Máquina para perforar y hormigonar un túnel en continuo, que utiliza una tuneladora (1) tradicional como elemento perforador del túnel y detrás de ella un modulo de encofrado continuo (2),

un modulo de hormigonado (3), situado a continuación de la tuneladora y rodeado por el módulo de encofrado; y un sistema de empuje continuo (4), capaz de transmitir la reacción suficiente para el avance de la máquina, situado a una distancia suficiente del módulo de encofrado, como para que pueda apoyarse en las secciones del túnel ya realizado

Máquina para perforar y hormigonar un túnel en continuo.

Objeto de la invención

El objetivo de la investigación es una máquina cuya función es la de una tuneladora autónoma, es decir de una el túnel correspondiente, y el revestimiento interior del mismo mediante un hormigonado continuo. Este máquina incorpora un sistema de encofrado deslizante que permite fabricar un anillo de hormigón en la sección completa del túnel a medida que avanza la excavación, al tiempo que está dotado de medios de desplazamiento que permiten que el conjunto de mismo se desplace en continuo mientras esté en fase de traslación.

Antecedentes de la invención

El documento ES-8200438 describe un procedimiento y máquina para revestimiento de hormigón de túneles, galerías y obras similares que consiste en la utilización de una tuneladora, un encofrado progresivo posterior y un máquina para introducción del hormigón en la cámara formada entre la excavación y el encofrado; el máquina comprende un inyector dispuesto delante del encofrado en la zona de cola de la tuneladora que consta de varias tuberías repartidas sobre la periferia del encofrado, que está definido por segmentos anulares que se desmontan de la parte posterior y se montan en la delantera para lograr el hormigonado continuo durante el avance; entre la tuneladora y el encofrado se montan elementos de empuje hidráulicos.

Descripción de la invención

La máquina de la invención utiliza una tuneladora tradicional, a la que se le adicionan, tras la cabeza de corte, uno o varios módulos donde se instalan los útiles necesarios para realizar correctamente las nuevas funciones de encofrado, hormigonado y de traslación de toda la cadena de producción, a la medida que avanza la tuneladora.

La reacción necesaria para lograr el empuje mínimo de avance se consigue por medio de unos anillos expansores accionados por un sistema hidráulico. Estos ejercen la presión sobre la sección de hormigón endurecido. Para lo cual se colocan a una distancia tal que en el hormigón se haya alcanzado la resistencia suficiente. El avance se efectúa secuencialmente, mientras uno de los anillos está reteniendo y sus gatos empujando todo el sistema, el otro está aflojando la retención y replegando los gatos, de forma tal que el desplazamiento de la máquina es continuo.

La metodología de trabajo prevé que, una vez alcanzado el desarrollo máximo de los elementos de transporte (tuberías) de suministro y evacuación de material de la cabeza de trabajo, detener el avance de la tuneladora para efectuar el repliegue de estos elementos y la adición de nuevos tramos.

Por lo tanto, el avance se realiza de forma cíclica, en las siguientes fases:

Una vez ejecutado un ciclo de trabajo se deben recuperar los sistemas de la tuneladora, colocándose los nuevos elementos de transporte, que permitan recuperar el recorrido de los elementos que han ido desarrollándose en la ejecución del ciclo.

Los módulos que se aúnan en esta máquina son los siguientes:

A) Modulo de encofrado continuo

Que integra los siguientes elementos:

Su función es servir de encofrado para evitar el desplome o caída del hormigón antes de su endurecimiento o fraguado.

Está constituido por una superficie básicamente cilíndrica con una pequeña conicidad o reducción de sección para facilitar el deslizamiento del mismo, unido rígidamente a la cabeza de la tuneladora.

Su longitud efectiva con encofrado sería aquella que facilite el fraguado y adquisición de la resistencia necesaria del hormigón antes de su salida por la parte posterior.

B) Modulo de hormigonado

La función del módulo de hormigonado es por una parte la regulación del hormigón que procedente del exterior llega a la tuneladora y por otra la preparación de este hormigón para su colocación entre la superficie de excavación y el encofrado.

El hormigón procedente del exterior, vía húmeda o seca, debe independizarse, por razones de seguridad, del hormigón de fraguado rápido del revestimiento. Por ello el módulo debe poseer un sistema de almacenamiento que permita la preparación del hormigón especial que debe ser colocado como revestimiento.

Las características de este hormigón deben ser alta velocidad de fraguado, gran resistencia a tracción y compresión y una adecuada docilidad.

Estará constituido por siguiente elementos.

C) Sistema de empuje

Este sistema transmite la reacción suficiente para el avance de la maquina, apoyándose en las secciones del túnel ya realizado, esta reacción se consigue por fricción sobre el hormigón.

Para ello se diseña un anillo expansivo con un sistema hidráulico que permita el acoplamiento perfecto con el interior del revestimiento de hormigón. Solidario con este anillo se dispondrán unas barras dentadas de trepa de características tales que permita trasladar por medio de unos gatos de levas el empuje del anillo expansor a la cabeza de corte.

Descripción de las figuras

Para complementar la...

1. Máquina para perforar y hormigonar un túnel en continuo, que utiliza una tuneladora (1) tradicional como elemento perforador del túnel y que se caracteriza porque, detrás de la cabeza de corte, se adicionan y fijan en cadena los siguientes módulos:

2. Máquina, según la reivindicación primera, caracterizada porque el sistema de empuje continuo consiste en dos anillos expansivos (4a-4b), provistos de sendos mecanismos hidráulicos (12) que permite su acoplamiento y liberación de las paredes de revestimiento de hormigón, cada uno de los cuales dispone de unas barras longitudinales (5) , que en la zona de hormigonado acoplan con la cabeza de la tuneladora (1) por medio de unos gatos hidráulicos (7), que transmite el empuje necesario para lograr el desplazamiento de forma alternativa, de forma que mientras uno de los anillos está enclavado en las paredes del túnel hormigonado y el gato correspondiente empujando, el otro anillo se está liberando y el gato retrotrayéndose para acercar el anillo a la tuneladora, hasta la siguiente fase en la que este segundo anillo se enclava y su gato empuja, mientras que el primer anillo se libera y su gato se contrae.

3. Máquina, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dichas barras longitudinales (5) presentan un mecanismo antipandeo formado por varios anillos (6) interdistanciados, que presentan en la periferia garras (10) para el agarre deslizante de dichas barras (5), que se mantienen así en posición, formando una jaula cilíndrica interior al túnel hormigonado.

4. Máquina, según la primera reivindicación, caracterizada porque el módulo de hormigonado (3) comprende unos medios de almacenamiento del hormigón que procede del exterior, unos medios de dosificación de componentes, unos medios de bombeo (8) al encofrado, unos medios de traslación de estos elementos a lo largo del módulo de encofrado, así como una serie de tuberías (9) o boquillas de proyección de hormigón.