RU2057940C1

RU2057940C1 - Tunnel shield

Info

Publication number: RU2057940C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Мирошников; Александр Владимирович Швиченко; Татьяна Васильевна Пронина; Константин Михайлович Зенин; Евгений Иванович Стародубцев; Александр Сергеевич Носачев; Виктор Иванович Трубчанин; Николай Иванович Яроцкий
Original assignee: Ясиноватский машиностроительный завод
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1996-04-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: tunnel shield includes frame, shell, shield and support hydraulic jacks which rod spaces are connected to outlet of reversible distributor and which piston spaces are connected to outlets of corresponding two-position distributors and thrust device mounted in shield shell which incorporates three hinge-joined parts coupled by means of spacing power cylinder fitted with restoring straps on side of lining ring and with sealing straps on side of shell and coupled to support hydraulic jacks with the use of spherical joints. Thrust device is connected to two support hydraulic jacks by means of cross-piece mounted for movement in cylindrical bushings of brackets attached with their spherical joints to rods of support hydraulic jacks and is additionally coupled with swing joint to third support hydraulic jack. In this case upper parts of thrust device are connected to cross-piece with the aid of cylindrical joint. Sealing straps are anchored on extending elements put in body of thrust device by means of adjustment screws for movement in radial direction. Inputs of two-position distributors of shield hydraulic jacks are connected to second input of reversible distributor through check valve and pressure spool which drain line is coupled to second outputs of two-position distributors of support hydraulic lacks which inputs are coupled to second output of reversible distributor through hydraulic lock. Its control space is connected through throttle to rod spaces of hydraulic jacks and to drain through additional pressure spool which control line is connected to second inputs of two-position distributors of shield hydraulic jacks and spacing power cylinder. EFFECT: expanded application field in construction of tunnels with prefabricated lining. 5 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в щитовых тоннелепроходческих комплексах при строительстве тоннелей со сборной обделкой. The invention relates to mining and can be used in shield tunneling complexes in the construction of tunnels with precast lining.

Известен проходческий щит, включающий корпус с оболочкой, щитовые гидродомкраты. Для обеспечения нагнетания цементно-песчаного раствора за первое кольцо железобетонной сборной крепи в хвостовой части щита имеется уплотнительное кольцо с деревянными колодками. Кольцо разжимается в оболочке щита специальным гидравлическим домкратом, оно футеровано со стороны тоннеля резиновыми плитами и способствует более равномерному распределению усилия щитовых домкратов на торцевую поверхность крепи при передвижке щита [1]
Наиболее близким из известных технических решений по совокупности признаков является упорное устройство тоннелепроходческого щита, установленное в хвостовой части щита в его оболочке между башмаками щитовых гидродомкратов и обделкой тоннеля, выполненное в виде нажимного кольца, содержащего три шарнирно связанных сегмента, соединенных в верхней части распорным силовым цилиндром и снабженных упругими накладками со стороны кольца обделки и уплотнительными накладками со стороны оболочки щита. Нажимное кольцо соединено с четырьмя опорными гидродомкратами посредством пят со сферическими шарнирами (верхние сегменты соединены каждый с одним опорным гидродомкратом, а нижний сегмент с двумя опорными гидродомкратами). Соединение выполнено с зазором и обеспечивает возможность смещения сегментов нажимного кольца относительно опорных гидродомкратов в радиальном направлении. Щитовые и опорные гидродомкраты жестко установлены в корпусе щита. Штоковые полости гидроцилиндров соединены непосредственно с выходом реверсивного распределителя, а поршневые полости с выходами соответствующих двухпозиционных распределителей, входы которых соединены со вторым выходом реверсивного распределителя [2]
Описанное техническое решение обеспечивает прижатие наружной поверхности нажимного кольца к внутренней поверхности оболочки щита и соответственно уплотнение строительного зазора между блоками кольца обделки тоннеля и оболочкой щита при включении на выдвижение распорного силового цилиндра, и равномерно распределяет усилие щитовых и опорных гидроцилиндров на торцевую поверхность кольца обделки при перемещении щита. После окончания перемещения щита распорный силовой цилиндр втягивается, верхние сегменты нажимного кольца отходят от оболочки щита и нажимное кольцо перемещается опорными гидродомкратами вперед.A well-known tunneling shield, comprising a housing with a shell, shield hydraulic jacks. To ensure the injection of cement-sand mortar for the first ring of reinforced concrete prefabricated lining in the tail of the shield there is a sealing ring with wooden blocks. The ring is unclenched in the shell of the shield with a special hydraulic jack, it is lined from the tunnel with rubber plates and contributes to a more even distribution of the effort of the jack jacks on the end surface of the lining when moving the shield [1]
The closest known technical solutions for the totality of signs is the thrust device of the tunneling shield installed in the tail of the shield in its shell between the shoes of the hydraulic shield jacks and the lining of the tunnel, made in the form of a pressure ring containing three pivotally connected segments connected in the upper part by a spacer power cylinder and provided with elastic pads on the side of the lining ring and sealing pads on the side of the shield shell. The pressure ring is connected to four supporting hydraulic jacks by means of heels with spherical joints (the upper segments are connected each with one supporting hydraulic jack and the lower segment with two supporting hydraulic jacks). The connection is made with a gap and provides the possibility of displacement of the segments of the pressure ring relative to the support jacks in the radial direction. Shield and support hydraulic jacks are rigidly installed in the shield body. The rod cavities of the hydraulic cylinders are connected directly to the output of the reversing valve, and the piston cavities are connected to the outputs of the corresponding on-off valves, the inputs of which are connected to the second output of the reversing valve [2]
The described technical solution ensures that the outer surface of the pressure ring is pressed against the inner surface of the shield shell and, accordingly, the construction gap is sealed between the tunnel lining ring blocks and the shield shell when the expansion cylinder is turned on, and evenly distributes the force of the shield and supporting hydraulic cylinders to the end surface of the lining ring when moving shield. After the movement of the shield is completed, the expansion cylinder is retracted, the upper segments of the pressure ring move away from the shield shell and the pressure ring is moved forward by the support jacks.

