Механизированные проходческие щиты с грунтовым пригрузом забоя ТЩМ (ГП)

В щитах с грунтовым пригрузом разработанный и измельчённый исполнительным органом роторного типа (лучевым или дисковым) грунт заполняет призабойную камеру. Активный пригруз забоя создаётся за счёт передачи усилия щитовых домкратов при дозированном отборе грунта из призабойной камеры шнековым конвейером. Таким образом уравновешивается активное горизонтальное давление грунта и гидростатический напор (рис. 4.1.).

Рис. 4.1. Принципиальная схема механизированного проходческого щита с роторным исполнительным органом и грунтовым пригрузом забоя

На примере принципиальной схемы щита с грунтовым пригрузом забоя рассмотрим принцип действия машин этого типа. Разработанный роторным исполнительным органом 1 грунт попадает в призабойную камеру 2 корпуса щита 3.

Для придания разработанному грунту свойств, повышающих качество грунтопригруза, по трубопроводу 6 в призабойную камеру подаются суспензии поверхностно-активных веществ. Выдача грунта из призабойной камеры осуществляется шнековым конвейером 7, закреплённым в герметичной перегородке 8. В эту перегородку также вмонтированы трубопровод сжатого воздуха 4 и шлюзовая камера 5.

На следующем рисунке (рис. 4.2.) представлена конструкция механизированного щита с грунтовым пригрузом ТЩМ (ГП).

Рис. 4.2. Конструктивная схема механизированного проходческого щита с роторным исполнительным органом и грунтовым пригрузом забоя

В щитовом корпусе 1, являющимся основным конструктивным элементом любого механизированного щита находится герметичная диафрагма 2, щитовые гидравлические домкраты 3 и роторный исполнительный орган 4 с гидроприводом 5. Через герметичную диафрагму проходит шнековый конвейер 6, дозированно выдающий разработанный грунт из призабойной камеры на щитовой транспортёр 9. Под защитой хвостовой оболочки щита расположен блокоукладчик 7, зазор между обделкой и оболочкой щита изолируется кольцевым уплотнением 8.

Роторный исполнительный орган щитов с грунтовым пригрузом может быть дисковым или лучевым. В некоторых конструкциях щитов исполнительный орган оснащается створками, при помощи которых можно регулировать впуск разработанного грунта в призабойную камеру.

На задней поверхности режущего инструмента исполнительного органа жестко крепятся смесительные лопатки, обеспечивающие более тщательное перемешивание разработанного грунта (рис. 4.3.).

Рис. 4.3. Роторный дисковый (Б) и лучевой (В) исполнительный орган механизированного проходческого щита с грунтовым пригрузом забоя

Существующие ТЩМ (ГП) используют три различных вида грунтового пригруза:

-чисто грунтовый пригруз, т.е. без введения в разрабатываемый грунт каких-либо добавок, изменяющих его механические свойства;

-глинисто-грунтовый пригруз, полученный путем введения в разрабатываемый грунт глинистой пасты с объёмным весом 1,3 – 1,5 г/см куб. (такой пригруз иногда называют грязевым). В результате в призабойной камере получается кондиционированный грунт, улучшающий условия крепления забоя и транспортировки грунта.

Глинистая добавка представляет собой смесь порошков бентонита и глины, либо бентонита и каолина затворённых водой;

-пеногрунтовый пригруз. В этом случае кондиционирование грунта достигается нагнетанием в него пены, представляющей собой смесь пузырьков сжатого воздуха и жидкого пенообразователя.

В процессе разработки грунта в призабойной камере происходит его интенсивное перемешивание приводящее к изменению свойств разработанного грунта, как некондиционированного, так и кодиционированного. Повышается его пластичность, понижается проницаемость.В результате обеспечивается надежное крепление забоя.

Удаление грунта из призабойной камеры в зону щита производится шнековым конвейером. Регулируя скорость вращения винта (шнека) возможно управлять напряжённым состоянием грунта в пробке шнека и величиной его противодавления на забой Дополнительное усилие на забой создаётся роторным исполнительным органом.

При необходимости выхода рабочего персонала в призабойную камеру из неё при помощи шнекового конвейера удаляется весь разработанный грунт, а крепление забоя в этот период осуществляется за счёт избыточного давления сжатого воздуха подаваемого в призабойную камеру. Выход в призабойную камеру происходит через шлюзовой аппарат.

Щитовые машины с грунтовым пригрузом забоя наиболее эффективо работают в глинистых или илистых грунтах повышенной влажности с относительно небольшим содержанием песчаных частиц и при наличии в этих грунтах не менее 30% мелких фракций размером не менее 0,05 мм.

Использование кондиционирования грунта глинистой пастой или вспенивающими добавками расширяет диапазон применения таких щитов до песчаных и гравелистых грунтов и даже до плотных, в том числе и сильно налипающих, глин.

Если на лучах исполнительного органа установить дисковые резцы, щиты с грунтопригрузом можно применять в полускальных и скальных грунтах

Для проведения кондиционирования грунта в призабойной камере, на поверхности устраивается установка для приготовления, а в тоннеле – для нагнетания добавок в призабойную камеру или в забой (рис. 4.4.).

Рис 4.4. Схема оборудования для приготовления и нагнетания пенного реагента в призабойную камеру щита и в грунт забоя:

1.-компрессор; 2-насос; 3-распредилетильный блок сжатого воздуха; 4-резервуар-накопитель; 5-дозировачный насос; 6-инъекторы пены; 7-смеситель коллоидного полимерного раствора; 8-насос подачи; 9-резервуар хранения пенного материала; 10-пульт управления; 11-насосы инъекторов; 12-ёмкость; 13-пульт управления

Дата добавления: 2015-09-03