NL8501062A

NL8501062A - Machine for driving tubes under road - has axially-adjustable wall between seal and cutter plate

Info

Publication number: NL8501062A
Application number: NL8501062A
Authority: NL
Original assignee: Westerlo Leidingwerken B V
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1986-11-03

Abstract

The machine drives a tube under a road, building or canal, using a round tube thrust through the ground by a mechanism at its rear end. At the forward end there is a watertight seal (9), in front and clear of which is a cutter comprising a round plate (15), driven by a shaft passing through the seal and equipped with cutting tools and openings through which (28) the spoil passes. Water is supplied to and discharged from the chamber between cutter and seal, where it is mixed with the spoil. Between the seal and the cutter plate is a wall (16) adjustable in the axial direction and movable against the plate (15).

Description

% * N391% * N391

Westerlo Leidingwerken B.V.Westerlo Leidingwerken B.V.

Aarle-Rixtel 5 Inrichting om een buis onder kunstwerken te drijven.Aarle-Rixtel 5 Device for driving a pipe under works of art.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting om een buis onder kunstwerken, als wegen, kanalen, gebouwen en dergelijke te drijven, welke inrichting in hoofdzaak 10 bestaat uit: a. de aan te brengen ronde buis zelf met een inrichting om de buis door de grond te drukken aan het hier als achterzijde aan te duiden uiteinde van de buis; b. een waterdichte afsluiting aan het hier als voorzijde 15 van de buis aan te duiden uiteinde, welk uiteinde door de grond wordt gedrukt; c. een freesinrichting op enige afstand voor de afsluiting aan de voorzijde, bestaande uit een ronde plaat, die via een as door de afsluiting binnen de buis opgestelde 20 aandrijfinrichting tot rotatie kan worden gebracht en die voorzien is van beitels en doorlaten voor gefreesde grond tot in een ruimte tussen de freesinrichting en de afsluiting; d. een aanvoer voor water en een afvoer voor dit water 25 gemengd met gefreesde grond, uit de mengruimte tussen freesinrichting (freesplaat) en afsluiting.The invention relates to a device for driving a tube under structures, such as roads, canals, buildings and the like, which device mainly consists of: a. The round tube to be fitted itself with a device around the tube through the ground to be pressed at the end of the tube to be designated here as the back; b. a watertight seal at the end to be designated here as the front side of the tube, which end is pressed through the ground; c. a milling device at some distance in front of the closure at the front, consisting of a round plate, which can be rotated via a shaft arranged by the closure within the tube, and which is provided with chisels and passages for milled ground into a space between the milling device and the fence; d. a supply for water and a discharge for this water mixed with milled soil, from the mixing space between milling device (milling plate) and fence.

De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het drijven van een buis onder kunstwerken onder het gebruik maken van een inrichting volgens de 30 uitvinding.The invention also relates to a method of driving a pipe under artworks using an apparatus according to the invention.

Inrichtingen als boven beschreven zijn bekend. De door de grond te drukken zijde (de voorzijde) is meestal voorzien van een béitelvormige rand. Soms zijn de freesinrichting en spoelmogelijkheden, alsmede de 35 afsluitplaat niet aanwezig en wordt de buis door de grond gedrukt en de dan in de buis aanwezige grond met •s> % : '· -· n $Devices as described above are known. The side to be pressed by the ground (the front) usually has a chisel-shaped edge. Sometimes the milling device and flushing options, as well as the sealing plate are not present and the tube is pressed through the ground and the soil then present in the tube with • s>%: '· - · n $

y ,vVy, vV

-2- daartoe geeigende middelen afgevoerd, bijvoorbeeld door de grond met een avagaar uit de buis te boren.-2- removed appropriate means, for example by drilling the soil out of the pipe with an auger.

