Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
2.7.4.5.2 «ИСТОЧНИК ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА»
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Петербургский государственный университет
путей сообщения
Министерства путей сообщения Российской Федерации
(ПГУПС МПС России)
М.Ю.СОКОЛОВ, А.Н.КОНЬКОВ, Я.В.МЕЛЬНИК, А.Б.ГОЛУБЫХ
МЕХАНИЗАЦИЯ ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИХ РАБОТ
Часть I
Учебное пособие
САНКТ - ПЕТЕРБУРГ
2005
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Петербургский государственный университет
путей сообщения
Министерства путей сообщения Российской Федерации
(ПГУПС МПС России)
М.Ю.СОКОЛОВ, А.Н.КОНЬКОВ, Я.В.МЕЛЬНИК, А.Б.ГОЛУБЫХ
МЕХАНИЗАЦИЯ ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИХ РАБОТ
Часть I
Учебное пособие
САНКТ - ПЕТЕРБУРГ
2005
УДК
Механизация тоннелепроходческих работ, Часть I, Проходческие щиты: Учебное пособие /М.Ю.Соколов, А.Н.Коньков, Я.В.Мельник, А.Б.Голубых/ – СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения. 2005 – 44 с.
Табл. – 1, ил. – 36, список лит. – 5 назв.
Представлены конструкции проходческих щитов для строительства тоннелей в различных инженерно-геологических условиях.
Рассмотрены принципиальные схемы основных конструкций исполнительных органов, механизмов для возведения обделок и породопогрузочных устройств проходческих щитов.
Предназначено для студентов специальности “Мосты и транспортные тоннели”.
Учебное пособие подготовили: канд. техн. наук М.Ю.Соколов, канд. техн. наук А.Н.Коньков, канд. техн. наук Я.В.Мельник, инж. А.Б.Голубых
Рецензенты: зам. ген. дир. ОАО “ЛЕНМЕТРОГИПРОТРАНС”, доктор технических наук К.П.Безродный
Проходческим щитом следует считать передвижную металлическую крепь (конструкцию), под защитой (ограждением) которой производится разработка и выемка грунта по всей площади забоя сооружаемого тоннеля, а так же, как правило, и возведение обделки.
Передвижение щита осуществляется, в стандартном варианте, за счет работы гидравлических домкратов, которые жестко связаны с конструкцией щита, а их плунжеры взаимодействуют с возведенной обделкой, либо с распираемым на грунт устройством.
Разработка грунта в забое, в зависимости от инженерно-геологических условий и устройства щита, может производиться вручную, ручным механизированным инструментом, буровзрывным или механизированным способами.
Процесс возведения обделки может предусматривать последнюю как в сборном, так и монолитном вариантах.
Форма и геометрические размеры поперечного сечения проходческого щита должны соответствовать очертанию сооружаемой обделки тоннеля. При этом принципиальная конструктивная схема щитов по существу одинакова и предусматривает наличие ножевого и опорного колец, а так же хвостовой оболочки.
Существующий мировой опыт определяет свое развитие на все более полную механизацию, автоматизацию и компьютеризацию производственных процессов, предусматривая концепцию на безлюдную проходку при сооружении тоннелей щитовым способом.
Изобретение проходческого щита ознаменовало подлинную техническую революцию в тоннелестроении и принадлежит английскому инженеру Марку Брюнелю. В 1814 г. им была высказана идея создания “механизированного червя”, которая в 1818 г. им же и была запатентована в Англии.
Изобретение проходческого щита возникло при решении задачи сооружения подводных тоннелей, и первый щит разрабатывался по заказу России для устройства переправы под рекой Нева в городе Санкт-Петербург.
Однако данный проект не был реализован в Санкт-Петербурге, но осуществился в переработанном виде применительно к условиям строительства тоннеля под рекой Темза в Лондоне. Щит имел прямоугольное сечение размером 11,3 х 6,7 м.
Практически проходческие щиты получили свое признание после придания им цилиндрической формы и использования в качестве обделки чугунных тюбингов.
В 1869 г. эти идеи были осуществлены Грейтхедом в Англии и Бичем в США. Последнему, так же принадлежит первенство в разработке использования гидравлических щитовых домкратов вместо винтовых.
