HU187741B - Method for drifting round tunnels being under groundwater level, in nonstable variable grounds - Google Patents

Method for drifting round tunnels being under groundwater level, in nonstable variable grounds Download PDF

Info

Publication number
HU187741B
HU187741B HU77BA3559A HUBA003559A HU187741B HU 187741 B HU187741 B HU 187741B HU 77BA3559 A HU77BA3559 A HU 77BA3559A HU BA003559 A HUBA003559 A HU BA003559A HU 187741 B HU187741 B HU 187741B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
shield
tunnel
elements
soil
variable
Prior art date
Application number
HU77BA3559A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Gabor Gozon
Gabor Kovacs
Laszlo Rozsa
Istvan Tari
Jozsef Bernalner
Vilmos Goldfarth
Jozsef Balogh
Original Assignee
Ut- Vasuttervezoe Vallalat,Hu
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ut- Vasuttervezoe Vallalat,Hu filed Critical Ut- Vasuttervezoe Vallalat,Hu
Priority to HU77BA3559A priority Critical patent/HU187741B/en
Priority to DE2828221A priority patent/DE2828221C2/en
Priority to RO7894553A priority patent/RO77449A/en
Priority to PL20838578A priority patent/PL208385A1/en
Publication of HU187741B publication Critical patent/HU187741B/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0642Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end
    • E21D9/065Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end with devices for provisionally supporting the front face

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)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Abstract

The tunnelling method is used to produce a circular section tunnel in soft and waterlogged ground. The tunnels may be used for underground railways of the "tube" type. A shield (1) is used which has a circular cutting edge defining the outer profile of the tunnel. There are radial support elements (6) which may be sprung. They support radial elements (8) which bear outwards against the surrounding soil. These elements are brought into play when the soil is waterlogged and unstable. In hard and stable rock the elements are retracted. Concrete is injected at the rear of the shield to make the tunnel lining.

Description

A találmány ELJÁRÁS KÖRSZELVÉNYŰ ALAGÚTAKNAK TALAJVÍZSZINT ALATTI, NEM ÁLLÉKONY, VÁLTOZÓ TALAJOKBAN VALÓ FEJTÉSÉRE.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for constructing submerged tunnels under groundwater in non-volatile soils.

Az állékony homogén kőzetekben és kötött talajokban való metró vagy egyéb célú (vasúti, közmű, technológiai stb) alagútépítésekhez alkalmazott fejtési módszerek, az eddig kifejlesztett gépek és berendezések már jórészt megoldották azokat a főbb problémákat, melyeket a különböző keménységű talajok fejtése, biztosítása, a kifejtett anyag elszállítása, az alagútfalazat beépítése és az alagútnak a környezetbe való ágyazása vetett fel.The excavation methods used to construct subway or other purposes (railway, utility, technological, etc.) tunnels in volatile homogeneous rocks and bound soils, and the machinery and equipment developed so far, have largely solved the major problems of excavating, securing, the removal of material, the installation of the tunnel wall and the embedding of the tunnel into the environment.

A metró építésének sajátossága, hogy a hálózat vonalvezetését nagyobbrészt az évszázados fejlődés során kialakult települések tömegközlekedésének korszerűsítése, az alagútrendszer és a felszíni forgalmi csomópontok kapcsolata, és csak kisebb mértékben a geológiai adottságok határozzák meg.The peculiarity of the subway construction is that network design is largely determined by the modernization of public transport in the settlements developed over the centuries, the connection between the tunnel system and surface traffic hubs, and to a lesser extent by geological features.

E miatt például Budapesten, főleg a pesti oldalon, a már megépített és a megépíteni tervezett metróvonalak mélyen a talajvíz és a Duna szintje alatt, réteges, vetődésekkel és kőpadokkal, több helyen a felszínig vízvezető, elázott, vagy finomszemcsés vízérzékeny, nem állékony talajszakaszokon vezetnek át.For this reason, in Budapest, especially on the Pest side, existing and planned subway lines pass deep below groundwater and the Danube, layered with floodplains and stone benches, and in many places surface-waterproof, soaked or fine-grained water-sensitive, non-volatile stretches. .

Ezeken a szakaszokon a városias beépítettség miatt a felszíni süllyedések megengedhető nagysága kisebb, mint amit az ismert fejtési és építési eljárásokkal garantálni lehet.Due to the urban built-up in these sections, the permissible size of surface subsidence is less than can be guaranteed by known excavation and construction techniques.

