JPH0650094A - 円筒形シールドを有するトンネル掘削機械装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は、円筒形シールドを有するトンネル
掘削機械装置に関する。 【構成】 前記シールドが、長さ方向に相互接続され且
つ半径方向の端縁部を有する複数の円筒形セグメントを
有し、前記セグメントの軸線の周りに回転自在である少
なくとも１つの調節リングが２つの隣り合う前記端縁部
の間に取り付けられ、前記調節リングの２つの半径方向
リング表面が互いに鋭角を包含し、前記調節リングを特
定の角位置に置くことによって、掘削方向の三次元にお
ける調節自在性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒形シールドを有す
るトンネル掘削機械装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】一般的に知られているその種のトンネル
掘削機械装置（John Wiley and Sons社によって出版さ
れた Barbara Stack著“ Handbook of Mining and Tunn
el Machinery”(1982)、第10章を参照されたい）では、
掘削ヘッドがそのシールドの前部に取り付けられ、公知
の具体例(DE-A-2,164,816)における前記掘削ヘッドがシ
ールドに対して相対的に調節可能であり、従って、掘削
方向が調節されることが可能である。２つの異なった機
能（即ち、一方は、掘削ヘッド位置によって追跡される
べき掘削方向の決定、他方は、掘削それ自体の決定）の
この組合せが、その掘削ヘッドが受ける不規則的な抵抗
が掘削方向に対して直接的に影響を及ぼす状況をもたら
し、従って、特定のタイプの土地では、予め決められた
掘削方向を維持することが非常に困難になる場合があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
欠点を克服することと、予め決められた掘削方向が実際
的に正確に追跡され、いずれの計画された曲線状ルート
も予め決められた曲率半径を有し、その計画されたプラ
ンが三次元における任意の望ましい進路を有することが
可能であるということを特に単純な仕方で確実なものに
するトンネル掘削機械装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】シールドが、長さ方向に
相互接続され且つ半径方向の端縁部を有する複数の円筒
形セグメントに分割され、前記セグメントの軸線の周り
に回転自在である少なくとも１つの調節リングが、２つ
の隣り合う前記端縁部の間に取り付けられ、一方、前記
リングの２つの半径方向リング表面が互いに鋭角を包含
する本発明によって、上記の目的が達成される。

【０００５】シールド自体の形状が（もちろん実際的な
範囲内で）三次元的に調節されることが可能であるよう
に、本発明による方策によって前記セグメントの各々の
間の角度が三次元的に精確に決定されることが可能であ
るが故に、トンネル進路が予め決められた計画プランを
精確に追跡するということが確実なものにされる。この
トンネル進路が三次元的に複雑に湾曲した進路であって
も、問題はない。

【０００６】本発明の別の利点は、そのトンネル掘削機
械装置全体が、そのシールドによって開始されるその経
路のあらゆる湾曲を追跡する特質を有するということで
ある。

【０００７】DE-A-2545041は、２つの部分に分割された
接続管によって後続のトンネル管に接続されるシールド
を有する掘削機械装置を記述し、この接続管の分割平面
は、そのシールドの軸線とトンネル管の軸線との両方に
垂直な平面に対して鋭角であるということが認められ
る。接続管の1/2 部分の各々が、その各1/2 部分の軸線
の周りを回転することが可能である。こうして、シール
ド全体の位置を、そのシールドを追跡するトンネル管に
対して相対的に調節することが可能である。しかし、こ
の構造は、本発明による構造によって得られる、予め決
められた経路の追跡における特有の調節自在性と適応性
とをもたらさない。

【０００８】各々の調節リングが、前記セグメントの軸
線の周りに同様に回転自在である同一の第２の調節リン
グと協働することが好ましい。それによって、その調整
自在性の改善が得られる。