В 1886 г. по проекту Грейтхеда в Лондоне была впервые осуществлена проходка тоннеля щитом под сжатым воздухом.
В 1897 г. в Англии был применен первый механизированный проходческий щит Прейса, рабочий орган которого имел вид шестилучевой крестовины с резцами для разработки грунтового массива забоя и ковшами для уборки грунта, и подавался на забой вместе с корпусом самого щита.
В СССР проходческие щиты впервые были использованы в 1934 г. при строительстве первой очереди Московского метрополитена. В 1936 г. на строительстве второй очереди уже работало 30 перегонных и 12 станционных щитов.
В 1936 г. в проходческом щите Варганова (СССР) впервые была осуществлена независимая подача исполнительного органа на забой гидравлическими домкратами без передвижки корпуса самого щита.
В пятидесятые годы были созданы более совершенные механизированные проходческие щиты с планетарным исполнительным органом типа Ленинградский, Л-1 и Московский 105М, а так же с роторным исполнительным органом типа Киевский.
С 1963 г. началось успешное внедрение проходческих щитов с горизонтальными площадками для проходки тоннелей в сыпучих грунтах, позволивших отказаться от временной шандорной крепи.
С 1965 г. осуществлено промышленное освоение технологии сооружения тоннелей с монолитно-прессованной обделкой.
Щитовое оборудование для строительства тоннелей со сборной обделкой обжатой на породу впервые было широко использовано в Англии при сооружении Лондонского метрополитена, а затем на строительстве коллекторных тоннелей в городе Киеве и метрополитена в Ленинграде.
В 1972-1974 г.г. в Японии было осуществлено строительство тоннеля проходческим щитом с гидравлической пригрузочной камерой.
В целом, история развития щитовой техники – это история превращения проектов первых щитов с паровыми машинами в качестве приводов и винтовыми домкратами для передвижения в современные проходческие щитовые комплексы, включающие мощные механизмы для разработки породы, щитовые домкраты с суммарным усилием исчисляемым тысячами тонн; механизмы, обеспечивающие индустриальные методы возведения постоянной крепи, лазерные устройства для направленного движения щитов и многие другие новейшие достижения науки и техники.
Возможно так же произвести классификацию проходческих щитов и по другим признакам, например по способу возведения обделки, и.т.п.
Данные конструкции изготавливаются как с открытой [2] (рис. 4.1), так и закрытой головной частью. Щиты с открытой головной частью используются в самых разнообразных горно-геологических условиях в том числе в малоустойчивых грунтах естественной влажности. В последнем случае головная часть щита оснащается приспособлениями для реализации шандорного крепления [3], (рис. 4.2), либо жесткими площадками, разделяющими ее на ярусы для формирования нескольких более мелких осыпей, которые предотвращают самопроизвольное высыпание грунтов во внутреннюю область щита, или режущими решетками.
Инструмент возможно подразделить на три группы [1]:
На рис. 5.1 представлена конструкция стержневого резца [1].
На рис. 5.2 представлены конструкции шарошек [1].
Данные конструкции получили наибольшее распространение среди механизированных проходческих щитов [1].
Щиты с плоской или винтовой планшайбой предназначены для строительства тоннелей в песках, лессах, супесчаных, суглинистых, глинистых и других грунтах с коэффициентом крепости 0,5 < f < 1,2.
Щиты с “лучами” на которые крепятся стержневые резцы либо шарошки применяются в грунтах с коэффициентом крепости f > 1.
На рис. 6.1.1 представлена конструкция исполнительного органа Ленинградского щита.
Ротор вращается на центральном валу со скоростью 2,93 об/мин. На четырех лучах 1 закреплены резцедержатели 5,7,8,11 на которые установлены резцы 4. Целики грунта между прорезями, выполненными резцами разрушаются скалывателями 6. Центральная часть забоя разрушается так же резцами закрепленными на резцедержателях 10, смонтированных на диске 9. Общее число резцов - 91 шт. Оконтуривание забоя производится копир-резцом 12. На сегментах 2 закреплено двенадцать ковшей 3, предназначенных для уборки разработанных грунтов.
