DE1459879C

DE1459879C - Propulsion shield

Info

Publication number: DE1459879C
Authority: DE
Inventors: Raymond J L Neuüly Goussault Pierre J M Paris Gesta. Pierre F Montesson Larrouze, (Frankreich), Winberg, Douglad F , Bellevue Wash (V St A )
Original assignee: James S Robbins and Associates Ing , Seattle, Wash (V St A )
Publication date: 1971-02-11

Description

Die Erfindung betrifft einen Vortriebsschild mit einem im wesentlichen zylindrischen Mantel und am Schildumfang angeordneten Vorschubpressen, deren Kolbenstangen einzeln ein- und ausfahrbar sind und ihr Widerlager an der aus aneinandergereihten Tübbingringen bestehenden Tunnelauskleidung finden.The invention relates to a propulsion shield with a substantially cylindrical jacket and on Shield circumference arranged feed presses, the piston rods are individually retractable and extendable and find their abutment on the tunnel lining, which consists of lined up segment rings.

Bei einem bekannten Vortriebsschild dieser Art stützen sich einige der Kolbenstangen der Vorschubpressen gegen Tübbings des letzten vollständig errichteten Tübbingringes ab, während sich weitere Kolbenstangen gegen Tübbings des gerade im Bau befindlichen Ringes abstützen, wobei sich jeweils eine Kolbenstange zurückziehen läßt, um das Einfügen eines Tübbings in den dadurch geschaffenen freien Raum zu gestatten. Um dies zu ermöglichen, müssen bei dem bekannten Vortriebsschild zur Erzielung eines kontinuierlichen Vorschubs die Vorschubpressen so lang sein, daß der Kolbenweg etwa der doppelten Tübbingbreite entspricht.In a known jacking shield of this type, some of the piston rods of the feed presses are supported against segments of the last completely constructed segment ring, while others Support the piston rods against the segments of the ring that is currently under construction, one in each case The piston rod can be retracted to allow the insertion of a segment in the free space thus created To allow space. In order to make this possible, the known propulsion shield must be used to achieve this a continuous feed, the feed presses must be so long that the piston travel is about twice as long Corresponds to the segment width.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vortriebsschild der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem trotz der Möglichkeit zum kontinuierlichen Vorschub des Schildes nur Vorschubpressen erforderlich sind, deren Kolbenweg nur etwas größer als die einfache Tübbingbreite ist.The invention is based on the object of providing a propulsion shield of the type specified at the beginning create, in which, despite the possibility of continuous advance of the shield, only feed presses are required whose piston travel is only slightly larger than the simple segment width.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorschubpressen, ausgehend von einem vorzugsweise unteren Punkt des Schildumfangs und endend an dem etwa .diametral gegenüberliegenden Punkt des Schildumfangs, auf beiden Schildseiten stufenartig zunehmend nach hinten versetzt angeordnet sind, und zwar derart, daß die hintersten Vorschubpressen etwa um Tübbingbreite gegenüber den vordersten Vorschubpressen zurückgesetzt sind.This object is achieved according to the invention in that the feed presses, starting from a preferably the lower point of the shield circumference and ending at the approximately .diametrally opposite one Point of the circumference of the shield, on both sides of the shield arranged in a step-like manner, increasingly offset to the rear are, in such a way that the rearmost feed presses about the tubbing width compared to the foremost feed presses are reset.

In weiterer Ausgestaltung des Vortriebsschildes ist dieses an seiner Vorderseite mit einem umlaufenden Schneidkopf versehen.In a further embodiment of the propulsion shield, this is provided with a circumferential one on its front side Provided cutting head.

Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigtThe invention will then be described using an exemplary embodiment. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Vortriebsschild im Betrieb,F i g. 1 shows a longitudinal section through the jacking shield operational,

F i g. 2 einen Horizontalschnitt durch den Vortriebsschild nach Fig. 1, in dem die Tübbingversetzvorrichtung weggelassen ist,F i g. 2 shows a horizontal section through the jacking shield according to Fig. 1, in which the segment relocating device is omitted,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch hintereinander angeordnete Teile des Schildes,F i g. 3 shows a longitudinal section through parts of the shield arranged one behind the other,

F i g. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in der F i g. 1 undF i g. 4 is a cross-section along line 4-4 in FIG. 1 and

F i g. 5 einen Querschnitt durch den Schneidkopfsupport des Schildes, in dem die Pressenhalterungen angedeutet sind.F i g. 5 shows a cross-section through the cutting head support of the shield, in which the press mounts are indicated.

