CH654066A5

CH654066A5 - TUNNEL SHIELDING SEGMENT.

Info

Publication number: CH654066A5
Application number: CH4755/82A
Authority: CH
Inventors: Robert M Birch; Warren E Brown
Original assignee: Commercial Shearing
Priority date: 1981-08-07
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1986-01-31
Also published as: IT8248933A0; BE894051A; GB2103684A; DE3229470C2; GB2103684B; DE3229470A1; FR2511076B1; IT1189332B; CA1168882A; FR2511076A1

Description

La présente invention concerne des segments de blindage de tunnel, destinés à former ensemble un anneau de blindage de tunnel, dans lequel les segments sont scellés entre eux. The present invention relates to tunnel shielding segments, intended to form together a tunnel shielding ring, in which the segments are sealed together.

Le blindage des galeries souterraines de grand diamètre que sont les tunnels ferroviaires et autres, certaines conduites d'eau, les égouts, etc., est une technique bien connue et sa mise en œuvre peut se faire par une variété de procédés. Le blindage des tunnels est constitué de segments courbes qui sont réunis pour former la partie cylindrique de la structure du tunnel. En général, ces segments sont en métal ou en ciment et sont fixés les uns aux autres dans le sens de la longueur du tunnel et dans le sens de sa circonférence par des boulons. L'utilisation de boulons comme moyen de fixation implique que les segments comportent des brides, des creux ou des cavités sur la surface intérieure qui permettent d'accéder aux boulons et aux écrous. Ces brides, cavités ou creux vont à l'encontre de l'objectif qui est d'avoir une surface interne de tunnel lisse. Les creux doivent être remplis par du ciment ou un produit similaire. The shielding of large diameter underground tunnels such as rail and other tunnels, certain water pipes, sewers, etc., is a well known technique and its implementation can be done by a variety of methods. The shielding of tunnels consists of curved segments which are joined to form the cylindrical part of the tunnel structure. In general, these segments are made of metal or cement and are fixed to each other in the direction of the length of the tunnel and in the direction of its circumference by bolts. The use of bolts as a means of attachment implies that the segments have flanges, recesses or cavities on the interior surface which provide access to the bolts and nuts. These flanges, cavities or hollows go against the objective which is to have a smooth internal tunnel surface. The recesses must be filled with cement or a similar product.

Il a donc été proposé de mettre des goupilles ou d'autres éléments en saillie sur les bords des segments pour permettre le montage de ces segments et pour les tenir en place une fois installés. Malheureusement, ces systèmes ne sont pas capables de maintenir les segments en place de manière rigide et éviter leur séparation soit dans le sens du tunnel, soit dans le sens de sa circonférence. Par conséquent, un blindage de tunnel fait à partir de segments de ce type pourrait s'ouvrir, et il y a lieu de prévoir des moyens de fixation externes, pour maintenir en place les segments et empêcher leur dislocation. It has therefore been proposed to put pins or other elements projecting from the edges of the segments to allow the mounting of these segments and to hold them in place once installed. Unfortunately, these systems are not able to hold the segments rigidly in place and avoid their separation either in the direction of the tunnel or in the direction of its circumference. Consequently, tunnel shielding made from segments of this type could open, and external fastening means should be provided to hold the segments in place and prevent their dislocation.

Pour éviter ces difficultés le segment de blindage selon l'invention est agencé selon les caractéristiques de la revendication 1. To avoid these difficulties, the shielding segment according to the invention is arranged according to the features of claim 1.

Dans la description générale qui précède, nous avons exposé quels étaient les objectifs, les applications et les avantages de la présente invention. Les applications et avantages deviendront manifestes lors de la description détaillée de formes d'exécution données à titre d'exemples se référant à des dessins. Ces dessins représentent: In the foregoing general description, we have set out what were the objectives, applications and advantages of the present invention. The applications and advantages will become apparent from the detailed description of embodiments given by way of examples with reference to drawings. These drawings represent:

La fig. 1 est une vue en bout du blindage de tunnel constitué de quatre segments selon notre invention. Fig. 1 is an end view of the tunnel shield consisting of four segments according to our invention.

