Giáo trình máy xây dựng công trình ngầm

MÁY VÀ THIẾT BỊ CÔNG TRÌNH NGẦM CHƯƠNG I: THIẾT BỊ CƠ GIỚI NHỎ, DỤNG CỤ VÀ ĐỒ GÁ 1.1 MÁY MÓC VÀ DỤNG CỤ GIA CÔNG ĐẤT BẰNG TAY hình 1: búa chèn hơi cầm bằng tay: 1- ống nối côn; 2- đai ốc nối; 3 – cán búa; 4 – van; 5 - thiết bị khởi động; 6 – cơ cấu điều khiển đập; 7 – vỏ búa; 8 – choòng thép Dụng cụ bằng tay chính để phá đất là búa chèn hơi (hình 1) – quả đập pittông. Búa tay chèn hơi hoạt động theo nguyên lý biến thế năng của khí nén thành cơ năng đập của choòng, dưới tác dụng của quả đập động năng này sẽ phá đất. Khí nén được dẫn tới quả đập nhờ ống dẫn mềm. khi nén lên cán, khí nén chạy vào quả đập làm cho nó làm việc. khi dừng ấn vào tay cầm 3 ống dẫn khí nén bị chặn lại và búa dừng làm việc. Cơ cấu công tác của búa chèn hơi là choòng thép số 8. tuỳ thuộc vào độ cứng của đất đá gương lò mà dụng choòng khoan thường, dạng lưỡi xẻng, dạng lưỡi đục hoặc dạng búa đầm. các cơ cấu công tác này ghép với hộp búa bằng vòng chụp hoặc lò xo côn. Búa phá hơi cầm tay cùng hoạt động theo nguyên lý của búa chèn hơi cầm tay, nhưng có kích thước lớn hơn và nặng hơn nên mỗi lần đập nó truyền vào đất một động năng lớn hơn để phá đất. Người ta sử dụng búa phá hơi cầm tay để phá đất có độ cứng trung bình, khoan phá bê tông vv… 1 . Hình 2: Búa phá thuỷ lực cầm tay: 1 – xi lanh thuỷ lực tác dụng hai chiều; 2 – choòng khoan thép hình nêm. Để phá đất có độ cứng cao và phá đá mồ côi gặp phải trong quá trình đào lò, người ta sử dụng búa phá thuỷ lực hình 2. Búa phá thuỷ lực cầm tay với choòng khoan dạng hình cái nêm có cấu tạo gồm: Xi lanh thuỷ lực tác dụng hai chiều và bộ phận công tác là đầu nêm có thể tháo được và được kẹp bới hai tấm ép (ma ép dạng lò xo) bằng lò xo. Đất gương lò bi phá bởi tác dụng của lực kep giữa choòng khoan hình nêm lên thành lỗ khoan để khoan vào đất. Khi nêm tiến sâu vào đất má kẹp doãng mở kẹp vào thành lỗ khoan và phá đất. Sau đó nêm khoan tụt về hết cỡ đến vĩ trí ban đầu bằng cách đóng van điều khiển. Để khoan đất có độ cứng trung bình và đất đá có độ cứng cao người ta sử dụng búa đập khoan – máy – búa khoan, còn để khoan đất mềm người ta dùng mũi khoan khí nén(khoan hơi) Cơ cấu công tác của các máy khoan dùng để khoan đất có cấu thành từ ty khoan và lưỡi cắt tháo được (mũi khoan). Để khoan lỗ khoan khô người ta sử dụng ty khoan vít, để khoan rửa hau khoan thổi – dùng ty khoan rỗng (có mặt cắt sáu mặt hoặc mặt cắt hình tròn), để tạo giếng khoan người ta dùng ty khoan guồng xoắn Ty khoan vít hình 3 có cấu tạo gồm đầu 3, thân ty khoan 2 và cán 1. Đầu khoan 3 dùng để ghép với mũi khoan, còn chuôi khoan 1 ghép với bộ kẹp của trục dẫn động 2 chính. Thân ty khoan 2 phải thẳng và các bước vít phải đều. Ty khoan rỗng được chế tạo từ thép có mặt cắt sáu cạnh hoặc hình tròn với đường kính 22 – 25 mm. Hình 3: Ty khoan vít Mũi khoan hình 4 được chế tạo có dạng đầu khoan, lắp vào ty khoan kiểu lỗ côn. Mũi khoan có cấu tạo gồm 3 phần chính: khung (thân), lỗ lắp, vỏ, lưỡi cắt, và lỗ thổi phoi. - Mũi khoan một lưỡi hình 4,a có khả năng đảm bảo tốc độ khoan cao và năng suất khoan cúng cao với đất khoan nguyên khối, đồng nhất