Щит для проходки тоннелей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

оср ф : 59071

FFI (Класс 19 f, 2

3аревистрировано в Бщро изобретении Госплана при СНК СССР

В. В..Михайлов.

Щит для проходки тоннелей. заявлено 13 янвауя 1938 года в НКПС ва Ко. 2798.

Опублнновано 28 февра.гя 1941 года.

Известны тоннельные щиты, имеющие герметически изолированию рабочую камеру в виде усеченного конуса, в устье которой на шаровом шарнире установлено выдвижное буровое оборудование.

С целью использования бурового оборудования также и для рефулирования грунта без .затопления рабочей камеры, внутри буровой колонки расположен шнек с полым перфорированным валом для подачи через полость последнего воды,в буровую колонку. Для уменьшения лобового сопротивления движения щита способом вдавливания при прохождении сыпучих . и плывунных грун гов на гаерегородке конусообразной камеры установлены выдвижные первнбраторы, предназначенные для сообщения грун- ту вибраций в пределах рабочей камеры и под ножом.

На чертеже фнг. 1, 2 и 3 изобража-! ют продольный разрез расположенного е тоннеле шита при трех различных положениях выд вегжного бурового оборудования; фиг. 4 — продольный разрез буровой колонки; фиг. 5— .продольный разрез ывж,1низмов вращения и подачи буровой колонки; фиг. 6 —, разрез по линии А — Б на фиг. 5; фиг.

7 — вид спереди конуса рабочей камеры с показанием расположения первибраторов; фиг. 8 — продольный разрез первибратора и фиг; 9- — разрез по линии  — Г на фиг. 8.

Щит для щюходки тоннеля состоит из трех основных частей: наружнолобового кожуха, хвостового цилиндра и сердечника.

Наружный лобовои кожух 1 представляет собой нормальный щит, оборудованный домкратами 2 для .перемещения с закрытым забоем и рабочей камерой 3 в форме усеченного конуса, снабженной буровым оборудованием для вы=мки породы. Задняя часть шита удлннена и снабжена концевым уплотнением 4, образованным при помощи заполненной водою резиновои трубки. Гидравлические домкраты снабжены полыми плунжераки, сквозь которые проходят штоки опорных валов сердечника щита. В передней части щита расположено буровое обору.дование для производства ., выемки грунта и отдачи его на поверхность.

По периметру шита Размещено устройво для осуществления и регулирования поворота щита.

О П И С А H И Е И 3 О Б P-E Т-Е 1-1 И R

К АВТОРСКОЯУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5907!

Пре д ме т и з об ре тени я.

1. Щит для проходки тоннелей с герметически изолированной конусо-. образной рабочей камерой, в устьеко-торой на шаровом шарнире установлено выдвижное буровое оборудование, -о т л и ч а ю щ и и я тем, что, с целью .использования бурового оборудования

-и для рефулирования грунта без зато. пления..рабочей камеры; внутри буровой

„-...рФ 3;.,ърфорирор -.чает 1м валом;,ля Ро дачи через полость послеужехо воды

Б буровую колонку.

1. Щит для проходки тоянелей по п. 1, отличающя и я тем, .что„в. целях уменьшения лобовою -.-. сопротивления- движеияю mrna дри арохяжденяи сыпучих Б 2 жын"- чииж тщтГ"Ов слосооом Вдавливанья, на opoëêe кон сообразной райней жи-«рь ;-.-устачовлеч 1 mыр}> äù ад рай урроры для сообщения грунту: вя4раяии: в-.аределах--p8605i"-.û-киРы-м хадж жж(и.

59071

Хвостовой цилиндр 5 шита предста-, вляет собой металлическую оболочку, свободно (с зазором) входящую вко- жух 1. Задняя часть хвостового ци- линдра 5 также снабжена расширяю-

l щнмся уплотнением б с заполненной водою трубкой. Хвостовой цилиндр 5 лодвижно насажен на направляющих валах н .может перемещаться по этим направляющим при помощи .несколь- хих -ион эвых- гаек, составляющих; с ннм одно целое. Заодно с хвосгсвым цилиндром перемещаются и вибро- шнеки 7.