La fig. 2 est une vue d'en haut d'une portion du blindage de tunnel représenté sur la fig. 1. Fig. 2 is a top view of a portion of the tunnel shield shown in FIG. 1.

La fig. 3 est une vue latérale du côté gauche, d'une portion du blindage de tunnel représenté sur la fig. 1. Fig. 3 is a side view on the left side of a portion of the tunnel shield shown in FIG. 1.

La fig. 4 est une vue latérale du côté droit, d'une portion du blindage de tunnel représenté sur la fig. 1. Fig. 4 is a side view from the right side of a portion of the tunnel shield shown in FIG. 1.

La fig. 5 est une vue d'en bas d'une portion du blindage de tunnel représenté sur la fig. 1. Fig. 5 is a view from below of a portion of the tunnel shield shown in FIG. 1.

La fig. 6 est une vue d'en haut d'une certaine longueur de blindage de tunnel. Dans cette forme d'exécution préférée, les segments sont disposés en quinconce. Fig. 6 is a top view of a certain length of tunnel shielding. In this preferred embodiment, the segments are staggered.

La fig. 7 représente une courte portion de deux segments de blindage comportant un dispositif de fixation selon la présente invention, en l'occurrence une goupille et un collier de fixation à frottement élastique. Fig. 7 shows a short portion of two shielding segments comprising a fixing device according to the present invention, in this case a pin and a fixing collar with elastic friction.

La fig. 8 représente une courte portion de deux segments de blindage comportant un dispositif de fixation selon la présente invention, en l'occurrence une goupille creuse et fendue et un tampon conique. Fig. 8 shows a short portion of two shielding segments comprising a fixing device according to the present invention, in this case a hollow and split pin and a conical pad.

La fig. 9 représente une autre forme d'exécution du système de fixation basé sur une goupille creuse et fendue et un tampon conique. Fig. 9 shows another embodiment of the fixing system based on a hollow and split pin and a conical pad.

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

654 066 654,066

La fig. 10 représente une courte portion de deux segments de blindage comportant un dispositif de fixation selon la présente invention, en l'occurrence une goupille et des sachets de résine et de durcisseur. Fig. 10 shows a short portion of two shielding segments comprising a fixing device according to the present invention, in this case a pin and sachets of resin and hardener.

La fig. 11 représente une combinaison des moyens de fixation des fig. 7 et 10. Fig. 11 shows a combination of the fixing means of FIGS. 7 and 10.

La fig. 12 est une représentation d'une autre forme d'exécution du système de fixation selon la présente invention. Fig. 12 is a representation of another embodiment of the fastening system according to the present invention.

La fig. 13 est une représentation d'une cinquième forme d'exécution préférée du système de fixation selon la présente invention. Fig. 13 is a representation of a fifth preferred embodiment of the fastening system according to the present invention.

La fig. 14 est une vue en bout du système de fixation de la fig. 13. Enfin, Fig. 14 is an end view of the fixing system of FIG. 13. Finally,

La fig. 15 est une vue explosée du système de fixation de la fig. 13. Fig. 15 is an exploded view of the fixing system of FIG. 13.

La fig. 1 montre une section de blindage de tunnel faite de quatre segments 10, 11, 12 et 13; deux de ces segments 10, 12 ont la forme de parallélogrammes cylindriques et deux de ces segments 11,13 ont une forme trapézoïdale. Un bord de chaque segment comporte deux goupilles 14 et 15 situées dans le plan médian du segment. Le bord opposé de ce même segment comporte deux manchons 16, 17 situés dans une position identique. Les goupilles et manchons d'un même segment, ainsi que les goupilles et manchons adjacents de deux segments contigus se situent de préférence sur des droites se coupant à 45° ; ceci permet d'assembler les segments en quinconce comme cela est représenté sur la fig. 6. Les segments sont de préférence pourvus de rainures 19 dans lesquelles viennent s'insérer les languettes 18. Fig. 1 shows a tunnel shielding section made of four segments 10, 11, 12 and 13; two of these segments 10, 12 have the shape of cylindrical parallelograms and two of these segments 11, 13 have a trapezoidal shape. One edge of each segment has two pins 14 and 15 located in the median plane of the segment. The opposite edge of this same segment has two sleeves 16, 17 located in an identical position. The pins and sleeves of the same segment, as well as the adjacent pins and sleeves of two contiguous segments are preferably located on straight lines intersecting at 45 °; this makes it possible to assemble the staggered segments as shown in FIG. 6. The segments are preferably provided with grooves 19 into which the tongues 18 are inserted.