với mọi độ cứng khác nhau. - Mũi khoan chữ thập và mũi khoan có hình chữ “T” dùng để khoan đất đá nứt nẻ có độ cứng khác nhau. - Mũi khoan có lưỡi cắt vượt trước, làm cho quá trình khoan nhẹ đi và dùng để khoan các giếng khoan. Để khoan đất có độ cứng dưới mức trung bình người ta sử dụng các lưỡi cắt với chuôi được lắp sâu vào ty khoan và được chốt bới chốt chẻ. Khi chế tạo và lắp ráp mũi khoan vào đầu ty khoan người ta sử dụng máy ép chuyên dụng, khi màu mũi khoan hoặc lưỡi cắt người ta sử dụng máy mài chuyên dụng. Để tránh va đập do sự long ra giữa ty khoan và mũi khoan (có bề mặt tiếp xúc dạng côn), người ta sử dụng thiết bị tháo kiểu tay đòn. 3 Hình 4: Mũi khoan và lưỡi cắt tháo được: a - Рис. 34. Съемные буровые коронки и резцы: a - Mũi khoan một lưỡi; b - Mũi khoan chữ thập; c- Mũi khoan có lưỡi cắt vượt trước; d- mũi khoan có hình chữ “T”; e - lưỡi cắt dùng để khoan xoay. 1 – thân mũi khoan; 2 – thân lưỡi cắt; 3 - tấm hợp kim cứng Búa khoan (búa khoan hơi): Tuỳ vào mục đích sử dụng búa khoan được chia thành những nhóm sau: - Búa khoan tay: dùng để khoan các lỗ khoan nằm ngang, lỗ khoan nghiêng; - Búa khoan kiểu ống lồng: dùng để khoan các lỗ khoan hoặc giếng khoan theo hướng thẳng lên - xuống. - Búa khoan gắn trên cột: dùng để khoan các lỗ khoan hoặc giếng khoan nằm ngang hoặc nghiêng. Búa khoan tay, được sản xuất để khoan các lỗ khoan hoặc giếng khoan nhờ giá khoan khí nén (đây là giá khoan để đỡ búa khoan bằng trọng lượng), chúng được chia thành các nhóm sau: 4 - Loại nhẹ (nhỏ hơn 18 kg) để khoan lõ khoan nằm ngang hay nghiêng có độ sâu 2m cho đất đá có độ cứng f kp = 8 – 10. - Loại trung bình (TL> nhỏ hơn 25 kg) để khoan lỗ khoan nằm ngang có độ sâu nhỏ hơn 4 m cho đất đá có độ cứng f kp = 12 – 16. - Loại nặng (TL> lớn hơn 25 kg) để khoan lỗ khoan nằm ngang và hướng xuống, khoan đất đá có độ cứng f kp = 10 – 20. Búa khoan (hình 5, a) là máy hoạt đông nhờ pittông khí nén, có các cơ cấu để giữ và quay khoan - thiết bị kẹp ty 8. Quay mũi khoan nhờ sự dịch chuyển của pittông và diễn ra hoàn toàn tự động. Dưới tác dụng của khí nén pittông của búa khoan chuyển động tịnh tiến trong lòng xi lanh. Ở cuối hành trình thẳng (hành trình làm việc) của pittông (quả đập) đập vào chuôi của ty khoan, còn ở hành trình quay lại (chạy không tải) quả đập quay cùng ty khoan. Tay quay cơ cấu khởi động 3 van khí có thể dừng ở những vị trí xác định sau: - “khoan mở lỗ”; - “khoan”; - “Dừng”; - “thổi phoi” Để làm sạch lỗ khoan khỏi phoi khoan, trông kết cấu của một số búa khoan, ngoài đường dẫn khí thổi phoi còn có cơ cấu rửa phoi khoan, nhờ qua cơ cấu này nước được dẫn từ hệ thống cấp nước vào đường dẫn trong ty khoan Hình 5: Dụng cụ khoan tay bằng khí nén: 5 a – Búa khoan (máy khoan); b – khoan tay 1 – thân máy; 2 – cơ cấu rửa phoi khoan; 3 – cơ cấu khởi động; 4 – tay cầm; 5- khớp đấu cấp khí nén; 6 – giá để gá lắp vào giá đỡ ; 7 - khớp đấu cấp nước; 8 - đầu kẹp ty khoan Những búa khoan có khớp đấu nối (5 - để đấu đầu cấp khí nén và 7 - để cấp nước), cũng có các cơ cấu giảm rung và ống bô giảm thanh. Để giảm chấn động do rung tác động lên thợ khoan, đảm bảo độ chính xác khi