JPS5910478B2 - 掘削シ−ルド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に蓋圧の強い地山でトンネル、横坑又は坑
道を掘進するための掘削シールドであって、支持フレー
ムと、該支持フレームに対して相対的に掘進方向に推進
可能な複数の掘進刃と、該掘進刃を前記支持フレームに
対して相対的に掘削囲壁の方に向けて拡開させる拡開装
置とを備えた形式のものに関する。

トンネル又は坑道を掘進するために、・掘削囲壁を支持
する支持フレームを有し、該支持フレームに沿って、推
進ジヤツキにより推進可能な殻板を支持してガイドする
形式の掘削シールドはドイツ連邦共和国実用新案登録第
１９１０９８７号明細書に基づいて公知になっている。

さらに前記殻板は支持フレームに対して相対的に掘削囲
壁の方に向って拡開可能である。

これは、支持フレームの殻板ガイドに配置されていて圧
力媒体の負荷によって膨張可能な圧力ホースを用いて行
なわれる。

膨張可能な圧力ホースを有するかかる拡開装置は高い経
費を必要としかつ荒い使用条件下で著しく高い摩耗を受
ける。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２３１４７０３号並び
に第２１４４８６２号明細書に基づいて公知になってい
る掘進シールドは２つの掘進方向に相対運動可能なシー
ルド部分から成シ１両シールド部分はそれぞれ拡開輪環
と、これに固定された掘進刃とによって形成されている
。

両シールド部分の掘進刃は互いに協働して、実質的に閉
じられた円筒形のシールド外殻を形成している。

拡開ジヤツキシリンダを用いて拡開輪環のセグメント及
び、該セグメントに固定された掘進刃は掘削囲壁に向っ
て拡開される。

このよ５な刃口シールドでは、掘進枠は、該掘進枠に所
属していて拡開輪環として構成された支持フレームと一
緒にしか推進することができない。

しかもこの場合掘進刃を選択的に個別的にとかグループ
毎にとか推進させることは不可能である。

本発明の課題は、１つの支持フレームに対して相対的に
個別的に又はグループ毎に推進可能な複数の掘進刃を備
えた公知の形式の掘削シールドを改良して、比較的単純
かつ頑丈な構造にする許りでなく、掘進刃を必要に応じ
て掘削囲壁に向って拡開してこれに圧着できるように構
成し、しかも支持フレーム又は、該支持フレームを形成
するフレーム部分を拡開フレームとして構成する必要が
ないようにすることである。

この課題を解決する本発明は、掘進刃が所属の拡開セグ
メントに沿って掘進方向に摺動可能に配置されておシ、
前記拡開セグメント自体は前記支持フレームに前記の拡
開方向に運動可能に支持されていることを特徴としてい
る。

前記の拡開セグメントは、拡開方向では摺動可能に支持
フレームに沿ってガイドされているのに対して、掘進方
向では移動不能に前記支持フレームと結合されている。

掘削シールドをこのように構成する場合、１つの剛性的
な支持フレームを使用することができ。

この場合前記の掘進刃と支持フレームとの間に前記拡開
セグメントが介在し、これらの拡開セグメントは支持フ
レームに支持されておりかつ、拡開セグメントに沿って
摺動可能な掘進刃が推進されると直ちに、前記支持フレ
ームと一緒に掘進方向に追従シフトされる。

複数の掘進刃は個別的に又はグループ毎に拡開セグメン
ト及び支持フレームに対して相対的に推進される。

これは推進ジヤツキシリンダによって行なわれるのが有
利で１、該推進ジヤツキシリンダは推進刃と拡開セグメ
ントとの間に接続されている。

本発明の掘削シールドの特に有利な実施態様では、支持
フレームは、複数の互いに間隔をおいて配置された剛性
の支持フレーム部分から成り、該支持フレーム部分は結
合縦材及び結合斜材を介して、又はその何れかの部材を
介して結合されていて１つの剛性の枠体を形成している
。

