Khiên đào lò bán thủ công được chia làm hai nhóm chính là khiên đào lò bán thủ công loại thường và khiên đào lò bán thủ công dùng để đào tunnel cho vùng đất cát khô chảy ít nước ngầm.
1. Khiên đào lò bán thủ công loại thường
Hình 4.5. Tổ hợp khiên đào lò bán thủ công loại thường:
1 - vỏ khiên; 2 - khoảng không gian phía sau vỏ tunnel sau lắp ráp phải được ép đầy vữa; 3 - vỏ tunnel sau lắp ráp; 4 – gương đào; 5 – kích thuỷ lực (lúc đầu là kích vít); 6 - thiết bị lắp ráp vỏ tunnel sau lắp ráp; 4 – gương đào; 5 – kích thuỷ lực (lúc đầu là kích vít); 6 - thiết bị lắp ráp các đoạn vỏ lò; 7 – băng tải đất đá; 8 – toa goòng chở đất bánh sắt; 9 – tấm vỏ tunnel chưa lắp
Khái niệm: Trong tổ hợp khiên đào lò bán thủ công đất được thợ đào bằng cuốc, xẻng, choòng kết hợp với các loại máy khoan cầm tay (sau này là máy khoan cầm tay và máy khoan có cột chống), các công tác còn lại do máy móc thực hiện (hình 4.5) được gọi là khiên đào lò bán thủ công loại thường. Cấu tạo: Trên hình 4.5 khoang 4 dành cho thợ lò đào đất; đất rơi xuống dưới được máy xúc lật đổ vào toa goòng để đưa ra ngoài. Trong dây chuyền có máy lắp ráp vỏ tunnel, ngoài ra còn có các thiết bị phụ trợ khác.
2. Khiên đào lò bán thủ công dùng để đào tunnel cho vùng đất cát khô dễ sạt và không có nước ngầm
Khiên đào lò bán thủ công loại thường khi đào vào đoạn đất cát chảy, khô không có nước ngầm thì cát sẽ sạt lở xuống không kiểm soát được. Để giải quyết tình trạng đó người ta trang bị cho phần đầu của tổ hợp khiên đào lò bán thủ công với vách chống sạt có cấu tạo từ những tấm đỡ ngang và chéo, nghiêng và thẳng đứng, hướng cho cát sạt chảy theo định hướng có kiểm soát. Thiết bị loại này được gọi là khiên đào lò bán thủ công loại đào đất cát khô không nước ngầm.
Hình 4.6. Khiên đào lò loại bán cơ giới dùng để đào hầm trong vùng đất cát khô ít nước:
1 – vòng tựa; 2 – vòng miệng cắt; 3 - tấm chắn đứng; 4 – tấm trượt; 5 - tấm chắn ngang; 6 - hệ thống thuỷ lực; 7 - xilanh thuỷ lực điều khiển giữ gương đào; 8 - tấm ốp; 9 - vỏ khiên; thống thuỷ lực; 7 - xilanh thuỷ lực điều khiển giữ gương đào; 8 - tấm ốp; 9 - vỏ khiên;
10 – xilanh thuỷ lực khiên; 11 – ngõng chống vào vỏ bêtông
Trên hình 4.6 trình bày cấu tạo khiên đào lò loại bán cơ giới dùng để đào tunnel trong vùng cát khô không có nước. Cấu tạo và hoạt động của nó như sau: vòng miệng cắt 2, vòng tựa gia cường 1, vỏ khiên 9 với tấm ốp 8 tăng khả năng chịu tải được hàn tạo thanh một kết cấu thép có dạng hình trụ tròn vững chắc. Phía trong kết cấu trụ tròn này người ta lắp ráp các đoạn vỏ tunnel hình trụ tròn áp sát vào vỏ thép. Toàn bộ kết cấu này tiến về phía trước nhờ các kích thuỷ lực 10 mà ngõng tựa 11 trên cần của nó tỳ vào vòng vỏ bê tông cuối cùng đã lắp ráp. Sau đó cần của các xilanh thuỷ lực 10 được rút lại và người ta lại lắp tiếp một đoạn vỏ bê tông tunnel bên trong ống khiên để ngõng tựa 11 tỳ vào để đẩy khiên đi tiếp. Các tấm chắn ngang, nghiêng và dọc tạo thành các ô cho cát chảy và được điều khiển bởi các xilanh thuỷ lực 7.