Однако при перемещении вперед нажимное кольцо опирается на оболочку щита нижним сегментом, что приводит к ускоренному износу уплотнительной накладки нижнего сегмента нажимного кольца. Не предусмотрена также возможность регулировки положения уплотнительной накладки относительно сегментов нажимного кольца, что обуславливает повышенные требования к точности изготовления уплотнительной накладки и, в то же время не обеспечивает плотного прилегания уплотнительной накладки к внутренней поверхности оболочки щита по всему периметру, в результате чего возможны утечки тампонажного раствора, нагнетаемого в строительный зазор. Соединение напорного кольца с четырьмя опорными гидроцилиндрами может вызвать поломку напорного кольца при несинхронном выдвижении-втягивании опорных гидроцилиндров. However, when moving forward, the pressure ring rests on the shield shell with the lower segment, which leads to accelerated wear of the sealing lining of the lower segment of the pressure ring. It is also not possible to adjust the position of the sealing lining relative to the segments of the pressure ring, which leads to increased requirements for the accuracy of manufacturing the sealing lining and, at the same time, does not provide a snug fit of the sealing lining to the inner surface of the shield shell around the entire perimeter, as a result of which grouting mortars can leak injected into the building gap. The connection of the pressure ring with four support hydraulic cylinders can cause a breakdown of the pressure ring during non-synchronous extension-retraction of the support hydraulic cylinders.

Кроме того, гидросистема не обеспечивает последовательности работы гидродомкратов, что может привести к поломкам напорного кольца при ошибках оператора, например, при перемещении напорного кольца вперед при неполностью убранных щитовых гидродомкратах. Все перечисленное выше приводит к снижению надежности щита и увеличению простоев, связанных с ремонтами. In addition, the hydraulic system does not provide the sequence of hydraulic jacks, which can lead to breakdown of the pressure ring when the operator errors, for example, when the pressure ring moves forward when the shield hydraulic jacks are not fully removed. All of the above leads to a decrease in the reliability of the shield and an increase in downtime associated with repairs.

Целью изобретения является повышение надежности и производительности тоннелепроходческого щита. The aim of the invention is to increase the reliability and performance of the tunneling shield.

Достигается это тем, что в тоннелепроходческом щите, включающем корпус, оболочку, щитовые и опорные гидродомкраты, щитовые полости которых соединены с выходом реверсивного распределителя, а поршневые полости с выходами соответствующих двухпозиционных распределителей, и упорное устройство, установленное в оболочке щита, содержащее три шарнирно связанных части, соединенных распорным силовым цилиндром, снабженных упругими накладками со стороны кольца обделки и уплотнительными накладками со стороны оболочки и связанных с опорными гидродомкратами посредством сферических шарниров, упорное устройство соединено с двумя опорными гидроцилиндрами посредством траверсы, установленной с возможностью перемещения в цилиндрических втулках кронштейнов, закрепленных своими сферическими шарнирами на штоках опорных гидродомкратов, и дополнительно соединено гибкой связью с третьим опорным гидродомкратом, при этом верхние части упорного устройства соединены с траверсой посредством цилиндрического шарнира, причем уплотнительные накладки закреплены на выдвижных элементах, установленных в корпусе упорного устройства на регулировочных винтах с возможностью перемещения в радиальном направлении, а входы двухпозиционных распределителей щитовых гидродомкратов соединены с вторым входом реверсивного распределителя через обратный клапан и напорный золотник, дренажная линия которого соединена со вторыми выходами двухпозиционных распределителей опорных гидродомкратов, входы которых соединены с вторым выходом реверсивного распределителя через гидрозамок, полость управления которого через дроссель соединена с штоковыми полостями гидродомкратов и со сливом через дополнительный напорный золотник, линия управления которого соединена с вторыми входами двухпозиционных распределителей щитовых гидродомкратов и гидродомкрата разжатия. This is achieved by the fact that in the tunneling shield, which includes a housing, a shell, shield and support hydraulic jacks, the shield cavities of which are connected to the output of the reversing distributor, and the piston cavities with the outputs of the corresponding two-position distributors, and a thrust device installed in the shield shell containing three pivotally connected parts connected by a spacer power cylinder, equipped with elastic pads on the side of the lining ring and sealing pads on the side of the shell and connected with supporting hydro jacks by means of spherical hinges, the thrust device is connected to two supporting hydraulic cylinders by means of a traverse mounted to move the brackets in the cylindrical bushings fixed by their spherical hinges on the rods of the supporting hydraulic jacks, and is additionally connected by a flexible connection to the third supporting hydraulic jack, while the upper parts of the thrust device are connected with a traverse by means of a cylindrical hinge, moreover, the sealing pads are fixed to the sliding elements, installed mounted in the housing of the stop device with adjusting screws with the ability to move in the radial direction, and the inputs of the on-off distributors of the shield hydraulic jacks are connected to the second input of the reversible distributor through the check valve and the pressure valve, the drain line of which is connected to the second outputs of the two-position distributors of the support hydraulic jacks, the inputs of which are connected to the second output of the reversing distributor through a hydraulic lock, the control cavity of which is connected via a throttle to pcs the shafts of the hydraulic jacks and with a drain through an additional pressure spool, the control line of which is connected to the second inputs of the on-off distributors of the shield hydraulic jacks and the hydraulic jack of decompression.

