RU2018677C1

RU2018677C1 - Powered shield complex for construction of tunnels with prefabricated embedded in rock lining

Info

Publication number: RU2018677C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Васильков; В.А. Гуцко; В.И. Деревянко; А.А. Зайцев; В.Г. Иванов; Н.И. Кулагин; В.А. Марков; Б.М. Розенгауз; С.Л. Христофоров
Original assignee: Ленинградский государственный проектно-изыскательский институт "Ленметрогипротранс"
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: construction of tunnels and subways. SUBSTANCE: complex has powered shield with slotted cutting member of rotary type installed on main shaft of drive with hydraulic motors, each of which is connected through gear train with main shaft. Hydraulic system of each hydraulic motor is made in form of one removable mounting block with its components interconnected by permanent pipelines and installed on movable carriage of cutting tool drive. Roller conveyer of lining placer has cantilever rollers staggered opposite for resting on inner surface of lining block for, at least, three pairs of rollers. Lower ends of arc of placer roller conveyer have folding stops. Powered shield complex has conveyer block placed and transport bridge with front and rear supports. Rear support of transport bridge is made for its displacement relative to axis of powered shield in horizontal plane by means of screw device kinematically connecting transport bridge with upper part of rear support. EFFECT: higher efficiency. 7 dwg

Description

Изобретение относится к тоннеле- и метростроению, конкретнее к механизированным щитовым комплексам для сооружения тоннелей со сборной обжатой в породу обделкой диаметром 4,03 м в устойчивых породах типа протерозойских глин. The invention relates to tunnel and metro construction, and more particularly to mechanized shield complexes for the construction of tunnels with a precast pressed into the rock lining with a diameter of 4.03 m in stable rocks such as Proterozoic clays.

Известен немеханизированный проходческий щит с ручной разработкой породы для сооружения коллекторных тоннелей диаметром 4,03 м. Known non-mechanized tunneling shield with the manual development of rocks for the construction of collector tunnels with a diameter of 4.03 m

Недостатками этого щита являются невозможность механизированной разработки породы, отсутствие в составе щита укладчика тоннельной обделки, низкая скорость сооружения тоннеля, высокие трудозатраты. The disadvantages of this shield are the impossibility of mechanized development of the rock, the absence of a tunnel lining in the shield stacker, the low speed of the tunnel construction, and high labor costs.

Известны первые отечественные механизированные щиты на строительстве метрополитена диаметром 5,6 м в Ленинграде в 1949-1952 гг. Эти щиты имели шестидисковый резцовый рабочий орган планетарного типа мощностью 100 кВт. Он был рассчитан на работу в протерозойских глинах. The first domestic mechanized shields are known for the construction of a subway with a diameter of 5.6 m in Leningrad in 1949-1952. These shields had a six-disc planetary cutting tool with a power of 100 kW. It was designed to work in Proterozoic clays.

На Московском метрополитене мехщит был применен в 1952 г. Рабочий орган (двухдисковый планетарного действия) был оснащен стержневыми резцами. Привод рабочего органа (двухмоторный) общей мощностью 110 кВт. Щит был предназначен для проходки тоннелей диаметром 6 м в устойчивых грунтах средней крепости не более 250 кг/см².At the Moscow Metro, a mechanical shield was used in 1952. The working body (double-disk planetary action) was equipped with core cutters. The drive of the working body (twin-engine) with a total capacity of 110 kW. The shield was designed for tunneling with a diameter of 6 m in stable soils of medium strength not more than 250 kg / cm ² .

Конструкция рабочих органов щитов в значительной мере зависит от инженерно-геологических условий, в которых он должен применяться, поэтому все многообразие отечественных и зарубежных щитов здесь не рассматривается. The design of the working bodies of the shields largely depends on the engineering and geological conditions in which it should be used, therefore the whole variety of domestic and foreign shields is not considered here.

При рассмотрении достигнутых ранее результатов на строительстве тоннелей в грунтах типа протерозойских глин установлено, что темпы проходки не удовлетворяют растущим требованиям. When reviewing the results achieved earlier on the construction of tunnels in soils such as Proterozoic clays, it was found that the rate of penetration does not meet growing requirements.