Сердечник 8 щита представляет со-; бой -сплошной или решетчатый ци- лнндр диаметром, -несколько меньшим внутреннего сечсняя трубопровода.

В згдней своей части на ыго наде- ты два--резнновых мешка, служащие: оин {задний) для создания нсобходи- I мого трения между сердечником и .вы-. веденной частью облицовки и другой (передний) для прессования свежего беточа.

В первой части на сердечнике a i бронзовых подшипниках закреплены основные Направляющие валы и перемещающие винты. В средней асти нг, сердечнике установлены виброшнекн 7 питания бетоном, служащие для одно-, временной подачи и внбрировгния бе- гонг .над прессующим мешком.

На сердечнике 8 имеется подвижное устройство в виде шайбы, выполняю- щее роль передней стенки камеры бе- тонирова ния облицовки и натяжного устройства арматуры облицовки Шне- ки 7 жестко соединены подшипником с хвостовым цилиндром 5 и поэтому ях посгупательное движение связано с этим цилиндром. Сердечник обору- дован центробежным насосом и прибо-, ром Бухардца для поднятия и поддерживания 3<ê0ÐÎ давления В;резино-, вых мешках и в шлангах уплотнений.

Наконец, в свободной половине сердечника расположен ленточный транспортер 9 для подачи бетона. !

Кожух 1.щита, в своей лобовой ча-, сти снабжен конусообразной .рабочей камерой 3, герметично изолированной j от..щщщдя. В устье конуса укреплено буранное оборудрванна, представляю- щее собой вргп аюшицся мщчиндр ко- лонку 10, снабженную на и>нце буро- вым наконечником (коронкой) 11 для бурения твердых пород.

Вращаясь, колонкг 10 может одновременно подаваться вперед на полную глубину рабочей камеры или пол.ностью убираться в устье корпуса.

Одновременное вращение и.продольнгя подача колонки позволяют осуществлять выбуривание в породе цилиндрических жо;н;цевых -отверстий. Постунач-ельный ход -бура расс шчзн так, что колснка может заходить вглуоь несколько дальше дрожа щита, осуществляя подрезыванне грунта перед -ножом.

Внутри колонки 30 помешена шнековая труба 12 полая труба с укреп.ленной на ней шиловой винтовой полосой), снабженная в перемен своей части крестовьм барам для размельчения мягких пород. Шнековая труба 12наглухо скреплена по кмпам с буровой колонкои: в передней чгсти — посредством бара, г на другом конце — помощью шнековой винтовой полосы, закрепленной ".à внутренней поверхности колонки; таким образом шнековая труба вращается и перемешается вместе с колонкой. С поверхностью земли — шнековая труба 12 соединена гибким шлангом 13, по которому под давлением подается вода или глинистый раствор; через патрубки 14, предусмотренные на шнековой трубе, вода попадает в шнековую камеру, где для удобства и быстроты рефулирования разжижает поступающий в колочку выработанный грунт.

Чтобы избежать закручивания шлгнга подачи воды нрн вращении колонки, присоединение шланга 13 к шнекозой трубе 12 предусмотрено скользящим.

Таким образом, работа буровой колонки .О заключается в ргзмжтьчепии баром 15 (фиг. 4) и коронкой 11 породы, вбирании ее юнеком в полость колонки, разжижении добавочной водой или глинистым раствором под давлением и рефулированни на поверхность.

Буровая колонка 10 сидит в бронзовом подшипнике 16, плотно укрепленном в стакане 17; непосредственно за подшипником колонка снабжена зубчатым колесом 18,. которое через двг вала соеднняетсл с,,кеханизмом вращения. Колонка заканчивается кониче59071 ским переходом 19 и патрубком: с фланцем; на патрубок надето сколь-!