Les goupilles 14 et 15 peuvent être pleines comme dans la fig. 7. On voit sur cette figure que les goupilles sont serties par une de leurs extrémités dans le ciment du blindage, l'autre extrémité demeurant libre. Les manchons sont dans ce cas constitués de préférence d'un élément cylindrique creux 20 ayant une ouverture conique 21 munie d'un collier de fixation à frottement élastique dit de Timmerman 22 ou d'un dispositif contre le desserrage similaire, ainsi que d'un dispositif de guidage 23 qui maintient le collier de fixation 22 en place et dont l'ouverture conique 23a facilite l'introduction de la goupille 14-15 dans le collier de fixation 22 et dans l'élément cylindrique 20. Le dispositif de guidage 23 peut être pourvu d'une paroi externe conique comme dans la fig. 7, ou muni d'une bride externe ou d'un autre moyen de fixation de ce dispositif 23 au ciment dans lequel il est serti. Pins 14 and 15 can be full as in fig. 7. It can be seen in this figure that the pins are crimped by one of their ends in the cement of the shield, the other end remaining free. The sleeves in this case preferably consist of a hollow cylindrical element 20 having a conical opening 21 provided with a clamp with elastic friction called Timmerman 22 or a device against similar loosening, as well as a guide device 23 which holds the fixing collar 22 in place and whose conical opening 23a facilitates the insertion of the pin 14-15 in the fixing collar 22 and in the cylindrical element 20. The guide device 23 can be provided with a conical outer wall as in fig. 7, or provided with an external flange or other means of fixing this device 23 to the cement in which it is set.

La goupille 14 ou 15 est introduite dans le dispositif de guidage par son ouverture 23a, puis dans le collier de fixation 22, et enfin dans l'élément cylindrique creux 20 jusqu'à en toucher le fond. Le collier de fixation 22 empêche la goupille 14 ou 15 de sortir de l'élément cylindrique 20 et maintient les deux segments de blindage scellés l'un à l'autre. The pin 14 or 15 is introduced into the guide device through its opening 23a, then into the fixing collar 22, and finally into the hollow cylindrical element 20 until it touches the bottom. The fixing collar 22 prevents the pin 14 or 15 from coming out of the cylindrical element 20 and keeps the two shielding segments sealed to one another.

Dans la forme d'exécution de la fig. 8, les goupilles 14'-15' ont la forme de tubes creux et fendus. Elles sont de préférence remplies de résine plastique. Le manchon 30 a la forme de deux cônes tronqués inversés (il ressemble à un sablier). Il a un fond 31 et un tampon conique central 32. Le manchon 30 et son fond 31 sont sertis dans le ciment du segment. La goupille creuse et fendue est forcée à l'intérieur du manchon 30 sur le tampon denté 32 qui écarte les deux parties de la goupille et force la résine plastique à se répandre à l'in-5 térieur du manchon. In the embodiment of FIG. 8, the pins 14'-15 'have the form of hollow and split tubes. They are preferably filled with plastic resin. The sleeve 30 has the shape of two inverted truncated cones (it looks like an hourglass). It has a bottom 31 and a central conical pad 32. The sleeve 30 and its bottom 31 are set in the cement of the segment. The hollow and split pin is forced inside the sleeve 30 onto the toothed pad 32 which separates the two parts of the pin and forces the plastic resin to spread inside the sleeve.

