Тоннелепроходческий комплекс предназначен для строительства тоннеля сегментной конструкции (тюбинговая крепь), соответствующего диаметру комплекса, и состоит из режущей головки, проходческой машины с домкратами, шлюза (опция), транспортировочной системы, устройства перемещения тюбингов и прицепов.
- Рабочая часть режущей головки служит для выемки грунта на поверхности забоя.
- Проходческая машина предназначена для проходки тоннеля в соответствии с наружным диаметром выбранной машины. Проходческая машина рассчитана на возникающие рабочие нагрузки.
- Цилиндры домкрата служат в качестве механизмов подачи для проходческой машины.
- Транспортировочная система служит для эвакуации выработанного материала из тоннеля.
- В качестве устройства перемещения тюбингов применяется параллелограммный установщик с гидравлическим приводом, размещенный в стальной конструкции цилиндрического кожуха машины. Его разрешается использовать только для перемещения тюбингов, которые выполнены в соответствии с креплением и грузоподъемностью установщика. Кинематика и жесткость установщика позволяют обеспечить высокую точность посадки при перемещении облицовки тоннеля.
- Прицепы служат для установки необходимого оборудования. Следующие устройства также разрешается использовать исключительно по назначению, например:
- Смазочный насос - только для закачки консистентной смазки в уплотнения щеток
- Кран для тюбингов и устройство подачи тюбингов - только для транспортировки тюбингов
- Растворонасос - только для нагнетания раствора в кольцевой зазор между тюбингами и грунтом.

Комплекс изготовлен в соответствии с существующим уровнем техники и принятыми нормами техники безопасности. Однако при применении комплекса может возникнуть опасность для жизни обслуживающего персонала или третьих лиц, или же нанесения ущерба комплексу или имуществу.

Поэтому комплекс должен эксплуатироваться только в технически безупречном состоянии, по назначению и с осознанием мер безопасности и возможной опасности, с соблюдением указаний
Руководства по эксплуатации. Следует немедленно устранять особенно те неполадки, которые могут вызвать снижение безопасности.

На рисунке представлены основные узлы проходческого щита:
1 –исполнительный орган (ротор);
2 – оболочка щита;
3 – проходческие домкраты;
4 – породный конвейер;
5 – эректор;
6 – главный привод;
7 – тележки с технологическим оборудованием.

Описание системы

Принцип грунтопригруза

Щиты с балансом давления грунта (EPB-Schild) или щиты с грунтопригузом применяются особенно при связном грунте с высоким содержанием глины или ила, которые имеют низкую водопроницаемость. Принцип щитов с грунтопригрузом основан на том, чтобы обеспечить опору забоя за счет давления вынутого грунта, и благодаря этому не допустить поднятий и оседаний на поверхности. Это обеспечивается путем согласования скорости проходки с количеством вынутого материала, который транспортируется наружу по шнековому транспортеру (включая воду и добавки для улучшения транспортировки). Чтобы отделенный от забоя грунт мог быть использован в качестве средства опоры, он должен иметь следующие свойства:
- хорошая способность деформироваться
- консистенция от пульпообразной до мягкой
- незначительное внутреннее трение
- незначительная водопроницаемость

Для сохранения давления грунта во время проходки при одинаковой частоте вращения режущей головки необходимо соответствующим образом отрегулировать скорость вращения шнекового транспортера. Если больше материала транспортируется, чем вырабатывается, то давление на забое падает, и это приводит к появлению оседаний на поверхности. Если транспортируется слишком мало материала, давле- ние грунта становится слишком высоким, и это проиводит к поднятиям.
Для обеспечения хорошей пластичности и транспортабельности выработанного материала может потребоваться добавка бентонита или пены.

Давление грунта измеряется с помощью датчиков на стенке давления и на шнековом транспортере и отображается на пульте управления.

