JPS604358B2 - 開放矢板囲いで地溝を掘進しかつこの地溝内に管列を敷設するためのシールド掘進装置 - Google Patents

開放矢板囲いで地溝を掘進しかつこの地溝内に管列を敷設するためのシールド掘進装置

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JPS604358B2
JPS604358B2 JP51076112A JP7611276A JPS604358B2 JP S604358 B2 JPS604358 B2 JP S604358B2 JP 51076112 A JP51076112 A JP 51076112A JP 7611276 A JP7611276 A JP 7611276A JP S604358 B2 JPS604358 B2 JP S604358B2
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excavation
pipe
box
pipe laying
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JP51076112A
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ロルフ・シユトルツ
デイーテル・シユトウツクマン
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GEBERUKUSHAFUTO AIZENHYUTSUTE UESUTOFUARIA
Original Assignee
GEBERUKUSHAFUTO AIZENHYUTSUTE UESUTOFUARIA
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、掘進シールドとこの掘進シールドと結合さ
れていて、掘進方向で帯行されることができ、シールド
‘こ対して反対側において管通過開口を備えた仕切板を
備えかつ既に敷設された管列に接合される管が降下され
る管敷設函とから成り、この場合掘進シールドおよび管
敷設函を推進させるため管敷設函内に敷設された管列に
支持される推進装置が設けられている、開放された矢板
函い内で地積を掘削しかつ管列をこの池構内に敷設する
ためのシールド掘進装置に関する。
開放工法で管を敷設する際に、共通の支持枠に支持され
ており単独で或いはグループにまとめられて地山内に貫
入可能であり、掘進範囲内の開放された地溝を保護する
掘進メッセルから成る支保シールドを使用することは公
知である。
管区分は一連の掘進作業の進捗の間支保シールドの後方
で一本一本地構内に沈下され、既に地構内に敷設された
管列に接合される。極めて透水性の地層内で管を敷設す
るための地溝の掘削を可能にするため、掘進作業および
管敷設作業を或る程度乾燥した状態で行うことができる
ようにするため従釆常に経費のかかる地水沈下を行う必
要があった。
出願人の先願であるドイツ特許藤第Ｐ２４３７０１２．
５号（未公開）には、掘進および管敷設を透水性の地層
においても経費のかかる地下水沈下を行わなくとも実施
することのできる掘進および管敷設装置が提案されてい
る。
この目的のため、支保シールドの後方から地溝に対して
封除されている管敷設函が曳行され、この管敷設函内に
既に敷設された管列に対して接合される管が降下される
。この管敷設函が水密に構成されているので、極めて透
水性の地層にあっても地下水沈下を行わなくとも管敷設
が可能である。この管敷設函は個々の搬入およびこの管
の既に敷設された管列への接合を容易にする。管敷設函
は推進ジャッキにより地溝内で前方へ押進可能である。
この発明の根底をなす課題は、単独で或いはグループに
まとめられて推進可能な掘進メッセルを備えた支保シー
ルドを使用せずに、全体として構造が簡単であるが効率
のよい、できる限り比較的短い構造長の掘進装置が得ら
れるように、冒頭に記載したかつ上記の先願において示
されている様式のシールド掘進装置を構成することであ
る。
上記の課題はこの発明により以下のようにして解決され
る。即ち、掘進シールドが掘削装置を備えたシールド函
体として形成されており、管敷設函と結合されて一緒に
前方に推進可能な構造単位を形成しており、管敷設函よ
りも短い構造長を備えており、かつ切羽に面した側で上
方領域に仕切壁を備えていることによって解決される。