Der Vortriebsschild 5 gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Mantel 10, der in bekannter Weise eine vordere Schneide 12 und einen rückwärtigen Schildschwanz 14 besitzt. Ein einen umlaufenden Schneidkopf C tragender Schneidkopfsupport CS ist im vorderen Teil des Schildes angeordnet. An der Vorderseite 16 des Schneidkopfsupports CS ist der Schneidkopf C gelagert, und zwar vorzugsweise mit Hilfe eines ringförmigen Lagers 18.The propulsion shield 5 according to FIG. 1 consists essentially of a cylindrical jacket 10 which, in a known manner, has a front cutting edge 12 and a rear shield tail 14. A cutting head support CS carrying a rotating cutting head C is arranged in the front part of the shield. The cutting head C is mounted on the front side 16 of the cutting head support CS , to be precise preferably with the aid of an annular bearing 18.

Die Vorderseite des Schneidkopfs ist mit geeigneten Messern oder Schneiden 20 versehen. Die Schneiden 20 befinden sich in unterschiedlichem Abstand zur Mitte des Schneidkopfs C und schneiden bei Umlauf des Schneidkopfs konzentrische Nuten in die Ortsbrust des Tunnels, so daß diese bis zur Tiefe der Einschnitte weggebrochen wird. Der Schneidkopf C wird durch eine Anzahl vr.xi Ritzeln 22 in Umlauf versetzt. Die Ritzel stehen mit einem großen Zahnkranz in Eingriff, der einen Teil des inneren Laufrings des Lagers 18 bildet. Die Antriebskraft wird von einer Reihe von Motoren M abgegeben. Am Schneidkopf angeordnete Becher B weisen nach innen gerichtet Materialschächte 30 auf, durch welche das Material auf einen Zuförderer 32 gebracht wird, der sich innerhalb einer zentralen öff- - nung 34 befindet, welche sich durch den Schneidkopfsupport CS erstreckt. Der Zuförderer 32 bringt das Material auf einen länger ausgebildeten Förderer 36, der sich teilweise innerhalb eines zentralen Rohres 38 der Tübbingversetzvorrichtung befindet und teilweise innerhalb eines Förderrohres 40, das sich anschließend an das Rohr 38 nach hinten erstreckt und an seinem rückseitigen Ende mit einer Abfülleinrichtung 42 in Verbindung steht.The front of the cutting head is provided with suitable knives or cutting edges 20. The cutting edges 20 are at different distances from the center of the cutting head C and cut concentric grooves in the face of the tunnel as the cutting head rotates, so that it is broken away to the depth of the incisions. The cutting head C is set in rotation by a number of vr.xi pinions 22. The pinions mesh with a large ring gear that forms part of the inner race of bearing 18. A series of motors M output the driving force. Cups B arranged on the cutting head have inwardly directed material shafts 30 through which the material is brought onto a feed conveyor 32 which is located within a central opening 34 which extends through the cutting head support CS . The feed conveyor 32 brings the material onto a longer conveyor 36, which is located partly within a central tube 38 of the segment transfer device and partly within a conveyor tube 40, which then extends to the rear of the tube 38 and at its rear end with a filling device 42 communicates.

Das Rohr 38, das Förderrohr 40, die Abfülleinrichtung 42 und die Abfülltrichter Hl und H 2 bilden zusammen die Materialabführung, durch welche das geförderte Material von der Ortsbrust zu einem Tunnelförderer TC gebracht wird. .The pipe 38, the conveying pipe 40, the filling device 42 and the filling funnels Hl and H 2 together form the material discharge through which the conveyed material is brought from the face to a tunnel conveyor TC . .

Der Vortrieb des Schildes S und des an ihm befestigten umlaufenden Schneidkopfs C erfolgt über hydraulische Vorschubpressen R, die mit dem Schild verbunden sind und gegen die vorausgehend errichtete Tunnelauskleidung L einen Druck ausüben. Die Vorschubpressen sind am Umfang des Schneidkopfsupports CS verteilt angeordnet und liegen in der Nähe des Schildschwanzes 14. Das unterste Vorschubpressenpaar erstreckt sich bis zur Vorderseite 16 des Schneidkopfsupportes CS, während die anderen Vorschubpressen R von dieser Vorderseite, ausgehend vom unteren Vorschubpressenpaar, um zunehmend wachsende Beträge nach hinten versetzt sind. Die obersten drei Vorschubpressen sind dabei am weitesten um gleiche Beträge nach hinten versetzt. Bei dem dargestellten Vortriebsschild werden 37 Vorschubpressen verwendet.The shield S and the rotating cutting head C attached to it are propelled by means of hydraulic feed presses R, which are connected to the shield and exert a pressure against the tunnel lining L previously constructed. The feed presses are distributed around the circumference of the cutting head support CS and are located in the vicinity of the shield tail 14. The lowest pair of feed presses extends to the front 16 of the cutting head support CS, while the other feed presses R from this front, starting from the lower feed press pair, by increasing amounts are offset to the rear. The top three feed presses are the furthest backwards by the same amount. In the jacking shield shown, 37 feed jacks are used.

