RU2043504C1 - Tunneling complex - Google Patents

Abstract

FIELD: tunnel construction. SUBSTANCE: tunneling complex has supporting girders articulated to supporting ring and installed for raising and turning by means of hydraulic jacks and provided with levers. Levers are connected with the help of ears to rod of raising hydraulic cylinder secured with its body to supporting girder. Turning hydraulic cylinder is installed on each girder along the axis. Head end of each raising hydraulic cylinder is communicated with respective output of three-position distributor through check valve, and rod end is communicated through additionally installed check valve, with outputs of respective three-position distributor of girder turning hydraulic cylinder. Head end of girder turning hydraulic cylinder is communicated with output of distributor through pressure control valve whose control line is communicated with rod end of raising hydraulic cylinder. EFFECT: higher reliability of tunneling complex and safety in operation. 2 cl, 5 dwg

Description

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

Известно поддерживающее устройство, устанавливаемое на блокоукладчике, включающее выдвижную консоль с шарнирно закрепленными рычагами, снабженными опорной плитой. Внутри консоли расположен гидроцилиндр выдвижения [1] Указанное устройство можно использовать для поддержания блоков обделки за пределами блокоукладчика. Недостатком является то, что подобное устройство может быть применено только в тоннелепроходческих комплексах, у которых защитовое оборудование передвигается отдельно от щита и не приспособлено для применения в комплексах, в которых весь комплекс передвигается вместе со щитом, получившим большое распространение. Кроме того, нежесткая выдвижная консоль испытывает достаточно большие нагрузки в радиальном направлении, увеличивающееся при выдвижении консоли. Подвод консоли и воздействие на блок обделки осуществляется по касательной в продольном направлении, что требует дополнительных усилий, влияет на габариты устройства, ограниченные в зоне работы блокоукладчика. A support device is known to be mounted on a block layer, including a retractable console with pivotally mounted levers provided with a base plate. An extension hydraulic cylinder is located inside the console [1]. This device can be used to support lining blocks outside the block stacker. The disadvantage is that such a device can only be used in tunneling complexes, in which the protective equipment moves separately from the shield and is not suitable for use in complexes in which the entire complex moves together with the shield, which has become very widespread. In addition, the non-rigid retractable console experiences quite large loads in the radial direction, increasing with the extension of the console. The console is brought in and the lining unit is impacted tangentially in the longitudinal direction, which requires additional efforts and affects the dimensions of the device, limited in the area of operation of the paver.

Известен также агрегат для строительства тоннелей со сборной обделкой, содержащий механизированный щит, опорное кольцо, связанное со щитом, телескопические поддерживающие балки, направляющие которых жестко связаны с опорным кольцом [2] Недостатком устройства является то, что поддерживающие балки расположены на опорном кольце, т.е. фактически проходят вдоль всего устройства, загромождая пространство, исключая подход персонала к агрегатам и устройствам щита и исполнительного органа. Такое расположение балок вызывает дополнительные (изгибающие) нагрузки в радиальном направлении, увеличивающиеся при выдвижении балки. Also known is a unit for the construction of tunnels with prefabricated lining, containing a mechanized shield, a support ring connected to the shield, telescopic support beams, the guides of which are rigidly connected to the support ring [2] The disadvantage of this device is that the support beams are located on the support ring, t. e. in fact, they run along the entire device, cluttering up the space, excluding the approach of personnel to the units and devices of the switchboard and the executive body. This arrangement of beams causes additional (bending) loads in the radial direction, increasing with the extension of the beam.

