Obudowa tarczowa do tuneli i sztolni Przedmiotem wynalazku jest obudowa tarczowa do tuneli i sztolni, skladajaca sie ze stalowej rury wykazujacej na swej czolowej stronie zbieznosc w ksztalcie ostrza, przy czym rura na swojej czo¬ lowej stronie jest odsadzona, w celu utworzenia kolnierza, rozciagajacego sie przewaznie na calym obwodzie.Znana jest juz obudowa tarczowa do tuneli i sztolni. Sklada sie ona ze stalowego cylindra, wykazujacego na swej czolowej stronie zbieznosc w ksztalcie ostrza, przy czym rura przy swojej czolowej stronie jest odsadzona w celu utworze¬ nia kolnierza, przy którym znajduja sie wyloty rur dostarczajacych beton. W celu przesuniecia tarczy wtlacza sie przez rury beton, przy czym dla ulatwienia przesuwu i w celu zageszczenia betonu stosowane sa wibratory, które dzialaja na przednich czesciach tarczy, majacych zbieznosc w ksztalcie ostrza. Obudowa tego rodzaju nie zdaje egzaminu w praktyce. Wada tego znanego urza¬ dzenia jest to, ze nacisk potrzebny do przesuwu tarczy, wywierany w plastycznym betonie, jest tak duzy, ze beton w rurach doprowadzajacych na biezaco gestnieje i tani twardnieje, co dla prawi¬ dlowej pracy jest nie do przyjecia.Znane sa takze obudowy, które sa stosowane w pulchnej glebie (moreny, piasek, ziemia i tak da¬ lej). Obudowy te skladaja sie z otwartej z dwóch stron rury stalowej, która ma na swej tylnej stronie pierscien oporowy, na którym wspieraja sie umieszczone na wewnetrznej stronie stalowej rury hydrauliczne o podwójnym dzialaniu silow¬ niki. Strona czolowa rury stalowej, zwrócona w kierunku przesuwu, ma ksztalt ostrza. Wewnatrz 5 rury stalowej wmontowane sa urzadzenia urabia¬ jace oraz podajniki usuwajace urobek. W celu zastosowania tej obudowy wykonuje sie wykop budowlany, w którym umieszcza sie rure stalowa.Obudowa jest hydraulicznie przemieszczana w 10 kierunku przesuwu dzieki oparciu o podpore w tym wykopie budowlanym, przy czym przestrzen pokonana przez przesuwajace sie urzadzenie zo¬ staje bezposrednio potem wybetonowana lub ob¬ lozona wykonanymi przedtem skorupami betono- 15 wymi. Wada tej znanej obudowy jest to, ze ma bardzo skomplikowana budowe i ze ulega awariom które, sa trudne w usunieciu. Poniewaz urzadze¬ nia te skladaja sie z rur o zamknietym obwodzie, trudno jest je demontowac wewnatrz tunelu czy 20 sztolni i znajdujace sie wewnatrz rury bardzo drogie, liczne silowniki hydrauliczne sa stale na¬ razone na uszkodzenie przez opadajacy urobek, przy czym mozna tu tylko otrzymac niewielki stosunkowo nacisk przesuwu, ograniczony przez 25 mozliwa do otrzymania powierzchnie tloków.Cejem wynalazku jest wyeliminowanie powy¬ zej wymienionych wad.Zgodnie z wynalazkiem zrealizowane jest to dzieki temu, ze na powierzchni kolnierza utworzo- so negp przez odsadzenie rury przewidziany jest co 76 4823 najmniej jeden, elastyczny jak gunia workowaty miech, zasilany czynnikiem cisnieniowym, jak olej, woda, powietrze i tym podobne czynniki, a przy miechu poprowadzone sa na zewnatrz dostarcza¬ jace beton przewody, przy czym wyloty tych przewodów usytuowane sa w znamy sposób na zbieznej powierzchni plaszcza, utworzonej przez odsadzenie rury. Obudowa wedlug wynalazku sta¬ nowi niewatpliwy postep w stosunku do znanych rozwiazan, poniewaz mozna operowac tu cyklem dwutaktowym, dokonujac na zmiane przesuwu i dostarczajac potem beton.