Щит для проходки тоннелей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Соев Сфаетскик Социалистических Республик(51)М. Кл. Е 21 О 9/Об Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 23 О 781(72) Авторы изобретения В.П.Самойлов,. Т.П.Садовский, В,Г,Лернер Ю.И,Левитин и Г.М.Синицкий 1 Заявите ециальное конструкторско-технологическое бюро"Главмосинжстроя при Мосгорисполкбке"-"4) ЩИ ПРОХОДКИ ТОННЕЛ Изобретение относится к горнономышленности, а именно к строительву тоннелей в песчаных и глинистыхрунтах проходческими шитами,Известен щит для проходки тоннеи в песчаных и глинистых грунтах,лючающий удлиненное ножевое коль- в виде заостренной спереди обейки, горизонтальные полки, силовыеилиндры для перемещения щита, устаовленные в опорном кольце, роторныйольцевой орган, к внутреннему кольу которого закреплен съемный бар,снащенный резцами, и конвейер-пеегружатель. пр ст ле вк цо ча тов роное задле снятальныбое гл тся вабое тальны ле осн ся впе забоя. части попадает в приемный бункер конвейера-перегружателя Г 1.Недостатком .данного щита являетсянеобходимость в стесненных условияхручной разработки прослоек глинистых грунтов, вплоть до момента, когда забой станет однородным. При выдвижении роторного органа возможнозаклинивание его, так как труднообеспечить синхронное выдвижение домкратов для перемещения короткого кольца внутри обечайки.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является шит дляпроходки тоннеля, включающий ножевое наличии в забое песчаных грун- и опорное кольца с Фланцами, силовые орный орган отводится в исход- . гидроцилиндры для перемещения щита, нее положение и перед ним пос- исполнительно-йогрузочный орган, коия бара монтируются горизон О эырек, установленный на ножевом коль- полки. При появлении в за- це и состоящий из сегментов в виде нистой прослойки разработкакриволинейных листов, и горизонталь- вдавливании щита осуществля- ныв полки, которые размещены в передучную; При сплошном глинистом ней части щита. роизводится демонтаж горизон- В указанном щите козырьки задав- полок, а роторный орган пос- ливаются в породу гидродомкратами щения съемным баром выдвигает. или все одновременно, или раздельНО, ед и осуществляет разработку что предотвращает опасность осадки Грунт, захватываеьый в нижней дневной поверхности. Песчаная порода, овшами, поднимается вверх и . Зо располагаемая под углом естественного откоса, при вдавливании щита ссыпается в контейнер, подаваеьий на платформе. При наличии глинистой прослойки при внедрении щита образуют на площадках отдельные прямоугольные куски, выгружаемые вручную 2.Недостатком известного щита является то, что при появлении в забое глинистой прослойки разработкуи погрузку ее производят вручную.При использовании же роторного рабочего органа для разработки глинистого грунта гидродомкраты выдвижения козырька мешают его работе,поэтому козырек полностью долженбыть демонтирован, что является трудоемким процессом и, кроме того, непозволяет производить демонтаж лишьтех сегментов, в зоне которых встречаются глинистые прослойки породы,Указанные недостатки снижают эффективность проходки.Цель изобретения - повышение эффективности проходки в песчано-глинистых грунтах путем обеспечения ихселективной выемки.Поставленная цель достигается тем,что сегменты козырька имеют продольные борта для разъемного соединениямежду собой и торцевые фланцы длякрепления к фланцам ножевого кольца,продольные борта одних сегментов выполнены сужающимися во внутрь относительно радиальных плоскостей,проходящих по торцам этого сегмента,а других сегментов - расширяющимися,при этом горизонтальные полки закреплены на сегментах одинаковой формы,На фиг.1 показан щит для проходки тоннелей в песчаных и глинистыхгрунтах вид спереди; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вариантвыполнения сегментов козырька.Щит состоит из опорного кольца 1,которое оснащено силовыми гидроцилиндрами 2. На опорных роликах 3 спродольным опиранием на упорные ролики 4 размещено кольцо 5 роторногорабочего органа. В пределах ножевогокольца б корпуса щита размещен бар,состоящий из трех лучей 7, оснащенных резцами 8 и прикрепленных к центральной части к трубчатому забурнику 9.В периферийной части каждый лучоснащен жестко прикрепленной к немутрубчатой стойкой 10, которая с помощью гидродомкрата 11 при необходИмости выдвижения или втягивания бараперемещается в направляющей трубе12 кольца 5,Один иэ лучей, например нижний,оснащен профияирующим копир-резцом13,перемещающймся с помощью гидродомкрата 14, работающего от автономной насосной станции (не показана) .