Герметический щит гидравлического действия для проходки тоннелей в неустойчивой водоносной среде

 

Класс 191, 2

Мо 128037

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. Л. Маковский, Е. А. Демешко, П. А, Часовитин, А. А. Чижов и В, A. Ходош

ГЕРМЕТИЧЕСКИЙ ЩИТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

ДЛЯ ПРОХОДКИ ТОННЕЛЕЙ В НЕУСТОЙЧИВОЙ

ВОДОНОСНОЙ СРЕДЕ

Заявлено 6 июля 1959 г. за _#_o 632843 29 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» Хо 9 за 1960 г.

Изобретение относится к герметическим щитам гидравлического действия для проходки тоннелей в неустойчивой водоносной среде, имеющим головную часть с рабочими камерами и приспособления для гидравлического отбора и транспортирования грунта.

В известных такого рода щитах гидростатическое наружное давление изнутри не уравновешено, что представлчет большие неудобства во время проходки такими щитами водонасыщенных грунтов.

В описываемом щите этот недостаток устранен тем, что его гидропригрузочная камера разделена на два или более гидравлически связанных отсека, заполненных водой, и снабжена регулятором, например, пружинного типа, обеспечивающим поддержание в камере давления, равного гидростатическому давлению подземных вод, а также изменение величины его в соответствии с необходимостью.

На фиг. 1 схематически показан щит в продольном разрезе; 1а фиг. 2 — вид спереди в направлении стрелки А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез по линии Б-Б на фиг. 1.

Головная часть щита разделена горизонтальными площадками на ряд рабочих камер 2, которые ограничены со стороны щита в забо формирующими наклонными лобовыми плоскостями 3 с л1оками 4 для доступа в забой. В верхней части последни.; имеются ножевые части 5, внутри которых заключены гидроразмывочные устройства 6 в виде, например, непрерывного пояса насадок по всей ширине рабочей камеры.

Струи 7 гидроразмывных устройств направлены параллельно лобовым плоскостям. Устье рабочих камер оформлено в виде приемных горловин

8, вытянутых в горизонтальном направлении по всей ширине гидропрпгрузочной камеры 9, занимающей внутреннее пространство опорного кольца 10, вмещающего щитовые домкраты 11. Гидропригрузочная камера 9, отделенная от хвостовой части щита герметической диафрагмой

12 со шлюзами 18, разделена также горизонтальными площадками 14 на отдельные отсеки, число которых соответствует числу рабочих камер.

В отсеках установлены затворы 15, герметически перекрывающие приемные горловины и приводящиеся в действие домкратами 1б, частично вынесенными за пределы хвостовой части щита 17. Выбор системы затвора определяется необходимостью ограничения их области действия верхней зоной отсеков, что обеспечивает беспрепятственное прохождение и накопление в требуемых объемах продуктов размыва внутри гидропригрузочпой камеры.

Над приемными горловинами установлен пояс насадок 18 для очистки запорной части затворов. Горизонтальные площадки отсеков ра- положены ниже горловин для предупреждения образования в последних грунтовых пробок. С этой же целью предусматриваются пояса насадок 19, струи 20 которых способствуют отбросу поступаемого грунта диафрагме 12 камеры. В нижнем отсеке установлены 2 — 4 лотковых щитовых домкрата. Давление воды в гидропригрузочной камере регулируется регулятором 2 давления, например, пружинного типа, поддерживающим установленную величину давления путем сброса излишних объемов воды по трубопроводу 22. Отбор пульпы из гидропригрузочной камеры производится насосом, например гидроэлеватором, всасыва ощие трубопроводы 28 которого подсоединены к каждому отсеку. Для приготовления пульпы и очистки отсеков установлены гидромонитор:, 24. В хвостовой оболочке 25 смонтированы устройства 26 для уплотнения строительного зазора.

Успешная проходка тоннелей в принятых геологически:; и гидр геологических условиях возможна лишь при соблюдении правильного режима работы щитового агрегата.

Периодический режим имеет следующие особенности. Гидропрпгрузочная камера щитового агрегата до открытия затворов и начала работы гидроразмывных средств заполняется водой под давлением, соответствующим гидростатическому. Затем открываются затворы на полную величину, включаются в действие гидроразмывные устройства и щитовые домкраты.

По мере движения щита гидропригрузочная камера заполняется поступающим из забоя грунтом, а избыточные объемы воды, идущие на размыв грунта, удаляются через регулятор давления. По заполнении ячеек камеры грунтов, затворы закрывают приемные горловины, гидроразмывные устройства выключаются из работы, щит останавливается., и отсеки при помощи гидроэлеватора и гидромопиторов освобождаются от грунта. Затем цикл работы повторяется в том же порядке.

Непрерывный режим работы щита отличается от периодического следующей характерной особенностью: движение щита и работы гидроразмывных средств совмещаются с процессом отбора гидроэлеватором пульпы из отсеков камеры. При этом регулятор давления дополнительно снабжается устройством, уменьшающим производительность гидроэлеватора или повышающим расход воды в размывных устройства; (насадках), или гидромониторах при падении давления воды в гидропригрузочной камере, тем самым сохраняя неизменным установленное давление. № 128037

Предмет изобретения

1. Герметический щит гидравлического действия для проходки тоннелей в неустойчивой водоносной среде, имеющий головную часть с рабочими камерами и приспособления для гидравлического отбора и транспортирования грунта, отличающийся тем, что, с целью уравновешивания гидростатического давления, его гидропригрузочная камера разделена на два (или более) гидравлически связанных отсека, заполненных водой, и снабжена регулятором, например, пружинного типа, обеспечивающим поддержание в камере давления, равного гидростатическому давлению подземных вод, а также изменение величины его.

2. Герметический щит по п. 1, отличаю щийс я тем, что, с целью уравновешивания сил собственного веса грунта и формирования лба забоя в виде устойчивого откоса, в головной части щита установлены наклонные элементы лобовой крепи, в верхней части которых монтированы ножевые части с заключенными внутри них гидроразмывнымл устройствами, например, в виде насадок, обеспечивающими смыв контактного слоя грунта по наклонным элементам, а для отбора грунта внутрь щита в необходимых объемах, в pro груди горизонтально по всей ширине внутреннего пространства отсеков гидропригрузочной камеры размещены приемные горловины, перекрываемые затворами.

¹ 128037

Вид Ф

9 24

Фиг. 2

Комизет но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор В. В. Хазова Гр. 74

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 и. л. Зак. 4811

Б-Б о

Поли. к печ. 20Л -60 г.

Тираж 500 Цена 50 коп.