Trên tấm chắn ngang 5 có các tấm trượt 4 thò ra - thụt vào để khống chế cát chảy tuỳ thuộc vào góc chảy tự nhiên của đất mà điều chỉnh, các tấm này trượt ra - vào nhờ các xi lanh thuỷ lực.
Công tác bốc xúc cát, vận chuyển, thi công lắp ráp vỏ lò phía sau thường là được cơ giới hoá hoàn toàn. Khi mặt cắt ngang của tunnel nhỏ thì phải sử dụng các khiên đào lò bán cơ giới loại nhỏ và việc bốc đất cát vào goòng được thực hiện theo cách thủ công.
§ 4.4.Tổ hợp khiên đào lò cơ giới loại thường (không có khoang cân bằng áp lực - Soft Ground Non Pressurized)
Tổ hợp mà trong đó công tác thi công từ khâu đào đất tới hoàn chỉnh tuyến ngầm được cơ giới hoá hoàn toàn được gọi tổ hợp khiên đào lò cơ giới cơ giới hoá hoàn toàn. Tổ hợp khiên đào lò cơ giới cơ giới hoá hoàn toàn có rất nhiều loại và mỗi loại phù hợp với từng điều kiện địa chất cụ thể. Dưới đây ta xét loại tổ hợp khiên đào lò loại thường, tức là nó chỉ dùng cho đất mềm đất có khả năng tự ổn định và không hoặc rất ít nước ngầm.
Trên hình 4.7 là sơ đồ cấu tạo và bố trí thiết bị của tổ hợp khiên đào tunnel không có khoang giữ gương đào. Mâm dao 1 quay để cắt đất và tiến lên phía trước. Các cơ cấu dẫn động nằm trong khiên 2. Thiết bị bốc xúc đất cát là vít tải 3 đổ vào thiết bị vận tải 5. Một máy lắp ráp dùng để lắp ráp vỏ lò. Máy lắp ráp và vít tải nằm trong đuôi khiên còn máy vận tải thì được nối dài trong lòng tuyến tunnel.
Hình 4.7. Tổ hợp khiên đào lò cơ giới hoá hoàn toàn loại thường: 1 – mâm dao ; 2 – khiên; 3 - băng tải để đưa đất ra khỏi khiên; 4 - thiết bị lát (lắp ráp) vỏ tunnel; 5 - thiết bị vận
tải
Trong tổ hợp khiên đào lò cơ giới hoá hoàn toàn loại thường(hình 4.8)
phía trước khiên 1 là mâm dao 4 quay để đào đất, máy bốc xúc đất dạng tải gạt 7 để đưa đất ra khỏi khiên đổ vào goòng bánh sắt. Phía sau của khiên được bố trí máy ráp vỏ tunnel 6 và các thiết bị khác.
Một số tổ hợp khiên đào lò cơ giới hoá hoàn toàn được trang bị các máy cào vơ để cào đất lên lên máng cào, sau đó đổ vào các toa goòng bánh sắt.
Trong tổ hợp khiên đào lò cơ giới hoá hoàn toàn cơ cấu bốc xúc đất đá đôi khi còn được trang bị các cơ cấu phụ để thực hiện một số các chức năng khác.
Hình 4.8. Sơ đồ cấu tạo và phương án bố trí thiết bị trong tổ hợp khiên đào lò cơ giới hoá hoàn toàn loại thường không có khoang cân bằng áp lực:
1 - vỏ khiên; 1, - khoảng không gian phía sau mâm dao cắt; 2 - khoảng không gian phía sau vỏ tunnel sau lắp ráp phải được ép đầy vữa; 3 - vỏ tunnel sau lắp ráp; 4 – mâm dao cắt; sau vỏ tunnel sau lắp ráp phải được ép đầy vữa; 3 - vỏ tunnel sau lắp ráp; 4 – mâm dao cắt;
5 – kích thuỷ lực (lúc đầu là kích vít); 6 – máy lắp ráp vỏ tunnel; 7 – băng tải đất đá; 8 – goòng chở đất bánh sắt; 9 – các cấu kiện vỏ tunnel chưa lắp ráp
§ 4.5.Tổ hợp khiên đào lò với khoang cân bằng áp lực bằng đất- “Earth pressure balance EPB