RU1836565C - Способ выполнени подземного туннел и установка дл осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: создание подземных трубопроводов и установка дл  его осуществлени . Сущность изобретени : способ выполнени  туннел  включает разрушение горной массы вращающимс  инструментом, удаление разрушенной горной массы вращающимс  транспортирующим шнеком. Последний размещен в защитной трубе, которую собирают в туннеле по мере его выполнени . В защитной трубе размещают механизм с роликами дл  поддержани  транспортирующего шнека и устанавливают его с возможностью опоры на внутреннюю поверхность защитной трубы. Туннель бур т с помощью одного или нескольких инструментов, которые доставл ютс  к забою и от забо  транспортирующим шнеком. Диаметр свободного отверсти  в средней части транспортирующего шнека составл ет по крайней мере 40% от внутреннего диаметра защитной трубы и выполнен равным или больше диаметра самого большого транспортируемого инструмента. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение касаетс  способа изготовлени  туннел  дл  подземных трубопроводов без выемки грунта над трубопроводом, а также установки дл  его осуществлени . Земл  и горна  порода, которые должны удал тьс , разрыхл ютс  одним из известных способов. Разрыхленный материал удал етс  из туннел  с помощью вращающегос  транспортирующего барабана. Последний вращаетс  на роликах внутри трубы, предназначенной дл  размещени  под землей.

Строительство подземных трубопроводов может осуществл тьс  в соответствии с несколькими различными принципами. Наиболее простой способ заключаетс  в выкапывании грунта на месте укладки трубы,, укладку трубы и закапывание ее. Однако это не всегда может быть осуществлено с помощью открытых земл ных работ, например , из-за наличи  дорог или озер. В таком случае необходимо искать способы подземной укладки.

Дл  труб небольшого диаметра и коротких рассто ний могут использоватьс  способы смешени  грунта, при которых труба вдавливаетс  в требуемом направлении под действием достаточно большого усили . На конце трубы используетс  формирующийс  наконечник, который вытесн ет грунт настолько , настолько этого требует труба. Установка , базирующа с  на таком вытеснении земли, представлена в патентном документе F1-51726, в котором говоритс , что с помощью такого способа довольно просто получить небольшие отверсти , тогда как в случае с большим отверсти ми со00

00 О

сл

Os

сл

со

противление вытеснению становитс  настолько большим, что имеющийс  в этом случае источник энергии не а состо нии создать необходимое усилие, или же их использование становитс  неэкономичным. В св зи с этим, в случае с отверсти ми больт шого диаметра необходимо использовать механические молоты или режущие устройства или врубовые машины.

При выполнении отверстий большого диаметра разрыхл емый грунт должен удал тьс  из отверсти . Так например, в патентном документе FH51726 показан способ удалени  отколотого грунта из отверсти  через трубу с помощью сжатого воздуха.

Другим ранее известным способом удалени  разрыхленного грунта  вл етс  например , транспортирующий шнек, встроенный в трубу за бурильной головкой, как, например, это показано в патенте ФРГ ДЕ 3.306.047. В системе по этому патенту бурильна  головка установлена в опорной трубе, котора  содержит транспортирующий шнек. Диаметр этого шнека таков, что его наружный диаметр почти равен внутреннему диаметру опорной трубы. В этой конструкции транспортирующий шнек перемещаетс  относительно опорной трубы .

В патенте ФРГ ДЕ 3.228.684 представлена конструкци , в которой транспортирующий шнек установлен в опорной трубе, диаметр которой по существу меньше, чем диаметр устанавливаемой трубы. В этом случае определение расположени  или направлени  бурильной головки может осуществл тьс  через верхнюю часть трубы, котора  остаетс  свободной.

В качестве недостатков существующих способов можно отметить, что визуальное наблюдение за бурильной головкой  вл етс  ограниченным и кроме того, дл  ремонта бурильна  головка должна выниматьс , что  вл етс  трудоемкой операцией, требующей много времени.

Недостатком  вл етс  также то, что конструкци  транспортирующего шнека ограничивает диаметр горной породы, котора  может транспортироватьс  шнеком. Кроме того, разгрузка забившегос  транспортирующего шнека затруднен, так как его конструкци   вл етс  закрытой.

С помощью установки и способа насто щего изобретени  достигаютс  существенные улучшени  в упом нутых недостатках. Характеристики установки и способа насто щего изобретени  приведены в его формуле .

В качестве важного преимущества насто щего изобретени  можно отметить, что

за бурильной головкой обеспечиваетс  хорошее наблюдение и имеетс  обширный и небольшой отрезок пути дл  транспортировки разрыхленной земли. Благодар  так- же большому диаметру транспортирующей трубы обеспечиваетс  передача большого вращающего момента на бурильную головку . Свободный центр транспортирующей трубы  вл етс  большим и через барабан

можно транспортировать, например, инструменты и т.п. Это  вл етс  преимуществом , поскольку, когда после бурени  только с помощью бурильной головки в м гком грунте, встречаетс  горна  порода, то тре5 буетс  доставить отбойный молоток к бурильной головке и установить его. Кроме того, куски горной породы, диаметр которых почти равен диаметру барабана, могут транспортироватьс  через него. В процессе

0 бурени  можно следить за концом, туннел  и качеством грунта, который может исследоватьс  через трубу, через нее могут собиратьс  и удал тьс  инструменты в том случае, если свободное отверстие достаточ5 но большое, чтобы через него мог пройти человек.

