Щит для проходки тоннелей

 

ОП ИСАНИЕ (i»912943

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 30.06.80 (21) 2948060/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) M. Кл

E 21 D 9/06

Гееудвратвеииый комитет (53) УДК 624.191, .6 (088.8) Опубликовано 15.03.82. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликовачия описания 25.03.82 йо делам иэобретеиий и отирктий

В. П. Самойлов, В. А. Ежов, Ю. И. Левити „А."Й -Оавт рдв,ei

Ю. А. Молчанов, В. И. Ресин, Т. Г1. Садовсфй„Г. @ .. „щ ицкий, Б. Н. Иванов, В. Г. Лернер и Ф1 -5 1еи4" 4(72) Авторы изобретения

Специальное конструкторско-технологическо

Главмосинжстроя при Мосгорисполкомс (71) Заявитель (54) ЩИТ ДЛЯ ПРОХОДКИ ТОННЕЛЕЙ

Изобретение относится к тоннелестроению при щитовой проходке тоннелей в сыпучих и связных грунтах,т в том числе при смешанном забое.

Известен щит для проходки тоннелей, включающий корпус с ножевым и опорным кольцами, домкраты подачи щита, наклонный конвейер-перегружатель, комбинированные горизонтальные полки, установленные в ножевом кольце и состоящие каждая из передней жесткой заостренной части и установленных на ней плоских конвейеров, принудительное вращение задних барабанов каждого из которых осуществляется посредством приводных звездочек и храповой муфты с помощью цельных связей, например, зубчатых реек, постоянно соединенных со штоками домкратов подачи (1).

Недостатком данного щита является то, что при встрече со связанными грунтами разработку забоя производят вручную в пределах невысоких ячеек головной части щита или для удобства разработки забоя осуществляют демонтаж тяжелых элементов горизонтальных полок. При встрече же с сыпучими грунтами необходимо вновь монтировать полки в ножевом кольце, что ведет к снижению темпов проходки тоннеля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является щит 1ля проходки тоннелей, вклю ающий коргус с ножевым и опорным кольцами, щитовые домкраты, штоки которых имеют башмаки, стреловой экскаваторный орган, наклонный конвейер-перегружатель и забойные поворотные плиты, закрепленные на выдвижных элементах с возможностью складывания посредством гидроцилиндров (2).

Недостатком щита является его невысокая эффективность при работе в сыпучих и связных грунтах, обусловленная необходимостью иметь специальные домкраты для перемещения выдвижных элементов, на которых смонтированы забойные плиты, а также дополнительную пуско-регулирующую гидроаппаратуру, гидрокоммуникации и автономну о насосную станцию.

Цель изобретения — повышение эффективности работы щита в сыпучих и связных грунтах.

Цель достигается тем, что опорное кольцо снабжено направляющими трубами, а

912943 каждый выдвижной элемент снабжен телеск«пической тягой, которая установлена с возможностью продольного перемещения в направляющей трубе и выполнена в виде наружной трубы и размешенного в ней внутреннего элемента, который посредством поворотной чеки соединен с башмаком щитового домкрата, при этом наружная труба имеет элементы для ее фиксации относительно направляюшей трубы и элементы для ее фиксации относительно внутреннего эле16 мента.

На фиг. показан щит для проходки тоннелей с установленными горизонтальными полками, вид спереди; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — то же, при выдвинутых вперед и установленных в вертикальное положение забойных пли. ах, ви.1 спереди; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез  — В на фиг. 4: на фиг. 6 — разрез à —.Г на фиг. 4; на фиг. 7 — разрез Д вЂ” Д на фиг. 2; на риг. 8 — разрез Š— Е на фиг. 7

1Цит для проходки тоннелей состоит из к«рпуса, содержащего ножевое кольцо 1, !llîðíîå кольцо 2 и оболочку 3, и оснащен домкратами подачи 4 щита. На кронштей е 5 укреплен эскаваторный стреловой рабояй ор ан 6, со скребком 7.

В направляющих 8 ножевого кольца 1 корпуса щита размещена с возможностью продольного перемещения вертикальная . ерегородка 9, в которой с обеих сторон ее шарнирно прикреплены складные полки верх- зо пие 10 и нижние 11 (фиг. и 2) .

В направляющих 12, укрепленных на но;кевом кольце, размещены выдвижные элементы 13, каждый из которых оснашен шар:.:ирна прикрепленными к нему забойной пли35 гой !4 и гидроцилиндром 15, который шарирно соединен с забойной плитой 14. Сзади каждый выдвижной элемент 13 оснащен

::кесткой телескопической тягой, проходя.::ей внутри направляющей трубы 16 и сос-«яшей из наружной трубы 17, жестко при- 41! крепленной передним концом к выдвижному элементу 13, и внутреннего стержня 18.

Фиксация наружной трубы 17 и внутреннего стержня 18 между собой осущест.ляется с l:îìîùüþ пальца 19, вставляемо. «в отверстия, выполненные в наружной .рубе 17 и внутреннем стержне 18.