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony tytu¬ lem przykladu na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia rure stalowa w przekroju wzdluznym wed¬ lug linii A—A z fig. 3, okreslony nastepnie jako tarcza przesuwu, fig. 2 — rure stalowa w prze¬ kroju wzdluznym wedlug linii B—B z fig. 3, fig. 3 — rure stalowa w przekroju wedlug linii C—C z fig. 1, a fig. 4 i 5 — szczególy kolnierza rury stalowej.Tarcza 1 przesuwu sklada sie ze stalowej rury, która na swojej stronie 3 wykazuje zbieznosc 4, majaca ksztalt ostrza. Srednica rury stalowej od¬ powiada srednicy wykonywanej sztolni lub tune¬ lu. Rura stalowa jest przy swojej stronie czolo¬ wej 3 odsadzona w celu utworzenia kolnierza 5, przy czym przy tym kolnierzu 5 znajduja sie skie¬ rowane na zewnatrz przewody 6 ze swymi wylo¬ tami 7 (fig. 4). Rury te sa mozliwie równomiernie rozmieszczone na obwodzie obracajacego sie kol¬ nierza 5, jak pokazano na fig. 3, i znajduja sie w korytkowych poglebieniach 6' (dla przejrzystosci rysunku poglebienia te nie sa naniesione na fig. 1 i 2), przy czyim poglebienia te sa wykonane przez napawanie mostków lub sa odlane razem z rura. Wyloty tych przewodów 6 sa lejkowato rozszerzone i same te wyloty 7 znajduja sie blisko powierzchni 5' kolnierza, utworzonej przez odsa¬ dzenie rury. Powierzchnia 5' kolnierza jest za¬ opatrzona w nieckowate wglebienia 8 (fig. 5), w których znajduja sie workowate miechy 9, wyko¬ nane z elastycznego jak guma materialu i zasila¬ ne poprzez zaglebione równiez przewody 10 od¬ powiednim czynnikiem cisnieniowym (olej, woda, powietrze). Te wglebienia wzglednie miechy sa rozmieszczone mozliwie równomiernie na obwo¬ dzie obracajacego sie kolnierza 5 lub powierzchni 5' kolnierza (fig. 3). W elastycznym jak guma ma¬ teriale miechów mozna przewidziec sprezyny lub koszyczki ze sprezynami, które utrzymuja odcia¬ zone miechy 9 w polozeniu uwidocznionym na fig. 5, wzglednie przywracaja z powrotem tym mie- choni ich ksztalt.Patrzac w kierunku osi rura stalowa 2 sklada sie z kilku segmentów 2', przy czyim lezacy u góry segment 11 ma wystajace na zewnatrz powierzch¬ nie wzglednie kolnierze ograniczajace 12. Ze¬ wnetrzna powierzchnia 13 plaszcza tarczy 1 prze¬ suwu wykazuje lekka zbieznosc stozkowa, wedlug której przekrój plaszcza, patrzac do tylu, zmniej¬ sza sie. Do tylnego konca 14 tarczy przesuwu przy¬ laczony jest, majacy stosunkowo cienkie scianki, odcinek 15 rury. Jak widac to z fig. 4, do wylotu przewodu 6 wchodzi kazdorazowo drugi przewód 20, B482 4 przy czym ten przewód 20 tworzy na swoim przed¬ nim koncu kolanko, a pozostala czesc rury w celu zabezpieczenia jej znajduje sie w korytkowym po¬ glebieniu 6'. Kolanko jest przy tym tak uksztalto- 5 wane, ze wymuszony nim przeplyw jest skiero¬ wany zgodnie ze wzdluzna osia przewodu 6, co przedstawione jest strzalka 21 na fig. 4.Sposób dzialania przedstawionej tarczy przesu¬ wu wynika bezposrednio z rysunku i we wszy- 10 stkich istotnych szczególach wyjasniony jest po¬ nizej, przy czym jako punkt wyjsciowy przyjeto pokazany na fig. 1 stan budowy tunelowej rury 16. Poprzez przewody 6 zostal beton wprowadzony przez kolnierz 5 i zbiezna powierzchnie 13 plasz- 15 cza tarczy