На фиг.1 показаны в сечении транспортирующий барабан и защитна  труба; на фиг.2- в сечении бурильна  головка итранс0 портирующий барабан; на фиг.З - бурильна  головка с вращающейс  врубовой головкой; на фиг.4 - вид сбоку концевой части устройства, установленного в исходном отверстии; на фиг.5 - вид сверху конце5 вой части устройства, установленного в исходном отверстии; на фиг.6 - другой способ креплени  бура.

На фиг.1 схематично показан транспортирующий барабан (1), вращающийс  на ро0 ликах 14 опорного роликового устройства 13, закрепленных в собранной трубе 8. Питание гидравлических цилиндров 9, направл ющих буровую головку, осуществл етс  с помощью шлангов 15, проход щих через

5 нижнюю часть трубы 8. Роликовое устройство 13 может быть закреплено в трубе 8.

На фиг.2 показана головка устройства, вход ща  в грунт, молоткового типа инструменты дл  грунта или горной породы 19 за0 креплены во вращающейс  конической части 3 с помощью приспособлений 33, 34 и винтов 45, 46, при этом инструменты в приспособлени х могут скользить на участках 16 под действием цилиндров 10 или 35.

5 Ударные инструменты могут перемещатьс  против действи  усили , создаваемого средой под давлением в цилиндрах 10, 35. Вхождение в горную породу наиболее благопри тное осуществл етс  тогда% когда один инструмент 36 сверлит отверстие большого диаметра в центре туннел , а другой инструмент 17 сверлит круг в наружной части отверсти . Опорные ролики 11 имеют осевую опору. Ролики 11 поддерживаютс  фланцем 6, который регулируетс  в требуемом направлении относительно цилиндрической части 7 с помощью гидроцилиндра 9. Гидроцилиндры 9 соединены с част ми 43 и 44. Регулирование направлени  проникновени  осуществл етс  с помощью цилиндра

9путем поворота фланца 6 в требуемое направление . Опорные ролики 12 закреплены в цилиндрической части 4, котора  поворачиваетс  относительно цилиндрической части 7 в то врем  когда поворачиваетс  головна  часть. Фланец 6 прикреплен к цилиндрической части 5, котора  может скользить и когда нужно поворачиватьс  относительно цилиндрической части 7. Гидравлические цилиндры 9 прикреплены одним своим концом к цилиндрической части 7, а другим своим концом к направл ющей цилиндрической части 5 и к фланцу 6. Вращательное движение головки 3 осуществл етс  внутренней трубой 1, соединенной с головкой 3 даже в случае небольшого внутреннего различи  в направлении. Внутренн  -труба 1 имеет внутреннюю спираль 2, котора  осуществл ет транспортировку разрыхленного грунта 19 в заднюю часть устройства. Энерги  дл  ударного инструмента 17, 36 подаетс  по пневмошлангам 18, которые расположены с задней стороны спирали 2, где они защищены от абразивного действи  грунта. Сжатый воздух подаетс  также к цилиндрам 10 и 35, которые расположены с задней стороны спирали 2, где они защищены от абразивного действи  грунта. Сжатый воздух подаетс  также к цилиндрам

10и 35, которые перемещают инструменты 17 и 36. Наружна  труба 8 обычно изготавливаетс  бетонной и остаетс  в туннели. Движение и усилие, требующиес  головке, передаютс  наружной трубой 8. Эти движение и усилие измен ютс  в зависимости от качества грунта.

На фиг.З показана головка устройства, проникающего в грунт, вращающиес  буры 20 и 21 установлены во вращающейс  конической части 3 головки с помощью подшипников и вращаютс  на собственном валу в св зи с тем, что коническа  часть 3 вращаетс , а они сами установлены под углом.

На фиг.4 показана задн   часть исходного или стартового отверсти , где имеетс  рамна  конструкци  23, на которую новые части наружной 8 и внутренней 1 труб поднимаютс  в то врем , как головка устройства входит вглубь, а толкающие цилиндры 28 проталкивают ранее установленные трубные части в отверстие. Толкающие цилиндры поддерживаютс  листами 31 и 32, упирающимис  в заднюю стенку исходного отверсти . Цилиндры 28 соединены с рамной конструкцией с помощью частей 29 так, что цилиндры могут скользить на част х 29 назад в случае( когда грунт на задней стенке стартового отверсти  перемещаетс  из-за толкающего усили , и рамна  конструкци 

23 может сохран ть свое первоначальное положение , так как с ее помощью было отрегулировано точное стартовое направление туннел . Цилиндры толкают наружную трубу 8 со специальным фланцем 24 с помощью

адаптеров 30. На фланце 24 имеетс  вращающийс  зубчатый элемент 26, привод щийс  в действие двигателем 27 и зубчатым колесом 25. Вращающийс  зубчатый элемент 26  вл етс  быстросоедин ющимс 

известным способом с внутренней трубой 1, котора  в свою очередь должна толкатьс . Кажда  внутренн   труба соединена со следующей с помощью известного способа быстрого соединени , например, с помощью

цепи, так, что вращательное движение передаетс  головной части 3. Транспортирующа  спираль 2 перемещает разрыхленный грунт к стартовому отверстию, из которого он затем может удал тьс . В течение всего

0 рабочего периода заполн юща  скорость спирали  вл етс  низкой, а поэтому, даже при непрерывном бурении обеспечиваетс  возможность наблюдени  за головкой.

