24)Конструкции проходческих щитов. Область их рационального применения.

Щитовой способ сооружения тоннелей — щитовая проходка — основан на применении в забое тоннеля специального агрегата проходческого щита.

Щит – временная передвижная металлическая крепь, предназначенная для защиты предзабойного пространства на период выполнения всех операций проходческого цикла.

Основные операции проходческого цикла:

• разработку грунта,

• крепление забоя,

• уборку грунта,

• возведение обделки.

1 – ножевое кольцо

2 – грунт забоя

3 – щитовые домкраты

4 – опорное кольцо

5 – обделка

6 – хвостовая оболочка щита

7 – цементно-песчаный раствор

8 – горизонтальные перегородки

9 – вертикальные перегородки

В головной части щита под защитой ножевого кольца 1 разрабатывают на глубину заходки W грунт забоя 2 и выполняют его крепление. Затем при помощи гидравлических щитовых домкратов 3, установленных по периметру опорного кольца 4, передвигают щит вперед в разработанное пространство. При этом домкраты опирают в ранее возведенную обделку, чаще всего сборную, состоящую из отдельных колец 5, ширина которых b равна или кратна глубине заходки. После передвижки щита и уборки штоков домкратов в освободившемся пространстве под защитой хвостовой оболочки 6 возводят очередное кольцо обделки. По мере передвижения щита и выхода обделки из-под оболочки зазор 7 между обделкой и грунтом заполняют под давлением цементно-песчаным раствором, обеспечивая надежный контакт обделки с грунтовым массивом. Для придания щиту необходимой жесткости в пределах ножевого и опорного колец ставят одну-две горизонтальные перегородки 8, используемые одновременно как рабочие подмости, и две-три вертикальные перегородки 9.

Основные принципы конструирования проходческих щитов:

1)Размеры щита, прочность должны соответствовать действующим нормативным документам;

2)Габариты и масса всего щита, если малый диаметр, либо отдельных его элементов для щитов большого диаметра должны обеспечивать удобство транспортировки, доставки к месту монтажа и самого монтажа;

3)Конструкция щита должна обеспечивать минимальное время на монтаж и демонтаж щита;

4)Конструкция щита должна обеспечивать удобство замены режущего инструмента;

5)Возможности щита должны обеспечивать проходку всего участка тоннеля, включая и наиболее тяжелые инженерно-геологические условия;

6)При проектировании щита следует стремиться к совмещению всех операций проходческого цикла;

7)Конструкция щита должна обеспечивать соблюдение действующих норм безопасности труда по вибрации, шуму и пыли;

8)Щиты должны быть обеспечены средствами управления проходки тоннеля в проектном направлении.

Проходческие щиты 1. Область применения

1.1. Категория грунтов, пород:  ♦ грунты водонасыщенные, плывуны (В);  ♦ грунты естественной влажности, неустойчивые, сыпучие (Н);  ♦ грунты мягкие малоустойчивые (М);  ♦ грунты устойчивые с коэффициентом крепости /<5 (У);  ♦ породы скальные устойчивые с коэффициентом крепости />5 (С). 

25)Классификация укладчиков обделки. Монтаж сборных круговых обделок с помощью укладчиков кассетного и дугового типов.

Блокоукладчики классифицируются по: типу действия:

-рычажные(одно и двурычажные)

-кольцевые(с внутренними катковыми опорами и наружными)

-касетные

-дуговые

-конвеерные

Последние три предназначены для обделок замыкающихся в нижней части сечения

Виду энергии:

-пневмоукладчики

-электроукладчики

-гидроукладчики

По месту размещения в комплексе:

-на отдельной тележке

-непосредственно под оболочкой щита

Для сборки обделки преимущественно из крупных железобетонных блоков применяют дуговые укладчики. Их можно подразделить на укладчики с неподвижной дугой и с поворотными дугами. Близки к ним и кассетные укладчики, также включающие в свой состав дугу для перемещения

блоков. Хорошие эксплуатационные качества показал дуговой блокоукладчик, установленный на щите (рис. 4.24).

Он представляет собой конструкцию в виде дуги 2 с роликами 1, по которым

перемещаются крупные блоки: вначале последовательно два верхних блока из четырех, затем нижние. Подъем блока по хвостовой оболочке к дуге и перемещение по ней выполняются при

помощи канатов и электроприводных лебедок 3. По мере укладки блоки закрепляются иксаторами 5. Приведение блоков в проектное положение по контуру кольца осуществляется после передвижения щита посредством радиальных вспомогательных домкратов 4.

Сущность блокоукладчика кассетного типа с вращающимся кондуктором поясняет рис. 4.26.

На горизонтальной раме 2 вращается на катках кассета-кондуктор 1, представляющая собой незамкнутое жесткое кольцо с цевочным зацеплением. Привод вращения кассеты от гидродвигателя 3. На кассете по внешнему контуру установлены в определенных местах выдвижные захваты. Блок подают под укладку, когда кассета установлена своим проемом вниз. Последним устанавливают лотковый блок. Навешенный таким образом на кассету комплект обжимают обжимными гидроцилиндрами, придавая необходимую форму.