EP3241985A1 - Tunnel boring machine - Google Patents
Tunnel boring machine Download PDFInfo
- Publication number
- EP3241985A1 EP3241985A1 EP17168666.0A EP17168666A EP3241985A1 EP 3241985 A1 EP3241985 A1 EP 3241985A1 EP 17168666 A EP17168666 A EP 17168666A EP 3241985 A1 EP3241985 A1 EP 3241985A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- shield
- petals
- tunneling machine
- tunnel
- frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 208000022971 Tuberculous meningitis Diseases 0.000 description 16
- 208000001223 meningeal tuberculosis Diseases 0.000 description 16
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 208000031968 Cadaver Diseases 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 2
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000011178 precast concrete Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/0607—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/0621—Shield advancing devices
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
- E21D9/0875—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket
- E21D9/0879—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering
Definitions
- all or part of the felling tools 12.2 is carried removably by the arms 16: thus, particularly as a function of the value of the projecting extension ⁇ 16, at least some of the felling tools 12.2 can be removed from the arm 16.
- blades 17 are inscribed inside the circle defined by the diameter of the cut: in practice, to maximize the effect of collecting cuttings by the blades 17,
- the extent of the blades 17, which protrudes from the outer periphery P13 of the main body 13, is set substantially at the same value as that of the projecting extension ⁇ 16 of the arms 16.
- blades for collecting cuttings may also be worn by some of the arms 16.
- both the arms 16 and the blades 17 are positioned, at least essentially, in withdrawal from the outer periphery P13 of the main body 13, their projecting extent of this outer periphery P13 being considered substantially zero in the direction where, as for the arms 16, the blades 17 in the retracted position are sized to be surrounded by the intrados 3B of the rings 3.
- a tunnel boring machine 101 which has the same overall functions as the tunnel boring machine 1, namely a tunneling function T and a recoil evacuation function in this tunnel T.
- the plate 111 has a different structure from that of the plate 11 of the cutting head 10, in that this plate 111 consists of several distinct pieces, for example five pieces, namely a central piece 111.1, which is crossed. , centrally, by a head axis Z110 around which the plate 111 is rotated when the tunnel boring machine 101 is in service for the purpose of cutting down the land in which the tunnel boring machine 101 advances and thus digging the tunnel T, and four side pieces 111.2, distributed around the head axis Z110, all around the central piece 111.1.
- the central piece 111.1 and the side pieces 111.2 are fixedly assembled to each other, as illustrated by the Figures 19 and 20 .
- the side pieces 111.2 are designed to be each disassembled from the central piece 111.1, as illustrated by the Figures 21 to 23 .
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Ce tunnelier (1) comprend une tête de coupe (10), qui est adaptée, lorsque le tunnelier est en service, pour abattre le terrain dans lequel avance le tunnelier pour creuser un tunnel (T), et un bouclier (20), qui, lorsque le tunnelier est en service, est agencé en arrière de la tête de coupe et qui embarque, à l'intérieur de son enveloppe (E20), à la fois un dispositif de pose (40), permettant de poser des voussoirs de manière que ces derniers forment un anneau (3) de consolidation du tunnel, agencé dans le prolongement vers l'avant d'un anneau préalablement posé, et un dispositif d'avancement (50) permettant de faire avancer le tunnelier par appui sur la tranche avant de l'anneau dernièrement posé. Afin de pouvoir évacuer de manière facile, rapide et sûre le bouclier après utilisation du tunnelier, le bouclier comporte un châssis (21) central et une partie contractable (22) périphérique, laquelle partie contractable s'étend tout autour du châssis et définit l'enveloppe du bouclier, en étant montée sur le châssis de manière déplaçable pour passer le bouclier entre une configuration de service, dans laquelle l'enveloppe du bouclier est dimensionnée pour entourer l'extrados (3A) des anneaux, et une configuration de recul, dans laquelle l'enveloppe du bouclier est dimensionnée pour être entourée par l'intrados (3B) des anneaux.This tunnel boring machine (1) comprises a cutting head (10), which is adapted, when the tunnel boring machine is in use, to cut down the ground in which the tunnel boring machine moves forward to dig a tunnel (T), and a shield (20), which , when the tunnel boring machine is in use, is arranged behind the cutting head and which embeds, inside its envelope (E20), both a laying device (40), making it possible to place segments in a manner that the latter form a ring (3) for consolidation of the tunnel, arranged in the forward extension of a ring previously laid, and an advancement device (50) for advancing the tunneling machine by pressing on the front edge of the ring recently posed. In order to easily, quickly and safely evacuate the shield after use of the tunnel boring machine, the shield comprises a central frame (21) and a peripheral contractable part (22), which contractable part extends around the chassis and defines the shield shell, being movably mounted on the frame to pass the shield between a service configuration, wherein the shield envelope is sized to surround the upper surface (3A) of the rings, and a recoil configuration, in which the envelope of the shield is sized to be surrounded by the intrados (3B) of the rings.
Description
La présente invention concerne un tunnelier, autrement appelé machine de creusement de tunnel.The present invention relates to a tunnel boring machine, otherwise referred to as a tunnel boring machine.