Infolge der stufenweisen Anordnung der Halterungen Pl bis P 37 für die Vorschubpressen (F i g. 3) ändert sich die Lage der Pressen längs des Umfangs des Schildes. Mit Ausnahme bei den obersten drei"" Vorschubpressen R, die um den gleichen Betrag versetzt sind und infolge der stufenweisen Anordnung symmetrisch zu einer vertikalen Mittellinie liegen, sind nur jeweils zwei der Pressenkolben gleichzeitig in ihrer voll ausgefahrenen Lage. Die übrigen Kolben sind noch nicht am Ende ihres Hubes angelangt und können noch zur Vonvärtsbewegung des Schildes S herangezogen werden. Die ersten beiden in ihrer Endstellung angelangten Kolben werden zurückgezogen, während die übrigen Kolben weiterhin am Antrieb beteiligt sind. Dieser Vorgang wiederholt sich mit den in Umfangsrichtung folgenden Kolbenpaaren an jeder Seite nach aufwärts, bis auf beiden Tunnelseiten Hohlräume entstehen, die groß genug sind, um einen Tübbing aufzunehmen. Darauf werden die Tübbings zur Bildung eines neuen Rings der Tunnelauskleidung in die Hohlräume eingesetzt, während die übrigen Kolben den Vortriebsschild weiterhin vorwärtsbewegen. Da die Pressen R ausgehend von der Vorderseite des Schneidkopfsupports CS stufenweise von unten nach oben zurückgesetzt sind, werden die untersten beiden Kolben zuerst ihre Endlage erreichen. Ausgehend von dem untersten Pressenpaar R erreichen die Kolben der übrigen Pressen R an jeder Schildseite nacheinander ihre Iindstellune und kön-As a result of the stepwise arrangement of the brackets P1 to P 37 for the feed presses (FIG. 3), the position of the presses changes along the circumference of the shield. With the exception of the top three "" feed presses R, which are offset by the same amount and are symmetrical to a vertical center line due to the stepwise arrangement, only two of the press pistons are in their fully extended position at the same time. The remaining pistons have not yet reached the end of their stroke and can still be used to move the shield S forward. The first two pistons, which have reached their end positions, are withdrawn, while the remaining pistons continue to be involved in the drive. This process is repeated with the piston pairs following in the circumferential direction upwards on each side, until cavities are created on both sides of the tunnel that are large enough to accommodate a segment. The segments are then inserted into the cavities to form a new ring of the tunnel lining, while the remaining pistons continue to move the jacking shield forward. Since the presses R are set back gradually from the bottom to the top, starting from the front of the cutting head support CS , the bottom two pistons will first reach their end position. Starting from the lowest pair of presses R , the pistons of the remaining presses R reach their positions one after the other on each side of the shield and can

nen dann zurückgezogen werden, so daß zusätzliche Tübbings eingesetzt werden können. Die Montage jedes neuen Ringes der Tunnelauskleidung beginnt damit an der Tunnelsohle und wird von dort symmetrisch entlang jeder Tunnelseite weitergeführt, bis der.letzte Tübbing eingesetzt ist. Während dieser Zeit werden Schild und Schneidkopf durch 30 oder 31 Vorschubpressen vorwärtsgetrieben (eine Gesamtzahl von 37 Pressen und eine Anzahl von drei pro Tübbing zurückgezogenen Pressen angenommen). Bei Verwendung einer Zwillingstübbingversetzvorrichtung werden die Tübbings auf beiden Tunnelseiten gleichzeitig eingelegt. Mit einer konventionellen Versetzvorrichtung, die nur einen einzigen Versetzarm besitzt,, wird der unterste Tübbing zuerst eingesetzt, darauf der nächste Tübbing auf einer Seite und anschließend der folgende auf der anderen Seite, wobei das Einsetzen abwechselnd durchgeführt wird, bis der oberste Tübbing eingesetzt ist.nen then be withdrawn so that additional segments can be used. The assembly every new ring of the tunnel lining begins at the tunnel bottom and becomes symmetrical from there continued along each side of the tunnel until the last segment has been inserted. During this time the shield and cutting head are propelled forward by 30 or 31 feed presses (a total of of 37 presses and a number of three presses withdrawn per segment assumed). at Using a twin segment displacing device, the segments are placed on both sides of the tunnel inserted at the same time. With a conventional displacement device that only has a single displacement arm owns ,, the lowest segment is inserted first, then the next segment on one side and then the next on the other side, with the insertion is carried out alternately until the top segment is inserted.