上方が開放されているシールド函体と同様に上面で開放
されている管敷設函とを一体となった中間壁によって掘
進室と管敷設室とに分割されている密閉された函体とか
ら構成する。
しかし有利なのは管敷設函を本来のシールド函体に関節
的に懸架す．ることである。この場合両函体は、押進装
置によって掘進方向で押進可能な密閉された１つの構造
単位を形成する。この際この押進装置は既に敷設された
管列に支持される。この配設により、押進装置を同時に
後から管敷設函内に鉱下される管区分を既に敷設された
管列に接合するのに使用することができる。管敷設函の
前方に接続されたシールド函体がその切羽に面した側で
上方領域に仕切壁を有していることによって、急傾斜の
切羽を地層が不安定であっても確実に保持し、地山のシ
−ルド函体内への規制しがたい崩落を阻止することが可
能となる。
この仕切壁を使用しなかった場合、おそらく前方に設け
られたシールド函体が著しく長い構造長を有していなけ
ればならず、これによってのみ切羽がほぼ自然の切羽長
で形成可能である。したがって本発明によりシールド掘
進装置の全構造長を著しく短くすること、同時に構造費
の低減も可能となり、また構造長が短くなる結果シ−ル
ド掘進装置の制御可能性も改善される。管数設函は追走
体としてシールド函体の後方に設けられている。直接掘
進領域における地溝の保護はシールド函体によって行わ
れ、一方管敷設函は管敷領域内における地溝の保護を行
う。これにより、容易に管敷設函を水密性に構成するこ
とが可能となり、これにより管敷設作業を水透過性の地
層においても地下水低下を伴うことなく、また全く掘進
作業からの影響をこおむることなく行うことが容易に可
能となる。上方の開いているシールド函体と同様に上側
において開いている管敷設函とは一つのまとまった閉じ
られているかつ中間壁によって掘進室と管敷設室とに分
割された函体から成ることも可能である。
しかし、特にシールド掘進装置の整向制御の点で、シー
ルド函体と管敷設函を関節的に連結するのが有利である
。この場合、両函体は、掘進装置により掘進方向で推進
可能な一体的な構造単位を形成する。これによって全装
置の蛇行運動が可能となる。シールド函体内に設けられ
た、地積を掘進する掘進機を、これが切羽を仕切壁の下
方の領域で捉え、かつ支持するように構成するのが有利
である。
仕切壁の上方に存在している切羽の保護は、既に述べた
ように、高さ調節可能にシールド函体に設けられている
仕切壁で行われる。この仕切壁の高さ調節はシリンダ機
構、スピンドル等の従来公知調節装置によって行われる
。例えばシールドの上方領域において粘絹性の地層を掘
削するような場合、上記の仕切壁は上昇され、これによ
って切羽は掘削のために解放される。崩落し易い地層お
よび流動する傾向を持つ地層の場合は、上記と異り、仕
切壁は降下され、上部領域内での切羽の崩落およびシー
ルド函体内に設けられた掘進機の土砂による埋没が阻止
される。シールド函体に端面で設けられた高さ調節可能
な仕切壁を、下側において刃を設け、降下の際地山に突
刺るように構成するのが有利である。
更に、仕切壁が通路開口を備え、シールド掘進装置を推
進させた際この切通し関口を介して切羽に露出している
地山が押圧下層かれるようにするのが有利である。この
切通し開口は反藤６板で開閉可能であり、この反跳板は
開閉装置の帰力に抗して開く。掘進作業を停止した際反
跳板は弾性復帰力によって自動的に閉じ、したがって上
部領域内の切羽が保護される。この関口の下方に位置す
る領域内の切羽の保護は、上記の構成とは反対に、既に
述べたように、掘進機によって行われる。導水性の地層
内で地溝を掘進する場合は、シールド函体と管敷設函の
壁を二重壁に形成し、これによりこれらの函体が地溝内
でシールド掘進装置を安定させるバラストタンクの役を
果すようにするのが有利である。
場所をとる搬出装置をシールド函体内に設けるのを回避
するため、切羽において掘削されたずりは液圧ずり出し
装置によって行われる。以下にこの発明による装置を添
付図面に図示した実施例につき詳述する。
図示したシールド掘進装置はシールド函体１０とこのシ
ールド函体に後援碗されている管敷設函１１とを１つの
構造ユニットとして有している。
シールド函体も管敷設函も上側が開放されており、‘ま
）、矩形の横断面を有している。シールド函体１０は管
敷設函１１の構造長よりも著しく短い池溝縦軸線方向の
構造長を有している。管敷設函１１は、シールド函体１