Наиболее близким из известных технических решений по совокупности признаков является тоннелепроходческий комплекс, включающий механизированный щит, распределительное кольцо, связанное со щитом гидродомкратами, поддерживающие устройства, шарнирно закрепленные на распределительном кольце и выполненные в виде балок, снабженных гидроцилиндрами подъема и поворота, поршневые и штоковые полости которых соединены с выходами соответствующих трехпозиционных распределителей, выходы в среднем положении распределителей закрыты, а входы соединены между собой. Недостатком устройства является то, что выход из строя одного из элементов гидроцилиндра подъема или цепи управления может привести к обрыву балки падающим блоком обделки. Кроме того, расположение гидроцилиндров поворота на распределительном кольце значительно увеличивает габариты устройства, загромождая пространство в зоне работы блокоукладчика и внутри комплекса. Примененная в устройстве схема работы гидродомкратов допускает съем балки с еще незакрепленного блока обделки, что значительно снижает безопасность проведения работ. Возможно включение гидроцилиндра поворота поддерживающего устройства при выдвинутом штоке гидроцилиндра подъема, что может вызвать аварийную ситуацию. Кроме того, описанное поддерживающее устройство не переналаживается на другую толщину блока обделки. The closest known technical solutions for the totality of signs is a tunneling complex, including a mechanized shield, a distribution ring connected to the shield by hydraulic jacks, supporting devices pivotally mounted on the distribution ring and made in the form of beams equipped with lifting and turning hydraulic cylinders, whose piston and rod cavities connected to the outputs of the corresponding three-position valves, the outputs in the middle position of the valves are closed, and the inputs are connected inens among themselves. The disadvantage of this device is that the failure of one of the elements of the hydraulic lift cylinder or control circuit can lead to beam breakage by the falling lining unit. In addition, the location of the swing cylinders on the distribution ring significantly increases the dimensions of the device, cluttering up the space in the working area of the paver and inside the complex. The hydraulic jack working scheme used in the device allows the beam to be removed from the still loose lining unit, which significantly reduces the safety of work. It is possible to turn on the hydraulic cylinder of the supporting device when the rod of the hydraulic cylinder is extended, which can cause an emergency. In addition, the described support device is not reset to a different thickness of the lining unit.

Целью изобретения являтся повышение надежности тоннелепроходческого комплекса и безопасности работ. The aim of the invention is to increase the reliability of the tunnel complex and the safety of work.

Поставленная цель достигается тем, что в тоннелепроходческом комплексе, включающем механизированный щит, щитовые гидродомкраты, распределительное кольцо соединенное с щитовыми гидродомкратами, поддерживающие устройства, шарнирно закрепленные на распределительном кольце и выполненные в виде балок, снабженных гидроцилиндрами подъема и поворота, поршневые и штоковые полости каоторых соединены с выходами соответствующих трехпозиционных распределителей, выходы в среднем положении распределителей закрыты, а входы соединены между собой, гидроцилиндр поворота установлен на каждой балке вдоль ее оси, к которой шарнирно присоединен дополнительный рычаг для поддержания блоков обделки, проушина которого соединена осью со штоком гидроцилиндра подъема полость каждого гидроцилиндра подъема балок соединена с соответствующим выходом распределителя через обратный клапан, а штоковая полость через дополнительно установленный обратный клапан с выходами соответствующего распределителя гидроцилиндра поворота балки, причем поршневая полость гидроцилиндра поворота балки соединена с выходами распределителя через напорный золотник, линия управления которого соединена со штоковой полостью гидроцилиндра подъема, а его поршневая полость соединена с линией управления другого напорного золотника, вход и выход которого соединены со входами распределителя поворота балки, и через гидрозамок со сливом. This goal is achieved by the fact that in the tunneling complex, which includes a mechanized shield, shield hydraulic jacks, a distribution ring connected to shield hydraulic jacks, supporting devices pivotally mounted on the distribution ring and made in the form of beams equipped with lifting and turning hydraulic cylinders, the piston and rod cavities of which are connected with the outputs of the corresponding three-position valves, the outputs in the middle position of the valves are closed, and the inputs are interconnected , a turning cylinder is installed on each beam along its axis, to which an additional lever is pivotally attached to support the lining blocks, the eye of which is connected by an axis to the rod of the lifting hydraulic cylinder, the cavity of each beam lifting cylinder is connected to the corresponding output of the distributor through a check valve, and the rod cavity through an additionally installed a check valve with the outputs of the corresponding distributor of the hydraulic cylinder for turning the beam, and the piston cavity of the hydraulic cylinder for turning the beam it is connected to the distributor through the pressure valve, the control line of which is connected to the rod cavity of the lift cylinder, and its piston cavity is connected to the control line of another pressure valve, the input and output of which are connected to the inputs of the beam rotation distributor, and through the hydraulic lock with drain.

Проушина рычага для поддержания блоков обделки снабжена дополнительным отверстием под ось штока гидроцилиндра подъема. The eye of the lever to support the lining blocks is provided with an additional hole for the axis of the rod of the lifting hydraulic cylinder.

