Щит для проходки тоннелей Советский патент 1981 года по МПК E21D9/06 

1

Изобретение относится к строительству подземных сооружений щитовым способом.

Известен щит для проходки тоннелей со сборной обделкой, включающий корпус, состоящий из ножевой и опорной частей и составной оболочки, оборудованной изнутри системой гибкого уплотнения строительного зазора, набор продольных профилей., нап-. ример, уголкового сечения, прикрепленных снаружи к опорной части и оболочке корпуса щита, и штанги для подачи тампонажного раствора в пространство, освобождающеесяза торцом оболочки в процессе продвижения щита 1.

Однако в этом устройстве эффективное заполнение зазора между породой и обделкой тоннели происходит лишь в случае ведения проходки в устойчивых породах, способных oqтаваться незакрепленными без обрушения на довольно значительной длине. В неустойчивых породах (например, песках) заполнить строительный зазор тампонирующим раствором не удается, так как обрушение грунта происходит сразу за хвостовой оболочкой .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является щит для проходки тоннелей, включающий корпус с щитовыми домкратами и гибкими уплотнениями в хвостовой части щита, на. котором жестко закреплены направляющие и установлен с возможностью пepeмeL дeния относительно продоль10ной оси щита фартук с направляющими, и трубопровод подачи тампонажного раствора.

В таком щите снижаются осадки грунта и поверхности над тоннелем,а 15 также происходит эффективное заполнение раствором заобделочного пространства при проходке в неустойчивых грунтах 2 .

Однако в известном щите фартук при

20 изготовлении его из тонколистового материала имеет недостаточную жесткость и при осадках грунта возможен его перекос и деформация. В случае же увеличения толщины фартука для

25 обеспечения eio жесткости увеличивается зазор между грунтом и обделкой что приводит к осадке грунта, а значительный вес и консольное -расположение фартука приводит к перекосу его относительнокорпуса щита. Эти

30

недостатки не позволяют получить равномерное заполнение эаобделочног пространства и перемещение фартука относительно корпуса затрудняется, что снижает надежность работы щита.

Кроме того, выполнение фартука в виде единой цилиндрической части при его перекосе и деформации требует полной его замены, что в подземных условиях и при слабых кровлях осуществить практически трудно и требует больших затрат труда.

Цель изобретения - повышение надежности работы щита путем уменьшения смещений слабых пород.

Указанная цель дос игается тем, что направляющие щита и фартука выполнены в виде размещенных одна в другой полых и глухих со стороны забоя штанг, при этом трубопроводы подачи тампонажного раствора размещен внутри полых штанг, а фартук выполн из ряда пластин.

На фиг.1 изображен предлагаемый щит, продольный разрез; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.б - разрез Г-Г на фиг.2,на фиг.7 - разрез Д-Д фиг.2,на фиг.8 - разрез Е-Е на фиг. на фИг. 9 - разрез Ж-Ж на фиг. 2.

Щит состоит из ножевой части 1 и опорной части 2, оборудованной щитовыми домкратами 3, упирающимися при передвижке цита -в элементы сборной обделки 4 (показаны штрих-пунктиром) ..

Ножевая часть 1 щита оборудована горизонтальной полкой 5,, а также ситемой вертикальных ребер б жесткост В устойчивых породах полка 5 может отсутствовать.

Сзади к опорной части 2 жестко псоединена хвостовая часть в виде оболочки, состоящей по периметру из двух несвязанных друг с другом вертикальных и одной верхней горизонтальной плит, каждая из которых образована из переднего 7 и заднего 8 листов, имеющих в месте контакта уступ. Задний лист оборудован изнутри гибкими уплотнениями 9, прикрепленными к указанному заднему листу с помощью, например, пленок 10 и винтов 11. .

