JPS5932640B2 - トンネル掘進機或いは横坑掘進機のための支保シ−ルド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、メツセル矢板を掘進方向で推進可能に支持
し、メツセル矢板に対して掘進方向で後方から曳行可能
な矢板枠組を備えており、この矢板枠組が掘進方向で間
隔をおいて相前後して設けられていてかつ控えを介して
結合されている支持枠から成る、トンネル掘進機或いは
横坑掘進機のための支保シールドに関する。

公知の支保シールドにあってはメツセル矢板を支持し、
後方から曳行可能な矢板枠組は掘進方向で相前後して設
けられている支持枠から成り、これらの支持枠は対角線
状に配置される控えを介して結合し合って１つの１１．
１１１ｊ註の枠組を成している。

この剛性の矢板枠組に矢板を一本一本或いはグループに
まとめて地山内に貫入させるジヤツキか取付けられてい
る。

推進か終った後同じ推進ジヤツキで矢板枠組のすべての
メツセル矢板がシリンダのいちストローク分だけ後方か
ら曳行される。

矢板枠組を貫入する際、この矢板枠組と周辺地山の荷重
下にあるメツセル矢板との間に著しい摩擦力が生じ、こ
の摩擦力はメツセル矢板によって形成されるシールド体
内部で矢板枠組を締込んだり或いは可動不能にしてしま
う。

これらの欠点は以下のようにして排除される。

即ち後方の支持枠の直径を前方の支持枠の直径よりも僅
かに小さくとり、矢板枠組か円錐形に形成されている際
メツセル矢板かトンネル軸線或いは横坑軸線に対して僅
かに傾斜位置を占め、この傾斜位置でメツセル矢板がそ
のブレードで僅かな角度で外方へと傾斜して指されるよ
うにし、かつこの位置でメツセル矢板の縦軸線がその後
方端部方向で互いに収斂するように構成することによっ
て排除される。

したがって、メツセル矢板は後方端部からメツセル矢板
のブレード方向へと漏斗状に拡大されているシールド体
を形成する。

こうして矢板枠組か後方から曳行される際この僅かに漏
斗状に拡大されているシールド空間内に推進運動を行う
ので、枠組の締付および運動不能が生じろことかない。

この場合、メツセル矢板の後方範囲内でメツセル矢板と
掘削壁面間に、メツセル矢板に支保シールドの方向変更
のための成る程度の運動自由を与える楔状の空間が生じ
るので支保シールドを上記のように円錐形に形成するの
が有利である。

しかし地層か不安定な時この空間は地表面での地割れを
招き、この地割れは作業領域では修復できないので不利
である。

この発明の課題は、矢板枠組を長時開裂する取換え作業
を行わなくとも使用条件に応じて選択的に円筒形の枠と
して或いは切羽方向で円錐形に拡大されている枠として
使用することができるように構成することである。

この場合、この構成を矢板枠組を必要な際作業継続中に
円筒形の枠形から円錐形の枠形に、およびその反対の順
序で迅速に装備変えでき、場合によっては方向変更を行
うことができるように行うのか有利である。

この発明による支保シールドの特徴とするところは、支
保枠を円錐形に調節するため一方の支持枠が他方の支持
枠に対してトンネルおよび横坑の軸線に対して半径方向
で拡開および縮少可能に構成されており、この場合この
拡開および縮少可能な支持枠か拡開装置によって拡開お
よび縮少可能な多数の枠セグメントから成ること、およ
び拡開および縮少可能な支持枠がこれの拡開運動に関節
的に従う控えを介して他の支持枠と結合されていること
である。

即ちこの発明により、作業状況に応じてメツセル矢板の
縦軸線がトンネル軸線或いは横坑軸線に対してほぼ平行
に指向し、したがってメツセル矢板が円筒形のシールド
体を形成することとなる円筒形から、メツセル矢板の縦
軸線がトンネル軸線或いは横坑軸線に対して掘進方向で
拡開し、したかって矢板が切羽方向で僅かに円錐形に拡
開しているシールド体を形成することになる円錐形べの
形への形状推移で、およびその反対に、即ち円錐形から
円筒形への形状推移で矢板枠組を構成することができる
。

この場合上記の配設を、矢板枠組の円錐形状を必要に応
じて変更調節できるように、簡単に構成することもでき
ろ。

特に、どんな事情の下にあっても障害となろ地山の割れ
を避けなければならない場合には円筒形に調節された矢
板枠組を使用して作業を行うことができる。

この際例えば長時間にわたる静止の後もはや矢板枠組を
曳行することができなくなったような場合、後方の枠部
分を入込ませろことによって支保シールドの短時間での
除荷を達し、これに伴って矢板枠組の曳行を容易にする
ことが可能である。

