【発明の詳細な説明】
堀進シールド
本発明は請求項１の上位概念に対応するタイプの堀進シールドに関する。
脆い岩盤内でのトンネル建設のためには、数１０年来、シールド堀進装置が使
用可能である。最近では、このために、坑道切羽を流体で支持する堀進シールド
が開発された。こうした堀進シールドによって、不安定な地面におけるトンネル
横断面を、地下水の水位以内で、圧縮空気、注入又は凍結なしに広範囲に堀進す
ることができる。このような堀進シールドは、トンネルに向かって隔壁を付した
、支持流体用の圧力室を具備している。支持流体の圧力は、その時々に発生する
地圧及び水圧に対応して調整され維持される。支持流体としては、通常、チキソ
トロープ液体、大抵はベントナイト懸濁液が用いられる。このベントナイト懸濁
液は、脆い岩石の種類に応じて、坑道切羽から一定の深さまで土石に浸入する。
ベントナイト懸濁液が浸透した岩石層（いわゆるフィルタケーク）が坑道切羽を
安定化する。このことによって、坑道切羽から岩石がなす術なく崩落することが
確実に防止される。
坑道切羽の表面の岩石は機械的な掘削装置によって崩され、管路を介して、ト
ンネル空間の外側にある分離設備へポンプで吸引される。ここでは岩石とベント
ナイト懸濁液が分離される。場合によっては新たなベントナイト懸濁液を付加す
ることにより、支持流体を坑道切羽に露出する岩石の諸条件に適合してから、支
持流体を新たに掘削室に供給する。
この原理に基づいてドイツ特許公報第DE-PS 24 31 512 号から以下の堀進シー
ルドが公知である。この堀進シールドでは、岩石は全方向に回動自在な掘削アー
ムに回転自在に支承されたカッタヘッドによって点状に崩されるか、掘削され、
直にカッタヘッドにおいて吸引され、そこから、堀進シールドの掘削室から後方
へ搬出される。
この堀進シールドの利点は、支持流体が、直接的な切削領域においてのみ、崩
された岩石と接触するので、この領域でのみ汚されることになることにある。掘
削室の他のすべての領域では、支持流体は崩された岩石によって影響を受けない
ので、岩石と混合せず、岩石を背負い込まない。このことによって支持流体が自
らの支持・密封特性を以前に知られた堀進シールドの場合よりも長く保つので、
然程度々取り替えたり、補充する必要がないが故に、ドイツ特許公報第DE-PS 24
31 512 号から公知の堀進シールドは使用中の作動コストの少なさの点で際立っ
ている。
このような利点があるので、脆い岩石内でのトンネル建設には、この原理に基
づく堀進シールドが今日ではしばしば用いられる。例えば、フィリップ・ホルツ
マン社のパンフレット「シキスシールド´システム・ホルツマン´」からは、こ
のタイプの堀進シールドが公知である。この堀進シールドでは、回転自在なカッ
タヘッドを有する掘削アームが追加的に入れ子式に形成されている。何故ならば
、このことによって、一方では、坑道切羽を予めプログラム可能に、非常に精確
で、層毎に掘削することができ、他方では、例えば固い岩塊、いわゆる巨礫とし
ての障害物が快削可能であるからである。快削後に、巨礫は手で人用閘門を介し
て堀進シールドの掘削室から後方へ搬出され、続いて運び出される。
しかし、この装置の欠点は、巨礫の搬出のためのみならず、掘削アーム及びカ
ッタヘッドの保守作業すなわち修理作業のためにも、チキソトロープ流体が少な
くとも部分的に掘削室から降下されて、人が坑道切羽の手前の掘削室まで達する
ことができるようにする他の流体状媒体、例えば圧縮空気又は水と交換されねば
ならないことである。この領域ではチキソトロープ流体の支持作用がないので、
基本的には、前記作業中に、地面の崩落及び破損した孔(Ausblaeser)の危険が高
まってしまい、地面の崩落及び破損した孔は保守要員の投入中にかれらを激しく
危険に晒すことがある。こうした危険は、チキソトロープ流体が降下する前に坑
道切羽用遮蔽物を用いることによっても、完全には除去されない。
この堀進シールドの他の欠点は、掘削アーム用の構造的なコストはまだ是認で
きるにしても、堀進シールドが岩石に左右される最大限の直径までの孔のために
しか適当でないことだ。より大きな直径を有する孔を岩石に穿とうとするときは
、掘削アームの安定性を損なうことなく、掘削アームの長さの可変性を増大しな
くてはならない。実際また、掘削アームの長さが大きくなるにつれ、梃の作用が
増
すことにより掘削アームを回動自在に堀進シールドに支持することへの要求が益
々大きくなる。それ故に、掘削アームの長さが大きくなるにつれて、支持に対す
る構造上の要求も著しく高まる。
従って、このタイプの装置を、一方では、堀進シールドの掘削室から巨礫を除
去するための作業及び作業員の保守作業を、チキソトロープ流体の降下の必要な
しに行なうことができるように改善するという課題が本発明の基礎になっている
。更に、堀進シールドは、堀進アーム及びそれの支持のための極端な構造上のコ
ストを必要とすることなく、より大きな直径の孔を形成するためにも適当でなけ
ればならない。
こうした課題は、請求項１に記載の堀進シールドを請求項１０の特徴部分の特