更に、各拡開セグメントには複数の掘進刃が摺動可能に
ガイドされているようにするのが有利である。

その場合リング状の支持フレームの全周にわたって少な
くとも３つの拡開セグメント、殊に有利にはそれ以上の
拡開セグメントが配置されており、これらの拡開セグメ
ントは一緒になって、複数の掘進力を支持する１つの拡
開輪環を形成している。

拡開セグメントを拡開するために、支持フレームに支持
された油圧拡開ジヤツキシリンダを使用するのが有利で
ある。

この場合各拡開セグメントには、複数の、半径方向に配
置した油圧拡開ジヤツキシリンダが配属されている。

拡開ジャッキシリンタハ、スヘース節減と保護のために
支持フレームの成形内部に配置されている。

支持フレームが、２つの互いに間隔をおいて配置した剛
性の支持フレーム部分を有している場合には１両支持フ
レーム部分にそれぞれ、複数の油圧拡開ジヤツキシリン
ダを配設するのが有利である。

更にまた。

油圧拡開ジヤツキシリンダの圧力室には、該拡開ジヤツ
キシリンダの圧力負荷を制限する過圧弁を配属するのが
有利である。

周囲の地山又は地盤に基づく圧力が許容不能に昇圧する
と過圧弁は応動し、これによって拡開ジヤツキシリンダ
の圧力室の負荷が軽減される。

これと共に。圧力負荷を受けた拡開セグメントは、掘進
刃に作用する蓋圧ひいては拡開ジヤツキシリンダの圧力
室内の圧力が再び規定値に達するまで、内向き半径方向
へ移動する。

本発明の掘削シールドは、比較的長時間稼働後にも前記
の圧力負荷軽減に基づいて、不都合なロック作用を受け
ることはありえない。

掘削シールドは拡開状態で前進することができる。

蓋圧の少ない地山ゾーンに達すると掘削シールドは拡開
ジヤツキを介して再び自動的に拡開する。

次に図面につき本発明の詳細な説明する。

図示の掘削シールドは支持フレーム１０を有し。

該支持フレームは２つの剛性のリング状支持フレーム部
分１１．１２によって形成され１両リング状支持フレー
ム部分は溝形断面又は箱形断面の形状を有している。

第２図から判るように刃口の多数の掘進刃１３は全体と
して１つの円筒形のシールド殻板を形成している。

これらの掘進刃１３は個別的又はグループ毎に複動式の
油圧推進ジヤツキシリンダ１４によって矢印Ｖの掘進方
向に推進可能である。

リング状支持フレーム部分１１と１２との間にを末多数
の拡開セグメント１５が挿入されており。

該拡開セグメントの外周壁に沿って掘進刃１３は支持さ
れかつ掘進方向Ｖにガイドされている。

拡開セグメント１５に沿っての掘進刃のガイドは。

掘削シールドにおいて周知のよ５に、Ｔ形溝案内機構に
よって行なわれる。

図示の実施例ではリング状支持フレーム部分１１．１２
の円形外周面には全体として６個の拡開セグメント１５
が配置されており、各拡開セグメントはそれぞれ３つの
掘進刃１３を支持している。

各拡開セグメントは、それぞれ複数の縦ステー１６と、
該縦ステーに対して直角に配設された複数のセグメント
片１７とから成り、これらは例えば箱形断面を有してい
る。

縦２チー１６とセグメント片１７とは互いに結合されて
１つの剛性の拡開セグメント１５を形成している。

剛性の両リング状支持フレーム部分１１．１２は外周に
複数の半径方向の案内開口１８を有し、該案内開口の内
部で拡開セグメント１５の縦ステー１６が半径方向に摺
動可能にガイドされている。

以上のことから判るように剛性の両リング状支持フレー
ム部分１１．１２は複数の拡開セグメント１５を介して
結合されてシールドの支持フレーム１０を形成しており
、該支持フレームはユニットとして掘進方向Ｖにシフト
又は推進される。