Отличительными от прототипа признаками являются:
упорное устройство, соединенное двумя опорными гидродомкратами посредством траверсы, установленной с возможностью перемещения в цилиндрических втулках кронштейнов и дополнительно соединено гибкой связью с третьим опорным гидродомкратом. Указанный признак обеспечивает возможность самоустановки кольца в оболочке, исключая дополнительные затраты времени на его установку;
кронштейны закреплены своими сферическими шарнирами на двух опорных гидродомкратах, что допускает возможность различных перекосов распределительного кольца без его поломок, ремонтов, повышая производительность щита;
упорное устройство соединено с траверсой посредством цилиндрического шарнира и выполнено из трех частей, шарнирно соединенных между собой и снабжено гидроцилиндром разжатия. Указанный признак позволяет использовать упорное устройство как уплотнительное. Упорное устройство может принять форму оболочки, перекрывая пространство между оболочкой и блоком обделки. Исключается износ упругих накладок при холостом перемещении распределительного кольца, их периодическую замену требующую остановку всего щита.Distinctive features of the prototype are:
a thrust device connected by two supporting hydraulic jacks by means of a traverse mounted with the possibility of movement of the brackets in the cylindrical bushings and additionally connected by a flexible connection to the third supporting hydraulic jack. The indicated feature provides the possibility of self-installation of the ring in the shell, eliminating the additional time spent on its installation;
the brackets are fixed with their spherical hinges on two supporting hydraulic jacks, which allows the possibility of various distortions of the distribution ring without breakage, repairs, increasing the performance of the shield;
the thrust device is connected to the traverse by means of a cylindrical hinge and is made of three parts, pivotally connected to each other and provided with a hydraulic cylinder for decompression. This feature allows you to use the thrust device as a sealing. The thrust device may take the form of a shell, overlapping the space between the shell and the lining unit. Elimination of elastic linings during idle movement of the distribution ring, their periodic replacement requiring stopping the entire shield is excluded.

в корпусе упорного устройства установлены на регулировочных винтах с возможностью перемещения в радиальном направлении, выдвижные элементы с упругими накладками. Указанный признак позволяет использовать упорное устройство, как уплотнительное, отказаться от применения дополнительных опалубок и т.п. и соответственно сократить время простоев тоннелепроходческого щита. Выдвижные элементы обеспечивают регулировку формы упорного устройства в соответствии с формой оболочки, позволяет компенсировать неточности изготовления и износ упругих накладок. in the case of the thrust device mounted on the adjusting screws with the ability to move in the radial direction, retractable elements with elastic pads. This feature allows you to use the thrust device as a sealing, to abandon the use of additional formwork, etc. and accordingly reduce the downtime of the tunnel shield. Retractable elements provide adjustment of the shape of the thrust device in accordance with the shape of the shell, allows you to compensate for manufacturing inaccuracies and wear of the elastic linings.

