JP2834332B2

JP2834332B2 - 堀進シールド

Info

Publication number: JP2834332B2
Application number: JP8506078A
Authority: JP
Inventors: ニコラウスクロイタース、; アルブレヒトハインリヒス、
Original assignee: BIRUTO MASHIINEN UNTO BOOAGEREETE FUABURIIKU GmbH
Current assignee: BIRUTO MASHIINEN UNTO BOOAGEREETE FUABURIIKU GmbH
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 1998-12-09
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: EP0774043B1; DE4427070C1; EP0774043A1; JPH09508189A; WO1996004465A1; ATE163459T1; DK0774043T3; DE59501506D1

Description

【発明の詳細な説明】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 5
21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の掘削アームに回
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、然程度々取り換えたり、補充する必要がない
が故に、ドイツ特許公報第DE−PS 24 31 521 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、巨礫は手で人間閘門を介して堀進シールドの掘削
室から後方へ搬送され、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又は修理
作業のためにも、チキソトロープ流体が坑道切羽の表面
に沿って少なくとも部分的に掘削室から降下されて、人
が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、基本点には、前記作業中に、地面の崩落及
び破損した抗（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
ソトロープ流対が降下する前に坑道切羽用遮覆物を用い
ることによっても、完全に除去されない。何故ならば、
この遮覆物が坑道切羽を完全に覆わないからである。

この堀進シールドの他の欠点は、支持流体があるにも
拘らず万一坑道切羽が掘削工程中に崩落するならば、脆
い岩石はなす術もなく掘削室全体に落下するだろう、と
いうことである。坑道切羽のこのような崩落は重大な損
害に、あるいは掘削シールドの破壊にさえ繋がることが
あるので、トンネルで作業する作業員の危険を意味す
る。

従って、本発明の堀進シールドを、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。

この課題は請求項１に記載された堀進シールドによっ
て果たされる。

本発明の堀進シールドでは、掘削室には、横壁と坑道
切羽との間で堀進シールドの長手方向に移動可能な仕切
り壁が設けられており、この仕切り壁はトンネルの無圧
の部分に対し掘削室を区画する横壁に対しほぼ平行に延
び、少なくとも、シール側面の内側横断面の大部分を覆
うように延びている。換言すれば、本発明の堀進シール
ドでは、長手方向に移動可能な仕切り壁が設けられてお
り、この仕切り壁は掘削室を２つのハーフスペースに分
割していて、このハーフスペースの容積は仕切り壁が移
動できるので可変である。仕切り壁には開口部が設けら
れており、坑道切羽まで延びる掘削装置が開口部を通り
抜ける。開口部は掘削装置の可動性を妨げないような構
成になっている。

掘削工程中に、仕切り壁は、通常、横壁に近い位置に
あって、坑道切羽での掘削工程は周知のようになされ
る。坑道切羽の崩落の危険性がある場合には、仕切り壁
は横壁に近い位置に移動される。移動のために、チキソ
トロープ流体の支持作用の下での掘削工程の中断を必要
としない。万一坑道切羽が崩落することがあっても、脆
い岩石が、既述の不都合な作用をもって、なす術もなく
掘削室全体に落下することはない。地面の性質によって
万一必要ならば、本発明の堀進シールドでは、坑道切羽
の前進に連れて、仕切り壁が坑道切羽を連続的に追うこ
とができる。このことによって、坑道切羽の手前にあっ
て崩落の際に脆い岩石が落下してくる掘削室の容積が、
全掘削工程中に小さく保たれる。

移動可能な仕切り壁の他の利点は、本発明の堀進シー
ルドでは、坑道切羽を必要な場合に支持する追加の機械
的な坑道切羽用遮覆物を省略することができることにあ
り、その理由は、仕切り壁は、必要な場合は、掘削工程
の中断の後に、坑道切羽へ押圧されることができて、坑
道切羽を機械的に安定させるからである。仕切り壁のこ
の位置では、チキソトロープ流体を危険なしに掘削室か
ら排除することができるので、掘削室は保守作業又は修
理作業のためにあるいは巨礫の搬送のために使用でき
る。