Az alagútépítés egyik szokásos módszere az úgynevezett mozgó biztosítást megvalósító pajzsos építés, ahol a talaj kifejtése, elszállítása és a teherbíró alagútfalazat megépítése szilárd csőszerű szerkezet, az úgynevezett pajzs védelme alatt zajlik.One of the common methods of tunnel construction is the so-called moving shield construction, where the excavation, removal and construction of the load-bearing tunnel wall is carried out under the protection of a solid tubular structure called the shield.

Az egymástól eltérő mértékben és módon gépesített pajzsokkal - mint például az angol PRIESTLI, a Mc ALPINE, a nyugatnémet WESTFALIA LÜNEN, a SCHÁFER URBACH, a DEMAG, az amerikai ROBBINS, az INGERSOLL RAND, a svéd ATLAS COPCO, a szovjet LENINGRÁD KT1 és KIEV típusok - összefüggésben alkalmazott fejtési és alagútépítési eljárások közös jellemzője és hátránya is, hogy csak állékony, homogén és gyakorlatilag száraz talajféleségekben való alagútépítésekhez váltak be.With differently mechanized shields - such as English PRIESTLI, Mc ALPINE, West German WESTFALIA LÜNEN, SCHAFER URBACH, DEMAG, American ROBBINS, INGERSOLL RAND, Swedish ATLAS COPCO, Soviet LENINGRAD KT Types - a common feature of mining and tunneling processes used in context and their disadvantage is that they are used only for tunneling in stable, homogeneous and practically dry soil types.

Tekintettel arra, hogy a kifejtendő talaj állékony, fejtés közben a homlokfelület megtámasztása , beomlás elleni biztosítása általában szükségtelen.Given that the soil to be excavated is stable, it is generally unnecessary to support the forehead surface during decommissioning and prevent collapse.

A különböző cégek által képviselt, állékony tá-, Iajféleségekben való alagútépítési eljárások leginkább a fejtés módjában, az e célra használt szerszámban, a kifejtett talaj felszedésére és továbbítására alkalmazott módszerben, illetve a teherbíró alagútfalazat konstrukciójában, annak kialakításában és beépítésében, valamint a szigetelésben különböznek egymástól.The tunneling methods used by various companies in the field of stable soil and oil tunnels differ mainly in the method of excavation, the tool used for this purpose, the method of picking up and transporting the ground, and the construction, construction and installation of the load-bearing tunnel masonry. .

Jól ismertek azok az eddigi próbálkozások és eredmények is, melyek a nem állékony, puha, vízérzékeny, vagy elázott talajokban való gépesített alagútépítésre tettek kísérleteket.Also, attempts and results to date to mechanize tunneling in non-volatile, soft, water-sensitive or wet soils are well known.

E módszerek egyik csoportjánál - jellemzően sík vagy kúpos felületekkel, ezekre szerelt bontófejtö szerszámokkal vagy vágóélekkel, és a kifejtett anyagot fix, vagy szabályozható résen át a pajzs terébe terelő nyílásokkal rendelkező - egyik, vagy mindkét irányban körbe forgó, illetőleg alternáló mozgást végző - homlokmaróval fejtenek. A teljes homlokfelületet közben állandóan lezáró és a homlokfelületen súrlódó támasztó felületeket alkalmaznak. Ezek között talán a nyugatnémet BADE cég módszere az egyik legismertebb és a legfejlettebb.One of these methods involves the use of one or both circular or alternate movements, typically with flat or conical surfaces, dismounting heads or cutting edges mounted thereon, and openings for deflecting material through a fixed or adjustable gap into the shield space. . Supporting surfaces permanently sealed throughout the front face and frictional on the front face are used. Among these, the West German company BADE method is probably one of the best known and most advanced.

Ismeretesek még azok a nem állét ?ny talajokban való gépesített alagútfejtésre irányuló kísérletek is, ahol elölről teljesen zárt és tömített fix homlokfelületű pajzsot használnak. A pajzs előtti, gépesített fejtésre berendezett teret a résfalépítéshez hasonlóan áramló betonitzaggyal töltik fel. Ennek az a hivatása, hogy egyrészt a fejtési felületet megtámassza, másrészt a kifejtett talajt hidraulikus úton elszállítsa.There are also known attempts to mechanize tunneling in non-volatile soils using a fully enclosed and sealed shield with a fixed front face. The space in front of the shield, which is equipped for mechanized excavation, is filled with a flow of concrete slurry similar to the construction of a gap wall. Its job is to support the quarrying surface on the one hand and to transport the excavated soil hydraulically on the other hand.