Nadeel van deze laatste methode is, dat er waterdoorbraken kunnen optreden, de richting kan afwijken 5 en de buis zich door zijn gewicht langzaam neerwaarts richt.The disadvantage of this latter method is that water breakthroughs can occur, the direction can deviate and the pipe slowly moves downwards due to its weight.

a Deze bezwaren worden vermeden met een inrichting volgens de aanhef, waarbij het voorste deel van de buis richtbaar met de eigenlijke buis is verbonden en 10 geconstateerde afwijkingen in de voorgestelde richting - . kunnen worden gecorrigeerd.a These drawbacks are avoided with a device according to the preamble, in which the front part of the tube is orientably connected to the actual tube and 10 deviations found in the proposed direction -. can be corrected.

De met de beitels vo'o'r de buis gefreesd grondmateriaal wordt door openingen in de freesplaat afgevoerd tot in de ruimte tussen de freesplaat en 15 afsluitplaat van de buis. In deze ruimte wordt de grond gemengd met aangevoerd spoelwater en het mengsel daaruit afgevoerd.The ground material milled with the chisels in front of the tube is discharged through openings in the milling plate into the space between the milling plate and the sealing plate of the tube. In this space, the soil is mixed with supplied rinse water and the mixture is drained from it.

De bestaande inrichting heeft enige nadelen: 1 . Bij stilstand van de werkzaamheden kan grond door de 20 openingen in de freesplaat in de genoemde mengruimte dringen en vóór de buis verzakkingen veroorzaken.The existing establishment has some drawbacks: 1. When work is stopped, soil can penetrate through the 20 openings in the milling plate into the aforementioned mixing space and cause subsidence in front of the pipe.

2. De grootte van de "mengkamer" tussen freesplaat en afsluitplaat moet aangepast kunnen worden aan de soort grond en aan- en afvoerde hoeveelheid water om optimale 25 vooruitgang te verkrijgen; 3. Het is niet mogelijk om voor de freesplaat met water te spoelen om bijvoorbeeld (uitwijk-) ruimte te maken voor in de grond aanwezige keien.2. The size of the "mixing chamber" between the milling plate and sealing plate must be adaptable to the type of soil and the amount of water supplied and discharged in order to obtain optimum progress; 3. It is not possible to rinse in front of the milling plate with water, for example to make (relief) space for boulders present in the ground.

Volgens de uitvinding kan aan deze bezwaren 30 worden tegemoet gekomen als zich tussen de afsluiting en de freesplaat een axiaal verstelbare wand bevindt, die de inhoud van mengruimte achter de freesplaat nagenoeg tot nul kan reduceren.According to the invention, these drawbacks can be met if there is an axially adjustable wall between the closure and the milling plate, which can substantially reduce the volume of the mixing space behind the milling plate.

De vorm van de wand is zodanig, dat de uitloop 35 van de wateraanvoer en de inloop van de afvoer niet door de plaat worden afgedekt.The shape of the wall is such that the outlet 35 of the water supply and the inlet of the drain are not covered by the plate.

35 010 62 ' »> ΐ -3-35 010 62 '»> ΐ -3-

Voorts wordt de wand bij voorkeur als plunjer uitgevoerd, dat wil zeggen dat achter de plaat geen grondmengsel aanwezig kan zijn. Daartoe heeft de wand achterwaarts gerichte opstaande randen die corresponderen 5 met voorwaarts gerichte opstaande wanden op de afsluitplaat. Voorts zijn middelen aanwezig om achter de wand enige (water-) overdruk te handhaven om het erin doordringen van grondmengselen te voorkomen.Furthermore, the wall is preferably designed as a plunger, that is to say that no soil mixture can be present behind the plate. To that end, the wall has rearwardly facing upright edges corresponding to forwardly upright walls on the closure plate. Furthermore, means are present to maintain some (water) overpressure behind the wall in order to prevent penetration of soil mixtures.

