NL7902326A

NL7902326A - Driving machine for underground galleries - has shield with lower stage driven by hydraulic ram to move plates successively along tunnel floor, and upper stage with shell segment rings

Info

Publication number: NL7902326A
Application number: NL7902326A
Authority: NL
Original assignee: Locher & Cie
Priority date: 1979-03-23
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1980-09-25

Abstract

The machine for driving underground galleries includes a shield. The revetment for the tunnel is introduced by concreting on site the step immediately behind the shield. The shield consists of a fixed rear port, and a mobile part made up of a set of plates (7a, 7b). The roof of the tunnel is made up from a number of arched shell elements (16) placed in conjunction with shell rings (15, 15a, 15b). A multiple component tamper (20) is used to move material backwards away from the tunnel face and is actuated by hydraulic presses. The machine is intended for driving galleries through unstable mountain structures where the entry is loose material is likely to delay the progress of tunnel construction. The tunnel wall can be erected over the main face equipment.

Description

79.3173/Ke/MvC79.3173 / Ke / MvC

**

Aanvraagster s LOCHER & CIE te Zürich, Zwitserland.Applicant s LOCHER & CIE in Zurich, Switzerland.

Titel j Inrichting en werkwijze voor ondergronds houwen met verplaatsing van een schild.Title j Device and method of underground cutting with displacement of a shield.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting om ondergronds te houwen, met een tunnelschild bestaande uit een snijkant, een schildmantel en een achterstuk, en een daarop aansluitende bekisting voor de betonnen bekleding.The invention relates to a device for underground cutting, with a tunnel shield consisting of a cutting edge, a shield jacket and a rear section, and a subsequent formwork for the concrete covering.

5 De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze om ondergronds te bouwen met verplaatsing van een schild en met inbouwen van een tunnelbekleding uit beton direct achter het schild.The invention further relates to a method of building underground with displacement of a shield and incorporating a tunnel lining of concrete directly behind the shield.

Bouwwerken ondergronds, in open steengangen en tunnels, in gesteente dat niet stabiel is, worden dikwijls tot stand gebracht 10 met toepassing van een schild dat bestaat uit een cilindervormige buis, en waardoor het gesteente wordt gesteund dat op het uitgegraven gebied staat en waardoor er instorting van de tunnel wordt voorkomen. Yoor zover nodig wordt ook het tunnelfront beveiligd met schildvormige platen. Tijdens de voortgang van de graafarbeid wordt het tunnelschild 15 verplaatst. Daarachter moet het tunnelprofiel direct met een binnenwerk worden gesteund. Dit binnenwerk bestaat veelal uit gebogen platen, zogenaamde sehachtringen, bijv. uit gietijzer of uit gewapend beton, die gecombineerd worden tot dragende ringen. Door achteraf de holle ruimten tussen de sehachtringen en het gesteente op te vullen kan de 20 druk van het gesteente overgedragen worden op deze sehachtringen.Underground structures, in open stone corridors and tunnels, in rock that is not stable, are often constructed using a shield consisting of a cylindrical tube, supporting the rock standing on the excavated area and causing collapse of the tunnel is prevented. As far as necessary, the tunnel front is also secured with shield-shaped plates. During the progress of the excavation work, the tunnel shield 15 is moved. The tunnel profile must be supported directly behind it with an interior. This interior usually consists of curved plates, so-called sehacht rings, eg made of cast iron or reinforced concrete, which are combined into load-bearing rings. By subsequently filling the hollow spaces between the sehacht rings and the rock, the pressure of the rock can be transferred to these sehacht rings.

Dergelijke tevoren vervaardigde sehachtringen zijn duur in fabricage, en het transport en de plaatsing zijn arbeidsintensief. Bij de uit gewapend "beton vervaardigde sehachtringen bedraagt de extra wapening die nodig is voor de transportsterkte en die vereist 25 is voor het opnemen van de dwars spanningen uit de vijzeldruk voor de verplaatsing, dikwijls meer dan 50% van devapening in zijn geheel.Such prefabricated washers are expensive to manufacture, and transportation and installation are labor intensive. In the reinforcement rings made of reinforced concrete, the additional reinforcement required for the transport strength and required for absorbing the transverse stresses from the jack pressure before displacement, often amounts to more than 50% of the reinforcement as a whole.

Ook is gebleken dat tunnelwanden die bekleed zijn met sehachtringen nog vervormingen kunnen ondergaan onder invloed van de ongelijkmatige 7902326 f * 2 ebrok van het gesteente.It has also been found that tunnel walls lined with sehacht rings can still undergo deformations under the influence of the uneven 7902326 f * 2 ebrok of the rock.

Om deze reden werd reeds eerder voorgesteld om in plaats van de schachtringeri gestort beton toe te passen, dat onmiddellijk achter het schild wordt ingebracht.For this reason, it has previously been proposed to use cast concrete instead of the shaft ringeri, which is introduced immediately behind the shield.

