Устройство для одновременного прорезания щели и сооружения монолитной оболочки

 

ИСАЫИЕ,, Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.07.80 (21) 2962416/22-03 (51) М. Кл. з

Е 21 D 9/00 с присоединением заявки №вЂ”

Государстаеииык комитет (23) Приоритет— (53) УДК 621.819 (088.8) . по делам иаобретеиий и открытий

Опубликовано 23.02.82. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.82

Г. М. Богомолов, В. П. Петренко, П. В. Петренко, П. .Д..Васюков, .

П. С. Исаев, Л. С. Афендиков, А. А. Шевченк, Н. А. Простов (72) Авторы изобретения и В. В. Степанков

Управление гос да ственного строительства сковского (71) Заявитель

У P метрополитена «Мосметрострой» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ПРОРЕЗАНИЯ

ЩЕЛИ И СООРУЖЕНИЯ МОНОЛИТНОЙ ОБОЛОЧКИ

Изобретение относится к подземному строительству, в частности к средствам для одновременного прорезания щели и сооружения в ней непрерывной цилиндрической монолитной оболочки обделки при ведении работ

5 в неустоичивых горных породах, и может быть использовано в тоннельном строительстве и горнорудной промышленности в случаях, когда одновременно прорезается в породном массиве контурная щель и в ней сооружается монолитная оболочка обделки, а затем, под защитой этой оболочки, производится разработка и выемка ядра породного массива.

Известна машина для прорезания щели, выполненная на гусеничном шасси, на ко l5 тором, установлена телескопическая стрела с возможностью вращения относительно продольной оси машины. На свободном конце стрелы закреплен прямолинейный цепной бар (1) .

Недостатком этой машины является то, что она не обеспечивает сооружение в щели монолитной оболочки, необходимой при ведении работ в неустойчивых отслаивающихся породах, что ограничивает область ее применения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для одновременного прорезания щели и сооружения монолитной оболочки, включающее базовую машину со стрелой и смонтированный на стреле щелепрорезной рабочий орган, в корпусе которого выполнен канал с соплами, для подвода бетонного раствора (2) .

Недостатком такого устройства является то, что оно не может быть применено для сооружения в прорезаемой щели однородной, без включений породы, монолитной оболочки с требуемой высокой несущей способностью, необходимой для восприятия горного давления пород и предохранения проходчиков от обрушения пород при разработке и выемке ядра под прикрытием сооруженной оболочки, поскольку при одновременном вращательном и поступательном движениях, т. е. при резании боковой поверхностью, исполнительный орган не сможет выносить штыб грунта из щели, который будет осыпаться в щель из-за увеличе907261

4$

S$ ния зазора между перемещаемым исполнительным органом и образующейся задней стенкой щели, а связующий раствор, подаваемый через сопла в исполнительном органе, будет распространятся радиально относительно поверхности трубы исполнительного органа и связывать разрыхленную породу по всему сечению прорезаемой щели.

В результате того, что образованная этцм устройством неоднородная монолитная оболочка не обладает необходимой несу.щей способностью, технология выемки ядра породы под защитой сооруженной в щели оболочки не может быть применена, так как она будет раздавлена повышенным горным давлением в неустойчивых горных породах.

Кроме того, исполнительный орган этого устройства выполнен прямолинейным и при его применении для проходки тоннелей он сможет сооружать только короткие, равные длине исполнительного органа, цилиндрические оболочки и при сооружении последующих цилиндрических оболочек обделки их стыки будут образовываться уступами (внахлестку) из-за чего с каждой последующей заходкой сечение тоннеля будет уменьшаться, что недопустимо, так как тоннели имеют заданные габариты сечения.

Цель изобретения — повышение несущей способности и качества сооружаемой оболочки.

Цель достигается тем, что рабочий орган снабжен установленной на нем со стороны образования оболочки направляющей с охватывающей ее эластичной манжетой, при этом внутри направляющей выполнены каналы, а сопла размещены в манжете и сообщены с каналом. Рабочий орган выполнен в виде зигзагообразного цепного бара, а направляющая выполнена T-образной и закреплена между режущими цепями бара. Цепной бар снабжен заглаживающим упругим элементом, упруго поджатым к искривленному участку бара.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — расположение устройства в сечении выработки; на фиг. 3 — рабочий орган, вид сбоку; на фиг. 4 — сечение А — А на фиг. 3; на фиг. 5-рабочий орган, вид снизу; на фиг. 6 — 8— стадии схемы сооружения монолитной оболочки; на фиг. 9 — схема разрезания ядра на породные блоки.