L'invention s'intéresse aux tunneliers qui, en partie frontale, comportent une tête de coupe et qui, en arrière de cette tête de coupe, comportent un bouclier. Lorsque le tunnelier est en service, la tête de coupe abat le terrain dans lequel le tunnelier avance pour creuser un tunnel : pour ce faire, cette tête de coupe est rotative sur elle-même autour de son axe central et porte des outils d'abattage, tels que des molettes, des dents, etc., qui excavent le terrain au niveau du front de taille contre lequel la tête de coupe est appliquée pendant qu'elle est entraînée en rotation. Le bouclier assure quant à lui la stabilité des parois de l'excavation : ce bouclier est généralement constitué d'une virole soit monolithique, soit réalisée en plusieurs tronçons éventuellement articulés entre eux. Dans tous les cas, lorsque le tunnelier est en service, la structure tubulaire du bouclier avance conjointement avec la tête de coupe, en embarquant intérieurement et ainsi en protégeant à la fois un dispositif de pose, tel qu'un érecteur, qui permet de poser des anneaux successifs le long du tunnel, afin de consolider ce dernier, et un dispositif d'avancement, tel qu'une couronne de vérins, qui permet de faire avancer le tunnelier : à l'intérieur du bouclier, des voussoirs sont, au moyen de l'érecteur, assemblés pour constituer un nouvel anneau agencé dans le prolongement vers l'avant d'un anneau préalablement posé, puis, une fois que l'assemblage des voussoirs est terminé, la tranche de l'anneau nouvellement posé sert d'appui aux vérins de la couronne précitée pour faire avancer le tunnelier d'une distance correspondant à la longueur du prochain anneau à poser, et ainsi de suite. Ainsi, au fur et à mesure qu'un nouvel anneau est posé de manière juxtaposée à l'anneau précédemment posé, on réalise un tube d'anneaux, qui garnit l'intérieur du tunnel. On comprend donc que le tunnelier, en particulier son bouclier, ne peut pas reculer à l'intérieur du tube réalisé juste en arrière de son bouclier, dans le sens où le diamètre intérieur de ce tube est nécessairement plus petit que le diamètre extérieur du bouclier. Un exemple d'un tel tunnelier est donné par
Une fois que le tunnelier a creusé et garni du tube d'anneaux précité le tunnel, ce dernier doit être évacué. Lorsque le tunnel est creusé jusqu'à faire déboucher son front de taille à l'air libre, la récupération du tunnelier ne pose pas de difficultés. En revanche, dans certaines circonstances, notamment lorsque le tunnel creusé est borgne, l'évacuation du tunnelier peut n'être actuellement possible que par démontage du tunnelier, directement dans le tunnel. En particulier, le bouclier est évacué progressivement en plusieurs morceaux qui, à la construction du tunnelier, avaient été assemblés les uns aux autres pour former conjointement la structure du bouclier. Le désassemblage de ces morceaux est une opération longue, risquée et coûteuse : en effet, comme ce démontage est réalisé juste en arrière du front de taille, la partie du tunnel, au niveau de laquelle le bouclier est démonté, n'est pas consolidée par les anneaux et est donc sujette à des déformations, voire des éboulements, en particulier lors des manutentions des morceaux du bouclier. De nombreux outillages sont nécessaires pour désassembler les morceaux du bouclier, puis pour transférer chacun d'eux, par exemple vers l'arrière, à l'intérieur du tube d'anneaux, lorsque le tunnel est borgne. De plus, le risque d'endommager ces morceaux lors de leur désassemblage et de leur transfert est réel, ce qui limite grandement la possibilité de les réutiliser.Once the TBM has dug and packed the tunnel tube with the tunnel, it must be evacuated. When the tunnel is dug to open its face to the open air, the recovery of the tunnel boring machine does not pose difficulties. On the other hand, in certain circumstances, especially when the dug tunnel is blind, the evacuation of the tunnel boring machine may be currently only possible by dismantling the tunnel boring machine directly in the tunnel. In particular, the shield is progressively evacuated into several pieces which, at the construction of the tunnel boring machine, had been assembled together to form the shield structure together. The disassembly of these pieces is a long, risky and expensive operation: indeed, as this disassembly is carried out just behind the face of size, the part of the tunnel, at which the shield is disassembled, is not consolidated by the rings and is therefore subject to deformations, even landslides, especially when handling parts of the shield. Many tools are needed to disassemble the pieces of the shield, then to transfer each of them, for example backwards, inside the tube of rings, when the tunnel is blind. In addition, the risk of damaging these pieces during their disassembly and transfer is real, which greatly limits the possibility of reusing them.
Dans un autre domaine, à savoir celui des tunneliers se contentant de creuser un tunnel, sans garnir ce dernier d'un tube d'anneaux progressivement posés,
Le but de la présente invention est de proposer un nouveau tunnelier, qui, après son utilisation pour creuser et garnir d'un tube d'anneaux un tunnel à front non débouchant à l'air libre, permet d'évacuer son bouclier de manière facile, rapide et sûre.The object of the present invention is to propose a new tunnel boring machine, which, after its use for digging and filling a tube of rings with a tunnel with a non-opening face in the open air, makes it possible to evacuate its shield in an easy manner. , fast and safe.