Mindezen eljárások közös hátránya, hogy a teljesen zárt, nem látható homlokfelület mellett végzett gépesített fejtésnél gyakran keletkeznek a felszínig terjedő beszakadások és váratlan vízbetörések, ezekből eredően pedig megengedhetetlen felszíni süllyedések. További hátrányt jelent, hogy a réteges, ferde, keményebb kőpadokkal szabdalt, vagy talajszilárdítást igénylő heterogén szakaszokon való biztonságos áthaladáshoz elengedhetetlenül szükséges kézi műveletek elvégzését nagyon komplikálttá teszik.A common disadvantage of all of these processes is that mechanized excavation with a completely closed, invisible front surface often results in surface cracks and unexpected water intrusions, resulting in unacceptable surface subsidence. A further disadvantage is that the manual operations necessary to safely traverse heterogeneous sections with layered, oblique, harder rock benches, or which require soil consolidation, are very complicated.

A találmány szerinti eljárás abból a felismerésből indul ki, hogy a nem állékony, változóan rétegelt, heterogén talajfizikai jellemzőjű, kőpadokkal szabdalt, átázott, puha, vízáteresztő, szemcsés, iszapos, agyagos talajokban olyan módon lehet biztonsággal alagutat fejteni és építeni - anélkül, hogy a fejtésből eredő felszíni süllyedések a megengedhető mértéket meghaladnák -, hogy ha a teljes homlokfelületet vagy annak egy részét a mindenkori szituációnak megfelelő sűrűségben, önbeálló rugalmas támasztást adó sugárirányú támaszokkal megtámasztjuk és sugárirányú fejtést alkalmazunk.The process of the present invention is based on the recognition that non-volatile, variable-layered, heterogeneous soil physics-specific, rock-bedded, soaked, soft, water-permeable, granular, muddy, clay soils can be safely constructed and constructed without surface depressions resulting from quarrying would be beyond the allowable extent - that, if the whole or part of the front surface is at a density corresponding to the situation at hand, it is supported by radial supports providing self-adjusting elastic support and using radial quarrying.

Ez a módszer lehetővé teszi a homlokfelület állandó vizuális ellenőrzését és az eltérő szakaszonként szükséges beavatkozás azonnali megítélését és megtételét. (Pl: túlnyomás alkalmazása, injektálásos talajszilárdítás vagy a kritikus helyek kézi fejtése stb.)This method allows for continuous visual inspection of the frontal surface and for immediate assessment and intervention at different stages. (Eg: application of overpressure, soil consolidation by injection or manual dismantling of critical points, etc.)

A sugárirányú támaszok egy tetszőleges részének elmozdítása lehetőséget ad a szabaddá tett homlokfelületrész sugárirányú gépi fejtésére, miközben a homlokfelület többi része a szükséges mértékben rugalmasan támasztott maradhat.The displacement of any portion of the radial supports allows the machine to be radially disposed of the exposed front surface portion while the remaining portion of the front surface may remain as elasticly supported as necessary.

Az állékony talajszakaszokon való áthaladáskor az összes támasz elmozdítható, így a teljes homlokfelület szabaddá válik, és géppel zavartalanul fejthető.When passing through fragile soil sections, all supports can be displaced so that the entire forehead is exposed and machine-disassembled.

Változó dőlésű és rétegeződésű, heterogén, kemény kőpadokkal zavart szakaszokon való áthaladáshoz lehetőséget ad az eljárás arra is, hogy a szilárdítást igénylő rétegek injektálhatok, a kemény kőpadok szilárdságukhoz alkalmas fejtőszerszámmal szabadon kifejthetők legyenek.For the passage of heterogeneous hard stone benches with variable inclination and stratification, the process also allows the layers requiring hardening to be injected, and the hard stone benches to be freely expanded with a suitable die.

A találmány szerinti eljárás lényegét az 1. sz. ábra az alagút függőleges hosszmetszetében, a 1. sz. ábra elölnézetben mutatja.The essence of the process according to the invention is illustrated in FIG. Figure 1 is a vertical longitudinal section of the tunnel; figure front view.