０の背壁１３に取付けられた輪体１２の孔にこの管敷設
函１１の側壁に設けられたフックが鉄入することにより
シールド管１０と一つの構造ユニットを形成するよう僅
かに四方に関節運動に連結されている。符号１３でシー
ルド函体１０の内室を管敷設函１１の内室に対して密に
封除する中間仕切壁を示した。シールド函体１０の掘進
室には比較的短い構造長の、回転して作業を行う掘進機
１４が設けられており、この掘進機の回転するカッタヘ
ッド１５は自体公知のように、これが切羽を仕切壁１６
の下方の範囲でのみ掘削し、同時にここで切羽をシール
ド函内への崩落に対して保護する。
カッタヘッド１５上方の切羽の支持は仕切板１６で行わ
れる。この仕切板は、第３図から見られるように、液圧
持上ジャッキ１７を介して高さ調節可能にシールド函体
の端面に沿って案内されている。仕切板１６は内側で旋
回反跳板１９で閉じられている切通し閉口１８を有して
いる。この旋回反跳板１９はばね負荷された逃し弁の様
式で形成されており、（図示しなかった）開閉ばね装置
によって切通し閉口１８を閉じる閉鎖位置にもたらされ
る。切羽に露出している地山の土庄が一定になった場合
、反銚板１９は開閉ばね装置の復帰力に抗して開かれ、
これに伴い地山の土が切通し開口１８を通ってシールド
函体１０内に流入することが可能になる。これは特に、
全装置を多数の吐出段を備えた多数の液圧テレスコープ
式ジャッキ２０から成る押進装置によって全装置を押進
した際に行われる。テレスコープ式ジャッキ２０は中間
仕切板１３およびシールド函体１０に支持されていて、
そのピストンロッドで管２２の端面に支持されている共
通の圧力機構、適当なのは押しリング２１に取付いてい
る。掘進機１４がシールド函体の背壁および中間仕切壁
１３内に支持されかつ軸受されていて、この場合その駆
動端部１５′が駆動ユニットと共に管数設函１１の内部
に設けられていることが認められる。
管敷設函内には、第１図に図示したように、多数の走行
ローラを有するローラベッド２３が設けられており、こ
のローラベッド上に上方から管敷設函内に降下される管
２２が戦直される。
第２図ではローラベツド２３は図示しなかった。上に述
べたように、掘進機１４は仕切壁１６の下方範囲での切
羽の掘削と保持の働きを行う。
掘進機によって掘削された地山はシールド函体１０の室
内に落下し、ここから適当なのは液圧ずり出し装置２４
によって搬送される液圧ずり出し装置２４を使用する場
合、前方のシールド函体１０内に水が導入される。した
がって水とカツタヘツド１５によって掘起されたずりと
から成る泥土が生じ、この泥土はポンプによりシールド
函体１０から運び出される。第１図に示した液圧ずり出
し装置２４はポンプ導管として示されており、この導管
を通して泥土がシールド函体１０から圧送出される。導
水性の地層にあっては特別な水の供給は行われない。な
ぜなら、水が自らシールド函体１０内に流入し、ここで
ずりと共に泥土を形成するからである。したがってこの
場合はただ液圧ずり出し装置２４を介して泥土を圧送し
さえすればよい。掘進作業の進歩につれて管敷設函１１
内には管区分２２が一本−本降下され、ローラベッド２
３上に載遣される。第１図において符号２２′で既に地
構内に敷設された管列を示した。降下された管区分２２
敷設された管２２′に対する接合は押進装置２０，２１
で行われる。ジャッキ２０が吐出された際、押しリング
２１はローラベッド２３上の管区分２２に敷設された管
列２２′に対して押進させる。全掘進装置および管敷設
装置を掘進方向Ｖで押進するため、ジャッキ２０は液圧
により加圧される。この場合、ジャッキ２０は押しリン
グ２１を介して管区分２２におよびこの管区分を介して
敷設された管列２２′に支持される。装置が押進された
際、後に降下された管２２は後方の通過閉口２５を通し
て管敷設函１１の内室から移動して出る。ローラベツド
が管列と管敷設函との間の摩擦を和らげ、これによって
全シールド掘進装置の前方への押進が軽減されることが
解る。第２図に図示したように、装置がほぼ管の長さ分
だけ押進されると、ジャッキ２０は入込まれる。
この際、ジャッキ２０は押しリング２１を帯行する。引
続き、第１図に図示したように、新たな管区分２２が管
敷設函１１内に降下される。シールド上部範囲内におい
て粘結一性の地層を掘進することができるようにするた
めには、端面に設けられた仕切壁１６を完全に上昇させ