khoan và nâng cao năng suất lao động người ta sử dụng giá đỡ khoan – trang bị bộ gá lắp có cấu tạo từ một hoặc hai khớp cầu ghép với giá 6 của búa đập, các xi lanh thuỷ lực với cần kéo ra được. Nước rửa phoi khoan được dẫn theo các ống phía trong búa đập chảy vào đường dẫn theo trục của choòng khoan để tới lỗ khoan. Dòng nước rửa phoi sẽ cuốn phoi khoan (mẩu đất bị phá vỡ) và đưa ra khỏi lỗ khoan. Việc hút bụi cưỡng bức phải được tiến hành nếu việc cấp nước rửa phoi khó hoặc không thể thực hiện. Trên hình 5, b là máy khoan khí nén có kết cấu gồm: vỏ 1; cơ cấu khởi động 3 lắp cùng tay cầm 4 và khớp đấu ống dẫn khí nén 5. Ty khoan được ghép vào mũi khoan bằng cách lồng đuôi ty khoan vào trục của mũi khoan, khi đó gờ của ty khoan giữ cho nó không bị xoay. Trước khi tiến hành khoan phải kiểm tra áp suất khí trông hệ thống ống dẫn, các mối ghép của các chi tiết và cơ cấu công tác. Khi khoan, cấm không được bẻ cong ty khoan, khoan không tải và làm mất độ đồng tâm của các máy và cơ cấu công tác. Khi nối hoặc tháo các ống mềm dẫn khí, thay mũi khoan chỉ được thực hiện khi đã ngắt van cấp khí nén 1.2 Các thiết bị và đồ gá để dựng các kết cấu tunel, để chống thấm và để làm đường Các phần tử vỏ tunel được lắp ráp vào vòng tròn trong tunel nhờ các mối ghép bu lông. Để vặn ốc các mối ghép bu lông người ta dùng máy vặn đinh ốc và máy vặn ê cu khí nén hình 6. Trên hình 6 trong thân máy 1 lắp động cơ khí nén dùng để quay 6 khớp nối hay đầu vặn (có thể thay được) 4, lắp lồng vào ê cu cần vặn. Đầu nối 3 dùng để đấu ống mềm cung cấp khí nén, để khởi động thiết bị - dùng cơ cấu khởi động 2. Hình 6: Các thiết bị khí nén dùng cho công tác gia cố vách hầm a – Máy vặn ê cu đảo chiều; b - Máy vặn ốc vít Để đầm bê tông trong ván khuôn người ta sử dụng các thiết bị rung động, các thiết bị này làm cho cốt liệu trong hỗn hợp bê tông dao động có chu kỳ, nhờ đó không khí còn tồn dư trong bê tông bi đẩy ra ngoài, còn bản thân hỗn hợp bê tông thì càng đậm đặc chiếm chỗ trong ván khuôn của cấu kiện. Máy đầm bê tông chia làm ba nhóm chính sau đây: - Máy đầm trong; - Máy đầm mặt; - Và máy đầm cạnh (hình 7) 7 Hình 7: Máy đầm bê tông: a - Máy đầm trong; b - Máy đầm mặt; c - máy đầm cạnh: 1 – Động cơ điện; 2 - trục mềm; 3 - đầu gây rung. Khi đầm bê tông bằng máy đầm trong, đầu đầm (bộ phận gây rung) được đưa nhanh vào lớp bê tông (thẳng đướng hoặc hơi nghiêng) với dộ sâu khoảng 10 – 15 cm, sau đó rút chậm ra khỏi khối bê tông khi động cơ vẫn hoạt động. Việc đầm bê tông được coi là đạt, khi sự sụt lún của bê tông chấm dứt, xuất hiện nước xi măng và nổi các bọt khí trên bề mặt. Cơ cấu gây rung của máy đầm mặt được lắp đặt trên bàn đầm, và khi đầm thì bàn đầm được đặt trên bề mặt lớp bê tông cần đầm. Máy đầm cạnh được treo cạnh ngoài của ván khuôn. Chúng truyền dao động qua khung của ván khuôn nơi chúng được treo tới bê tông cần đầm. Máy đầm cạnh được sử dụng để đầm các cấu kiện bê tông dạng tường mỏng thẳng đứng, các dầm, các cấu kiện quá nhiều cốt thép và các góc của ván khuôn, những nơi mà việc đầm bằng máy đầm trong không thể thực hiện hoặc đôi khi quá khó đầm. Ngoài ra máy đầm cạnh còn được