De freesplaat heeft tenminste doorlaten die vóór 10 de openingen voor aan- en afvoer van spoelwater kunnen worden geplaatst, waarbij die plaat in een bepaalde stand moet kunnen worden geplaatst. Het is dan mogelijk om bij stilstand van de rotatie vóór de freesplaat grond weg te spoelen. Dit is bijvoorbeeld nodig als er ruimte moet 15 worden gevormd om keien tot naast het profiel van de buis te verplaatsen.The milling plate has at least passages that can be placed in front of the openings for the supply and discharge of rinsing water, whereby that plate must be able to be placed in a certain position. It is then possible to wash away soil in front of the milling plate when the rotation is stopped. This is necessary, for example, if space has to be formed to move boulders next to the profile of the tube.

Ëij stilstand van het werk wordt de wand tot tegen de freesplaat geplaatst, zodat de grond voor de freesplaat niet in beweging kan komen en verzakkingen door 20 verplaatsing van de grond wordt vermeden. Bovendien komt het mengproces bij hervatten van de werkzaamheden onder het terugplaatsen van de wand beter op gang.When the work is stopped, the wall is placed against the milling plate, so that the ground in front of the milling plate cannot move and subsidence due to displacement of the ground is avoided. In addition, when the work is resumed when the wall is replaced, the mixing process starts better.

De buis voor de toevoer van spoelwater mondt bij voorkeur uit in een kamer die een buissegment is, waarvan 25 de koorde correspondeert met een begrenzingslijn van de axiaal verplaatsbare wand. De voorzijde van de genoemde kamer is bij voorkeur voorzien van een aantal doorlaten, waardoor het spoelwater verspreid in de mengkamer komt. De verplaatsbare wand is niet geheel cirkelvormig, waardoor 30 spoelwater steeds vrijelijk toegang kan hebben tot achter de wand en desgewenst tot vóór de freesplaat. Tevens wordt draaiing van de wand voorkomen, omdat de rechte vlakken die respectievelijk op de afsluitplaat en wand staan,elkaar raken.The rinse water supply pipe preferably opens into a chamber which is a pipe segment, the chord of which corresponds to a boundary line of the axially displaceable wall. The front of the said chamber is preferably provided with a number of passages, through which the rinsing water enters the mixing chamber. The movable wall is not entirely circular, so that flushing water can always have free access behind the wall and, if desired, in front of the milling plate. Rotation of the wall is also prevented, because the straight surfaces on the closing plate and wall, respectively, touch each other.

35 De uitvinding wordt schematisch toegelicht met 55SI 0 62 -4- een tekening. Hierin toont: figuur 1 : een langsdoorsnede van de inrichting; figuur 2: een aanzicht van de verplaatsbare wand volgens doorsnede A-A; en 5 figuur 3: een aanzicht van de freesplaat volgens B-B.The invention is schematically illustrated with 55SI 0 62 -4- a drawing. Herein: figure 1 shows a longitudinal section of the device; figure 2: a view of the movable wall according to section A-A; and figure 3: a view of the milling plate according to B-B.

Met 1 is de aan te brengen ronde buis aangegeven, met een doorsnede van bijvoorbeeld een meter. Aan deze buis 1 is een buisdeel 2 in drie richtingen verstelbaar 10 verbonden. Hiertoe zijn de verlenging 3, met afsluitring 4 en drie hydraulische cylinders 5 (een ervan weergegeven) met hun reactiesteunen 6: en 7 aanwezig. De voorzijde van het buisdeel 2 is voorzien van een snij rand 8.1 indicates the round tube to be fitted, with a diameter of, for example, a meter. A pipe part 2 is adjustable in three directions to this tube 1. To this end, the extension 3, with sealing ring 4 and three hydraulic cylinders 5 (one of which is shown) with their reaction supports 6: and 7 are provided. The front side of the pipe section 2 is provided with a cutting edge 8.