るのがよい。或る程度の掘進距離が得られたら仕切壁は
その刃１６として形成された下縁部で地山を切込むこと
ができる。崩落しやすい地層の掘削を可能にするには、
仕切壁を図示した位置に降下させるのがよい。装置を押
進した際、地山は切通し閉口１８を通ってシールド函体
内に押込まれる。この場合反跳板１９は自動的に開く。
掘進を休止した場合、ジャッキ２０の押圧圧力によって
誘起される切羽の反力はもはや反跳板１９に作用しない
。したがって反跳板はその開閉ばね装置の復帰力下に閉
じる。したがって切羽は上部範囲においては仕切板１６
によって、下方範囲においては掘進機１４によってばれ
込みに対して保護される。上に述べたように、シールド
壁と管敷設函とを２重壁に形成することができ、これに
よってこれらの壁は水バラスト等のバラストタンクとし
て役立つ。
このバラストは透水性の地積内において全函体を安定さ
せる。管列のための後方の通過関口２５が封隙部を備え
ており、これによって水が管敷設函１１内に浸入するこ
とがないことはもちろんである。地構内で管敷設函の外
側で管列２２のための支承体を形成しているコンクリー
ト床２７は、第２図に示すように、後方で管敷設函１１
に設けられていてかつ管敷設函１１と一緒に帯行される
型わく要素間の間隙状の型わく空間内にコンクリートを
打込むコンクリート打設装置２８によって形成される。
このコンクリート床２７は管を管敷設函１１の外側で支
持するが、一方管敷設函１１の内部において管を支持す
るにはローラベッド２３が設けられている。このローラ
ベッド２３は多数のローラを備え管敷設図１１内に組込
まれており、このローラベッド上に管敷設函１１内に存
在している管列２２が支持される。管敷設函１１の後側
で底部範囲に設けられたポンプ装置或いは噴射装置２８
で、平行なコンクリート床２７間の空間および管列と地
溝間の空間に砂利或し、は貧配合コンクリートを吹込み
、管列を大麦面積で支持する管載層ベッドを造るのが有
利である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明によるシールド掘進装置の縦断面図、
第２図は第１図による装置を掘進方向で押進した後の状
態で示した図、第３図は第１図および第２図による装置
の管敷設函の背面の平面図。 図中符号は１０・・・シールド函体、１１・・・管敷
設函、２０，２１・・・押進装置、２２，２２′・・・
管列。ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 掘進シールドとこの掘進シールドと結合されていて
    、掘進方向で帯行されることができ、シールドに対して
    反対側において管通過開口を備えかつ既に敷設された管
    列に接合される管が降下される管敷設函とから成り、こ
    の場合掘進シールドおよび管敷設函を掘進させるため管
    敷設函内に敷設された管列に支持される掘進装置が設け
    られている、開放された矢板囲い内で地溝を掘削しかつ
    管列をこの地溝内に敷設するためのシールド掘進装置に
    おいて、掘進シールドが掘進装置１４を備えたシールド
    函体１０として形成されており、管敷設函１１と結合さ
    れて一緒に掘進可能な構造単位を形成しており、管敷設
    函１１よりも短い構造長を備えており、かつ切羽に面し
    た側で上方領域に仕切壁１６を備えていることを特徴と
    する、上記シールド掘進装置。 ２ シールド函体１０と管敷設函１１とが関節的に連結
    されている、前記特許請求の範囲第１項に記載のシール
    ド掘進装置。 ３ 仕切壁１６が高さ調節可能にシールド函体１０に設
    けられている、前記特許請求の範囲第１項或いは第２項
    に記載のシールド掘進装置。 ４ 掘進シールドとこの掘進シールドと結合されていて
    、掘進方向で帯行されることができ、シールドに対して
    反対側において管通過開口を備えかつ既に敷設された管
    列に接合される管が降下される管敷設函とから成り、こ
    の場合掘進シールドおよび管敷設函を推進させるため管
    敷設函内に敷設された管列に支持される推進装置が設け
    られている、開放された矢板囲い内で地溝を掘削しかつ
    管列をこの地溝内に敷設するためのシールド掘進装置で
    あって、掘進シールドが掘進装置を備えたシールド函体
    として形成されており、管敷設函と結合されて一緒に前