входы двухпозиционных распределителей щитовых гидроцилиндров соединены со вторым выходом реверсивного распределителя через обратный клапан и напорный золотник, дренажная линия которого соединена со вторыми выходами двухпозиционных распределителей опорных гидродомкратов. Выдвижение щитовых гидродомкратов при невыдвинутых опорных гидродомкратах и гидроцилиндре разжатия упорного устройства невозможно, что исключает поломки упорного устройства, остановки тоннелепроходческого щита. Исключается перемещение тоннелепроходческого щита при неуплотненном зазоре между оболочкой и кольцом блоков обделки. Обратный клапан обеспечивает беспрепятственный отход любого из щитовых гидродомкратов. the inputs of the on-off distributors of the shield hydraulic cylinders are connected to the second output of the reversing distributor through a check valve and a pressure valve, the drain line of which is connected to the second outputs of the on-off distributors of the supporting hydraulic jacks. The extension of the shield hydraulic jacks when the supporting hydraulic jacks and the hydraulic cylinder for unloading the thrust device are not extended is impossible, which eliminates the breakdown of the thrust device and the stop of the tunnel tunnel. Excludes the movement of the tunnel shield with an uncompressed gap between the shell and the ring of lining blocks. The backpressure valve provides unimpeded waste of any of the shield hydraulic jacks.

входы двухпозиционных распределителей опорных гидродомкратов соединены со вторым выходом реверсивного распределителя через гидрозамок, полость управления которого через дроссель соединена со штоковыми полостями опорных гидродомкратов и со сливом через дополнительный напорный золотник, линия управления которого соединена со вторыми входами двухпозиционных распределителей щитовых гидродомкратов. Указанный признак исключает втягивание опорных гидродомкратов с упорным устройством до втягивания щитовых гидродомкратов и гидроцилиндра разжатия упорного устройства, т.е. случайные поломки и остановки щита исключены. Уменьшается износ упругих накладок упорного устройства, обеспечивается беспрепятственное выдвижение любого из опорных гидродомкратов. the inputs of the on-off distributors of the supporting hydraulic jacks are connected to the second output of the reversing distributor through a hydraulic lock, the control cavity of which through the throttle is connected to the rod cavities of the supporting hydraulic jacks and with a drain through an additional pressure spool, the control line of which is connected to the second inputs of the on-off distributors of the shield hydraulic jacks. This feature excludes the retraction of the support hydraulic jacks with the thrust device before the retraction of the shield hydraulic jacks and the hydraulic cylinder for unloading the thrust device, i.e. accidental breakdowns and stops of the shield are excluded. The wear of the elastic pads of the thrust device is reduced, unhindered extension of any of the supporting hydraulic jacks is ensured.

На фиг.1 изображен тоннелепроходческий щит, продольный разрез; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 сечение В-В на фиг.3; на фиг.5 гидросхема работы гидродомкратов и гидроцилиндра разжатия. Figure 1 shows the tunneling shield, a longitudinal section; figure 2 is a view along arrow A in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; figure 4 section bb in figure 3; figure 5 hydraulic circuit of the hydraulic jacks and the expansion cylinder.

Тоннелепроходческий щит включает исполнительный орган 1, установленный в корпусе 2 тоннелепроходческого щита, оболочку 3, закрепленную на корпусе 2 в задней части тоннелепроходческого щита, конвейер 4 и блокоукладчик 5. В корпусе 2 установлены щитовые 6 и три опорных 7 гидродомкрата (в описываемом тоннелепроходческом комплексе установлено семнадцать щитовых гидродомкратов на чертежах условно показано два). На штоках 8 двух опорных гидродомкратов посредством сферических шарниров 9 установлены кронштейны 10, в цилиндрических втулках 11 которых установлены с возможностью перемещения траверса 12. На цилиндрическом шарнире 13 траверсы 12 установлено упорное устройство 14, дополнительно соединенное гибкой связью 15, например цепью, с третьим опорным гидродомкратом 7. Упорное устройство выполнено из трех частей 16, 17 и 18. Части 16 и 17 соединены между собой шарниром 19. Части 16 и 18 соединены посредством цилиндрического шарнира 13. Части 17 и 18 соединены между собой гидроцилиндром разжатия 20, выполненным с шаровыми шарнирами 21 и 22. В корпусе 23 упорного устройства 14 на регулировочных винтах 24 установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении выдвижные элементы 25 с наружными упругими накладками 26. Со стороны кольца блоков обделки 27 на корпусе 23 упорного устройства 14 закреплены упругие накладки 28. Штоковые полости 29 щитовых, штоковые полости 30 опорных гидродомкратов и штоковая полость 31 гидроцилиндра разжатия соединены с выходом реверсивного распределителя 32. Поршневые полости 33 щитовых, поршневые полости 34 опорных гидродомкратов и поршневая полость 35 гидроцилиндра разжатия соединены с выходами соответствующих двухпозиционных распределителей 36 щитовых двухпозиционных распределителей 37 опорных гидродомкратов и двухпозиционного распределителя 38 гидроцилиндра разжатия. The tunnel shield includes an actuator 1 installed in the tunnel tunnel body 2, a shell 3 mounted on the housing 2 in the rear of the tunnel tunnel, a conveyor 4 and a block layer 5. A shield 6 and three support jacks 7 are installed in the housing 2 (in the described tunnel complex, seventeen shield hydraulic jacks in the drawings conventionally shown two). Brackets 10 are mounted on the rods 8 of two supporting hydraulic jacks by means of spherical hinges 9, in the cylindrical bushings 11 of which are mounted with the possibility of moving the beam 12. A thrust device 14 is mounted on the cylindrical hinge 13 of the beam 12, additionally connected by a flexible connection 15, for example, a chain, with a third supporting hydraulic jack 7. The thrust device is made of three parts 16, 17 and 18. Parts 16 and 17 are interconnected by a hinge 19. Parts 16 and 18 are connected by a cylindrical hinge 13. Parts 17 and 18 are connected between with a compression hydraulic cylinder 20 made with ball joints 21 and 22. In the housing 23 of the thrust device 14, sliding elements 25 with external elastic plates 26 are mounted with the ability to move in the radial direction with the adjusting screws 26. On the ring side of the lining blocks 27 on the body of the thrust device 23 14 elastic pads 28 are fixed. The rod cavities 29 are shield, the rod cavities 30 of the supporting hydraulic jacks and the rod cavity 31 of the expansion hydraulic cylinder are connected to the output of the reversing valve 32. Piston cavities 33 shield O, piston cavity 34 of support jacks 35 and piston chamber uncompressing cylinder connected to outputs of the respective on-off valves 36 of panel on-off valves 37 of hydraulic jacks supporting the distributor 38 and on-off uncompressing cylinder.