przesuwu do utworzonej pierscieniowej przestrzeni za pomoca nie pokazanej na rysunku, lecz dostatecznie znanej pompy do betonu. Teraz przewody 20 zasilane sa sprezonym powietrzem lub woda tak, ze z chwila przerwania przesuwu, 20 przewody 6 dzieki kolankowej krzywiznie tych przewodów 20 przy ich wylocie, zostaja przedmu¬ chane do tylu, jak pokazuje to strzalka 21, prze¬ ciwnie do kierunku podawania betonu, wskutek czego przewody 6 i 20 moga byc uwolnione od 25 betonu. Po wprowadzeniu betonu oraz jego steze¬ niu miechy 9 zostaja poprzez przewody 10 zasilo¬ ne odpowiednim czynnikiem, bedacym pod wy¬ sokim cisnieniem. 30 Dzieki sile reakcji duzej powierzchni miechów tarcza przesuwu zostaje z duza sila wcisnieta w material 18 gruntu, wskutek czego on sie zapada lub moze byc wytrany i nastepnie odtransporto¬ wany za pomoca prowadzonych w cylindrze sta- 35 lowym agregatów frezujacych i urabiajacych oraz koparek i ladowarek. Wskutek wymuszonego przesuwu, który jest zalezny od urabianego mate¬ rialu i rozszerzalnosci miechów 9, powstaje szcze¬ lina pierscieniowa, która jest ograniczona po- 40 wierzchnia 5' kolnierza, nastepnie przylegajaca bezposrednio do kolnierza powierzchnia 13 plasz¬ cza, powierzchnia czolowa betonowej rury 16 i ziemia 18. Teraz zostaja odciazone miechy 9, a jednoczesnie do tej szczeliny pierscieniowej zo- 45 staje wtloczony przez przewody 6 beton, przy czym nie wyplukany i stwardnialy ewentualnie beton, znajdujacy sie w nasadce przewodów 6, zostaje dzieki lejkowatemu ksztaltowi tych odcinków przewodów 6 wypchniety i wydalony. Po wtlocze- 50 niu do szczeliny pierscieniowej betonu opisany powyzej proces zostaje na nowo powtórzony, W ten sposób mozliwe jest czysto skorupowe wy¬ lozenie jednorodnymi, (monolitowymi betonowymi rurami sztolni lub tunelu bez obawy, ze zwolnio- 55 na wskutek przesuwu tarczy powloka ziemi od¬ prezy sie i runie, uszkadzajac przy tym maszyny oraz urzadzenia, co stawialoby w ogóle pod zna¬ kiem zapytania budowe tego rodzaju sztolni, po¬ dobnie jak przy wszystkich, tradycyjnych meto- 60 dach. Zgodny z wynalazkiem uklad miechów przy jednostkowym obciazeniu miechów 500kG/cm2, co jest zreszta normalne, daje przy tarczy o sred¬ nicy okolo 8,4 m nacisk przesuwu 42000 T, a wiec wielkosc przewyzszajaca znacznie kazda wielkosc, 65 osiagana innymi urzadzeniami. \5 W strefach ziemi, gdzie wystepuja ruchy tekto¬ niczne, mozna oprócz monolitowych rur betono¬ wych uzyc równiez w prosty sposób rur czlono¬ wych, podczas gdy zgodnie z pewnymi i dowolnie dobranymi odleglosciami przesuwu wtlacza sie w pozostawiona wskutek przesuwu szczeline piers¬ cieniowa materialy uszczelniajace przez znajduja¬ ce sie przy kolnierzu 5 otwory 25, (fig. 5) i do¬ piero po nastepnym przesuwie beton sie dociska.Poniewaz moze byc pokonane duze tarcie o rure 2, powstale po dluzszej przerwie w pracy wskutek kurczenia sie rur tunelu przy wiazaniu sie beto¬ nu, to od strony wewnetrznej rury 2 mozna w sposób korzystny umiescic elementy wibratora wysokiej czestotliwosci.Te poszczególne kolejne czlony rur betonowych sa przy tym ze soba polaczone przez zazebienie dzieki nieckowatym wglebieniom. W rurze 15 mo¬ ga byc umieszczone agregaty pomp do wtlaczania betonu uszczelniajacego oraz czynnika cisnienio¬ wego dla miechów 