Het buisdeel 2 is aan de voorzijde afgesloten 15 door een plaat 9 met een doorlaat 10 voor de aanvoer van spoelwater en een doorlaat 11 en in het hart van de (ronde) afsluitplaat 9 een waterdichte lagering 12 voor een as 13 tussen een aandrijfmotor 14 (bij voorkeur hydraulisch) en een freesplaat 15.The pipe part 2 is closed at the front by a plate 9 with a passage 10 for the supply of rinsing water and a passage 11 and in the center of the (round) closing plate 9 a watertight bearing 12 for a shaft 13 between a drive motor 14 ( preferably hydraulic) and a milling plate 15.

20 Essentieel voor de uitvinding is nu de axiaal verplaatsbare wand 16, die met een schematisch weergegeven lager 17 schuifbaar gelagerd is op de as 13, zodat het geheel gecentreerd blijft. De wand 16 is als plunjer uitgevoerd, waartoe deze voorzien is van een opstaande rand 25 18 die samenwerkt met een corresponderende opzet 19 op de afsluitplaat 19. Tussen de wand 16 en de freesplaat 15 is nu een mengkamer 20 en tussen de wand 16 en de afsluitplaat 9 een ruimte 21 , die door overdruk van water vrij van grondmengsel wordt gehouden.Essential for the invention is the axially displaceable wall 16, which is slidably mounted on the shaft 13 with a schematically shown bearing 17, so that the whole remains centered. The wall 16 is designed as a plunger, for which purpose it is provided with an upright edge 18 which cooperates with a corresponding arrangement 19 on the closing plate 19. Between the wall 16 and the milling plate 15 there is now a mixing chamber 20 and between the wall 16 and the sealing plate 9 a space 21, which is kept free from soil mixture by overpressure of water.

30 Door met pijlen 22 schematisch weergegeven axiaal werkende bewegingsmiddelen kan de wand 16 axiaal heen en weer worden bewogen en aldus de mengkamer 20 worden wat inhoud betreft, worden vergroot of verkleind tot nagenoeg nul, als de wand 16 de freesplaat 15 raakt. De praktische 35 uitvoering van genoemde bewegingsmiddelen omvat een gecompliceerd geheel van de lagers 12 en 17 ,gecombineerd met hydraulisch werkende verplaatsingsmiddelen, als aangeduid met de pijlen 20.By axially acting moving means schematically represented by arrows 22, the wall 16 can be moved axially to and fro and thus the mixing chamber 20 can be enlarged or reduced in content, to substantially zero, when the wall 16 touches the milling plate 15. The practical embodiment of said moving means comprises a complicated set of bearings 12 and 17, combined with hydraulically acting moving means, as indicated by arrows 20.

8501062 -5- τ- *8501062 -5- τ- *

De aanvoer van spoelwater geschiedt door een buis 21/ die uitmondt in een cirkelsegmentvormige kamer 22, die voorzien is van uitloopopeningen 23 aan de zijde van de mengkamer 20. De afvoer van spoelmaterfaal geschiedt door 5 een buis 24. Deze buis is onder een hoek Λ ten opzichte van de hartlijn van de buizen 1 en 2 geplaatst. Het is nu mogelijk een beweegbare spuitlans 25 door deze buis te voeren via een afsluitbuis 26.The rinse water is supplied through a tube 21 / which opens into a circular segment-shaped chamber 22, which is provided with outlet openings 23 on the side of the mixing chamber 20. The rinse material is discharged through a tube 24. This tube is at an angle Λ positioned relative to the centerline of tubes 1 and 2. It is now possible to pass a movable spray lance 25 through this tube via a sealing tube 26.