Входы двухпозиционных распределителей 36 щитовых гидродомкратов соединены со вторым выходом реверсивного распределителя 32 через обратный клапан 39 и напорный золотник 40. Реверсивный распределитель 32 может переключаться в положение "а" или в положение "б". Дренажная линия 41 напорного золотника 40 соединена со вторыми выходами двухпозиционных распределителей 37 опорных гидродомкратов и распределителя 38 гидроцилиндра разжатия, и через дроссель 42 со сливом 43. Входы двухпозиционных распределителей 37 опорных гидродомкратов соединены со вторым выходом реверсивного распределителя 32 через гидрозамок 44, линия управления 45 которого через дроссель 46 соединены со штоковыми полостями 30 опорных гидродомкратов и со сливом 47 через дополнительный напорный золотник 48, линия управления 49, которого соединена со вторыми входами двухпозиционных распределителей 36 щитовых гидродомкратов 6 и распределителя 38 гидроцилиндра разжатия 20. Вход реверсивного распределителя 32 соединен с насосом 50. The inputs of the on-off distributors 36 of the shield hydraulic jacks are connected to the second output of the reversible distributor 32 through a check valve 39 and a pressure valve 40. The reversible distributor 32 can be switched to position "a" or to position "b". The drain line 41 of the pressure spool 40 is connected to the second outputs of the on-off distributors 37 of the supporting hydraulic jacks and the distributor 38 of the decompression hydraulic cylinder, and through the throttle 42 with a drain 43. The inputs of the on-off valves 37 of the basic hydraulic jacks are connected to the second output of the reversing distributor 32 through a hydraulic lock 44, the control line 45 of which through the throttle 46 are connected to the rod cavities 30 of the support hydraulic jacks and to the drain 47 through an additional pressure spool 48, a control line 49, which is connected at the second inputs of the two-position valves 36 of shield jacks 6 and the distributor 38 of the hydraulic cylinder 20. Sign reversing uncompressing distributor 32 is connected to pump 50.

Тоннелепроходческий щит работает следующим образом. Tunnel shield works as follows.

После разработки породы исполнительным органом 1 перед тоннелепроходческим щитом на величину заходки равную ширине кольца блоков обделки 27, тоннелепроходческий щит перемещают вперед с помощью щитовых 6 и опорных 7 гидродомкратов, упирающихся через упорное устройство 14 в ранее уложенное кольцо блоков обделки 27. При этом реверсивный распределитель 32 переключается в положение "б". Рабочая жидкость от насоса 50 через гидрозамок 44 подается на входы двухпозиционных распределителей 37 опорных гидродомкратов 7 и распределителя 38 гидроцилиндра разжатия 20 упорного устройства 14, а также на вход напорного золотника 40. При включении двухпозиционных распределителей 37 и 38 опорные гидродомкраты 7 выдвигаются, прижимая упорное устройство 14 к торцу ранее уложенного кольца блоков обделки 27, а гидроцилиндром разжатия 20 наружная поверхность упорного устройства 14 плотно прижимается к внутренней поверхности оболочки 3 щита. Поскольку упорное устройство 14 установлено на цилиндрическом шарнире 13 траверсы 12, то в процессе разжатия отдельные части 16, 17 и 18 упорного устройства 14, поворачиваясь вокруг цилиндрического шарнира 13 и шарнира 19, самоустанавливаются относительно оболочки 3. Погрешности формы оболочки 3, упорного устройства 14 и износ наружных упругих накладок 26 периодически компенсируют, перемещая в радиальном направлении регулировочными винтами 24 выдвижные элементы 25. After the development of the rock by the executive body 1 in front of the tunneling shield by an entry value equal to the width of the ring of the lining blocks 27, the tunneling shield is moved forward using the shield 6 and supporting 7 hydraulic jacks, abutting through the thrust device 14 into the previously laid ring of the lining blocks 27. At the same time, the reversible distributor 32 switches to position "b". The working fluid from the pump 50 through the hydraulic lock 44 is fed to the inputs of the on-off distributors 37 of the supporting hydraulic jacks 7 and the distributor 38 of the expansion cylinder 20 of the thrust device 14, as well as to the inlet of the pressure spool 40. When the on-off valves 37 and 38 are turned on, the supporting hydraulic jacks 7 extend, pressing the thrust device 14 to the end face of the previously laid ring of the lining blocks 27, and the expansion cylinder 20, the outer surface of the thrust device 14 is tightly pressed against the inner surface of the shield shell 3. Since the thrust device 14 is mounted on the cylindrical hinge 13 of the beam 12, during the expansion process, the individual parts 16, 17 and 18 of the thrust device 14, turning around the cylindrical hinge 13 and the hinge 19, are self-mounted relative to the shell 3. Errors in the shape of the shell 3, the thrust device 14 and the wear of the outer elastic pads 26 is periodically compensated by moving the sliding elements 25 in the radial direction with the adjusting screws 24.