11ри разъединении труб 17 и стержня 18 палец 19 вынимается из отверстия и удер:кивается цепочкой, закрепленной на нацравлгиощей трубе 16, либо вставляется в доп«лни1ельное отверстие, выполненное во внутреннем стержне 18. Для перемещения пальца 19 направляющая труба 16 имеет

ilð«ëо.,ьную прорезь. Наружная труба 17 ,»! ожет быть зафиксирована относительно направляющей трубы за счет жестко .закреп. енпой к ней бобышки 20, в которую вверу га запорная пробка 21, входяшая. в дополчительное отверстие, выполненное в наружной трубе 17.

Фиксатор может быть выполнен также в виде двух пластин, жестко прикрепленных по кромкам прорези и имеющих ряд отверстий, а наружная труба имеет жестко прикрепленное ухо с отверстием. Фиксацию уха относительно пластин производят пальцем, входяшим в указанные отверстия.

Внутренний стержень 18 установлен с возможностью крепления с башмаком близлежащего домкрата подачи 4 щита. Крепление внутреннего стрежня 18 с башмаком близлежащего домкрата подачи щита 4 может быть выполнено различным образом.

В одном из вариантов крепление может быть выполнено в виде поворотной чеки 22, установленной на внутреннем стержне 18 с ручкой 23 и фиксируемой от продольного перемещения посредством стопорных колец

24, закрепленных на внутреннем стержне 18 с помощью винтов 25.

На башмаке штока домкрата подачи 4 шита жестко, например, с помощью сварки закреплены цепи 26 с отверстиями, в которые вставляется запорный штырь 27. Отверстие такого же диаметра имеется и в поворотной чеке 22.

В другом варианте крепление может быть выполнено в виде проушины с отверстием на внутреннем стержне 18 и пластины, жестко. установленной на башмаке штока и имеющей проушины с отверстиями. Проушина внутреннего стержня 18 входит между проушинами пластины и фиксируется пальцем, входящим в указанные отверстия.

Нижняя часть ножевого кольца 1 и опорного кольца 2 корпуса щита оснащена отбойным листом 28, в проеме которого размешена приемная часть наклонного конвейера-перегружателя 29.

Ц(ит для проходки тоннелей работает следующим образом.

При проходке в сыпучих грунтах вертикальная перегородка 9 и горизонтальные полки 10 и 11 находятся в передней части ножевого кольца 1 корпуса щита (фиг. 1 и 2). При этом концы горизонтальных полок жестко прикреплены к соответствующим элементам ножевого кольца 1.

Выдвижные элементы 13 вместе с забойными плитами 14 посредством гидроцилиндров поворота 15 установлены в крайнее заднее наклонное положение и отведены к опорному кольцу, при этом поворотная чека

22 или проушина, располагаюшаяся на конце внутреннего стержня 18 телескопической тяги, выведена из зацепления со штоком домкрата подачи 4 шита.

Сыпучий грунт располагается в виде осыпей на горизонтальных полках 10 и 11 и в нижней ячейке головной части шита.

При отталкивании башмаков штоков домкратов подачи 4 от очередного уложенного кольца тоннельной обделки, ножевое коль912943 цо 1 и горизонтальные полки 10 и 11 и вертикальная перегородка 9 внедряются в грунт забоя. Грунт, ссыпающийся с полок 10 и 11 и располагающийся в нижней части забоя, с помощью скребка 7 экскаваторного стрелового рабочего органа 6 по отбойному листу 28 нагребается на приемную часть наклонного конвейера-перегружателя 29, с которого он передается на другие средства внутритоннельного транспорта.

В случаях, когда сыпучий грунт забоя обладает повышенным сцеплением или когда в ячейках появляются небольшие по толщине слои связанного грунта, с помощью скребка 7 экскаваторного стрелового рабочего органа 6 производится выемка грунта из ячеек головной части шита с последую- 15 щей погрузкой на конвейер-перегружатель

29. После окончания передвижки щита на всю длину заходки штоки домкратов подачи 4 втягиваются внутрь цилиндров этих домкратов и в освободившемся пространстве го под оболочкой 3 корпуса щита производится монтаж очередного кольца тоннельной обделки.

При встрече щита со связными и устойчивыми грунтами, когда этим грунтом сложен либо весь забой, либо верхняя его часть 2s при расположении границы с сыпучим грунтом ниже уровня горизонтального диаметра щита, горизонтальные полки 10 и 11 складываются на вертикальной перегородке 9, которая по направляющим 8 отводится в крайнее заднее положение. В зависимости от конструктивного выполнения крепления телескопической тяги со штоками домкратов подачи щита 4 либо соединяют пальцем проушины пластины с проушиной внутреннего стержня 18, либо поворотные чеки 22 з с помощью ручек 23 вводятся между щеками 26, закрепленными на башмаках штоков близлежащих домкратов подачи 4 и соединяются с этими щеками посредством запорных штырей 27. Затем штоки домкратов подачи 4 выдвигаются и при этом каж- дый из них тянет с собой соответствуюший внутренний стержень 18 телескопической тяги. В момент совпадения отверстий во внутреннем стержне 18 и наружной трубе

17 в эти отверстия вставляется палец 19, 4 соединяющий внутренний стержень 18 и наружную трубу 17 в единую жесткую телескопическую тягу.