5 Deze werkmethode is echter tot nu toe slechts inci denteel toegepast, en alleen bij het bouwen van tunnels met kleine middellijn. Daarbij vond tijdens de fase van het aanbrengen van het beton steeds een onderbreking plaats bij 'de graaf- en verplaatsings-werkzaamheden, wat in technisch en organisatorisch opzicht ongewenst is. 10 De uitvinding beoogt nu een inrichting en een werk wijze van de hierboven genoemde soort te verschaffen waarbij deze nadelen ondervangen zijn. In het bijzonder moet het mogelijk zijn om, ondanks het feit dat de bekleding in etappes wordt ingebouwd, het schild continu te verplaatsen, zodat aan het tunnelfront de werkzaam-15 heden niet periodiek behoeven te worden onderbroken. Verder dient met de uüvinding te worden bereikt dat de wapening meestal helemaal achterwege kan blijven, maar minstens belangrijk gereduceerd kan worden.5 However, this working method has hitherto only been used incidentally, and only when building small diameter tunnels. During the phase of applying the concrete, there was always an interruption in the excavation and displacement work, which is undesirable from a technical and organizational point of view. The object of the invention is now to provide an apparatus and a method of the above-mentioned type, wherein these drawbacks are obviated. In particular, despite the fact that the cladding is built in in stages, it must be possible to move the shield continuously, so that the work on the tunnel front does not have to be interrupted periodically. Furthermore, it must be achieved with the invention that the reinforcement can usually be omitted completely, but can at least be significantly reduced.

Dit geschiedt bij de inrichting volgens de uitvinding zo,: dat het achterstuk van het schild bestaat uit een deel dat vast 20 met de mantel van het schild is verbonden, en een ten opzichte daarvan beweegbaar deel, en dat dit beweegbare deel vanaf het achterstuk van het schild onderverdeeld is in meerdere lamellen die afzonderlijk in de. mantel naar voren kunnen worden getrokken, en dat de bekisting voorzien van meerdere, uit gebogen bekistingselementen bestaande be-25 kistingsringen.In the device according to the invention this takes place in such a way that the rear part of the shield consists of a part which is fixedly connected to the jacket of the shield, and a part movable relative to it, and that this movable part from the rear part of the shield is subdivided into several slats that are separated in the. casing can be pulled forward, and that the formwork is provided with a plurality of formwork rings consisting of curved formwork elements.

In een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de bekistingsringen voorzien van ringvormige ribben en langs-ribben, zodat in de gerede betonnen bekleding een netwerk ontstaat van ringvormige en in lengterichting lopende kerven. Door deze kerven 30 wordt het gewelf van de tunnelbekleding onderverdeeld in afzonderlijke blokken. De kerven vormen verzwakkingsvoegen tussen deze blokken.In a favorable embodiment of the invention, the formwork rings are provided with annular ribs and longitudinal ribs, so that a network of annular and longitudinal notches is formed in the finished concrete lining. The notches 30 divide the vault of the tunnel lining into separate blocks. The notches form weakening joints between these blocks.

Onder invloed van de druk van het gesteente en de daaruit ontstane vervormingen kunnen langs deze kerven scheuren ontstaan die gunstig zijn voor de aanpassing van de bekleding aan het zich vervormende 35 gesteente, omdat de afzonderlijke blokken, die door de zetscheuren van elkaar gescheiden zijn, ten opzichte van elkaar enigszins schar- 780 23 26 4 4 3 nierend beweegbaar worden, op dezelfde wijze als bij een "bekleding uit afzonderlijke gewelfstenen. Daardoor kan in de meeste gevallen een wapening van het gewelf helemaal achterwege blijven of minstens sterk worden gereduceerd, omdat in deze "blokken praktisch geen buig-5 belasting optreedt.Under the influence of the pressure of the rock and the resulting deformations, cracks can form along these notches, which are favorable for the adaptation of the coating to the deforming rock, because the individual blocks, which are separated from each other by the setting cracks. 780 23 26 4 4 3 can be moved with respect to each other in a kidney-like manner, in the same way as with a cladding made of individual vaulting stones. As a result, in most cases a reinforcement of the vault can be completely omitted or at least greatly reduced, because in these "blocks practically no bending-5 load occurs.

De werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat bij een in hoofdzaak continu voortgaande venpLaatsing van het schild in etappes betonnen ringen uit de gestort beton achter het schild worden ingebracht, dat daartoe een uit meerdere gebogen be-10 kistingselementen bestaande bekistingsring per segment achter het schild wordt gemonteerd en met de aangrenzende bekistingsring wordt verbonden, en dat het beton per segment van de vloer via de zijden afwisselend links enirechts steeds hoger tot aan de top van de boog ingebracht wordt tussen de bekistingsring en een ten opzichte van 15 het schild beweegbaar aangebracht deel van het achterstuk van het schild dat bestaat uit lamellen, waarbij tijdens het aanbrengen van het beton van een element de daarbij behorende lamel van het beweegbare deel van het achterstuk in het schild naar voren wordt getrokken, zodat het beton in contact komt met. het gesteente vaa de tunnelwand.The method according to the invention is characterized in that with a substantially continuous progression of the shield, concrete rings from the poured concrete are introduced behind the shield in stages, for which purpose a formwork ring consisting of several curved formwork elements per segment behind the shield is used for this purpose. mounted and connected to the adjacent formwork ring, and that the concrete per segment of the floor is introduced between the formwork ring and a part of the shield movable with respect to the shield via the sides alternately on the left and right alternately higher and to the top of the arch. the rear part of the shield, which consists of slats, whereby during the application of the concrete of an element the associated slat of the movable part of the rear part in the shield is pulled forward, so that the concrete comes into contact with. the rock of the tunnel wall.

20 Omdat het beton niet mag instorten in de holle ruimte die achterblijft bij het voortdurend verder lopende vaste deel van het achterstuk van het schild, wordi de verplaatsing van het beweegbare deel van het achterstuk ter plaatse van het uithardende beton onderbroken.Because the concrete must not collapse in the hollow space which remains at the continuously moving solid part of the rear part of the shield, the displacement of the movable part of the rear part at the location of the hardening concrete is interrupted.