Выработанный грунт отправляется через шнековый транспортер и заслонку шнека на транспортировочную систему в машине или в тоннеле (ленточные транспортеры, нагнетательные насосы или транспортировочные контейнеры) для обеспечения дальнейшей транспортировки.

Вследствие геологических условий может случиться, что давление грунта нельзя будет поддерживать постоянным только с помощью частоты вращения шнека. В этом случае можно повысить давление грунта путем частичного закрытия заслонки шнека. Частоту вращения режущей головки можно изменять во время про- ходки, чтобы обеспечить оптимальное смешивание

Обкладка тоннеля

Тоннель обкладывается тюбингами, которые монтируются с помощью установщика в зоне хвостовой части щита.
До хвостовой части щита сегменты транпортируются через тоннель по транспортировочной
cистеме на вагонетках и кранах. Так называемый установщик поднимает сегменты и устанавливает их в правильное положение.
После завершения выполнения кольца в остающийся зазор между наружней стороной тюбинга и диаметром проходки закачивается строительный раствор.

Режущая головка

Рабочая часть режущей головки в передней части машины имеет две задачи:
a) Выемка грунта при вращающемся инструменте во время проходки
b) Кондиционирование грунта с помощью лопастей мешалки, закрепленных на тыльной стороне. Она состоит из стальной основы, которая снабжена различными инструментами выемки (диски, окорочные ножи, ковши, центральные резцы).
Режущая го ловка может снимать материал с забоя, вращаясь в обеих направлениях.

Диски, которые приводятся во врашение вследствие давления прижима к породе и поворота режущей головки, разрушают твердую горную породу. Под действием местной чрезмерной нагрузки в породе возникает высокое напряжение растяжения, которое вызывает откол материала породы из поверхности забоя. Диски установлены в так называемых дисковых коробках и доступны для замены из камеры выемки. Окорочные ножи вырабатывают связный и несвязный материал грунта путем рыхления, шабрения или царапанья. Они вставлены в специально сделанные карманы и привинчены сбоку. Их также можно заменять из камеры выемки. Ковши установлены на внешнем контуре режущей головки и транспортируют выработанный материал грунта в хвостовую часть режущей головки. Ковши привинчены на пластины крепления, при- варенные к режущей головке. Таким образом, здесь тоже возможна простая замена изношенных или неисправных инструментов под землёй

Проходческая машина

1.) Буровая головка
2.) Щит
3.) Привод режущей головки
4.) Домкраты
5.) Щеточный уплотнитель хвостовой части 
6.)  Установщик
7.) Шнековый транспортер

Проходческая машина состоит из щита и хвостовой части щита. Щит и хвостовая часть щита подвижно соединены друг с другом цилиндрами шарнира щита (или иначе: цилиндрами хвостовой части щита). При управлении щитом путем выдвижения домкратов на разную дистанцию хвостовая часть щита может следовать по заданному пути щита.

Цилиндры оснащены системой измерения пути. Благодаря этому возможно очень точное управление щитом. Данные относительно давления, усилия и хода смотрите в разделе о технических характеристиках.
В щит встроены привод рабочей части режущей головки, передняя опора шнекового транспортера и дверца нажимной стенки.

Зона между инструментами режущей головки и нажимной стенкой называется смесительной камерой. В этой зоне выработанный материал смешивается лопастясм мешалки инструмента режущей головки и статорами на нажимной стенке. Для обеспечения оптимальной кондиции материала в статорах выполнены сопла, а в стенке давления - отверстия, через которые к грунту могут быть поданы пена или вода. С помощью датчика давления грунта измеряется давление породы, находящейся в смесительной камере, и отображается на пульте управления. Благодаря этому можно сравнить давление грунта в смесительной камере с давлением грунта в шнековом транспортере и поддерживать постоянным посредством соответствующей коррекции частоты вращения шнека или изменения отверстия заслонки шнека.

 Доступ к рабочей части режущей головки осуществляется через закрываемую дверь в стенке давления.

