Щит для проходки тоннелей в водоносных грунтах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вуе 522327 (И) М. Кл.з

E 21 D 9/Об (22) Заявлено 02. 06 ° 81(21) 3299432/22-03 с присоединением заявки Нов

{23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делай изобретений и открытий

Опубликовано 150183. Бюллетень Но 2 (53 УДК б24.191.. б (088. 8) Дата опубликования. описания 15. 01. 83 ( „ с:, т В.Э.Шперлинг, Б.С.Федоров и М.И.Смородинов с -,11.",, p„

Ордена Трудового Красного Знамени научно-и ледййдульсннй институт оснований и подземных сооруже им. H.È. l epee ванов а (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) gHT ДЛЯ ПРОХОДКИ ТОННЕЛЕЙ В ВОДОНОСНЫХ

ГРУНТАХ

Изобретение относится к строительству в водонасыщенных грунтах тонелей с использованием щитов с искус: ственным понижением уровня грунтовых в од.

По основному авт.св.. Р 522327 известен щит для проходки тоннелей в водоносных грунтах, включающий ножевую и хвостовую части, опорное кольцо и фильтрующие водоприемники, подключенные к вакуум-насосной установке. В этом щите orIopHoe кольцо снабжено вакуумными камерами, во внутренних полостях которых размещены водоприемники и фильтрукщий материал, например песок, при этом в опорном кольце, являющемся стенками камер, выполнены отверстия, перед которыми на наружной поверхности опорного кольца установлены выступы(11

Известный щит имеет следующие недостатки ° Отверстия в оболочке щита для отсасывания грунтовой воды имеют форму узких продольных щелей и ие защищены с боков бортами от попадания в них грунта и с тому же в сечении имеют форму трапеции. Такая форма щелей приводит к быстрой ихзапрессовке грунтами в процессе движе» ния щита, что приводит к прекращению осушения грунта. Патрубки для эапотг нения вакуумных камер фильтрующим.

-5 песком расположены в тыльных частях этих камер, в опорном кольце корпуса щита. Ни форма,- ни расположение этих люков не могут обеспечить необходимых условий для заправки вакуумных камер песком и других профилактических мер, а следовательно не могут обеспечить надежную работу .щита в целом. Выступы перед продольными щелями вакуумных камер имеют фронтальные поверхности под оболочкой щита, которые сгруживают перед собой. грунт в процессе движения щита. A ввиду .стесненных условий скопляемый грунт вынужден под напором находить свободный выход, которым и являются водозаборные щели оболочки щита. При этом щели запрессовывают грунтом, что приводит к прекращени р осушения грунта. Сетки водозаборников не съемные. .Замена их может производиться в периоды ремонта щита и на поверхности земли. Забивание этих сеток глинистыми частицами (кольматация) происходит гораздо чаще межремонтных сроков и это резко снижает эффективность осу шения грунта в забое.

989080

Цель изобретения — повышение эффективности осушения грунта при проходке выработок путем исключения запрессовки грунта в водозаборные отверстия.

Цель достигается тем, что в щите 5 для проходки тоннелей в водоносных грунтах водозаборные отверстия выполнены н виде наклонных по ходу щита. поперечных щелей, объединенных н секции прямоугольными окнами,выполненны - 10 ми в опорном кольце щита в шахматном порядке, при этом боковые стороны каждого окна с наружной стороны снаб жены продольными защитными планка- миа 15

Для улучшения удобства обслуживания камеры, ее стенка, обращенная внутрь щита, выполнена в виде люка, закрепленного посредством опорной стойки, расположенной по внутренней полости камеры.

Кроме того, для обеспечения быстрой замены фильтрующей сеткй, внутренняя полость. камеры имеет сообщенный с ней выступающий внутрь щита приставной отсек, в котором размещен водоприемник.

На фиг.1 изображен щит, общий нид в продольном разрезе; на фиг.2 — o на из водозаборных камер, продольный развез ; на фиг,3 — то же,вид сверху.

Базовой осноной щита с нодопонижениим является цилиндрический корпус 1, оснащенный щитовыми домкратами 2, устройством для разработки грунта, например экскаваторным органомЗ5

3, транспортером 4 для подачи грунта из забоя н вагонетки, блокоукладчиком 5 и другими вспомогательными устройстнами, дополняющими перечисленное оборудование. 40

Водозаборное устройство выполнено в виде полого кольца б трехугольного сечения, примыкающего к ножевому кольцу 7 корпуса 1 щита. Кольцо 6 поперечными перегородками 8 разделе- 45 но на отдельные секции вакуумных водозаборных камер 9. Каждая из секций нодозаборных камер 9 представляет собой емкость с формой продольного сечения н ниде фигурного трехугольника, нижней стенкой которой служит сектор 10 ножевого кольца 7 корпуса

1 щита. Боковыми стенками секций ка» мер 9 служат общие продольные перегородки 8, задними стенками 11 — сек тора переднего опорного кольца 12 корпуса 1 щита.Верхними::наклонными стенками 13 секций камер 9 являются элементы конусного кольца, перекрынающего пространстно между ножевой кромкой 14 корпуса 1 щита и верхним 60 краем кольца 11.В верхней стенке 13 имеется люк 14 для засыпки фильтраци онного песка 15. Люк 14 имеет съемную крышку 16, рамку 17 для удерживания эластичного уплотнителя 18. В 65 крышке 16 имеется углубление 19, в которое устанонлен болт 20 для прижима крышки 16 к стойке 21 корпуса

1 щита.