К кольцу 5 спереди прикреплены погрузочные ковши 15 двойного действия. Реверсивное вращение Кольца 5 роторного рабочего органа с лучами 7 бара, зарубником 9 и ковшами 15 осуществляется от двух приводов 16,установленных на горизонтальной перегоРодке 17, размещенной в пределахопорного кольца 1.Козырек (аванбек) составлен изсегментов двух типов", сегментов 18,продольные боковые борта которых впоперечном сечении сужаются вовнутрь относительно радиальных плоскостей, проходящих по торцам этогосегмента,и сегментов 19,продольныебоковые борта которых в поперечномсечении расширяются во внутрь отно 15 сительно радиальных плоскостей, проходящих по торцам этого сегментаСегменты 18 и 19 соединяютсядруг с другом по продольным боковымбортам посредством болтов 20.20 Сегменты козырька состоят из торцевого фланца 21, заднего 22 и переднего 23 криволинейных листов идвух продольных боковых бортов 24.Криволинейные листы 22 и 23 установлены внахлестку и образуют выемкуна наружной поверхности сегмента дляустановки на ножевом кольце и выемку на внутренней поверхности дляустановки горизонтальных полок,Все указанные элементы сегментакозырька могут быть соединены междусобой с помощью сварки, либо передний 23 криволинейный лист крепитсяпосредством винта 25 к заднему 22криволинейному листу. В заднем листе 22 вварена втулка 26 для проходаприжимного винта 27. Передний заост/ренный спереди лист снаружи оснащенполосой 28, служащей для создания закозырьком свободной полости при про 40 ходке в связных грунта. Торцевойфланец 21 крепится болтами 29 к незамкнутому снизу лобовому фланцу 30,жестко прикрепленному внутри ножевого кольца б, Кроме того, торцовые4 фланцы 21 сегментов козырька могутбыть оснащены сзади двумя щеками 31,которые с помощью коротких штырьевых связей 32 и длинных штырьевыхсвязей 33 соединяются с ребрами 34ножевого кольца б корпуса,В том случае, когда сегменты оснащены щеками 31, ребра располагаются напротив сегментов 18 и 19 поразному. Так ребра 34,располагающиеся напротив сегментов 19, размещеныпо центру этих сегментов, а ребра 34,используемые для крепления сегментов18, размещены со смещением относитель.но радиальной плоскости щита, проходящей в сечении через центр соответствующего сегмента 18. В этом случае щеки 31 укреплены на торцевомфланце 21 на таком расстоянии друг от друга, чтобы сегмент 18 мог перемещаться на длинной штырьевой связи 33 с тем, чтобы обеспечить возможность установки сегмента споворотом его при наличии ранее установленного выше расположенного сегмента козырька.К продольным боковым бортам козырька с помощью болтов 20 прикреплены горизонтальные полки 35 различной длины вдоль продольной оси щитамежду которыми по центру в переднейчасти полок устанавливаются ребра 36В нижней части щита размещен конвейер-перегружатель 37 с приемнымпередним бункером. К задней стенкепереднего фланца 38 опорного кольца1 прикреплены радвижные подвескитяги 39 для удержания заднего криволинейного листа 22 при снятом переднем криволинейном листе 2 3 взаданном положении после поворотакаждого иэ них на штырьевой связина угол, примерно равный 180 О (фиг.2).На кольце 5 выполнен вырез 40 для 20воэможности поворота и креплениязаднего криволинейного листа 22.Щит работает следующим образом,При однородном забое, сложенномпесчаными грунтами, в головной части 2установлены все сегменты 18 и 19козырька и все горизонтальные полки 35 с ребрами 36. Грунт располагается на полках и в нижней ячейке ввиде осыпей, являющихся средствомкрепления забоя. При продвижении щита песчаный грунт захватывается погрузочными ковшами 15 роторного рабочего органа поднимается вверх исбрасывается в приемный бункер конвейера-перегружателя 37, с помощьюкоторого порода передается в другиесредства транспорта.При появлении в нижней части забоя глинистого грунта его резаниеосуществляется с помощью выдвигающегося лишь в нижней части забоя копир-резца 13, а также резцами 8,укрепленными на лучах 7 бара роторно-.го рабочего органа.С поднятием верхней границы слоя 45глинистого грунта выше первой снизугоризонтальной полки 35 щит останавливают и производят демонтаж этойполки и центрального ребра, соединяющего его с выше расположенной полкой, Затем снимают болты 20, винт 27,а также болты 29, после чего можнодемонтировать сегменты 18, не имеющие щек. В том случае, когда сегментывыполнены с щеками, после снятия болтов 20 и 29 и винта 27 сегменты 18,опускают на удлиненной штырьевойсвязи 33 до момента, когда верхняя щека 31 сегмента 18 сядет на ребро 34.