Щит для проходки тоннеля в водонасыщенных грунтах

 

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистических

Республик (п989079 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 020681 (21) 3299350/22-03 сприсоединениемзаявки М— (23) Приоритет —Опубликоваио15Ю133. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 1501.83

И1 М. Кн.

Е 21 D 9/06

Государственный комитет

СССР по делам изо0ретений и открытий

133) УДК624. 191..6(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Э. Шперлинг, В.П. Самойлов и М.

Ордена Трудового Красного Знамени институт оснований и подземных со и Специальное конструкторско-техн

Главмосинжстроя при Мосгорисп ский ванова (71).Заявители (54) ЩИТ ДЛЯ ПРОХОДКИ ТОННЕЛЕЯ В ВОДОНАСЫЩЕННЫХ

ГРУНТАХ

Изобретеиие относится к подземноMJJ строительству в водонасыщенных грунтах тоннелей с испольэованием щитов и искусственным понижением грунтовых вод.

Известен щит для проходки тоннелей, который содержит ячеистую лобовую часть с обсадными трубами, прик. репленными к перегородкам, опорное кольцо с щитовыми домкратами, оболочку щита и воздухонепроницаемую перегородку. В данном техническом решении эа счет нагнетания сжатого воздуха полностью уравновешивается давление грунтовой воды, и следовательно, лоб забоя не пропускает воду в трубы. Затем давление сжатого воздуха снижается и в грунтовой воде возникает напор, вызывающий фильтрацию воды по всей поверхности. Для исключения забивания труб в них проложены водопроводные трубы, подающие воду к забою. Для снижения фильтрации нагнетают глинистый раствор через водопроводные трубы Cl 3.

Недостатком такого щита является .то, что в процессе работы возможно забивание труб грунтом, а для исключения этого явления необходимо регулировать подачу воды или глинистого раствора, что является трудоемким процессом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является щит для проходки тоннелей в водонасыщенных грунтах, включающий корпус, щитовые домкраты, вакуумные камеры с водопроницаемыми стенками, заполненные фильтрационньм песком, и средствами для замены песка, водоприемники, / установленные в вакуумных камерах и связанные с вакуум-насосной установкой сборным трубопроводом, содержащим коллектор, расположенный по контуру щита и переходные трубки 2 .

Однако водозабор производят по контуру выработки с некоторым удалением от забоя что снижает эффективность осушения грунта.

Цель изобретения — повышение эффективности осушения грунта путем обеспечения забоя воды непосредственно с поверхности забоя.

Цель достигается тем, что в щите для проходки тоннелей в водонасыщенных грунтах, включающем корпус, вакуумные камеры с водопроницаемыми стенками и фильтрационным песком, водоприемники, установленные в ва989079 куумных камерах и связанные с вакуумнасосной установкой сборным трубопроводом, содержащим коллектор, расположенный по контуру щита, и переходные трубки, каждая камера шарнирно закреплена на коллекторе с воэможностью поворота на забой и выполнена в передней части с продольными и поперечными ребрами, образующими секции, каждая иэ которых имеет кассету с водопроницаемыми о стенками, закрепленную посредством пластинчатого запора,. при этом вакуумные камеры соединены переходными трубками и примыкающим звеном коллектора посредством поворотных муфт-троиников.

На фиг.1 изображен щит, общий вид в продольном сечении; на фиг,2 то же, вид спереди; на фиг.3 — поворотно-подвесная плита, поперечный разрез; на фиг.4 — то же, вид спереди; на фиг ° 5 — одна иэ кассет, вид спереди; на фиг.6 — то же, в продольном сечении; на фиг.7 — верхняя часть кассеты в увеличенном виде; на фиг.8 †.схема водоотлива щита; на фиг.9 — то же, вид спереди.

Щит для проходки тоннелей в водонасыщенных грунтах содержит корпус 1, оснащенный щитовыми домкратами 2, экскаваторным органом 3, ЗО транспортером 4 для удаления грунта и блокоукладчиком 5. В передней части щита установлены верхние 6 и нижние 7 поворотно-подвесные забойные плиты и заборные камеры 8, 35 .Верхние 6 поворотно-подвесные плиты объединены верхним коллектором 9, который звеном 10 соединяется с кольцевым коллектором 11. Нижние 7 поворотно-подвесные плиты переход- gO ными трубками 12 соединены со средним коллектором 13, который звеном

14 соединен с кольцевым коллектором

11. С кольцевым коллектором 11 соединены также и все водозаборные камеры 8, Таким образом, кольцевой коллектор 11 принимает грунтовую воду иэ всех водозаборных устройств и по трубопроводу 15 передает .грунтовую. воду к коллектору, который размещен вдоль тоннеля, и вакуум - насосной установке.