25 Zonder het beweegbare deel van het achterstuk van het schild zou het nauwelijks mogelijk zijn om de hele holte volledig op te vullen. Men zou wel kunnen proberen om deze holte vaa het achterstuk van het schild achteraf op te vullen met injectiemateriaal. Zelfs onder hoge persdruk zou het echter nauwëLijks gelukken om tussen het 30 gesteente en het betonnen gewelf op zodanige wijze een veilige ondersteuning te creëren dat er geen delen voor het beton in het injectiemateriaal zouden kunnen vallen, waardoor de verse betonstructuur zou worden verzwakt. Bij storingen in de verplaatsing zou bovendien het injectiemateriaal kunnen verharden en het achterstuk van het schild 35 klem kunnen zetten, maar minstens bij hervatting van de verplaatsing de nu geïsoleerde leemte aan het achterstuk van het schild niet meer 790 2 3 26Without the movable part of the rear part of the shield, it would hardly be possible to completely fill the entire cavity. One could try to fill this cavity of the back part of the shield with injection material afterwards. However, even under high pressing pressure, it would hardly succeed in creating a secure support between the rock and the concrete vault in such a way that no parts for the concrete could fall into the injection material, thereby weakening the fresh concrete structure. In the event of displacement malfunctions, the injection material could also harden and jam the rear part of the shield 35, but at least when resumption of the displacement the gap now isolated on the rear part of the shield no longer no longer 790 2 3 26

Jb ί 4 \ op tijd .kunnen bereiken.Jb ί 4 \ can reach on time.

Deze bezwaren worden ondervangen door de werkwijze volgens de uitvinding, omdat het beweegbare achterstuk van het schild tijdens de ononderbroken voorwaartse gang van het schild ten opzichte 5 van de grond stilstaat en pas bij het storten van het beton over de lengte van de etappe in het schild naar voren wordt getrokken, om daarna weer onbeweeglijk stil te blijven staan ten opzichte va de grond.These drawbacks are overcome by the method according to the invention, because the movable rear part of the shield is stationary with respect to the ground during the continuous forward movement of the shield with respect to the ground and only when the concrete is poured over the length of the stage in the shield is pulled forward, only to remain motionless with respect to the ground.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de 10 hand van de bijgaande tekening van een uitvoeringsvoorbeeld.The invention will be explained below with reference to the accompanying drawing of an exemplary embodiment.

Fig. 1 toont een langs do or snede door een tunnelbouw-inrichting die wordt toegepast voor het bouwen van een tunnel in los gesteente;Fig. 1 shows a longitudinal section through a tunnel building device used for building a tunnel in loose rock;

Fig. 2 is een doorsnede volgens de pijlen II-IX in 15 Fig. 1?Fig. 2 is a section according to arrows II-IX in FIG. 1?

Fig. 3 is een doorsnede volgens de pijlen III-III inFig. 3 is a section according to arrows III-III in

Fig. 2;Fig. 2;

Fig. 4 is een doorsnede door het achterstuk van het schild, op grotere schaal; 20 Fig. 5 tot 7 tonen, in de vorm van een doorsnede door de inrichting, drie verschillende fasen van het werk;Fig. 4 is a section through the rear portion of the shield, on a larger scale; FIG. 5 to 7 show, in the form of a cross-section through the device, three different phases of the work;

Fig. 8 toont perspectivisch een afzonderlijk bekledings- element;Fig. 8 is a perspective view of a separate cladding element;

Fig. 9 is een doorsnede door een hydraulische koppeling 25 voor het verbinden van twee bekistingselementen waarbij de koppeling getekend is vd<5r het spannen;Fig. 9 is a section through a hydraulic coupling 25 for connecting two formwork elements with the coupling drawn before tensioning;

Fig. 10 toont de koppeling uit Fig. 9 in ingebrachte toestand;Fig. 10 shows the coupling of FIG. 9 when inserted;

Fig. 11 toont de koppeling uit Fig. 9 in gespannen 30 toestand, aangepast aan een tussen de bekistingselementen aangebrachte compensatiering;Fig. 11 shows the coupling of FIG. 9 in a tensioned position, adapted to a compensation ring arranged between the formwork elements;

Fig. 12 is een doorsnede door het stempel van de front- bekisting;Fig. 12 is a section through the punch of the front formwork;

Fig. 13 is een vooraanzicht op een stempelorgaan van 35 het stempel uit Fig. 12.Fig. 13 is a front view of a stamping member of the stamp of FIG. 12.

7902326 ί 4 57902326 ί 4 5

Se tunnelbouwinrichting omvat een cilindrisch schild 1, dat door middel van verplaatsingsvi j z el s 2 aangedruktplegen het tunnelfront 3 dat wcrdt af gegraven. Het schild 1 bestaat uit de snijkant 4» de mantel 5 en het uit twee delen bestaande achterstuk 6, 7· 3 Het ene deel 6 van het achterstuk tan het schild is vast met de mantel 3 verbonden en wordt tezamen daarmee onder de druk van de verplaatsings-vijzels 2 voortdurend naar voren bewogen. Het beweeglijke» in afzonderlijke lamellen 7a» 7b onderverdeelde achterstuk 7 is ten opzichte van de mantel 5 van het schild in lengterichting verplaatsbaar aangebracht, 10 waarbij elke lamel 7a, 7b afzonderlijk , met behulp van hydraulische vijzels 8 in het achterstuk, naar voren getrokken kan worden in de mantel 3 van het schild. Daarbij zijn de kanten van de lamellen zo uit gevoerd dat de lange kant 9 'van de ene lamel 7a zwenkbaar geleid wordt in een langsgroef 10 die aangebracht is in de kant van de aan-15 grenzende lamel 7b.The tunnel construction device comprises a cylindrical shield 1, which dug down the tunnel front 3 which is pressed by means of displacement fiber 2. The shield 1 consists of the cutting edge 4, the jacket 5 and the two-piece rear piece 6, 7, 3. The one part 6 of the back piece of the shield is fixedly connected to the jacket 3 and is thereby jointly pressed under the pressure of the displacement augers 2 continuously moved forward. The movable rear part 7, which is subdivided into separate slats 7a »7b, is arranged in the longitudinal direction relative to the jacket 5 of the shield, each slat 7a, 7b being individually pulled forward by means of hydraulic jacks 8 in the rear part. in the mantle 3 of the shield. The edges of the slats are designed in such a way that the long side 9 'of the one slat 7a is pivotally guided in a longitudinal groove 10 which is arranged in the side of the adjacent slat 7b.