A cet effet, l'invention a pour objet un tunnelier tel que défini à la revendication 1.For this purpose, the subject of the invention is a tunnel boring machine as defined in
Une des idées à la base de l'invention est de concevoir le bouclier en lui intégrant la capacité de se rétracter sur lui-même sur toute sa périphérie, autrement dit de réduire la taille de son enveloppe géométrique sur toute la périphérie de cette dernière, c'est-à-dire la taille, sur tout son pourtour, de ce qui correspond à la surface latérale extérieure du volume géométrique occupé par le bouclier. En configuration de service, le bouclier occupe un volume géométrique dont l'enveloppe est typiquement cylindrique et qui est suffisamment grand pour que sa surface latérale extérieure puisse entourer l'extrados des anneaux de consolidation du tunnel : à l'intérieur de ce volume géométrique, chaque nouvel anneau peut être mis en place par un dispositif de pose des voussoirs, tel qu'un érecteur, et le bouclier peut être mis en mouvement vers l'avant par un dispositif d'avancement, telle qu'une couronne de vérins, qui prend appui sur la tranche de l'anneau dernièrement posé. En configuration contractée, le bouclier occupe un volume géométrique dont l'enveloppe est également typiquement cylindrique et qui, tout en embarquant toujours le dispositif de pose et le dispositif d'avancement, est suffisamment petit pour que sa surface latérale extérieure puisse être entourée par l'intrados des anneaux : ainsi, le bouclier peut alors être reculé à l'intérieur des anneaux aux fins de son évacuation via l'entrée du tunnel. Pour permettre de passer le bouclier de la configuration de service à la configuration contractée, le bouclier du tunnel conforme à l'invention comporte une partie contractable, qui est agencée en périphérie d'un châssis central du bouclier, en entourant ce châssis en totalité, et qui est montée de manière déplaçable sur ce châssis : c'est cette partie contractable qui définit l'enveloppe du bouclier. Ainsi, même lorsque le tunnel creusé est borgne ou, plus généralement, à front non débouchant à l'air libre, le châssis et la partie contractable du bouclier peuvent être évacués ensemble, c'est-à-dire avec la partie contractable maintenue montée sur le châssis, et ce conjointement aux dispositifs de pose et d'avancement qu'embarque le bouclier à l'intérieur de son enveloppe. Cette évacuation est mise en oeuvre de manière sûre, rapide et efficace, moyennant préalablement la contraction de la partie contractable, c'est-à-dire le déplacement de cette partie contractable vers le châssis central, notamment radialement à l'axe central du châssis.One of the ideas underlying the invention is to design the shield by integrating the ability to retract on itself over its entire periphery, in other words to reduce the size of its geometric envelope over the entire periphery of the latter, that is to say, the size, all around its periphery, of what corresponds to the external lateral surface of the geometrical volume occupied by the shield. In the service configuration, the shield occupies a geometric volume whose envelope is typically cylindrical and which is sufficiently large so that its outer lateral surface can surround the extrados of the tunnels of consolidation of the tunnel: within this geometrical volume, each new ring can be set up by a voussoir-laying device, such as an erector, and the shield can be moved forward by an advancement device, such as a crown of jacks, which takes support on the edge of the ring recently laid. In contracted configuration, the shield occupies a geometric volume whose envelope is also typically cylindrical and which, while still embedding the laying device and the advancing device, is sufficiently small so that its outer side surface can be surrounded by the intrados of the rings: thus, the shield can then be moved back inside the rings for the purpose of its evacuation via the entrance of the tunnel. To enable the shield of the service configuration to be transferred to the contracted configuration, the tunnel shield according to the invention comprises a contractable part, which is arranged on the periphery of a central frame of the shield, surrounding this frame in its entirety, and which is movably mounted on this frame: it is this contractable part which defines the envelope of the shield. Thus, even when the dug tunnel is blind or, more generally, a non-opening front to the open air, the chassis and the contractable portion of the shield can be evacuated together, that is to say with the contractable portion maintained mounted on the chassis, and this in conjunction with the installation and advancement devices that the shield embeds inside its envelope. This evacuation is implemented in a safe, fast and efficient way, by previously contraction of the contractable part, that is to say the displacement of this contractable part towards the central frame, in particular radially to the central axis of the frame .
En pratique, la forme de réalisation de la partie contractable n'est pas limitative de l'invention. Une possibilité de réalisation, qui sera détaillée par la suite, inclut avantageusement des pétales déplaçables par rapport au châssis entre une position déployée lorsque le bouclier est en configuration de service et une position contractée lorsque le bouclier est en configuration de recul. Dans tous les cas, grâce à cette partie contractable, le bouclier conforme à l'invention peut donc être facilement reculé dans les anneaux garnissant le tunnel et peut également être ensuite facilement réutilisé au sein d'un tunnelier pour creuser un nouveau tunnel, sans nécessité de désassembler-réassembler les constituants principaux du bouclier, en particulier ceux qui en définissent l'enveloppe.In practice, the embodiment of the contractable part is not limiting of the invention. An embodiment, which will be detailed later, advantageously includes petals movable relative to the frame between an extended position when the shield is in the service configuration and a contracted position when the shield is in recoil configuration. In all cases, thanks to this contractable part, the shield according to the invention can be easily moved back into the rings lining the tunnel and can also be easily reused within a TBM to dig a new tunnel, without need to disassemble-reassemble the main constituents of the shield, especially those that define the envelope.