Отличительными от прототипа признаками являются:
гидроцилиндр поворота установлен на каждой балке вдоль ее оси. Указанный признак позволяет уменьшить габариты поддерживающего устройства, освободить доступ к агрегатам и устройствам комплекса, исключая случайные столкновения и повышая безопасность труда;
к балке шарнирно присоединен дополнительный рычаг для поддержания блоков обделки. Указанный признак позволяет исключить подвод поддерживающего устройства по касательной, следовательно снизить радиальные нагрузки, исключить поломки и повысить надежность устройства;
проушина рычага для поддержания блоков обделки соединена осью со штоком гидроцилиндра подъема, закрепленного корпусом на балке, что позволяет устанавливать рычаг не по касательной, а надежно поддерживать блок обделки, исключить радиальные нагрузки;
поршневая полость каждого гидроцилиндра подъема балки соединена с соответствующим выходом распределителя через обратный калапан, а штоковая полость через дополнительно установленный обратный клапан с выходами соответствующего распределителя гидроцилиндра поворота балки. Такое соединение позволяет исключить возможность работы гидроцилиндра поворота, если на рычаге лежит блок обделки, т.е. повышается безопасность работы устройства;
поршневая полость гидроцилиндра поворота балки соединена с выходом распределителя через напорный золотник, линия управления которого соединена со штоковой полостью гидроцилиндра подъема, а его поршневая полость соединена с линией управления другого напорного золотника, вход и выход которого соединены со входами распределителя поворота балки и через гидрозамок со сливом. Согласно такой схеме подключения гидроцилиндров невозможно повернуть балку при поднятом рычаге для поддержания блоков обделки, что исключает случайные поломки поддерживающего устройства о другие механизмы, повышает безопасность работ;
проушина рычага для поддержания блоков обделки снабжена дополнительным отверстием под ось штока гидроцилиндра подъема, что позволяет применять поддерживающее устройство для различных типоразмеров блоков обделки без дополнительной переналадки устройства.Distinctive features of the prototype are:
a turning cylinder is mounted on each beam along its axis. This feature allows you to reduce the size of the supporting device, to free access to the units and devices of the complex, eliminating accidental collisions and increasing labor safety;
an additional lever is pivotally attached to the beam to support the lining blocks. This feature allows you to exclude the supply of the supporting device on a tangent, therefore, reduce radial loads, eliminate damage and improve the reliability of the device;
the eye of the lever to support the lining blocks is connected by an axis to the rod of the lifting hydraulic cylinder fixed by the housing to the beam, which allows the lever to be mounted not tangentially, but to reliably support the lining block, to exclude radial loads;
the piston cavity of each beam lifting hydraulic cylinder is connected to the corresponding outlet of the distributor via a check valve, and the rod cavity through an additionally installed check valve with the outputs of the corresponding distributor of the beam turning hydraulic cylinder. Such a connection makes it possible to exclude the possibility of the operation of the turning hydraulic cylinder if the lining block lies on the lever, i.e. increases the safety of the device;
the piston cavity of the beam rotation cylinder is connected to the outlet of the distributor through the pressure valve, the control line of which is connected to the rod cavity of the lift cylinder, and its piston cavity is connected to the control line of the other pressure valve, the input and output of which is connected to the inputs of the beam rotation distributor and through the hydraulic lock with drain . According to such a scheme for connecting hydraulic cylinders, it is impossible to turn the beam with the lever raised to maintain the lining blocks, which eliminates accidental breakdowns of the supporting device against other mechanisms, increases the safety of work;
the eye of the lever to support the lining blocks is equipped with an additional hole for the axis of the rod of the lifting hydraulic cylinder, which allows the use of a supporting device for various sizes of lining blocks without additional readjustment of the device.

На фиг. 1 изображен тоннелепроходческий комплекс, продольный разрез; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 вид по стрелке Б на фиг.2; на фиг. 4 узел I на фиг.2; на фиг.5 гидросхема работы гидроцилиндров. In FIG. 1 shows a tunnel complex, a longitudinal section; figure 2 is a view along arrow A in figure 1; figure 3 view along arrow B in figure 2; in FIG. 4 node I in figure 2; figure 5 hydraulic circuit of the hydraulic cylinders.