この推進は前記の油圧推進ジヤツキシリンダ１４によっ
て行なわれ、該シリンダは、第１図に示すよりに、拡開
セグメント１５のセグメント片１７に支持されておりか
つ油圧推進ジヤツキのピストン棒は掘進刃１３の内側に
設けた枢着部２０に枢着されている。

この場合各掘進刃１３にはそれぞれ固有の油圧推進ジヤ
ツキが所属している。

拡開セグメント１５は両リング状支持フレーム部分１１
及び１２に対して半径方向に、つまり掘進方向Ｖに対し
て直角方向に掘削囲壁に向って拡開（突張り）可能であ
る。

これは油圧拡開ジヤツキシリンダ１９によって行なわれ
、該シリンダは両リング状支持フレーム部分１１．１２
によって成形された支持フレーム内部に配置されており
かつ油圧拡開ジヤツキのピストン棒は拡開セグメント１
５の縦ステー１６に作用している。

それゆえに油圧拡開ジヤツキのピストン棒の押出しによ
って拡開セグメントは個５ＪＩｍに又は一緒に拡開され
。

これによシ、拡開セグメント１５によって支持された掘
進刃１３は掘進囲壁に圧着される。

第１図には、拡開状態における掘進刃の位置１３′が鎖
線で示されている。

掘進作業中、掘進刃１３は個別的又はグループ毎に油圧
推進ジヤツキによって掘進方向Ｖに推進せしめられる。

この場合掘進刃１３は油圧拡開ジヤツキシリンダ１９を
介して掘削囲壁に圧着されてもよい。

油圧推進ジヤツキシリンダ１４は拡開セグメント１５を
介して支持フレーム１０もしくは該支持フレームの後方
の支持フレーム部分１２に支持されている。

全掘進刃１３が油圧推進ジヤツキのストローク分だけ推
進せしめられると直ちに支持フレーム１０はワンステッ
プ分追従シフトされる。

このために油圧推進ジヤツキシリンダ１４は推進ジヤツ
キピストン棒の押込み方向に給圧される。

支持フレーム１０の追従シフト時には、圧着力によって
岩盤もしくは掘削囲壁に接する掘進刃１３は、油圧推進
ジヤツキシリンダ１４に対する受台を形成している。

拡開セグメント１５は掘進方向Ｖにではなくて半径方向
にのみ運動可能に、リング状支持フレーム部分１１．１
２と連結されているので。

前記支持フレーム部分１１．１２の追従シフト時に一緒
に連行される。

油圧拡開ジヤツキシリンダ１９の圧力室には過圧弁（図
示せず）が所属しており、該過圧弁は。

所定蓋圧を超えた際に応動して拡開ジヤツキの負荷を軽
減する。

この場合、受圧した拡開セグメントは、これに支持され
た掘進刃と共に内向き半径方向に移動し、この移動は、
関係拡開ジヤツキシリンダの圧力室内の圧力と蓋圧とが
再び普通の圧力値に達するまで行なわれる。

掘進刃を掘進囲壁に圧着させて岩盤を支持させる圧力は
前記過圧弁によって正確に設定することができる。

拡開セグメント及び所属の掘進刃を掘進中に所定の圧着
力で掘進囲壁に自動的に圧着するように拡開ジヤツキの
油圧制御装置を構成するのが有利である。

掘進作業中にシールドが比較的低蓋圧のゾーンに達する
と直ちに拡開セグメントの拡開度は油圧拡開ジヤツキを
介して自動的に加減され、これにより岩盤は所定の支持
力でシールドによって支持される。