Основные технические характеристики щитов с роторным исполнительным органом представлены в табл. 7.1.1
Таблица 7.1.1
|
Показатели |
Щиты и комплексы |
||||
|
ПЩМ-5.6; КТ-5.6 |
ЩН-1М; КМ-24М |
ММЩ-1; ТЩБ-3 |
Киевский |
ЩМР; КМ-24-0 |
|
|
Диаметр щита без накладок, мм |
5 630 |
5 624 |
5 624 |
5 670 |
5 640 |
|
Длина щита без козырьков, мм |
5 780 |
4 620 |
4 510 |
4 500 |
5 390 |
|
Коэффициент крепости разрабатываемых пород (f) |
0,5 ÷ 3 |
0,5 ÷ 3 |
0,8 ÷ 8 |
0,5 ÷ 1,2 |
0,5 ÷ 3 |
|
Величина выдвижения исполнительного органа, мм |
550 |
500 |
350 |
100 |
500 |
|
Домкраты выдвижения: |
|||||
|
число |
1 |
2 |
8 |
1 |
2 |
|
общее усилие, тс |
100 |
200 |
600 |
16 |
200 |
|
Установленная мощность двигателей машин и механизмов щита, кВт |
270 |
400 |
600 |
90 |
393 |
|
Техническая скорость строительства тоннеля при благоприятных горно-геологических условиях, м/смен |
7,0 |
2,3 |
2,1 |
3,8 |
5,8 |
|
Щитовые домкраты: |
|||||
|
число |
19 |
16 |
17 |
20 |
16 |
|
максимальное общее усилие, тс |
1 900 |
1 600 |
1 700 |
1 120 |
1 600 |
|
ход щитового домкрата, мм |
1 200 |
1 200 |
1 200 |
1 200 |
1 200 |
|
Масса щита, т |
154,7 |
187 |
300 |
132 |
193 |
|
Тип органа погрузки |
Ковши на роторе |
Ковши на роторе |
Лопасти-подборщики на роторе |
Лопасти на роторе |
Лопасти на роторе |
|
Ширина кольца крепи (заходка), мм |
1 000 |
1 000 |
600 |
1 000 |
1 000 |
Щиты с планетарным исполнительным органом использовались в основном для строительства перегонных тоннелей метрополитенов [1].
Данные конструкции предназначены для строительства тоннелей в сухих и плотных суглинках, глинах, мергелях и глинистых сланцах с коэффициентом крепости грунта 1 < f < (5 – 6). Нижний предел коэффициента крепости определяется необходимостью иметь устойчивый забой, верхний возможностью стержневых резцов к разработке грунтов.
Число дисков обычно колеблется от двух до шести, количество резцов на дисках от шести до восемнадцати.
На рис. 6.2.1 представлена конструкция исполнительного органа Ленинградского щита.
На четырехлучевом водиле 14 вращаются шесть дисков, четыре периферийных 15 и два промежуточных 16. Водило и диски вращаются в противоположных направлениях. Вращение передается от электродвигателя 10 системой передач на зубчатое колесо 3, которое вращает внутренние и наружные диски шестернями 4, 5 и 6. Траектория движения резцов – гипоциклоидальная. Разработанные грунты убираются ковшами 19, закрепленными на кольце18, поднимаются в верхнюю область щита и через проем попадают в лоток 8, конвейер 9 и лоток 11. Забой оконтуривается копир-резцом 17. Элементы сборной обделки 7 монтируются крепеукладчиком 13. Платформа 2 с оборудованием перемещается домкратом 12. Щит перемещается вперед при помощи щитовых домкратов 1.
Щиты с закрытой головной частью с использованием пластинчатых резцов предназначены для строительства тоннелей в грунтах с (0,5 < f < 1,2);
Щиты с “лучами” на которые крепятся стержневые резцы либо шарошки применяются в грунтах с f > 1.
Угол качания принимают равным или более углу между “лучами” исполнительного органа. Угол наклона рабочей плоскости исполнительного органа к продольной оси щита может быть < 90º.
На рис. 6.3.1 представлены принципиальные схемы качающихся исполнительных органов [1].