De beide delen 6, 7 van het achterstuk zijn door middel van de steun 27 en de rol 28 bevestigd aan het frame van de mantel van het schild.The two parts 6, 7 of the rear piece are attached to the frame of the shell of the shield by means of the support 27 and the roller 28.

Om de wrijving tegen de wand bij verplaatsing van het 20 schild te verminderen is de middellijn van de snijkant 4 van het schild iets groter dan de middellijn van de mantel 5» zodat er tussen het uitgegraven gesteente 11 van de tunnelwand en de mantel/Van het schild een cilindrische ruimte 12 aanwezig is.To reduce the friction against the wall when the shield is displaced, the diameter of the cutting edge 4 of the shield is slightly larger than the diameter of the mantle 5, so that between the excavated rock 11 of the tunnel wall and the mantle / of the shield a cylindrical space 12 is present.

De zuigers 13 van de hydraulische verplaatsingsvijzels 25 12 zetten zich af tegen de bekisting 14 die aansluit achter het schild 1. De bekisting bestaat uit een aantal bekistingsringen 15» 15a, 15b die door middel van koppelingen 17 met elkaar zijn verbonden, en die op hun beurt bestaan uit een aantal gebogen bekistingselementen 16.The pistons 13 of the hydraulic displacement jacks 12 push against the formwork 14 which connects behind the shield 1. The formwork consists of a number of formwork rings 15, 15a, 15b which are connected to each other by means of couplings 17 in turn consist of a number of curved formwork elements 16.

Zowel de verbinding van de afzonderlijke bekistingselementen 16 onder-30 ling als de verbinding van de bekistingsringen 15» 15a met elkaar vindt met dergelijke hydraulische koppelingen 17 plaats.Both the connection of the individual formwork elements 16 and the connection of the formwork rings 15, 15a to one another takes place with such hydraulic couplings 17.

Het beton 18, 18a, 18b, dat in fasen of etappes wordt ingebracht tussen de bekisting 14 en de grond, wordt met voordeel afgedekt met een provisorische isolatie 19» om het uitharden te ver-35 snellen. Ook de bekisting kan om deze reden voorzien zijn van een isolatie 19.The concrete 18, 18a, 18b, which is introduced in stages or stages between the formwork 14 and the ground, is advantageously covered with temporary insulation 19 to accelerate curing. For this reason, the formwork can also be provided with insulation 19.

790 2 3 26 #· « 6790 2 3 26 # · «6

Eet bekisten van het kopvlak vindt plaats met een uit meerdere delen bestaand stempel 20, waarvan de onderverdeling overeenkomst met het aantal bekistingselementen 16 aan een bekistings-ring 15. De druk van het beton op de bekisting aan de kopzijde vindt 5 hydraulisch plaats, bij 21, via legers die aangebracht zijn aan de schildmantel 5· Elk stempelsegment is afzonderlijk manipuleerbaar via een centrale besturing.The formwork of the end face takes place with a multi-part punch 20, the subdivision of which corresponds to the number of formwork elements 16 on a formwork ring 15. The pressure of the concrete on the formwork on the end side is 5 hydraulic, at 21 , via bearings mounted on the shield jacket 5 · Each outrigger segment can be individually manipulated via a central controller.

De stempelsegmenten 20 zijn door middel van afdichtingen 22 afgedicht ten opzichte van de bekisting 14, het beweeglijke 10 achterstuk 7 van het schild en ten opzichte van elkaar. Ze zijn uitgevoerd als een holle kastconstructie, zodat aan de holten 23 ervan warm water kan worden toegevoerd om een snelle sterkteontwikkeliig van het beton te bereiken. De kopvlakken van het stempel 20 zijn bovendien uitgerust met inrichtingen voor het vacuüm zuigen van het beton ter 15 plaatse van het kopvlak.The stamping segments 20 are sealed by means of seals 22 with respect to the formwork 14, the movable rear part 7 of the shield and with respect to each other. They are in the form of a hollow box construction, so that hot water can be supplied to their cavities 23 in order to achieve a rapid strength development of the concrete. The end faces of the punch 20 are additionally equipped with devices for vacuuming the concrete at the location of the end face.

Aan de hand van Fig. 5 tot 7 zal hu het verloop van de werkzaamheden bij het bouwen van een tunnel met de beschreven inrichting worde toegelicht. De belangrijkste maatregel van de werkwijze bestaat hierin dat de verplaatsing vaahet schild continu plaatsvindt, 20 terwijl intussen de bekleding in fasen wordt ingebouwd.With reference to Fig. 5 to 7, the course of the work during the construction of a tunnel with the described device will be explained. The most important measure of the method consists in that the displacement of the shield takes place continuously, while in the meantime the coating is built in in phases.