В технологии проходки и применявшемся проходческом оборудовании имелись нерешенные проблемы. Очень трудоемкой была сборка обделки из отдельных сборных элементов, которая происходила в хвостовой части щита с обязательным соблюдением строительного зазора между внутренней поверхностью оболочки щита и наружной поверхностью собираемой обделки. Это влекло за собой необходимость скрепления элементов обделки при помощи болтовых соединений по торцовым и радиальным бортам. Строительный зазор заполнялся затем цементно-песчаным раствором. При отставании с нагнетанием осадки дневной поверхности достигали значительной величины. Многодисковый режущий орган щита слишком измельчал породу, на это тратилась лишняя энергия, что приводило к повышенному пылеобразованию. Управление щитовыми домкратами производилось ручными вентилями. Блокоукладчик рычажного типа имел низкую производительность, он сдерживал разработку забоя щитом. За каждым элементом обделки при сборке (по периметру кольца) следовали монтажники. Это создавало повышенную опасность при ведении работы по скреплению элементов обделки между собой и с ранее уложенным кольцом. There were unsolved problems in the tunneling technology and the tunneling equipment used. It was very time-consuming to assemble the lining from separate prefabricated elements, which took place in the tail of the shield with the mandatory observance of the construction gap between the inner surface of the shield shell and the outer surface of the assembled lining. This entailed the need to fasten the lining elements with bolted joints along the end and radial sides. The building gap was then filled with cement-sand mortar. With a lag with injection, precipitation of the surface reached a significant value. The multi-disk cutting organ of the shield too crushed the rock, excess energy was spent on this, which led to increased dust formation. Shield jacks were controlled by manual valves. The lever-type block layer had low productivity; it restrained the development of the face by a shield. For each lining element during assembly (around the perimeter of the ring), installers followed. This created an increased danger when conducting work on fastening lining elements to each other and with a previously laid ring.

Недостатками этих конструкций является то, что они не пригодны для работы в технологически ограниченном объеме, например для сооружения коллекторных тоннелей малого диаметра. The disadvantages of these designs is that they are not suitable for work in a technologically limited volume, for example, for the construction of collector tunnels of small diameter.

Известен механизированный щитовой комплекс для сооружения тоннелей со сборной обжатой в породу обделкой, принятый за прототип и содержащий механизированный щит с щелевым режущим органом роторного типа, установленным на главном валу привода, конвейерный блокоукладчик, транспортный мост с передней и задней опорами, а также устройства приема и преобразования электрической энергии, управления и сигнализации щитового комплекса, трансформаторную подстанцию шахтного типа, распределительные силовые шкафы и пульты управления щита, тюбингоукладчика, тельферной установки, пульт местного управления и т.д. Known mechanized shield system for the construction of tunnels with a precast squeezed into the rock lining, adopted as a prototype and containing a mechanized shield with a slotted cutting organ of rotary type mounted on the main drive shaft, a conveyor block stacker, a transport bridge with front and rear supports, as well as receiving devices and electrical energy conversion, control and signaling of the switchboard complex, shaft-type transformer substation, power distribution cabinets and control panels of the switchboard, tubing Rapporteur with, telpher installation, local controls, etc.

Недостатками прототипа является следующее:
невозможность применения данного и аналогичного ему по конструкции комплекса для работы в технологически ограниченном объеме;
отсутствие бесступенчатого регулирования скорости вращения режущего органа и бесступенчатой подачи на забой;
сложная конструкция механизированного комплекса;
возможность опирания блоков не по всей поверхности рольганга, что может привести к падению блока;
сложность размещения укладчика данной конструкции в технологически ограниченном объеме;
невозможность использования комплекса на кривых уменьшенного радиуса.The disadvantages of the prototype is the following:
the impossibility of using this and similar in design complex to work in a technologically limited amount;
lack of stepless speed control of the cutting body and stepless feed to the face;
complex construction of a mechanized complex;
the ability to support blocks not on the entire surface of the roller table, which can lead to a fall of the block;
the complexity of placing a stacker of this design in a technologically limited volume;
the impossibility of using the complex on curves of reduced radius.

Целью изобретения является создание механизированного щитового комплекса для работы в технологически ограниченном объеме - в тоннелях малого диаметра и повышение его эффективности за счет упрощения комплекса, расширения его функциональных возможностей и повышения надежности. The aim of the invention is the creation of a mechanized shield complex to work in a technologically limited amount - in tunnels of small diameter and increase its effectiveness by simplifying the complex, expanding its functionality and increasing reliability.

На фиг.1 представлен продольный разрез головной части механизированного щитового комплекса; на фиг.2 - продольный разрез средней части механизированного щитового комплекса; на фиг.3 - продольный разрез хвостовой части механизированного щитового комплекса; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.1; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.7 - вид по стрелке Г на фиг.5. Figure 1 shows a longitudinal section of the head of the mechanized shield complex; figure 2 is a longitudinal section of the middle part of the mechanized shield complex; figure 3 is a longitudinal section of the tail of the mechanized shield complex; figure 4 is a section aa in figure 1; in FIG. 5 - section bB in figure 1; figure 6 - section bb in figure 2; Fig.7 is a view along arrow G in Fig.5.

Механизированный щитовой комплекс представляет собой проходческую подвижную крепь в виде корпуса, под защитой которого расположены механизмы для разрушения породы и выдачи ее за пределы щита. The mechanized shield complex is a tunneling mobile support in the form of a body, under the protection of which there are mechanisms for the destruction of the rock and its delivery outside the shield.

Разработка забоя осуществляется режущим органом 5 роторного типа, который оснащен державками с резцами, армированными твердым сплавом, и дисковыми скалывателями. The development of the face is carried out by a cutting unit 5 of a rotary type, which is equipped with holders with carbide cutters and disc cleavers.