【０００９】好ましい実施例では、その調節リングの軸
線と同中心である溝が各調節リング内に形成され、前記
溝には、調節モータによって駆動されるピニオンと噛み
合う内側歯が備えられる。この結果として、特に調節リ
ングの単純な調節自在性が得られる。

【００１０】好ましい実施例では、調節リングが環状の
室の中に収容され、前記室が、一方では、２つの隣り合
うセグメントの、互いに一定の距離を置いて互いに対向
する形に配置された、半径方向に内側に向けられた端縁
部によって、他方では、調節リングの頂部縁部と底部縁
部とに各々載る円筒形シールを円筒形の弾性接続部品を
介してその各々が支持し且つ前記頂部縁部と前記底部縁
部において各々前記調節リングに接続された同軸の円筒
形の端縁部によって形成され、前記室が潤滑油で加圧充
填される。

【００１１】

【実施例】以下では、本発明が、添付図面を参照して説
明される。

【００１２】その前部部分が示される図１のトンネル掘
削機械装置は、シールド２を有する所謂「シールド型」
であり、この装置は、図１では左側に示される前部側
に、概略的に示された掘削ヘッド４を有し、この掘削ヘ
ッド４は、掘削カッタ６と、掘削された材料のための収
集ユニット８とを備え、掘削された材料はコンベヤベル
ト10によって取り除かれる。この掘削ヘッドは、概略的
に示された駆動装置12と共に、トンネル掘削機械装置の
前部区画14の中に収容される。これらの部品が本発明の
主題を構成せず、これらの部品の実際の具体的形態がも
っぱらトンネル掘削機械装置の使用状況に応じて決定さ
れるが故に、これらの部品は本明細書では更に詳細に説
明されることはない。

【００１３】区画14の後に続く区画16の中には、小型の
コンクリートバッチ投入／混合設備が配置され、この設
備は、生成されるべきコンクリートのための成分材料を
収容する４つのホッパ18と、遠心機20と、これらの材料
のための混合機22を有する。水と砂とセメントと砂利
が、導管とパイプの適切なシステムによって供給され
る。未だ流体のままであるセメントが、プランジャポン
プシステム28によって、パイプ30を介して、そのトンネ
ル掘削機械装置の後部端部に開口する複数の噴射パイプ
（図示されていない）に供給される。このことも本発明
にとっては本質的な問題ではなく、その他のレイアウト
と具体化が実施可能である。

【００１４】シールド２の内側に従来の仕方で型枠が組
み立てられ、シールド２は、形成されるべきトンネルの
内周を画定する複数のセグメント（図示されていない）
を有し、これらのセグメントは、閉じた型枠円筒を形成
するように、それ自体は公知である適切な操作／組み立
てシステムによって組み合わされる。これらの部品は、
そのトンネル掘削機械装置の後部端部に配置される。

【００１５】トンネル掘削機械装置は公知の仕方で操作
され、即ち、シールドが矢印50の方向に前進する時に、
噴射パイプから送り込まれるコンクリートが型枠の周囲
の空間に充填される。このシールドの前進は任意の適切
な仕方で行われることが可能であるが、この前進を得る
ためには、（Westfalia-Luenen社によって開発された）
所謂「自走ブレードシステム(self-advancing blade sy
stem) 」が使用されることが好ましいだろう。型枠の周
囲で硬化するコンクリートが、最終的に、外側トンネル
壁を形成する。

【００１６】当然のことながら、制御された仕方で特定
の方向にトンネル掘削機械装置が移動することを可能に
するための方策がとられなければならない。従来技術で
は、例えばDE-A-2,164,816によって説明されるように、
この目的のために、掘削ヘッド４を有する前部区画14
が、（例えばジャッキと接続ロッドによって）そのトン
ネル掘削機械装置の軸線32に対して特定の角位置に置か
れることが可能である。しかし、これは前文で言及され
た欠点を有する。