Na het inbouwen van de betonnen ring 18 (Fig. 3) moet een wachttijd worden aangehouden, die afhankelijk is van het bereiken van de vereiste stabiliteit van het verse beton. Indien nodig kan deze wachttijd worden verkort door toepassing van voorverwarmde beton-25 mortel. Om het hard warden, minstens ter plaatse van het kopvlak, nog extra te versnellen, wordt om te beginnen door toepassing van vacuüm het water gedeeltelijk aan het beton onttrokken, en daarop aansluitend wordt aan holten 23 in het stempel warm water toegevoerd, om de uit-hardingstemperatuur te verhogen. Tijdens deze wachttijd kunnen de af-30 gravingswerkzaamheden aan het tunnelfront doorgaan. Onder de druk van de verplaatsingsvijzels beweegt het schild 1 zich voortdurend naar voren.After installing the concrete ring 18 (Fig. 3), a waiting time must be observed, which depends on the achievement of the required stability of the fresh concrete. If necessary, this waiting time can be shortened by using pre-heated concrete mortar. In order to further accelerate the hardening, at least at the location of the end face, the water is firstly partly extracted from the concrete by applying vacuum, and subsequently hot water is supplied to cavities 23 in the punch, in order to increase curing temperature. During this waiting time, excavation work on the tunnel front can continue. Under the pressure of the displacement augers, the shield 1 continuously moves forward.

De daarbij op de bekisting 14 uitgeoefende drukkrachten worden door deze bekisting overgebracht op de betonnen bekleding. Ter 35 vergroting van de hechtwrijvingskracht tussen de bekisting en de bekleding is de bekisting 14 voorzien van ringvormige, loodrecht op de 790 23 26 % * 7 tunnelas staande ribben 24, die in het beton steken. Behalve de ringvormige ribben 24 kunnen ook nog langsribben 25 aanwezig zijn, zodat na verwijdering van de bekisting de gerede bekleding voorzien is van een netwerk van ringvormige en in lengterichting lopende kerven, 5 waarvan de functie reeds toegelicht in de inleiding van de beschrijving. Gedurende de uithardingstijd van de betonnen ring 18 kan de verwijdering van de achterste bekistingsring 15b worden uitgevoerd. Zodra het beton aan de kopzijde een voldoende stabiliteit heeft bereikt worden de verplaatsingsvijzels 2 voorlst schild en de vijzels 21 voor het 10 stempel van een segment naar voren getrokken. Indien nodig kan nu een wapening 26 van dit segment worden geplaatst.The compressive forces exerted on the formwork 14 are transferred by this formwork to the concrete covering. In order to increase the adhesive frictional force between the formwork and the cladding, the formwork 14 is provided with annular ribs 24 perpendicular to the 790 23 26% * 7 tunnel axis, which project into the concrete. In addition to the annular ribs 24, longitudinal ribs 25 may also be present, so that after removal of the formwork the finished lining is provided with a network of annular and longitudinal notches, the function of which has already been explained in the introduction to the description. During the curing time of the concrete ring 18, the removal of the rear casing ring 15b can be performed. As soon as the concrete has reached a sufficient stability on the front side, the displacement augers 2 first shield and the augers 21 for stamping a segment are pulled forward. If necessary, a reinforcement 26 of this segment can now be placed.

Hu worden de bekistingselementen 16 van de achterste bekistingsring 15b naar voren gebracht en wordt een element gekoppeld met de bekistingsring 15 (Fig. 6). Tervolgens worden de verplaatsings-15 vijzels 2 voor het schild weer uitgedrukt tot tegen het pas gemonteerde bekistingselement. Ban wordt op analoge wijze het volgende bekistings-element gemonteerd. Omdat de plaatsing van de nieuwe bekistingsring 15b per segment geschiedt, bLijven steeds voldoende verplaatsingsvijzels werkzaam om een voortdurende verplaatsing van het schild te waarborgen.Hu, the formwork elements 16 of the rear formwork ring 15b are advanced and an element is coupled to the formwork ring 15 (Fig. 6). Subsequently, the displacement jacks 2 for the shield are again expressed into the newly mounted formwork element. The following formwork element is installed in an analogous manner. Since the placement of the new formwork ring 15b takes place per segment, sufficient displacement screws always work to ensure a continuous displacement of the shield.

20 Het storten van de nieuwe betonnen ring 18b vindt eveneens per segment plaats, van^ de bodem via de zijkanten afwisselaid links en rechts naar boven tot aan de top van de tunnel. Tijdens het storten van het beton van een segment wordt de corresponderende lamel van de het beweeglijke achterstuk 7 van het schild in-.de mantel 5 ge-25 trokken, waardoor de betonmortel in aanraking komt met het gesteente van de tunnelwand (ïig. 7).The pouring of the new concrete ring 18b also takes place per segment, from the bottom via the sides alternating left and right up to the top of the tunnel. During the pouring of the concrete of a segment, the corresponding slat of the movable rear part 7 of the shield is pulled into the casing 5, whereby the concrete mortar comes into contact with the rock of the tunnel wall (fig. 7). .