堀進シールドの好ましい実施の形態は請求項２の特徴
を有する。掘削装置を後方に移動させ、開口部を閉じ、
チキソトロープ流体を降下又は排除した後に、この実施
の形態では、作業員は危険なしに掘削装置の前端での保
守作業又は修正作業を行なうことができる。

請求項３に記載の好ましい実施の形態では、仕切り壁
を選択的にシールド側壁の内面と接触させ、掘削室の、
切り壁によって分割されたハーフスペースを互いに密封
することができる密封要素が設けられている。保守作業
が支持流体の降下又は他の流体状媒体との交換を必要と
するにしても、堀進シールドのこのような構造によっ
て、坑道切羽でのチキソトロープ流体の静水圧を維持す
ることができる。

請求項４に記載の好ましい実施例の形態では、密封要
素は液圧又は空気で作動可能なチューブパッキングとし
て形成されている。

掘削室で働く作業員の安全を高めるために、請求項５
に記載のように、仕切り壁を坑道切羽に直ぐ近い位置に
固定することができる閉鎖要素を具備することは好まし
い。

閉鎖要素の好ましい構成は請求項６の主題である。

請求項７に記載の好ましい実施例の形態では、掘削装
置は密封しつつ横壁に回動自在に支承された長手方向に
調整可能な少なくとも１個の掘削アームからなり、この
掘削アームは土石物質用の回転自在なカッタヘッドを有
し、このカッタヘッドは、作動中に、掘削室に含まれか
つ圧力下にある支持媒体内で坑道切羽のいずれの箇所に
も移動可能である。堀進シールドのこのような構造によ
って、高い掘削能力が達成され、坑道切羽に生じる障害
物が適切に快削される。

回転自在なカッタヘッドを備えた掘削アームを有する
掘削装置が通る抜けるために適当な開口部は長孔状に形
成されており、仕切り壁は堀進シールドの中心軸線を中
心に回転自在に支承されている。（請求項８）。

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９に記載の堀進シールドの構成が好ましい。
この措置によって、この堀進シールドの場合の掘削アー
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掘削アーム
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、掘削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10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11及び12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。

仕切り壁が回転しないように円形の支持プレートに取
り付けられているときは、仕切り壁を更に回転自在に取
り付けることをしないでもよく、その場合でも、掘削ア
ームの運動可能性が制約されることはない。

請求項14に記載の本発明の堀進シールドの場合、横壁
に具備された支持開口部内でこの支持開口部に対して密
封しつつ移動可能な作業室が設けられており、この作業
室は堀進シールドの無圧の後部に対し少なくとも１つの
人用二重閘門によって密封されており、下向きの開口部
を有し、掘削室へ押し込まれた状態では、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。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、支持媒体の圧力に対応する圧力下で、作業員
の投入に適当な液体状態が作業室に充填される。次に、
作業室を、下方に向いた開口部を開けたままで、掘削室
に移動することができ、その場合、支持媒体が掘削室に
浸入することはない。従って、支持媒体を掘削室から排
除又は降下する必要がないので、支持媒体の支持作用が
維持されており、作業室の、下方に向いた開口部を通っ
て、所望の活動を行なうことができ、活動のために、仕
切り壁によって、坑道切羽を別個に支持する必要はな
い。

カッタヘッドの保守作業又は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（請求項15）。

請求項16及び17の特徴は支持開口部の特に好ましい配
置を有する。支持開口部を堀進シールドの中心軸線に対
し偏心に支持プレートに設けられていることにより、一
方では、作業室の押し込められた状態で作業室の開口部
の下方にあるカッタヘッドを問題なく導入することがで
き、他方では、回動可能な掘削アームの支持のために、
かつ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に制限されることがで
きる。