phối hợp với máy đầm trong để tăng chất lượng đầm bê tông cho các cấu kiện nói ở trên. Để vào lớp vữa đầu cho vỏ tunel người ta dùng máy vào vữa khí nén. Hình 8 mô tả cấu tạo máy vào vữa dùng khí nén. 8 Hinh 8: Máy vào vữa dùng khí nén СО-126: 1 – thùng chứa, phía trong có trang bị cơ cấu trộn với các cánh trộn; 2 - cửa chất tải; 3 - nắp đậy có van an toàn và van xả áp; 4 – áp kế; 5 - hộp dẫn động điện cơ cấu trộn; 6 - hộp giảm tốc; 7 – giá trượt (chân đỡ), trên có lắp bộ phân phối khí nén. Máy vào vữa dùng khí nén СО-126 (hình 8) đam bảo trộn và cấp vữa tới nơi cần vào vữa. Nguyên lý làm việc của máy này là: d ưới tác dụng của khí áp suất cao, vữa bê tông được cấp theo đúng định mức vào ống dẫn mềm có áp. Năng suất máy 2,5 м 3 vữa/h. Chiều xa vận chuyển theo phương ngang 115 m, chiều cao vận chuyển 40 m theo phương thẳng đứng. Bơm vữa hình 9 khác với máy vào vữa khí nén là không có cụm trộn, vữa đã được trộn trước khi đưa vào bơm. Bơm vữa РН-2,4 có năng suất máy 2 - 4 м 3 vữa/h. Chiều xa vận chuyển theo phương ngang 260 m, chiều cao vận chuyển 70 m theo phương thẳng đứng. Thiết bị trộn vữa cho bơm hình 10 để trộn nước với xi măng. Máy khoan khí nén dùng để dẫn động cơ cấu trộn, cung cấp khí nén, và cơ cấu trộn quay các cánh 9 trộn sẽ đảo xi măng với nước. Vữa được trộn cung cấp cho bơm vữa để vào vữa cho vỏ tunel . Hình 9: Bơm vữa РН-2,4 (СО-114-07): 1 - bộ điều hoà, dùng để giảm xung động cho vữa bơm; 2 - cửa sổ kiểm tra van tăng áp, cụm pittông bơm; 4 - cần điều khiển; 5 - hộp dẫn động. 10 [...]... cắt của mâm dao của tổ hợp đào lò cơ khí Khi xây dựng đường ngầm trong đất yếu, đất ngậm nước yêu cầu phải ứng dụng những giải pháp đặc biệt như: hạ mực nước ngầm; hạ nhiệt độ để nước ngầm thành nước đá … tất cả những giải pháp này làm giảm tốc độ đào lò tăng giá thành công trình Đặc biệt khi xây dựng đường ngầm trong thành phố nơi nền đất yếu, có nhiều công trình cận kề như hệ thống đường ống cấp và... cùng hợp tác đó là: hai công ty của Đức Herrenkneсht, Wirth và công ty của Canađa Lovat Công ty đặt hàng là công ty Công ty cổ phần đóng “«Инфраструктура», москвa - Hạ tầng cơ sở Moskva” của ông chủ Rôman Abramôvich SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ THI CÔNG BẰNG TỔ HỢP KHIÊN ĐÀO HẦM Sơ đồ công nghệ thi công hầm tunnel ngầm bằng tổ hợp khiên đào lò đảm bảo tính hợp lý, tiện lợi cho mặt bằng thi công ngầm trong điều kiện... hỏi kiểm tra Các công dụng và phạm vi ứng dụng của búa đào? Những máy khoan nào anh (chị) đã biết? Liệt kê tên các máy và dụng cụ, được sử dụng để chống thấm cho vách tunnel? Liệt kê tên các máy và dụng cụ, được sử dụng để dựng các kết cấu vách tunnel? 13 Chương II: Máy móc và thiết bị sử dụng để xây dựng tunnel 2.1 MÁY ĐÀO TOÀN TIẾT DIỆN VÀ MÁY LIÊN HỢP ĐÀO ĐẤT (combai đào lò) Lịch sử máy đào lò toàn... điều khiển Khi làm việc máy lắp ráp ngoàm và kẹp vào ray di chuyển Sau khi khoan và nạp thuốc nổ vào lỗ khoan nổ mìn, máy lắp ráp phải di chuyển ra xa gương lò để tránh đất đá nổ bay, đập vào máy làm hư hại Máy lắp ráp di chuyển bằng 4 con lăn nhờ hai xi lanh thuỷ lực Để dàn dựng vỏ ga tầu điện ngầm ở độ sâu lớn người ta sử