Разрушение грунта (разработка забоя) производится заходками по 400 м, для чего привод режущего органа имеет домкрат 30 подачи. Destruction of the soil (development of the face) is carried out by approaches of 400 m, for which the drive of the cutting body has a jack 30 feed.

После разработки и погрузки породы на одну заходку производится передвижка щита щитовыми домкратами 9, после чего цикл повторяется. After the development and loading of the rock in one run, the shield is moved with shield jacks 9, after which the cycle repeats.

Выдача породы из забоя производится ковшами 33 ковшевого кольца режущего органа 5. The issuance of the breed from the bottom is made by buckets 33 of the bucket ring of the cutting body 5.

Порода через окно в ковшевом кольце и наклонную течку 8 попадает на щитовой транспортер 4, через него - на транспортер 14 транспортного моста 13 и через загрузочный бункер в конце транспортного моста - в вагонетки 31. The rock through a window in the bucket ring and an inclined chute 8 enters the shield conveyor 4, through it - onto the conveyor 14 of the transport bridge 13 and through the loading hopper at the end of the transport bridge - into the trolleys 31.

Вращение режущего органа 5 осуществляется от двух гидромоторов 10, оснащенных двумя насосными установками 12. Причем насосные установки выполнены в виде одного монтажного блока и расположены на подвижной каретке, что позволяет при производстве ремонтных работ в условиях ограниченного пространства быстро и эффективно проводить ремонт и замену насосных установок. В случае выхода из строя одной насосной установки можно, не прекращая работы комплекса, снять ее с подвижной каретки, поднять на поверхность, произвести ремонт и вновь установить насосную установку на подвижную каретку. При этом комплекс может продолжать работу на одной насосной установке, но с несколько пониженной производительностью. The rotation of the cutting body 5 is carried out from two hydraulic motors 10, equipped with two pump units 12. Moreover, the pump units are made in the form of one mounting block and are located on a movable carriage, which allows repair and replacement of pump units during repair work in a limited space . In the event of failure of one pumping unit, it is possible, without interrupting the operation of the complex, to remove it from the movable carriage, raise it to the surface, make repairs and reinstall the pump installation on the movable carriage. At the same time, the complex can continue to work on one pumping unit, but with slightly reduced productivity.

Передача крутящего момента на режущий орган осуществляется через зубчатую передачу, на валу которой закреплено водило режущего органа 5. The transmission of torque to the cutting body is carried out through a gear transmission, on the shaft of which a carrier of the cutting body 5 is fixed.

Подача режущего органа 5 на забой осуществляется домкратом 30, для чего на пульте 24 управления включается тумблером насосная установка и нужный гидрораспределитель. The supply of the cutting body 5 to the face is carried out by a jack 30, for which purpose, on the control panel 24, the pumping unit and the desired valve are switched on with the toggle switch.

Поток рабочей жидкости поступает в поршневую полость домкрата 30 подачи и режущий орган 5 подается на забой. The flow of the working fluid enters the piston cavity of the feed jack 30 and the cutting body 5 is fed to the bottom.

Для ограничения выдвижения режущего органа установлены концевые выключатели. Регулировка скорости подачи рабочего органа на забой производится дросселем с регулятором. To limit the extension of the cutting body, limit switches are installed. The adjustment of the feed rate of the working body to the face is made by a throttle with a regulator.

Для отвода режущего органа 5 от забоя рабочая жидкость от насосной установки через гидрораспределитель направляется в штоковую часть гидродомкрата 30 подачи. Происходит отвод режущего органа 5 от забоя. Рабочая жидкость из поршневой полости через золотник уходит в маслобак. Для ограничения движения при отводе режущего органа 5 от забоя установлен конечный выключатель. To divert the cutting body 5 from the bottom, the working fluid from the pumping unit is directed through the valve to the rod part of the supply hydraulic jack 30. There is a removal of the cutting body 5 from the bottom. The working fluid from the piston cavity through the spool goes into the oil tank. To limit movement when the cutting body 5 is withdrawn from the bottom, a limit switch is installed.

Зона разрушения породы (зона пылеобразования) отделена от остальной части щита диаграммой 7, расположенной в торцовой части режущего органа 5. The rock destruction zone (dust formation zone) is separated from the rest of the shield by a diagram 7 located in the end part of the cutting organ 5.

Механизированный щит оснащен устройствами для облегчения его вождения вдоль трассы при проходке тоннеля, к ним относятся: копиррезец 32 и элероны 11. The mechanized shield is equipped with devices to facilitate its driving along the track when tunneling, these include: copy cutter 32 and ailerons 11.

При проходке тоннеля на криволинейном участке трассы необходимо производить расширение выработки в нужном направлении. Это достигается выдвижением копиррезца 32 посредством гидродомкрата. When driving a tunnel in a curved section of the route, it is necessary to expand the output in the right direction. This is achieved by extending the cutter 32 by means of a hydraulic jack.