После того, как упорное устройство 14 опорными гидродомкратами 7 прижимается к кольцу блоков обделки 27 и гидроцилиндром разжатия 20 к оболочке 3, повышается давление рабочей жидкости, напорный золотник 40 открывается, соединяя входы двухпозиционных распределителей 36 щитовых гидродомкратов 6 с выходом реверсивного распределителя 32. Включенные щитовые гидродомкраты 6 выдвигаются, опираясь через упорное устройство 14 на кольцо блоков обделки 27, и совместно с опорными гидродомкратами 7 перемещают щит вперед. При этом, если в результате ошибки оператора или вследствие отказа хотя бы один из двухпозиционных распределителей 37 или 38 не будет включен, рабочая жидкость под давлением будет подана в дренажную линию 41 напорного золотника 40, соединенную со вторыми выходами распределителей 37 и 38, в результате чего напорный золотник 40 закроется и подача рабочей жидкости к щитовым гидродомкратам 6 производиться не будет. Таким образом, выдвижение щитовых гидродомкратов 6 возможно только при включенных на выдвижение опорных гидродомкратах 7 и разжатом упорном устройстве 14, что исключает возможность перемещения щита при неуплотненном зазоре между кольцом блоков обделки 27 и оболочкой 3, поломки упорного устройства 14 при перемещении щита. After the thrust device 14 is supported by the supporting hydraulic jacks 7 to the ring of the lining blocks 27 and the expansion cylinder 20 to the casing 3, the pressure of the working fluid increases, the pressure spool 40 opens by connecting the inputs of the on-off distributors 36 of the hydraulic control jacks 6 with the output of the reversible distributor 32. The switchboards included the hydraulic jacks 6 are extended, resting through the thrust device 14 on the ring of the lining blocks 27, and together with the supporting hydraulic jacks 7 move the shield forward. Moreover, if, as a result of an operator’s error or a failure, at least one of the on-off valves 37 or 38 is not turned on, the working fluid will be supplied under pressure to the drain line 41 of the pressure valve 40, connected to the second outputs of the valves 37 and 38, resulting in the pressure spool 40 is closed and the supply of the working fluid to the hydraulic shield jacks 6 will not be made. Thus, the extension of the shield hydraulic jacks 6 is possible only when the support hydraulic jacks 7 are turned on and the thrust device 14 is unclenched, which eliminates the possibility of moving the shield with an uncompressed gap between the ring of the lining blocks 27 and the sheath 3, breaking the stop device 14 when the shield is moved.

Дроссель 42, соединяющий дренажную линию 41 напорного золотника 40 со сливом 43, ограничивает при этом утечки рабочей жидкости на слив 43 весьма малой величиной. В то же время благодаря наличию дросселя 42 при включенных двухпозиционных распределителей 37 и 38 давление в дренажной линии 41 напорного золотника 40 становится равным давлению на сливе. The throttle 42 connecting the drain line 41 of the pressure spool 40 with the drain 43, while limiting the leakage of the working fluid to drain 43 is very small. At the same time, due to the presence of a throttle 42 when the on-off valves 37 and 38 are turned on, the pressure in the drain line 41 of the pressure spool 40 becomes equal to the discharge pressure.