Снаружи к опорной части корпуса щита и переднему листу 7 до торца Зсщнего-листа 8 оболочки жестко, например, с помощью сварки прикреплены полые и глухие со стороны забоя направляющие штанги 12, выполненные в виде профилей уголкового сечения. Полые направляющие штанги 12 к листу 8 не закреплены и образуют выемку за счет различной толщины листов 7 и 8. Внутри полых направляющих 12 размещены полые направляющие штанги 13, к боковым граням задних концов которых с помощью винтов 14 прикреплены тонкие пластины из высокопрочной стали, образующие фартук 15. Продольное перемещение фартука осуществляется с помощью гидродомкратов 16. Каждый из этих домкратов оснсццен головкой 17, в которую ввинчивается палец 18, входящий в паз сухаря 19, закрепленного на переднем конце штанги 13. При этом Псшьцы 18 размещены в продольных прорезях 20, имеющихся в хвостовой части корпуса.

Внутри каждой полой направляющей штанги 13 через люки 21, сделанные в переднем листе 7 оболочки, вставлен щланг 22 с наконечником, выходное отверсти-е которого не доведено до конца штанги 13 на длину хода перемещения фартука. К патронам шлангов 22 присоединены трубы 23 (пока,заны штрих-пунктиром), по которым .насосом (не показан) -подается тампонажный, например глинистый раствор со специальными добавками.

В нижнем проемеопорной части 2 щита размещена головная часть щитового конвейера 24, служащего для выдачи грунта из забоя на средства внутритоннельного транспорта.

Щит работает следующим образом.

При перемещении щита в грунте, в процессе очередной передвижки, осуществляемой путем отталкивания щитовых домкратов 3 от элементов сооружаемой сборной обделки.4, в полость цилиндра гидродомкратов 16 под давлением подается рабочая жидкость в результате чего полые направляющие штанги 13 с расположенными на их KOjinax пластинами перемещаются относительно оболочки щита,скользя сверху по заднему ее листу 8. Величина выдвижения фартука относительно торца заднего листа 8 оболочки определяется физико-механическими свойствами грунта,, встреченного в забое. В очень слабых грунтах фартук выдвигается полностью. При повышении сцепния.в грунте и устойчивости грунтового массива над щитом фартук может передвигаться к забою вплоть до такого состояния, когда торцы заднего листа 8 оболочки и пластины фартука 15 совпадут друг с другом.

После передвижения фартука на заданную величину параллельно с работами по разработке забоя и удалению грунта конвейером 24.производят с помощью шлангов 22 нагнетание тампоНс1жного раствора в пространство, освобождающееся за -торцом оболочки. При этом,в связи с тем, что выход раствора осуществляется на некотором расстоянии от заднего торца фартука, имеющего толщину 6-8 мм, и под защитой этого фартука происходит эффективное заполнение раствором заобделочного пространства.

Применение предлагаемого щита позволяет обеспечить минимальную осад- ку грунта за счет изготовления фартука из тонких листов, обеспечив получение необходимой жесткости его за счет направляющих штанг., что .повышает надежность работы щита. В случае же перекосов или деформаций отдельных листов или направляющих штанг их можно легко заменить в подземных условиях, отсоединив листы от направляющих штанг, а направляющие щтанги от гидродомкратов и заменив новыми, что снижает трудоемкость по возведению сборной обделки в условиях слабых кровель и уменьшает осадки грунта по трассе проходки.

Формула изобретения

Щит для проходки тоннелей, включающий корпус с щитовыми домкратами и .гибкими уплотнениями в хвостовой части щита, На котором жестко закреплены направлягацйе и установлен с возможностью перемещения относительно продольной оси щита фартук с .направляющими, и трубопровод подачи тампо5 нажного раствора, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности его работы путем уменьшения смещений слабых -пород, направляющие щита и фартука выполнены в виде разл мещенных одна в другой полых и глухих со стороны забоя штанг, при этом тру.бопроводы подачи тампонсокнбго раствора размещены внутри полых штанг, а фартук выполнен из ряда пластин.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ W 1138083, кл. 19 f 3/02, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР 0 54054, кл. Е 21 D 9/06, 1937 (прототип) .

ч S 12 IS 21 13 77 1м- }Ь

-Л

Фиг.З