La fig. 9 représente une forme d'exécution voisine de celle de la fig. 8. Ici, le tampon 40 est différent de celui de la fig. 8: il est solidaire de la goupille. Il écarte les deux parties de la goupille au moment de l'insertion de la même manière que précédemment, io La fig. 10 représente un système où les goupilles 14" et 15" sont introduites dans un manchon cylindrique dans lequel se trouve un sachet contenant une résine et un durcisseur dans deux compartiments séparés de ce sachet. Un dispositif de guidage 52 ayant une ouverture 53 en forme de cône tronqué permet d'amener les goupil-îs les 14" et 15" dans le manchon 50. Le sachet se trouve ainsi écrasé et le contenu de ses deux compartiments mélangé et réparti dans l'espace vide entre la goupille et le manchon. Une bride circulaire 54 tient l'élément de guidage scellé dans le ciment du segment de blindage. Fig. 9 shows an embodiment close to that of FIG. 8. Here, the buffer 40 is different from that of FIG. 8: it is integral with the pin. It separates the two parts of the pin at the time of insertion in the same manner as above, io FIG. 10 shows a system where the pins 14 "and 15" are introduced into a cylindrical sleeve in which there is a bag containing a resin and a hardener in two separate compartments of this bag. A guide device 52 having an opening 53 in the form of a truncated cone makes it possible to bring the pins-the 14 "and 15" into the sleeve 50. The sachet is thus crushed and the contents of its two compartments mixed and distributed in the empty space between the pin and the sleeve. A circular flange 54 holds the guide member sealed in the cement of the shielding segment.

20 La fig. 11 représente le même système que celui de la fig. 7, sauf que l'élément cylindrique creux 20 contient un sachet à deux compartiments avec une résine et un durcisseur, comme dans la fig. 10. Ce sachet est écrasé lors de l'introduction de la goupille 14'" ou 15'", son contenu mélangé et réparti dans l'espace entre la goupille 25 et le manchon. Ce système améliore l'efficacité de la fixation et protège les éléments métalliques contre la corrosion. Fig. 20 11 shows the same system as that of FIG. 7, except that the hollow cylindrical element 20 contains a bag with two compartments with a resin and a hardener, as in FIG. 10. This sachet is crushed during the introduction of the pin 14 '"or 15'", its content mixed and distributed in the space between the pin 25 and the sleeve. This system improves the efficiency of the fixing and protects the metallic elements against corrosion.

Dans le système représenté sur la fig. 12, les goupilles 14"" et 15"" ont une bague de serrage flexible 60, occupant une position intermédiaire sur l'extrémité libre de la goupille. La bague de serrage 30 60 est comprimée lors de son insertion dans l'ouverture 61 à forme de cône tronqué du manchon 62, ce qui permet son passage à travers la partie étroite 63 du manchon. Lorsque la bague de serrage 60 se trouve dans la partie élargie 64 du manchon, elle se détend. Son diamètre est alors intermédiaire entre son diamètre initial et le diamètre 35 qu'elle avait lorsque sa compression était maximale. La goupille 14""-15"" se trouve ainsi fermement maintenue à l'intérieur du manchon 62. In the system shown in fig. 12, the pins 14 "" and 15 "" have a flexible clamping ring 60, occupying an intermediate position on the free end of the pin. The clamping ring 30 60 is compressed during its insertion into the opening 61 in the form of a truncated cone of the sleeve 62, which allows its passage through the narrow part 63 of the sleeve. When the clamping ring 60 is in the enlarged part 64 of the sleeve, it relaxes. Its diameter is then intermediate between its initial diameter and the diameter 35 it had when its compression was maximum. The pin 14 "" - 15 "" is thus firmly held inside the sleeve 62.