徴と組み合わせて実現される。しかし、請求項１及び１０に記載され、上位概念
を形成する堀進シールドの構造は、互いに独立でも有り得るので、請求項１０は
独自の発明的活動をも有する。
請求項１に記載の本発明の堀進シールドの場合、掘削室には、少なくとも１つ
の人用閘門によって堀進シールドの加圧されていない後部に対し密封されている
別個の作業室が設けられており、この作業室は下向きの開口部を有し、この開口
部を介して掘削室と連通している。作業室は作業員の投入に適当な流体状媒体、
通常は圧縮空気又は水で圧力下に置かれることができる。堀進シールドの掘削駆
動中に、作業室に同様に液状支持媒体が充填されている。カッタヘッドの保守の
ため又は巨礫の除去のために、掘削室に作業員を投入することが必要であるとき
、作業員の投入に適当な流体状媒体を作業室に充填することによって、支持媒体
は、支持媒体の圧力に対応する圧力の下で、作業室の下向きの開口部を通ってこ
の作業室から排除されるのであって、支持媒体の支持作用が坑道切羽に限定され
る訳ではない。作業員は人用閘門を通って堀進シールドの無圧領域から作業室の
内部に達し、作業室の下向きの開口部を通って所望の活動を行なうことができる
。
カッタヘッドの保守作業すなわち修繕作業が特に容易に実行可能であるのは、
開口部がカッタヘッドを導入するために適当な大きさを有するときである。何故
ならば、これによって、作業員が作業室の内部での操作を直接に行なうことがで
きるからである。
本発明の堀進シールドの特に好適な実施の形態は請求項３の主題である。この
実施の形態では、作業室は掘削室から独立した室用のハウジングを有し、このハ
ウジングは堀進シールドの横壁に形成された支持開口部にある。作業室のハウジ
ングは、選択的に、ほぼ堀進シールドの中心軸線の方向に延びる移動軸線の方向
における、掘削室の内側にある位置から、掘削室の実質的に外側にある位置へ、
支持開口部に対して密封しつつ移動可能である。この措置によって、作業室が、
通常の掘削駆動中に、掘削室で掘削駆動のために必要な空間を過度に限定するこ
とが防止される。請求項４に記載の堀進シールドの構成、すなわち、支持開口部
の中心が中心軸線の上方に設けられており、移動軸線が、坑道切羽から見て、僅
かに斜め上方に延びているという構成は特に好適である。何故ならば、この配置
により、一方では、開口部の下方にあるカッタヘッドを作業室に問題なく導入す
ることができ、他方では、回動自在な掘削アームの支持のため及び掘削された岩
石を搬送する管路の接続のために必要な空間が作業室によって最小限度制限され
るからである。
請求項５に記載の堀進シールドの特に好適な実施の形態では、作業室の開口部
に向いた、支持開口部の支持面は、支持開口部が、掘削室の実質的に外側にある
、作業室の位置において、作業室の開口部を完全に覆うと共に、周囲に対し密封
作用をもって閉じる。この措置によって、作業室に、作業員の投入を可能する流
体状媒体、例えば圧縮空気又は水を既に充填することができる。そして、作業室
が自らの開口部を開放しつつ掘削室に導入される前に、作業員は人用閘門を通っ
て作業室に既に入ることができる。
本発明の装置の場合には、作業員の作業室内での作業中にも常に坑道切羽に発
生している支持媒体によって、とにかく地面崩落の危険性を更に減少させること
ができるように、請求項６に記載のように、室用のハウジングの、坑道切羽に向
いた端壁を、堀進シールドの中心軸線に対し直角に延びる支持壁として形成し、
端壁の外面が坑道切羽の方へ押圧可能である限り、作業室を掘削室に移動すると
は利点である。
請求項７に記載のように、室用のハウジングの、坑道切羽に向いた端壁が、作
業室の外周面を越えて延びていることによって、支持作用を更に高めることがで
きる。
移動軸線の方向における作業室の移動に用いられるのは、請求項８に記載のよ
うに、好ましくは液圧手段である。
作業室に、その開口部を通って降下可能な把持手段が設けられているとき、快
削された障害物、いわゆる巨礫及び必要な場合には揃いのカッタヘッドは、容易
な方法で、掘削室から除去される。
掘削アームと、それの支持とが余りに高い構造的なコストを必要とすることな
く、本発明の堀進シールドによって、より大きな孔径を形成することができるた
めには、請求項１０に記載の堀進シールドの構成が好ましい。しかし、別個の作
業室を有しない従来の堀進シールドの場合でも、より大きな孔径に関する堀進シ
ールドの掘削能力を改善することができるのは、少なくとも１個の掘削アームが
、少なくとも１つの回動軸を中心に回動自在に、中心の外側で、円形の支持プレ
ートに設けられており、この支持プレートはほぼ堀進シールドの中心軸線を中心
に横壁に、それと共に、後方へ密封作用をもって支承されていることによってで
ある。この措置によって、この堀進シールドの場合の支持アームは、堀進シール
ドの横壁の中央領域に全方向に回動可能に支承されている、従来の堀進シールド
の支持アームに比べて、一方では著しく短く形成されることができる。実際また
、支持アームの長さの調節範囲を、従来の堀進シールドの掘削アームの場合の数
値のほぼ半分に減少することができ、これによって、既に、掘削アームの製造コ