Op deze manier kan worden voorkomen dat het natte beton naderhand uitzakt. Het inbrengen van het beton vindt plaats door pompen via aansluitstompen 29 en een stempel 20 of aan de bekisting 14· In 5 30 verband met het betrekkelijk geringe volume van ongeveer 1 tot 2 m van een segment van een betonnen ring, vergt de handeling slechts akele minuten, waarna direct overgegaan kan worden op het volgende segment, totdat de top bereikt is. Birect na het beëindigenmn het storten van het beton worden het vacuüm zuigen en het verwarmen van 35 de kopzone weer hervat, zoals reeds beschreven.In this way it can be prevented that the wet concrete sinks afterwards. The concrete is introduced by pumping via connecting stubs 29 and a punch 20 or on the formwork 14 · In connection with the relatively small volume of about 1 to 2 m of a segment of a concrete ring, the operation requires only minutes, after which you can immediately switch to the next segment, until the top is reached. Immediately after finishing the pouring of the concrete, the vacuum suction and heating of the head zone are resumed, as already described.

790 2 3 2 6 * * 8790 2 3 2 6 * * 8

De factoren die de stabiliteit van het beton bein-vloeden worden zo gekozen dat het beton na ongeveer 16 uur een minimale sterkte heeft bereikt van bijv. 200 kg/cm^ en uit de bekisting, kan worden genomen. Bij een verplaatsingssnelheid van 50 cm/u en 5 een breedte van de bekistingsringen van bijv. 1 m moet de bekisting bestaan uit 8 ringen en een lengte -hebben van 8 m. Elke bekistings-ring bestaat met voordeel uit 8 tot 12 bekistingselementen.The factors affecting the stability of the concrete are chosen so that after about 16 hours the concrete has reached a minimum strength of eg 200 kg / cm 2 and can be taken out of the formwork. At a displacement speed of 50 cm / h and a width of the formwork rings of eg 1 m, the formwork must consist of 8 rings and have a length of 8 m. Each formwork ring advantageously consists of 8 to 12 formwork elements.

Yoor het periodiek centreren van de as van het gewelf ten opzichte van de tunnelas of om een kromming van de tunnel te be-10 reiken kunnen smalle, conische ringvormige platen 30 worden aangebracht tussen de afzonderlijke bekistingsringen. De stand waarin deze ringvormige platen in elk geval worden ingebouwd is afhankelijk van de tolerantiewaarden ten opzichte van de tunnelas en de schildas, respectievelijk is een functie van de gewenste kromming van de tunnel. 15 Deze beki s tings elementen zijn onderling identiek, met uitzondering van het bodemelement en het topelement. let eerste is voorzien van een waterafvóerinrichtihg, en het laatste' is' uitgerust met een tangentiaaldrukinrichting als een sluitringstuk respectievelijk als een ontspanningsstuk bij het verwijderen van de bekisting.By periodically centering the axis of the vault relative to the tunnel axis or to achieve a curvature of the tunnel, narrow, conical annular plates 30 can be arranged between the individual formwork rings. The position in which these annular plates are in any case built in depends on the tolerance values with respect to the tunnel axis and the peeling axis, respectively, depending on the desired curvature of the tunnel. 15 These trim elements are mutually identical, with the exception of the bottom element and the top element. The former is provided with a water discharge device, and the latter is "equipped" with a tangential pressure device as a washer or as a relaxation piece when removing the formwork.

20 Yoor het onderling verbinden van de bekistingselementen en de bekistingsringen werd de hydraulische koppeling 17 ontwikkelt (Eig. 9 tot 1l).Deze bestaat uit een trekstang 31, die in lengterichting verplaatsbaar geleid wordt in een trekhuls 32· Set einde van de trekstang 31 steekt uit de huls 32 naar buiten en draagt de opge-25 schroefde spankop 33 en de uit meerdere delen bestaande spreidkaak 34* De ene einden van deze kaak zijn bij 35 scharnierend gelegerd in de spankop 33· De naar de trekhuls 34 gekeerde andere einden 37 van de bek 34 vormen een kegelvormige verbreding 37» die ligt tegenover de kegelvormige contrakop 38 aan het einde van de spanhuls 32. De koppe-30 ling 17 is hydraulisch te bedienen en hij is op niet weergegeven wijze bevestigd in het inwendige van het bekistingselement 16. De koppeling kan als geheel volledig in het bekistingselement worden geschoven.20 For the interconnection of the formwork elements and the formwork rings, the hydraulic coupling 17 was developed (Property 9 to 1l). It consists of a drawbar 31, which is guided in a longitudinally displaceable manner in a draw sleeve 32 · Set end of the drawbar 31 from the sleeve 32 and carries the screwed-on chuck 33 and the multi-part spreading jaw 34 * One end of this jaw is hinged at 35 in the chuck 33 · The other ends 37 facing the pull sleeve 34 the jaw 34 forms a conical widening 37 »opposite the conical counter-head 38 at the end of the clamping sleeve 32. The coupling 17 is hydraulically actuable and is mounted in a manner not shown in the interior of the formwork element 16. The coupling as a whole can be completely pushed into the formwork element.