Управление выдвижением штока этого домкрата производится автоматически золотниковым переключателем, связанным с профилирующим кулачком. The extension control of this jack is controlled automatically by the slide switch associated with the profile cam.

Управление электромагнитами золотника осуществляется контактами конечного выключателя, работающего от профилированного кулачка, установленного на торце вала 6 главного привода. Кулачок, воздействуя на конечный выключатель, дает импульс на электромагниты золотников, реверсирующих поток рабочей жидкости, а следовательно, и движение копиррезца 32. The control of the spool electromagnets is carried out by the contacts of the limit switch, operating from a profiled cam mounted on the end of the shaft 6 of the main drive. The cam, acting on the limit switch, gives an impulse to the electromagnets of the spools, reversing the flow of the working fluid, and consequently, the movement of the copy cutter 32.

Элероны 11, расположенные в ножевой части корпуса щита, служат для выравнивания (при движении) положения щита в профиле и для компенсации произвольного закручивания щита вокруг продольной оси. Для этого ножи элеронов 11 устанавливаются с одинаковым углом подъема или опускания. Поворот ножей осуществляется гидродомкратами в пределах ± 10^о. Выдвижение элеронов 11 осуществляется также гидродомкратами.Ailerons 11, located in the knife part of the shield body, serve to align (when moving) the position of the shield in the profile and to compensate for the arbitrary twisting of the shield around the longitudinal axis. For this, the aileron blades 11 are installed with the same angle of rise or lowering. The rotation of the knives is carried out by hydraulic jacks within ± 10 ^° . The extension of the ailerons 11 is also carried out by hydraulic jacks.

В сегменты корпуса щита встроены щитовые домкраты 9, назначение которых передвигать щитовой комплекс вперед после выполнения очередной заходки. Упор подушек домкратов при передвижении производится в последнее уложенное кольцо тоннельной обделки. Shield jacks 9 are built into the segments of the shield body, the purpose of which is to move the shield complex forward after the next run. The emphasis of the pillows of the jacks when moving is made in the last laid ring of the tunnel lining.

Для передвижения щита по прямой трассе обычно включается нижняя группа домкратов 9, по кривой - добавляется соответствующее количество боковых домкратов 9. Управление щитовыми домкратами 9 осуществляется тумблерами, расположенными на пульте 24 управления, которые связаны электрическими цепями с пусковыми устройствами насосных установок и электромагнитами гидрораспределителей. To move the shield along a straight path, the lower group of jacks 9 is usually turned on, along the curve, the corresponding number of side jacks 9 is added. The shield jacks 9 are controlled by toggle switches located on the control panel 24, which are connected by electrical circuits to the starting devices of the pumping units and the control valves electromagnets.

Корпус 1 щита, выполняющий роль передвижной проходческой крепи, под защитой которой размещаются механизмы щита, выполнен из шести сварных сегментов, каждый из которых является элементом опорно-ножевого кольца. The shield body 1, which acts as a mobile tunnel support, under the protection of which the shield mechanisms are located, is made of six welded segments, each of which is an element of the support-knife ring.

В каждом из сегментов в осевом направлении имеются отверстия для установки щитовых домкратов 9. In each of the segments in the axial direction there are holes for installing shield jacks 9.

В двух сегментах, расположенных ниже горизонтальной оси, в радиальном направлении вварены стаканы с отверстиями для установки элеронов 11. In two segments located below the horizontal axis, glasses with holes for installing ailerons 11 are welded in a radial direction.

Ниже горизонтальной оси щита расположена нижняя перегородка, закрепленная в горизонтальном направлении на кронштейнах сегментов, опирающаяся на нижние вертикальные балки, служащая для увеличения жесткости щита и размещения на ней станины для перемещения привода рабочего органа. Выше горизонтальной оси корпуса размещена верхняя перегородка 2, представляющая собой плиту, прикрепленную в горизонтальном и вертикальном направлениях (через верхние вертикальные перегородки) к кронштейнам корпуса щита, и предназначенная для увеличения жесткости щита, размещения щитового транспортера 4 и элементов гидрооборудования. По наружному диаметру опорно-ножевого кольца на болтах и штифтах крепится оболочка, состоящая из вальцованных сегментов. Оболочка увеличивает жесткость корпуса щита и предохраняет верхнюю часть выработки от обрушения. Below the horizontal axis of the shield there is a lower partition mounted horizontally on the segment brackets, resting on the lower vertical beams, which serves to increase the rigidity of the shield and place a bed on it to move the drive of the working body. Above the horizontal axis of the casing, there is an upper partition 2, which is a plate attached in the horizontal and vertical directions (through the upper vertical partitions) to the brackets of the shield body, and is designed to increase the rigidity of the shield, accommodate the shield conveyor 4 and hydraulic equipment elements. The outer diameter of the support-knife ring on the bolts and pins fastens the shell, consisting of rolled segments. The shell increases the rigidity of the shield body and protects the upper part of the mine from collapse.

Нижняя часть корпуса защищена листами, которые предотвращают попадание породы между ребрами сегментов. The lower part of the body is protected by sheets that prevent rock from entering between the ribs of the segments.

