Принцип действия
Грипперный ТПМК в действии
Грипперные ТПМК от компании Herrenknecht постоянно доказывают, что являются надежным и эффективным решением для быстрой механизированной проходки тоннелей в скальных грунтах. Предпосылками для высокого темпа проходки типичным для таких условий методом без использования тюбинговой обделки является сохранение грунтом несущей способности в течение среднего или долгого времени. Для проходки в трещиноватых грунтах на ТПМК непосредственно за ротором монтируется специальное оборудование для как можно более быстрой стабилизации грунта.
Крепление тоннеля производится при помощи стальных арок, сеток, установки анкеров и набрызг-бетона.
Никаких компромиссов в скальном грунте
При проходке с использованием грипперного ТПМК ротор, оснащенный шарошками, прижимается к забою тоннеля с давлением до 32 тонн на каждую шарошку. Благодаря вращению шарошек от скального массива откалываются отдельные куски грунта – так называемые "чипсы". Форсунки для подачи воды помогают охладить режущий инструмент и уменьшить образование пыли. Установленные на роторе ковши забирают измельченный грунт и перегружают его за ротор. При вращении ротора грунт по специальным каналам проходит в центр проходческой машины и через воронку попадает на ленточный транспортер ТПМК, затем выдается из тоннеля с помощью тоннельного транспортера или специальных транспортных средств.
Враспор в скале
Перед началом каждого цикла резания грипперные ТПМК фиксируются в тоннеле при помощи выдвигающихся в стороны гидравлических домкратов. К домкратам прикреплены упорные плиты - так называемые грипперы, которые являются основным отличительным элементом в этой технологии проходки и они же дали название этому типу ТПМК. Затем проходческие домкраты, которые теперь могут упереться в грипперный узел, закрепленный враспор в тоннеле, прижимают вращающийся ротор к забою. Несколько выдвижных щитов компенсируют вибрации при бурении и стабилизируют положение проходческой машины, тем самым снижая износ оборудования. Лотковая (нижняя) часть щита также служит скользящей опорой для ТПМК. Боковые выдвижные щиты прижимаются к грунту для стабилизации. Защита этой части ТПМК от возможного вывала грунта сверху обеспечивается верхней частью щита, часто дополнительно оснащаемой идущими в сторону хвоста щита пластинами, образующими подобие крыши. После завершении цикла резания, проходка прерывается, и грипперный узел перемещается вперед.
Принцип Функционирования
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Точное управление
Грипперный узел служит также для управления ТПМК. В центре комплекса расположен подвижный главный подшипник. Он может перемещаться вертикально и горизонтально внутри грипперного узла при помощи гидравлических домкратов. Это позволяет точно управлять машиной. Текущее положение ТПМК постоянно отслеживается и при необходимости вносятся корректировки при ведении машины.
Шарошки откалывают скальный грунт за счет высокого давления прижатия
Ковши, каналы и загрузочная воронка предназначены для эффективной загрузки разработанного грунта на центральный ленточный транспортер
Гидравлические проходческие домкраты упираются в грипперы и толкают ротор установки вперед
В зависимости от геологических условий при помощи анкеров, стальной сетки и набрызг-бетона
Крепление синхронно с проходкой с самого начала
Грипперные ТПМК относятся к открытым тоннелепроходческим установкам и не оснащены закрытой защитной оболочкой. Поэтому скорость проходки в значительной степени зависит от времени, затрачиваемого на крепление грунта. В сложных геологических условиях грипперные ТПМК Herrenknecht позволяют применять целый комплекс мер по временному закреплению грунта практически непосредственно за ротором. В рабочей зоне под названием L1* крепление производится преимущественно при помощи анкеров, стальной сетки и стальных колец. С помощью дополнительных буровых установок возможна разведка грунта перед ротором или его укрепление при необходимости. Поступающая из забоя вода откачивается с помощью дренажной системы, расположенной в нижней части машины. Постоянное крепление тоннеля производится нанесением набрызг-бетона с помощью оборудования, установленного на технологических тележках ТПМК. Также на технологических тележках устанавливается нужное для проходки оборудование, например, оборудование для установки в тоннеле специальных лотковых блоков.
Защищающие от вывалов грунта анкеры устанавливаются в соответствии со специальной схемой.
Универсален даже при высоком давлении грунта
У грипперных ТПМК компании Herrenknecht благодаря своим выдвижным щитам есть особое преимущество в сравнении со щитами закрытого типа. При складывании всех выдвижных щитов возможно максимальное уменьшение общего диаметра ТПМК, в зависимости от конкретного технического исполнения, на 150 мм. Это позволяет гибко реагировать на сдавливание стенок тоннеля и избежать заклинивания ТПМК даже в случае большого давления грунта. С помощью грипперного устройства установку можно даже полностью отодвинуть назад, если это необходимо. Это открывает прямой доступ к рабочей стороне ротора.
Диагонально расположенные домкраты позволяют непосредственно управлять ротором и препятствуют закручиванию машины.
Специальные решения для малых диаметров
Разработка грипперных ТПМК диаметром менее 3,8 метров является сложной задачей. Необходимо предусмотреть установку большого количества оборудования в ограниченном пространстве и при этом оставить достаточно места для работы персонала ТПМК. Для этого инженеры Herrenknecht в так называемых грипперных микроустановках применили некоторые специальные решения. К ним относятся интеграция грипперного узла в секцию щита и управление установкой напрямую через диагональные домкраты, которые в то же время создают и усилие продавливания. Благодаря своему наклонному расположению, домкраты также противодействуют закручиванию и совместно с передними меньшими стабилизаторами снижают вибрацию.
Эффективные специалисты
Грипперные ТПМК являются настоящими специалистами по скальным породам. Они позволяют достичь очень высокой скорости проходки в устойчивых грунтах при низких эксплуатационных затратах. Таким образом, с их помощью могут быть быстро и иуспешно пройдены даже очень длинные участки тоннелей, такие как Готардский базисный тоннель.
ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ?
МЫ ГОТОВЫ ПОМОЧЬ!
Steffen Dubé
Генеральный директор Herrenknecht Tunnelling Systems USA Inc., США
Герхард Гойссер
Управляющий директор Herrenknecht Tunnelling Systems USA, Inc.