Способ выполнения подземного туннеля и установка для осуществления

(ук) (1 83656 1 0 9/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТН Т Я ПАТЕНТУ 8295 ОДЗЕМН Я ЕГО ОС подземных го осущестспособ вы- азрушение ОПИСАНИЕ И(54) СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ПГО ТУННЕЛЯ И УСТАНОВКА ДЛЩЕСТВЛЕНИЯ(57) ИспоЛьзование: созданиетрубопроводов и установка длявления, Сущность изобретенияполнения туннеля включает Изобретение касается способа изготовления туннеля для подземных трубопроводов беэ выемки грунта над трубопроводом, а также установки для его осуществления, Земля и горная порода, которые должны удаляться, разрыхляются одним иэ известных способов, Разрыхленный материал удаляется из туннеля с помощью вращающегося транспортирующего барабана. Последний вращается на роликах внутри трубы, предназначенной для размещения под землей.Строительство подземных трубопроводов может осуществляться в соответствии с несколькими различными принципами, Наиболее простой способ заключается в выкапывании грунта на месте укладки трубы, укладку трубы и закапывание ее. Однако это не всегда может быть осуществлено с погорнои массы вращающимся инструментом, удаление разрушенной горной массы вращающимся транспортирующим шнеком, Последний размещен в защитной трубе, которую собирают в туннеле по мере его выполнения. В защитной трубе размещают механизм с роликами для поддержания транспортирующего шнека и устанавливают его с возможностью опоры на внутреннюю поверхность защитной трубы, Туннель бурят с помощью одного или нескольких инструментов, которые доставляются к забою и от забоя транспортирующим шнеком. Диаметр свободного отверстия в средней части транспортирующего шнека составляет по крайней мере 407 у от внутреннего диаметра защитной трубы и выполнен равным или больше диаметра самого большого транспортируемого инструмента. 2 с, и 8 з,п.ф-лы, 6 ил. мощью открытых земляных работ, напри- а мер, иэ-эа наличия дорог или озер, В таком (р случае необходимо искать способы подземной укладки.Для труб небольшого диаметра и корот-ких расстояний могут использоваться спо- О собы смешения грунта, при которых труба О вдавливается в требуемом направлении под (Я действием достаточно большого усилия, На конце трубы используется формирующийся ); наконечник, который вытесняет грунт настолько, настолько этого требует труба. Установка, базирующаяся на таком вытеснении земли, представлена в патентном документе В, в котором говорится, что с помощью такого способа довольно просто получить небольшие отверстия, тогда как в случае с большим отверстиями со 1836565противление вытеснению становится настолько большим, что имеющийся в этомслучае источник энергии не в состоянии создать необходимое усилие, или же их использование становится незкономичным. Всвязи с этим, в случае с отверстиями. боль-.шого диаметра необходимо использоватьмеханические молоты или режущие устройства или врубовые машины.При выполнении отверстий большогодиаметра разрыхляемый грунт должен удаляться из отверстия. 7 ак например, в патентном документе Р 1-51726 показан способудаления отколотого грунта из отверстия через трубу с помощью сжатого воздуха,.Другим ранее известным способом удаления разрыхленного грунта является например, транспортирующий шнек,встроенный в трубу за бурильной головкой,как, например. это показано в патенте ФРГДЕ 3.306,047, В системе по этому патентубурильная головка установлена в опорнойтрубе, которая содержит транспортирующий шнек. Диаметр этого шнека таков, чтоего наружный диаметр почти равен внутреннему диаметру опорной трубы, В этой конструкции транспортирующий шнекперемещается относительно опорной трубы.В патенте ФРГ ДЕ 3.228.684 представлена конструкция, в которой транспортирующий шнек установлен в опорной трубе,диаметр которой по существу меньше, чемдиаметр устанавливаемой трубы, В этомслучае определение расположения или направления бурильной головки может осуществляться через верхнюю часть трубы,которая остается свободной.В качестве недостатков существующихспособов можно отметить, что визуальноенаблюдение за бурильной головкой является ограниченным и кроме того, для ремонтабурильная головка должна выниматься, чтоявляется трудоемкой операцией, требующей много времени,Недостатком является также то, что конструкция транспортирующего шнека ограничивает диаметр горной породы, котораяможет транспортироваться шнеком, Крометого, разгрузка забившегося транспортирующего шнека затруднен, так как его конструкция является закрытой.