 |
Механизированные проходческие щиты для сооружения тоннелей в полутвёрдых и твёрдых глинистых грунтах
|
|
|
|
К таким грунтам можно условно отнести плотные глины (нижнекембрийские, верхнекаменноугольные и др.), плотные суглинки, глинистые сланцы и мергели с коэффициентом крепости f=1,5-2,0. Резание таких грунтов пластинчатыми резцами затруднено, поэтому их разработка ведётся резцами стержневого типа, изготовленными из легированных сталей.
Благодаря большей, по сравнению с пластичными глинами, плотности в полутвёрдых и твёрдых глинистых грунтах некоторое время лоб забоя может оставаться незакреплённым. В связи с вышеперечисленными свойствами грунтов, для их разработки можно применять механизированные проходческие щиты с роторным исполнительным органом не только дискового, но и лучевого типа. В определённых условиях наиболее эффективным окажется проходческий щит с экскаваторным исполнительным органом.
При строительстве перегонных тоннелей ленинградского метрополитена блестяще проявил себя механизированный щит комплекса КТ1-5,6 с роторным лучевым исполнительным органом, оснащённым стержневыми резцами и дисковыми шарошками (рис. 7.3.).
Рис. 7.3. Конструкция механизированного проходческого щита КТ1-5,6:
1- резцедержатель со стержневыми резцами; 2-дисковый скалыватель; 3-ротор; 4-главный привод;
5-ковш; 6-ножевое кольцо; 7-опорное кольцо; 8-щитовой транспортёр; 9-щитовой домкрат;
10-привод транспортёра; 11-домкрат выдвижения; 12-опорная перегородка;
13-пылезащитная диафрагма
Исполнительный орган этого щита представляет собой четыре мощных радиальных луча 3, сходящиеся в центре и объединённые кольцом, к которому подвешены ковши 5 для погрузки разработанного грунта на щитовой транспортёр 8. На лучах исполнительного органа установлены стержневые резцы 1 и дисковые скалыватели 2.
|
|
|
При вращении исполнительного органа 3 с одновременной подачей его на забой домкратом выдвижения 11, стержневыми резцами 1 в забое 6 прорезаются щели 4 щириной до 60 мм и глубиной 250-300 мм, а оставшийся между щелями грунтовый целик 5 шириной 150-250 мм разрушается дисковым скалывателем 2, врезающимся в этот целик (рис. 7.4).
Рис. 7.4. Схема разрушения грунта в забое щита КТ1-5,6:
1- стержневой резец; 2-скалыватель;3-луч роторного исполнительного органа;
4-прорезь в грунте забоя; 5-целик грунта, разрушаемый скалывателем; 6-лоб забоя
Разработанный грунт падает вниз, где подхватывается ковшами щита 5 (см. рис. 7.3.), из которых в верхней точке грунт высыпается на наклонный жёлоб и далее на щитовой транспортёр 8. Со щитового транспортёра грунт поступает на главный тоннельный транспортёр.
Представляет интерес конструкция механизированного щита ЩМР, разработанная заводом Главтоннельметростроя (рис. 7.5.).
Рис. 7.5. Механизированный проходческий щит конструкции Главтоннельметростроя:
1- ротор; 2-гидродомкрат для установки замковых элементов; 3-распределительное кольцо;
4-щитовой гидродомкрат; 5-выдвижная платформа; 6-радиальная балка ротора;
7-стержневой резец
Роторный исполнительный орган щита представляет собой дисковую планшайбу 1, усиленную радиальными лучами-балками 6, на которой укреплены стержневые резцы 7. В планшайбе устроены окна с закрывающимися створками, при помощи которых регулируется впуск разработанного грунта внутрь щита.
За счёт регулирования частоты вращения ротора, усилия и скорости подачи его на забой, а также использования резцов с твёрдостью, соответствующей разрабатываемым грунтам, настоящий щит может использоваться в весьма широком диапазоне грунтов: от слабых нескальных с f=0,6 до скальных грунтов средней крепости с f=4-5.
В случае, когда забой выработки составлен несколькими слоями различных грунтов, целесообразно использовать проходческий щит с исполнительным органом экскаваторного типа. Экскаваторные исполнительные органы предназначены в основном для глинистых грунтов. Одним из главных достоинств щитов с экскаваторным исполнительным органом является возможность избирательной разработки забоя.
|
|
|
Рис. 7.6. Щит с экскаваторным исполнительным органом с трёхзвенной стрелой:
1- элерон; 2-горизонтальная перегородка; 3-экскаваторный исполнительный орган;
4-выдвижной козырёк; 5-домкрат козырька; 6-домкрат замкового блока;7-пульт управления;
8-горизонтальная перегородка; 9-хвостовая оболочка; 10-породопогрузочная машина;
11-водяной насос; 12-транспортёр; 13-щитовой домкрат; 14-опорная конструкция
На рисунке (7.6.) представлен проходческий щит комплекса КТ1-5,6Д2. Экскаваторный исполнительный орган 3(обратная лопата с трёхзвенной стрелой) установлен на опорной конструкции 14 в опорном кольце щита. Разработанный грунт попадает к породопогрузочной машине 10 челюстного типа, которая перегружает его на транспортёр 12. В необходимых случаях кровля выработки закрепляется выдвижным козырьком 4, а разделение забоя для раздельной разработки верхней и нижней части происходит за счёт горизонтальной выдвижной перегородки 2.
Рис. 7.7. Щит с экскаваторным исполнительным органом в виде телескопической стрелы:
1- щитовой транспортёр; 2-подгребающая погрузочная машина; 3-горизонтальные площадки;
4-корпус щита; 5-экскаваторный исполнительный орган; 6-пульт машиниста экскаватора;
7-пульт машиниста щита; 8-несущая перегородка
В щите ЩМЭ-1 (рис. 7.7) экскаваторный исполнительный орган имеет стрелу телескопического типа 5. Экскаваторный исполнительный орган такого типа удобно использовать для проходки тоннелей больших диаметров. В этом случае забой выработки по вертикали делится на несколько уровней горизонтальными площадками и в каждом уровне устанавливается экскаваторный исполнительный орган с телескопической стрелой.
|
|
|