ストが著しく減少する。更に、回動軸線を中心にした掘削アームの回動可能性は
必要である。何故ならば、支持プレートを回転し、掘削アームを回動軸を中心に
回動し、これに対応して掘削アームの長さを変えることによって、坑道切羽のど
の箇所も、掘削アームの端部に設けられたカッタヘッドによって接近可能だから
である。
請求項１１に記載の堀進シールドの特に好適な実施の形態では、掘削アームを
１個の回動軸のみを中心に回動することができる。何故ならば、この措置によっ
て、掘削アームを横壁に特に簡単かつ丈夫に支持することができるからである。
駆動軸の方向付けと、支持プレート上での掘削アームの支持の箇所とに関する
堀進スリーブの特に好適な構成が請求項１２及び１３の主題である。このような
措置によって、所望の孔径に必要な全長と、掘削アームの長さの調節可能性とを
最小限にすることができる。
掘削アームの回動は請求項１４の好適な実施の形態の場合には液圧手段によっ
てなされる。
請求項１５に記載の堀進シールドの好適な実施の形態が、高められた掘削能力
を有するのは、カッタヘッドが取着された複数の互いに独立的に回動可能な支持
アームが支持プレートに設けられていることによってである。
図面には本発明の一実施の形態が略示されている。
図１は本発明の堀進シールドの縦端面図であって、掘削アーム及び作業室の種
々の可能な位置が破線で示されている。
図２は坑道切羽の方向（図１のＡ方向）から見た堀進シールドの図である。
以下に「前」について述べるときは、その表示は、図１の左側に示され、堀進
シールドの、坑道切羽に向いた側に関し、それに応じて、「後」という表示は堀
進シールドの、坑道切羽に離隔した側に関する。「上」及び「下」という表示は
、堀進シールドの、図面に示された垂直な駆動位置に関する。
図面で全体として参照符号１００が付された堀進シールドは管状のシールド外
筒１を有する。シールド外筒１はその中心領域で横壁２を有し、横壁２は前方の
掘削室３を堀進シールド１００の後部４から分離する。前方の掘削室３は前方へ
直に坑道切羽５まで達しており、掘削室３には、掘削駆動中に、支持媒体例えば
チキソトロープ流体が充填されている。このチキソトロープ流体のためには、横
壁に、図面に図示されない供給部が設けられている。支持流体の圧力を掘削室３
において著しく一定に保つことができるように、横壁２の上部には、圧縮可能な
媒体例えば空気が予め選択された圧力で付与された補償室３９が設けられている
。この補償室３９には部分的に支持流体が充填されている。補償室３９が掘削室
３と連通しているので、掘削室３の体積変化の補償のために室同士の間で支持流
体の交換が生じる。掘削室の体積変化が大きくなるか、坑道切羽により支持流体
がかなり失われるときには、供給部を介して支持流体を追加的にポンプで汲むか
吸
引することによって、掘削室３内の圧力を調整することができる。
堀進シールド１００の中心軸線Ｍに対し対称的に、支持プレート８がボールベ
アリング７を介して横壁２に回転自在に取り付けられており、密封リング９によ
って横壁２に対して密封されている。液圧モータ６は支持プレート８の回転駆動
に用いられる。
中心軸線Ｍから半分の掘削半径だけ外側にずれて、掘削アーム１０は、坑道切
羽に露出している岩石を掘削するか崩すために設けられている。掘削アーム１０
は掘削アームの長手方向軸線Ｌを中心に回転自在なカッタヘッド１１を有し、ジ
ョイント装置１２によって回動軸を中心に回動自在に支持プレートに支承されて
いる。この回動軸は、一方では、支持プレート８の、坑道切羽に向いた面に対し
平行に、他方では、支持プレートの転心から半径方向にそれ、かつ掘削アームの
長手方向軸線Ｌと交差する直線に対し直角に延びている。掘削アーム１０の回動
は支持プレート８の裏側に設けられ液圧シリンダ１３によってなされる。掘削ア
ーム１０の後端部１４は支持プレート８を通って、詳しくは支持プレート８に形
成された開口部１５を通って堀進シールド１００の後部４へ案内されている。密
封のために、掘削アーム１０の、開口部の領域にある部分が、球状の座部１６と
して設計されており、環状の密封装置１７によって支持プレート８に対し密封さ
れている。
本発明の堀進シールド１００の、図面に図示された実施の形態では、掘削アー
ムは、入れ子式に係合する２つのアーム部分１０´，１０´´を有する。掘削ア
ーム１０及びカッタヘッド１１の、図１に破線で示した種々の位置で明らかなよ
うに、アーム部分１０´，１０´´を用いて、掘削アームの長さを、例えば、図
面に示されない液圧調整部材によって、変えることができる。
掘削アーム１０の後端部１４まで達する吸引管１８は、掘削アーム１０及びカ
ッタヘッド１１を通って延びており、掘削された土石物質(Bodenmaterial)を掘
削地点すなわち切削地点で直に収容するように、供給ポンプと結合されている。
この供給ポンプは図示されてはいないが、堀進シールド１００の後端部１４に設
けられている。
掘削アーム１０の上方で、支持プレート８は、孔軸(Bohrungsachse)の方向
に拡張された領域１９を有する。そこには支持開口部２０が形成されており、こ