187 741187,741

A sematikusan ábrázolt (1) pajzs szerkezete lényegében mindkét végén nyitott, merev, hengeres cső. A haladás irányában lévő vége a (2) vágóéi. Ez határolja a köralakú (3) fejtési felületet. Az (1) pajzs ellenkező végén épül meg az alagút (4) teher- 5 bíró falazata. A pajzstest előretolása az úgynevezett (5) vágatás a megépült alagútfalazatra való támasztással történik. Nem állékony talajokban , ha a fejtési homlokfelületet megtámasztás nélkül hagyjuk, a homlokfelület beomlik, és a talaj a pajzs terét 1 θ - folyós homok vagy iszap esetében a talajfizikai tulajdonságoktól függő mértékben és formában a már kész alagutat is megtölti. Kritikus esetben az ilyen beszakadás a felszínig terjedhet, vagy megengedhetetlen felszíni süllyedést eredményez. 15 The structure of the shield (1) schematically depicted is essentially an open rigid cylindrical tube at both ends. The end in the direction of travel is the cutting edge (2). This delimits the circular die surface (3). The shield (1) being built in the tunnel (4) of cargo walls 5 having at the opposite end. The so-called cut (5) of the shield body is advanced by resting on the built tunnel wall. In non - volatile soils, leaving the quarry face unsupported causes the front surface to collapse and fill the shield space with the existing tunnel, depending on the physical properties of the 1 θ - flow sand or sludge. In the critical case, such a rupture may extend to the surface or result in unacceptable surface subsidence. 15

A találmány szerinti eljárásnál a nem állékony talajokban való alagútépítés minden munkafázisában: a fejtésnél, a vágatásnál és a teherbíró falazat kiépítésénél is olyan önbeálló, radiálisán elhelyezett (6) homloktámasztó elemeket használunk, melyek 2 a fejtési homlokfelületet állandóan és rugalmasan megtámasztják. A külön-külön és együttesen is működtethető támasztó elemek (7) csuklós mechanizmus segítségével az (1) pajzs terébe csukhatok, miáltal a teljes fejtési felület, vagy annak egy kívánt része szabadon fejthető. A radiális homloktámaszok többek között azzal az előnnyel is járnak, hogy állandó jelleggel a pajzs szerkezetébe építhetők, és szükség esetén azonnal használatba vehetők.The process of the invention, tunneling from the non-thixotropic soil in each working phase of the fejtésnél the vágatásnál and the load-bearing masonry construction when also using a self-aligning radially disposed (6) homloktámasztó elements which provide support for two of the working face surface permanently and flexibly. The support elements (7), which can be actuated separately and together, can be closed in the space of the shield (1) by means of an articulated mechanism, whereby the whole or a part of the extraction surface can be freely dismantled. Among other things, radial headrests have the advantage of being permanently integrated into the shield structure and ready for immediate use when needed.

A találmány szerinti radiális homloktámasztás korrekt megvalósításának az a feltétele, hogy a fejtés is polárkoordináta rendszerben történjék.It is a prerequisite for the correct implementation of the radial forehead support according to the invention that the extraction also takes place in a polar coordinate system.

A sugárirányú gépi fejtéssel tetszőleges szektorba eső keskeny sávok is megmunkálhatok, míg a homlokfelület többi része rugalmasan megtámasztott marad. Kritikus helyzetekben az egymás mellett lévő keskeny sávok sorozatának fejtésével lehet előre haladni. A sugárirányú gépi megmunkálás azzal az előnnyel is jár, hogy az így megmunkált felület a támaszok korrekt felfekvését is biztosítani tudja.Radial machining also allows narrow bands to be machined into any sector, while the rest of the front surface remains resiliently supported. In critical situations, it is possible to advance the series of adjacent narrow bands. Radial machining also has the advantage that the surface so machined can also ensure that the supports are correctly positioned.

Claims (3)