Essentieel voor de uitvinding is nu, dat de wand 10 16 tegen de freesplaat 15 kan worden geplaatst, zodat er géén mengkamer 20 resteert. Het spoelwater dat via de buis 21 en de kamer 22 door de openingen 23 wordt aangevoerd, stroomt nu voor de freesplaat 15 om naar de inlaat van de buis 24. Het zal duidelijk zijn zoals fig. 3 laat zien, dat 15 de plaat 15 daartoe van openingen 27 en 28 moet zijn voorzien, die door draaiing van de plaat 15 in de juiste werkstand kunnen worden gesteld, ten behoeve van de doorlaat van spoelwater, gevormde spoeling alsmede van een spuitlans 25. Met behulp van deze lans 25 is het mogelijk 20 onder spoeling, vóór de freesplaat 20 ruimte vlak onder de voorkant van buis 2 te creeren, waarin bijvoorbeeld keien kunnen worden opgenomen.It is now essential for the invention that the wall 10 16 can be placed against the milling plate 15, so that no mixing chamber 20 remains. The rinsing water supplied via the tube 21 and the chamber 22 through the openings 23 now flows in front of the milling plate 15 to the inlet of the tube 24. It will be clear, as shown in Fig. 3, that the plate 15 is used for this purpose. openings 27 and 28 must be provided, which can be set in the correct working position by rotating the plate 15, for the purpose of the passage of rinsing water, formed rinsing as well as a spray lance 25. With the aid of this lance 25 it is possible to under flush, create space just below the front of tube 2 in front of the milling plate 20, in which, for example, pebbles can be received.

Het aanzicht volgens de lijn A-A, weergegeven in figuur 2, laat zien dat de opstaande omtrek van de wand 16 25 correspondeert met de opstaande vlakken van de wand 9, dat wil zeggen dat de wand 16 de openingen 23 van de kamer 22 vrijlaat, evenals de inlaat 11 van de afvoerbuis 24.The view along the line AA, shown in Figure 2, shows that the upright periphery of the wall 16 corresponds to the upright surfaces of the wall 9, i.e. the wall 16 leaves the openings 23 of the chamber 22, as well as the inlet 11 of the discharge pipe 24.

Volgens figuur 3 is de freesplaat 15 aan de voorzijde voorzien van snij beitels (niet nader weergegeven) 30 met corresponderende openingen 28 voor het doorlaten van gefreesde grond in de mengkamer 20. Ook worden de aan de omtrek gelegen openingen gebruikt voor het doorlaten van spoeling uit de opening(en) 23 en naar de inlaat van buis 24, alsmede voor het doorlaten van de spuitlans 25 voor 35 zover de plaat 15 hiervoor in de juiste stand is gesteld.According to Figure 3, the milling plate 15 is provided at the front with cutting chisels (not shown in more detail) 30 with corresponding openings 28 for allowing milled soil to pass into the mixing chamber 20. The peripheral openings are also used for allowing flushing out the opening (s) 23 and towards the inlet of tube 24, as well as for the passage of the spray lance 25 insofar as the plate 15 is set in the correct position for this.

eP λ < n $ o ¢0 d J j — -6- * ··eP λ <n $ o ¢ 0 d J j - -6- * ··

De inrichting volgens de uitvinding maakt het mogelijk een werkwijze uit te voeren die met de bekende inrichtingen niet goed mogelijk is. Met name wordt het mogelijk op gecontroleerde wijze buiten de voorzijde om 5 grond weg te spoelen en vooral om ruimte te vormen voor ongewenste voorwerpen# zoals keien# welke voor de bekende inrichtingen als in de aanhef beschreven soms zeer ernstige obstakels kunnen vormen.The device according to the invention makes it possible to carry out a method which is not well possible with the known devices. In particular, it becomes possible in a controlled manner outside the front to wash away soil and, in particular, to create space for undesired objects # such as boulders # which can sometimes form very serious obstacles for the known devices as described in the preamble.