На рис. 6.3.2 представлена конструкция исполнительного органа щита диаметром 2 024 мм СКБ Мосстроя [1].
Исполнительный орган, смонтированный на валу 4, совершает качательное движение на угол равный 60º. Режущий инструмент 2 и 3 состоит из пластинчатых резцов и закреплен на “лучах” 1.
Используются при наличии устойчивого забоя в грунтах с коэффициентом крепости 1 < f < 2,5. Объем ковша может иметь объем от 0,05 м3 и более [1].
Основные схемы экскаваторных исполнительных органов представлены на рис. 6.4.1:
На рис. 6.4.2 представлена конструкция щита Тэбора, США, [1].
Используются при наличии устойчивого забоя в грунтах с коэффициентом крепости f > 1.
Основные схемы исполнительных органов избирательного действия представлены на рис. 6.5.1 [1]:
На рис. 6.5.2 [1] представлена конструкция щита ПЩМ-3,2:
На раме 9 опорной части корпуса 1 закреплен исполнительный корпус 14. Разработанные резцовой коронкой 13 грунты падают на плиту 10 погрузочного органа 11 с нагребающими лапами, приводимые в действие от двигателей 7 с карданной передачей 8. Далее разработанный грунт попадает на погрузочный конвейер 4, приводимый в движение электродвигателем 5. Передвижка щита осуществляется за счет работы щитовых домкратов 2. Кольцевой крепеукладчик 6 монтирует сборную обделку. На ободе цевочного колеса 3, закреплены опорные стойки, по которым перемещается траверса с захватом посредством двух гидродомкратов. Рукоятки управления 16 находятся у сидения машиниста щита. Повороту щита вокруг своей продольной оси препятствуют два стабилизатора 17. Щит так же может быть снабжен комбинированными площадками 12 и вертикальными перегородками 15.
Область использования щитов с таким исполнительным органом определяется границей применения самих комбинированных площадок, которые предназначены для обеспечения проходки тоннелей в сыпучих и малоустойчивых песчаных грунтах естественной влажности. Общим принципом действия площадок является их внедрение в грунтовый массив, вследствие чего на каждой из них образуется осыпь грунта, а излишки последнего без вмешательства проходчиков попадают, за счет своей массы, в нижнюю часть щита и убираются погрузочными устройствами в транспортные средства.
Таким образом, щиты с комбинированными площадками возможно отнести к механизированным, так как:
Различают следующие конструкции комбинированных площадок [1]:
На рис. 6.6.1 представлена схема исполнительного органа с поворотной хвостовой частью с приводом.
Каждая комбинированная площадка состоит, как правило, из жестко закрепленной в головной области щита ножевой части 1 и хвостовой поворотной конструкции 2. Последняя имеет возможность поворачиваться относительно оси 3 при помощи домкратов 5 посредством тяги или троса 6. Площадки в продольном сечении щита разделены вертикальными перегородками 4.
На рис. 6.6.2 представлена схема исполнительного органа с конвейером в хвостовой части
На рис. 6.6.3 представлена схема исполнительного органа с раздвижными площадками.
На рис. 6.6.4 представлена схема исполнительного органа с бесприводными площадками.
На рис. 6.6.5 представлена схема исполнительного органа с выдвижными площадками.
Возведение подземных сооружений в неустойчивых, водонасыщенных и плывунных грунтах является одной из самых сложных инженерных задач в области тоннелестроения, так как связано с проявлениями значительных величин горного давления, подвижками грунтового массива, а также с высокой вероятностью возникновения аварийных ситуаций.
В ранние периоды развития щитовой техники при проходке немеханизированными щитами использовался кессонный способ, при котором крепление лба забоя и отжатие воды в глубь массива производилось путем создания избыточного давления воздуха на участках преодоления зон слабых грунтов. В настоящее время работа людей при повышенном давлении воздуха в забое в большинстве стран законодательно запрещена из-за существенного негативного влияния на здоровье.