9, jak równiez urzadzenia ura¬ biajace i podajace.Poniewaz na calym obwodzie kolnierza 5 prze¬ widuje sie kilka miechów, które moga byc zasila¬ ne kazdorazowo innym cisnieniem przez odpo¬ wiednie urzadzenia sterujace, tarcza moze sie przesuwac nie tylko w kierunku poosiowym, lecz jest kierowana równiez dowolnie, wskutek czego tarcze przesuwu mozna prowadzic do góry, do dolu albo w jednym z tych dwóch kierunków. Po¬ za tym przez rózne zasilanie miechów 9 moze byc uwzgledniony nierównomierny opór urabiania w materiale.Patrzac w kierunku osi tarcza przesuwu podzie¬ lona jest na kilka czesci, wskutek czego za po¬ moca urzadzenia wedlug wynalazku mozna wy¬ konywac równiez sztolnie slepe lub slepe tunele, co potrzebne jest przy kolejach podziemnych.W przypadku osiagniecia planowanego i przewi¬ dywanego koncowego odcinka takiej slepej sztolni, to tarcza przesuwu dzieki swojemu proponowane¬ mu rozwiazaniu moze byc sama wewnatrz sztolni rozebrana i jej poszczególne czesci przez sztolnie odtransportowane. Dzieki urzadzeniu wedlug wy¬ nalazku mozna nadzwyczaj szybko i tanio zreali¬ zowac wszystkie odnosne projekty budowy. To ma o tyle bardzo korzystny wplyw na planowanie ko¬ munikacji (na przyklad przy budowie kolei pod¬ ziemnej), ze niezaleznie od zabudowy powierzchni w miastach lub charakterystyki tej powierzchni, jak kanaly, rzeki, linie zaopatrzeniowe, mozna bez wahania wykonywac podkopy.Mozna na przyklad zbudowac obwodowa siec kolei podziemnej o ruchu ciaglym w obydwu kie¬ runkach. Szyby laczace rure tunelowa z powierz¬ chnia moga byc dopiero potem wykopane w glab do wstepnie wymierzonych miejsc oddzielonych szczelinami, przy czym oddzielony odcinek rury tunelowej zostaje wysadzony bez jakiejkolwiek szkody przy obydwu stronach wylotu i bez obni¬ zania jego wartosci pod wzgledem statycznym.Czolowe czesci rury stalowej moga skladac sie z poszczególnych segmentów tnacych 4' (fig. 1 i 2), które zamocowane sa rozlacznie za pomoca klinów poprzecznych, co umozliwia w prosty spo- 6 482 6 sób dopasowanie tych narzedzi tnacych do ura¬ bianego materialu.Na czolowej stronie zbieznosci stalowej rury, majacej ksztalt ostrza, mozna równiez wykonac 5 zeby na ksztalt pily, co przedstawiono schema¬ tycznie na fig. 2 za pomoca przerywanej linii 30.W wolnej przestrzeni pozostawionej przez tarcze mozna takze przewidziec wzierniki w celu kontro¬ lowania i nadzorowania na biezaco kierunku io przesuwu.Za pomoca obudowy wedlug wynalazku mozna równiez dokonywac z latwoscia zbrojenia rury be¬ tonowej wzglednie jej poszczególnych odcinków, W tym celu przy kolnierzu 5, a mianowicie celowo 15 w plaszczyznie przekroju przez otwory 25, prze¬ widuje sie w cylindrze dalsze otwory 26, przez które wprowadza sie prety zbrojeniowe po kaz¬ dym wymuszonym przesuwie, a przed doprowadze¬ niem betonu lub podczas jego doprowadzania. Te 20 prety zbrojeniowe moga byc praktycznie bez kon¬ ca, wskutek czego rury betonowe lub jej odcinki sa wzmacniane przez opasujace je spirale zbro¬ jeniowe.W celu przyspieszenia wiazania sie. betonu 25 przewody 6 moga byc ogrzewane. Do tego celu moga byc wprowadzone równiez materialy do¬ datkowe. Wyrobiony juz beton moze byc przy tym doprowadzony przewodem 6, przy czym mozna równiez przez przewód 6 wprowadzac sucha