Tot het werken met de onderhavige inrichting 10 behoort ook het instellen van de inhoud van de mengkamer 20 : in relatie tot de toe te voeren hoeveelheid spoelwater en de voor de freesplaat 15 aanwezige grondsoort tot een optimale voortgangssnelheid van het geheel. Met andere woorden het mengproces in de mengkamer 20 kan hiertoe 15 gunstig worden beïnvloed. Absolute cijfers zijn hierover niet te geven. Deze zijn volledig afhankelijk van de plaatselijke omstandigheden. De inrichting volgens de uitvinding maakt een optimale aanpassing aan die omstandigheden mogelijk.Working with the present device 10 also involves adjusting the content of the mixing chamber 20: in relation to the amount of rinsing water to be supplied and the type of soil present for the milling plate 15, to an optimum speed of progress of the whole. In other words, the mixing process in the mixing chamber 20 can be favorably influenced for this purpose. Absolute figures cannot be given on this. These depend entirely on local conditions. The device according to the invention allows optimum adaptation to those conditions.

20 Het injecteren van een bentonietsuspensie kort achter de boorkop werkt gunstig op de benodigde aandrukkracht van de buis en/of de voortgangssnelheid.Injecting a bentonite suspension shortly behind the drill head works favorably on the required contact pressure of the tube and / or the speed of advancement.

85 0 1 I· v l85 0 1 I v l

Claims

1. Device for driving a tube under structures, such as roads, canals, buildings and the like, which device mainly consists of: a. The round tube to be fitted itself with a device for pushing the tube through the ground at the end of the tube to be designated here as rear; b. a watertight seal at the end to be designated here as the front side of the tube, which end is pressed through the ground; c. a milling device at some distance in front of the closure at the front, consisting of a round plate, which can be rotated via a shaft arranged by the closure within the tube, and which is provided with chisels and passages for milled ground into a space between the milling device and the fence; d. an inlet for water and an outlet for this water, mixed with milled soil, from the mixing space between the milling device and the fence, characterized in that an axially adjustable wall (16) is arranged between the fence (9) and the milling plate (15) ) which can be moved up to the milling plate (15).

Device according to claim 1, characterized in that the shape of the wall (16) is such that the outlet (23) for the water supply and the inlet of the flushing outlet (11, 24) do not pass through the wall (16) is covered.

Device according to claims 1-2, characterized in that the wall (16) is in the form of a plunger, to which the wall (16) has rearwardly directed upright edges (18, 18a) and the closure (9) cooperating forwards has oriented upright walls (19, 19a).

Device according to claims 1-3, characterized in that the means are present for keeping the space (21) formed by the plunger under (water) overpressure with respect to the environment.

Device according to claims 1-4, characterized in that the milling plate (15) has at least openings (28) which can be placed in front of the inlets (23) for water and the discharge of rinse (11, 24).

6. Device according to claims 1-5, characterized in that the water supply tube (21) opens into a segment-shaped chamber (22) with passages (23), opening into the mixing chamber (20).

7. Device according to claims 1-6, characterized in that the circular chord (19a) of the chamber (22) corresponds to a part of the upright edge (18a) of the wall (16).

8. Device according to claims 1-7, characterized in that the discharge pipe (24) is placed at a downward angle with respect to the center line of the pipes (1, 2) and is provided with a spray lance (25) slidable therein. .

Method for driving a pipe under engineering structures with a device according to one or more of claims 1-8, characterized in that the milling plate (20) is rinsed while placing the wall (16, 18, 18a ), Which defines the mixing chamber (20), against the milling plate (15), placing the openings (28) in the milling plate (15) for the openings (23) for the supply of water and discharge (11, 24 ) of rinse.

10. Method according to claim 9, characterized in that one rinses in front of the milling plate (15) and thereby also rinses using a spray lance (25), which is axially shifted by the angle cx. downwardly directed discharge tube (24) and through an opening (28) in the milling plate (15).

11. Method according to claims 9-10, with the 8 5 0 1 ö Ö 2 -9 character, that the wall (16) is positioned relative to the milling plate (15) in such a way that an optimum rinse water is supplied at the current time progress.

12. A method according to claim 9-11, characterized in that a bentonite suspension is injected between tubular walls of soil. Eindhoven, March 21, 1985 S5Q10S2