安定した地層にあって地割が起ることなど考えられない
か或いはこの地割れが見のがし得ろ程度である場合、或
いは支保シールドの方向転換を行わなければならないよ
うな場合には、矢板枠組を円錐形に形成するのが有利で
ある。

このように、この発明による矢板枠組はその都度の作業
上の要件に適合させることができ、したかってまた他方
面に使用することができる。

上記の構成の場合控えの関節部を錠止可能に構成し、こ
れによって矢板枠組か円筒形への調節の際にもまた円錐
形への調節の際にも剛性の枠組を形成するようにするの
か有利である。

上記の拡開装置は拡開可能な支持枠のセグメント枠間に
接続されたジヤツキ、スピンドル等から成るのが有利で
ある。

したがってこれらの拡開装置は支保シールドの不可分の
構成袈素である。

この発明による矢板枠組を、例えば必要に応じトンネル
或いは横坑を掘進する際全支保シールドの方向匍制御に
利用することも可能である。

この方向制御はこの発明により、メツセル矢板を支持し
ている矢板枠組を円錐形に調節することによってメツセ
ル矢板と周辺地山との間にメツセル矢板の後方範囲で自
由な空間を造り、この空間内で走行される曲線の外側に
存在しているメツセル矢板がその後方端部で旋回するこ
とができるようにすることによって行われる。

この旋回行程はメツセル矢板に生じる推進力および反力
の作用下に行われる。

この場合、制御されるべき曲線の内側に存在するメツセ
ル矢板を先行して推進させ、全支保シールドをその後方
端部で旋回させる旋回モーメントが生じるようにする。

この旋回モーメントは制御すべき曲線の内側に存在する
上記メツセル矢板にそのメツセルブレードの切削抵抗を
増大させる手段および反力を増大させろ手段および／ヌ
は特別のブレード等を設け、これらを周辺地山に面した
メツセル矢板の外表面に対して外方へ斜めに突出させる
ことによって、増大することができろ。

以下に添付図面に図示した実施例につきこの発明を詳説
する。

第１図から第３図に図示した支保シールドは、メツセル
矢板１１の支持と案内に役立つ矢板枠組１０を備えてい
る。

メツセル矢板１１はまとまったシールド体を形成してい
る。

これらのメツセル矢板は通常のように単独で或いはグル
ープにまとめられて掘進方向Ｖで推進される。

この推進は公知様式で（図示していない）推進シリンダ
によって行われ、この推進シリンダは支保シールドに支
持されておりかつメツセル矢板に直かに取付いているか
或いは矢板枠組に対して上昇可能な（図示していない）
支持枠を介して間接的にメツセル矢板に取付いている。

支持枠の使用の際、公知のように構成は、メツセル矢板
か単独で或いはグループにまとめられてこの支持枠と錠
止でき、したかってメツセル矢板がこの支持枠によって
掘進方向Ｖで帯行されるように行われる。

図示した矢板枠組１０は前方の支持枠１２と後方の支持
枠１３とから成る。

前方の支持枠１２は例えば面形の形状から成る剛性の環
状の枠である。

後方の支持枠１３は３つの環状セグメント形の枠部分１
４から成り、これらの環状セグメント形の枠部分はその
互いに向き合った端部でそれらの間に間挿された拡開装
置、例えば特にジヤツキ或いはスピンドル１５のような
装置を介して結合し合っている。

この拡開装置によってセグメント枠１４は相反方向に拡
開でき、これによって後方支持枠１３は第２図による基
本位置から第３図による拡開された位置へと半径方向で
彎曲する。

拡開装置１５は十分に保護されてセグメント枠の中空或
いは面形の成形体内に存在している。

剛性の支持枠１２とその後方に設けられた拡開可能な支
持枠１３は、例えば第１図に示すように傾斜控え１７を
介して結合し合って１つの枠組を形成している。

第６図による実施例の場合、両支持枠１２，１３は傾斜
控え１７の二つの対を介して結合し合っている。

この場合これらの傾斜控えは剛性にセグメント枠部分１
４と結合されており、一方これらの傾斜控えはリンク接
続部１８を介して一部材から成る枠１２に接続されてい
る、傾斜控え１７の交叉位置におけるリンク部は参照等
号１９で示した。