Режущий орган 5 для разрушения породы представляет собой конструкцию роторного типа, оснащенную породоразрушающим инструментом. The cutting body 5 for rock destruction is a rotary type structure equipped with a rock cutting tool.

Основной частью рабочего органа, воспринимающей на себя нагрузки при разрушении породы, является корпус ротора, состоящий из четырех лучей, которые соединены с крестовиной центральной частью, а по концам лучи соединены ковшевым сегментом с ковшами 33. Лучи представляют собой коробчатую литую конструкцию с гнездами и площадками на торцовой части для крепления державок со стержневыми резцами, армированными твердым сплавом, и катков (дисков) скалывателей. The main part of the working body, which assumes the load during the destruction of the rock, is the rotor casing, consisting of four beams, which are connected to the cross by the central part, and at the ends of the beams are connected by a bucket segment with buckets 33. The beams are a box molded construction with nests and platforms on the front part for fastening holders with core cutters reinforced with hard alloy, and skating rinks (disks).

В одном из лучей предусмотрены отверстия для установки копиррезца 32 и домкрата. In one of the beams, holes are provided for installing a copy cutter 32 and a jack.

Передача крутящего момента на режущий орган 5 осуществляется через вал 6 от привода 3 режущего органа. The transmission of torque to the cutting body 5 is carried out through the shaft 6 from the drive 3 of the cutting body.

Привод 3 режущего органа состоит из двух гидромоторов 10 и зубчатой передачи, состоящей из зубчатого колеса и двух валов-шестерен, расположенных по обе стороны колеса. The drive 3 of the cutting body consists of two hydraulic motors 10 and a gear transmission consisting of a gear wheel and two gear shafts located on both sides of the wheel.

На концах валов-шестерен предусмотрены элементы зубчатой муфты, входящие в зацепление с зубчатыми венцами гидромотора. Все эти узлы смонтированы в общем корпусе 28 вместе с полым валом 6, на конусном конце которого укрепляется режущий орган. At the ends of the gear shafts, gear clutch elements are provided that engage with the gear rims of the hydraulic motor. All these nodes are mounted in a common housing 28 together with a hollow shaft 6, on the conical end of which the cutting body is fixed.

Корпус привода объединен с подвижными направляющими, установленными на направляющих правой и левой станин. The drive casing is combined with movable rails mounted on the rails of the right and left bed.

Насосные агрегаты привода укомплектованы регулируемыми насосами с номинальной подачей 42,7 л/мин. The pumping units of the drive are equipped with adjustable pumps with a nominal flow of 42.7 l / min.

Диапазон регулирования насосов составляет 1:10 (от нулевой подачи до номинальной), что позволяет регулировать число оборотов. Регулирование осуществляется ручным механизмом. The regulation range of the pumps is 1:10 (from zero flow to nominal), which allows you to adjust the speed. Regulation is carried out by a manual mechanism.

Укладчик 18 блоков выполнен по типу известного блокоукладчика, является составной частью механизированного комплекса с проходческим щитом и предназначен для укладки блоков 27 сборной обделки диаметром 4,03 м. Укладчик укреплен на головной части транспортного моста 13. The stacker 18 of the blocks is made according to the type of the known block stacker, it is an integral part of the mechanized complex with a tunneling shield and is intended for stacking blocks 27 of the prefabricated lining with a diameter of 4.03 m.

Укладчик блоков состоит из шарнирно складывающегося несущего кольца-кондуктора 29, разомкнутого в лотковой части. Кольцо состоит из трех частей. В верхней половине кольца оппозитно расположены роликовые опоры 19, по которым перемещаются с поддержкой верхние блоки 27 кольца обделки при монтаже. Ролики установлены оппозитно в шахматном порядке таким образом, чтобы опирание блока обделки было не менее чем на три пары роликов. Оппозитное расположение роликов исключает возможность сползания блоков в момент укладки. В нижней части кольца-кондуктора расположены откидные шарнирно складывающиеся упоры 21, удерживающие блоки. С целью размещения упоров в ограниченном пространстве они выполнены шарнирно складывающимися. Благодаря этому легко освобождается рабочее пространство во время укладки блоков в лотковую часть корпуса щита. В секциях размещаются тележки 20 проталкивания блоков. При укладке блоков на кольцо-кондуктор последнее фиксируется с помощью упоров 34. The stacker of blocks consists of a hinged folding bearing ring-conductor 29, open in the tray part. The ring consists of three parts. In the upper half of the ring, opposite are the roller bearings 19, along which the upper blocks 27 of the lining ring are moved with support during installation. The rollers are mounted opposite in a checkerboard pattern so that the support of the lining block is at least three pairs of rollers. Opposed arrangement of rollers eliminates the possibility of sliding blocks at the time of installation. In the lower part of the conductor ring are hinged folding stops 21, holding blocks. In order to place the stops in a limited space, they are made pivotally folding. Thanks to this, the working space is easily freed up while laying the blocks in the tray part of the shield body. The sections accommodate trolleys 20 pushing blocks. When laying the blocks on the conductor ring, the latter is fixed using the stops 34.