De verbinding van de nieuwe bekistingsring 15b met de reeds gemonteerde bekistingsring 15 vindt, zoals vermeld, per seg-35 ment plaats. Een nieuw bekistingselement van de ring 15b wordt in de juiste stand gebracht en de koppeling 17 uit het naburige bekistings- 790 23 26 9 element van de ring 15 hydraulisch naar "buiten geschoven door koppe-lingsopeningen 14 totdat de stelring 59 van de spanhuls 32 tegen de binnenwand aanligt. De beide openingen 40 van <fekoppeling behosren daarbij niet nauwkeurig op elkaar aan te sluiten. De spankop 33 met 5 de spreidbek 34 steekt nu naar binnen in het nieuwe bekistingsele- ment. Nu wordt de trekstang 31 aangetrokken, zodat de eontratrekkop 38 binnendringt in de kegelvormige verbreding 37 van de spreidbek 54 en deze laatste tegen de kacht van de er omheen liggende ringvormige veer 36 uit elkaar drukt. Daardoor worden de beide openingen 40 van 10 de koppeling automatisch gecentreerd. De gespreide bekken 34 liggen met hun flens 41 tegen de binnenzijde van het nieuwe bekistingsele-ment.The connection of the new formwork ring 15b with the already mounted formwork ring 15 takes place, as stated, segmentally. A new formwork element of the ring 15b is brought into the correct position and the coupling 17 from the neighboring formwork 790 23 26 9 element of the ring 15 is hydraulically pushed out "through coupling openings 14 until the adjusting ring 59 of the clamping sleeve 32 against the inner wall is in contact. 38 penetrates into the conical widening 37 of the spreader jaw 54 and presses the latter against the shank of the surrounding annular spring 36. As a result, the two openings 40 of 10 automatically center the coupling.The spread jaws 34 lie with their flange 41 against the inside of the new formwork element.

De stelring 39 is via schroefdraad 32 met de-spanhuls 32 verbonden, zodat de afstand van de flens 41 van de bek ten opzichte 15 van de stelring 59 kan worden ingesteld, en bijv. rekening te kunnen houden met een compensatiering 30 die aangebracht wordt tussen de beide bekistingsringen 15, 15b (Fig. 11).The adjusting ring 39 is connected to the clamping sleeve 32 via screw thread 32, so that the distance from the flange 41 of the jaw to 15 of the adjusting ring 59 can be adjusted, and for instance to allow for a compensation ring 30 which is arranged between both formwork rings 15, 15b (Fig. 11).

Om de verbinding los te maken wordt eerst de trekstang 31 naar buiten gebracht en dan worden de spanhuls en de span-20 stang gezamenlijk door de beide openingen 40 naar binnen getrokken (Fig. 10).To loosen the connection, the tie rod 31 is first brought out and then the clamping sleeve and the clamping rod 20 are pulled in together through the two openings 40 (Fig. 10).

Aan de hand van Fig. 12 en 13 zullen nu nog details worden toegelicht van het stempel 20 van de frontwapening. De aan drie kanten van het afzonderlijke stempelorgaan aangebrachte afdichting 25 22 is met voordeel uitgevoerd als een opblaasbare holle afdichting om de verschillende toleranties tussen het stempel 20 en de ringvormige bekleding 14 respectievelijk het beweeglijke achterstuk 7 van het schild op te vangen.With reference to Fig. 12 and 13, details of the punch 20 of the front reinforcement will now be explained. The seal 22 arranged on three sides of the separate stamping member is advantageously designed as an inflatable hollow seal to accommodate the different tolerances between the stamp 20 and the annular covering 14 and the movable rear part 7 of the shield.

De vacuftmperen 43» waarvan de kap 44 als zeef is uit-30 gevoerd, worden losneembaar ingestoken in corresponderende openingen in het stempel. De vacuümperen dienen voor het reinigen gemakkelijk demonteerbaar en verwijderbaar te zijn.The vacuum tubes 43, of which the cap 44 is designed as a sieve, are releasably inserted into corresponding openings in the punch. The vacuum pears must be easily removable and removable for cleaning.

De vulstomp 29 en de schuiver 45 voor het pmpbeton zijn conisch uitgevoerd. De na het wegnemen van de bekisting achter-55 blijvende kegels in het beton 18b vormen een vertanding met de erop aansluitende betonnen ring. Er zijn meerdere vulstompen 29 aanwezig, 790232« 10 die naar keuze kunnen worden aangesloten op de pompslang 46.The filling stub 29 and the slider 45 for the pmp concrete are made conical. The cones remaining in the concrete 18b after the formwork has been removed form a toothing with the adjoining concrete ring. There are several filling nozzles 29, 790232 «10, which can optionally be connected to the pump hose 46.

De aansluitplaatsen voor de toe- en afvoer van het warme water zijn aangeduid door 47.The connection points for the supply and discharge of the hot water are indicated by 47.

Aan de hand van Eig. 12 is duidelijk zichtbaar hoe 5 het gestorte beton bij het naar voren trekken van het beweeglijke achterstuk 7 de ontstane holle ruimte 12 opvult.Based on Eig. 12 it is clearly visible how the poured concrete fills the cavity 12 created when the movable rear part 7 is pulled forward.

In organisatorisch opzicht dient met het volgende rekening te worden gehouden.From an organizational point of view, the following should be taken into account.

Hoewel de verplaatsing van het schild voortdurend ge-10 schiedt en de afvoer van het uitgegraven materiaal eveneens continu verloopt, dient steeds een zekere verkeersruimte in het midden van de tunnel vrij gehouden te worden. Voor de montage-en demontagewerk-zaamheden van de bekisting alsmede voor het storten van het beton staan dan dus de beide paden aan weerskanten ter beschikking. Terwijl 15 voor het pompen van het beton geen enkel nadeel ontstaat uit deze plaatsrestricties dient voor de bekisting gelet te worden op gemakkelijke segment-elementen. Eveneens dient de rijdbare werkstellage te worden aangepast aan deze toewijzing van plaatsruimte.Although the displacement of the shield takes place continuously and the discharge of the excavated material also proceeds continuously, a certain amount of traffic space in the center of the tunnel must always be kept free. Both paths are available on both sides for the assembly and disassembly work of the formwork as well as for the pouring of the concrete. While no disadvantage arises for these concrete restrictions for pumping the concrete, easy segment elements must be taken into account for the formwork. The mobile work platform must also be adapted to this allocation of space.

