DE1279708B

DE1279708B - Driving shield for tunnel or gallery construction

Info

Publication number: DE1279708B
Application number: DEN24725A
Authority: DE
Inventors: Wladimir P Samoilow; Jewstafij A Wassiljenko; Nikolai W Wassiljew; Georgij W Wintsch
Original assignee: NII OSNOWANIJ I PODSEMNYCH SOO
Current assignee: NII OSNOWANIJ I PODSEMNYCH SOO
Priority date: 1964-04-03
Filing date: 1964-04-03
Publication date: 1968-10-10

Description

Vortriebsschild für den Tunnel- oder Stollenbau Die Erfindung betrifft einen Vortriebsschild mit rundem Querschnitt für` den Tunnel- oder Stollenbau mit einem aus parallel zueinander verlaufenden, in Vortriebsrichtung mit Schneiden versehenen. Gitterstäben bestehenden gitterartigen Brustverbau.Driving shield for tunnel or gallery construction The invention relates to a jacking shield with a round cross-section for the construction of tunnels or galleries one of parallel to each other, provided with cutting edges in the direction of advance. Lattice bars existing lattice-like breast shoring.

Es sind Vortriebsschilde bekannt, die einen Brustverbau aufweisen, der aus zwei Gruppen paralleler, vorn mit Schneiden versehener Gitterstäbe besteht, die senkrecht zueinander verlaufen. Dieser aus Gitterstäben bestehende Brustverbau ist im vorderen Teil des Vortriebsschildes starr befestigt.Propulsion shields are known that have a breast bracing, which consists of two groups of parallel bars with cutting edges at the front, which run perpendicular to each other. This breast shoring consisting of bars is rigidly attached in the front part of the propulsion shield.

Eine derartige Anordnung weist den Nachteil auf, daß eine während des Tunnelvortriebes durch Anderung der Bodeneigenschaften oder der Bodenart längs der Tunnelachse erforderlich werdende Änderung der Anordnung des Gitters stets mit langdauerndem Stillstand des Tunnelvortriebes zur Durchführung der für die Änderung der Gitteranordnung des Brustverbaues erforderlichen Arbeiten verbunden ist.Such an arrangement has the disadvantage that a during of tunneling by changing the soil properties or the type of soil lengthways any change in the arrangement of the grid that becomes necessary along the tunnel axis Long-term standstill of the tunneling to carry out the change the lattice arrangement of the breast lining required work is connected.

Ändern sich die Art und die Eigenschaften der zu durchfahrenden Böden in Richtung längs der Achse des vorzutreibenden Tunnels oft, so sind wiederholt erforderlich werdende Änderungen der Gitteranordnung unrentabel.The type and properties of the floors to be driven through change in the direction along the axis of the tunnel to be driven are often repeated changes to the grid arrangement that become necessary are unprofitable.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Vortriebsschild der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem ein schnelles Ändern der Gitteranordnung ohne irgendwelche Sonderarbeiten oder einen Stillstand des Schildes möglich ist.In contrast, the invention is based on the object of a propulsion shield of the type specified in the introduction, in which a rapid change of the grid arrangement without any special work or a standstill of the shield is possible.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im vorderen Teil des Schildes hintereinander zwei Ringe unabhängig voneinander um die Schildlängsachse drehbar gelagert sind und in jedem der Ringe eine Gruppe von parallelen Gitterstäben derart befestigt ist, daß bei entsprechender Stellung der beiden Ringe die Gitterstäbe des vorderen Ringes mit den Gitterstäben des hinteren Ringes fluchten. Die Gitterstäbe können in den Ringen derart befestigt sein, daß sie in Schildlängsrichtung gering verschiebbar sind.The object is achieved in that in the front part of the shield one behind the other two rings can be rotated independently of one another around the longitudinal axis of the shield are stored and in each of the rings a group of parallel bars in such a way is attached that with the appropriate position of the two rings, the bars of the front ring are aligned with the bars of the rear ring. The bars can be fastened in the rings in such a way that they are small in the longitudinal direction of the shield are movable.

