Строительные машины и оборудование, справочник





Оборудование для щитовой проходки

Категория:
   Оборудование для прокладки трубопроводов


Оборудование для щитовой проходки

Щитовой называют такую подземную проходку, при которой разработка грунта и устройство стенок подземного сооружения осуществляется под защитой стального корпуса специального проходческого щита.

Щитовая проходка применяется при строительстве магистральных канализационных и водосточных коллекторов, а также туннелей, используемых для одновременной прокладки нескольких трубопроводов различного назначения (теплосети, газопровода, водопровода). При щитовой проходке строительство коллектора или туннеля ведется на глубине 8—10 м и более. Проходческий щит представляет собой, как правило, стальной цилиндр, внутренний диаметр которого принимается в соответствии с наружным диаметром сооружаемого туннеля. Щит вдавливается в грунт в горизонтальном направлении (по оси проходки) гидравлическими домкратами. Разработка грунта, поступающего внутрь щита, производится в передней его части ручным или механизированным способом, а сооружение обделки (стенок) туннеля — в хвостовой части щита. Туннельную обделку сооружают из отдельных железобетонных или керамических блоков, не связанных жестко друг с другом; из трапецеидальных железобетонных тюбингов, соединяемых на болтах; из монолитного бетона или железобетона (бесшовная обделка).

В настоящее время для строительства коллекторов и туннелей применяются проходческие щиты нескольких типоразмеров с наружными диаметрами 2—4 м. Щиты изготовляются цельносварными из листовой стали или разборными (очень редко). В зависимости от способа разработки забоя и транспортировки грунта щиты разделяются на механизированые и немеханизированные.



Различают немеханизированные щиты с открытой и закрытой головной частью. Первые применяют для проходки туннелей преимущественно в песчаных и устойчивых грунтах, вторые — для проходки туннелей в плывунах, в илистых и глинистых текуче-пластичных грунтах. Немеханизированные щиты широко используют при сооружении туннелей диаметром до 2,5 м. Их конструкции имеют мало различий.

Цельносварной немеханизированный щит диаметром 2,065 м\ с открытой головной частью (рис. 7.24) состоит из трех основных частей: режущей (ножевой), опорной и хвостовой. Режущая часть, оснащенная козырьком с клиновидным ножом, предназначена для срезания грунта и внедрения щита в грунт.

Длина ножевой части определяется физико-механическими свойствами разрабатываемых пород, высотой забоя, конструкцией рабочего органа, а также коэффициентом маневренности щита Км, величина которого определяется отношением длины щита L к его диаметру D и принимается 0,4—1,6 в зависимости от диаметра 1 щита и условий его применения. Под защитой режущей части ; производится разработка грунта. Мягкие и сыпучие грунты i I—II категорий разрабатываются вручную с помощью проходче- ; ских лопат, кайл и ломов. Плотные грунты III—IV категорий разрабатывают с помощью пневматических отбойных молотков, приводимых в действие от передвижных компрессоров. Разрушенный грунт средствами горизонтального и вертикального транспорта эвакуируется на поверхность.

Для внедрения в грунт щит периодически передвигается в заданном направлении посредством гидравлических домкратов, размещенных по периметру корпуса. При передвижке щита неподвижными остаются штоки домкратов, упирающиеся своими башмаками в ранее уложенные элементы туннельной обделки, а цилиндры домкратов, закрепленные в опорной части щита, перемещаются, передвигая щит вперед. Опорная часть, расположенная посередине щита, состоит из трех колец толщиной 30 мм и обеспечивает щиту необходимую прочность и жесткость.

Рис. 7.24. Немеханизированный щит для проходки туннелей

К опорной примыкает хвостовая часть, под защитой которой сооружается одно-два кольца сборной обделки или определенный участок монолитной обделки туннеля. Для продвижения щита башмаки домкратов упираются в ранее уложенные элементы туннельной обделки. При этом штоки домкратов, соединенные с башмаками, остаются неподвижными, а цилиндры, закрепленные в опорной части щита, перемещаются вперед и двигают щит. Щитовые домкраты служат также для удержания блоков обделки в установленном положении или прессования монолитной бетонной или железобетонной обделки. При установке блоков или тюбингов домкраты поджимают и поддерживают каждый установленный блок верхней половины кольца до полной сборки последнего; при этом штоки домкратов выдвигаются, а их цилиндры остаются неподвижными.