В ноженом кольце 7 имеютая водозаборные окна 22, выполненные в шахМатном порядке с учетом сохранения необходимой прочности щита, перекрытые наклонными пластинами 23, образуйщими между собой зазоры 24.

Перед окнами с наружной стороны 22 принариваются отбойные выступы 25 на всю их ширину для предотвращения попадания в зазоры 24. Кроме того, Ыдоль окон 22 тоже имеются продольI ные защитные планки 26 для предотвра цения попадания грунта в. зазоры 24 с бокон окон 22.

В верхней части камер 9 имеются сообщенные с ними, .ныступающие внутрь щита, приставные отсеки 27 с расположенными и них водоприемниками 28> которые содержат сетку 29 и связаны переходниками 30 с кольцевым коллек тором 31, размещенным по контуру щита и соединенным с вакуум-насосом тру боп ро в одом 3 2 .

Рабочий процесс щита осуществляется следующим образом.

За счет вакуумного насоса разряжение по трубопроводу 32. передается в кольцевой коллектор 31, а по переходнику. 30 — в секции камер 9. В свою очередь, секции камер 9 через зазоры

24 окон 22 передают разряжение в грунт, примыкающий к корпусу 1 щи- та. За счет этого разряжения грунтовая вода поступает к вакуумному насосу, а иэ негб водоструйными насосами на дневную поверхность на слив.

3а счет Движения корпуса 1 щита выступы 25 создают борозду в грунте, в которую отслаивается слой песка

15, который высыпается из зазоров.

Таким образом, слой песка 15,подвергшийся кольматации отслаивается, а по мере расхода песок 15 пополняется иэ люков 14.

Кроме того, по мере забивания сетка 29 извлекается и заменяется на чистую.

Достоинство предлагаемого щита обусловлены следующими факторами.

Грунт в щели может попадать только с боков, ибо с передней части он отражается внутрь корпуса щита. Поперечное размещение щелей поэтому на много выгоднее продольных. Если даже будет происходить забивание щелей, то только их торцовых частей, которые к тому же s предлагаемой конструкции снабжены грунтоотражательными боковыми барьерами. Наклонное расположение щелей способстнует тому, что образующие их пластины многократно приглаживают выступы грунта под ними, образуя лабиринты. Такая конструкция целей способствует их

989080 самоочищению и экономном дозиоованию отработанного фильтрующего пес-. ка, сохраняя надежную проходимость для осушения грунтовой воды из забоя.

Люки для доступа во внутреннюю полость вакуумных камер размещаются 5 ,на верхних стенках камер, а потому могут быть достаточных размеров для обслуживания этих камер, вплоть до использования всей площади верхних стенок в качестве люков. Выступы 10 перед водозабойными окнами для облегчения выхода отработанного песка не имеют фронтальных поверхностей под оболочку щита, ввиду того, что выполнены в виде продолжений перед- f5 них контурных кромок корпуса щита, а потому и не сгребают перед собой грунт под оболочкой щита. В этом случае срезаемый этими выступами грунт поступает внутрь щита вместе с остальным разрабатываемым грунтом.

Фильтрующие водоприемники с сетками, предотвращающими проникновение . фильтрационного песка в вакуумные насосы, расположены снаружи вакуумных камер в приставках, имеющих. сквозные футляры для сетчатых фильтров с удобным доступом для их замены в случае их забивания.

ФОРМула изОбретения

Шит для проходки тоннелей в 30 водоносных грунтах по авт. св.

9 522327, отличающийся тем, что с целью повьааения эффективности осушения грунта при проходке выработок путем исключения запрессовки грунта в водозаборные отверстия,пос. ледние выполнены в .виде наклонных по ходу щита поперечных щелей, объединенных в секции прямоугольными окнами, выполненными в опорном кольце щита в шахматном порядке, при этом боковые стороны каждого окна с наружной стороны снабжены продольными защитными планками.

2..Щит по п.1, 4..т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения удобства обслуживания камеры, ее стенка, обращенная. внутрь щита, выполнена в виде люка, закрепЛенного посредством опорной стойки, расположенной во внутренней полрсти камеPEJ

3. Щит по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения быстрой замены фильтрующей сетки, внутренняя полость камеры имеет сообщенный с ней выступающий внутрьщита приставной отсек, в котором размещен нодоприемник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

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

9В9080

Составитель Ю.Поярков

Редактор Т.Парофенова Техред T.ôàíòà . Корректор В.Бутяга

Заказ 2602 . Тираж б01 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал Ш!П Патент, r.ужгород, ул.Проектная,4