С помощью установки и способа настоящего изобретения достигаются существенные улучшения в упомянутых недостатках,Характеристики установки и способа настоящего изобретения приведены в его формуле,В качестве важного преимущества настоящего изобретения можно отметить, что 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 за бурильной головкой обеспечивается хорошее наблюдение и имеется обширный и небольшой отрезок пути для транспортировки разрыхленной земли. Благодаря также большому диаметру транспортирующей трубы обеспечивается передача большого вращающего момента на бурильную головку. Свободный центр транспортирующей трубы является большим и через барабан можно транспортировать, например, инструменты и т,п. Это является преимуществом, поскольку, когда после бурения только с помощью бурильной головки в мягком грунте. встречается горная порода, то требуется доставить отбойный молоток к бурильной головке и установить его. Кроме того, куски горной породы, диаметр которых почти равен диаметру барабана, могут транспортироваться через него,. В процессе бурения можно следить за концом туннеля и качеством грунта, который может исследоваться через трубу, через нее могут собираться и удаляться инструменты в том случае, если свободное отверстие достаточно большое, чтобы через него мог пройти человек,На фиг,1 показаны в сечении транспортирующий барабан и защитная труба; на фиг.2 - в сечении бурильная головка и транспортирующий барабан; на фиг,З - бурильная головка с вращающейся врубовой головкой; на фиг,4 - вид сбоку концевой части устройства, установленного в исходном отверстии; на фиг,5 - вид сверху концевой части устройства, установленного в исходном отверстии; на фиг.6 - другой способ крепления бура.На фиг.1 схематично показан транспортирующий барабан (1), вращающийся на роликах 14 опорного роликового устройства 13, закрепленных в собранной трубе 8, Питание гидравлических цилиндров 9, направляющих буровую головку, осуществляется с помощью шлангов 15, проходящих через нижнюю часть трубы 8. Роликовое устройство 13 может быть закреплено в трубе 8,На фиг.2 показана головка устройства, входящая в грунт, молоткового типа инструменты для грунта или горной породы 19 закреплены во вращающейся конической части 3 с помощью приспособлений 33, 34 и винтов 45. 46, при этом инструменты в приспособлениях могут скользить на участках 16 под действием цилиндров 10 или 35. Ударные инструменты могут перемещаться против действия усилия, создаваемого средой под давлением в цилиндрах 10, 35. Вхождение в горную породу наиболее благоприятное осуществляется тогда, когда один инструмент 36 сверлит отверстие боль 1836565шого диаметра в центре туннеля, а другой инструмент 17 сверлит круг в наружной части отверстия. Опорные ролики 11 имеют осевую опору. Ролики 11 поддерживаются фланцем 6, который регулируется в требуемом направлении относительно цилиндрической части 7 с помощью гидроцилиндра 9, Гидроцилиндры 9 соединены с частями 43 и 44. Регулирование направления проникновения осуществляется с помощью цилиндра 9 путем поворота фланца 6 в требуемое направление. Опорные ролики 12 закреплены в цилиндрической части 4, которая поворачивается относительно цилиндрической части 7 в то время когда поворачивается головная часть. Фланец 6 прикреплен к цилиндрической части 5, которая может скользить и когда нужно поворачиваться относительно цилиндрической части 7, Гидравлические цилиндры 9 прикреплены одним своим концом к цилиндрической части 7, а другим своим концом к направляющей цилиндрической части 5 и к фланцу 6, Вращательное движение головки 3 осуществляется внутренней трубой 1, соединенной с головкой 3 даже в случае небольшого внутреннего различия в направлении. Внутренняя труба 1 имеет внутреннюю спираль 2, которая осуществляет транспортировку разрыхленного грунта 19 в заднюю часть устройства. Энергия для ударного инструмента 17, 36 подается по пневмошлангам 18, которые расположены с задней стороны спирали 2, где они защищены от абразивного действия грунта. Сжатый воздух подается также к цилиндрам 10 и 35, которые расположеныс задней стороны спирали 2, где они защищены от абразивного действия грунта. Сжатый воздух подается также к цилиндрам 10 и 35, которые перемещают инструменты 17 и 36. Наружная труба 8 обычно изготавливается бетонной и остается в туннели, Движение и усилие, требующиеся головке, передаются наружной трубой 8, Эти движение и усилие изменяются в зависимости от качества грунта.На фиг.З показана головка устройства, проникающего в грунт, вращающиеся буры 20 и 21 установлены во вращающейся конической части 3 головки с помощью подшипников и вращаются на собственном валу в связи с тем, что коническая часть 3 вращается, а они сами установлены под углом,На фиг.4 показана задняя часть исходного или стартового отверстия, где имеется рамная конструкция 23, на которую новые части наружной 8 и внутренней 1 труб поднимаются в то время, как головка устройства входит вглубь, а толкающие цилиндры 28 проталкивают ранее установленные трубные части в отверстие. Толкающие цилиндры поддерживаются листами 31 и 32, упирающимися в заднюю стенку исходногоотверстия. Цилиндры 28 соединены с рам 5 ной конструкцией с помощью частей 29 так.что цилиндры могут скользить на частях 29назад в случае, когда грунт на задней стенкестартового отверстия перемещается иэ-эатолкающего усилия, и рамная конструкция23 может сохранять свое первоначальное положение, так как с ее помощью было отрегулировано точное стартовое направлениетуннеля, Цилиндры толкают наружную трубу8 со специальным фланцем 24 с помощью15 адаптеров 30. На фланце 24 имеется вращающийся зубчатый элемент 26, приводящийся в действие двигателем 27 и зубчатымколесом 25, Вращающийся зубчатый элемент 26 является быстросоединяющимся20 известным способом с внутренней трубой 1,которая в свою очередь должна толкаться.