の支持開口部２０は移動軸線Ｖに沿って支持開口部２０内で移動可能な作業室２
１の支持に用いられる。図面に図示された堀進シールドの場合には、移動軸線Ｖ
は堀進シールドの中心軸線Ｍの上方にあって、前方から後方を見て、僅かに傾斜
して上方に延びている。作業室２１は、図面に示した実施の形態では、部分円筒
状のハウジング２２を有し、このハウジング２２の下方の平坦部２３は、前方の
領域２４で、下方に向いた開口部２５を有する。作業室２１の後方の領域２６は
人用二重閘門２７を有する。作業室２１は、図示されない方法で、人が作業室２
１で作業できるようにする流体状媒体、例えば圧縮空気又は水を作業室２１に印
加する装置（同様に図示されない）と接続されている。作業室２１が図１に実線
で示された後方の位置にある間は、下方の開口部２５は支持開口部２０の下方の
支持面２８によって完全に覆われ、作業室２１のハウジング２２の周面全体に延
びているパッキンリング２９によって、掘削室３及び堀進シールドの後部４に対
し密封されている。作業室２１のこの位置では、作業員は二重閘門２７を通って
作業室２１の前方の領域２４に達することができる。続いて、掘削室３にある支
持流体の圧力に対応する圧力下で、作業室２１に、適切な流体状媒体を充填する
ことができる。次に、作業室２１が、それの中心に具備された送りシリンダ(Vor
schubzylinder)３０によって、図１で破線で示された位置に移動され得、この位
置では、作業室２１の下方の開口部２５が開放されている。このとき、同様に破
線で示されているように、掘削アームを回動し、それに応じて掘削アームの長さ
を適合させることによって、開口部を通って、掘削アームの前端に設けられたカ
ッタヘッドが作業室へ搬入される。
作業室にある流体状媒体が、掘削室にあって坑道切羽５を支持する支持媒体と
同一の圧力を有するので、この支持媒体は、下方にのみ開放された作業室２１に
浸入しないか、又は浸入しても極僅かである。作業員は、掘削室３内での支持流
体の降下を必要とすることなく、カッタヘッドの保守作業すなわち修繕作業を行
なうことができる。
作業室２１の前方の領域２４には、更に、前方領域２４の開口部を通って降下
可能な把持手段３１が具備されており、この把持手段３１は分解されたカッタヘ
ッド、又は図面に示されないより大きな廃物をピックアップするために設けられ
ている。
作業室２１のハウジング２２は前方の端面３２を有しており、この端面３２は
部分円筒状のハウジング２２の外周面よりも突き出ていると共に、端面３２が坑
道切羽５に接触するまで、作業室２１が掘削室３へ押し込まれるときには、坑道
切羽５を追加的に支持するために用いられる。
作業員が掘削室３ですべき作業の間に坑道切羽５を更に支持するために、横壁
２の固定部分２´に、液圧シリンダ３３によって開閉可能な機械的な切羽用遮蔽
物３４が設けられている。図示された堀進シールドの場合には、坑道切羽５の縁
部領域は、切羽用遮蔽物３４によって、坑道切羽の上方領域に追加的に支持可能
である。
作業室２１の上方において、横壁２の固定部分２´に、人用二重閘門３５が更
に設けられている。必要な場合には、支持流体の降下後に作業員が人用二重閘門
３５を通って直に掘削室３に達することができる。横壁２の固定部分２´の下方
領域には、更に、石用閘門３６が設けられている。この石用閘門３６を通って、
より大きな廃物を堀進シールドの後部４へ運ぶことができる。
堀進シールドの堀進は横壁２の固定部分２´に作用する液圧式の送りシリンダ
３７を介してなされ、この送りシリンダ３７の他端は既にあるタビングすなわち
支保の端面において身を支えている。岩石掘削中に堀進シールドは連続的に前方
へ押し出されるか、又は掘削と前進が順々になされる。このとき、堀進の重要な
促進が達成されるのは、地面が、まず第１に、シールド外筒１の、シールドカッ
タ３９を形成する前縁に沿ってのみ切削され、そのために、カッタヘッド１１が
、図１に破線で示された剥き出しになった位置に運ばれ、続いて、支持プレート
の回転によりシールドカッタに沿って動かされることによってである。岩石類(G
esteinmaterial)がシールドカッタに沿ってタビング幅の分だけ削り取られた後
には、既に他のタビングすなわち支保３８が設けられることができ、他方、これ
に対応して掘削アーム２０を回動し支持プレート８を回動させることによって、
坑道切羽の中央にまだ存在している中心部分が掘削される。
図面を参照して記述された実施の形態が、円形の横断面を有する堀進シールド
のみに関するときは、しかし、他の横断面を有するシールド外筒を用いることに
よって、同様に、本発明の堀進シールドを用い、掘削アーム及び支持プレートの
適切な制御によって、任意の他の断面を堀進することができる。Detailed Description of the Invention
Hori Susumu shield
The present invention relates to a digging shield of the type corresponding to the preamble of claim 1.
