Проходческий щитовой комплекс для сооружения прямоугольных тоннелей

 

Изобретение относится к области тоннелестроения, а именно к строительству тоннелей щитовым способом, в частности к строительству прямоугольных пешеходных тоннелей и тоннелей специального назначения методом продавливания. Повышается уровень механизации проходческих работ, производительность и безопасность работ. Проходческий щитовой комплекс для сооружения прямоугольных тоннелей методом продавливания включает щит прямоугольного профиля с обрабатывающим поверхность забоя рабочим органом в виде оснащенных резцами парных шнеков с горизонтальными осями вращения и встречным направлением спиралей, транспортирующих разработанный грунт к оси щита. Шнеки расположены рядами по всему поперечному сечению корпуса щита, а по вертикальной оси щита между концами шнеков установлен вертикальный скалыватель грунта. Концевые участки шнеков длиной, равной 0,2-0,4 их длины, выполнены с двухзаходной нарезкой, при этом суммарная длина шнеков одного ряда составляет 0,80-0,95 ширины поперечного сечения корпуса щита. Управление щитом и его перемещение относительно телескопического звена, соединенного с продавливаемой обделкой, производится одной группой гидроцилиндров. Призабойная часть корпуса щита отделена от остальной части корпуса герметичной перегородкой и при проходке заполнена уплотненным грунтом, удерживающим забой от обрушения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области тоннелестроения, а именно к строительству тоннелей щитовым способом, в частности к строительству прямоугольных пешеходных тоннелей и тоннелей специального назначения методом продавливания.

Известны проходческие машины, предназначенные для проходки выработок прямоугольного сечения [1] . Машины оснащены двумя парами режущих головок, поворачивающихся относительно вертикальной оси и совершающих колебательное движение. Перекрытие областей колебательных движений обеих пар головок обеспечивает плоскую поверхность кровли и почвы выработки.

Известны также проходческие комбайны со шнековыми исполнительными органами [2]. Исполнительный орган комбайна состоит из двух независимых шнеков, оснащенных зубками, причем положение нижнего шнека неизменно, а верхний разрушает породу, двигаясь по забою снизу вверх.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является проходческая машина с обрабатывающим поверхность забоя рабочим органом в виде оснащенного резцами шнека с горизонтальной осью вращения и встречным направлением спиралей, транспортирующего разработанный грунт к оси щита [3]. Однако в указанной проходческой машине не предусмотрена одновременная разработка всей поверхности забоя.

Задачей изобретения является повышение уровня механизации проходческих работ, повышение производительности и безопасности работ.

Эта задача решается за счет того, что в проходческом щитовом комплексе для сооружения прямоугольных тоннелей методом продавливания, включающем щит прямоугольного профиля с обрабатывающим поверхность забоя рабочим органом в виде оснащенных резцами парных шнеков с горизонтальными осями вращения и встречным направлением спиралей, транспортирующих разработанный грунт к оси щита, шнеки расположены рядами по всему поперечному сечению корпуса щита, а по вертикальной оси щита между концами шнеков установлен вертикальный скалыватель грунта, причем концевые участки шнеков длиной, равной 0.2-0.4 их длины, выполнены с двухзаходной нарезкой, при этом суммарная длина шнеков одного ряда составляет 0.80-0.95 ширины поперечного сечения корпуса щита, а диаметр шнеков равен D = (0.95-0.995)·H/n, где H - высота поперечного сечения корпуса щита; n - число рядов шнеков по высоте поперечного сечения корпуса щита.

Управление щитoм и его перемещение относительно телескопического звена, соединенного с продавливаемой обделкой, может производиться одной группой гидроцилиндров. Призабойная часть корпуса щита может быть отделена от остальной части корпуса герметичной перегородкой и при проходке заполнена уплотненным грунтом, удерживающим забой от обрушения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен проходческий щитовой комплекс в разрезе; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - фронтальный вид со стороны забоя.

В корпусе 1 щита прямоугольного профиля смонтирован рабочий орган, состоящий из 4-х оснащенных резцами 2 парных шнеков 3 с горизонтальными осями вращения и встречным направлением спиралей. Рабочий орган разрабатывает забой и транспортирует разработанный грунт к оси щита, а затем с помощью шнекового транспортера 4 перемещает его на тоннельный ленточный транспортер и далее в вагонетки. Шнеки расположены рядами по всему поперечному сечению корпуса щита, а по вертикальной оси щита между концами шнеков установлен вертикальный скалыватель грунта 5. Концевые участки 6 шнеков длиной, равной 0,2 - 0,4 их длины, выполнены с двухзаходной нарезкой. Привод рабочего органа осуществляется от гидравлических моторов 7 через редукторы 8.

Управление щитом и его перемещение относительно телескопического эвена 10, соединенного с продавливаемой обделкой 12, производится гидроцилиндрами 9. Продавливание тоннельной обделки осуществляется при помощи домкратной станции 13, расположенной в стартовом котловане 14. Секции 15 обделки подаются в котлован по мере ее продавливания. Призабойная часть корпуса щита отделена от остальной части корпуса герметичной перегородкой 11 и при проходке заполнена уплотненным грунтом, удерживающим забой от обрушения.

Предлагаемая конструкция проходческого щитового комплекса позволяет производить строительство тоннелей прямоугольного профиля под действующими транспортными магистралями и дорогами без остановки движения транспорта и осадки поверхности, а также без применения водопонижения и других специальных методов.

Источники информации: 1. Комбайны для проходки горных выработок прямоугольного сечения. "Глюкауф", 1971, N 19, с.110-112.

2. Архангельский А.С. Проходческие комбайны. М., Углетехиздат, 1956, с. 140-141.

3. Горное и нефтепромысловое машиностроение, т. 4, М., 1976, с. 142-146.

Формула изобретения

1. Проходческий щитовой комплекс для сооружения прямоугольных тоннелей методом продавливания, включающий щит прямоугольного профиля с обрабатывающим поверхность забоя рабочим органом в виде оснащенных резцами парных шнеков с горизонтальными осями вращения и встречным направлением спиралей, транспортирующих разработанный грунт к оси щита, отличающийся тем, что шнеки расположены рядами по всему поперечному сечению корпуса щита, а по вертикальной оси щита между концами шнеков установлен вертикальный скалыватель грунта, причем концевые участки шнеков длиной, равной 0,2 - 0,4 их длины, выполнены с двухзаходной нарезкой, при этом суммарная длина шнеков одного ряда составляет 0,80 - 0,95 ширины поперечного сечения корпуса щита, а диаметр D шнеков определен зависимостью D = (0,95 - 0,995)H/n, где H - высота поперечного сечения корпуса щита; n - число рядов шнеков по высоте поперечного сечения корпуса щита.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что управление щитом и его перемещение относительно телескопического звена, соединенного с продавливаемой обделкой, производится одной группой гидроцилиндров.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что призабойная часть отделена от остальной части корпуса щита герметичной перегородкой и при проходке заполнена уплотненным грунтом, удерживающим забой от обрушения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3