Des caractéristiques additionnelles avantageuses du tunnelier conforme à l'invention sont spécifiées aux revendications dépendantes.Additional advantageous features of the TBM according to the invention are specified in the dependent claims.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
- la
figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un premier mode de réalisation d'un tunnelier conforme à l'invention, montré dans une configuration de service ; - la
figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de lafigure 1 ; - la
figure 3 est une section selon la ligne III-III de lafigure 1 ; - la
figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de lafigure 1 ; - la
figure 5 est une vue similaire à lafigure 1 , illustrant une première étape du passage du tunnelier de lafigure 1 depuis la configuration de service, montrée à lafigure 1 , vers une configuration de recul ; - la
figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de lafigure 5 ; - la
figure 7 est une section selon la ligne VII-VI de lafigure 5 ; - la
figure 8 est une vue similaire à lafigure 1 , illustrant une seconde étape du passage du tunnelier entre la configuration de service et la configuration de recul ; - la
figure 9 est une coupe schématique selon la ligne IX-IX de lafigure 8 ; - la
figure 10 est une vue similaire à lafigure 1 , illustrant une troisième étape du passage du tunnelier entre la configuration de service et la configuration de recul ; - la
figure 11 est une coupe schématique selon la ligne XI-XI de lafigure 10 ; - la
figure 12 est une vue similaire à lafigure 1 , illustrant une quatrième étape du passage du tunnelier de la configuration de service vers la configuration de recul ; - la
figure 13 est une coupe schématique selon la ligne XIII-XIII de lafigure 12 ; - la
figure 14 est une vue similaire à lafigure 1 , illustrant la configuration de recul du tunnelier ; - les
figures 15 et 16 sont des coupes schématiques selon les lignes respectives XV-XV et XVI-XVI de lafigure 14 ; - les
figures 17 et 18 sont des vues respectivement similaires auxfigures 4 et13 , illustrant un second mode de réalisation d'un tunnelier conforme à l'invention ; - la
figure 19 est une vue similaire à lafigure 1 , illustrant un troisième mode de réalisation d'un tunnelier conforme à l'invention, montré dans une configuration de service ; - la
figure 20 est une coupe schématique selon la ligne XX-XX de lafigure 19 ; - la
figure 21 est une vue similaire à lafigure 14 , montrant le tunnelier de lafigure 19 dans une configuration de recul ; et - les
figures 22 et 23 sont des coupes schématiques selon les lignes respectives XXII-XXII et XXIII-XXIII de lafigure 21 .
- the
figure 1 is a schematic longitudinal section of a first embodiment of a TBM according to the invention, shown in a service configuration; - the
figure 2 is a section along line II-II of thefigure 1 ; - the
figure 3 is a section along line III-III of thefigure 1 ; - the
figure 4 is a section along line IV-IV of thefigure 1 ; - the
figure 5 is a view similar to thefigure 1 , illustrating a first step of the tunneling tunnelfigure 1 since the service configuration, shown at thefigure 1 , to a recoil configuration; - the
figure 6 is a section along the line VI-VI of thefigure 5 ; - the
figure 7 is a section along line VII-VI of thefigure 5 ; - the
figure 8 is a view similar to thefigure 1 , illustrating a second step of tunneling between the service configuration and the recoil configuration; - the
figure 9 is a schematic section along line IX-IX of thefigure 8 ; - the
figure 10 is a view similar to thefigure 1 , illustrating a third step of tunneling between the service configuration and the recoil configuration; - the
figure 11 is a schematic section along line XI-XI of thefigure 10 ; - the
figure 12 is a view similar to thefigure 1 , illustrating a fourth step of tunneling from the service configuration to the recoil configuration; - the
figure 13 is a schematic section along line XIII-XIII of thefigure 12 ; - the
figure 14 is a view similar to thefigure 1 , illustrating the reversing configuration of the tunnel boring machine; - the
Figures 15 and 16 are schematic sections along the respective lines XV-XV and XVI-XVI of thefigure 14 ; - the
Figures 17 and 18 are respectively similar views tofigures 4 and13 illustrating a second embodiment of a TBM according to the invention; - the
figure 19 is a view similar to thefigure 1 , illustrating a third embodiment of a TBM according to the invention, shown in a service configuration; - the
figure 20 is a schematic section along line XX-XX of thefigure 19 ; - the
figure 21 is a view similar to thefigure 14 , showing the tunnel boring machinefigure 19 in a recoil configuration; and - the
Figures 22 and 23 are schematic sections along the respective lines XXII-XXII and XXIII-XXIII of thefigure 21 .