1. Eljárás körszelvényű alagutaknak talajvízszint alatti, nem állékony, változó talajokban való fejtésére azzaljellemezve, hogy a fejtési homlokfelületet az alagútépítés minden munkafázisában radiálisán elhelyezett, egyenként és együtt is működtethető, sugárirányra merőleges tengely körül beálló, állandó és rugalmas megtámasztást adó elemekkel támasztjuk meg.CLAIMS 1. A method for excavating circular tunnels in submerged, non-volatile, varying soils by providing a permanent and flexible support for a radially perpendicular element at each stage of the tunnel construction, which can be individually and co-operatively provided with a radially perpendicular axis. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a homlokfelületet a támasztó elemek számának változtatásával szakaszosan vagy teljesen nyitjuk, illetőleg lezárjuk.2. The method of claim 1, wherein the front face is opened or closed intermittently or completely by varying the number of supporting members. 3. Az 1. vagy a 2. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellémezve, hogy a talaj fejtését a részlegesen vagy teljesen nyitott homlokfelületen sugárirányban végezzük.A method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the excavation of the soil is carried out radially on the partially or completely open face.
HU77BA3559A 1977-07-15 1977-07-15 Method for drifting round tunnels being under groundwater level, in nonstable variable grounds HU187741B (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU77BA3559A HU187741B (en) 1977-07-15 1977-07-15 Method for drifting round tunnels being under groundwater level, in nonstable variable grounds
DE2828221A DE2828221C2 (en) 1977-07-15 1978-06-28 Device for supporting the face for tubular jacking shields
RO7894553A RO77449A (en) 1977-07-15 1978-07-04 PROCESS FOR THE EXCAVATION OF TUNNELS
PL20838578A PL208385A1 (en) 1977-07-15 1978-07-13 THE WAY OF CONSTRUCTION OF THE TUNNEL, ESPECIALLY WITH CIRCULAR SECTION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU77BA3559A HU187741B (en) 1977-07-15 1977-07-15 Method for drifting round tunnels being under groundwater level, in nonstable variable grounds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU187741B true HU187741B (en) 1986-02-28

Family

ID=10993449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU77BA3559A HU187741B (en) 1977-07-15 1977-07-15 Method for drifting round tunnels being under groundwater level, in nonstable variable grounds

Country Status (4)

Country Link
DE (1) DE2828221C2 (en)
HU (1) HU187741B (en)
PL (1) PL208385A1 (en)
RO (1) RO77449A (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1911987B1 (en) * 1969-03-10 1970-12-03 R Schaefer & Urbach Gmbh Fa Driving shield for tunnel construction
DE2048514A1 (en) * 1970-10-02 1972-04-06 Wayss & Freytag Kg, 6000 Frankfurt Propulsion shield
DE2117483A1 (en) * 1971-04-10 1972-10-19 Grün & Bilfinger AG, 6800 Mannheim Breast augmentation

Also Published As

Publication number Publication date
PL208385A1 (en) 1979-04-23
DE2828221A1 (en) 1979-02-01
RO77449A (en) 1981-11-04
DE2828221C2 (en) 1986-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Maidl et al. Mechanised shield tunnelling
Clough et al. Measured soil response to EPB shield tunneling
Shirlaw et al. Local settlements and sinkholes due to EPB tunnelling
JPH08170484A (en) Construction method of large cross section tunnel
US5823276A (en) Diamond-tipped core barrel and method of using same
Eide et al. Special application of cast-in-place walls for tunnels in soft clay in Oslo
KR101536209B1 (en) Steel Pipe Multi Step Grouting device Open and cut and NATM complex excavation tunnel construction method
CN110656947A (en) Method for tunneling raised section of seabed bedrock
Phadke et al. Construction of tunnels, by new austrian tunneling method (NATM) and by tunnel boring machine (TBM)
KR101237749B1 (en) Propulsion unit head that is used in shield method
HU187741B (en) Method for drifting round tunnels being under groundwater level, in nonstable variable grounds
Milanovic Prevention and remediation in karst engineering
JP6218180B2 (en) Rectangular section propulsion method
DE3703534C2 (en)
US413383A (en) Method of constructing tunnels
Dowden et al. ‘Shielded TBM’s—matching the machine to the job.’’
Zou et al. Mechanical Underground Excavation in Rock
RU2101502C1 (en) Method of formation of haulage ramp
Maehara et al. Fundamental study on application of underpinning method using pipe jacking by means of numerical simulation
SU881331A1 (en) Method of constructing shallow-depth tunnel in unsolid rock
Klados Experiences with hard rock shielded TBMs in special conditions
Grothen et al. Extreme ingress: Managing high water inflows in hard rock TBM tunneling
Stakne Basic considerations and practical experience with the boring of deep shafts by the raise boring process/Grundsatzüberlegungen und baupraktische Erfahrungen beim Auffahren tiefer Schächte im Raise‐Boring‐Verfahren
Sunuwar Challenges of shaft excavation in Nepal Himalaya: case study from hydropower projects
Bruce et al. Pile Wall Cuts Off Seepage