DE2420340A1

DE2420340A1 - TUNNEL DRILLING MACHINE

Info

Publication number: DE2420340A1
Application number: DE2420340A
Authority: DE
Inventors: John Bland
Original assignee: Sir McAlpine Robert and Sons Ltd
Current assignee: Sir McAlpine Robert and Sons Ltd
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1974-11-07
Also published as: IT1010239B; US3905645A; JPS5031636A; AU6841874A; CA999885A; GB1469753A; SE409595B; FR2227395A1

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

DR.-ING. RICHARD GLAWE ■ DIPL-ING. KLAUS DEL:^:S · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL MÜNCHEN HAMBURG MÖNCHENDR.-ING. RICHARD GLAWE ■ DIPL-ING. KLAUS ^DEL:: S · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL MUNICH HAMBURG MÖNCHEN

8MDNCHEN26 2HAMBURG528MDNCHEN26 2HAMBURG52

POSTFACH 37 WAITZSTR. 12PO Box 37 WAITZSTR. 12th IIEBHERRSTR. 20 TEL. (040) 89 22IIEBHERRSTR. 20 TEL. (040) 89 22

TEL. (089) 22 65« TELEX 21 29 21 spez TELEX 52 25 05 spezTEL. (089) 22 65 «TELEX 21 29 21 spec TELEX 52 25 05 spec

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A 15A 15

BETRIFFT:REGARDS:

SIR ROBERT MCALPINE & SONS LTD. London/ EnglandSIR ROBERT MCALPINE & SONS LTD. London / England

TunnelbohrmaschineTunnel boring machine

Die Erfindung betrifft eine Tunne!bohrmaschine. Es sind im wesentlichen zwei Typen von Tunnelbohrmaschinen bekannt. Bohrmaschinen für weichen Grund, die aus dem Innern eines Schildes heraus arbeiten, und Bohrmaschinen für Felsboden, die zum Erleichtern der Steuerung ohne Schild arbeiten.The invention relates to a tunnel boring machine. There are essentially two types of tunnel boring machines are known. Drills for soft ground coming from the inside of a Shield, and rock-bottom drills that work without a shield for ease of control.

Durch die vorliegende Erfindung wird erreicht, daß ein Tunnelbohrschild, wie er zum Tunnelbohren in weichem Boden ■ verwendet wird, auch bei Verwendung in felsiger Umgebung gesteuert werden kann. Hierdurch wird mit einfachen Mitteln eine Allzweck-Tunnelbohrmaschine geschaffen, die aufgrund , ' ihrer Konstruktion sowohl.in weichem Grund als auch in hartem Fels, eingesetzt werden kann.By the present invention it is achieved that a tunnel boring shield, as used for tunnel boring in soft ground can be controlled even when used in rocky surroundings. This is done with simple means created an all-purpose tunnel boring machine which, due to, ' their construction can be used both in soft ground and in hard rock.

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ORK3HNAL INSPECTEDORK3HNAL INSPECTED

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tunnelbohrmaschine mit einem an einem zylindrischen Schild montierten Bohrkopf, wobei der Schild eine Stirn- oder Lagerplatte an seinem Vorderende in dem im Betrieb unteren Bereich des Schildes aufweist, und mit einem hinter dem Schild gleitenden Schlitten, der mit dem Schild durch einen Steuerarm verbunden ist, wobei erfindungsgemäß eine Einrichtung zum Ändern des Winkels zwischen dem Steuerarm und der Längsachse des Schildes zum Richtungssteuern der Maschine durch Schwenken oder Kippen um die Lagerplatte vorgesehen ist.The invention relates to a tunnel boring machine with a drill head mounted on a cylindrical shield, wherein the shield has a face or bearing plate at its front end in the lower region of the shield in operation, and with a carriage sliding behind the shield, which is connected to the shield by a control arm, according to the invention, means for changing the angle between the control arm and the longitudinal axis of the blade to control the direction of the machine by pivoting or tilting is provided around the bearing plate.

