Определение
Проходческие щиты с гидропригрузом оборудованы резцовым рабочим органом для разработки забоя на полное сечение и обеспечивают крепление призабойного пространства при помощи специального раствора, подающегося под давлением в камеру гидропригруза.
Такие ТПК применяются для прокладки тоннелей в неустойчивом грунте, характеризующемся высоким гидравлическим давлением и инфильтрациями грунтовых вод, что требует возведение крепи в призабойном пространстве с помощью специального раствора, подающегося под давлением.
Принцип функционирования
Резцовая головка выполняет функцию средства проходки, тогда как крепление призабойного пространства осуществляется с помощью противодавления специального раствора, в частности бентонитовой или глиняно-водной (грязевой) суспензии.
Суспензия подается насосом в камеру гидропригруза, откуда она поступает в призабойное пространство, а затем просачивается в грунт, образуя фильтрационную корку, либо водонепроницаемую перегородку (мелкозернистый грунт), либо полностью пропитанную зону (крупнозернистый) для обеспечения противодавление в головной части щита.
Обломочный материал, разработанный рабочими инструментами ротативной резцовой головки, состоит частично из грунта, а частично из бентонита или глинистой (грязевой) смеси.
Эта смесь выкачивается (гидравлическая выемка грунта) из камеры гидропригруза в разделительную установку на поверхности, которая осуществляет ее переработку для последующего использования.
Main components
Основные компоненты ТПК:
- Резцовая головка, оснащенная дисками, резцами и зубьями
- Защитный щит, включающий в себя все основные элементы ТПК. В передней части установлена герметичная перегородка для отделения (наддутой) камеры гидропригруза, в которой находится резцовый рабочий орган, от остальной части проходческого щита.
- Продольные распорные домкраты
- Система разделения бурового раствора и измельченного разработанного грунта (обычно находится на поверхности)
Особым видом ТПК с гидропригрузом является проходческий гидрощит, функционирующий идентичным образом. Единственное различие заключается в способе создания противодавления в призабойном пространстве.
В ТПК закрытого типа с гидропригрузом, в котором противодавление компенсируется внутри камеры гидропригруза, имеется дополнительный металлический разделительный контур, благодаря которому камера частично наполнена воздухом и соединена с компрессором.
В результате, возможно регулировать противодавление в забое вне зависимости от гидравлического контура (подача бетонитового раствора и отвод смеси раствора и грунта).
Основная сфера применения
Такие ТПК особенно подходят для разработки неустойчивого грунта. С гранулометрической точки зрения, ТПК с гидропригрузом подходят в основном для разработки песчаного грунта и мелкого гравия.
Установка дробилки внутри камеры гидропригруза позволит измельчить любые куски обломочной породы, не проходящие через гидравлическую систему выемки грунта. Использование дисковых фрез позволяет производить разработку в горных породах. Для разработки грунта с большим содержанием глины и илистых отложений возможно применение полимеров.
Такие ТПК также прекрасно подходят для проходки в зонах с наличием грунтовых вод под давлением.
(Источник: Рекомендации и нормы в отношении ТПК– Рабочая группа 14 МTA)