mie- 30 szanke betonowa i dopiero przy wylocie 7 dodac wody zarabiajacej, z ewentualnymi dodatkami.W tym celu nalezy przewidziec dalszy przewód rurowy (poza przewodem 26 — fig. 4), który moze byc takze ogrzewany, wskutek czego do suchej 35 mieszanki betonowej dodawana jest podgrzewana woda zarabiajaca.Powyzej opisano i przedstawiono tarcze przesu¬ wu o przekroju kolowym. Oczywiscie w ramach tego wynalazku jest równiez mozliwosc nadania 40 tarczy przekroju innego niz kolowy, na przyklad przekroju eliptycznego lub owalnego.Zastosowanie opisanego urzadzenia jest szcze¬ gólnie korzystne przy materiale zawierajacym wode. Jezeli przewidywane jest przebicie sie wo- 45 dy, to sciana posrednia, wypelniajaca przekrój tarczy przesuwu przy czolowej stronie, zostaje tor- kretowana, która przy nastepujacym przesuwie tarczy i miechów 9 zostaje przesunieta do tylu razem z urobionym materialem, wskutek czego 50 otrzymuje sie uszczelnienie w rodzaju scian gro- dziowych.Obudowa wedlug wynalazku moze byc stoso¬ wana do wszystkich przesuwów pod ziemia i sred¬ nica jej jest praktycznie nieograniczona. Stosow- 55 nie do dobranej grubosci kolnierza mozna uzyskac rózne stropy z plaszczy rur betonowych. Jezeli chodzi o wlasciwosci gruntu, to zastosowanie urzadzenia wedlug wynalazku równiez ,nie jest ograniczone, gdyz moga byc urabiane zloza skalne 60 i lupkowe, przy czym w przypadku stosowania urzadzenia w wyrastajacej skale konieczne sa wy¬ lomy czolowej sciany sztolni przy pomocy ma¬ terialów wybuchowych. Wskutek powstalych wstrzasów nie zostaje uszkodzona ani tarcza prze- 65 suwu, ani betonowa wlasnie sciana sztolni. Dla76 482 oslony agregatów pompowych i urzadzen pomia¬ rowych, które umieszczone sa w tylnym koncu tarczy przesuwu, a wiec przy rurze 15, zawiesza sie od góry do dolu, przewaznie przy szczelinie dzielacej rure 2 i 15, lancuchy odbojowe oraz mocny fartuch gumowy. Dwie trzecie przekroju rury, mierzac od dolu do góry, pozostawia sie zawsze otwarte dla przejazdu urzadzen urabiaja¬ cych i koparek. Cale orurowanie urzadzenia jest tak umieszczone i wykonane, ze nie moga tu po¬ wstac zadne uszkodzenia wskutek przesuwu, wy¬ buchu lub przejazdu ciezkich urzadzen urabiaja¬ cych i koparek, poniewaz wszystkie te rury znaj¬ duja sie w korytkowych poglebieniach, które sa odlane razem z cylindrem stalowym lub sa utwo¬ rzone pózniej przez zainstalowanie listew.Nalezy jeszcze wspomniec, ze w plaszczyznie przekroju przez otwory 25 i 26 mozna przewidziec otwory poprowadzone ukosnie do przodu, przez które wprowadza sie sondy zageszczajace beton.Os takiego otworu pokazana jest na fig. 5 linia przerywana 27.Proponowana obudowa jest prosta w swej bu¬ dowie, jak równiez prosty jest jego sposób dzia¬ lania. Moze byc ono z korzyscia stosowane przy gruncie o kazdej charakterystyce, umozliwia wy¬ twarzanie przelotowych monolitowych lub sklada¬ jacych sie z poszczególnych czlonów rur betono¬ wych, zarówno zbrojonych jak i nie zbrojonych, przy czym urzadzenie to moze byc uzyte nie tylko do wykonywania tuneli pirzelotowych, ale takze sztolni i tuneli slepych. Niezaleznie od tego nacisk potrzebny dla przesuwu moze byc kilkakrotnie wiekszy niz przy znanych urzadzeniach, co zezwala na stosowanie urzadzenia wedlug wynalazku w materiale skalistym. PL