Щит для проходческих работ Советский патент 1940 года по МПК E21D9/06 

Щит, как известно, является незаменимым агрегатом для проходки тоннелей в неустойчивых плывунных породах, но в твердых грунтах он, в большинстве случаев, не оправдывает себя и не используется в должной мере. Для обеспечения возможности успешного применения щита в твердых i грунтах изобретение предусматривает снабжение его по контуру неразраба- тываемой средней части забоя сквозНЫМ1 отверстием для пропуска в тоннель грунтового ядра (керна). С этой делью концентрично наружной оболочке ш,ита, в центре его, расположена металлическая труба, сквозь которую проходит грунтовое ядро. На чертеже фиг. I изображает схематически продольный разрез щита, предназначенного для проходки в твердых грунтах, в рабочем положении; фиг. 2 и 3 - поперечные разрезь забоя с установленным в нем щитом; фиг. 4 - поперечный разрез с установкой для разрезания грунтового ядра; фиг. 5 - продольный разрез щита, служащего для проходки в мягких и неоднородных грунтах; фиг. 6 и 7 - поперечные разрезы его; фиг. 8 - вид сверху (в продольном разрезе); фиг. 9 -продольный разрез щи; : ; : : . ; ; i I та для проходки в плывунах; фиг. 10 и II- поперечные разрезы его. Предлагаемый щит для проходческих работ без разработки средней части забоя снабжен, как уже сказано, металлической трубой / (фиг. 1, 2), которая расположена концентрично в наружной оболочке 2 щита и связана жестко с ней вертикальными 1И горизонтальными перегородками., : Грунт из разрабатываемого кольцевого пространства через течки сбрасывается на транспортеры 5 (фиг. 2), расположенные под трубой, внизу щита, и затем в вагонетках или по специально установленным транспортерам подается к шахте. Задний конец трубы (фиг. I) служит опорой для дуги, по которой движутся тележки, укладывающие тюбинги, благодаря чему укладка тюбингов может производиться независимо от выдачи гр-унта в сторону тоннеля. По мере разработки кольцевого пространства и продвижения щита в тоннель, через центральную трубу щита поступает грунтовое ядро, где оно принимается на транспортирующие устройства (тележки). Чтобы не передавать веса .ядра на недавно сболченный участок тоннеля, ядро можно принимать на специально устроенные фермы, имеющие одну опору на щите, а вторую подвижную - На требуемом расстоянии от щита в тоннеле.

Для удобства транспортировки и удаления через ствол шахты на поверхность грунтовое ядро разрезается на блоки по длине тележек при помощи, например, бесконечной пилы (типа применяемых для врубовых машин), которая вместе с приводящим ее в движение механизмом подвещивается к горизонтальньм стержням и может перемещаться но ним в обе стороны (фиг. 4). Подвижные подмости для расчеканки и нагнетания могут быть выполнены в виде дуги с площадками, как это изображено на фиг. 3.

Грунтовая вода, собирающаяся в нижней части щита, выкачивается насосами, причем щланги от них пропускаются между дугой для укладки тюбингов и центральной трубой щита, как это сделано для транспортеров (фиг. 1). Подвозка тюбингов ведется по тем- же путям, по которым производится откатка разработанного грунта.

На фиг. 5-8 изображена иная форма выполнения предлагаемого щита применительно к проходке в мягких грунтах.

Так как в этом случае грунтовое ядро из мягкого или неоднородного грунта может развал1иться, то для приема его на тележки и для транспортировки использованы металлические цилиндры 4, равные по диаметру средней трубе щита, а длина их берется с учетом удобства транопорт1Чровки. через тоннель и щахту. Каждый цилиндр по окружности своих оснований имеет фланцы, при помощи которых может присоединяться к средней трубе щита, а также к другим подобным ему цилиндрам. Оба основания каждого цилиндра могут быть открытыми (труба) ИЛИ закрываться специальными веерными или друпими затворами.

Цилиндры 4 служат для приема мягкого грунта в помещены на тележки, с помощью которых и перемещаются по рельсам, уложенным в основании тоннеля. Для наполнен;;я

грунтом ЦИлиндр подкатывается к щиту и при помощи фланцев, со стороны открытого основания, присоединяется к средней трубе щита. Другой конец подвижного цилиндра закрыт затвором.