Устройство включает базовую машину с шасси 1, на которой относительно ее продольной оси на валу 2 закреплена под углом 90 телескопическая стрела 3 с возможностью вращения вокруг вала 2. На базовой машине установлены гидроцилиндры 4 для центрирования и распора базовой машины относительно продольной оси выработки 5. о го и зо

3s

На телескопической стреле 3 закреплен искривленный зигзагообразный цепной бар

6 для обеспечения возможности сооружения непрерывной по длине тоннеля гладкой цилиндрической оболочки, поскольку при прямолинейной базе обделка выполнялась бы из коротких цилиндрических оболочек, равных длине бара, с образованием между смежными цилиндрическими оболочками уступов, из-за которых с каждой последующей заходкой сечение тоннеля будет уменьшаться.

Зигзагообразное искривление 7 выполнено в плоскости, перпендикулярной поверхности щек 8 бара и находится в его хвостовой части, при этом механизм привода 9 режущих верхней 10 и нижней 11 цепей закреплен на части зигзага, обращенного во внутрь выработки за поверхность сооруженной оболочки 12 предшествовавшей заходки, а щеки 8 бара удалены от оси выработки 5 и располагаются по контуру цилиндрической поверхности оболочки 13 последующей заходки, в связи с чем создается возможность получения непрерывной цилиндрической оболочки обделки в результате формирования стыков 14 между заходками оболочек с образованием торцового стыкования и ликвидации уступного стыкования внахлестку.

Направление движения режущих цепей выбирается таким образом, чтобы рабочая зона 15 режущих цепей двигалась в направлении из глубины породного массива к ядру забоя и выносила породную мелочь из образующей щели.

Для отделения зоны образования щели

16 от зоны сооружения монолитной оболочки 17 на наружной поверхности щек цепного бара закреплены продольные манжеты 18. Кроме того, между режущими цепями 10 и 1! в их холостой зоне закреплена продольная T-образная направляющая

19, вдоль которой может перемещаться эластичная манжета 20, герметизирующая зону сооружения монолитной оболочки 17. Внутри эластичной манжеты 20 проходит канал 21, подводящий быстроохватывающий раствор бетона к соплам 22, через которые раствор выходит в зону сооружения монолитной оболочки, благодаря чему в ней происходит формование монолитной оболочки и исключается вытекание раствора через режущие цепи 10 и 11.

Для герметизации сооружаемого стыка между сменными заходками оболочек на телескопической стреле 3 закреплен заглаживающий упругий элемент 23, поджатый к искривленному зигзагообразному участку бара.

Герметизация в щели зоны сооружения монолитной оболочки посредством эластичной манжеты необходима для повышения несущей способности монолитной оболочки

907261 за счет ее формирования однородным раст- равный толщине искривленного цепного вором бетона без примеси породной мелочи баРа 7. в щели, а герметизация сооружаемого сты- При вращении телескопической стрелы 3 ка между смежными заходками оболочек с заглаживающий упругий элемент 23 скольпомощью загла?кивающего упругого эле зит по поверхности сооруженной оболочки мента исключает вытекание раствора через обделки 12 и одновременно контактирует стык и загрязнение его породной мелочью, с ядром забоя и уплотняет корпус участа также повышает несущую способность ка искривленного зигзагообразного бара 7, монолитной оболочки обделки в месте сты- в результате чего достигается герметизака. ция зоны сооружения монолитной оболочки

Устройство работает следующим обра- }О на участке стыка 14 между смежными заходками и образуется гладкая поверхность

Самоходное шасси 1 устройства подво- оболочки обделки между заходками непрсдится к груди забоя и с помощью гидро- рывной цилиндрической формы.