請求項18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にする流体状媒
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。

請求項19に記載のように、作業室の移動軸線が堀進シ
ールドの中心軸線の方向に延びているときは、請求項20
の好適な実施の形態では、作業室の、坑道切羽に向いた
端壁は、この端壁が掘削室のハーフスペースを分割する
仕切り壁を形成するような寸法であることができる。こ
の場合には、仕切り壁及び作業室の移動のために、只１
つの駆動装置が必要であるので、堀進シールドの構造上
のコストが減少される。更に、作業室にいる作業員が、
必然的に、坑道切羽の崩落の連続に対し仕切り壁によっ
て常に保護されているので、保守作業及び修正作業が最
大限の安全性をもって行なわれる。

請求項21に記載のように、液圧シリンダが、作業室従
って仕切り壁を堀進シールドの中心軸線の方向に移動す
るために用いられるのは好ましい。

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が、簡単な方法で、掘削室から除去
されるのは、作業室に、そこ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である（請求項22）。

坑道切羽を支持するためのみならず、坑道切羽の後方
にある、掘削室の空間を、安全にするためにも、仕切り
壁が使用されるのは、仕切り壁が、坑道切羽に向いた端
面に掘削手段を有するときである。そのとき、仕切り壁
自体によって坑道切羽の表面の物質を広範囲に掘り崩す
こともできる。

同様に、仕切り壁に、この仕切り壁の直径に亘って配
設された閉鎖可能な固化用開口部を具備し、掘削作業の
中断の際に、固化用開口部を通して個々の固化用孔の坑
道切羽に形成することができるのは好ましい。

更に、仕切り壁と坑道切羽との間へ流体状媒体を外側
から入れるときに用いるノズルが、仕切り壁の、坑道切
羽に向いた側に具備され得るのは好ましい。流体状媒体
の噴射によって、仕切り壁を坑道切羽から後方へ移動さ
せることが容易になることができる。何故ならば、「吸
引効果」が場合によっては生じても仕切り壁と坑道切羽
との間で妨げられるからである。

図面には本発明の１つの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断面図であり、掘削
アーム、仕切り壁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）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側壁１を有する。このシールド側壁
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から分離している。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の下で
印加された補償室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ことができ
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が、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。この掘削アーム10は掘削
アームの長手方向軸線Ｌを中心に回転自在にカッタヘッ
ド11を有し、ジョイント装置12によって回動軸を中心に
回転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
方向に出て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。この掘削アーム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、球状の拡径部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。

前記掘削アーム10の後端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し、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（Bo
hrungsachse）の方向に拡張される領域19を有する。こ
の領域には支持開口部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21の支持に用いられる。支持プレート８が図面
に図示された位置にある場合は、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、この中心軸線Ｍに対
し平行に延びている。

作業室21は部分円筒状のハウジング22を有し、そこに
は、前方の領域24で、下方に向いた開口部25が設けられ
ている。作業室21の後方の領域26は人用二重閘門27とし
て形成されている。作業室21は、図示されない方法で、
人が作業室21に出入りできるようにする流体状媒体、例
えば圧縮空気又は水を印加する装置（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
けられがカッタヘッドが作業室へ挿入される。