Тоннелепроходческий комплекс включает механизированный щит 1, исполнительный орган 2, конвейер 3, блокоукладчик 4 для укладки блоков 5 обделки, щитовые гидродомкраты 6. Со щитовыми гидродомкратами соединено распределительное кольцо 7, на котором на осях 8 подвешены поддерживающие устройства, выполненные в виде балок 9. На каждой балке 9 вдоль ее оси 10 шарнирно установлены корпус 11 гидроцилиндра поворота 12, шток 13 которого шарнирно прикреплен к поворотному кронштейну 14, и корпус 15 гидроцилиндра подъема 16, шток 17 которого осью 18 соединен с отверстием 19 проушины 20 рычага 21 для поддержания блоков обделки. Рычаг для поддержания блоков обделки соединен с балкой 9 осью 22. The tunneling complex includes a mechanized shield 1, an actuator 2, a conveyor 3, a block spreader 4 for laying lining blocks 5, shield hydraulic jacks 6. A distributor ring 7 is connected to the shield hydraulic jacks, on which supporting devices made in the form of beams 9 are suspended on the axles 8. On each beam 9 along its axis 10 is pivotally mounted to the housing 11 of the swing cylinder 12, the rod 13 of which is pivotally attached to the swing arm 14, and the housing 15 of the lift cylinder 16, the stem 17 of which is connected to the hole 18 Thieme 19 lugs 20 of the lever 21 to maintain the lining blocks. The lever for supporting the lining blocks is connected to the beam 9 by the axis 22.

Поршневая полость 23 гидроцилиндра подъема 16 балки 9 соединена через обратный клапан 24 с выходом распределителя 25, а штоковая полость 26 через дополнительно установленные обратные клапаны 27 и 28 с выходом распределителя 29 гидроцилиндра поворота 12 балки. Поршневая полость 30 гидроцилиндра поворота балки через напорный золотник 31 соединена с одним выходом распределителя 29, а штоковая 32 с другим выходом распределителя 29. Линия управления 33 напорного золотника 31 соединена со штоковой полость 26 гидроцилиндра подъема. Поршневая полость 23 гидроцилиндра подъема соединена с линией управления 34 напорного золотника 35, вход и выход которого соединены со входами распределителя 29 поворота балки и через гидрозамок 36 со сливом 37. Насос 38 и напорная линия 39 соединены с распределителем 25 и 29. Для перехода на другую толщину блока 5 обделки используется дополнительное отверстие 40, изменяющее величину подъема рычага для поддержания блоков обделки. The piston cavity 23 of the lifting hydraulic cylinder 16 of the beam 9 is connected through a non-return valve 24 to the output of the distributor 25, and the rod cavity 26 through the additionally installed non-return valves 27 and 28 with the output of the distributor 29 of the hydraulic cylinder of turning the 12 of the beam. The piston cavity 30 of the hydraulic cylinder for turning the beam through the pressure valve 31 is connected to one output of the distributor 29, and the rod 32 to the other output of the valve 29. The control line 33 of the pressure valve 31 is connected to the rod cavity 26 of the lift cylinder. The piston cavity 23 of the lift cylinder is connected to the control line 34 of the pressure spool 35, the input and output of which is connected to the inputs of the beam rotation distributor 29 and through the hydraulic lock 36 with drain 37. The pump 38 and the pressure line 39 are connected to the distributor 25 and 29. To switch to another the thickness of the lining block 5, an additional hole 40 is used, which changes the amount of lever lifting to maintain the lining blocks.

Устройство работает следующим образом. После разработки породы перед щитом на величину заходки, равной ширине кольца обделки, проходческий щит перемещается вперед с помощью щитовых гидродомкратов 6, упирающихся через распределительное кольцо 7 и через него в ранее уложенное кольцо блоков 5 обделки. При этом освобождается зона для укладки следующего кольца блоков обделки. После этого щитовые гидродомкраты втягиваются вместе с распределительным кольцом 7. The device operates as follows. After the development of the rock in front of the shield by the entry value equal to the width of the lining ring, the sinking shield is moved forward with the help of hydraulic jacks 6, abutting through the distribution ring 7 and through it into the previously laid ring of lining blocks 5. This frees up the area for laying the next ring of lining blocks. After that, the shield hydraulic jacks are retracted together with the distribution ring 7.

Сборку кольца блоков обделки из блоков без болтовых соединений осуществляют с помощью блокоукладчика 4. Четыре верхних блока обделки удерживаются от падения поддерживающими устройствами. Для этого после укладки блокоукладчиком блока 5 обделки включается насос 38 и через распределитель 29 подает жидкость в поршневую полость 30 гидроцилиндра поворота 9 балки, который устанавливают балку 9 в рабочее положение под установленный и незакрепленный в кольце блок 5 обделки. После этого включается гидроцилиндр подъема 16. Шток 17 выдвигается и проворачивает рычаг 21 для поддержания блоков обделки вокруг оси 18, подводя его под блок обделки 5 и поддерживая его. The assembly of the ring of the lining blocks from the blocks without bolted connections is carried out using the block stacker 4. The four upper lining blocks are kept from falling by supporting devices. To do this, after laying the lining unit 5 by the block-laying machine, the pump 38 is turned on and through the distributor 29 supplies liquid to the piston cavity 30 of the beam turning cylinder 9, which set the beam 9 to the working position under the lining block 5 installed and loose in the ring. After that, the lifting cylinder 16 is turned on. The rod 17 extends and rotates the lever 21 to maintain the lining blocks around the axis 18, bringing it under the lining block 5 and supporting it.