Изобретение позволяет повысить несуотносительно продольной оси выработки 5, щую способность сооружаемой опережак?включается механизм продольной подачи 5 щей монолитной оболочки обделки и за счет и механизм вращения цепного бара (не этого применить его при производств

), pe ультате чего искривлен- ходческих работ в неустойч е проный зигзагооб азный стой}чивых породах, о разныи цепнои бар 6 внедря- при которых развивается высокое го?нос ется в ядро забоя. горное давление. B результате этого устройство

Поскольку цепной бар имеет ис- позволяет исключи го ть ра оты, связанныс б кривление, то для того, чтобы его с возведением ре. вр меннои крепи, операции разместить у контура выработки при на- по монтажу-демонтажу опалубки и снизить личии уже сооруженной оболочки обдел- аварийность из-за вывалов породы, что ки цепной бар внедряют, отступив от кон- позволит сущест е ственно сократить трудоемтура ядра и после внедрения производят кость работ и расхо, асход материалов, испол ьодновременно вращение вала 2 и оаздви- 25 зуемых д} х для временнои крепи, а также пожение телескопической стрелы 3 до раз- высить безо б пасность ра от и скорость coi?pi мещения цепного бара 6 у заданного кон- жения тоннелей. тура сечения выработки (фиг. 6). осле того, как цепной бар 6 располо- 1. Устройство для одновременного н ожится на заданном контуре на продоль- резания щели и сооружения монолитной обоной Т-образной направляющей 19 с хвос- Зо лочки, включающее базовую машину со товой части бара, вдвигают э.}астичн }o стрелой и смонтированный на стреле шелесту 20, включают Mex2HH3Mbl }}pgU}e 06p33HQH рабочий opt 3H, B корпуcp } отор ния телескопической стрелы 3 и одновре го выполнен канал с соплами для подвода менно производят нагнетание раствора бе бетонного раствора, отличающееся тем, тонной смеси. 35 что, с целью повышения несущей способ?При вращении реж 10 их рб

Ущих цепеи и рабочий орган снабжен установленной их ра очая зона 15 разрушает породу и на нем со стороны абразивной оболочки выносит штыб из образуемой щели. Одно- направляющеи с охватывающей ее эластичв еменно по каналу 21 нагнетается раст- ной ман т вор бетонной н и смеси к соплам 22.

41 — нои манжетой, при этом внутри направляюБ

40 щеи выполнены каналы, а сопла размещены лагодаря наличию на наружной пове ховерх- в манжете и сообщены с каналом. ности щек 8 искривленного зигзагообразно- 2. У стройство по п. 1, отлачающеессч тем. пного ара продольных манжет 18 и что рабочии орган выполнен в виде зигзаэластичнои манжеты 20 производится разде- гообразного цепного бара, а направляюление операции по выносу штыба породы ая вы л ны о разования щели щ выполнена T-образной и закреплена и формиро- между режущими цепями бара. ванию в выделенной зоне 17 монолитной 3, У

3. стройство по п. 2, отличающееся тем, что цепной бар снабжен продольными мапаким о разом, в результате работы ис- жетами, закрепленными на его щеках. кривленного зигзагообразного цепного бара 4. У

p . Устройство по п. 2, отличающееся тем, н в еменно прорезается в целике яд а

Р 50 что цепнои бар снабжен заглаживаю!ии11 очка монолитной обделки в }o÷ Kà породы контурная щель и сооружается обо- упругим элементом, упруго поджатым к п зонах (фиг. 7 и 8). разделенных кривленном участку бара.

По техно

Источники информации, о технологии работ предусмот ено соор у р о соо- принятые во внимание при экспе ?тпзе ате нт- Ф ра н ци и Мо 2123846, ружать гладкую поверхность цилиндричес- 1 П кой оболочки обделки. При работе устрой- 5 кл. E Ol G 3/00, опублик. 1972. лочки ства между уже сооруженной заходкой обо- ?. А о- . Авторское свидетельство СССР очки 12 обделки и вновь сооружаемой 13 Vo ?442... - ( образуется незаделанный торцовой стык 14 О 19, кл. Е 02 F 5/04, 1968 (п ототип) . (р

90726I

Редактор В. Иванова

Заказ 543/43

Составитель Ю. Поярков

Техред А. Бойкас Корректор У. Пономаренко

Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4