Способ возведения крепи коммунальных тоннелей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к подземному строительству и м.б. использовано при сооружении коммунальных тоннелей для инженерных коммуникаций в крупных породах и на площадках промышленных предприятий. Цель изобретения - увеличение скорости возведения крепи и повышение эффективности крепления за счет улучшения ее эксплуатационных качеств. Это достигается за счет возведения облицовочног несущей обделки перед сооружением монолитно-прессованной бетонной обделки путем подачи полимерной массы через размещенные на дополнительной обо (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

j51) 5 Е 21 Р 11/00, 11/! 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

А Х

Х 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ fNHT СССР

1 (21) 4832411/03 (22) 04,06.90 (46) 07,08.92. Бюл. !! 29 (7!) Московский горный институт (72) В.И.Курносов, А.М.Решетняк, А,А,Акимов и A,А,Гусев (56) Перешивкин А.К. и др. Справочник по специальным работам. Монтаж сетей внешнего водоснабжения и канализации. - M. Стройиздат, 1971, с. 500, Авторское свидетельство СССР

N 898083, кл. Е 21 D 11/00, 1980.

Зткин С.M., Симоненко В.М. Сооружение подземных выработок проходческими щитами. — М,: Недра, !980, с.117.

Авторское свидетельство СССР

1344907, кл. E 21 D 11/10, 1985.. 5U. 1752969 А1

2 (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ КРЕПИ КОММУНАЛЬНЫХ ТОННЕЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к подземному строительству и м.б, использовано при сооружении коммунальных ТоНнелей для инженерных коммуникаций в крупных породах и на площадках промышленных предприятий. Цель изобретения - увеличение скорости возведения крепи и повышение эффективности крепления за счет улучшения ее эксплуатационных качеств. Это достигается за счет возведения облицовочно-, несущей обделки перед сооружением монолитно-прессованной бетонной обдел- Я ки путем подачи полимерной массы через размещенные на дополнительной обо3 1752 почке 7 камеру-накопитель (КН) 10, щелевую фильеру 9 и камеру формирования 1КФ) 8 в зазор между дополнительной оболочкой 7 и скользящей опалубкой 6. Затем через отверстие 23 по бетоноводу в ограниченное щитомоболочкой 1, скользящей опалубкой 6, прессующим кольцом 3 и ранее уложенным бетоном заопалубочное простран-- ство подают бетонную смесь. Посредством гидроцилиндра 21 запорного уст- . ройства 5 поршень 20 выдвигают до" полного контакта с прессующим кольцом

3. Одновременно с подачей бетонной смеси через отверстие 11 и клапан 12 в КН 1О йродолжают"нагнетать поли- мерную массу, температура которой поддерживается при йомощи размещенных в КН 10 нагревательных элементов

18. Затем распором тидродомкратов 2: осуществляют прессование бетонной

) 969 l

L смеси. При этом бетоновод и запорное устройство 5 перемещаются относительно щита-оболочки 1 с прессующими кольцом 3 к забою по прижимным роликам

22. В начальный момент перемещения установленный на дополнительной о6олочке 7 датчик 15 включает гидроцилиндры 13. Под действием циркулирующего через подводящий 16 и отводящий 17 трубопроводы охлаждающего агента полимерная масса остывае .. и образует коррозионно-устойчивую непроницаемую облицовочно-несущую оболочку, Последняя" проходит в зазор между скользящей опалубкой 6 и дополнительной оболочкой 7, вступает в контакт с уложенным бетоном и выполняет функции поддерживающей опалубки во время набора бетоном прочности. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил. г, Йзобретенйе относится к .области

А подземного строительства и может быть использовано при сооружении коммунальных тоннелей для инженерных коммуникаций в крупных городах и на площадках промышленных предприятий 35

Известен способ возведения крепи коммунальных тоннелей, заключающийся в монтаже сборной обделки из отдельных блоков или тюбингов с после- 4О дующим возведением вторичной монолитной железобетонной обделки для обеспечения водонепроницаемости сооружения.

Недостатком известного способа является последовательное выполнение операций по возведению обделок., Наиболее близким йо техниЧеской сущности и достигаемому результату является способ возведения крепигорных выработок, включающий монтажустройства, возведение несущей об- делки и создание монолитно-прессованной обделки.

Недостатком способа являются низкие скорости возведения монолитнопрессованной обделки, связанные с необходимостью выдерживания бетона в опалубке до набора им необходимой разопалубочной прочности и последовательным выполнением операций по возведению несущей и монолитно-прессованной обделок.

Известно устройство для возведения вторичной железобетонной обделки коммунальных тоннелей, включающее механизированную передвижную опалубку, секционный бетоновод, бетононагнетатели или бетононасосы.

Недостатком устройства является низкая производительность возведения крепи, вызванная большим объемом немеханизированных работ по установке арматурных каркасов в тоннеле, наращиванию бетоновода и др.