Затем указанный сегмент поворачивают приблизительно на 90 вокруг уд- Щолиненной штырьевой связи 33 внутрьщита и в этом положении. После соответствующего подкрепленияили подвески переднего криволинейного листа 23производят отсоединение его от задне- ц,го криволинейного листа 22, для чегоснимают винты 25. После снятия переднего криволинейного листа 23 заднийкриволинейный лист 22.дополнительно поворачивают и закрепляют к заднейстенке переднего фланца 38 опорногокольца 1 с помощью подвески-тяги 39.Для воэможности поворота заднего криволинейного листа 22 в заднее положение к нему подводят путем вращениякольца 5 роторного рабочего органавырез 40, который выполнен в передней стенке кольца 5.В том случае, когда сегменты козырька выполнены из соединенных междусобой элементов посредством сварки,демонтаж производят следующим образом. После поворота сегмента 18 примерно на 90 О вокруг удлиненной штырьевой связи 33 и соответствующего подкрепления или подвески его вынимаютштырьевую связь 33 и сегмент 18 убирают.После того, как нижняя горизонтальная полка и оба нижних сегмента18 сняты, а два соответствующих задних криволинейных листа 23 повернуты в заднее положение и закреплены с помощью подвесок-тяг 39, сновавозобновляют механизированную проходку. При этом штоки силовых гидроцилиндров 2 отталкиваются от очередного кольца тоннельной обделки, сооружаемого в хвостовой части щита.При дальнейшем увеличении толщины слоя глинистого грунта по меренадобности производят постепенноеснятие горизонтальных полок 35 и сегментов 18 и 19 козырька.При однородном забое, сложенномглинистым грунтом, ножевое кольцо 6полностью освобождается от горизонтальных полок 35 и козырьков, В этомслучае весь забой разрабатывается способом резания с помощью резцов 8,укрепленных на лучах 7 бара, и полностью выдвинутого копир-резца 13,размещенного в одном из лучейПри появлении глйнистой прослойкисверху объем полок и сегментов козырь.ка начинается сверху,Предлагаемый проходческий щит позволяет механизировать разработку ипогрузку глинистого грунта эа счетвозможности демонтажа горизонтальныхполок и сегментов козырька (аванбека)в зоне .появления прослоек глинистогогрунта,и разработку его роторнымрабочим органом. В результате демонтажа горизонтальных полок и сегментов Козырька (аванбек 4 в зоне появления прослоек Глинистого грунта значительно снижаются усилия для внедрения щита в грудь забоя. Кроме того,имеется возможность быстрого отводасегментов козырька (аванбека) приего демонтаже внутрь щита, где ихможно надежно подкрепить и опуститьв нижнюю часть щита для дальнейшейтранспортировки с целью складирования в тоннеле, а также возможность быстрой и безопасной установки сегментов козырька в установочное положение при монтаже козырька (аварбека) с горизонтальными полками, значительно сокращаются остановки щита, необходимые для ведения переналадочных работ, а также трудоемкость этих работ. При этом работы выполняются при лучшем соблюдении требований безопасности..Формула изобретенияЩит для проходки тоннелей, включающий ножевое и опорное кольца с фланцами, силовые гидроцилиндры для перемещения щита, исполнительнопогрузочный орган, козырек, установленный на ножевом кольце и состояший из сегментов в виде криволинейных листов, и горизонтальные полки, которые размещены в передней части щита, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью повышения эффективности проходки в песчано-глинистых грунтахпутем обеспечения их селективной выемки, сегменты козырька имеют продольные борта для разъемного соединения между собой и торцевые фланцы длякрепления к фланцам ножевого кольца,продольные борта одних сегментов выполнены сужающимися во внутрь относительно радиальных плоскостей,проходящих по торцам этого сегмента, адругих сегментов - расширяющимися,при этом горизонтальные полки закреплены на сегментах одинаковой формы.Источники информации,15 принятые во внимание при экспертизе1. Маршак С. А. и Самойлов В. П.Строительство подземных сооруженийс помощью прохсдческих шитов. М.,гз л гг л в зп я я ю зя сю илиал П 1 П 111 атент ф, г., Ужгород, Ул,Проектная,4 ИИПИ 3 848653 аз 6033/35 Тираж 627 Подписное