Shield digging equipment has been used for decades to build tunnels in fragile bedrock.
Is available. Recently, for this reason, a digging shield that fluidly supports the tunnel face is provided.
Was developed. These digging shields allow tunnels on unstable ground.
Excavate the cross section extensively within the groundwater level without compressed air, injection or freezing
Can be Such a digging shield has a partition wall attached to the tunnel.
, A pressure chamber for the supporting fluid. The pressure of the supporting fluid occurs from time to time
It is adjusted and maintained according to the ground pressure and water pressure. The supporting fluid is usually thixo
Tropic liquids, mostly bentonite suspensions, are used. This bentonite suspension
The liquid penetrates the debris from the tunnel face to a certain depth depending on the type of brittle rock.
The rock layer (so-called filter cake) infiltrated with the bentonite suspension cuts the tunnel face.
Stabilize. As a result, rocks may fall from the tunnel face without the ability to make rocks.
Certainly prevented.
The rock on the surface of the mine face was broken by a mechanical drilling device, and the
Pumped to a separation facility outside the tunnel space. Rocks and bents here
The knight suspension separates. Add a new bentonite suspension in some cases
By adjusting the supporting fluid to the conditions of the rock exposed on the tunnel face,
Sustainable fluid is newly supplied to the drilling room.
Based on this principle, the German patent publication DE-PS 24 31 512 discloses
Ludo is known. In this Horishin shield, rocks are excavating arches that can rotate in all directions.
It is broken or excavated into dots by a cutter head that is rotatably supported by
Directly sucked at the cutter head, and from there, behind the excavation chamber of the Horishin shield
Be delivered to.
The advantage of this digging shield is that the supporting fluid is destroyed only in the direct cutting area.
Since it comes into contact with rocks that have been destroyed, it is only supposed to be polluted in this area. Excavation
In all other areas of the mill, the supporting fluid is unaffected by the collapsed rock
So do not mix with rocks and do not carry rocks on your back. This allows the supporting fluid to
Keeps their supporting and sealing properties longer than the previously known Horishin shield,
Since it is not necessary to replace or replenish it to some extent, German Patent Publication DE-PS 24
The Horishin shield, known from 31 512, stands out for its low operating costs during use.
ing.
Due to these advantages, tunnel construction in brittle rocks is based on this principle.
The Hori Susumu shield is often used today. For example, Philip Holtz
From the Mann's pamphlet "Six Shield'System Holtzman '"
This type of digging shield is known. With this Hori Susumu shield, you can freely rotate
A drilling arm with a head is additionally telescoping. because
This makes it possible, on the one hand, to pre-program the tunnel face, which is very precise
At the same time, it can be excavated layer by layer.
This is because all obstacles can be freely cut. After free cutting, the boulders are manually passed through the lock
It is carried to the rear from the excavation room of the Horishin shield, and then carried out.
However, the disadvantage of this device is that it is not only for carrying out boulders, but also for excavating arms and carriages.
For maintenance work or repair work on the
At least partially descended from the excavation room, and a person reaches the excavation room in front of the tunnel face
Must be replaced with another fluid-like medium that allows the compressed air or water to be
That is not the case. There is no thixotropic fluid support in this region, so
Basically, during the above work, there is a high risk of ground collapse and broken holes (Ausblaeser).
The ground collapsed and the damaged holes violently damaged them during the maintenance
May be at risk. These dangers can occur before the thixotropic fluid drops down.
It is not completely removed even by using a road face shield.
Another drawback of this digging shield is that the structural cost for the drilling arm is still endorsed.
At best, the Horishin Shield is for holes up to the maximum diameter that is rock dependent.
Only that is appropriate. When trying to drill a rock with a larger diameter
, Increase the variability of the drilling arm length without compromising the stability of the drilling arm
It shouldn't be. In fact, as the length of the excavating arm increases, the leverage
Increase
The need to support the excavation arm on the excavation shield by rotating
Grows. Therefore, as the length of the drilling arm increases,
The structural requirements for this will also increase significantly.