После этого штоки домкратов подачи

4 втягиваются, перемещая вперед с помощью телескопических тяг выдвижные элементы

13 вместе с забойными плитами 14. Затем забойные плиты 14 с помощью гидроцилиндров 15 поворачиваются на забой, вступая с ним в контакт, и прижимаются к нему усилием, создаваемым гидроцилиндрами 15.

После окончания зачистки с помощью скребка 7 экскаваторного стрелового органа 6 ниж ней части забоя и сборки очередного кольца обделки начинается продвижение щита вперед путем отталкивания башмаков штоков домкратов подачи 4 от обделки. При этом ножевое кольцо 1 корпуса щита внедряется в грунт, а забойные плиты остаются на месте, обеспечивая поддержание забоя. После продвижения щита на заданную величину, равную, например, половине заходки, с помощью гидроцилиндров 15 осуществляется поочередный поворот забой1 ных плит назад с открытием соответствующей части забоя, которая разрабатывается на определенную глубину. Путем втягивания штока соответствующего домкрата подачи 4 посредством телескопической тяги производится перемещение вперед выдвижного элемента 13 вместе с забойной плитой

14, которая поворачивается с помощью гидроцилиндра 15 и прижимается к поверхности забоя. Разрабатываемый грунт грузится по отбойному листу 28 на конвейерперегружатель 29.

После выдвижения и прижатия всех забойных плит к забою производится стопорение наружных труб 17 посредством запорных пробок 21, вворачиваемых в бобышки

20, либо креплением уха пальцем к пластинам и последуюшее извлечение пальцев 19.

Затем штоки домкратов подачи 4 вместе с внутренними стержнями 18 телескопических тяг выдвигаются и прижимаются головками к торцу кольца обделки. После чего штоки домкратов подачи 4 щита втягиваются до совпадения отверстий в наружных трубах

17 и внутренних стержнях 18, куда вставляются пальцы 19. После этого выворачивают запорную пробку 21, расфиксируя наружную трубу 17.

После выполнения этих операций производится продвижение щита на оставшуюся часть заходки. При этом забойные плиты снова остаются на месте, а ножевое кольцо внедряется в гр1нт забоя.

После окончания продвижения щита каждая забойная плита устанавливается в наклонное положение и производится разработка грунта экскаваторным стреловым рабочим органом 6. После разработки грунта забойная плита 14 перемещается вперед путем втягивания штока соответствующего домкрата подачи 4. Затем наружные трубы

17 телескопических тяг фиксируются с помощью запорных пробок 21 с одновременным снятием пальцев 19. После этого штоки домкратов подачи 4 полностью втягиваются, освобождая место под оболочкой 3 для возведения очередного кольца тоннельной обделки.

При появлении в забое слоя сыпучих грунтов забойные плиты отводят назад и устанавливают в наклонное положение, после чего выдвигают к забою по направляющим 8 ножевого кольца 1 вертикальную

9!2943 перегородку. 9 и устанавливают горизонтальные полки 10 и 11 в рабочее положение.

Данное изобретение упрощает к:онструкцию щита, из-за исключения из состава его оборудования дополнительных домкратов продольного перемещения выдвижных элементов с забойными плитами, пуск:орегулирующей гидроаппаратуры и гидрокоммуникацией. При этом свободное пространство щита увеличивается, обеспечивая машинисту более благоприятные условия для наблюдения за забоем и выполнения его рабочих функций.

Формула изобретения

1Цит для проходки тоннелей, включающий корпус с ножевым и опорными кольUaми, щитовые домкраты, штоки которых имеют башмаки, стреловой экскаваторный орган, наклонный конвейер-перегружатель и забойные поворотные плиты, закрепленные на выдвижных элементах с возмож- zg ностью складывания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы щита в сыпучих и связных грунтах, опорное кольцо снабжено направляющими трубами, а каждый выдвижной элемент снабжен телескопической тягой, которая установлена с возможностью продольного перемещения в направляющей трубе и выполнена в виде наружной трубы и размещенного в ней внутреннего элемента, который посредством поворотной чеки соединен с башмаком щитового домкрата, при этом наружная труба имеет элементы для ее фиксации относительно направляющей трубы и элементы для ее фиксации относительно внутреннего элемента.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Маршак С. A. и Самойлов В. П. Строительство подземных сооружений с помощью проходческих щитов. М., «Недра», 1967, с. 99 — 100.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 29! 3032/03., кл. Е 2! У 9/00, 11.04.80 (прототип).

912943

:-/

1а t7 ц

U2.

Составитель Н. Пятницкая

Техред A. Бойкас Корректор, 1. Бокшап

Тираж 624 Подписное

Редактор Н. Кишгулинец

Заказ 135644

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4