Далее установлены главные домкраты, необходимые для проходки и управления, и нагнетатель консистентной смазки. Здесь размещен также установщик для сегментов. В зоне конька встроена также задняя подвеска для шнекового транспортера.

Стальная конструкция проходческой машины рассчитана на основе указанных нагрузок грунта, воды, транспортных средств и возникающих рабочих нагрузок.

Мишень
Электронная мишень проходческих машин служит для управления машиной. С помощью своих датчиков она определяет положение лазерного луча и передает показания назад на вычислитель, находящийся на пульте управления контейнера. Благодаря этому проверяется точное положение машины.

Привод режущей головки
Привод режущей головки выполнен в виде бесцентрового кольцевого привода. Периферийные электродвигатели вырабатывают крутящий момент, необходимый для работы режущей головки.

Уплотнительные системы
Подшипник и привод герметизированы от проникновения загрязнений и воды комбинацией уплотнений с постоянной консистентной смазкой впереди. Уплотнительная система выполнена в виде манжетного уплотнения и непрерывно снабжается консистентной смазкой с помощью нагнетателя консистентной смазки.

Смазка редуктора
Редуктор снабжен системой частичного наполнения маслом и смазывается разбрызгиванием.

Установщик

1.)Ходовая опора
2.) Основная рама
3.) Поворотная рама
4.) Поворотный рычаг с захватом

Установщик смонтирован под защитой хвостовой части щита и служит для перемещения однослойной тюбинговой крепи. Его кинематика рассчитана специально на существующие условия работы и обес- печивает точную посадку тюбингов. Движения управляются посредством переносного пульта дистанционного управления.

Установщик состоит из следующих компонентов:
-  Ходовая опора
- Основная рама
- Поворотная рама
- Поворотный рычаг с головкой эректора и захватом

Ходовая опора
Ходовая опора эректора служит в качестве направляющей продольного перемещения и привинчена к стальной конструкции двумя фланцами. Через свободный центр установщика проходят соединения электропитания и вентиляции между щитом и прицепом, а также ленточный транспортер для вывода материала. Сзади на ходовой опоре находится шарнирное тяговое соединение с первым прицепом.

Основная рама
Основная рама установлена на ходовой опоре и может перемещаться в продольном направлении. Продольное перемещение осуществляется с помощью двух гидравлических цилиндров и четырех опорных роликов со встроенной боковой направляющей. Основная рама соединяется с поворотной рамой сферическим поворотным соединением, установленным на фланце и снабженным внешним зацеплением. В основной раме установлен привод вращения. Он работает на основе 1 двигателя с гидропередачей и со стопорным тормозом с гидравлическим оттормаживанием. Зубчатое зацепление закрыто и смазывается консистентной смазкой.

Поворотная рама
Поворотная рама, прифланцованная к зубчатому кольцу шарового поворотного соединения, служит основанием для расположенного сбо- у поворотного рычага и гидравлического цилиндра. Поворот ограничен механическим упором до ± 200°. На поворотную часть установщика по цепи подачи энергии подается гидпавлическая энергия.

Поворотный рычаг и захват
 Поворотный рычаг с гидравлическим цилиндром служит в качестве носителя захвата и позволяет смещатьтюбинг перпендикулярно к оси тоннеля. Подвеска захвата допускает ручной наклон тюбинга в продолжном и поперечном направлении по отношению к оси тоннеля. Захватная система состоит из рукоятки зажима с держателем для крепления ввертывающегося шпинделя, который свинчивается с тюбингом.

Система прицепов
Система прицепов состоит, в общей сложности, из 4 прицепов, на которых установлено различное оборудование, необходимое для работы комплекса. Система прицепов размещена на рельсовом ходу. Проход в середине прицепов служит для транспортировки сегментов и породы. На левой стороне прицепов имеются сходни для персонала.

Шнековый транспортер

1.) Шнек
2.) Труба шнека с соплом для бентонита
3.) Динамический датчик давления грунта
4.)  Заслонка шнека
5.) Привод шнека