Therefore, this type of device, on the one hand, removes boulders from the excavation chamber of the Horishin shield.
To remove the thixotrope fluid and
The task of improving the quality of the work is the basis of the present invention.
. In addition, the digging shield shields the digging arm and the extreme structural support for it.
It should also be suitable for forming larger diameter holes without the need for a strike.
I have to.
This problem is solved by using the Horishin shield according to claim 1 as a characteristic feature of claim 10.
It is realized in combination with the characteristics. However, as described in claims 1 and 10, the superordinate concept
Since the structure of the Horishin shield forming the can also be independent from each other,
It also has its own inventive activities.
In the case of the excavation shield of the present invention according to claim 1, at least one is provided in the excavation chamber.
Sealed against the unpressurized rear of the Horishin Shield by a human lock
A separate working chamber is provided, which has a downward opening,
It communicates with the excavation room through the section. The working chamber is a fluid medium suitable for the input of workers,
It can be placed under pressure, usually with compressed air or water. Horishin Shield excavator
During operation, the working chamber is likewise filled with a liquid support medium. Cutter head maintenance
When it is necessary to put workers into the excavation room for the purpose of removing boulders
, A supporting medium by filling the working chamber with a fluid medium suitable for worker input
Through the downward opening of the working chamber under a pressure that corresponds to the pressure of the support medium.
Is removed from the working room, the support action of the support medium is limited to the tunnel face.
It does not mean that Workers pass through the lock for people from the pressure-free area of the Horishin Shield to the work room.
Can reach inside and carry out desired activity through downward opening of working chamber
.
The maintenance or repair work of the cutter head is particularly easy to carry out
This is when the opening has a suitable size for introducing the cutter head. why
Then, this allows the worker to directly perform the operation inside the work room.
Because it can.
A particularly preferred embodiment of the inventive Horishin shield is the subject of claim 3. this
In the embodiment, the working room has a housing for the room independent of the excavation room.
The housing is in a support opening formed in the lateral wall of the Horishin shield. Workhouse house
The direction of the axis of movement optionally extends approximately in the direction of the central axis of the trench shield.
, From a position inside the excavation chamber to a position substantially outside the excavation chamber,
It is movable while sealing with respect to the support opening. With this measure, the work room
During the normal excavation drive, the space required for the excavation drive in the excavation chamber is excessively limited.
Is prevented. The structure of the trenching shield according to claim 4, that is, the support opening.
Is located above the central axis, and the axis of movement is small when seen from the tunnel face.
A structure in which the crab extends obliquely upward is particularly suitable. Because this arrangement
On the other hand, on the other hand, the cutter head below the opening can be introduced into the working room without any problems.
On the other hand, for the support of pivotable drilling arms and for rocks excavated
The space required for connecting the pipelines carrying stones is limited to a minimum by the working room
This is because that.
In a particularly preferred embodiment of the excavation shield according to claim 5, the opening of the working chamber
The support surface of the support opening facing toward, the support opening being substantially outside the drilling chamber
Completely covers the opening of the work chamber and seals against the surroundings at the position of the work chamber
Close with action. With this measure, the flow that enables the input of workers into the work room
Body media such as compressed air or water can already be filled. And work room
Workers pass through the human locks before they are introduced into the excavation chamber while opening their openings.
You can already enter the work room.
In the case of the device of the present invention, it is always applied to the tunnel face even while the worker is working in the work room.
Anyway, the live support medium further reduces the risk of a ground collapse
So that it can be oriented toward the tunnel face of a housing for a chamber as claimed in claim 6.
The end wall that was formed as a support wall extending at a right angle to the central axis of the Horishin shield,
As long as the outer surface of the end wall can be pressed toward the tunnel face, moving the work room to the excavation room
Is an advantage.
As claimed in claim 7, the end wall of the housing for a room facing the tunnel face is made of
By extending beyond the outer peripheral surface of the work room, the support function can be further enhanced.
Wear.
It is used for moving the working chamber in the direction of the moving axis according to claim 8.
As such, hydraulic means is preferred.
When the working room is equipped with a gripping means that can be lowered through its opening,
Crushed obstacles, so-called boulders and, if necessary, a complete cutter head are easy
Are removed from the drilling room in various ways.
The drilling arm and its support do not require too high a structural cost.
In addition, a larger hole diameter can be formed by the digging shield of the present invention.
For this purpose, the structure of the trenching shield according to claim 10 is preferable. But a separate work
Even in the case of a conventional excavation shield that does not have a business room, the excavation shield for larger hole
It is possible that at least one drilling arm
, Rotatably around at least one pivot axis, outside the center, in a circular support plate.
This support plate is located on the center of the digging shield.
On the side wall, with which it is mounted with a sealing action rearwardly.
is there. Due to this measure, the support arm in the case of this trench extension shield will be
Conventional digging shield that is rotatably supported in the central area of the lateral wall of the door in all directions.