Поскольку упорное устройство 14 установлено на траверсе 12. установленной с возможностью перемещения в цилиндрических втулках 11 кронштейнов 10, а последние установлены на штоках 8 двух опорных гидродомкратов 7 посредством сферических шарниров 9, а с третьим опорным гидродомкратом 7 соединено гибкой связью 15, то упорное устройство 14 при различной величине выдвижения опорных гидродомкратов 7 может, не ломаясь, перекашиваться при перемещении щита на значительную величину, что обеспечивает высокую маневренность щита. Кроме того, так как строительный зазор между блоками кольца обделки 27 и оболочкой 3 при движении щита постоянно перекрыт упорным устройством 14, прижатым упругими накладками 28 к блокам кольца обделки 27, а наружными упругими накладками 26 к оболочке 3, то можно производить нагнетание тампонажного раствора одновременно с перемещением щита, в результате чего значительно уменьшаются осадки породы (особенно неустойчивой) при проходке тоннеля и исключается развитие горного давления на крепь. После перемещения тоннелепроходческого щита на величину, равную ширине кольца блоков обделки 27, упорное устройство 14 отводится. Для отвода упорного устройства 14 реверсивный распределитель 32 устанавливается в положение "а". Штоковые полости 29, 30 и 31 гидродомкратов щитовых 6 и опорных 7 и гидроцилиндра разжатия 20 соединяются с насосом 50. Рабочая жидкость из поршневых полостей 33 щитовых гидродомкратов 6 через обратный клапан 39 и реверсивный распределитель 32 уходит на слив, и щитовые гидродомкраты 6 втягиваются. Одновременно втягивается гидроцилиндр разжатия 20 упорного устройства 14, в результате чего между упорным устройством 14 и оболочкой 3 образуется зазор, после чего включаются двухпозиционные распределители 37 упорного устройства 14 перемещается опорными гидродомкратами 7. Если хотя бы один щитовой гидродомкрат 6 или гидроцилиндр разжатия 20 не втянут до конца, и соответствующий двухпозиционный распределитель 36 или 38 не включен, то давление, возникающее в запертой поршневой полости 33 или 35 при подаче рабочей жидкости под давлением в штоковые полости 29 щитовых гидродомкратов 6 и 31 гидроцилиндра разжатия 20, подается в линию управления 49 дополнительного напорного золотника 48. Напорный золотник 48 открывается, соединяя линию управления 45 гидрозамка 44 со сливом 47. Гидрозамок 44 закрывается, перекрывая слив рабочей жидкости из поршневых полостей 34 опорных гидродомкратов 7 и блокируя втягивание штоков 8 опорных гидродомкратов 7 с установленным на них упорным устройством 14. Дроссель 46 при этом ограничивает расход рабочей жидкости через дополнительный напорный золотник 48, поддерживая давление в штоковых полостях 29, 30 и 31. Если все щитовые гидродомкраты 6 и гидроцилиндр разжатия 20 втянуты до конца или включены на втягивание, давление в линии управления 49 отсутствует, дополнительный напорный золотник 48 закрывается. Поскольку линия управления 45 гидрозамка 4 соединена со штоковыми полостями 29, 30 и 31, то гидрозамок 44 открывается, обеспечивая возможность втягивания штоков 8 опорных гидродомкратов 7 и перемещения упорного устройства 14. Это исключает возможность поломки упорного устройства 14 при его отводе в результате ошибки оператора или отказа (например, отвод упорного устройства 14 при не полностью убранном щитовом гидродомкрате 6). Поскольку упорное устройство 14 отводится при втянутом гидроцилиндре разжатия 20, то отсутствует трение наружных упругих накладок 26 об оболочку 3 и связанный с этим дополнительный износ упругих накладок 26. Установка упорного устройства 14 на штоках 8 двух опорных гидродомкратов 7 посредством траверсы 12 и кронштейнов 10 со сферическими шарнирами 9, и соединение его с третьим опорным гидродомкратом 7 гибкой связью 15 обеспечивает возможность перекашиваться упорному устройству 14 на большую величину без поломок, что исключает необходимость применения системы синхронизации движения опорных гидродомкратов 7 и упрощает управление щитом. При значительном рассогласовании опорных гидродомкратов 7 отключается (оператором) соответствующий двухпозиционный распределитель 37, останавливая опорный гидродомкрат 7 и выравнивая упорное устройство 14. Since the thrust device 14 is mounted on the traverse 12. mounted with the possibility of movement in the cylindrical bushings 11 of the brackets 10, and the latter are mounted on the rods 8 of two supporting hydraulic jacks 7 by means of spherical joints 9, and with a third supporting hydraulic jack 7 is connected by a flexible connection 15, then the thrust device 14 with different amounts of extension of the supporting hydraulic jacks 7 can, without breaking, warp when moving the shield by a significant amount, which ensures high maneuverability of the shield. In addition, since the building gap between the blocks of the lining ring 27 and the sheath 3 is constantly blocked by the stop device 14, which is pressed by the elastic pads 28 to the blocks of the lining ring 27, and the external elastic pads 26 to the sheath 3, the grouting solution can be injected simultaneously with the movement of the shield, as a result of which rock sediments (especially unstable) are significantly reduced during tunneling and the development of rock pressure on the lining is excluded. After moving the tunnel shield by an amount equal to the width of the ring of the lining blocks 27, the thrust device 14 is retracted. To divert the stop device 14, the reversible distributor 32 is set to position "a". The rod cavities 29, 30 and 31 of the hydraulic jacks of the shield 6 and the supporting 7 and the hydraulic cylinder of the expansion 20 are connected to the pump 50. The working fluid from the piston cavities 33 of the hydraulic jacks 6 through the check valve 39 and the reversing valve 32 goes to drain, and the hydraulic jacks 6 are retracted. At the same time, the expansion cylinder 20 of the thrust device 14 is retracted, as a result of which a gap is formed between the thrust device 14 and the casing 3, after which the on-off distributors 37 of the thrust device 14 are turned on by the supporting hydraulic jacks 7. If at least one switchboard hydraulic jack 6 or the expansion cylinder 20 is not pulled the end, and the corresponding on-off valve 36 or 38 is not turned on, then the pressure arising in the locked piston cavity 33 or 35 when the working fluid is supplied under pressure to the rod ends Fins 29 of shield hydraulic jacks 6 and 31 of expansion hydraulic cylinder 20 are supplied to the control line 49 of an additional pressure valve 48. Pressure valve 48 opens by connecting control line 45 of the hydraulic lock 44 to the drain 47. The hydraulic lock 44 closes, blocking the discharge of the working fluid from the piston cavities 34 of the hydraulic support jacks 7 and blocking the retraction of the rods 8 of the support hydraulic jacks 7 with the stop device 14. The throttle 46 in this case limits the flow of working fluid through the additional pressure spool 48, supporting yes the phenomenon in the rod cavities 29, 30 and 31. If all the shield hydraulic jacks 6 and the expansion cylinder 20 are fully retracted or engaged for retraction, there is no pressure in the control line 49, the additional pressure valve 48 closes. Since the control line 45 of the hydraulic lock 4 is connected to the rod cavities 29, 30 and 31, the hydraulic lock 44 opens, allowing the rods 8 to be pulled in the supporting hydraulic jacks 7 and move the stop device 14. This eliminates the possibility of breaking the stop device 14 when it is retracted as a result of an operator error or failure (for example, the withdrawal of the thrust device 14 when the shield hydraulic jack 6 is not fully removed). Since the thrust device 14 is relegated with the retracted hydraulic cylinder 20, there is no friction of the external elastic pads 26 against the shell 3 and the additional wear of the elastic pads 26 associated with this. Installation of the thrust device 14 on the rods 8 of two supporting hydraulic jacks 7 by means of a crosshead 12 and brackets 10 with spherical hinges 9, and connecting it to the third support hydraulic jack 7 with a flexible connection 15 provides the ability to twist the thrust device 14 to a large amount without breakage, which eliminates the need for the system of synchronizing the movement of the supporting hydraulic jacks 7 and simplifies the control of the shield. With a significant mismatch of the supporting hydraulic jacks 7, the corresponding on-off valve 37 is switched off (by the operator), stopping the hydraulic supporting jack 7 and leveling the stop device 14.