支持フレームのリング状支持フレーム部分１１と１２は
、結合縦材２１及び（又は）結合斜材２２を介して結合
されて剛性の枠体を形成し、該枠体には１個々の拡開セ
グメント１５が半径方向でのみ摺動可能に支承されてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による掘削シールドの縦断面図。 第２図は第１図に示した掘削シールドの背面図、第３図
は第１図及び第２図に示した掘削シールドの支持フレー
ムに配置された拡開セグメントを部分的に破断して示し
た斜視図である。 １０・・・支持フレーム、１１．１２・・・リング状支
持フレーム部分、１３・・・掘進刃、１３′・・・掘進
刃の拡開位置、１４・・・複動式油圧推進ジヤツキシリ
ンダ、■・・・掘進方向、１５・・・拡開セグメント、
１６・・・縦ステー、１７・・・セグメント片、１８・
・・案内開口、１９・・・油圧拡開ジヤツキシリンダ、
２０・・・枢着部、２１・・・結合縦材、２２・・・結
合斜材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 特に蓋圧の強い地山でトンネル、横坑又は坑道を掘
   進するための掘削シールドであって支持フレームと、該
   支持フレームに対して相対的に掘進方向に推進可能な複
   数の掘進刃と、該掘進刃を前記支持フレームに対して相
   対的に掘削囲壁の方に向けて拡開させる拡開装置とを備
   えた形式のものにおいて、掘進刃１３が所属の拡開セグ
   メント１５に沿って掘進方向Ｖに摺動可能に配置されて
   おり、前記拡開セグメント自体は前記支持フレーム１０
   に前記の拡開方向に運動可能に支持されていることを特
   徴とする掘削シールド。 ２ 拡開セグメント１５が、拡開方向で摺動可能に支持
   フレーム１０に沿って案内されておりかつ掘進方向Ｖで
   移動不能に前記支持フレームと結合されている特許請求
   の範囲第１項記載の掘削シールド。 ３ 掘進刃１３の油圧推進ジヤツキシリンダ１４が前記
   掘進刃１３と拡開セグメント１５との間に接続されてい
   る特許請求の範囲第２項記載の掘削シールド。 ４ 支持フレーム１０が、複数の互いに間隔をおいて配
   置された剛性の支持フレーム部分１１，１２から成シ、
   該支持フレーム部分が結合縦材２１及び結合斜材２２を
   介して、又はその何れかの部材を介して結合されていて
   １つの剛性の枠体を形成している特許請求の範囲第１項
   記載の掘削シールド。 ５ 拡開セグメント１５が、支持フレーム１０に支持さ
   れた油圧拡開ジヤツキシリンダ１９によって拡開可能で
   ある特許請求の範囲第１項記載の掘削シールド。 ６ 複数の、半径方向に配置した油圧拡開ジヤツキシリ
   ンダ１９が各拡開セグメント１５に配属されている特許
   請求の範囲第５項記載の掘削シールド。 １ 油圧拡開ジヤツキシリンダ１９が支持フレーム１０
   の成形内部に配置されている特許請求の範囲第５項又は
   第６項記載の掘削シールド。 ８ 支持フレーム１０を形成する二つの支持フレーム部
   分１１．１２にそれぞれ、複数の油圧拡開ジヤツキシリ
   ンダ１９が配置されている特許請求の範囲第４項記載の
   掘削シールド。 ９ 各拡開セグメント１５に複数の掘進刃１３が摺動可
   能にガイドされている特許請求の範囲第１項記載の掘削
   シールド。 １０リング状の支持フレーム１０の全周にわたって少な
   くとも３つの拡開セグメント１５が配置されており、こ
   れらの拡開セグメントが一緒になって、複数の掘進刃１
   ３を支持する１つの拡開輪環を形成している特許請求の
   範囲第９項記載の掘削シールド。 １１ 特に蓋圧の強い地山でトンネル、横坑又は坑道を
   掘進するための掘削シールドであって支持フレームと、
   該支持フレームに対して相対的に掘進方向に推進可能な
   複数の掘進刃と、該掘進刃を前記支持フレームに対して
   相対的に掘削囲壁の方に向けて拡開させる拡開装置とを
   備えた掘削シールドであって、掘進刃１３が所属の拡開
   セグメント１５に沿って掘進方向Ｖに摺動可能に配置さ
   れており、前記拡開セグメント自体は前記支持フレーム
   １０に前記の拡開方向に運動可能に支持されている掘削
   シールドにおいて、上記油圧拡開ジヤツキシリンダ１９
   の圧力室に過圧弁が配置されていることを特徴とする掘
   削シールド。