Dans le système représenté sur les fig. 13, 14 et 15, le système de fixation est constitué par un élément en matière plastique (par ex. 40 ABS) ayant une tête cylindrique 70, un épaulement 71 de diamètre plus faible, enfin un manchon 76 de diamètre encore plus faible qui vient s'insérer dans un cylindre en métal 72. La tête 70 comporte une ouverture 73 ayant la forme d'un cône tronqué et qui s'ouvre sur l'intérieur 74 du manchon 76. Ce manchon est fendu dans le sens de « sa longueur en éléments séparés 75. Lorsque la goupille 14""' ou 15'"" est introduite dans l'ouverture conique 73, puis à l'intérieur 74 du manchon 76, elle déforme le plastique de ce manchon. Ceci a pour résultat que la goupille ne peut plus être retirée sauf en exerçant sur elle une force très importante. Il est préférable que le cylin-50 dre métallique 72 soit muni d'un fond 77 qui peut être en plastique ou en métal. In the system shown in figs. 13, 14 and 15, the fixing system consists of a plastic element (eg 40 ABS) having a cylindrical head 70, a shoulder 71 of smaller diameter, finally a sleeve 76 of even smaller diameter which comes fit into a metal cylinder 72. The head 70 has an opening 73 having the shape of a truncated cone and which opens on the inside 74 of the sleeve 76. This sleeve is split in the direction of "its length into separate elements 75. When the pin 14 "" 'or 15' "" is introduced into the conical opening 73, then inside 74 of the sleeve 76, it deforms the plastic of this sleeve. This has the result that the pin can no longer be removed except by exerting on it a very large force. It is preferable that the metal cylin-50 dre 72 be provided with a bottom 77 which may be plastic or metal.

R R

4 feuilles dessins 4 sheets of drawings

Claims

654,066

2

1. Tunnel shielding segment, the body of which has two parallel lateral edges and two terminal edges, one of the lateral edges of which has at least two pins along its length situated in the median plane of the segment and perpendicular to this edge, of which the other lateral edge has an identical number of openings intended to receive the pins of two adjacent shielding segments, means for blocking these pins in the corresponding openings being provided so as to allow the adjacent segments of the shielding to be held together.

2. Shielding segment according to claim 1, characterized in that the means for locking the pins in the openings are constituted by a friction mechanism.

3. Shielding segment according to claim 2, characterized in that the locking of the pin is done by means of a clamping ring with elastic friction placed in a cylindrical cavity and located between the two ends of the opening.

4. Shielding segment according to claim 1, characterized in that the cited openings comprise a cylindrical internal part, an external part serving as a guide device for the pins, at least one groove located between the external part and the internal part mentioned above, and an elastic friction clamping ring in each groove.

5. Shielding segment according to claim 1, characterized in that the pins are hollow and split at the end opposite the lateral edge, that the opening has a circular constriction between its two ends as well as a conical pad which separates the branches of the pin at the time of insertion thereof, which has the result of blocking the pin in the opening.

6. Shielding segment according to claim 1, characterized in that the pins are locked by a cylindrical plastic sleeve having a pin guide device with a truncated cone-shaped opening extended by a sleeve split in the direction of the length to form a number of fingers which ensure the locking of the pin.

7. Shielding segment according to claim 1, characterized in that the opening contains a sachet of resin intended to be crushed and its components mixed at the time of the introduction of the pin into the opening, which results in harden the resin and immobilize the pin in the opening.

8. Shielding segment according to one of claims 2 to 6, characterized in that it comprises a sachet of resin intended to be crushed and its components mixed at the time of the introduction of the pin into the opening, which results in hardening the resin and immobilizing the pin in the opening.

9. Shielding segment according to one of claims 1 to 8, characterized in that it consists of reinforced cement.

10. Shielding segment according to one of claims 1 to 7, characterized in that one of the side edges is provided with two pins and that the opposite side edge is provided with two openings.

11. Shielding segment according to one of claims 1 to 7, characterized in that one of the end edges is provided with a tongue which is inserted in a groove of the same profile of the end edge of an adjacent segment .

12. Shielding segment according to one of claims 1 or 11, characterized in that the pins are locked by a cylindrical plastic sleeve having a head wider than the sleeve with a truncated cone-shaped opening opening onto the hollow interior of the sleeve, this sleeve being split from the end opposite the head over a part of its length and surrounded by a cylindrical shell spaced from the sleeve and fixed to the head.

13. Shielding segment according to one of claims 1 to 12, characterized in that the end edges are arranged so that they form a cylindrical trapezium.

14. Shielding segment according to one of claims 1 to 12, characterized in that the end edges are arranged so that they form a cylindrical parallelogram.

15. Tunnel shielding ring constituted by a combination of cylindrical trapezoid-shaped shielding segments according to claim 13 and cylindrical parallelogram-shaped shielding segments according to claim 14.