    方に掘進可能な構造単位を形成しており、管敷設函より
    も短い構造長を備えており、かつ切羽に面した側で上方
    領域に仕切壁を備えているシールド掘進装置において、
    高さ調節可能な仕切壁１６が下側において刃２６を備え
    ていることを特徴とする、シールド掘進装置。 ５ 掘進シールドとこの掘進シールドと結合されていて
    、掘進方向で帯行されることができ、シールドに対して
    反対側において管通過開口を備えかつ既に敷設された管
    列に接合される管が降下される管敷設函とから成り、こ
    の場合掘進シールドおよび管敷設函を掘進させるため管
    敷設函内に敷設された管列に支持される掘進装置が設け
    られている、開放された矢板囲い内で地溝を掘削しかつ
    管列をこの地溝内に敷設するためのシールド掘進装置で
    あって、掘進シールドが掘進装置を備えたシールド函体
    として形成されており、管敷設函と結合されて一緒に掘
    進可能な構造単位を形成しており、管敷設函よりも短い
    構造長を備えており、かつ切羽に面した側で上方領域に
    仕切壁を備えているシールド掘進装置において、高さ調
    節可能な仕切壁１６が地山のための切通し開口１８を備
    えていることを特徴とする、シールド掘進装置。 ６ 掘進シールドとこの掘進シールドと結合されていて
    、掘進方向で帯行されることができ、シールドに対して
    反対側において管通過開口を備えかつ既に敷設された管
    列に接合される管が降下される管敷設函とから成り、こ
    の場合掘進シールドおよび管敷設函を推進させるため管
    敷設函内に敷設された管列に支持される推進装置が設け
    られている、開放された矢板囲い内で地溝を掘削しかつ
    管列をこの地溝内に敷設するためのシールド掘進装置で
    あって、掘進シールドが掘削装置を備えたシールド函体
    として形成されており、管敷設函と結合されて一緒に前
    方に掘進可能な構造単位を形成しており、管敷設函より
    も短い構造長を備えており、かつ切羽に面した側で上方
    領域に仕切壁１６を備えているシールド掘進装置におい
    て、仕切壁１６に設けられた切通し開口１８が閉鎖装置
    の復帰力に抗して開く反跳板１９によって閉じられるよ
    うに構成されていることを特徴とする、シールド掘進装
    置。 ７ 掘進シールドとこの掘進シールドと結合されていて
    、掘進方向で帯行されることができ、シールドに対して
    反対側において管通過開口を備えかつ既に敷設された管
    列に接合される管が降下される管敷設函とから成り、こ
    の場合掘進シールドおよび管敷設函を推進させるため管
    敷設函内に敷設された管列に支持される推進装置が設け
    られている、開放された矢板囲い内で地溝を掘削しかつ
    管列をこの地溝内に敷設するためのシールド掘進装置で
    あって、掘進シールドが掘削装置を備えたシールド函体
    として形成されており、管敷設函と結合されて一緒に前
    方に掘進可能な構造単位を形成しており、管敷設函より
    も短い構造長を備えており、かつ切羽に面した側で上方
    領域に仕切壁を備えているシールド掘進装置において、
    掘進機１４がシールド函体１０と管敷設函１１との間の
    後方中間壁１３内で支持されており、その駆動部が管敷
    設函１１内に設けられていることを特徴とする、シール
    ド掘進装置。 ８ シールド函体１０内に設けられた掘進機１４が切羽
    を仕切壁１６の下方領域で掘削しかつ支持するように構
    成されている、特許請求の範囲第７項に記載のシールド
    掘進装置。 ９ 掘進シールドとこの掘進シールドと結合されていて
    、掘進方向で帯行されることができ、シールドに対して
    反対側において管通過開口を備えかつ既に敷設された管
    列に接合される管が降下される管敷設函とから成り、こ
    の場合掘進シールドおよび管敷設函を推進させるため管
    敷設函内に敷設された管列に支持される推進装置が設け
    られている、開放された矢板囲い内で地溝を掘削しかつ
    管列をこの地溝内に敷設するためのシールド掘進装置で
    あって、掘進シールドが掘削装置を備えたシールド函体
    として形成されており、管敷設函と結合されて一緒に前