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
ヘッドの保守作業又は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が設けられており、
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、重い前方の端面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
面より延出しており、狭い外側の環状ギャップ41を除い
て、シールド側壁１の内側横断面全体を覆うように延び
ている。従って、前方の端面32によって仕切り壁（Tren
n−wand）40が形成されている。この仕切り壁40は掘削
室３を２つのハーフスペース（Halbraeume）３′,3″に
分割する。掘削アーム10が通り抜けるように、仕切り壁
40には、中心領域から半径方向外側まで延びる１つの長
孔状の開口部42が形成されている。この開口部42に沿っ
て、掘削アーム10が回動自在である。仕切り壁の内部に
設けられており、かつ仕切り壁40の表面に平行に延びて
いる平坦な中空空間43内には、移動可能な隔壁（Schott
wand）44が設けられている。仕切り壁が坑道切羽の方に
移動して、掘削アーム10が開口部から出て上方に回動さ
れてから、この隔壁44は、開口部42を両側で規定する１
対の溝45内を案内されつつ開口部42中を移動可能であ
る。この移動に用いられるのは、仕切り壁40に具備され
た液圧シリンダ46である。仕切り壁40の外縁47に沿っ
て、環状溝48には密封要素49が設けられており、この密
封要素49は液圧又は空気で作動可能なチューブパッキン
グとして形成されている。更に、仕切り壁40の周面に亘
って、夫々、仕切り壁40の、横壁２に向いた側に配設さ
れ、かつ仕切り壁の外縁47を半径方向に越えて移動可能
な複数の固定ボルト50が設けられている。これら固定ボ
ルト50は、図１に破線で示されているように、坑道切羽
５に直ぐ近い位置における固定に用いられる。そのため
に、シールド側壁１は、シールドカッタ39を形成する前
縁の領域において、シールド側壁１に内周面に亘って半
径方向に延びる段状の縮径部51を有する、この縮径部51
の高さは、その高さが仕切り壁40の前方の位置で環状ギ
ャップ41を実質的に塞ぐ程の寸法である。縮径部51には
環状溝52が形成されている。仕切り壁は堀進シールドの
長手方向に固定されているが、その上堀進シールドの中
心軸線Ｍを中心に回転可能であるように、固定ボルト50
が環状溝52に係合可能である。環状溝52の手前では、縮
径部が密封面53を有しており、この密封面53とは、作動
した密封要素が協働する。

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、仕切り壁の前方位置への移動後に及び支持流体の降
下後に作業員が人用閘門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′の下方部分に
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100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、シールド側壁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。この工程は、一般には、自らの後方の位
置にある仕切り壁によってなされる。しかし、万一坑道
切羽の崩落の切迫した危険性があるならば、仕切り壁40
は掘削工程中にも前方の位置に動かされ、固定ボルト50
によって、堀進シールドの長手方向に移動しないように
防止されることができる。このことによって、仕切り壁
40の後方にある、堀進シールドの全部分が、崩落の連続
に対し防止される。岩石類（Gesteinmaterial）がシー
ルドカッタに沿ってダビング幅の分だけ削り取られた後
には、既に他のダ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。このこ
とは又仕切り壁40の２つの位置において可能である。

堀進シールド100では、掘削アーム３は種々の方法で
作業員にとって使い易い。

一方では、作業員は、既述のように、作業室21を通っ
て掘削室３に達して、堀進シールド100の、開口部25か
ら作業室21に至る区画で作業を行なうことができる。こ
の処理法では、チキソトロープ支持流体の支持作用を省
略してはならないが、実行可能な作業の量は、作業員が
作業室21を離れることができないことによって、制約さ
れている。