Каждая верхняя поворотно-подвесная плита 6 состоит иэ корпуса 16 с продольными 17 и поперечными 18 ребрами. К корпусу 16 приварены крюки 19 для подвески его к верхнему коллектору 9 и ушки 20 для силового домкрата 21, предназначенного для поворота плит 6. Звенья верхнего 60 коллектора 9 подвешиваются к корпусу 1 щита посредством крюков 22 и соединяются между собой фланцевыми соединениями 23, имеющими герметичные уплотнения. Вакуумные камеры 65 (ячейки) образованы продольными 17 и поперечными 18 ребрами. Конструкция нижних поворотно-подвесных забойных плит аналогична.

В вакуумные камеры вставляются кассеты 24, выполненные по форме камеры и зафиксированные запорами в виде вертикальных перемычек 25, имеющих пластинчатые выступы 26 с болтовым соединением, Кассеты 24 имеют корпуса коробчатой формы с вертикальным расположением, выполненные иэ листовой стали, а фронтальным расположением — выполненные иэ листовой стали, а фронтальные их стенки выполнены иэ сетки 27 с размерами ячеек, которые способны удержать фильтрационный песок 28. В верхней части кассет 24 имеются люки 29, окантованные жесткой рамкой 30. Через люки 29 можно производить эап1 авку и замену фильтрационного песа 28. Нижние стенки 31 кассет 24 имеют перфорацию, которая перекрывается отгибом сетки 27. В нижней части корпуса 16 поворотно-подвесной плиты выполнено выпускное отверстие

32, примыкающее к сужающейся камере

33, которое заканчивается цилиндрической камерой 34. Цилиндрическая камера 34 сквозная, торцы ее перекрываются съемными крышками 35, которые стягиваются сквозной стяжкой

36. Цилиндрическая камера 34 имеет радиальные отверстия 37., через которые грунтовые воды иэ поворотноподвесных плит могут поступать в коллектор 9 по переходным трубкам

12. Отверстия 37 перекрываются цилиндрической сеткой 38, удерживающей песок 28 от попадания в вакуум-насосные установки, Переходные трубки

12 связаны с коллектором 9 через поворотные распределительные втулки

39, которые могут иметь, например, кольцевую канавку, а коллектор 9 отверстие, что обеспечивает при любом положении поворотно-подвесных плит постоянное сообщение камеры 34 с вакуум-насосной установкой.

Щит в водонасыщенных грунтах работает следующим образом.

Если слой грунтовой воды перекрывается верхними поворотно-подвесными плитами. 6, то в этом случае они силовыми домкратами 21 прижимаются к забою, а продольные 17 и поперечные 18 ребра внедряются в участок забоя, отделяя его от остальной части и от подсоса атмосферного воздуха. При этом кассеты 24 с песком входят в контакт с водонаснщенным грунтом.

За счет вакуум-насосных установок производится всасывание воды. внутрь кассет 24. Вода проходит через сетки

27 непрерывным потоком, причем сначала сосредотачивается в выпускных

989079

Формула изобретения

У f0 отверстиях 32, затем через цилиндрические камеры 34, сетку 38 поступает в переходные трубки 12, а оттуда через поворотные распределительные втулки 39, коллектор 9, звено 20 и кольцевой коллектор 11 поступает.в трубопровод 15, Аналогичный водозабор осуществляется и с нижних 7 поворотноподвесных плит, При наличии грунтовых вод в одной иэ частей забоя водозабор производится только на этом участке забоя, а на участке, где грунтовые воды отсутствуют, поворотно-подвесные плиты работают как обычные средства удержания забоя от обрушения, В случае наличия грунтовых вод по всему сечению забоя водозабор производится как верхними, так и нижними подвесными плитами.

Таким образом, данное устройство позволяет производить водозабор по всему сечению выработки, что повышает эффективность осушения грунта.

Использование данного изобретения позволяет исключить применение ручного труда для перестановки забойных илофильтров, используемых для водопонижения непосредственно из щитового забоя. Ввиду возможности организации большой площади контакта фильтрующих элементов с грудью забоя

Обеспечивается эффективная работа по осушению забоя в условиях значительного водопритока.

Мнт для проходки тоннелей в водонасыщенных грунтах включающий кор5 . пус, вакуумные камеры с водопроницаемьми стенками и фильтрационньм песком, водоприемники, установленные в вакуумных камерах и связанные с вакуум-насосной установкой сборным

1О трубопроводом, содержащим коллектор расположенный по контуру щита, и переходные трубки, о т л и ч а ю" шийся тем, что, с целью повышения эффективности осушения грунта путем обеспечения забоя воды непос.35 редственно с поверхности забоя, каждая камера шарнирно закреплена на коллекторе с воэможностью поворота на забой и выполнена в передней части с продольными и поперечными ребрами, образующими секции, каждая иэ которых имеет кассету с водопроницаемьми стенками, закрепленную посредством пластинчатого запора, при этом вакуумные камеры соединены пе25 Реходными трубками с примыкающим звеном коллектора посредством поворотных муфт-тройников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

Р 93425, кл. Е 21 D 9/06, 1951.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 522327, кл. Е 21 D 9/06, 1974 (прототип).

989079

Составитель М. Кочнев

Редактор Т. Парфенова Техред Е.Харитончик Корректор Л, Бокшан

Заказ 11044/44 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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