Sur les
Comme bien visible sur la
Comme bien visible sur les
Comme montré sur les
Cette forme en étoile du corps principal 13 est appropriée au creusement de terrains cohérents, mais, en pratique, le corps principal 13 du plateau 11 peut présenter d'autres formes de réalisation, telles que, par exemple, une plaque ou un assemblage de plaques, des ouvertures étant pratiquées dans cette plaque ou cet assemblage de plaques pour permettre le passage, au travers du corps principal 13, des matériaux séparés du front de taille par les outils d'abattage 12.1.This star shape of the
De plus, comme bien visible sur les
Quelle que soit la forme de réalisation du corps principal 13, chaque bras 16 est monté sur ce corps principal 13 de manière déplaçable radialement à l'axe de tête Z10 de façon à s'étendre, au moins pour la partie du bras opposée à l'axe de tête Z10, en saillie vers l'extérieur du corps principal 13, autrement dit en saillie de la périphérie extérieure P13 de ce corps principal 13. Sur la
De plus, comme bien visible sur la
En pratique, tout ou partie des outils d'abattage 12.2 est portée de manière amovible par les bras 16 : ainsi, notamment en fonction de la valeur de l'étendue saillante Δ16, au moins certains des outils d'abattage 12.2 peuvent être retirés des bras 16.In practice, all or part of the felling tools 12.2 is carried removably by the arms 16: thus, particularly as a function of the value of the projecting extension Δ16, at least some of the felling tools 12.2 can be removed from the
On notera que la forme de réalisation des bras 16 qui vient d'être détaillée n'est pas limitative de l'invention, dans le sens où, plus généralement, on comprend que les bras 16 constituent conjointement une partie rétractable du plateau 11, qui est conçue pour porter les outils d'abattage 12.2 et qui est montée sur le corps principal 13 du plateau 11 de manière déplaçable pour s'étendre, avec une étendue réglable telle que l'étendue Δ16, en saillie de la périphérie extérieure P13 de ce corps principal 13.It will be noted that the embodiment of the
Suivant une disposition avantageuse optionnelle, qui est mise en oeuvre dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures et qui est plus particulièrement visible sur les
Comme bien visible sur les
La partie avant de ce châssis 21 supporte la tête de coupe 10, en recevant intérieurement l'arrière de la région centrale du corps principal 13 du plateau 11, avec interposition de paliers ou d'organes similaires, permettant la rotation relative du plateau 11 par rapport au châssis 21, tout en alignant sensiblement l'axe de tête Z10 et l'axe de bouclier Z20.The front portion of this
Le châssis 21 embarque intérieurement une motorisation 30 permettant d'entraîner la tête de coupe 10 en rotation autour de l'axe de tête Z10. Cette motorisation 30 est connue en soi et ne sera pas détaillée ici plus avant.The
La partie arrière du châssis 21 supporte un dispositif de pose 40 permettant, à l'intérieur du bouclier 20, de poser des voussoirs 2. La forme de réalisation des voussoirs 2 n'est pas limitative : ces voussoirs 2 sont, par exemple, constitués de portions tubulaires en béton préfabriqué ou en fonte ou bien en tout matériau approprié, en étant éventuellement doublées d'un revêtement. Comme montré sur les
Comme montré sur les
Quelle que soit la forme de réalisation des pétales 22, ces pétales sont montés sur le châssis 21 de manière déplaçable, chaque pétale étant ainsi mobile par rapport au châssis de manière radiale à l'axe de bouclier Z20. Il y a lieu de bien comprendre que la capacité de déplacement des pétales 22 n'est pas libre, mais, comme expliqué plus en détail par la suite, est commandée afin de passer le bouclier 20 entre deux configurations différentes. Lorsque le bouclier 20 et, plus généralement, le tunnelier 1 sont dans la configuration de service des
De plus, pour des raisons qui apparaîtront plus loin, les pétales 22 en position déployée sont écartés les uns des autres autour de l'axe de bouclier Z20, en ménageant des espaces libres respectifs β entre deux pétales 22 se succédant autour du châssis 21.In addition, for reasons which will appear later, the
Le déplacement et le verrouillage en position des pétales 22 par rapport au châssis 21 sont avantageusement commandés par des vérins d'entraînement 23, dont certains sont schématiquement représentés sur la
Comme bien visible sur les
Suivant une disposition optionnelle, qui est mise en oeuvre dans le mode de réalisation considéré sur les
Pour des raisons qui apparaîtront plus loin, le ou les pétales 22, qui sont situés en portion basse du bouclier 20 et qui correspondent aux deux pétales les plus bas, référencés 22.1, sur la
Les pétales 22 peuvent présenter d'autres spécificités que celles décrites jusqu'ici, du moment que ces pétales 22 constituent conjointement une partie contractable, qui est agencée en périphérie du châssis 21 en courant tout autour du châssis, qui définit l'enveloppe E20 du bouclier 20 et qui est montée sur le châssis de manière déplaçable radialement à l'axe de bouclier Z20 pour modifier le dimensionnement de cette enveloppe E20, en passant ce dimensionnement entre celui associé à la configuration de service, dans laquelle l'enveloppe E20 entoure l'extrados 3A des anneaux 3, et un dimensionnement moindre, ce dernier aspect étant expliqué plus en détail par la suite.The