Наиболее близким по технической сущности известным техническим решением является устройство, включаю" щее щит-оболочку, домкраты с прессующим кольцом, скользящую опалубку и бетоновод с поршневым затвором.

Недостатком устройства является то, что оно не. обеспечивает высокой, коррозионной стойкости и долговечности крепи и предопределяет применение дополнительных мер в виде различного типа вторичных обделок в тон неле. Однако при последующем устройстве оклеечной" гидроизоляции проис5 ходит ее быстрое отслоение от первич-I ной обделки, а вторичная обделка иэ железобетона сама подвержена сульфат -" ной коррозии, что приводит к ее быстрому разрушению и существенному снижению долговечности крепи, Цель изобретения - увеличение скорости возведения крепи и повышение эффективности крепления за счет улучшения ее эксплуатационных качеств.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему монтаж щита-оболочки со скользящей опалубкой и дополнительной оболочкой, возведение облицовочно" несущей обделки и затем создание монолитно-прессованной бетонной обделки, возведение монолитно-прессованной обделки осуществляют после сооружения облицовочно-несущей обделки на шаг перемещения щита-оболочки, после чего возведение монолитно-прессованной обделки производят одновременно с продолжением непрерывного сооружения облицовочно-несущей обделки, при этом возведение последней осуществляется путем подачи полимерной массы в зазор между скользящей опалубкой и дополнительной оболочкой щита, а в качестве полимерной массы применяется полипропилен.

2969

35 лем, а зазор между скользящей опалубкой и дополнительной оболочкой равен толщине несущей обделки. Кроме того, корпус поршневого затвора жестко соединен с бетоноводом.

Именно заявленные совокупность и расположение механизмов в предлагаемом устройстве позволяют осуществить опережающее возведение обпи-цовочно-несущей обделки заданной несущей способности, выполняющей в период твердения бетона роль поддерживающей опалубки с одновременным возведением обдепки из монолитнопрессованного бетона и, тем самым, повысить скорость возведения крепи, а применение в качестве материала дпя облицовочно-несущей обделки во-, догазонепроницаемого корроэионно- и химически устойчивого термопп стичного полимера позволяет улучшить эксплуатационные качества крепи.

Таким образом, можно сделать вывод, что заявляемый способ и устройство для возведения крепи коммунальнь}х тоннелей обеспечивают достижение цели изобретения и связаны между собой единым изобретательским замыслом, На фиг.1 показано устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.!; на фиг.3 - разрез Б-Б на,;., фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на Фиг,5 - разрез Г-Г на

Поставленная цель достигается также тем, что устройство для возведения крепи коммунальных тоннелей, включающее щит оболочку, домкраты с прессующим кольцом, скользящую опалубку и бетоновод с поршневым затвором, снабжено дополнительной оболочкой с размещенными на ней камерой» накопителем полимерной массы и камерой формирования облицовочно-несущей обделки, при этом камера-накопитель полимерной массы выполнена в виде кольцевойемкости и оснащена нагревательными элементами и механизмом приема и выдавливания полимерной массы, а камера формирования об» лицовочно-несущей обделки в виде кольцевой емкости с охлаждающим агентом, причем камера-накопитель соединена с камерой формирования посредством щелевой фильеры, при этом бетоновод размещен между щитом-оболочкой и.камерой- накопите40

55 фиг.1.

Устройство для возведения крепи коммунальных тоннелей состоит из щита-оболочки 1 связанных с ним домкратов 2 с прессующим кольцом 3, бетоновода 4 с запорным устройством

5, скользящей опалубки 6 и дополнительной оболочки 7, соединенных с камерой 8 формирования облицовочно- несущей обделки, щелевой фильерой 9 и камерой-накопителем 10 с механизмами приема и выдавливания полимерной масC} I .

Иеханизм приема состоит из загрузочного отверстия 11 с установленным в нем впускным клапаном 12. Иеханизм выдавливания представляет собой гидроцилиндры 13 с выдавливающим кольцом

14 и связан с датчиком 15 горизонтального поступательного перемещения, установленным на дополнительной оболочке 7 устройства. Камера 8 Формиро- вания облицовочно-несущей обделки имеет подводящий 16 и отводящий

1752969 трубопроводы, а камера-накопитель 10 снабжена нагревательными элементами

1S, На скользящей опалубке 6 и дополнительной оболочке 7 имеются саль-. ники 19 для предотвращения утечек охлаждающеro àreнта.

Запорное устройство 5 представляет собой поршень 20 с гидроцилинд-рбм 21, корпус которого жестко эакреп 10 лен на переднем конце бетоновода 4, Задний конец бетоновода проходит через прессующее,кольцо 3 и имеет с ним жесткое соединение, обеспечива-ющее их совместное возвратно-поступа- 15 тельное перемещение по прижимным направляющим роликам 22, .связанным с неподвижными узлами устройства, В задней части бетоновода 4 имеется отверстие 23 для пропуска в него бето- 20 на, перекрываемое затвором 24, Устройство работает следующим образом.