Die Einrichtung zum Transport der die Tunnel- so auskleidung bildenden Tübbings von über Tage in die Umgebung der Tübbingversetzvorrichtungen E1 und El kann üblicher Art sein und beispielsweise aus einer Laufkatzenanordnung 52 gemäß F i g.. 1 bestehen. In üblicher Weise werden dabei nach Bedarf as zusätzlich Schienenabschnitte an die Anordnung 52 angefügt.The means of transport of the tunnel lining as forming tubbing from above ground in the vicinity of the Tübbingversetzvorrichtungen E 1 and El may be conventional and, for example, consist of a trolley assembly 52 according to F i g .. first In the usual way, additional rail sections are attached to the arrangement 52 as required.

Die Rückwand 54 des Schneidkopf supports CS bildet eine luftdichte Trennwand zwischen dem vorderen, unter erhöhtem Luftdruck stehenden Schildabschnitt und dem hinteren Schildabschnitt, der unter etwa atmosphärischem Luftdruck steht.The rear wall 54 of the cutting head supports CS forms an airtight partition between the front shield section, which is under increased air pressure, and the rear shield section, which is under approximately atmospheric air pressure.

Gemäß F i g. 5 besteht der Schneidkopfsupport CS aus einzelnen Zellen. Es sind eine Anzahl Pressenzellen CCl bis CC 4 (nach der Zeichnung beispielsweise vier), eine Getriebezelle GB1 bis GB10 für ^ jeden Motor und zwei Schleusen für das Bedienungspersonal vorhanden. Jede Pressenzelle ist luftdicht abgeschlossen, wenn die Vorschubpressen ordnungsgemäß untergebracht sind. Der sich radial nach innen an die Pressenzellen CCl, CC 2, CC 3, CC 4 anschließende und in der F i g. 5 mit 88 bezeichnete Raum steht in dauernder Verbindung mit dem Bereich erhöhten Luftdrucks in dem vorderen Schildabschnitt und in der Materialabführung 38, 40, 42. Die Getriebezellen GB1 bis GB10 können einzeln abgedichtet und drucklos gemacht werden.According to FIG. 5 the cutting head support CS consists of individual cells. There are a number of press cells CC1 to CC 4 (for example four according to the drawing), a gear cell GB 1 to GB 10 for each motor and two locks for the operating personnel. Each press cell is hermetically sealed when the feed presses are properly housed. The one that adjoins the press cells CCl, CC 2, CC 3, CC 4 radially inward and is shown in FIG. 5 with 88 designated space is in permanent connection with the area of increased air pressure in the front shield section and in the material discharge 38, 40, 42. The gear cells GB 1 to GB 10 can be individually sealed and depressurized.

Längs des Förderrohres 40 erstreckt sich gemäß F i g. 2 eine Einstiegschleuse ML, die mit dem Förderrohr durch ein Verbindungsrohr 148 verbunden ist. . Durch die Anordnung einer lokalen Druckluftzone, d. h. der auf den vorderen Schildabschnitt und die Materialabführung beschränkte Druckluftzone, können im wesentlichen alle am Tunnelbau beteiligten Arbeiter ihre Arbeit in einer Zone durchführen, die im wesentlichen unter atmosphärischem Luftdruck steht. Dies trifft beispielsweise zu für die Errichtung der Tunnelauskleidung L, für die Wartung und Bedienung der Tübbingversetzvorrichtungen E1 und E 2, der Vorschubpressen R und der Motore M.Along the conveyor pipe 40 extends according to FIG. 2 an access sluice ML, which is connected to the conveying pipe by a connecting pipe 148. . By arranging a local compressed air zone, ie the compressed air zone restricted to the front shield section and the material discharge, essentially all workers involved in the tunnel construction can carry out their work in a zone which is essentially under atmospheric air pressure. This applies, for example, to the construction of the tunnel lining L, for the maintenance and operation of the segment transfer devices E 1 and E 2, the feed presses R and the motors M.

Claims

Patent claims:

1. Propulsion shield with a substantially cylindrical jacket and arranged on the shield circumference Feed presses, the piston rods of which can be individually retracted and extended, and their abutment on the segment rings lined up in a row Find existing tunnel lining, characterized in that the feed press, starting from a preferably lower point of the scope of the screen and ending at the approximately diametrically opposite one Point of the circumference of the shield, gradually increasing backwards on both sides of the shield are arranged offset, in such a way that the rearmost feed presses about the tubbing width are set back compared to the foremost feed presses.

2. propulsion shield according to claim 1, characterized in that it has on its front side is provided with a rotating cutting head.

For this purpose 2 sheets of drawings