Durch Verdrehen der Ringe gegeneinander und/ oder gegenüber dem Schild kann die Gitteranordnung während der Vortriebsbewegung des Vortriebsschildes in einfacher Weise geändert werden. Diese Möglichkeit gestattet es, den Tunnelvortrieb mittels des Vortriebsschildes nach der Erfindung in verschiedenartigen Böden durchzuführen.By turning the rings against each other and / or against the shield can the grid arrangement during the propulsion movement of the propulsion shield in easily changed. This possibility makes it possible to drive the tunnel to be carried out by means of the propulsion shield according to the invention in different types of soil.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den Vortriebsschild im Längsschnitt, F i g. 2 den Vortriebsschild gemäß F i g. 1 in Vorderansicht, F i g. 3 den Vortriebsschild gemäß F i g. 1 im Horizontalschnitt, der in Höhe der Schildachse geführt ist, und F i g. 4 die am vorderen und am hinteren Ring befestigten Gitterstabgruppen in verschiedenen Stellungen in bezug zueinander.In the drawing is an embodiment of the subject matter of Invention shown. It shows F i g. 1 the jacking shield in longitudinal section, F i g. 2 the jacking shield according to FIG. 1 in front view, F i g. 3 the propulsion shield according to FIG. 1 in horizontal section, which is performed at the level of the shield axis, and F i g. 4 different groups of bars attached to the front and rear rings Positions in relation to one another.

Hinter der Schneide 1 des Schildes sind zwei Ringe, ein vorderer Ring 2 und ein hinterer Ring 3, angeordnet, die an den Stirnseiten ringförmige Vorsprünge und Nuten (F i g. 1) aufweisen. Mit Hilfe dieser Vorsprünge und Nuten werden beim Einbau der eine Ring in dem anderen Ring sowie beide Ringe in die Stahlkonstruktion des Kopfteils des Vortriebsschildes eingesetzt. In Ringnuten der Ringe und der Schneide 1 des Schildes sind Filzdichtungen 4 eingesetzt, die ein Eintreten von Feuchtigkeit und ein Eindringen von Bodenteilchen zwischen den sich gegeneinander drehenden Ringen 2 und 3 und den angrenzenden Bauteilen des Schildes verhindern.Behind the cutting edge 1 of the shield are two rings, a front ring 2 and a rear ring 3, which have annular projections and grooves (FIG. 1) on the end faces. With the help of these projections and grooves, one ring is inserted into the other ring and both rings are inserted into the steel structure of the head part of the jacking shield. In the ring grooves of the rings and the cutting edge 1 of the shield, felt seals 4 are used, which prevent the ingress of moisture and the penetration of soil particles between the mutually rotating rings 2 and 3 and the adjacent components of the shield.

In den Ringen 2 und 3 sind unter Einhaltung gleicher Abstände mit Schneiden versehene Gitterstäbe 5 und 6 angeordnet, die in diesem Falle aus vorderseitig zugespitzten Platten mit Langlöchern 'an den Seitenrändern bestehen, die bei der Montage der Platten mit den Bohrungen in den Führungsteilen 7 zusammenfallen, die starr an den Ringen 2 und 3 befestigt sind.In the rings 2 and 3 are in compliance with the same distances with Cutting provided bars 5 and 6 arranged, in this case from the front there are pointed plates with elongated holes' on the side edges, which in the Assembly of the plates coincide with the holes in the guide parts 7, which are rigidly attached to rings 2 and 3.

In diese Bohrungen werden Verbindungselemente, in diesem Falle Schrauben S (F i g. 2), eingefügt. Die mit Schneiden versehenen Gitterstäbe 5 und 6 können in den Langlöchem in Richtung der' -l#, ängsachse des Schildes um ein gewisses Maß in bezug auf die Ringe 2 und 3 verschoben werden.Fastening elements, in this case screws S (FIG. 2), are inserted into these bores. The bars 5 and 6 provided with cutting edges can be displaced by a certain amount in relation to the rings 2 and 3 in the elongated holes in the direction of the longitudinal axis of the shield.

Die Ringe 2 und 3 werden durch einen Motor 9 in Drehung versetzt, der im - Oberteil des Schildes eingebaut ist und-ein `Antriebsritzel 10 träg4- das. mit dem anzutreibenden,.- -mit Innenverzahnung; ,versehenen Zahnradkranz 11 im Eingriff -steht.The rings 2 and 3 are set in rotation by a motor 9 which is installed in the upper part of the shield and a drive pinion 10 carries the with the internal toothing to be driven. , provided ring gear 11 is in engagement.