D'autres caractéristiques du tunnelier 1 ressortiront de la description qui va suivre, relative au passage du tunnelier 1 depuis sa configuration de service des
Comme indiqué plus haut, dans la configuration de service des
A l'issue du creusement du tunnel T par le tunnelier 1, ce tunnel T a son front de taille F non débouchant à l'air libre : dans l'exemple considéré sur les figures, le tunnel T est en effet borgne. Les opérations décrites ci-après, qui sont mises en oeuvre alors que le tunnelier 1 n'est plus en service, visent à évacuer le tunnelier 1 du tunnel T.At the end of the digging of the tunnel T by the
Un premier ensemble d'opérations permet de passer le tunnelier 1 de sa configuration de service des
Suivant une mise en oeuvre optionnelle, qui est pratique, les bras 16 sont ainsi rétractés non pas simultanément, mais tour à tour. La position angulaire du plateau 11 autour de l'axe de tête Z10 peut ainsi être modifiée entre chaque rétractation des bras 16, notamment pour faciliter les opérations de rétractation relative à chaque bras. Par ailleurs, le cas échéant, avant de rétracter les bras, tout ou partie des outils d'abattage 12.2 qu'ils portent est retirée des bras. Dans tous les cas, on comprend que la mise en mouvement de chaque bras 16 vis-à-vis du corps principal 13 nécessite préalablement le déverrouillage de ce bras en position étendue ; puis, une fois que le bras 16 atteint la position rétractée, ce bras est de nouveau verrouillé en position vis-à-vis du corps principal 13.According to an optional implementation, which is practical, the
Par ailleurs, la rétractation des bras 16 s'accompagne de la rétractation des pales 17, comme bien visible sur les
Un deuxième ensemble d'opérations permet ensuite de passer le tunnelier 1 de la configuration intermédiaire des
Pour ce faire, seuls les pétales 22.1 sont d'abord désolidarisés de la paroi tubulaire 60, puis sont entraînés depuis leur position déployée, décrite plus haut, jusqu'à une position contractée, par actionnement des vérins d'entraînement 23, comme bien visible sur les
Une fois que les pétales 22.1 sont contractés comme sur les
Un outillage 70 de transfert du tunnelier 1 vers l'arrière est ensuite mis en place à l'intérieur du tunnel T, notamment au-dessous du bouclier 20, comme indiqué schématiquement sur les
Une fois l'outillage de transfert 70 en place, les pétales 22.2 sont désolidarisés de la paroi tubulaire 60 et sont ensuite déplacés de leur position déployée à une position contractée, similaire à celle décrite précédemment pour les pétales 22.1 : comme montré sur les
Une fois tous les pétales 22 passés en position contractée, le bouclier 20 n'est plus lié, à l'intérieur du tunnel T, à la paroi tubulaire 60, mais est exclusivement supporté par l'outillage de transfert 70. Comme illustré par les
Ainsi, on comprend pourquoi la configuration du tunnelier 1 des
Une fois le tunnelier 1 évacué du tunnel T par recul le long de ce tunnel, l'outillage de transfert 70 peut être récupéré. Quant à la paroi tubulaire 60, elle peut être abandonnée à l'intérieur du tunnel T ou récupérée en plusieurs fragments.Once the
Bien entendu, le cas échéant, le tunnelier 1, une fois évacué du tunnel T, peut être réutilisé pour creuser un nouveau tunnel, moyennant le passage inverse du tunnelier 1 depuis sa configuration de recul jusqu'à sa configuration de service. Ce passage inverse repose sur la réversibilité du montage mobile entre les bras 16 et le corps principal 13 et du montage mobile entre les pétales 22 et le châssis 21 du bouclier 20.Of course, if necessary, the
Sur les
Les pièces de jonction 25' distinctes, réparties entre les pétales 22 en position déployée, apportent donc une résistance d'ensemble à ces pétales, tout en empêchant l'introduction, à l'intérieur du bouclier 20', de matériaux provenant des parois internes du tunnel T. On comprend que les pièces de jonction 25' assurent ainsi au moins une partie des fonctions assurées par la paroi tubulaire 60 présentée précédemment en lien avec le bouclier 20. D'ailleurs, la variante de bouclier 20' permet de se passer de l'utilisation de la paroi tubulaire 60, comme représenté sur les
Sur les
Le tunnelier 101 comprend un bouclier identique au bouclier 20 du tunnelier 1, de sorte que le bouclier du tunnelier 101 n'est pas décrit ici davantage, ce bouclier et ses composants étant visés par les mêmes références que celles utilisées précédemment pour le bouclier 20 du tunnelier 1.The
Le tunnelier 101 comprend par ailleurs une tête de coupe 110 qui, comme bien visible sur la