Укладчик имеет опорную каретку 35, передвигающуюся по транспортному мосту с помощью гидроцилиндров передвижения. The stacker has a support carriage 35 that moves along the transport bridge with the help of hydraulic cylinders.

Подъем укладчика и распор боковых секций осуществляется с помощью гидроцилиндров подъема 36 и боковых 37. The stacker is lifted and the side sections struts are lifted using hoist cylinders 36 and side 37.

Подача блоков к укладчику, возможность их продольного и поперечного передвижения осуществляется с помощью тельферной тележки 23, движущейся по транспортному мосту 13. The supply of blocks to the stacker, the possibility of their longitudinal and transverse movement is carried out using a trolley truck 23, moving along the transport bridge 13.

Транспортный мост 13 предназначен для транспортировки породы, погрузки ее в вагонетки 31 и подачи тюбингов обделки на укладчик 18. The transport bridge 13 is intended for transportation of the rock, loading it into trolleys 31 and supplying lining tubing to the stacker 18.

Транспортный мост состоит из четырех секций, соединенных болтами и накладками, и задней опоры 16. На задней опоре 16 имеется механизм 17 смещения моста относительно опоры при прохождении кривых участков, мост соединяется со щитом посредством шарнирной опоры 15. Механизм 17 представляет собой винтовую пару, неподвижная часть которой закреплена на задней опоре, а конец транспортного моста соединен с подвижной гайкой. Этим достигается возможность смещения транспортного моста относительно оси щита и вписывания в кривые меньшего радиуса. По верхнему поясу первой (приемной) секции моста передвигается укладчик 18. По нижнему поясу приемной и промежуточной секций перемещается тележка 23 (тельферная), подающая тюбинги на укладчик. На тележке размещены приводы подъема крюка и поперечного перемещения. Передвигается тележка посредством каната через систему блоков от привода 38, расположенного в нижней части натяжной секции. The transport bridge consists of four sections connected by bolts and pads, and the rear support 16. On the rear support 16 there is a mechanism 17 for displacing the bridge relative to the support when passing curved sections, the bridge is connected to the shield via a hinged support 15. The mechanism 17 is a screw pair, fixed part of which is mounted on the rear support, and the end of the transport bridge is connected to a movable nut. This makes it possible to offset the transport bridge relative to the axis of the shield and fit into curves of a smaller radius. A stacker 18 moves along the upper belt of the first (receiving) section of the bridge. A trolley 23 (telpher) moves along the lower belt of the receiving and intermediate sections, supplying tubing to the stacker. Hook lift and lateral movement drives are placed on the trolley. The trolley moves by means of a rope through a system of blocks from a drive 38 located in the lower part of the tension section.

В пространстве между балками моста расположен ленточный транспортер 14. Натяжение ленты при монтаже и эксплуатации осуществляется двумя натяжными барабанами с помощью винтов 39. В хвостовой части транспортного моста (приводная секция) расположен привод конвейера, приводной барабан, скребок для очистки рабочей поверхности ленты от налипшей породы и течка 40. A belt conveyor is located in the space between the bridge beams 14. The belt is tensioned during installation and operation by two tension drums using screws 39. In the rear part of the transport bridge (drive section) there is a conveyor drive, a drive drum, a scraper for cleaning the working surface of the tape from adhering rock and estrus 40.

Течка 40 вращением устанавливается в нужное положение для выгрузки породы в вагонетки на любой из двух путей, расположенных на технологической платформе 22. The hole 40 by rotation is set to the desired position for unloading the rock in the trolleys on any of two paths located on the technological platform 22.

За механизированным комплексом на отдельных платформах перемещаются шкафы 26 с электрооборудованием и трансформаторная подстанция 25. Behind the mechanized complex, cabinets 26 with electrical equipment and a transformer substation 25 are moved on separate platforms.

Механизированный щитовой комплекс работает следующим образом. Mechanized shield complex works as follows.

Вначале включается транспортер 14 транспортного моста, затем щитовой транспортер 4, после чего включают насосные установки 12 главного привода. Рабочая жидкость поступает в гидромоторы 10, которые через зубчатую передачу привода 3 вращают главный вал 6 привода с установленным на нем режущим органом 5. С помощью домкрата 30 вращающийся рабочий орган 5 подается на забой и происходит разработка породы. Выдача породы из забоя осуществляется двенадцатью ковшами 33 ковшевого кольца, которая затем через отверстие в диафрагме 7 и наклонную течку 8 подается на щитовой транспортер 4, далее на транспортер 14 транспортного моста 13 и загружается в вагонетки 31. First, the conveyor 14 of the transport bridge is turned on, then the panel conveyor 4, after which the pump units 12 of the main drive are turned on. The working fluid enters the hydraulic motors 10, which, through the gear drive of the drive 3, rotate the main shaft 6 of the drive with the cutting body 5 mounted on it. Using the jack 30, the rotating working body 5 is fed to the bottom and rock is developed. The output of the rock from the bottom is carried out by twelve ladles 33 of the bucket ring, which is then fed through the hole in the diaphragm 7 and the inclined chute 8 to the panel conveyor 4, then to the conveyor 14 of the transport bridge 13 and loaded into the trolleys 31.