На современном этапе развития тоннелестроения для проходки тоннелей в сложных и особо сложных инженерно-геологических условиях используются специальные щитовые механизированные комплексы. В зависимости от особенностей грунтов, величин горного и гидростатического давлений, глубины заложения и прочих факторов в изолированной призабойной камере этих щитов используется пригруз сжатым воздухом (воздушный пригруз), грунтовой пробкой (грунтовый пригруз) или раствором бентонитовых глин (гидропригруз), уравновешивающий гидростатическую нагрузку на забой и препятствующий его обрушению.
Пример щита с активным пригрузом забоя приведен на рис. 6.7.1. Подробно специализированные щитовые комплексы будут рассмотрены во второй части настоящего пособия.
При сооружении тоннелей в слабых грунтах естественной влажности прессование бетонной смеси осуществляется за счет усилий щитовых домкратов, взаимодействующих с прессующим кольцом при передвижке щита (рис. 7.1.) [3].
Бетонную смесь перемещают в свободное пространство между оболочкой щита 1 и опалубкой 4, а в поперечном сечении тоннеля от прессующего кольца 2 до возведенной бетонной конструкции 3. Прессующее кольцо снабжено устройством для возврата в исходное положение и соединено при помощи патрубка с бетоноводом 5.
В устойчивых грунтах с коэффициентом крепости f > 1 прессование бетонной смеси возможно через распорное устройство. При этом имеют место два варианта: последовательный и параллельный.
Первая схема предусматривает разработку грунта и возведение обделки последовательно (рис. 7.2).
Первоначально разрабатывают грунт в забое и передвигают щит, который отталкивается от распорного на грунтовый массив устройства 1, снабженного гидравлическими цилиндрами 3. Последними через прессующее кольцо 2 обжимается уложенная за опалубку 4 бетонная смесь.
Реализация второй схемы возможна при гарантированно устойчивой кровли тоннеля. В этом случае разработку грунта в забое и возведение обделки осуществляют параллельно и независимо друг от друга (рис. 8.3).
Устройство включает два распорных кольца. Распорное кольцо 1 служит опорой для гидроцилиндров щита при его передвижке. Это распорное устройство щит перемещает за собой при помощи специальных домкратов. Распорное кольцо 3 предназначено для опоры гидроцилиндров 4, обжимающих бетонную смесь через прессующее кольцо 2. Расстояния между распорными кольцами назначают в зависимости от устойчивости незакрепленной кровли тоннеля.
Схема устройства распорного кольца [1], представлена на рис. 8.4
Распорное кольцо выполнено из трех жестких частей 8, между которыми установлены домкраты 6, жесткие элементы 8 связаны между собой шарнирными устройствами 7. Данная конструкция смонтирована из сегментов 2 и 5 при помощи клеммных соединений 4 и болтов 3. Прессующие домкраты 1 установлены во всех сегментах кольца.
В проходческих щитах малого диаметра крепеукладчики устанавливают, как правило, непосредственно в щите, а в щитах среднего и большого диаметра преобладает их монтаж в автономном варианте, на отдельной тележке, передвигающейся по лотку тоннеля или по кронштейнам, закрепленными на обделке тоннеля.
В общем случае по принципу действия монтажных устройств крепеукладчики возможно подразделить на рычажные и кольцевые.
Принципиальная схема рычажного крепеукладчика представлена на рис. 8.1
К конструкциям кольцевых укладчиков возможно отнести дуговые, кассетные, конвейерные (рис. 8.2) и.т.п.
Данная техника должна быть оснащена устройствами, предусматривающими уборку и погрузку разработанного грунта механизированным способом.
В немеханизированных и частично механизированных щитах разработанные грунты обычно грузят в отдельные вагонетки автономными породопогрузочными машинами [1] (рис. 9.1)
В механизированных проходческих щитах погрузочные органы выполняют в виде различных конструкций, например, в щитах с роторным исполнительным органом уборка грунтов может осуществляется непосредственно самим ротором внутри которого расположены лопасти, подающие разработанные грунты по направляющим на конвейер (рис. 9.2), либо ковши, смонтированные на водиле.