На фиг,6 показан режущий инструмент

5 38, который закреплен в буровой головке 3. Режущий инструмент 38 содержит буровую головку 39 и цилиндр 37, который может смешатьс  в другое направление или отводитьс  дл  повторной обработки в другом

0 направлении. Инструмент крепитс  с помощью винтов 42 в отверсти х 41 поперечины 40, соединенной с буровой головкой. Инструмент может бурить в горной породе кольцевые отверсти  различного диаметра.

5 Можно иметь несколько инструментов, закрепленных на поперечине 40 и можно выбирать диаметр и положение инструмента на поперечине, которое регулируетс  за счет перемещени  инструментов на попере0 чине 40, например, с помощью гидравлического или пневматического давлени .

Хот  была описана только одна конструкци  насто щего изобретени , однако, могут иметь место различные модификации

5 и изменени , не выход щие за область данного изобретени .

Claims (10)

1. Формула изобретени  1. Способ выполнени  туннел , включающий разрушение горной массы вращающимс  инструментом, удаление разрушенной горной массы вращающимс  транспортирующим шнеком, размещенным в защитной трубе, которую собирают в туннеле по мере его выполнени , перемещение инструмента к забою и осуществление наблюдени  за проводимой выработкой через,свободную центральную часть защитной трубы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности, в защитной трубе размещают механизм с роликами дл  поддержани  транспортирующего шнека и устанавливают его с возможностью опоры на внутреннюю поверхность защитной трубы, туннель бур т с помощью одного или нескольких инструментов, которые доставл ютс  к забою и от забо  транспортирующим шнеком, при этом диаметр свободного отверсти  в средней части транспортирующего шнека составл ет по крайней мере 40% от внутреннего диаметра защитной трубы и выполнен равным или большим диаметра самого большого транспортируемого инструмента .
2. 2.Способ по п. 1,о т л и ч а ю щи и с   тем, что дл  защиты рамы поддерживающего транспортирующего шнек механизма к бурильной головке подвод т рукава.
3. 3.Способ по пп.1 и2,отличающий- с   тем, что бурение выполн ют по меньшей мере одним инструментом, причем радиальное положение инструментов корректируют .
4. 4.Способ по пп.1 и 2, от л и ч а ю щи й- с   тем, что бурение выполн ют двум  или более инструментами, при этом бурильную головку вращают, причем по меньшей мере одним инструментом вырезают круглое отверстие в центре туннел  и по меньшей мере одним инструментом вырезают кольцеобразную наружную часть туннел .
5. 5.. Способ по пп.1-4, отличающий- с   тем, что рамы инструментом способны

   совершать возвратное движение под действием силы, вызванной сжатием материала.
6. 6. Способ по пп.1-5, отличающи и с   тем, что в туннель, выполн емый бурением.

   проталкивают один за другим св занные вместе элементы, которые размещают у защитной трубы, и имеют такую же длину, как транспортирующий барабан, снабженный системой с роликами и рамой между ними.
7. 7. Способ по пп.1-6, отл и ч а ющи и с   тем, что энерги  дл  инструментов под давлением подаетс  через пневмошланги, которые размещают с задней стороны спирали транспортирующего шнека.
8. 8. Способно пп.1-7, отл ича ющи йс  тем, что диаметр свободного отверсти  в .центре транспортирующего барабана составл ет по меньше мере половину наружного диаметра защитной трубы.
9. 9. Устройство дл  выполнени  туннел , включающее установленный с возможностью вращени  рабочий орган, цилиндры дл  подачи рабочего органа, транспортирующий шнек, двигатель, цилиндры с рамой

   дл  обеспечени  толкающего движени  бурильной головке и защитной трубе, отличающеес  тем, что трубопровод транспортирующего шнека выполнен из св занных одна с другой частей, расположенных

   последовательно одна за другой, имеет свободное отверстие с диаметром, составл ющим по меньше мере 40% внутреннего диаметра защитной трубы, а рамы с роликами , поддерживающие транспортирующий

   шнек, размещены в нижней части защитной трубы и поддерживаютс  последней или прикреплены к ней.
10. 10. Устройство по п.9, отличающее- с   тем, что приспособлени  одного или

    более инструментов имеют салазки дл  перемещени  инструментов в осевом направлении под действием цилиндров.

    n к

    W « to,, К 8

    V

    3 ч 12 11 Л5 3 7

    фса2

    УЗ

    W /5

    9999Ш

    ч

    in

    UD U) tD CO

    oo

    oo

    CM

    0

    x

    i

    CO

    Р

    I