a) b)
Hình 4.9. Sơ đồ cấu tạo và bố trí thiết bị trong tổ hợp khiên đào tunnel giữ gương đào bằng áp lực đất EPB:
a) 1 - khiên; 1’ - khoang cân bằng áp lực gương đào bằng đất; 2 – khe hở phía sau vỏ tuy-nen sau lắp ráp phải được ép đầy vữa; 3 - vỏ tuy-nen sau lắp ráp; 4 – mâm dao cắt; 5 – nen sau lắp ráp phải được ép đầy vữa; 3 - vỏ tuy-nen sau lắp ráp; 4 – mâm dao cắt; 5 –
kích thuỷ lực; 5’ – ca bin sửa chữa; 6 - máy lắp ráp ; 7 – vít tải và băng tải đất đá; 8 – goòng chở đất bánh sắt; 9 – các miếng vỏ tunnel chưa lắp
b) 1. Đất; 2. mâm dao; 3 – khoang cân bằng áp lực bằng đất; 4 – vách ngăn; 5 - kích thuỷ lực; 6 - vít tải; 7 - máy lắp ráp vỏ tunnel; 8 – vỏ tunnel bằng bê tông cốt thép hoặc gang lực; 6 - vít tải; 7 - máy lắp ráp vỏ tunnel; 8 – vỏ tunnel bằng bê tông cốt thép hoặc gang
xám
Hình 4.10. Mô hình cấu tạo bên trong tổ hợp khiên đào với khoang cân bằng áp lực gương đào bằng đất - EPB (Hãng Herrenknecht, CH LB Đức):
1 – mâm dao; 2 - khoang chứa môtơ thuỷ lực đồng thời là khoang kín áp suất cao cân bằng áp lực chống sạt gương đào; 3 - vách ngăn kín không để không khí thấm qua; 4- xi lanh thuỷ lực lực chống sạt gương đào; 3 - vách ngăn kín không để không khí thấm qua; 4- xi lanh thuỷ lực
đẩy khiên; 5 – vít tải; 6 - máy lắp ráp vỏ tunnel; 7 - vỏ tunnel sau lắp ráp
Thiết bị công tác chủ đạo. Mâm dao cắt 4 (Hình 4.9. a) được dẫn động
bởi 3 môtơ thuỷ lực công suất lớn quay quanh đường tâm của tổ hợp, các xilanh (kích) thuỷ lực tựa vào khung máy kích đẩy để thay đổi hướng di chuyển cắt đất của mâm dao tạo thành đường tunnel cong, các xilanh thuỷ lực 5 đẩy
mâm dao tì vào gương đào với một áp lực nhất định để cắt đất và đẩy toàn bộ phần đầu của tổ hợp tiến lên.
Khoang cân bằng áp lực bằng đất: Để cân bằng áp lực đất gương đào
tránh sạt lở, người ta bố trí phía sau mâm dao một vách ngăn kín, vách ngăn này cùng với vỏ khiên và mâm dao sẽ tạo thành một khoang kín. Đất được đào từ mâm dao sẽ rơi vào khoang kín này và tạo ra sự cân bằng áp lực giữa đất đã đào và đất chưa đào, làm cho gương đào ổn định không sạt lở và nước bị vách ngăn nên không thể chảy vào tunnel. Đất trong khoang kín sẽ được đưa ra ngoài đổ vào phương tiện vận tải bằng vít tải. Khoang được tạo thành bởi vách ngăn kín, vỏ khiên và mâm dao có chứa đầy đất gọi là khoang cân bằng áp lực gương đào bằng đất – “Earth Pressure Balance” hay còn được gọi là giải pháp cân bằng áp lực bằng đất.
Thiết bị vận chuyển. Vít tải 7 cuốn đất đổ vào băng tải, sau đó đổ tiếp vào
goòng hoặc băng tải để đưa ra khỏi đường hầm. Một điều đáng lưu ý là lượng đất mà vít tải lấy đi bao nhiêu thì mâm dao phải bổ sung vào khoang cân bằng áp lực một lượng đất tương đương. Một rơle áp lực được bố trí phía trong khoang cân bằng áp lực 1/ (Hình 4.9. a) có nhiệm vụ ngắt hoặc điều chỉnh lưu lượng của vít tải.
Khung máy là kết cấu thép chịu lực, vỏ khiên và các thiết bị đều được lắp
đặt trên khung máy.
Thiết bị di chuyển máy là hệ thống các xilanh thuỷ lực cỡ lớn. Khi máy di
chuyển, các chân đỡ máy co vào, xilanh thuỷ lực tì vào đốt vỏ hầm phía sau đẩy toàn bộ máy tiến về phía trước.
Hệ thống dẫn động bao gồm nhiều động cơ điện có công suất lớn cung cấp cơ năng cho các bơm dầu thuỷ lực. Dầu thuỷ lực áp suất cao đi qua các ống dẫn dầu và van điều khiển trong ca bin tới các mô-tơ và xilanh thuỷ lực để để dẫn động cho các cơ cấu máy.
Máy lắp ráp bố trí ở phía sau hệ thống các xilanh thuỷ lực. Sau khi máy
tiến lên phía trước, xilanh thuỷ lực co cần lại, tạo ra một khoảng trống bên dưới khiên và máy này sẽ tiến hành lắp vỏ hầm ngay sau đó. Khi đoạn vỏ lò mới được hoàn thành thì các xilanh thuỷ lực lại tỳ vào đoạn vỏ này để đẩy máy tiến lên.
Thiết bị điều khiển đặt trong buồng lái ở trung tâm của máy sẽ điều khiển
tất cả các chức năng bao gồm cả tốc độ và hướng đào. Các camera sẽ cung cấp đầy đủ cho người lái tình hình hoạt động của máy.
Thiết bị phụcung cấp nước, khí nén, thông gió, chiếu sáng …cho tổ hợp máy TBM. Ngoài ra, do điều kiện địa chất thường thay đổi đột ngột nên phía trước đầu cắt thường có một thiết bị khoan dò tiến hành khoan trước để người điều khiển có đầy đủ thông tin về điều kiện địa chất trước khi điều khiển máy thông hầm mặt phẳng BTM làm việc.