В щитах с планетарным исполнительным органом используются ковши, вращающиеся вместе с водилом (рис. 9.3)
В конструкциях с горизонтальными площадками возможно применение роторного погрузчика (рис. 9.4)
При стреловом исполнительном органе и щитов с горизонтальными площадками, для проходки в песчаных и глинистых грунтах находят применение шнековые погрузчики (рис. 9.5) или с нагребающими лапами (рис. 9.6)
В аналогичных инженерно-геологических условиях возможно использовать более совершенный механизм челюстного типа с нагребающими лапами (рис. 9.7)
Расчет данных параметров достаточно полно изложен в работе [5]. Однако следует иметь ввиду, что поперечные размеры проходческого щита должны соответствовать, прежде всего, конфигурации конструкции обделки сооружения.
В продольном направлении щит имеет, как правило, стандартную компоновку, предусматривающую наличие ножевого, опорного кольца, а также как правило, хвостовой оболочки, расчет размеров которых, в частности, предложен в вышеуказанной литературе.
Суммарное составляющее сопротивлений, преодолеваемых проходческим щитом при его передвижке, возможно определить:
W=W1+W2+W3+W4
W – общее сопротивление;
W1 – сопротивление между наружной поверхности оболочки щита и грунтовым массивом;
W2 – “лобовое” сопротивление;
W3 – сопротивление между внутренней поверхностью оболочки щита и наружной поверхностью обделки;
W4 – сопротивление, возникающее между опорными конструкциями технологического комплекса за щитом и внутренней поверхностью обделки.
Воздействие вышеуказанных усилий на проходческий комплекс при его передвижке условно показано на рис. 10.1:
При этом, следует иметь ввиду, что “лобовое” сопротивление имеет место в слабых грунтах при коэффициенте крепости f < 1, W3 – при монтаже обделки на оболочке щита, W4 – когда технологический комплекс конструктивно связан с проходческим щитом.
Во время проходки тоннеля систематически осуществляют контроль за положением щита относительно проектного направления. Последний может быть визуальным или автоматическим. Самым простым является визуальный метод контроля с использованием в качестве светового источника обычных электрических ламп накаливания [1].
В этом случае для обозначения (закрепления) проектного направления применяют световые и ориентированные сигналы. Световой сигнал выполнен из металлического листа с отверстием, имеющим форму четверти окружности и неподвижно закреплен на конструкции обделки. Ориентированный сигнал аналогичен световому и устанавливается между последним и щитом. Измерительное оборудование состоит из визирного прибора и двух дуг, закрепленных на ножевом и опорном кольцах щита. Визирный прибор выполнен в виде линейки, подвешиваемой на дугу. Измерения отклонений производят по обеим дугам, что позволяет вычислить положение щита относительно проектной оси. Данный метод контроля характеризуется невысокой точностью измерений и малой дальностью работы, порядка до 60 метров.
Для оперативного определения продольного уклона щита возможно использовать уклономеры [1] (рис.11.1).
Уклон щита определяют путем выведения пузырька уровня на середину при помощи регулировочного винта. Десять делений большой стрелки индикатора составляют 0,001 уклона. Масса прибора – 1,9 кг, габаритные размеры 215 х 160 х 52 мм.
В последние годы в качестве светового источника для создания видимой опорной линии проходимого тоннеля используют оптические квантовые генераторы - лазерные устройства. Щит удерживают в таком положении, при котором отклонения центров экранов от центра пятна луча лазерного устройства не превышают допустимых величин, порядка до 10 мм.
Для осуществления автоматического контроля вместо визуальных экранов на щите применяют фотоэлектрические приемные устройства - фотодатчики (рис. 11.2).
Различают сеть высокого давления для привода щитовых домкратов при усилии рабочей жидкости более (350 – 400) кг/см2 для проходки в слабых грунтах и (150 – 200) кг/см2 в обычных условиях и сеть среднего давления (35 – 50) кг/см2 для привода забойных и платформенных домкратов.
Принципиальная схема привода щитовых домкратов приведена на рис. 12.1 [5].
Комплексная механизация предусматривает параллельную технологию работ механизированным способом всех основных производственных процессов от забоя до готовой части обделки тоннеля. При этом, скорость проходки регламентируется используемой системой исполнительного органа щита и установленного на нем инструмента, остальное оборудование подбирается по производительности в отношении к указанным. Все вспомогательные работы выполняются параллельно с основными. Необходимый комплект оборудования для решения данной задачи принято называть щитовым механизированным комплексом.
