Читайте также:
|
К названной группе грунтов можно отнести пластичные супеси, суглинки и глины (спондиловые, юрские, майкопские) с коэффициентом крепости f = 0,7 – 1,0 и даже перемятые глинистые мергели с f = 1,0 – 1,5.
Такие грунты легко разрабатываются резанием, причём резцами пластинчатого типа, однако устойчивость лба забоя необходимо обеспечивать за счёт конструкции исполнительного органа. Поэтому для проходки тоннелей в мягких пластичных глинах разработаны щиты, исполнительный орган которых, оснащённый пластинчатыми резцами, практически постоянно находится прижатым к забою, обеспечивая его устойчивость.
Конструкция щита с роторным дисковым исполнительным органом представлена на рисунке 7.1.
Рис. 7.1. Конструкция механизированного щита с роторным дисковым исполнительным органом:
1- выходной вал привода; 2-исполнительный орган; 3-пластинчатые резцы; 4-копир-резец;
5-ролики для опоры исполнительного органа; 6-подшипник; 7-привод исполнительного органа;
8-подшипник скольжения вала; 9-гидродомкрат подачи исполнительного органа;
10-горизонтальная площадка; 11-ленточный транспортёр; 12-балки
Рассматриваемый щит получил название «Киевский», так как был разработан для проходки перегонных тоннелей Киевского метрополитена в пластичных спондиловых глинах. Исполнительный орган 2 выполнен в виде сплошной стальной планшайбы, сваренной из отдельных листов. Через прорези в планшайбе к забою выступают пластинчатые резцы 3, которыми при вращении исполнительного органа срезается стружка пластичной глины толщиной до 20 мм. Конструкция пластинчатого резца киевского щита показана на рисунке 7.2. Срезанный грунт через прорези в планшайбе попадает внутрь исполнительного органа и удаляется оттуда при помощи щитового транспортёра 11. Вращение исполнительного органа обеспечивается приводом 7, установленным на горизонтальной перегородке 10 опорного кольца. Для подачи исполнительного органа на забой служит гидравлический домкрат 9.
Рис. 7.2. Конструкция пластинчатого резца:
1- стальной лист диафрагмы; 2-корпус резца; 3-болтовое
крепление резца к корпусу; 4-пластинчатый резец
В зависимости от степени пластичности разрабатываемых грунтов существует несколько режимов работы щита с роторным дисковым исполнительным органом, оснащённым пластинчатыми резцами.
В достаточно устойчивых грунтах (f=1,0-1,5) в первую очередь производится резание грунта с выдвижением исполнительного органа домкратом подачи на глубину до 50 см при неподвижном щите. Затем резание грунта прекращается и производится передвижка щита в разработанное пространство, после чего процесс повторяется. Передвинувшись таким образом на 1 метр, (то есть на ширину кольца сборной обделки) можно приступать к монтажу очередного кольца обделки.
В менее устойчивых грунтах (f=0,8-1,0) резание грунта при неподвижном щите происходит на глубину до 25 см, после чего резание продолжается с одновременной подвижкой щита на забой. В это время шток домкрата подачи упруго осаживается. В таком режиме забой продвигается ещё на 10 см, а корпус щита приходит в исходное положение относительно исполнительного органа. Для разработки забоя на глубину достаточную для монтажа очередного кольца обделки описанный цикл повторяется трижды.
При проходке тоннеля в слабоустойчивых грунтах (f=0,7-0,8) основной особенностью в работе щита является то, что исполнительный орган разрабатывает грунт в забое, диаметр которого меньше диаметра щита. Кроме того исполнительный орган не должен выходить за пределы ножевого кольца. Таким образом, резание грунта осуществляется с подачей планшайбы в сторону забоя на глубину до 20 см, но без входа из-под защиты ножевого кольца. Проходка останавливается и начинается передвижка щита, во время которой осуществляется подрезание кольцевого слоя грунта недоработанного исполнительным органом. После выполнения необходимого числа описанных циклов приступают к возведению обделки.
7.2. 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.
Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 179 | Нарушение авторских прав