При продвижении щита присоединенный к нему цилиндр наполняется грунтом. Когда цилиндр полностью заполнен, то пилой, проволокой или специальным ножом, который проходит через заранее предусмотренный зазор между фланцами, ядро разрезается, причем отрезок его находится в подвижном цилиндре. Одновременно с этим закрываются открытые основания подвижного цилиндра и средней трубы щита. После этого цилиндр с отрезком ядра отвозится к щахте 5 (фиг. 8).

На разрезе фиг. 7 и плане фиг. 8 показана транспортировка отрезка ядра по боковому пути в тоннеле. Перемещение транспортирующего цилиндра на этот путь может быть произведено либо по стрелочному переводу (фиг. 8) либо при помощи тельфера (фиг. 6). Такое перемещение делается для того, чтобы освободить больше места для вагонеточного транспорта (тюбинги, грунт, раствор).

Ядро, поступающее в тоннель, можно не разрезать па отрезки, а принимать на тележки или в транспортирующие цилиндры, присоединяемые друг к другу в течение, предположим, двух смен. Все это время можно использовать исключительно для проходки кольцевой выработки и монтажа обделки. Готовая часть тоннеля будет свободна для вагонеток с тюбингами, грунтом, для расчеканки и пр. Оставшееся же время (третья смена) расходуется на выдачу из тоннеля отрезков грунтового ядра.

В фсрме выполнения щита по фиг. 9-11, предназначенной для проходки в плывунах, грудь рабочего кольцевого пространства щита герметически закрывается металлическими дверями. Со стороны открытой части средней щи;Товой трубы к фланцам ее привинчивается ящик 6, в поступает плывун, а также привинч1Ивается днище с затвором 7 (фиг. 9), позволяющим регулировать поступление

плывуна в ящик и, если нужно, совсем закрыть отверстие трубы. Из ящика 6 плывун нагружается в вагонетки и затем увозится к шахте. Проходка в данном случае ведется без какой-либо разработки породы, путем простого вдвигания щита вперед. Плывун при этом заполняет трубу щита, причем сопротивление передвижке является весьма незначительным вследствие большого диаметра трубы. Грунты же, окружающие сооруженный тоннель, будут находиться почти в ТОМ же ненарущенном состоянии, как и до его проходки, что имеет большое значение для безопасного ведения работ, особенно при подводных тоннелях. Так как щит со всех сторон герметически закрыт, то при должной изоляции зазора между обделкой и хвостом щита (резиновые щланг.и, стальные разрезные кольца и др.) можно обойтись без применения сжатого воздуха. Дуга для укладки тюбингов расположена па периметру заднего конца средней щитовой трубы и поэтому полностью сохраняется возможность одновременного монтажа обделки и выдачу грунта.

Если на трассе встретятся грунты разных категорий, их с равным успехом можно пройти щитом предлагаемой конструкции.

Предмет изобретении.

1.Щит для проходческих работ без разработки средней части забоя, отличающийся тем , что он снабжен металлической трубой, которая расположена концентрично в наружной оболочке щита, связана жестко с последней при помощи вертикальных и горизонтальных перегородок и служат при проходке в твердых грунтах для пропуска грунтового ядра (керна), распределяемого по выходе из трубы на блоки.

2.Форма выполнения щита по п. 1, отличающаяся применением металлических с открытыми или закрывающимися основаниями цилиндров, равных по диаметру средней трубе щита, снабженных каждый фланцами для присоединения к последней и к другим подобным цилиндрам и служащих для приема мягкого грунта и откатки его на тележках.

3.Форма выполнения щита по п. 1, отличающаяся тем, что средняя труба снабжена отъемным ящико м 6 для приема плывуна и затвором 7 для регулирования его поступления в ящик.

к авторскому свидетельству В. С. Пикуль

№ 57211

Фиг.5

Фиг. Б Фиг.7 ФигЮ f Фиг.ая Ь.т- N | i ) t . | л л .г | о р 1 1 10 i м i VJ. ---1 Фиг.З ФигП / / / / / / ЛУ/ - Х /ХХ/Ху и // /////