропилен.

Поставленная цель достигается также тем, что устройство для возведения крепи коммунальных тоннелей, включающее щит оболочку, домкраты с прессующим кольцом, скользящую опалубку и бетоновод с поршневым затвором, снабжено дополнительной оболочкой с размещенными на ней камерой накопителем полимерной массы и камерой формирования облицовочно-несущей обделки, при этом камера-накопитель полимерной массы выполнена в виде кольцевой емкости и оснащена нагревательными элементами и механизмом приема и выдавливания полимерной массы, а камера формирования об лицовочно-несущей обделки в виде кольцевой емкости с охлаждаю щим агентом, причем камера-накопитель соединена с камерой формирования посредством щелевой фильеры, при этом бетоновод размещен между щитом-оболочкой и камерой-накопите-

5

о

5

0

лем, а зазор между скользящей опалубкой и дополнительной оболочкой равен толщине несущей обделки. Кроме того, корпус поршневого затвора жестко соединен с бетоноводом.

Именно заявленные совокупность и расположение механизмов в предлагаемом устройстве позволяют осуществить опережающее возведение обли-- цовочно-несущей обделки заданной несущей способности, выполняющей в период твердения бетона роль поддерживающей опалубки с одновременным возведением обделки из монолитно- прессованного бетона и, тем самым, повысить скорость возведения крепи, а применение в качестве материала для облицовочно-несущей обделки во- догазонепроницаемого коррозионно- и химически устойчивого термоплдстично- го полимера позволяет улучшить эксплуатационные качества крепи.

Таким образом, можно сделать вывод, что заявляемый способ и устройство для возведения крепи коммунальных тоннелей обеспечивают достижение цели изобретения и связаны между собой единым изобретательским замыслом.

На фиг.1 показано устройство, продольный разрез; на -фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З разрез Б-Б на, фиг.1; на фиг.k - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг. 1.

Устройство для возведения крепи коммунальных тоннелей состоит из щита-оболочки 1, связанных с ним

0 домкратов 2 с прессующим кольцом 3, бетоновода 4 с запорным устройством 5, скользящей опалубки 6 и дополнительной оболочки 7, соединенных с камерой 8 формирования облицовочно-несу5 щей обделки, щелевой фильерой 9 и камерой-накопителем 10 с механизмами приема и выдавливания полимерной массы.

Механизм приема состоит из загру0 зочного отверстия 11 с установленным в нем впускным клапаном 12. Механизм выдавливания представляет собой гидроцилиндры 13 с выдавливающим кольцом И и связан с датчиком 15 горизонталь5 ного поступательного перемещения, установленным на дополнительной оболочке 7 устройства. Камера 8 формирования облицовочно-несущей обделки имеет подводящий 16 и отводящий 17

5

трубопроводы, а камера-накопитель 10 снабжена нагревательными элементами 18, На скользящей опалубке 6 и дополнительной оболочке 7 имеются саль- ники 19 для предотвращения утечек охлаждающего агента.

Запорное устройство 5 представляет собой поршень 20 с гидроцилинд- рОм 21, корпус которого жестко закреп лен на переднем конце бетоновода „ Задний конец бетоновода проходит через прессующее кольцо 3 и имеет с ним жесткое соединение, обеспечивающее их совместное возвратно-поступательное перемещение по прижимным направляющим роликам 22, связанным с неподвижными узлами устройства. В задней части бетоновода А имеется отверстие 23 для пропуска в него бетона, перекрываемое за твором 2k.

Устройство работает следующим образом.

В камеру-накопитель 10 подается полимерная масса. При первой подвижке устройства формируется начальный участок облицовочно-несущей обделки и осуществляется разработка забоя. Затем в заопалубочное пространство, ограниченное щитом-оболочкой 1, скользящей опалубкой 6, прессующим кольцом 3 и ранее уложенным бетоном, через отверстие 23 по бетоноводу k подают бетонную смесь. После заполнения заопалубочного пространства включают гидроцилиндр 21 запорного устройства 5, выдвигают поршень 20 до тех пор, пока он образует с прессующим кольцом 3 единую плоскость, и оставляют его в этом положении. При этом из бетоновода k удаляется остаток бетонной смеси и происходит запирание бетоновода. Одновременно с подачей бетона в камеру-накопитель 10 через отверстие 11 и клапан 12 подают полимер. При этом нагревательные элементы 18 поддерживают необходи мую температуру. Затем включают домкраты 2 и осуществляют прессование бетона. При этом бетоновод k и запорное устройство 5 перемещается относительно щита с прессующим кольцом 3 по прижимным роликам 22.

Как только устройство начинает передвигаться под действием домкратов 2 в сторону забоя, датчик 15 включает гидроцилиндры 13 и они выдавливающим кольцом 1 вытесняют распларленную полимерную массу че0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

рез щелевую фильеру 9 в камеру 8 формирования. В камере формирования через подводящий 16 и отводящий 17 I трубопроводы постоянно циркулирует охлаждающий агент, например вода,

благодаря чему полимер быстро осты-- вает, образуя коррозионно-устойчи- вую непроницаемую облицовочно-несущую обделку заданной несущей способности. При этом скорость перемещения устройства равна скорости формирования облицовочно-несущей обдегки, т.е. при одной подвижке устройства возведение монолитно-прессованной бетонной и облицовочно-несущей обделок происходит на одну и ту же длину, 06- лицовочно-несущая обделка проходит между опалубкой 6 и дополнительной оболочкой 7, предохраняющей полимерную обделку от повреждений на участке перемещения бетончой смеси при прессовании и воспринимающей усилия прессования, и вступает в контакт с уложенным бетоном, выполняя роль поддерживающей опалубки во время набора бетоном прочности. Для предотвращения попадания охлаждающей воды в заопалубочное пространство на опалубке 6 и дополнительной оболочке 7 установлены сальниковые уплотнители 19.

Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить эффективность сооружения коммунальных тоннелей за счет повышения скорости возведения крепи путем совмещения во времени процессов возведения монолитно-прессованной обделки и облицовочно-несущей коррозионно-устойчивой непроницаемой бесшовной обделки заданной несущей способности, выполняющей во время твердения бетона роль поддерживающей опалубки.

Формула изобретения

1. Способ возведения крепи коммунальных тоннелей, включающий монтаж щита-оболочки со скользящей опалубкой и дополнительной оболочкой, возведение несущей обделки и затем создание монолитно-прессованной бетонной обделки, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения скорости возведения крепи и повышения эффективности крепления за счет улучшения ее эксплуатационных качеств,

фиг. 2

f

-fc

Изобретение относится к подземному строительству и м.б. использовано при сооружении коммунальных тоннелей для инженерных коммуникаций в крупных породах и на площадках промышленных предприятий. Цель изобретения - увеличение скорости возведения крепи и повышение эффективности крепления за счет улучшения ее эксплуатационных качеств. Это достигается за счет возведения облицовочног несущей обделки перед сооружением монолитно-прессованной бетонной обделки путем подачи полимерной массы через размещенные на дополнительной обо(Л

фиг.5