De manipulaties voor de ringsegmentkoppelingen ge-20 sehieden hydraulisch-mechanisch, zodat zonder moeite en snel van bekisting kan worden gewisseld.The manipulations for the ring segment couplings are hydraulic-mechanical, so that formwork can be changed effortlessly and quickly.

De inrichtingen voor vacuüm- en warmtebehandeling kunnen ingebouwd zijn in de constructie van het schild, en hetzelfde geldt voor de bevestiging en besturing van de hydraulisch bediende 25 kopsegmentstempels en de beweeglijke constructie van het achterstuk van het schild.The vacuum and heat treatment devices may be incorporated into the construction of the shield, and the same applies to the attachment and control of the hydraulically operated head segment punches and the movable construction of the rear portion of the shield.

De bekrachtiging en besturing van de verplaatsings-vijzels voor het schild vindt, evenals bij toepassing van schacht-ringen, plaats met behulp van installaties die ingebouwd zijn in het 30 schild.The actuation and control of the displacement jacks for the shield takes place, just as with the use of shank rings, using installations built into the shield.

De methode van tunnelbouwen volgens de uitvinding veroorzaakt principieel voor de uitvoering geen moeilijkheden. Om echter ook grote waarden van de dagelijkse voortgang te bereiken, van ongeveer 10 tot 12 m, is een betrekkelijk hoge graad van mechanisatie van 35 de twee voornaamste soorten arbeid - plaatsen en verwijderen van de bekisting, en storten en nabehandelen van het beton - onvermijdelijk.The method of tunnel construction according to the invention does not in principle cause any difficulties for the implementation. However, in order to also achieve large values of the daily progress, from about 10 to 12 m, a relatively high degree of mechanization of the two main types of work - placing and removing the formwork, and pouring and finishing of the concrete - is inevitable .

730 2 3 2β730 2 3 2β

Claims

5 * COHCLISIONS

1. Apparatus for cutting tunnels, with a tunnel shield consisting of a cutting edge, a jacket and a rear section, which is hydraulically movable, and a subsequent formwork for the concrete covering, the rear section of the shield consisting of consisting of a fixed part connected to a jacket and a part which can be retracted and retracted by means of jacks, characterized in that the movable rear part (7) of the shield is divided into several slats (7a, Tb) » when pouring the concrete 10 can be pulled separately into the casing (5), and that the formwork (14) comprises several formwork rings (15 »15a, 15¾) consisting of curved formwork elements (16) and a head box, which is designed as a multi-part punch (20), the members of which can be manipulated separately by means of hydraulic jacks (21) attached to the shield (1).

Device according to claim 1, characterized in that the stamp (20) is provided with devices (43 »47) for applying vacuum and / or heating. 3. Device according to claim 2, characterized in that the stamp (20) is provided with cavities (23) in which hot water can circulate.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the formwork rings (15, 15a, 15b) are connected to one another by means of self-centering couplings (17).

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the formwork (14) is provided with a removable insulating layer (19) for moisture and heat.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the shuttering rings (15) comprise annular rides (24) and longitudinal rides (25) to create a network of annular and longitudinal notches in the finished concrete covering, the concrete blocks marked by these notches generally do not require reinforcement.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that small conical tapered compensation rings (30) can be placed between the individual formwork rings (15, 15b) to obtain a curvature or a correction.

8. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that a top formwork element is designed as an annular closing piece or a release piece for the formwork, and that it is provided with a tangentially acting printing device.

Device according to any one of claims 4 to 8, characterized in that the self-centering coupling (17) is provided with a pull rod (31) with a chuck (33) and spreader jaws (34), that the pull rod (31) is slidable is in a clamping sleeve (32) provided with a counter-head (38) and an adjusting ring (39), and that the tie rod (31) and the clamping sleeve (32) can be pulled together into the formwork element.

10. Device according to claim 9, characterized in that the ends of the spreader jaws (34) facing the conical counter-head (38) define a conical recess, and that when the coupling is tightened, the counter-head (38) in this conical recess can penetrate to push the spreader jaws (34) apart against the action of a spring (36), allowing the centers of the shuttering elements (40) 30 in the coupling of the formwork to be automatically centered and adjacent walls of these elements between the adjusting ring (32) and a flange (41) of the spreader jaws (34).

Device according to claim 10, 35, characterized in that the adjusting ring (39) is arranged adjustable on the clamping sleeve (32) by means of screw thread (42) with a view to changing the clamping distance. between the flange (41) of the spreader jaws (34) and the adjusting ring.

12. Method for building a tunnel with displacement of a shield and incorporating a tunnel covering of poured concrete immediately behind the shield, characterized in that, with substantially continuous displacement of the shield, concrete rings of poured concrete 10 are introduced in stages behind the shield, for this purpose a multi-curved formwork element is mounted per segment behind the shield and connected to an adjacent formwork ring, and that the concrete per segment, from the floor via the sides alternately left and right going up to the top, it is inserted between the formwork ring and a slat-mounted rear part of the shield which is movable relative to the shield, wherein during the pouring of the concrete of an element the corresponding slat of the movable rear part of the shield in the shield is pulled forward so that the concrete in co ntact comes 20 with the rock from the tunnel wall.

13. A method according to claim 12, characterized in that, in order to accelerate the setting and hardening of the concrete, the area of its head is brought under vacuum and heated,

14. Method according to claim 12 or 13 *, characterized in that during the mounting of the formwork ring the punching jacks of a head formwork and the displacing jacks for the shield which press against the vaulting formwork are pushed in per segment, after which a formwork element is mounted, and then the jacks are extended again. 780 2 3 28