Der angetriebene Zähnrädkränz 11 ruhflüf RÖllen 12, die auf den Schildumfang verteilt in Ringnuten des Schildes untergebracht sind. Die mit Ringnuten für die Dichtungsringe 15 versehenen Seitenbacken 13 und -14 verhindern ein Verschieben des getriebenen Zahnkranzes 11 in Längsrichtung des Schildes. Die vordere. Seitenbacke;13 trägt Rippen 16. Die-derart mit Rippen 16 versehene Backe 13 wirkt als hinter den Ringen 2, 3 angeordnetes Schäüfelräd zur Ver ddung des Bodens.The driven Zahnrädkränz 11 Ruhflüf RÖllen 12, which are distributed on the shield circumference housed in annular grooves of the shield. The side jaws 13 and 14, which are provided with annular grooves for the sealing rings 15, prevent the driven ring gear 11 from being displaced in the longitudinal direction of the shield. The front one. Side jaw; 13 carries ribs 16. The jaw 13, which is provided with ribs 16 in this way, acts as a peeling wheel, which is arranged behind the rings 2, 3 , for digging the soil.

An den Stirnseiten des vorderen Ringes 2 und des hinteren Ringes 3. sind. reibungsvermindernde Bauteile 17 vorgesehen, die in diesem Falle aus Kugeln bestehen, die in ringförmigen Aussparungen laufen, die in den Ringen 2 und 3 sowie in den übrigen Bauteilen des Vortriebsschildes vorgesehen sind. .On the end faces of the front ring 2 and the rear ring 3. are. Friction-reducing components 17 are provided, which in this case consist of balls exist that run in annular recesses that are in rings 2 and 3 as well are provided in the other components of the propulsion shield. .

Die Ringe 2 und 3 ruhen auf der Außenseite auf abgedichteten Rollenlägern 18. Um Verformungen der einzelnen Teile des Schildes, - z. B. durch Gebirgsdruck, zu verhindern, sind die Rollen in den erwähnten Rollenlagem 18 mit -dämpfenden Einrichtungen versehen und die ringförmigen, für die aus Kugeln bestehenden reibungsvermindernden Bauteile 17 vorgesehenen Aussparungen in den Bauteilen des Vortriebssohildes so ausgeführt, daß die Kugeln sich in radialer Richtung- etwas verschieben können.The rings 2 and 3 rest on the outside on sealed roller bearings 18. To deformation of the individual parts of the shield, - z. B. by rock pressure, the rollers in the mentioned roller bearings 18 are provided with damping devices and the annular recesses provided for the friction-reducing components 17 consisting of balls in the components of the propulsion shell are designed so that the balls move in the radial direction - be able to move something.

Die Ringe 2 und 3 sind" durch einen Klemmriegel .19 miteinander verbunden, der in die starr am Ring 3 befestigte Führungshülse 20 eingeschoben ist. Wenn der Klemmriegel 19 hervorgezogen ist, kommt er bei Drehung des Ringes 3 auf dem nächstbefindlichen Führungsteil ? zu liegen, der starr an dem Ring 2 sitzt.The rings 2 and 3 are "connected to one another by a clamping bar 19 which is pushed into the guide sleeve 20 which is rigidly attached to the ring 3. When the clamping bar 19 is pulled out, when the ring 3 is rotated, it comes to rest on the next guide part? which sits rigidly on the ring 2.

Die Drehbewegung= des angetriebenen Zahnradkranzes 11 wird durch einen Klemmriegel 21 auf den Ring 3 übertragen. Dieser Klemmriegel 21 sitzt in einer Führungshülse 22, die als Krägarm an der vorderen Seitenbacke°13'angebracht ist.The rotary movement = of the driven ring gear 11 is through a Transfer the clamping bar 21 to the ring 3. This clamping bar 21 sits in a guide sleeve 22, which is attached as a cantilever arm to the front side jaw ° 13 '.

Als Anschlag für den vorgezogenen Klemmriegel 21 dienen die Führungsteile 7 sowie "auch am Ring 3 befestigte Anschläge 23. " -Die Ringe .2 und 3: werden während des Betriebes mittels Bremsvorrichtungen in einer -bestimmten Lage gehalten, die an der Außenseite der Ringe angeordnet sind und in .diesem Falle aus elektromagnetischen Bremsbacken 24 bestehen, die von .außen her in den Schildeingesetzt werden undstarr mit ihm verbunden -sind.- Die Bremsvorrichtungen können auch anders `gestaltet sein.The guide parts serve as a stop for the clamping bolt 21 which has been drawn out 7 as well as "stops 23 also attached to ring 3" -The rings .2 and 3: are during of operation by means of braking devices held in a certain position, the are arranged on the outside of the rings and in this case made of electromagnetic Brake shoes 24 exist, which are inserted into the shield from the outside and are rigid connected to it -sind.- The braking devices can also be designed differently.