【００１７】本発明によって、シールドが複数のセグメ
ント2a...2e 等に細分割されることによって、これらの
欠点が克服され、これらのセグメントの相互の角位置が
一定の範囲内で調節されることが可能である。互いに接
続された２つのセグメントの間に取り付けられた少なく
とも１つの調節リングによって、好ましくは２つのそう
した調節リングの使用によって、その調節自在性が達成
される。

【００１８】従って、図１に示されるように、１対の調
節リング34a がセグメント2a、2bの間に取り付けられ、
１対の調節リング34b がセグメント2b、2cの間に取り付
けられ、１対の調節リング34c がセグメント2c、2dの間
に取り付けられ、１対の調節リング34d がセグメント2
d、2eの間に取り付けられる等。図２〜図５に参照番号3
4で示されるそうした調節リング対が機能する仕方が、
特に図2aと図2bに見てとることが可能である。

【００１９】この好ましい実施例における各対の調節リ
ングは、２つの隣り合う調節リング36a 、36b を含む。
これらの調節リングは同一であり、各調節リングは、軸
線32に対して直角に位置した半径方向の端部表面38a 、
38b を各々有し、且つ、前記表面38a 、38b と共に小さ
な角度αを包含する第２の端部表面40a 、40b を各々有
する。図2aに示される状態では、隣接するリング36a の
最も広幅の部分 36a′が、隣接するリング36b の最も狭
幅の部分 36b′の上に載り、従って、セグメント36a 、
36b に各々接続されたそのシールド壁セグメント（例え
ばセグメント2a、2b）が精確に互いに一直線に合わせら
れる。

【００２０】しかし、調節リング36b が調節リング36a
に対して相対的に180 °に亙って回転させられる時に、
図2bに示される状態が生じ、この状態では、調節リング
36bの最も広幅の部分 36b′が、隣接するリング36a の
最も広幅の部分 36a′の上に載り、且つ、表面38b に対
する法線n1（即ち実際上はセグメント2bの軸線を形成す
る直線）が、セグメント2aの軸線32a と共に角度 2αを
包含する。当然のことながら、リング36b に対して相対
的にリング36a を回転させることも可能であり、その結
果として、表面38b に対する法線n1、即ち、実際上のセ
グメント2aの軸線も、当初の軸線32に対して角度β2 ＝
2αをなす。この全体的な角度変化範囲＝γ＝β1 ＋β
2 ＝ 4αである。実際には、αの大きさは 5〜10分の間
だろう。

【００２１】図３は、頂点角度＝γを有する円錐に接す
るセグメント軸線によって、全方向の調節が上記の方法
でどのように達成され得るかを概略的に示す。

【００２２】本発明の実施例では、当然のことながら、
これらの調節リングがセグメント壁に対して相対回転す
るように駆動されることが可能であることが必要であ
る。

【００２３】図４は、これがどのように達成されるかを
示す。

【００２４】この図は、それらの壁部分に対して直角に
環状の端縁部42a 、42b が配置されたセグメント壁部分
2a、2bを示す。これらのセグメント壁部分2a、2bの間に
調節リング36a 、36b が各々封じ込められ、調節リング
36a 、36b の各々は図2aと図2bに示される形状を有す
る。これらの調節リングの側面は、縁部42a 、42b の平
らな半径方向の側壁の上に載り、固着リング44、46によ
って、その調節リングの頂部縁部と底部縁部とにおいて
各々に取り囲まれ、これらの固着リング44、46は、加硫
接着された（volcanized-on ）シーリングリング48a 、
48b 、50a 、50bの各々によって、セグメント2a、2bに
よって各々に支持された端部リング52a 、52b 、54a 、
54b に接続される。調節リング36a 、36b の各々はリン
グ状の内側歯56a 、56b を有し、調節モータ60a 、60b
の軸上に取り付けられたピニオン58a 、58b がこの内側
歯56a 、56b に噛み合う。これらの調節モータ60a 、60
b は、各セグメントの端縁部42a 、42b によって支持さ
れる。