あるいは、作業室21は、まず第一に、仕切り壁40が、
固定ボルト50及び環状溝52によって自らの前方位置に固
定可能であるまで、掘削室３へ移動される。密封要素49
が作動された後、後方のハーフスペース３″にあるチキ
ソトロープ支持流体が下降可能又は除去可能であって、
この場合、仕切り壁40の前方にあるハーフスペース３′
に常に残っている支持作用は減じられない。今や作業員
にとって使用可能な掘削室３のハーフスペース３″は、
保守作業中に無圧にされていることができ、あるいは安
全上の理由から、ハーフスペース３′にある支持流体の
圧力に対応する圧力下で、作業員の作業を可能にする流
体状媒体が供給される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ハインリヒス、アルブレヒトドイツ連邦共和国、デー − 41812 エルケレンツ、ハインリヒ − プルム − ベーク 12 (56)参考文献特開昭58−44195（ＪＰ，Ａ) 特公昭58−43557（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭45−3751（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/06 302 E21D 9/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】堀進シールドの外側のハウジング壁部を形
成するシールド側壁（１）の前部において横壁（２）に
よって後方で密封され、かつ坑道切羽（５）によって前
方で区画されている掘削室（３）と、この掘削室（３）
に設けられ、前記坑道切羽に露出した土石物質を掘削す
るために用いられ、かつ作動中に、前記掘削室に含まれ
ていて圧力下にある支持媒体内で移動可能である掘削装
置とを具備する堀進シールドにおいて、前記掘削室（３）には、前記横壁と前記坑道切羽との間
で前記堀進シールドの長手方向に移動可能な仕切り壁
（40）が設けられており、この仕切り壁（40）は、前記
掘削装置の運動を可能にしかつ前記掘削装置が通る抜け
る開口部を有し、前記横壁（２）に対しほぼ平行に延
び、前記シール側面（１）の内側横断面を少なくとも大
方覆うこと、を特徴とする堀進シールド。
【請求項２】前記掘削装置は、少なくとも、前記仕切り
壁（40）の、前記坑道切羽（５）に直ぐ近い位置におい
て、前記仕切り壁（40）の開口部（42）から後方へ移動
可能であり、この開口部（42）は閉鎖可能であること、
を特徴とする請求項１に記載の堀進シールド。
【請求項３】少なくとも、前記仕切り壁（40）の、前記
坑道切羽（５）に直ぐ近い位置において、前記仕切り壁
（40）の外縁（47）を前記シール側面（１）の内面と密
封することができる手段が設けられていること、を特徴
とする請求項２に記載の堀進シールド。
【請求項４】前記手段は液圧又は空気で作動可能なチュ
ーブパッキングとして形成された密封要素（49）であ
り、この密封要素（49）は選択的に前記シール側面
（１）の内面と連動可能であり、作動された状態では、
前記掘削室（３）の、前記仕切り壁（40）によって分割
されたハーフスペース（３′,3″）を互いに密封してい
ること、を特徴とする請求項３に記載の堀進シールド。
【請求項５】前記仕切り壁（40）を、少なくとも、前記
坑道切羽（５）に直ぐ近い位置において、固定すること
ができる閉鎖要素（50,52）が設けられていること、を
特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の堀進シ
ールド。
【請求項６】前記閉鎖要素は前記仕切り壁の周面に亘っ
て周設された閉鎖ボルト（50）からなり、この閉鎖ボル
ト（50）は前記シール側面（１）の内周面に形成された
環状溝（52）に係合可能であること、を特徴とする請求
項５に記載の堀進シールド。
【請求項７】前記掘削装置は密封しつつ前記横壁（２）
に回動自在に支承された長手方向に調整可能な少なくと
も１個の掘削アーム（10）からなり、この掘削アーム
（10）は土石物質用の回転自在なカッタヘッド（11）を
有し、このカッタヘッド（11）は、作動中に、前記掘削
室（３）に含まれかつ圧力下にある支持媒体内で前記坑
道切羽（５）のいずれの箇所にも移動可能であること、
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の堀進
シールド。
【請求項８】前記掘削装置が通る抜ける前記開口部（4
2）は長孔状に形成されており、前記仕切り壁は前記堀