En revanche, le plateau 111 présente une structure différente de celle du plateau 11 de la tête de coupe 10, en ce que ce plateau 111 est constitué de plusieurs morceaux distincts, par exemple cinq morceaux, à savoir un morceau central 111.1, qui est traversé, de manière centrée, par un axe de tête Z110 autour duquel le plateau 111 est entraîné en rotation lorsque le tunnelier 101 est en service aux fins d'abattre le terrain dans lequel avance le tunnelier 101 et ainsi d'y creuser le tunnel T, et quatre morceaux latéraux 111.2, répartis autour de l'axe de tête Z110, tout autour du morceau central 111.1. Lorsque le tunnelier 101 est en service, le morceau central 111.1 et les morceaux latéraux 111.2 sont assemblés fixement les uns aux autres, comme illustré par les
En prévoyant que chacun des morceaux 111.1 et 111.2 est dimensionné pour être entouré par l'intrados 3B des anneaux 3, on comprend que le recul du tunnelier 101 est possible à l'intérieur du tube 4, après avoir, d'une part, contracté son bouclier 20 et, d'autre part, désassemblé les morceaux latéraux 111.2 vis-à-vis du morceau central 111.1, ce dernier pouvant demeurer porté par le bouclier 20 sous réserve d'être inscrit à l'intérieur de l'enveloppe E20 du bouclier 20 rétracté, comme sur la
Divers aménagements et variantes aux tunneliers 1 et 101 décrits jusqu'ici sont par ailleurs envisageables. A titre d'exemples :
- plutôt que le déplacement des
bras 16 vis-à-vis du corpsprincipal 13 duplateau 11 soit orienté de manière rigoureusement radiale à l'axe de tête Z10, ce déplacement des bras 116 peut être orienté différemment du moment que le montage mobileentre ces bras 16 et le corps principal 13 permette aux bras de s'étendre, de manière réglable, au moins partiellement en saillie de la périphérie extérieure P13 du corpsprincipal 13 ; - de même, le déplacement des pétales 22 du bouclier 20
ou 20' peut être orienté différemment que rigoureusement de manière radiale à l'axe de bouclier Z20, du moment que le montage mobile entre les pétales 22 et le châssis 21 permette de modifier la taille de l'enveloppe E20 du bouclier, en la passant d'une taille grande, selon laquelle cette enveloppeE20 entoure l'extrados 3A des anneaux 3 dutube 4, et une taille petite, selon laquelle cette enveloppe E20 estentourée par l'intrados 3B des anneaux 3 ; et/ou - plutôt que de recourir à la paroi tubulaire 60 ou aux pièces de jonction 25', la partie terminale du tunnel T, comprise entre le front de taille F et l'anneau 3, dernièrement posé, du
tube 4, peut être traitée pour, si besoin, stabiliser les parois de cette partie du tunnel et ainsi permettre de contracter le bouclier 20ou 20' en toute sécurité ; un tel traitement peut, par exemple, être réalisé par application de mortier ou, plus généralement, par mise en oeuvre d'un « parapluie » de consolidation de la partie précitée du tunnel T.
- rather than the movement of the
arms 16 opposite themain body 13 of theplate 11 is oriented rigorously radial to the head axis Z10, the movement of the arms 116 may be oriented differently than the mobile assembly between thesearm 16 and themain body 13 allows the arms to expand, in an adjustable manner, at least partially projecting from the outer periphery P13 of themain body 13; - likewise, the displacement of the
petals 22 of the 20 or 20 'can be oriented differently than rigorously radially to the shield axis Z20, as long as the movable assembly between theshield petals 22 and theframe 21 makes it possible to modify the size of the envelope E20 of the shield, by passing it of a large size, according to which this envelope E20 surrounds theextrados 3A of therings 3 of thetube 4, and a small size, according to which this envelope E20 is surrounded by theintrados 3B rings 3; and or - rather than resorting to the
tubular wall 60 or the connecting pieces 25 ', the end portion of the tunnel T, between the face of size F and thering 3, which has just been laid down, of thetube 4 can be treated for, if need, stabilize the walls of this part of the tunnel and thus allow to contract the 20 or 20 'safely; such a treatment can, for example, be carried out by applying mortar or, more generally, by implementing an "umbrella" for consolidating the aforementioned part of the tunnel T.shield
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1653959A FR3050757B1 (en) | 2016-05-02 | 2016-05-02 | TBM |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP3241985A1 true EP3241985A1 (en) | 2017-11-08 |
Family
ID=56511723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP17168666.0A Withdrawn EP3241985A1 (en) | 2016-05-02 | 2017-04-28 | Tunnel boring machine |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3241985A1 (en) |
FR (1) | FR3050757B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108678760A (en) * | 2018-05-07 | 2018-10-19 | 华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司 | A kind of construction method of rock tunnel(ling) machine and rock tunnel(ling) machine |
CN108756909A (en) * | 2018-05-04 | 2018-11-06 | 中国电建集团铁路建设有限公司 | A kind of construction method of small space shield machine dismantling |
FR3081909A1 (en) | 2018-05-29 | 2019-12-06 | Nfm Technologies | TUNNELIER, AS WELL AS METHOD FOR DIGGING A SECOND TUNNEL FROM A FIRST TUNNEL USING SUCH A TUNNELIER |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3114899A1 (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-28 | Bade & Theelen Gmbh, 3160 Lehrte | Tunnel-driving machine and method of using this machine |