Im Innern des Schildes sind Längsschwingungen erzeugende ausfahrbare Schwingungserreger 25 (F i g. 1 und 2) angeordnet. An den Köpfen der Schwingungserreger 25 sind Träger 26 befestigt, die, falls erforderlich, auf - die mit Schneiden versehenen Gitterstäbe 5 und '6 drücken. Die auf diese Weise erzeugte und auf die Gitterstäbe übertragene Vibration erleichtert es, diese in, den Boden zu pressen.Extensible vibration exciters 25 (FIGS. 1 and 2) generating longitudinal vibrations are arranged in the interior of the shield. Supports 26 are attached to the heads of the vibration exciters 25 and, if necessary, press on the bars 5 and 6 provided with cutting edges. The vibration generated in this way and transmitted to the bars makes it easier to press them into the ground.

Innerhalb des Vortriebsschildes ist eine teleskopartig ausziehbare Stange 27 mit einem än ihrem Ende befestigten Arbeitswerkzeug vorgesehen, mit dem bei Bedarf festerer Boden abgegraben und Steinblöcke gelöst werden können. Als Arbeitswerkzeug wird entweder ein Fräser 28 (F i g. 2 und 3), eine Zughacke 29 (F i g. 3) oder eine Profilschaufel 30 (F i g. 1) verwendet.A telescopically extendable rod 27 with a working tool attached to its end is provided within the propulsion shield, with which solid ground can be dug up and stone blocks loosened if necessary. Either a milling cutter 28 (FIGS. 2 and 3), a pulling hoe 29 (FIG. 3) or a profile blade 30 (FIG. 1) is used as the working tool.

Der 'innerhalb des Vortriebsschildes anfallende Boden wird durch die an der vorderen Seitenbacke 13 des angetriebenen Zahnradkranzes 11 befestigten Rippen 16 auf das in Tunnelachsrichtung verlaufende Förderband 31 aufgeladen.The 'occurring within the excavation shield soil is through the attached to the front side jaw 13 of the driven ring gear 11 ribs 16 loaded onto the conveyor belt 31 running in the tunnel axis direction.

Nachstehend wird die Wirkungsweise des Vortriebsschildes in Reihenfolge der einzelnen Arbeitsvorgänge beschrieben. Wird vor Ort reiner Sandboden mit geringer Kohäsion angetroffen, _ so werden die Ringe: 2 -und°-3 =derart- gekirelit; d'äß -die, mit Schneiden versehenen - Gitterstäbe-5 und @6 @ beider Ringe 2 und 3 - wäägerechf liegen und miteinander fluchten (F i g. 4 ä).The following is the mode of action of the propulsion shield in order of the individual work processes. Becomes pure sandy soil with less on site If cohesion is encountered, the rings are: 2 -and ° -3 = so-kirelite; d'as -the, with cutting-edge - bars-5 and @ 6 @ of both rings 2 and 3 - weighing chf lie and align with one another (Fig. 4 ä).

Auf diese Weise entstehen' sehneidende lange waagerechte Riegel;- die einzelne Zellen bilden, in denen der Sandboden dem natürlichen Böschungswinkel folgend herabrieselt. Beim Eindringen des Vortriebsschildes in den Boden wird dieser von den Riegeln herabgeschoben und fällt auf die sich drehenden, durch die Rippen 16 gebildete, schaufelradaitige Verladeeinrichtung, die ihn weiter auf das Abräumförderband 31 befördert. Wenn -die Kohäsion des Sandbodens steigt, wird der Ring 3 um einen gewissen Winkel gedreht. Dieser Winkel wird -mit Zunahme der Kohäsion weiter vergrößert, bis er 90° erreicht (F i g. 4 b). In diesem Falle unterstützen die mit Schneiden versehenen Gitterstäbe 6 des Ringes 3 nicht mehr den herabrieselnden Boden, -der jetzt direkt auf die schaufelförmigen Rippen 16 der Verladeeinrichtung fällt. Wenn die Kohäsion im Sandboden so weit steigt, daß der Strang in seiner ganzen Höhe selbsttragend ist; so wird der vordere Ring 2 so gedreht, daß die Gitterstäbe 5 senkrecht stehen (F i g. 4 c). In diesem Falle gelangt der ganze von den schneidartigen Gitterstäben von der Ortsbrust abgetrennte Boden in den unteren Schildteil, ohne auf den Gitterstäben zu lagern, wodurch die erforderliche Vortriebskraft erheblich geringer wird.In this way, long horizontal bars are created; which form individual cells in which the sandy soil is the natural angle of slope following trickles down. When the propulsion shield penetrates the ground, it becomes pushed down by the latches and falls on the rotating, through the ribs 16 formed, shovel-wheeled loading device, which he continues on the clearing conveyor belt 31 promoted. When the cohesion of the sandy soil increases, the ring 3 becomes one rotated certain angle. This angle is further enlarged with an increase in cohesion, until it reaches 90 ° (Fig. 4 b). In this case they support with cutting provided bars 6 of the ring 3 no longer the trickling down floor, -der now falls directly onto the shovel-shaped ribs 16 of the loading device. if the cohesion in the sandy soil increases so far that the strand is self-supporting in its entire height is; so the front ring 2 is rotated so that the bars 5 are perpendicular (Fig. 4c). In this case, the whole of the cutting-like bars arrives Soil separated from the face in the lower part of the shield, without on the bars to store, whereby the required propulsion force is significantly lower.