【００２５】ピニオン58a 、58b の回転によって、調節
リング36a 、36b が互いに対して任意の望ましい相対的
な角位置に動かされることが可能であるということが明
らかである。

【００２６】上記の実施例では、２つの隣り合うリング
36a 、36b が、密閉された室の中に収容され、この室に
は、概略的に示される加圧潤滑油源51に接続された導管
49を経由して適切な潤滑油が加圧充填される。

【００２７】図５は本発明の変形例を示す。

【００２８】この図は、トンネル掘削機械装置のシール
ドの２つのセグメント60a 、60b を示し、Westfalia-Lu
enen社によって開発されたそれのような所謂「自走ブレ
ードシステム」の駆動ブレードが、このシールドの周囲
に取り付けられ、その駆動ブレードの２つが各々に参照
番号62、64によって示される。この場合にも、上記の形
状を各々が有する隣り合う調節リング72a 、72b の上に
備えられた歯車リング70a 、70b と噛み合うピニオン68
a 、68b を有する調節モータ66a 、66b が配置される。
この場合にも同様に、調節リングを収容する空間に、上
記の仕方と同様であり従って更に詳細には説明されない
仕方で、適切な潤滑油が加圧充填される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が具体化されるトンネル掘削機械装置の
前部部分の概略図である。

【図２ａ】本発明によって使用される調節リングが働く
仕方を示す概略図である。

【図２ｂ】本発明によって使用される調節リングが働く
仕方を示す略図である。

【図３】本発明が使用されるトンネル掘削機械装置のシ
ールドの一部分の縦断面図である。

【図４】調節リングの一部分の更に詳細な縦断面図であ
る。

【図５】本発明による方法によって達成され得る調節可
能範囲を示す略図である。

【符号の説明】

２ シールド 2a、2b、2c、2d、2e セグメント ４ 掘削ヘッド ６ 掘削カッタ ８ 収集ユニット 10 コンベヤベルト 12 駆動装置 14 前部区画 18 ホッパ 20 遠心機 22 混合機 28 プランジャポンプ 34a 、34b 、34c 、34d 調節リング対 36a 、36b 調節リング 44、46 固着リング 48a 、48b 、50a 、50b シーリングリング 52a 、52b 、54a 、54b 端部リング 56a 、56b 内側歯 58a 、58b ピニオン 60a 、60b 調節モータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形シールドを有するトンネル掘削機
   械装置であって、前記シールドが、長さ方向に相互接続
   され且つ半径方向の端縁部を有する複数の円筒形セグメ
   ントに分割され、前記セグメントの軸線の周りで回転自
   在である少なくとも１つの調節リングが、２つの隣り合
   う前記端縁部の間に取り付けられ、且つ前記リングの２
   つの半径方向リング表面が互いに鋭角をなすことを特徴
   とする前記機械装置。
2. 【請求項２】 前記調節リングの各々が、前記セグメン
   トの軸線の周りで同様に回転自在である同一の第２の調
   節リングと協働することを特徴とする請求項１に記載の
   機械装置。
3. 【請求項３】 前記調節リングの軸線と同中心である溝
   が前記調節リングの各々の中に形成され、前記溝が、調
   節モータによって駆動されるピニオンと噛み合う内側歯
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の機械
   装置。
4. 【請求項４】 前記調節リングが環状の室の中に収容さ
   れ、前記室が、一方では、２つの隣り合う前記セグメン
   トの、互いに一定の距離を置いて互いに対向する形に配
   置された、半径方向に内側に向いた端縁部によって、他
   方では、前記調節リングの頂部縁部と底部縁部とに各々
   載る円筒形シールを円筒形の弾性接続部品を介してその
   各々が支持し且つ前記頂部縁部と前記底部縁部において
   各々前記調節リングに接続された同軸の円筒形の端縁部
   によって形成され、前記室が潤滑油で加圧充填されるこ
   とを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の
   機械装置。