Механизированные проходческие щиты для сооружения тоннелей в полускальных и скальных грунтах средней крепости

К этой группе грунтов можно отнести очень плотные глины (типа карбонных), мергели глинистые, известняки средней крепости с коэффициентом крепости f до 3,0-3,5.

Для грунтов этой группы целесообразно создавать проходческие щиты, в которых механизированное разрушение грунта производится по принципу резания с частичным скалыванием. Рассмотренные ранее механизированные проходческие щиты с роторным дисковым (ЩМР) и лучевым (КТ1-5,6) исполнительными органами могут успешно использоваться при сооружении тоннелей и в скальных грунтах средней крепости. Для этого необходимо увеличить мощность привода и усилие подачи исполнительного органа на забой, а также армировать стержневые резцы пластинами из твёрдых сплавов (например, ВК-8). А вот прочность ножевого и опорного колец и грузоподъёмность щитовых домкратов может быть снижена.

Для проходки перегонных тоннелей Московского метрополитена в устойчивых грунтах с коэффициентом крепости f 3 был использован механизированный щит с исполнительным органом планетарного типа М-105 (рис 8.1.).

Рис. 8.1. Конструкция проходческого щита с планетарным исполнительным органом:

1- водило; 2-главный привод; 3-резец; 4-дисковая фреза; 5-ножевое кольцо; 6-опорное кольцо;

7-щитовой домкрат; 8-хвостовая оболочка;9-щитовой транспортёр; 10-ковш исполнительного

органа; 11-редуктор; 12-домкрат выдвижения; 13-опорная горизонтальная перегородка

 

Исполнительный орган щита состоит из двух дисковых фрез 4, оснащённых стержневыми резцами 3 и закреплённых на специальном колесе (водиле) 1, которое приводится во вращение при помощи главного привода 2. Водило, вращая дисковые фрезы по окружности вокруг главного вала, одновременно обеспечивает их вращение вокруг собственной оси. Одновременно с вращением осуществляется подача исполнительного органа на забой домкратом выдвижения 12. Разработанный грунт подхватывается ковшами 10 и в верхней точке вертикального диаметра выгружается на щитовой транспортёр 9.

После некоторой модернизации, выразившейся в увеличении мощности главного привода и грузоподъёмности домкрата выдвижения, а также в армировании стержневых резцов твердыми сплавами, московский механизированный щит (М-105) успешно работал на проходке перегонных тоннелей Тбилисского метрополитена в скальных грунтах с коэффициентом крепости f =5.

В щитах такого типа величина крутящего момента для каждого резца одинакова и меньше, чем в щитах с роторным исполнительным органом, одинаков путь каждого резца по поверхности забоя, благодаря чему замену всех резцов можно производить одновременно. Однако, конструкция планетарного исполнительного органа сложна, а разработанный грунт разрушен до мельчайших частиц, что приводит к сильному пылеобразованию. Кроме того, область применения таких щитов ограничена сравнительно небольшой прочностью грунтов, так как довольно сложно создать необходимое усилие подачи исполнительного органа на забой.