После отвода упорного устройства 14 в освободившемся пространстве между ранее уложенным кольцом блоков обделки 27 и упорным устройством 14 блокоукладчиком 5 устанавливается следующее кольцо блоков обделки 27 и цикл повторяется. After removal of the stop device 14 in the free space between the previously laid ring of the lining blocks 27 and the stop device 14 by the block layer 5, the next ring of lining blocks 27 is installed and the cycle repeats.

Claims

TUNNEL TRANSMISSION SHIELD, comprising a housing, a shell, shield and supporting hydraulic jacks, the rod cavities of which are connected to the output of the reversing distributor, and the piston cavities with the outputs of the corresponding two-position valves, and a stop device installed in the shield shell, containing three hingedly connected parts connected by a spacer power cylinder equipped with elastic pads on the side of the lining ring and sealing pads on the side of the shell and connected with supporting hydraulic jacks by means of spherical hinges, characterized in that the thrust device is connected to two supporting hydraulic jacks by means of a traverse mounted with the possibility of movement in the cylindrical bushings of the brackets fixed with their spherical hinges on the rods of the supporting hydraulic jacks, and is additionally connected by a flexible connection with the third supporting hydraulic jack, while the upper parts of the thrust the devices are connected to the traverse by means of a cylindrical hinge, and the sealing pads are fixed to the sliding elements, installing in the housing of the stop device with adjusting screws with the ability to move in the radial direction, and the inputs of the on-off distributors of the shield hydraulic jacks are connected to the second input of the reversible distributor through the check valve and the pressure valve, the drain line of which is connected to the second outputs of the two-position distributors of the support hydraulic jacks, the inputs of which are connected to the second output of the reversing distributor through a hydraulic lock, the control cavity of which is connected to the rods through the throttle through the hydraulic jack cavities and with a drain through an additional pressure spool, the control line of which is connected to the second inputs of the on-off distributors of the shield hydraulic jacks and the expansion cylinder.