В современных щитах устанавливается 14—20 домкратов, развивающих суммарное усилие 200—300 тс (1960—2950 кН). Число домкратов должно быть равным или кратным количеству элементов в кольце крепления стенок сооружения. Домкраты обслуживаются передвижным плунжерным насосом высокого давления (до 29,5 МПа) производительностью 1—3 м3/ч. Насос устанавливается на поверхности вблизи шахты и приводится в действие электродвигателем. Рабочая жидкость (вода) от насоса подается к домкратам через золотниковый распределитель, который управляет последовательностью действия домкратов, обеспечивает прямой и обратный ход штоков, регулирует их скорость.

Скорость проходки туннеля немеханизированным щитом зависит от диаметра щита, категории разрабатываемого грунта, числа и типа щитовых домкратов, мощности насосной установки и сосоставляет 0,8—1,2 пог. м в смену.

Механизированные щиты снабжены активными рабочими органами для разработки грунта, оборудованием для укладки блоков j и выдачи разработанного грунта через щит на погрузочные сред- ; ства. Рабочие органы щитов могут быть роторными, штанговыми, экскаваторными, гидромеханическими и т. п. Наибольшее распространение получили щиты с экскаваторными и роторными рабочими органами.

Рассмотрим конструкцию цилиндрического цельносварного механизированного щита диаметром 2,56 м (рис. 7.25,а). Рабочий орган такого щита — роторная часть и неповоротный цилиндр. Роторная часть состоит из переднего конуса, несущего съемные резцы 8 для рыхления грунта, и зубчатого венца с внутренним зацеплением, жестко соединенных между собой боковыми спиральными лопатками 10. Роторная часть приводится во вращение с частотой 10—12 об/мин от электродвигателя мощностью 20 кВт через зубчатый венец и систему передач.

Неповоротный цилиндр с коническим днищем опирается полувтулками на направляющие, вдоль которых он может перемещаться вместе с роторной частью, получая возвратно-поступательное движение от шестнадцати гидравлических домкратов с ходом 1000 мм, размещенных по периметру цилиндрического стального корпуса щита. В верхней части неповоротного цилиндра имеется приемное окно, к которому присоединяется направляющая воронка ленточного конвейера-перегружателя. При вращении роторной части разрушенный резцами грунт непрерывно подхватывается спиральными лопатками и перемещается ими по поверхности неповоротного цилиндра к приемному окну. Через приемное окно и направляющую воронку грунт поступает на ленточный конвейер, загружающий тележки со съемными кузовами. С помощью гидравлических домкратов, развивающих суммарное усилие до 530 тс (5200 кН), рабочий орган может выдвигаться вперед на расстояние до 1 м независимо от движения щита. Одновременно с рабочим органом перемещается и конвейер-перегружатель. После разработки забоя на длину одного кольца обделки рабочий орган отводится назад, щит продвигается вперед и в хвостовой части при помощи блокоукладчика укладывается очередное кольцо обделки.

Рис. 7.25. Механизированные проходческие щиты: а —с роторным рабочим органом; б —с экскаваторным рабочим органом

В качестве обделки для щитов диаметром 2,56 м применяют мелкие и крупные железобетонные трапецеидальные блоки. Блоки в кольцо и кольца между собой соединяются при помощи пазов и гребней. В отдельных блоках предусмотрены отверстия, через которые в свободное тфостранство между обделкой и грунтом нагнетается при помощи растворо-насоса цементный раствор.

Эвакуация грунта на поверхность и подача материалов (элементов сборной обделки, цемента и т. д.) к щиту производятся средствами горизонтального внутритуннелыюго (двухосные тележки со съемными кузовами, вагонетки, тележки-блоковозки, электрокары) и вертикального (клетьевые подъемники, стреловые краны и т. д.) транспорта.

На рис. 7.25, б показан механизированный щит диаметром 2,05 м с экскаваторным рабочим органом, работающим по принципу обратной лопаты. Рабочий орган смонтирован в опорной и ложевой частях корпуса щита, имеет гидравлический привод и автономную систему управления. Грунт из ковша рабочего органа выгружается на ленточный конвейер, загружающий тележки внутритуннельного транспорта. Щит передвигается шестнадцатью гидравлическими домкратами грузоподъемностью 125 т каждый. В хвостовой части щита расположен блокоуклад-чик для сооружения туннельной обделки.

Скорость проходки туннеля механизированными щитами составляет от 3 до 7 пог. м в смену.

Применение щитового способа облегчает выбор трассы подземных коммуникаций, позволяет вести проходку практически в любых грунтах и в любое время года, обеспечивает высокую степень механизации проходческих работ и полную сохранность расположенных над туннелем дорожных покрытий, зданий и сооружений. Основной недостаток этого способа — высокая стоимость проходки.

Читать далее:

Категория: - Оборудование для прокладки трубопроводов

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины