Механизированные проходческие щиты и тоннелепроходческие машины для сооружения тоннелей в крепких скальных грунтах

В крепких скальных грунтах широкое применение получили механизированные проходческие щиты с роторным, как правило, лучевым исполнительным органом, оснащённым породоразрушающим инструментом специальной конструкции.

В грунтах средней крепости с f = 3,0 – 6,0 хорошо проявил себя щит модификации КТ1 - 5,6Д2 со стреловым исполнительным органом (рис. 9.1.).

Рис. 9.1. Конструкция проходческого щита со стреловым фрезерным исполнительным органом:

1- стрела; 2-фреза; 3-выдвижной козырёк; 4-домкрат козырька; 5-опорное кольцо; 6-пульт управления;

7-хвостовая оболочка; 8-щитовой домкрат; 9-горизонтальная перегородка; 10-турель; 11-элерон;

12-породопогрузочная машина

 

Данный щит выпускается со сменным оборудованием, позволяющим переоборудовать его с экскаваторного исполнительного органа на стреловой и обратно. Телескопическая стрела 1 исполнительного органа оснащена фрезерной резцовой головкой 2, вращение которой обеспечивается приводом, расположенным в корпусе стрелы. Стрела закреплена на турели, установленной в пределах опорного кольца, и может быть подведена к любой точке забоя для избирательной разработки грунта.

Некоторые современные щиты с фрезерно-стреловым исполнительным органом имеют более сложные конструкции режущей головки, подобные режущим головкам горнопроходческих комбайнов.

Роторные исполнительные органы механизированных проходческих щитов для крепких скальных грунтов оснащаются более мощным породоразрушающим инструментом. Как правило, это шарошки различных типов (рис. 9.2.).

 

Рис. 9.2. Типы шарошек:

а-зубчатая шарошка; б-штыревая шарошка; в-дисковая шарошка; г-диски со штырями

 

При проходке тоннелей в крепких скальных грунтах, практически не требующих временного крепления контура выработки, механизированная тоннелепроходческая машина может не иметь хвостовой оболочки, а ножевое и опорное кольцо выполняют только ограждающие функции. Однако если по трассе проходки ожидается встреча с зонами нарушенных грунтов, целесообразно вести проходку с помощью щита.

Конструкция механизированного проходческого щита для сооружения тоннелей в крепких скальных грунтах представлена на рисунке 9.3.

 

 

Рис. 9.3. Конструктивная схема проходческого щита с роторным исполнительным органом для крепких скальных грунтов:

1- дисковые шарошки; 2-головная секция корпуса; 3-телескопическое соединение секций;

4-электродвигатель привода вращения; 5-хвостовая секция корпуса; 6-гидроцилиндр

распорного устройства; 7-щитовой домкрат; 8-распорное устройство; 9-домкрат

подачи; 10-тангенциальный гидроцилиндр; 11-ротор; 12-защитные полосы

 

Корпус щита состоит из двух секций: головной 2 и хвостовой 5, телескопически объединённых между собой 3, благодаря чему обеспечивается более благоприятное прохождение криволинейных участков трассы, а также появляется возможность создания значительного по величине усилия подачи исполнительного органа на забой домкратами подачи 9. Разрушение породы в забое ведется 32-мя дисковыми шарошками 1.

Для сооружения тоннелей в однородных крепких скальных грунтах часто применяются так называемые тоннелепроходческие машины, которые работают в составе механизированного комплекса (рис. 9.4.).

Рис. 9.4. Тоннелепроходческая машина для сооружения тоннелей в крепких скальных грунтах:

1-короткий щит; 2-оболочка короткого щита; 3-укладчик арочных секций временной крепи; 4-буровые машины для бурения шпуров под анкеры временной крепи; 5-кабина управления с защитным козырьком; 6-устройство для укладки защитных сеток; 7-упоры (грипперы), распираемые в контур выработки

 

На представленной фотографии изображён один из таких комплексов, предназначенный для сооружения тоннеля в крепких скальных грунтах. Комплекс состоит из короткого щита 1 с оболочкой 2, под защитой которой укладчиком 3 устанавливаются арматурные сквозные арки временной крепи. Одновременно с этим буровыми машинами 4 пробуриваются шпуры для установки анкеров. Для создания упора для домкратов передвижения, комплекс раскрепляется в контур выработки распорными плитами (грипперами) 7.