:ало.ее стальное кольио 20, а ьотороыу I крепится гибкий шланг 21 рефулера. I

К этому же скользящему кольцу при.креплены две полугайки 22 (фиг. 5 и

6), осуществляющие, посредством двух винтов 23 подачи, продольное перемещение буровой колонки. Приводные валы, винты подачи,и остальные меха.-низмы приводов:вращения и переме.щения буровой колонки моитированы

=на . специальной опорной раме 24, укрепленной на внутренней стороне стакана. Подшипники валов 25 и винтов 23 подачи укреплены на радиальных кольцах опорной рамы 24. перекрывающую частично пр дыду шую.

При работе в твердых известняках внутреннюю трубу и шнек колонки несколько отодвигают назад и вместе с ней отодвигается 4ар, на котором укреплен гидролом. Порядок бурения сохранжтся такой. же, как и в прелыдущем-,случае, но каждый раз проходится только концентрическое кольцо, оставляем:ое коронкой бура. Когда бурение .::ьыавлнено на достаточную глу.бину--(акло 0„5 — 8 6 .м); .пягощью ги- . дрожОиа «щэоиэводится Отделение".ж . на в виде цилиндра породы, котцарь:Й переносится буровым оборудованием к окну рабочей качеры 3 .и нажатием шнжа выдается на ленту или вагонетку., Затем пробуривается смежное. кольцо и производится отделение H

Стакан 17 колонки снабжен двумя парами взаимно .перпендикулярных- повыдача следующего цилиндра поролы.

При работе в плывунных грунтах или в песке, ког да продвижение шита осуществляется вдавливанием ножа в грунт, буровую колонку 10 убирают из рабочей камеры 3 в тоннельное пространство. В этом случае .рабочая кгмера 3 заполнена грунтом, который рефулируется шнеком в отводящий шланг 21, причем вода подается в буровую колонку 10 через полость перфорированного вала.

Для быстроты и удобства рефулирования грунта, поступающего в колонку бурового оборудования, при его вращении через ряд патрубков 14 шнековой трубы 12 подается добавочная вода под давлением. Разжижение грунта здесь происходит в изолированной шнековой камере и разжиженная масса отсасывается рефулером по шлангу 21. Продвижение шита вперел при заполненной касмере методом вдавливания облегчается применением вибрации грунта.

Первибраторы 30 концентрически расположены на поверхности конуса

31 рабочей камеры (фиг. 7) н прикреплены к нему каждый тремя опорны:ми болтами 32 (фиг. 8 и 9).

Каждый первибратор снабжен наконечником 33 и эксцентриковым валом

34, приводимым во вращение гибким валом 35 от электродвигателя.

Под влиянием .вибрации сыпучий грунт, пропитайный водою, приходит в.луосей 26; посредством одной из них стакан закреплен в -подшипниках 27; опорной рамы тележки вращения, дру- . гая пара двигается по направляющим, 28 качания. Тележка вращения, пере- 1 мешаясь по цилиндрической поверхно- сти в радиальном направлении, вра-, щает все буровое оборудование, за-, крепленное ва стакане. Качание ста; кана с буровым оборудованием по на-, .правляющим 28, в пределах граониц ра-, бочей камеры шита, производят два, червячных механизма 29, смонтирован- ные на опорнои раме тележек враще-, ния и соединенные тросами с опорной .

I рамой приводов буровой колонки. .I

Помощью вращения и качания всего . бурового оборудования достигается, обслуживание буровой колонкой лю- бои точки забоя.

При работе в твердых глинах или, ! мягких известняках для продвижения щита необходима поправка кольцевого, паза под ножом; эта работа ведется при освобожденной камере помощью выдвинутой буровой колонки 10. Pa- бота колонки заключается в размель-., i чении баром 15 породы, вбирании ее шнеком в полость колонки 10, разжи- 1 женин ее добавочной водой .или гли- : нистым раствором под давленйем и ре- . фулировании на поверхность. Каждый постулательный проход колонки пробуривает-в.-породе полую лунку; за-тем бур переводится В смежное положение и выполняет соседнюю луночку,