On the one hand, it can be made significantly shorter than the support arms of Actually again
, The adjustment range of the length of the support arm, the number in the case of the excavation arm of the conventional excavation shield
It can be reduced to almost half of the value, which already means
Strikes are significantly reduced. Furthermore, the possibility of pivoting the excavating arm around the pivot axis is
is necessary. This is because the support plate is rotated and the excavation arm is centered on the rotation axis.
By turning and changing the length of the excavating arm correspondingly,
Can also be accessed by the cutter head provided at the end of the excavation arm.
It is.
In a particularly preferred embodiment of the excavation shield according to claim 11, the excavation arm is
It is possible to rotate around only one rotating shaft. Because this measure
Thus, the excavation arm can be supported on the lateral wall particularly easily and robustly.
Concerning the orientation of the drive shaft and the point of support of the drilling arm on the support plate
A particularly suitable configuration of the digging sleeve is the subject of claims 12 and 13. like this
Measures provide the total length required for the desired hole size and the adjustability of the length of the drilling arm.
Can be minimized.
In the case of the preferred embodiment of claim 14, the turning of the excavating arm is performed by hydraulic means.
Done.
A preferred embodiment of a trenching shield according to claim 15 has enhanced drilling capacity.
Has a plurality of independently rotatable supports to which the cutter head is attached.
This is because the arm is provided on the support plate.
The drawings schematically show an embodiment of the invention.
FIG. 1 is a vertical end view of the excavation shield of the present invention.
The different possible positions are indicated by dashed lines.
FIG. 2 is a diagram of the trench shield viewed from the direction of the tunnel face (direction A in FIG. 1).
When referring to "previous" below, the display is shown on the left side of Fig.
Regarding the side of the shield facing the tunnel face, the indication "rear" is correspondingly moat
Regarding the side of the hex shield that is separated from the tunnel face. "Upper" and "lower" displays
, With respect to the vertical drive position of the trench shield shown in the drawing.
In the drawings, the Horishin shield generally designated by reference numeral 100 is an outer tubular shield.
It has a cylinder 1. The shield outer cylinder 1 has a lateral wall 2 in its central region, the lateral wall 2
The excavation chamber 3 is separated from the rear part 4 of the excavation shield 100. The front excavation chamber 3 is forward
It reaches directly to the mine face 5, and in the excavation chamber 3, a support medium such as
It is filled with thixotropic fluid. For this thixotropic fluid,
The wall is provided with a supply, not shown in the drawing. The pressure of the supporting fluid is set in the excavation chamber 3
The upper part of the lateral wall 2 is compressible so that it can be kept significantly constant at
A compensation chamber 39 is provided in which a medium, for example air, is applied at a preselected pressure
. The compensation chamber 39 is partially filled with a supporting fluid. Compensation room 39 is excavation room
3 communicates with each other, so that a support flow is provided between the chambers to compensate for the volume change of the excavation chamber 3.
Body exchange occurs. The volume change of the excavation chamber becomes large, or the supporting fluid depends on the tunnel face.
Additional support fluid is pumped through the supply when
Sucking
By pulling, the pressure in the excavation chamber 3 can be adjusted.
Symmetrically with respect to the central axis M of the Horishin shield 100, the support plate 8 is a ball bearing.
It is rotatably attached to the lateral wall 2 via the ring 7, and is sealed by the sealing ring 9.
It is thus sealed to the lateral wall 2. The hydraulic motor 6 drives the support plate 8 to rotate.
Used for
The excavation arm 10 shifts outward from the central axis M by half the excavation radius, and
It is provided for excavating or breaking rocks exposed on the wings. Drilling arm 10
Has a cutter head 11 rotatable about the longitudinal axis L of the excavation arm,
It is supported on the support plate so as to be rotatable about the rotation axis by the joint device 12.
I have. On the one hand, this rotation axis is attached to the surface of the support plate 8 facing the tunnel face.
Parallel, on the other hand, radially away from the pivot of the support plate and of the drilling arm
It extends at right angles to a straight line that intersects the longitudinal axis L. Rotation of the excavation arm 10
Is provided on the back side of the support plate 8 by a hydraulic cylinder 13. Drilling
The rear end 14 of the arm 10 passes through the support plate 8 and, in particular, is formed on the support plate 8.
It is guided to the rear part 4 of the excavation shield 100 through the formed opening 15. Dense
For the purpose of sealing, the part of the drilling arm 10 in the area of the opening is
And is sealed to the support plate 8 by an annular sealing device 17.
Have been.
In the embodiment shown in the drawings of the excavation shield 100 of the present invention, a drilling arc is used.
The arm has two telescopically engaging arm portions 10 ', 10' '. Drilling
The various positions of the arm 10 and the cutter head 11 are shown in various positions, which are indicated by broken lines in FIG.
As shown in FIG.
It can be changed by a hydraulic pressure adjusting member not shown on the surface.
The suction pipe 18 reaching the rear end portion 14 of the excavation arm 10 includes the excavation arm 10 and the cover.