進シールド（100）の中心軸線（Ｍ）を中心に回転可能
であること、を特徴とする請求項７に記載の堀進シール
ド。
【請求項９】少なくとも１個の掘削アーム（10）は、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（８）に設けられており、この
支持プレート（８）はほぼ中心軸線（Ｍ）を中心に回転
自在にかつ密封作用をもって前記横壁（２）に支承され
ていること、を特徴とする請求項８に記載の堀進シール
ド。
【請求項１０】少なくとも１個の掘削アーム（10）は丁
度１つの回動軸を中心に回動自在であること、を特徴と
する請求項９に記載の堀進シールド。
【請求項１１】前記回動軸は、一方では、前記支持プレ
ート（８）の、前記坑道切羽（５）に向いた面に対し平
行に、他方では、前記支持プレートの転心から半径方向
に出てかつ各々の掘削アーム（10）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こと、を
特徴とする請求項10に記載の堀進シールド。
【請求項１２】前記掘削アーム（10）は、前記堀進シー
ルド（100）の前記中心軸線（Ｍ）からほぼ半分の孔半
径だけ外側にずれて前記支持プレート（８）に設けられ
ていること、を特徴とする請求項９に記載の堀進シール
ド。
【請求項１３】前記仕切り壁（40）は回転しないように
円形の支持プレート（８）に取り付けられていること、
を特徴とする請求項10乃至12のいずれか１に記載の堀進
シールド。
【請求項１４】前記横壁に具備された支持開口部（20）
内でこの支持開口部（20）に対して密封しつつ支持さ
れ、移動軸線に沿って、前記掘削室（３）の実質的に外
側にある位置から前記掘削室（３）へ押込み可能であ
り、流体状媒体によって圧力下に置くことができ、前記
堀進シールド（100）の無圧の後部（４）に対し少なく
とも１つの人用二重閘門（27）によって密閉された作業
室（21）が設けられており、この作業室（21）は下向き
の開口部（25）を有し、前記掘削室へ押し込まれた状態
では、前記開口部（25）を介して前記掘削室と連通して
いること、を特徴とする請求項１乃至13のいずれか１に
記載の堀進シールド。
【請求項１５】前記開口部（25）は前記カッタヘッド
（11）を導入するために適当な大きさを有すること、を
特徴とする請求項14に記載の堀進シールド。
【請求項１６】前記支持開口部（20）は前記支持プレー
ト（８）に設けられていること、を特徴とする請求項14
又は15に記載の堀進シールド。
【請求項１７】前記支持開口部（20）は前記堀進シール
ド（100）の中心軸線（Ｍ）に対し偏心に設けられてい
ること、を特徴とする請求項16に記載の堀進シールド。
【請求項１８】前記作業室（21）の前記開口部（25）に
向いた、前記支持開口部（20）の支持面（28）は、前記
作業室（21）の、前記掘削室（３）の実質的に外側にあ
る位置で、前記開口部（25）を完全に覆い、前記作業室
（21）を周囲に対して密封作用をもって閉じること、を
特徴とする請求項14乃至17のいずれか１に記載の堀進シ
ールド。
【請求項１９】前記移動軸線（Ｖ）は前記堀進シールド
の中心軸線（Ｍ）の方向に延びていること、を特徴とす
る請求項14乃至18のいずれか１に記載の堀進シールド。
【請求項２０】前記作業室の、前記坑道切羽（５）に向
いた端壁が仕切り壁（40）を形成していること、を特徴
とする請求項14乃至19のいずれか１に記載の堀進シール
ド。
【請求項２１】液圧シリンダ（30）は前記作業室の移動
のために用いられること、を特徴とする請求項14乃至20
のいずれか１に記載の堀進シールド。
【請求項２２】前記作業室（21）には、そこの開口部
（25）を通って降下可能であり、カッタヘッド（11）又
はより大きな廃物をピックアップするための把持手段
（31）が設けられていること、を特徴とする請求項14乃
至21のいずれか１に記載の堀進シールド。
【請求項２３】前記仕切り壁（40）の、前記坑道切羽に
向いた端面には掘削手段が設けられていること、を特徴
とする請求項１乃至22のいずれか１に記載の堀進シール
ド。
【請求項２４】前記仕切り壁（40）には、この仕切り壁
（40）の直径に亘って配設された閉鎖可能な固化用開口
部が設けられていること、を特等とする請求項１乃至23
のいずれか１に記載の堀進シールド。
【請求項２５】前記仕切り壁（40）の、前記坑道切羽
（５）に向いた側には、流体状媒体を噴射するノズルが
設けられていること、を特徴とする請求項１乃至24のい
ずれか１に記載の堀進シールド。