В камеру-накопитель 10 подается полимерная масса. При первой подвиж- 25 ке устройства формируется начальный участок облицовочно-несущей обделки и осуществляется разработка забоя, Затем в заопалубочное пространство, ограниченное щитом-оболочкой I, Щ скользящей опалубкой 6, прессующим кольцом 3 и ранее уложенным бетоном, через отверстие 23 по бетоноводу 4 подают бетонную смесь. После заполнения заопалубочного пространства

35 включают гидроцилиндр 21 запорного устройства 5, выдвигают поршень 20 до тех пор, пока он образует с прессующим кольцом 3 единую плоскость, и оставляют его в этом положении. При gg этом из бетоновода 4 удаляется остаток бетонной смеси и происходит запирание бетоновода. Одновременно с подачей бетона в камеру-накопитель 10 через отверстие 11 и клапан 12 подают полимер. При этом нагревательные элементы 18 поддерживают необходимую температуру. Затем включают домкраты 2 и осуществляют прессование бетона. При этом бетоновод 4 и запор- 5О ное устройство 5 перемещается относительно щита с прессующим кольцом

3 по прижимным роликам 22..

Как только устройство начинает передвигаться под действием домкратов 2 в сторону забоя, датчик 15 включает гидроцилиндры 13 и они выдавливающим кольцом 14 вытесняют распларленную полимерную массу че -> рез щепевую фильеру 9 в камеру 8 формирования. В камере формирования через подводящий 16 и отводящий 17 трубопроводы постоянно циркулирует охлаждающий агент, например вода, благодаря чему полимер быстро осты--вает, образуя коррозионно-устойчивую непроницаемую облицовочно-несущую обделку заданной несущей способности. При этом скорость перемещения устройства равна скорости формирования облицовочно-несущей обделки, т,е, при одной подвижке устройства возведение монолитно-прессованной бетонной и облицовочно-несущей обделок происходит на одну и ту же длину. Облицовочно-несущая обделка проходит между опалубкой 6 и дополнительной оболочкой 7, предохраняющей полимерную обделку от повреждений на участке перемещения бетонной смеси при прессовании и воспринимающей усилия прессования, и вступает в контакт с уложенным бетоном, выполняя роль поддер>кивающей опалубки во время набора бетоном прочности. Для предотвращения попадания охлаждающей воды в заопалубочное пространство на опалубке 6 и дополнительной оболочке 7 установлены сальниковые уплотнители

19.

Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить эффективность сооружения коммунальных тоннелей за счет повышения скорости возведения крепи путем совмещения во времени процессов возведения монолитно-прессованной обделки и облицовочно-несущей коррозионно-устойчивой непроницаемой бесшовной обделки заданной несущей способности, выполняющей во время твердения бетона роль поддерживающей опалубки.

Формула изобретения

1. Способ возведения крепи коммунальных тоннелей, включающий монтаж щита-оболочки со скользящей опалубкой и дополнительной оболочкой, возведение несущей обделки и затем создание монолитно-прессованной бе-. тонной обделки, о т л и ч а ю щ ийс я тем, что, с целью увеличения скорости возведения крепи и повышения эффективности крепления за счет улучшения ее эксплуатационных качеств, 9 175 возведение монолитно-прессованной обделки осуществляют после сооружения на шаг перемещения щита-оболочки облицовочно-несущей обделки, после чего возведение монолитно-прессованной обделки производят одновременно с продолжением непрерывного сооружения облицовочно-несущей обделки, при этом возведение последней осуществляется путем подачи полимерной массы в зазоо между скользящей опалубкой и дополнительной оболокой щита.

2. Способ по п.f, о т л и ч à юшийся тем, что в качестве полимерной массы применяется полипропилен, .

3. Устройство для возведения крепи коммунальных тоннелей, включающее щит-оболочку, домкраты с прессующим бетон кольцом, скользящую опалубку и бетоновод с поршневым затвором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что

2 69

10 оно снабжено дополнительной оболочкой с размещенными на ней камерой-на- копителем полимерной массы и камерой

5 формирования облицовочно-несущей об-1 делки, при этом камера-накопитель полимерной массы выполнена в виде, кольцевой емкости и оснащена нагре нательными элементами и механизмом приема и выдавЛивания полимерной массы, а камера формирования облицовоч-: но-несущей обделки - в виде кольцевой емкости с охлаждающим агентом, причем камера-накопитель соединена с камерой .формирования посредством щелевой фильеры, при этом бетоновод размещен между щитом-оболочкой и камерой-нако-. пителем, а зазор между скользящей опалубкой и дополнительной оболочкой

20 равен толщине облицовочно-несущей обделки.

4, Устройство по п.3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что корпус поршневого затвора жестко соединен с

25 бетоноводом.

T75286g

175296

Составитель Л. Березкина

Техред М.Моргентал Корректор А.Долинич

Редактор Е.Папп

Заказ 2744 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

«-г Js«»«»

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101