JPH06294278A (en) * | 1993-04-09 | 1994-10-21 | Chubu Electric Power Co Inc | Cutter device for use in vertical shaft excavator |
US5890771A (en) * | 1996-12-11 | 1999-04-06 | Cass; David T. | Tunnel boring machine and method |
JP2002309888A (en) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Komatsu Ltd | Semi-shield machine |
WO2003010416A1 (en) | 2001-07-23 | 2003-02-06 | Taisei Corporation | Shield tunneling method and shield tunneling machine |
CN104747200A (en) * | 2015-03-18 | 2015-07-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | Pipe segment diameter adjustable hard rock tunneling machine adopting double-layer supporting mode and construction method thereof |
CN205189879U (en) | 2015-11-11 | 2016-04-27 | 河南奥斯派克科技有限公司 | It constructs tank to become size distortion attitude shield |
-
2016
- 2016-05-02 FR FR1653959A patent/FR3050757B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-04-28 EP EP17168666.0A patent/EP3241985A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3114899A1 (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-28 | Bade & Theelen Gmbh, 3160 Lehrte | Tunnel-driving machine and method of using this machine |
JPH06294278A (en) * | 1993-04-09 | 1994-10-21 | Chubu Electric Power Co Inc | Cutter device for use in vertical shaft excavator |
US5890771A (en) * | 1996-12-11 | 1999-04-06 | Cass; David T. | Tunnel boring machine and method |
JP2002309888A (en) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Komatsu Ltd | Semi-shield machine |
WO2003010416A1 (en) | 2001-07-23 | 2003-02-06 | Taisei Corporation | Shield tunneling method and shield tunneling machine |
CN104747200A (en) * | 2015-03-18 | 2015-07-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | Pipe segment diameter adjustable hard rock tunneling machine adopting double-layer supporting mode and construction method thereof |
CN205189879U (en) | 2015-11-11 | 2016-04-27 | 河南奥斯派克科技有限公司 | It constructs tank to become size distortion attitude shield |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108756909A (en) * | 2018-05-04 | 2018-11-06 | 中国电建集团铁路建设有限公司 | A kind of construction method of small space shield machine dismantling |
CN108756909B (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-12 | 中国电建集团铁路建设有限公司 | A kind of construction method of small space shield machine dismantling |
CN108678760A (en) * | 2018-05-07 | 2018-10-19 | 华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司 | A kind of construction method of rock tunnel(ling) machine and rock tunnel(ling) machine |
FR3081909A1 (en) | 2018-05-29 | 2019-12-06 | Nfm Technologies | TUNNELIER, AS WELL AS METHOD FOR DIGGING A SECOND TUNNEL FROM A FIRST TUNNEL USING SUCH A TUNNELIER |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3050757B1 (en) | 2018-08-24 |
FR3050757A1 (en) | 2017-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3241985A1 (en) | Tunnel boring machine | |
EP0096622B1 (en) | Method and apparatus for earth drilling | |
EP3194722A1 (en) | Method and installation for mechanical excavation of a cross passage between two traffic tunnels or between two vertical wells | |
EP0021987B1 (en) | Machine for driving underground galleries | |
EP0095795B2 (en) | Machine for driving underground galleries | |
FR3050758B1 (en) | TBM | |
JP2791589B2 (en) | Tunnel excavator | |
BE1000299A3 (en) | Sinking YARD FOR TUBE PUSHER TUBES, AND DEVICE FOR INSTALLATION BY THRUST HYDRAULIC TUBES. | |
FR2724411A1 (en) | Tunnel borer with orthogonal auxiliary tunnelling head | |
EP2204500B1 (en) | Excavator with pivoting kelly | |
JP3272984B2 (en) | Tunnel excavator | |
EP0631032B1 (en) | Whole front face tunneling machine | |
FR2675526A1 (en) | METHOD OF GUIDING THE EXCAVATION TOOL USED TO PRODUCE A GROUND MOLDED WALL, AND EXCAVATION TOOL FOR IMPLEMENTING SAID METHOD | |
FR3081909A1 (en) | TUNNELIER, AS WELL AS METHOD FOR DIGGING A SECOND TUNNEL FROM A FIRST TUNNEL USING SUCH A TUNNELIER | |
FR2513309A1 (en) | SHIELDING MACHINE FOR DRILLING TUNNELS | |
FR2574111A1 (en) | Method for lining an underground tunnel, such as an aqueduct and lining unit intended for the implementation of this method | |
FR2940347A1 (en) | DRILLING HEAD FOR DRILLING MACHINE | |
JP3403695B2 (en) | Multiple branch shield machine | |
FR2621074A1 (en) | PROCESS FOR COATING THE WALL OF A SHIELDED TUNNEL BY SHIELD EXCAVATION | |
FR3098425A1 (en) | Assembly of a marinating pipe for a tunnel boring machine | |
JP4342902B2 (en) | Tunnel excavator | |
FR2619137A1 (en) | METHOD FOR CONSTRUCTING A CONCRETE FOUNDATION IN THE BASEMENT, ESPECIALLY ON BUILDING LANDS | |
JP4347683B2 (en) | Tunnel excavator | |
BE571816A (en) | ||
JP2003172100A (en) | Support assembling device, its method and tunnel excavator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: BA ME |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20180426 |
|
RBV | Designated contracting states (corrected) |
Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20180709 |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
INTG | Intention to grant announced |
Effective date: 20190227 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20190710 |