Основная классификация проходческих щитовых комплексов представлена на (рис.13.1) [1].
Голицынский Д.М. и др. Строительство тоннелей и метрополитенов. М. “Транспорт”, 1989, 319 с.
СОДЕРЖАНИЕ
|
[1] ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ [2] КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ ЩИТОВОЙ ТЕХНИКИ [3] КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ [4] ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КОНСТРУКЦИЮ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ [5] НЕМЕХАНИЗИРОВАННЫЕ И ЧАСТИЧНО МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ ПРОХОДЧЕСКИЕ ЩИТЫ [6] ИНСТРУМЕНТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ [7] МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ ПРОХОДЧЕСКИЕ ЩИТЫ [7.1] Щиты с роторным исполнительным органом [7.1.1] Основные преимущества: [7.1.2] Основные недостатки: [7.2] Щиты с планетарным исполнительным органом [7.3] Щиты с качающимся исполнительным органом [7.4] Щиты с экскаваторным исполнительным органом [7.4.1] Основные преимущества: [7.4.2] Основные недостатки: [7.5] Щиты с исполнительным органом избирательного действия [7.5.1] Основные преимущества: [7.5.2] Основные недостатки: [7.5.3] Основные правила, используемые при работе: [7.6] Щиты с комбинированными площадками [7.7] Щиты для строительства тоннелей в неустойчивых, водонасыщенных и плывунных грунтах [8] ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ТОННЕЛЕЙ С МОНОЛИТНО-ПРЕССОВАННОЙ ОБДЕЛКОЙ [8.0.1] Основные достоинства: [8.0.2] Основные недостатки: [9] МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ СБОРНЫХ ОБДЕЛОК [10] ПОГРУЗОЧНЫЕ ОРГАНЫ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ [11] ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ И СОПРОТИВЛЕНИЙ, ПРЕОДОЛЕВАЕМЫХ ИМИ ПРИ ПЕРЕДВИЖКЕ [12] УПРАВЛЕНИЕ НАПРАВЛЕННЫМ ДВИЖЕНИЕМ ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА [13] ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ [14] ПРОХОДЧЕСКИЕ ЩИТОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ [15] СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ |
29
Рис. 4.1. Схема немеханизированного проходческого щита
1 – забойные домкраты; 2 – щитовые домкраты; 3 – вертикальные перегородки; 4 – выдвижные платформы; 5 – горизонтальные перегородки; 6 – платформенные домкраты; 7 – хвостовая оболочка; 8 – опорное кольцо; 9 – аванбек; 11 – обделка
Рис. 4.2. Шандорная крепь при щитовой проходке в неустойчивых грунтах
а – крепь средней ячейки щита; б – деталь шандорной крепи
1 – ножевое кольцо; 2 – козырек; 3 – доски; 4,6 – брусья; 5 – рошпан; 7 – забойные гидроцилиндры; 8 – деревянные распорки
Рис. 5.1 Стержневой резец (сопротивление резанию до 400 кг/см2)
1 – твердосплавная пластина (например^ сталь ВК-6В или ВК-8В); 2 – державка.