第６図から、枠１３のセグメント枠部分１４か僅かな半
径方向の運動を行うことができ、この場合支持枠１２に
接続された傾斜控え１７によって上記の運動が妨げられ
ないことが認められる。

リンク部１８と１９は、セグメント枠部分１４の半径方
向の運動により支持枠１３が拡開するように、或いは支
持枠１３の直径が縮少するように、リンク運動遊びを持
っている。

第７図による実施例では、控え１７は後方の枠１３のセ
グメント枠部分１４に同様に剛性に、例えば溶接により
固定されていてかつリンク部１８において前方の剛性の
枠１２に接続されている。

この場合も、後方の支持枠１３は妨げられることなく控
え１７により半径方向で僅かに拡開運動可能である。

第８図にあっては、後方の支持枠１３の三つのセグメン
ト枠部分１４が二つの傾斜控え１７を介して前方の支持
枠１２に連結されている。

これらの傾斜控え１７はセグメント枠部分１４と剛性に
かつリンク部１８を介して剛性の支持枠１２と結合され
ている。

この場合リンク部１８，１９はセグメント枠部分１４が
容易に僅かな半径運動を行い得るように構成されている
。

これらの控え１７の構成にあっては、傾斜控えに曲げ応
力が加わることはない。

傾斜控えは関節結合により後方支持枠１３の拡開運動に
従う。

この場合構成を、接続リンク部１８も傾斜控えの結合も
後方支持枠か拡開されない位置および拡開された位置に
おいて錠止できるように行うのか有利である。

これは例えば、錠止ボルト等で、これらを傾斜控え１７
の接続リンク部１８と剛性の前方支持枠１２の位置換え
可能なボルト孔２０に挿入することによって行うことが
できる。

相応して傾斜控えの交叉位置に位置換え可能なボルト孔
２１が形成されており、このボルト孔内に傾斜控えを交
叉位置１９で固く結合する錠止ボルトを挿入することが
できる。

後方支持枠１３の第１図に図示した拡開されていない位
置においてこの後方支持枠は剛性の支持枠１２の外径よ
りも小さい外径を備えている。

したがって両支持枠に支持されているメツセル矢板１１
が掘進方向Ｖに対して僅かに傾斜する状態、即ちその縦
軸線が後方の矢板端部からその前方のカッタプレート２
２方向で開放するような状態をとる。

したがってメツセル矢板によって形成されるシールド体
は僅かに円錐形の形状をとる。

この場合メツセル矢板は切羽方向で、即ちシールド後方
端部からシールド前方端部方向で漏斗状に拡開する。

支保シールドがこのように円錐形の形状をとった場合矢
板枠組１０か掘進方向Ｖで運動した際前方へと漏斗状に
拡開しているメツセル矢板１１のシールド体内へと人込
み、したがってこの場合シールド体内部におけろ矢板枠
組の締付は或いは停滞が生じることがない。

トンネル或いは横坑の縦軸線に対してメツセル矢板１１
が傾斜した状態にあるので、メツセル矢板の後端部１１
ａか矢板枠組の縦中心軸線から、即ちトンネル或いは横
坑の縦軸線から僅かな距離しか有しないことになるので
、支保シールドの後方範囲内でメツセル矢板１１と周辺
地山２３との間に楔状の周辺を取巻く空間２４が生じる
（第２図）。

この空間２４が地層が不安定な際地山表面での不利な地
割れを招くよう１４合には、支保シールドの円錐形状を
拡開装置１５を操作することによって縮少させろか或い
は完全に消失させる。

この場合、支持枠１３の後方端部が第３図に示すように
、支持枠１２の後方端部１２の直径とほぼ等しい直径に
拡開され、したがって円筒形のシールド体が生じ、同時
に周辺の空間２４が閉じられる。

この場合例えば矢板枠組１０を長時間にわたる静止後も
はや後方から曳行できない場合には、ジヤツキ或いはス
ピンドルから成る拡開装置１５を短時間に入込ませろこ
とによって支保シールドを短時間に無負荷状態にするこ
とができる。

後方の支持枠１３の縮少および拡開の際リンク接続部１
８および傾斜控えの結合は交叉位置１９で十分に一錠止
ボルト或いは他の錠止機構を取外すことによって一錠止
をとかれている。