Wird vor Ort plastischer Tonboden angetroffen, so wird durch Drehen der Ringe ein der in F i g. 4 b dargestellten Anordnung entsprechendes Gitter gebildet. Durch periodisches Drehen des hinteren Ringes 3 um einen gewissen Winkel wird der in den Vortriebsschild eingetretene Boden vom gewachsenen Boden der Ortsbrust getrennt, wobei der gelöste Boden dann in Form einzelner Brikette anfällt.If plastic clay soil is encountered on site, it is turned by turning of the rings one of the in F i g. 4 b shown arrangement corresponding grid formed. By periodically rotating the rear ring 3 through a certain angle, the Soil that has entered the jacking shield is separated from the natural soil of the face, whereby the loosened soil then accumulates in the form of individual briquettes.

Werden vor Ort mit Lehm vermischte halbfeste oder feste Sand- oder Lehmböden angetroffen, so kann sich ein Gitter mit senkrecht stehenden Gitterstäben 5 und 6 (F- i g. 4 c) als vorteilhaft erweisen.Are semi-solid or solid sand or sand mixed with clay on site If clay soils are encountered, a grid with vertical bars can be found 5 and 6 (Fig. 4c) prove to be advantageous.

In einigen Fällen und bei bestimmten Bodeneigenschaften vor Ort - kann eine Gitteranordnung nach F i g: 4 d zweckmäßig sein.In some cases and with certain soil properties on site - a grid arrangement according to FIG. 4 d can be expedient.

Weist der Vortriebsschild in Querrichtung große Abmessungen auf, so kann in den Ringen 2 und 3 eine aus F i g. 4 ersichtliche -und in F i g. 2 punktiert gezeigte Zwischenwand angeordnet werden.If the jacking shield has large dimensions in the transverse direction, see can in rings 2 and 3 one from FIG. 4 can be seen - and in F i g. 2 dotted Shown partition can be arranged.

Werden an einzelnen Stellen vor Ort harte Zwischenschichten oder Steinblöcke angetroffen, so wird die Stange 27 mit dem entsprechenden Arbeitswerkzeug in Betrieb gesetzt. Die Stange 27 kann auch mit Erfolg zum Abgraben von aus Tonboden bestehender Brikette verwendet werden, die dann auf das Abräumförderband 31 verladen werden.If hard intermediate layers or stone blocks are encountered at individual points on site, the rod 27 is put into operation with the appropriate working tool. The rod 27 can also be used successfully for digging up briquettes made of clay soil, which briquettes are then loaded onto the clearing conveyor belt 31.

Claims

Claims: 1. Jacking shield with a round cross-section for the Tunnel or gallery construction with one of them running parallel to each other in the direction of advance lattice-like breast shoring consisting of lattice bars provided with cutting edges, d a d u r c h marked that in the front part of the shield there are two in a row Rings (2 and 3) rotatably mounted independently of one another about the longitudinal axis of the shield are and in each of the rings a group of parallel lattice bars (5 or 6) of this type is attached that with the appropriate position of the two rings, the bars (5) of the front ring (2) align with the bars (6) of the rear ring (3).

2. propulsion shield according to claim 1, characterized in that the bars (5 or 6) in the rings (2 and 3) are fixed in such a way that they are in the longitudinal direction of the shield are slightly movable. Publications considered: German patent specification No. 64,335; U.S. Patent No. 745,954.