Если блок 5 обделки лежит на рычаге 21 для поддержания блоков обделки, в поршневой полости 23 гидроцилиндра подъема 16 есть давление. Напорный золотник 35 открывается, соединяя вход и выход распределителя 29 между собой, исключая возможность работы гидроцилиндра поворота 12. При отсутствии давления в поршневой полости 23 напорный золотник 35 закрыт. При переключении распределителя 29 через обратные клапаны 27 и 28 рабочая жидкость подается в штоковую полость 26, открывается гидрозамок 36 и рычаг 21 для поддержания блоков обделки опускается. После того, как он опустится до конца, возрастает давление, открывается напорный золотник 31 и начинается поворот балки гидроцилиндром поворота 12. If the lining unit 5 lies on the lever 21 to support the lining units, there is pressure in the piston cavity 23 of the lift cylinder 16. The pressure spool 35 opens, connecting the input and output of the distributor 29 to each other, eliminating the possibility of the rotation cylinder 12 working. In the absence of pressure in the piston cavity 23, the pressure spool 35 is closed. When switching the distributor 29 through the check valves 27 and 28, the working fluid is supplied to the rod cavity 26, the hydraulic lock 36 is opened and the lever 21 for supporting the lining blocks is lowered. After it drops to the end, the pressure increases, the pressure spool 31 opens and the beam begins to be turned by the turning cylinder 12.

Схема работы остальных поддерживающих устройств аналогична. The operation scheme of other supporting devices is similar.

Claims (2)

1. ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС, включающий исполнительный орган щита, опорное кольцо, соединенное с щитовыми гидродомкратами и имеющее шарнирно закрепленные на нем поддерживающие балки, и укладчик элементов сборной обделки, отличающийся тем, что поддерживающие балки установлены с возможностью подъема и поворота посредством гидродомкратов и имеют шарнирно соединенные с ними рычаги, соединенные посредством проушин с штоком гидроцилиндра подъема, закрепленного корпусом на поддерживающей балке, гидроцилиндр поворота установлен на каждой балке вдоль ее оси, при этом поршневая полость каждого гидроцилиндра подъема соединена с соответствующим выходом трехпозиционного распределителя через обратный клапан, а штоковая полость через дополнительно установленный обратный клапан с выходами соответствующего трехпозиционного распределителя гидроцилиндра поворота балки, причем поршневая полость гидроцилиндра поворота балки соединена с выходом распределителя через напорный золотник, линия управления которого соединена с штоковой полостью гидроцилиндра подъема, а его поршневая полость с линией управления другого напорного золотника, вход и выход которого соединены с входами распределителя поворота балки и через гидрозамок со сливом. 1. TUNNEL-WALKING COMPLEX, comprising an executive body of the shield, a support ring connected to the shield hydraulic jacks and having support beams pivotally mounted thereon, and a stacker of prefabricated lining elements, characterized in that the supporting beams are mounted for lifting and turning by means of hydraulic jacks and are pivotally connected with them levers connected by means of eyes with a rod of a lifting hydraulic cylinder fixed by a housing to a supporting beam, a turning hydraulic cylinder is mounted on each the beam along its axis, while the piston cavity of each lifting cylinder is connected to the corresponding output of the three-position distributor via a check valve, and the rod cavity through an additionally installed check valve with the outputs of the corresponding three-position distributor of the beam rotation cylinder, the piston cavity of the beam turning cylinder is connected to the output of the distributor through a pressure spool, the control line of which is connected to the rod cavity of the lift cylinder, and its pore nevaya cavity with another line control pressure spool input and whose output is connected to inputs of rotation of the distributor beam and through the pilot controlled check valve with a drain. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что проушина рычага для поддержания блоков обделки имеет дополнительное отверстие под ось штока гидроцилиндра подъема. 2. The complex according to claim 1, characterized in that the eye of the lever to support the lining blocks has an additional hole for the axis of the rod of the lifting hydraulic cylinder.

Images