§ 86. ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЩИТОВ (ч. 2)
Энергоснабжение. Щитовые и забойные домкраты, работающие независимо друг от друга, должны, как правило, снабжаться энергией от двух независимых источников.
Требуемое давление рабочей жидкости щитовых домкратов обеспечивается от энергетической установки — насосной станции, располагаемой в пределах тоннеля на вспомогательной тележке или непосредственно на самом щите. Интенсивность давления в гидравлической сети зависит от геологических условий, где ведется щитовая проходка, а также от намечаемых способов производства работ.
В случае использования щита как агрегата, срезающего мягкую породу или вытесняющего разжиженную породу с частичным впуском ее внутрь тоннеля, давление рабочей жидкости принимают до 350—400 кгс/см2 и выше. В обычных условиях ограничиваются величиной 150—200 кгс/см2.
Для приведения в действие забойных и платформенных домкратов достаточно давление жидкости 35—50 кгс/см2. При проходке в неустойчивых породах, где должно быть обеспечено непрерывное крепление забоя, в качестве источника энергии применяют специальную гидронапорную установку, поддерживающую постоянное давление в сети посредством промежуточного грузового аккумулятора. Последний получает рабочую жидкость от насоса. Нагнетаемая жидкость, оказывая давление на плунжер, поднимает его вместе с грузом в верхнее положение. После автоматического выключения насоса груз опускается, создавая этим постоянное давление заданной интенсивности. Для уменьшения габаритов установки, помещаемой непосредственно в тоннеле, можно использовать пневматический аккумулятор.
При проходке в породах, не оказывающих активного давления на забои, т.е. там, где применять забойные домкраты не нужно, питание платформенных домкратов может быть осуществлено от основных насосов. Для этого необходимо устройство дополнительного ответвления трубы с дроссель-клапаном.
Гидравлические насосы высокого давления, применяемые при щитовой проходке, имеют сравнительно небольшие размеры, поэтому их устанавливают на вспомогательной тележке или непосредственно в рабочей ячейке щита. Требуемая производительность насоса зависит от числа и размеров обслуживаемых домкратов и находится в пределах 5000—15000 ат·л/мин.
Гидравлическая сеть и аппаратура. Гидравлические трубы служат для подвода напорной жидкости к щитовым и вспомогательным насосам и для возврата отработавшей жидкости к насосам.
В соответствии с назначением домкратов гидравлическую сеть (рис. 298) в зависимости от давления разделяют на две системы — систему высокого давления и систему среднего давления. Первая образует замкнутый цикл работы жидкости — от насосов до щитовых домкратов и обратно; вторая — от напорной установки до вспомогательных домкратов и обратно.
Сеть высокого давления (рис. 298, а) представляет собой систему труб, идущих от насосов, расположенных на тележке (или на щите), до пусковых и регулирующих клапанов на щите и далее до каждого щитового домкрата. Первую часть пути жидкость проходит по шарнирному стальному шлангу, располагаемому между тележкой и щитом, поступает к приемному фланцу 3 гидропровода высокого давления на щите, далее проходит через предохранительный клапан 4, главный трехходовой клапан 5 и распределитель 6 с вентилями по числу обслуживаемых им домкратов, откуда по трубам 1 поступает в рабочие полости щитовых домкратов 7.
Для обеспечения прямого хода домкратов ставят в требуемое положение шпиндель трехходового клапана и соответствующие домкратам вентили. При этом жидкостью могут быть заполнены рабочие полости всех домкратов, группы домкратов или любого одного домкрата, что и создает возможность управления щитом.
Для возвращения плунжера в исходное положение необходимо подать жидкость в нерабочую полость домкрата, откуда направить ее через трехходовой клапан в сливную сеть. При одном трехходовом клапане нельзя осуществить одновременное движение одной группы домкратов в направлении прямого хода (что соответствует процессу обжатия уложенных элементов обделки), а другой — в направлении обратного хода для укладки очередного элемента обделки, так как при любых переключениях рабочая жидкость поступает через этот клапан.
Со стороны нерабочей полости 10 каждого щитового домкрата ответвляется труба 9 к соединительному звену 8, расположенному на общей трубе, по которой жидкость поступает к трехходовому клапану по соединительной трубе 2.
Сеть среднего давления (см. рис. 298, б) представлена системой труб с соответствующими клапанами, располагаемых между гидронапорной установкой и вспомогательными домкратами. Жидкость поступает к щиту по трубам с шарнирным устройством на последнем звене, которое примыкает к приемному фланцу 11. Отсюда по трубам 12 жидкость подается через распределители 15, вентили 14 и трубы 19 к золотниковым переключателям 18. Жидкость поступает далее к каждому домкрату по трубам 16 и 20. По тем же трубам жидкость возвращается через золотниковый переключатель и по трубе 17 поступает в общую обратную трубу 13 и далее к гидронапорной установке.
Золотниковый переключатель (рис. 299) предназначен для распределения жидкости среднего давления, поступающей в цилиндры вспомогательных домкратов при прямом ходе, а также для выпуска жидкости при обратном ходе плунжера.
Принципиальная схема устройства переключателя включает диск 5 с четырьмя отверстиями 1, 2, 3 и 4. Из них последние три совпадают с пазом, по которому передвигается золотник 6 при помощи рукоятки с эксцентриковой передачей. Этот золотник в зависимости от его положения — I, II, III — перекрывает ту или иную группу отверстий в пазу. Через отверстие 1, всегда открытое, жидкость поступает к переключателю. Отверстия 2 и 4 служат для сообщения жидкости соответственно с нерабочей и рабочей полостями домкратов. Отверстие 3 ведет к сливной трубе.
При таком распределительном устройстве обеспечивается прямой ход плунжера за счет разности давлений жидкости, поступающей одновременно к обеим сторонам поршня. Плунжеры домкратов могут упруго осаживаться в цилиндры без потери напряженного состояния системы. Управление вспомогательными домкратами располагается в каждой ячейке щита и осуществляется отклонением рукоятки переключателей в требуемую сторону.