Домкрат 30 имеет ход 400 мм. В конце хода с помощью концевого выключателя насосная установка подачи выключается, затем включается обратный ход домкрата 30 и рабочий орган 5 отводится от забоя в первоначальное положение. The jack 30 has a stroke of 400 mm. At the end of the stroke using the limit switch, the pumping unit of the supply is turned off, then the reverse stroke of the jack 30 is turned on and the working body 5 is moved away from the bottom to the initial position.

Затем включают насосную установку щитовых домкратов 9 и посредством тумблеров на пульте 24 управления включают в работу любые из 18 щитовых домкратов, которые передвигают щит в выработанное пространство на одну заходку (400 мм). Выбор щитовых домкратов 9 для включения зависит от траектории перемещения щита. Так, например, при движении щита по прямой включают часть нижней группы домкратов и часть боковых. Для поворота щита вправо включают левую группу домкратов, для поворота влево - правую группу домкратов. Аналогично разрабатывается вторая заходка и щит снова передвигается на 400 мм. Таким образом, под защитой оболочки щита образуется свободное пространство шириной 800 мм для укладки очередного кольца обделки шириной 750 мм. Then, the pump installation of the shield jacks 9 is turned on and, by means of the toggle switches on the control panel 24, any of the 18 shield jacks that move the shield into the mined space for one entry (400 mm) are put into operation. The choice of shield jacks 9 for inclusion depends on the trajectory of the shield. So, for example, when the shield moves in a straight line, part of the lower group of jacks and part of the side ones are included. To turn the shield to the right, turn on the left group of jacks, to turn left - the right group of jacks. The second approach is developed in the same way and the shield moves again by 400 mm. Thus, under the protection of the shield sheath, a free space of 800 mm wide is formed for laying another lining ring 750 mm wide.

Обделку укладывают с помощью укладчика 18. В исходном положении укладчик закрепляется рейками упоров 34 боковых секций на плунжере кронштейна передней опоры моста. The lining is laid with the help of the stacker 18. In the initial position, the stacker is fixed by the rails of the stops 34 of the side sections on the plunger of the bracket of the front axle support.

Посредством тельферной тележки 23, расположенной на транспортном мосту 13, блоки 27 обделки доставляют в лотковую часть тоннеля и укладывают в створе секции укладчика 18 со смещением вправо или влево от вертикальной оси тоннеля в соответствии с направлением укладки. By means of a trolley trolley 23 located on the transport bridge 13, lining blocks 27 are delivered to the tray part of the tunnel and laid in the alignment of the stacker section 18 with an offset to the right or left of the vertical axis of the tunnel in accordance with the laying direction.

Крюком тележки 20 проталкивания блоков захватывают укладываемый блок 27 за центральное отверстие и перемещают по дуге укладчика до освобождения лотковой части тоннеля. Затем укладывают в лоток (со смещением) следующий блок 27. С противоположной укладке стороны блок 27 поддерживают шарнирно складывающимся упором 21, закрепленным на секции кольца-кондуктора 29. Затем освобождают крюк от первого уложенного блока 27 и передвигают к центральному отверстию второго блока 27. Перемещают оба блока 27 по дуге укладчика, далее порядок укладки повторяется. С одной стороны тоннеля укладывают четыре блока 27, аналогично укладывают четыре блока 27 с противоположной стороны. Последними укладывают лотковые полублоки. Между полублоками устанавливают гидроцилиндр распора блоков. Гидроцилиндрами 36, 37 прижимают дуги укладчика с расположенными на них блоками 27 к верхнему и боковым сводам оболочки щита. С помощью гидроцилиндра распора блоков производится предварительный разжим кольца обделки. The hooks of the block pushing trolley 20 grab the stacked block 27 by the central hole and move along the stacker arc until the chute part of the tunnel is released. Then the next block 27 is placed in the tray (with an offset). On the opposite side, the block 27 is supported by a hinged stop 21 fixed to the sections of the conductor ring 29. Then the hook is released from the first laid block 27 and moved to the central hole of the second block 27. Move both blocks 27 along the arch of the stacker, then the installation procedure is repeated. Four blocks 27 are laid on one side of the tunnel, four blocks 27 are similarly laid on the opposite side. The last stacked tray semi-blocks. Between the semiblocks, a hydraulic cylinder for the expansion of the blocks is installed. Hydraulic cylinders 36, 37 press the arcs of the stacker with the blocks 27 located on them to the upper and side arches of the shield shell. By means of a hydraulic cylinder for block expansion, preliminary lining of the lining ring is performed.