The excavated debris material (Boden material)
It is associated with a feed pump for direct storage at the shaving or cutting point.
Although not shown, this supply pump is installed at the rear end portion 14 of the excavation shield 100.
Have been killed.
Above the drilling arm 10, the support plate 8 is oriented in the direction of the bore axis (Bohrungsachse).
It has a region 19 extended to. A support opening 20 is formed there,
The support opening 20 of the work chamber 2 is movable in the support opening 20 along the movement axis V.
Used to support 1. In the case of the Horishin shield shown in the drawing, the movement axis V
Is above the central axis M of the digging shield and is slightly inclined when viewed from the front to the rear.
And extends upward. The working chamber 21 is a partial cylinder in the embodiment shown in the drawings.
Has a housing 22 in the shape of a flat plate, and the flat portion 23 below the housing 22 is
In region 24, it has an opening 25 pointing downwards. The area 26 behind the working chamber 21
It has a double lock 27 for people. The working room 21 is operated by a person (not shown) by the working room 2
The working chamber 21 is marked with a fluid medium, such as compressed air or water, which enables it to work in
Connected to an adding device (also not shown). Working room 21 is shown in solid lines in FIG.
While in the rear position shown by, the lower opening 25 is below the support opening 20.
It is completely covered by the support surface 28 and extends over the entire circumference of the housing 22 of the working chamber 21.
The packing ring 29, which is open, allows the excavation chamber 3 and the rear part 4 of the excavation shield to be opposed.
Then sealed. In this position of the working room 21, the worker passes through the double lock 27
The area 24 in front of the working chamber 21 can be reached. Next, the support in the excavation room 3
The working chamber 21 is filled with a suitable fluid medium under a pressure corresponding to the pressure of the retained fluid.
be able to. Next, the working chamber 21 has a feed cylinder (Vor) provided at the center thereof.
schubzylinder) 30, it can be moved to the position shown by the broken line in FIG.
In the installation, the opening 25 below the working chamber 21 is open. At this time, similarly
Rotate the drilling arm as indicated by the line and adjust the length of the drilling arm accordingly.
Through the opening to accommodate the carriage at the front end of the drilling arm.
Tta head is carried into the work room.
The fluid medium in the working chamber is a support medium that supports the tunnel face 5 in the excavation chamber.
Since it has the same pressure, this support medium will only enter the working chamber 21 open downwards.
No infiltration or very little infiltration. The worker is the support flow in the excavation room 3.
Performs maintenance or repair work on the cutter head without the need to lower the body.
You can follow.
The region 24 in front of the working chamber 21 is further lowered through the opening of the front region 24.
It is equipped with a gripping means 31 which is capable of gripping the disassembled cutter.
Provided for picking up larger wastes that are not shown in the drawings or drawings.
ing.
The housing 22 of the working chamber 21 has a front end surface 32, which is
The end surface 32 projects from the outer circumferential surface of the partially cylindrical housing 22 and
When the working chamber 21 is pushed into the excavation chamber 3 until it contacts the road face 5,
It is used to additionally support the face 5.
In order to further support the tunnel face 5 during the work that the worker should do in the excavation chamber 3, the lateral wall
A mechanical face shield that can be opened and closed by a hydraulic cylinder 33 on the fixed portion 2'of 2.
An object 34 is provided. In the case of the illustrated Horishin shield, the edge of the tunnel face 5
The partial area can be additionally supported in the upper area of the tunnel face by the face shield 34.
It is.
Above the working chamber 21, a double-sided lock 35 for humans is installed on the fixed portion 2 ′ of the lateral wall 2.
It is provided in. If necessary, the operator may use a double-sided lock for personnel after dropping the supporting fluid.
The drilling chamber 3 can be reached directly through 35. Below the fixed part 2'of the lateral wall 2
The area is further provided with a stone lock 36. Through this stone lock 36,
Larger waste can be carried to the rear 4 of the Horishin shield.
The digging of the digging shield is a hydraulic feed cylinder that acts on the fixed part 2'of the lateral wall 2.
37, and the other end of this feed cylinder 37 is
Supports himself at the end face of the support. The excavation shield is continuously forward during rock excavation.
It is extruded into or excavated and advanced in sequence. At this time, Hori Susumu's important
The promotion is achieved because the ground is first of all the shield cup of the shield barrel 1.
The cutting head 11 only for cutting along the leading edge forming the cutter 39.
, Carried to the exposed position shown in dashed lines in FIG.
By being moved along the shield cutter by the rotation of. Rocks (G
(estein material) is scraped by the width of the tabbing along the shield cutter.
The other may already be provided with another tabbing or support 38, while this
By rotating the excavation arm 20 and the support plate 8 in accordance with
The central part still existing in the center of the tunnel face is excavated.
The embodiment described with reference to the drawings shows a digging shield with a circular cross section.
However, when using only shielded sheaths with other cross-sections,
Therefore, similarly, using the excavation shield of the present invention,
With proper control, any other cross section can be dug.