HERRENKNECHT
Sezn am
Tunnelvortriebstechnik
Konstrukce a funkce
I V. K o n s t r u k c e a f u n k c e 1. Princip funkce zeminového štítu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV - 2 1.1 Ražba a těžba materiálu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV - 3
DOCUMENT: 9237-001
1.2 Ovládání . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV - 5
VY D Á N Í 11 / 2 0 1 0
VE R Z E 0 0 1
S - 6 0 9 / 6 1 0 M E T R O P R A G L O S V. A 1
IV - 1
HERRENKNECHT
Prin cip funkce zemino vého štítu
Tunnelvortriebstechnik
Konstrukce a funkce
1. Princip funkce zeminového štítu Štíty typu Earth Pressure Balance (zkráceně štít EPB příp. zeminový štít) se používají zejména v soudržných zeminách s vysokým podílem jílu, hlíny nebo prachu (siltu), které vykazují nízkou propustnost pro vodu. U štítu EPB slouží zemina uvolněná řeznou hlavou k podepření čelby, aby se zabránilo sedání nebo zvedání. Aby šlo používat zeminu uvolněnou na čelbě jako podpěrné médium, měla by disponovat následujícími vlastnostmi: • • • •
dobrá plastická tvárnost rozbředlá až měkká konzistence nízké vnitřní tření nízká propustnost pro vodu
DOCUMENT: 9237-001
Tyto vlastnosti nejsou zpravidla v zemině (hornině) kompletně k dispozici ani před výrubem, ani po něm. Materiál se musí upravit přísadami jako je pěna, aby se dal těžit. Rovněž je třeba zohlednit změny zemního tlaku.
VY D Á N Í 11 / 2 0 1 0
VE R Z E 0 0 1
S - 6 0 9 / 6 1 0 M E T R O P R A G L O S V. A 1
IV - 2
HERRENKNECHT
Prin cip funkce zemino vého štítu
Tunnelvortriebstechnik
Konstrukce a funkce
1.1 Ražba a těžba materiálu Zemina je uvolňována nástroji rotující řezné hlavy na čelbě [1] a přes otvory řezné hlavy [2] vytlačována do odtěžovací komory [3]. Tam se smíchá s již obsaženou plastickou zeminovou kaší. Síla tlačných válců se na zeminovou kaši přenáší přes tlačnou stěnu [4] a zamezuje tím nekontrolovanému pronikání zeminy z čelby do odtěžovací komory. Rovnovážného stavu je dosaženo tehdy, když zeminovou kaši v odtěžovací komoře nelze dále zhutnit přítomným tlakem zeminy a vody. Zemní tlak převládající potom na čelbě odpovídá zhruba zemnímu tlaku v klidu. Bude-li náporový tlak zeminové kaše zvýšen nad hodnotu rovnovážného stavu, dojde k dalšímu zhutnění zeminové kaše v odtěžovací komoře, jakož i přítomné zeminy, a podle okolností dojde ke zvedání terénu před štítem. Při snížení zemního tlaku může přítomná zemina vnikat do odtěžovací komory a vytvářet sedání na povrchu terénu.
4 8
1
2
6
7
3 5 - Štít: Všeobecně Čelba Řezná hlava Odtěžovací komora Tlačná stěna
[5] [6] [7] [8]
Tlačný válec Šnekový dopravník Segmenty Zadní štít
DOCUMENT: 9237-001
[1] [2] [3] [4]
VY D Á N Í 11 / 2 0 1 0
VE R Z E 0 0 1
S - 6 0 9 / 6 1 0 M E T R O P R A G L O S V. A 1
IV - 3
HERRENKNECHT
Prin cip funkce zemino vého štítu
Tunnelvortriebstechnik
Konstrukce a funkce
Vyrubaný materiál je pomocí šnekového dopravníku [6] dopravován z odtěžovací komory nacházející se pod tlakem do tunelu, kde panuje atmosférický tlak. Aby mohlo předávání materiálu z výstupu šneku na dopravní pás probíhat plynule, měla by zemina vykazovat nízkou propustnost pro vodu, aby se zamezilo proudění skrze šnekový dopravník. Vyzdívka tunelu se provádí zpravidla pomocí železobetonových segmentů [7], které se montují v oblasti štítu za tlačnou stěnou v podmínkách atmosférického tlaku. Do zbývající mezery mezi vnější stranou segmentů a průměrem výrubu se přes injektážní otvory v zadním štítu [8] nepřetržitě vtlačuje malta. Zemní tlak ovlivňují následující hlavní faktory: • rychlost ražby • vytěžené množství • přidání substancí pro úpravu zeminy
DOCUMENT: 9237-001
Obvyklým způsobem regulace zemního tlaku během ražby při předem definované rychlosti je změna rychlosti šnekového dopravníku. Bude-li zemina vynášena rychleji díky zvýšené rychlosti šneku, zemní tlak se sníží. Bude-li zemina vynášena pomaleji, zemní tlak se zvýší. Obecně lze zemní tlak regulovat také rychlostí ražby. Přitom snížení rychlosti ražby vyvolá snížení zemního tlaku příp. zvýšení rychlosti ražby vyvolá nárůst zemního tlaku. V každém případě spočívá cíl v udržování konstantního zemního tlaku během ražby. Tlak vytvářený v tlakové (odtěžovací) komoře musí vyrovnávat zemní tlak před řeznou hlavou, aby se zabránilo sedání a úniku zeminy. Zemní příp. náporový tlak je zobrazován v řídicí kabině pomocí dynamometrů k měření zemního tlaku namontovaných v různé výšce na tlačné stěně. Rychlost otáčení řezné (razicí) hlavy lze měnit během ražby, aby se dosáhlo co nejlepšího promíchání a úpravy zeminy nebo se zamezilo nežádoucímu pojezdu štítu.
VY D Á N Í 11 / 2 0 1 0
VE R Z E 0 0 1
S - 6 0 9 / 6 1 0 M E T R O P R A G L O S V. A 1
IV - 4
HERRENKNECHT
Prin cip funkce zemino vého štítu
Tunnelvortriebstechnik
Konstrukce a funkce
1.2 Ovládání
DOCUMENT: 9237-001
Veškerá data a ovládací prvky potřebné k provozu razicího stroje se nachází v řídicí kabině. Odtud lze nastavovat rychlost ražby, rychlost řezné (razicí) hlavy a rychlost šnekového dopravníku. Směr ražby se rovněž ovládá z řídicí kabiny. Regulací tlaku skupin tlačných válců [5] lze ovládat pohyb štítu ve směrech přednastavených řídicím systémem.
VY D Á N Í 11 / 2 0 1 0
VE R Z E 0 0 1
S - 6 0 9 / 6 1 0 M E T R O P R A G L O S V. A 1
IV - 5