以下に本発明による支保シールドをその方向制御におけ
る操作と関連して詳しく説明する。

支保シールドが円錐形の場合、楔状の空間２４はメツセ
ル矢板の後方範囲で、任意のどんな立体方向でも支保シ
ールドの旋回を空間の半径方向の幅に依存する割合だけ
可能にする。

この旋回はメツセル矢板を推進する際、このメツセル矢
板に生じる反力を利用して行うことができろ。

例えば支保シールドを第１図によりほぼ下方へ底部方向
へと制御する場合には、曲線内側、即ち底部範囲に存在
するメツセル矢板が先行して推進される。

これらのメツセル矢板のブレード２２に生じ、支保シー
ルドを所望の方向に旋回させる作用を行う反力はこの発
明により、メツセル矢板のブレード２２のカッティング
作用を減少させる手段をこれらのメツセル矢板に設ける
ことによって増大させろことができろ。

第４図および第５図に個々のメツセル矢板１１の有利な
実施形を示した。

メツセル矢板１１はその前端のブレード端部２２に例え
ば固定ボルト２６を介して取外可能に固定されているブ
ロック或いは差込みシュー２５を備えている。

はぼ楔状の或いは三角形のシュー２５を挿込むことによ
ってメツセル矢板のブレード２２が不能となるか、もし
くはメツセル矢板はブレード端部においてその切込みか
鈍くなる。

したがってメツセル矢板を推進させろ際その前端部に生
じろ反力が著しく増大する。

相応して、全支保シールドを所望の曲線方向に旋回させ
るために有効な反力も増大されろ。

メツセル矢板のシュー２５とブレード端部２２との間で
シューのスリット状の切欠き内にブレード板２６を設け
るのが適当である。

このブレード板は色々なカッティング位置においてメツ
セル矢板のシュー或いはブレードに取付けろことができ
る。

ブレード板２８はその刃縁２６′で側方へと地山に面し
たメツセル矢板の外側面１１ｂを越えて突出している。

このブレード板はここでは押えねじおよび引張ねじ２９
から成る調節装置を介して矢印Ｐ方向で調節可能であり
、かつその都度の調節位置において固定可能である。

このブレード板をシュー等と結合して設けることによっ
て推進の際曲線内側に存在しているメツセル矢板が傾到
運動することが可能となり、この傾到運動の際全支保シ
ールドが矢板枠組１０と共に所望の方向に旋回されろ。

曲線を走過した後、シュー２５およびブレード板２８が
再びメツセル矢板から取外される。

第１図において、支保シールドおよびその矢板枠組が円
筒状に構成されている場合のメツセル矢板１１の位置を
符号１１′で破線で示した。

既に述べたように、この場合支持枠１３の後端部は第３
図に示すように完全に拡開されている。

矢板枠組の円錐形、したがって支保シールドの円錐形を
調節変更できるように構成することも可能である。

拡開装置１５が支持枠１３の取外ししない袈素であるの
で、支保シールドの装備を使用現場で比較的迅速に行う
ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による支保シールドを極めて簡単に垂
直断面図で略示した図、第２図および第３図は後方支持
枠を拡開しない状態（第２図）および拡開した状態（第
３図）で示した第１図による支保シールドの線■−■お
よびＩ−１に沿った横断面図、第４図および第５図はこ
の発明による支保シールドの有利な使用状態におけるメ
ツセル矢板のその前端部範囲における側面および平面図
、第６図、第７図および第８図は枠と控えとの結合態様
を示す図。 図中符号は、１０・・・・・・矢板枠組、１５・・・・
・・拡開装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ メツセル矢板を掘進方向で推進可能に支持し、メツ
   セル矢板に対して掘進方向で後方から曳行可能な矢板枠
   組を備えており、この矢板枠組か掘進方向で間隔をおい
   て相前後して設けられていてかつ控えを介して結合され
   ている支持枠から成る、トンネル掘進機或いは横坑掘進
   機のための支保シールドにおいて、矢板枠組１０を円錐
   形に調節するため一方の支持枠（１２或いは１３）が他
   方の支持枠（１３或いは１２）に対してトンネルおよび
   横坑の軸線に対して半径方向で拡開および縮少可能に構
   成されており、この場合この拡開および縮少可能な支持
   枠（１２或いは１３）か拡開装置１５によって拡開およ
   び縮少可能な多数の枠セグメント１４から成ること、お
   よび拡開および縮少可能な支持枠（１２或いは１３）か
   これの拡開運動に関節的に従う控え１７を介して他の支
   持枠１２と結合されていることを特徴とする、上記支保
   シールド。