    方に掘進可能な構造単位を形成しており、管敷設函より
    も短い構造長を備えており、かつ切羽に面した側で上方
    領域に仕切壁を備えているシールド掘進装置において、
    シールド函体１０からのずりの搬出が液圧コンベヤ装置
    ２４によって行われるように構成されていることを特徴
    とする、シールド掘進装置。 １０ 掘進シールドとこの掘進シールドと結合されてい
    て、掘進方向で帯行されることができ、シールドに対し
    て反対側において管通過開口を備えかつ既に敷設された
    管列に接合される管が降下される管敷設函とから成り、
    この場合掘進シールドおよび管敷設函を推進させるため
    管敷設函内に敷設された管列に支持される推進装置が設
    けられている、開放された矢板囲い内で地溝を掘削しか
    つ管列をこの地溝内に敷設するためのシールド掘進装置
    であって、掘進シールドが掘削装置を備えたシールド函
    体として形成されており、管敷設函と結合されて一緒に
    前方に掘進可能な構造単位を形成しており、管敷設函よ
    りも短い構造長を備えており、かつ切羽に面した側で上
    方領域に仕切壁を備えているシールド掘進装置において
    、管敷設函１１内に降下された管２２を載置するための
    ローラーベツト２３が設けられていることを特徴とする
    、シールド掘進装置。 １１ 掘進シールドとこの掘進シールドと結合されてい
    て、掘進向で帯行されることができ、シールドに対して
    反対側において管通過開口を備えかつ既に敷設された管
    列に接合される管が降下される管敷設函とから成り、こ
    の場合掘進シールドおよび管敷設函を推進させるため管
    敷設函内に敷設された管列に支持される推進装置が設け
    られている、開放された矢板囲い内で地溝を掘削しかつ
    管列をこの地溝内に敷設するためのシールド掘進装置で
    あって、掘進シールドが掘削装置を備えたシールド函体
    として形成されており、管敷設函と結合されて一緒に前
    方に掘進可能な構造単位を形成しており、管敷設函より
    も短い構造長を備えており、かつ切羽に面した側で上方
    領域に仕切壁を備えているシールド掘進装置において、
    管敷設函１１の後方の底部範囲に、管列を管敷設函の後
    方で支持する載置ベツドを形成するためのコンクリート
    打設装置２８が設けられていることを特徴とする、シー
    ルド掘進装置。 １２ 掘進シールドとこの掘進シールドと結合されてい
    て、掘進方向で帯向されることができ、シールドに対し
    て反対側において管通過開口を備えかつ既に敷設された
    管列に接合される管が降下される管敷設函とから成り、
    この場合掘進シールドおよび管敷設函を推進させるため
    管敷設函内に敷設された管列に支持される推進装置が設
    けられている、開放された矢板囲い内で地溝を掘削しか
    つ管列をこの地溝内に敷設するためのシールド掘進装置
    であって、掘進シールドが掘削装置を備えたシールド函
    体としせ形成されており、管敷設函と結合されて一緒に
    前方に推進可能な構造単位を形成しており、管敷設函よ
    りも短い構造長を備えており、かつ切羽に面した側で上
    方領域に仕切壁を備えているシールド掘進装置において
    、降下された管２２に対して当接する押しリングのよう
    な押し機構２１を備えていることを特徴とする、シール
    ド掘進装置。 １３ 押し機構２１が多数の押進ジヤツキ２０から成る
    、特許請求の範囲第１２項に記載のシールド掘進装置。
JP51076112A 1975-07-29 1976-06-29 開放矢板囲いで地溝を掘進しかつこの地溝内に管列を敷設するためのシールド掘進装置 Expired JPS604358B2 (ja)

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JPS5245583A (en) 1977-04-11
DE2539042A1 (de) 1977-03-17
DE2539042B2 (de) 1980-07-24
BE845750A (fr) 1976-12-31
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