Устройство для возведения обделки подземного сооружения из монолитного бетона

 

Изобретение относится к области подземного строительства и может быть использовано для изготовления тоннелей и других подземных сооружений. Технический результат заключается в повышении удобства эксплуатации устройства, повышении его производительности и качества возводимой обделки. Устройство содержит бетоновод, опалубку с отверстием для подачи бетонной смеси, механизм перекрытия отверстия в виде поворотного затвора, закрепленного на оси, выполненного в виде изогнутого патрубка, наружная поверхность которого со стороны отверстия выполнена плоской, а внутренняя соответствует кривизне бетоновода в зоне подачи бетонной смеси. Устройство снабжено также трубопроводом, расположенным под отверстием опалубки, конец которого со стороны бетоновода расположен в патрубке при открытом положении затвора. Сечение отверстия патрубка соответствует сечению отверстия бетоновода и трубопровода. Патрубок снабжен кронштейнами, жестко соединенными с бетоноводом и трубопроводом. На одном из них закреплен приводной элемент, подвижная часть которого закреплена на поворотной части затвора. Приводной элемент может быть выполнен в виде гидроцилиндра. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области подземного строительства, а именно к устройствам для возведения обделки подземного сооружения, включающим проходческий щит, опалубку, элементы подачи бетонной смеси, и может быть использовано для изготовления тоннелей и других подземных сооружений.

Известно устройство, содержащее тоннельную опалубку с патрубками для подачи бетона и элементом в виде козырька для перекрытия отверстия, через которое подается бетонная смесь в заопалубочное пространство, при этом каждый патрубок закреплен на оболочке с возможностью его выдвижения в заопалубочное пространство по криволинейным направляющим (А.С.СССР N 724753 по кл. E 21 D 11/10 от 30.03.80 ).

Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, являются сложность и длительность процесса очистки патрубка и бетоновода для подачи бетона в момент, когда козырек перекрывает отверстие, что в конечном итоге снижает производительность процесса возведения обделки.

Кроме того, при использовании щитов для проходки тоннелей малого диаметра непроходного сечения (от 2 м и ниже) процесс очистки практически невозможен из-за трудности доступа обслуживающего персонала в зону размещения патрубка.

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению по совокупности существенных признаков является техническое решение, описанное в А. С.СССР N 1065609A по кл. E 21 D 11/10 от 28.04.82 ("Тоннельная опалубка"), в котором опалубка содержит оболочку с отверстием, патрубки с возможностью их соединения с бетоноводом, боковые направляющие, соединенные цилиндрической поверхностью, имеющей проем.

Устройство также содержит механизм перекрытия отверстия, выполненный в виде затвора, подвижно закрепленного в оболочке и закрывающегося заподлицо с оболочкой.

Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, являются сложность и длительность процесса очистки патрубка и бетоновода от бетонной смеси после заливки заопалубочного пространства, неудобство в эксплуатации при изготовлении тоннелей малого диаметра (от 2 м и ниже) и относительно низкое качество обделки, т.к. качественная очистка бетоновода затруднительна, что обуславливает при очередном цикле заполнения заопалубочного пространства попадание в него застывших фракций бетонной смеси.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении удобства эксплуатации устройства, повышении его производительности и качества возводимой обделки. Поставленная задача решается за счет того, что устройство для возведения обделки подземного сооружения из монолитного бетона, содержащее бетоновод, опалубку с отверстием для подачи бетонной смеси, механизм перекрытия отверстия в виде поворотного затвора, закрепленного на оси, снабжено расположенным под отверстием прессующей секции трубопроводом, а затвор выполнен в виде изогнутого патрубка, наружная поверхность которого со стороны отверстия выполнена плоской, а внутренняя - соответствует кривизне бетоновода в зоне подачи бетонной смеси, сечение отверстия патрубка соответствует сечению отверстия бетоновода и трубопровода, при этом патрубок снабжен кронштейнами, жестко соединенными с бетоноводом и трубопроводом и на одном из которых закреплен приводной элемент, например, в виде гидроцилиндра, подвижная часть которого закреплена на поворотной части затвора, а конец трубопровода со стороны бетоновода расположен в патрубке при открытом положении затвора.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволилио выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна" по существующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства для возведения обделки подземного сооружения из монолитного бетона.

Фиг. 2 - положение затвора при подаче бетонной смеси по бетоноводу в пресс-камеру.

Фиг. 3 - положение затвора при закрытом отверстии прессующей секции опалубки.

Фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3.

Устройство содержит проходческий щит 1, в головной части 2 которого расположен ротор 3; в нижней части щита расположен шнек 4 для выгрузки выбираемого грунта.

Управление ротором головной части 2 осуществляется гидроцилиндрами 5, а перемещение щита - гидродомкратами 6, взаимодействующими с пресс-кольцом 7. В хвостовой части щита размещена опалубка, состоящая из прессующей секции 8 и формирующей секции 9, и конвейер 10 для выноса грунта за пределы опалубки.

Для подачи бетонной смеси в пресс-камеру 11 устройство снабжено бетоноводом 12, а для прекращения подачи бетонной смеси - механизмом перекрытия, содержащим поворотный затвор 13, выполненный в виде изогнутого патрубка, подвижно закрепленного на оси 14 и снабженного кронштейном 15, на котором закреплен приводной элемент 16 в виде гидроцилиндра, шток которого закреплен на кронштейне 17. Под отверстием прессующей секции опалубки расположен трубопровод 18, который при закрытом положении затвора стыкуется с бетоноводом 12 при помощи приводного элемента 16.

Устройство работает следующим образом.

При вращении ротора 3 происходит разрушение грунта и по шнеку 4 и по конвейеру 10 он выносится за пределы проходческого щита. Направление проходки осуществляется при помощи гидроцилиндров 5.

После перемещения проходческого щита под действием щитовых гидродомкратов в пресс-камеру 11 при открытом затворе 13 (фиг. 2) по бетоноводу подается бетонная смесь и после заполнения камеры затвор под действием гидроцилиндра 15 занимает верхнее положение (фиг. 3), сжимая бетонную смесь в пресс-камере 11, после чего осуществляют очистку бетоновода от остатков бетонной смеси через трубопровод 18 при помощи элементов очистки 19 (проволочные, поролоновые и т.п. пыжи). Во время процесса очистки или после нее осуществляется перемещение проходческого щита и цикл возведения обделки повторяется.

Наличие трубопровода и выполнение затвора в виде изогнутого патрубка, управляемого приводным элементом, позволяет повысить производительность устройства, повысить удобство в эксплуатации при возведении обделки тоннелей малого диаметра, в которых доступ к месту заливки бетонной смеси практически невозможен, и повысить качество возделываемой обделки.

Формула изобретения

1. Устройство для возведения обделки подземного сооружения из монолитного бетона, содержащее бетоновод, опалубку с отверстием для подачи бетонной смеси, механизм перекрытия отверстия в виде поворотного затвора, закрепленного на оси, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным под отверстием опалубки трубопроводом, а затвор выполнен в виде изогнутого патрубка, наружная поверхность которого со стороны отверстия выполнена плоской, а внутренняя соответствует кривизне бетоновода в зоне подачи бетонной смеси, сечение отверстия патрубка соответствует сечению отверстия бетоновода и трубопровода, при этом патрубок снабжен кронштейнами, жестко соединенными с бетоноводом и трубопроводом и на одном из которых закреплен приводной элемент, подвижная часть которого закреплена на поворотной части затвора, а конец трубопровода со стороны бетоновода расположен в патрубке при открытом положении затвора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводной элемент выполнен в виде гидроцилиндра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4