dụng máy lắp dựng vỏ hầm ТУ-2Гп (tổ hợp КМ-15), Để lắp dựng các cấu kiện vỏ bê... nhiệm vụ làm bệ đỡ cho máy, phối hợp với cơ cấu di chuyển dạng bước với dẫn động thuỷ lực Phia trên của máy có tấm che có thể kéo đẩy, để che vách lò trên Máy lắp ráp làm việc đồng bộ với máy cào vơ 1ППН-5 và các goòng di chuyển trên ray Để lắp dựng vỏ lò cho các tunnel nghiêng người ta sử dụng máy lắp dựng vỏ lò đặc chủng ТНУ, làm việc cùng với máy bốc xúc đất đá 35 Hình 18 máy lắp ráp vỏ ga tầu điện... kiện bằng thép cho các ga tầu điện ngầm dạng tháp đứng dưới sâu – dùng máy lắp dựng vỏ lò ТУ-4Гп (tổ hợp КМ-36) Phần chính của máy lắp ráp vỏ lò ТУ-4Гп (hình 18): tay máy 3 với kẹp 1 để kẹp các đơn vị cấu kiện bê tông cốt thép, dẫn 34 đông quay tay máy, tấm phẳng công tác có thể kéo đẩy 2 nằm ở vị trí giữa hoặc đỉnh của tầng đào,Các phần tử thuỷ lực và thiết bị điện, máy nén vữa 6 , palăng điện 5 và... 2 Máy móc và thiết bị dùng để lắp ráp vỏ tunnel Để cơ giới hoá quá trình lắp ráp các vành vỏ tunnel người ta sử dụng các máy lát vỏ Đa số các máy lát vỏ tunnel là khung kim loại có kết cấu dạng cổng “chữ П”, được trang bị các cơ cấu di chuyển dọc theo tunnel và lắp ráp các vành vỏ Các máy lắp ráp này có thể hoạt động độc lập, cũng có thể hoạt động như một bộ phận trong tổ hợp máy khiên đào lò Các máy. .. trước nhơ các xi lanh vít hoặc xi lanh thuỷ lực, cát chảy xuống được bốc xúc bằng máy cào vơ hoặc máy xúc lật lên băng tải rối tới thiết bị vận tải Với tổ hợp đào lò cơ giới hoá này các công việc thủ công được làm bằng máy, người thợ máy thay ví phải dùng máy khoan tay, xẻng, choòng để đào đất này thành anh thợ máy đứng trước bảng điều khiển của tổ hợp Dưới đây là sơ đồ cấu tạo của tổ hợp khiên đào lò cơ... đất đá 35 Hình 18 máy lắp ráp vỏ ga tầu điện gầm: 1 - kẹp; 2 - tấm phẳng công tác có thể kéo đẩy; 3 - tay máy ; 4 - tấm che có thể kéo đẩy; 5 – palăng điện; 6 – máy nén vữa 2.3 Thiết bị, máy móc bê tông hoá các kết cấu trong các tunen Tổ hợp các công tác bê tông hoá các kết cấu bê tông trong xây dưng tunnel đường hầm gồm: Lắp dựng các ván khuôn tạo hình phù hợp với mặt cắt thiết kế; Tiếp nhận bê tông... trong công tác đào tunnel và bảo vệ vách hầm khỏi xụt lở trong suốt một chu kỳ đào lò từ đào (mài) phá đất cho tới xây dựng xong vỏ tunnel Khiên đào lò — là khung chống lò bằng thép có dạng hình trụ tròn, nằm theo phương tunnel cần đào và áp sát vào vách lò.Hình dáng và kích thước của khiên chính là hình dáng và mặt cắt của vỏ tunnel cần xây dựng Những khiên đào lò đầu tiên là những khiên đào lò thủ công, . cấu kiện. Máy đầm bê tông chia làm ba nhóm chính sau đây: - Máy đầm trong; - Máy đầm mặt; - Và máy đầm cạnh (hình 7) 7 Hình 7: Máy đầm bê tông: a - Máy đầm trong; b - Máy đầm mặt; c - máy đầm. xúc bằng máy cào vơ hoặc máy xúc lật lên băng tải rối tới thiết bị vận tải. Với tổ hợp đào lò cơ giới hoá này các công việc thủ công được làm bằng máy, người thợ máy thay ví phải dùng máy khoan. giải pháp này làm giảm tốc độ đào lò tăng giá thành công trình. Đặc biệt khi xây dựng đường ngầm trong thành phố nơi nền đất yếu, có nhiều công trình cận kề như hệ thống đường ống cấp và thoát