Каждая внутренняя труба соединена со следующей с помощью известного способа быстрого соединения, например, с помощьюцепи, так, что вращательное движение передается головной части 3, Транспортирующая спираль 2 перемещает разрыхленныйгрунт к стартовому отверстию, из которогоон затем может удаляться. В течение всего30 рабочего периода заполняющая скоростьспирали является низкой, а поэтому, дажепри непрерывном бурении обеспечиваетсявоэможность наблюдения за головкой,На фиг,6 показан режущий инструмент35 38, который закреплен в буровой головке 3.Режущий инструмент 38 содержит буровуюголовку 39 и цилиндр 37, который можетсмешаться в другое направление или отводиться для повторной обработки в другом40 направлении, Инструмент крепится с помощью винтов 42 в отверстиях 41 поперечины 40, соединенной с буровой головкой,Инструмент может бурить в горной породекольцевые отверстия различного диаметра,45 Можно иметь несколько инструментов, закрепленных на поперечине 40 и можно выбирать диаметр и положение инструментана поперечине, которое регулируется засчет перемещения инструментов на попере 50 чине 40, например, с помощью гидравлического или пневматического давления.Хотя была описана только одна конструкция настоящего изобретения, однако,могут иметь место различные модификации55 и изменения, не выходящие за область данного изобретения,Формула изобретения1, Способ выполнения туннеля, включающий разрушение горной массы вращающимся инструментом, удаление разрушенной гор 1836565ной массы вращающимся транспортирующим шнеком, размещенным в защитной трубе, которую собирают в туннеле по мере его выполнения, перемещение инструмента к забою и осуществление наблюдения за 5 проводимой выработкой через-.свободную.центральную часть защитной трубы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности, в защитной трубе размещают механизм с роликами для поддержания 10 транспортирующего шнека и устанавливают его с возможностью опоры на внутреннюю поверхность защитной трубы, туннель бурят с помощью одного или нескольких инструментов, которые доставляются к за бою и от забоя транспортирующим шнеком, при этом диаметр свободного отверстия в средней части транспортирующего шнека составляет по крайней мере 407 ь от внутреннего диаметра защитной трубы и вы полнен равным или большим диаметра самого большого транспортируемого инс трумента.2. Способпоп,1,отличающийся тем, что для защиты рамы поддерживающе го транспортирующего шнек механизма к. бурильной головке подводят рукава.3, Способпопп.1 и 2,отлича ющийс я тем, что бурение выполняют по меньшей мере одним инструментом, причем радиаль ное положение инструментов корректируют.4. Способ попп.1 и 2, отлич а ющи йс я тем, что бурение выполняют двумя или более инструментами, при этом бурильную 35 головку вращают, причем по меньшей мере одним инструментом вырезают круглое отверстие в центре туннеля и по меньшей мере одним инструментом вырезают кольцеобразную наружную часть туннеля. 405 Способ по пп,1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что рамы инструментом способны совершать возвратное движение под действием силы, вызванной сжатием материала.6. Способ по пп,1 - 5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в туннель, выполняемый бурением, проталкивают один за другим связанные вместе элементы, которые размещают у защитной трубы, и имеют такую же длину, как транспортирующий барабан, снабженный системой с роликами и рамой между ними.7. Способ по пп,1 - 6, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что энергия для инструментов под давлением подается через пневмошланги, которые размещают с задней стороны спирали транспортирующего шнека.8, Способ по пп,1 - 7, отл ича ющи йся тем, что диаметр свободного отверстия в ,центре транспортирующего барабана составляет по меньше мере половину наружного диаметра защитной трубы.9, Устройство для выполнения туннеля, включающее установленный с возможностью вращения рабочий орган, цилиндры для подачи рабочео органа, транспортирующий шнек, двигатель, цилиндры с рамой для обеспечения толкающего движения бурильной головке и защитной трубе, о т л ич а ю щ е е с я тем, что трубопровод транспортирующего шнека выполнен из связанных одна с другой частей, расположенных последовательно одна за другой, имеет свободное отверстие с диаметром, составляющим по меньше мере 40 внутреннего диаметра защитной трубы, а рамы с роликами, поддерживающие транспортирующий шнек, размещены в нижней части защитной трубы и поддерживаются последней или прикреплены к ней.10. Устройство по п,9, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что приспособления одного или более инструментов имеют салазки для перемещения инструментов в осевом направлении под действием цилиндров.1836565 Редактор Т. Иванова каз 3015 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 оставитель Н. Ясехред М.Моргента инская Корректор О. Густи