Рис. 5.2. Шарошки (а – трехвенцовая зубчатая; б – двухдисковая; в – многовенцовая штыревая)
Рис. 6.1.1. Исполнительный орган щита ПЩМ-5,6 комплекса KTl-5,6
Рис. 6.2.1. Шестидисковый щит Л-1
Рис. 6.3.1. Схемы качающихся исполнительных органов
а – цельного с пластинчатыми резцами; б – четырехсекторного с четырьмя валами и со сдвоенными стержневыми резцами; в – с различным углом наклона рабочей поверхности и оси щита
Рис. 6.3.2. Исполнительный орган щита диаметром 2 024 м
Рис. 6.4.1. Схемы экскаваторных исполнительных органов
а – с прямой лопатой; б – с обратной лопатой; в – с поворотом системы вокруг продольной оси щита; г – с обратной лопатой, снимающей стружку по всему забою
Рис. 6.4.2. Щит Тэбора
1 – направляющие; 2 – башмаки; 3 – домкраты исполнительного органа; 4 – щитовые домкраты; 5 – шарнир; 6 – гидродомкрат для поворота ковша; 7 – шарниры; 8 – рукоять ковша; 9 – ковш; 10 – шарнир
Рис. 6.5.1. Схемы исполнительных органов избирательного действия применительно к проходческим щитам:
а - однобарабанного (однокорончатого); б - сдвоенного барабанного; в - двухстрелового; г - дискового; д - однокорончатого с конвейером в стреле
Рис. 6.5.2. Щит ПЩМ-3,2 комплекса КЩ-3,2Б
Рис. 6.6.1. Схемы исполнительных органов с комбинированными площадками с поворотной хвостовой частью с приводом
Рис. 7.6.2. Схема исполнительного органа с комбинированными площадками с конвейером в хвостовой части
1 – ножевая часть; 2 – конвейер
Рис. 6.6.3. Схема исполнительного органа с раздвижными площадками
1 – ножевая часть; 2 – хвостовая часть; 3 – домкраты двойного действия
Рис. 6.6.4. Схема исполнительного органа с бесприводными площадками
а – на пружинной опоре; б – с упругими элементами
1 – ножевая часть; 2 – шарнирное устройство; 3 – хвостовая часть площадки; 4 – рессора; 5 – лист из пружинной стали
Рис. 6.6.5. Схема исполнительного органа с выдвижными площадками
1 – выдвижные площадки; 2 – домкраты двойного действия
Рис. 6.7.1. Конструктивная схема щита с активным пригрузом забоя
Рис. 7.1. Схема возведения обделки из монолитно-прессованного бетона в неустойчивых грунтах
Рис. 7.2. Схема возведения обделки из монолитно-прессованного бетона в устойчивых грунтах при последовательной схеме
Рис. 7.3. Схема возведения обделки из монолитно-прессованного бетона в устойчивых грунтах при параллельной схеме
Рис. 7.4. Схема распорного кольца
Рис. 8.1. Схема рычажного крепеукладчика
1 – тележка; 2 – рычаг уклабчика; 3 – противовес; 4 – выдвижная балка с захватом; 5 – механизм привода; 6 – кронштейны
Рис. 8.2. Схема кольцевого крепеукладчика
а – дуговой; б – кассетный
1 - механизм привода; 2 - транспортер; 3 - направляющая дуга (кольцо); 4 - подвижная каретка; 5 - захват; 6 - домкрат; 7 - направляющие роликоопоры
Рис. 9.1. Схема выдачи разработанной породы из немеханизированного щита
1 – породопогрузочная машина; 2 – транспортные средства
Рис. 9.2. Схема выдачи разработанной породы в механизированных щитах
Рис. 9.3. Схема выдачи разработанной породы в щитах с планетарным исполнительным органом
1 – ковши; 2 – отбойный лист
Рис. 9.4. Схема выдачи разработанной породы в щитах с горизонтальными площадками
Рис. 9.5. Схема выдачи разработанной породы шнековым погрузчиком
1 – шнековое устройство; 2 – конвейер
Рис. 9.6. Схема выдачи разработанной породы нагребающими лапами
1 - нагребающие лапы
Рис. 9.7. Схема выдачи разработанной породы механизмом челюстного типа с нагребающими лапами
Рис. 10.1. Схема к определению сопротивлений, преодолеваемых при передвижке щита
Рис. 11.1. Ручной уклономер жидкостного типа
1 – индикатор; 2 – лампочка; 3 – тумблер включения лампочки; 4 – корпус; 5 – зеркало; 6 – уровень
Рис. 11.2. Схема взаимного расположения устройств при автоматическом методе контроля
1 – лазерное устройство; 2 – теодолит; 3 – модулятор; 4 – ориентирующая марка; 5 – фотодатчики; 6 – пульт управления
Рис. 12.1. Схема привода щитовых домкратов
1 – электродвигатель; 2 – насос; 3 – трубопровод; 4 – предохранительный клапан; 5 – дроссель; 6 – гидро-распределитель; 7 – гидроцилиндр (щитовой домкрат); 8 – фильтр