Производят разработку забоя двумя заходками, как было описано выше. Щитовыми домкратами 9, отталкиваясь от укладываемого кольца обделки, передвигают щит, и оболочка щита выходит из-под укладываемой обделки. Далее с помощью домкрата распора блоков производят окончательное обжатие кольца обделки в породу. Produce the development of the face with two runs, as described above. The shield jacks 9, starting from the stacked lining ring, move the shield, and the shield shell exits from under the stacked lining. Then, using the jack of the block spread, the final compression of the lining ring into the rock is performed.

Между лотковыми полублоками вставляют железобетонные клинья, извлекают распорный гидроцилиндр, вместо него закладывают железобетонный вкладыш и производят бетонирование зазоров от вкладышей в лотке. Reinforced concrete wedges are inserted between the tray semi-blocks, the expansion hydraulic cylinder is removed, a reinforced concrete insert is laid in its place, and gaps from the inserts in the tray are concreted.

После обжатия в породу уложенного кольца обделки звенья дуговой металлоконструкции перемещают к центру тоннеля, сокращая ее поперечные размеры, и с помощью гидроцилиндров перемещения укладчик 18 передвигают в исходное положение для сборки очередного кольца обделки. After compression in the rock of the laid lining ring, the links of the arc metal structure are moved to the center of the tunnel, reducing its transverse dimensions, and using the hydraulic cylinders, the stacker 18 is moved to its original position to assemble the next lining ring.

При проходке криволинейных участков тоннелей используют копиррезец 32, который расположен в одном из четырех лучей режущего органа 5. Копиррезец 32 выдвигается с помощью гидроцилиндра копиррезца. When driving the curved sections of the tunnels, a copy cutter 32 is used, which is located in one of the four beams of the cutting body 5. The copy cutter 32 is advanced with the help of a copy cutter hydraulic cylinder.

При поступлении жидкости в поршневую часть происходит выдвижение копиррезца 32 и в разрабатываемом сечении тоннеля вырабатывание дополнительного сектора. При поступлении жидкости в штоковую часть гидроцилиндра копиррезец 32 убирается. Управление выдвижением копиррезца 32 производится автоматически с помощью профилирующего кулачка и концевых выключателей, которые подают сигнал на гидрораспределитель. When liquid enters the piston part, the copy cutter 32 is extended and in the developed section of the tunnel, an additional sector is developed. When fluid enters the rod end of the hydraulic cylinder, the copy cutter 32 is removed. The extension of the copy cutter 32 is controlled automatically by means of a profiling cam and limit switches, which supply a signal to the control valve.

В процессе ведения щита при работе режущего органа 5 корпус 1 щита может закручиваться в сторону, противоположную направлению вращения режущего органа 5. Для уравновешивания части реактивного момента, а также возвращения корпуса щита в проектное положение предназначены элероны 11. Кроме того, элероны 11 обеспечивают проектное положение щита в вертикальной плоскости. Выдвижение и поворот элеронов 11 осуществляется с помощью соответствующих гидроцилиндров. In the process of maintaining the shield during the operation of the cutting body 5, the shield body 1 can be twisted in the opposite direction to the rotation of the cutting body 5. To balance the part of the reactive moment, as well as return the shield body to the design position, the ailerons 11. In addition, the ailerons 11 provide the design position shield in the vertical plane. The extension and rotation of the ailerons 11 is carried out using the appropriate hydraulic cylinders.

Для возможности проходки тоннелей на кривых с уменьшенным радиусом задняя опора 16 транспортного моста 13 снабжена специальным винтовым механизмом 17, позволяющим осуществить смещение концевой части транспортного моста 13 в поперечном направлении относительно оси тоннеля. For the possibility of tunneling on curves with a reduced radius, the rear support 16 of the transport bridge 13 is equipped with a special screw mechanism 17 that allows the end part of the transport bridge 13 to be displaced in the transverse direction relative to the axis of the tunnel.

Claims

MECHANIZED SHIELD COMPLEX FOR THE CONSTRUCTION OF TUNNELS WITH A COMBINED COMBINED IN BREED BREED, containing a mechanized shield with a slotted cutting organ of rotary type mounted on the main drive shaft with hydraulic motors, each of which is connected on one side to the main drive shaft, conveyor block stacker, transport bridge and back supports, characterized in that, in order to increase efficiency in operation and increase the reliability of the complex, the hydraulic motors are connected to the main shaft through a gear transmission, hydraulic system The hydraulic motor is equipped with a hydraulic pump with an adjustable volume of fluid and is made in the form of one mounting block with connections of its elements by constant piping, mounted on a movable carriage of the drive of the cutting body with the possibility of replacing any of its mounting blocks in a working complex, the stacker roller table is equipped with cantilever rollers mounted opposite in a checkerboard order with the ability to lean on the inner surface of the lining block for at least three pairs of rollers, and I fold the lower ends of the arches of the roller table imisya stops, the rear support transport bridge is formed with the possibility of displacement relative mechanized shield axis in the horizontal plane by means of a screw device, kinematically linking the transport bridge with the upper part of the back support.