Vorzugsweise ist der Steuerarm schwenkbar an dem Schild befestigt, und es sind druckmittelbetätigte Einrichtungen zum Ändern des Winkels vorgesehen.Preferably, the control arm is pivotally attached to the shield, and there are pressure medium-operated devices for Changing the angle provided.

Der Steuerarm ist an dem Schild vorzugsweise an oder nahe der Längsachse des Schildes schwenkbar befestigt.The control arm is preferably on or on the shield pivotally mounted near the longitudinal axis of the shield.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung bildet der Steuerarm auch eine Stütze für einen den Abraum wegfördernden Förderer.In one embodiment of the invention, the control arm also forms a support for an overburden conveyor Sponsor.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.An embodiment of the invention is described below described with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt einen lotrechten Schnitt durch die Maschine.Fig. 1 shows a vertical section through the machine.

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Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Maschine an der Linie 2-2 von Fig. 1.FIG. 2 is a sectional view of the machine taken on line 2-2 of FIG. 1.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich umfaßt die Maschine einen zylindrischen Schild 10, an dem ein allgemein mit 11 bezeichneter Bohr- oder Schneidkopf mittels einer zentralenAs can be seen in the drawings, the machine includes a cylindrical shield 10 on which a generally designated 11 designated drilling or cutting head by means of a central

LagerOrdnung 12 montiert ist. Der Bohr- oder Schneidkopf bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung und wird nicht im einzelnen beschrieben. Wesentlich ist nur der Hinweis, daß der Bohrkopf so ausgebildet sein kann, daß er auch in felsiger Umgebung einen Tunnel mit einem größeren Durchmesser als der Schild bohren kann. Wenn die Maschine sich in einer Umgebung von weichem Boden befindet, bohrt der Schneidkopf aufgrund seiner Konstruktion bzw. Einstellung einen Tunnel mit einem geringfügig kleineren Durchmesser als der Durchmesser des Schildes, wobei die Vorderkante des Schildes den restlichen Teil ausschneidet.Bearing order 12 is mounted. The drilling or cutting head forms does not form part of the present invention and will not be described in detail. It is only essential to note that the drill head can be designed so that it even in rocky surroundings a tunnel with a larger diameter than the shield can drill. If the machine is in a soft ground environment, the cutting head will bore due to it its construction or setting a tunnel with a slightly smaller diameter than the diameter of the shield, with the leading edge of the shield cutting out the remaining part.

Der Schild hat nach vorne eine Verlängerung 14, und an der Vorderkante des Teiles 14 ist eine Sohlen- oder Lagerplatte 15 befestigt. Die Lagerplatte erstreckt sich nur um den unteren Teil des Umfangs des Schildes und dient als Drehbzw. Kippauflager und auch als Abdichtung gegen Kies bzw. loses Material.The shield has an extension 14 to the front, and on the front edge of the part 14 is a sole or bearing plate 15 attached. The bearing plate extends only around the lower part of the circumference of the shield and serves as a Drehbzw. Tilting support and also as a seal against gravel or loose material.

Unmittelbar hinter dem Schild befindet sich eine aufweitbare Ringanordnung 16, die bis zur Berührung mit derImmediately behind the shield is an expandable ring assembly 16, which up to contact with the

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Tunnelwand aufgeweitet werden kann. Der Schild wird vorwärts getrieben durch Hydraulikzylinder 17, die um den Umfang des Schildes verteilt angeordnet sind und Kolben 18 aufweisen, die sich am aufweitbaren Ring 1b abstützen können.Tunnel wall can be widened. The shield is propelled forward by hydraulic cylinders 17 which are fitted around the circumference of the Shield are arranged distributed and have pistons 18 which can be supported on the expandable ring 1b.

Hinter der Maschine befindet sich ein Schlitten 19, welcher der vorderste von einer Anzahl von Schlitten ist, wie sie üblicherweise zum Tragen von Hilfseinrichtungen bzw. Zubehörmaterial für die Maschine vorgesehen sind. Ein Führungsgestänge 20 ist schwenkbar mit dem Schild 10 an einer Lagerung 21 nahe der Achse des Schildes verbunden. Das Gestänge 20 ist ferner am Vorderende des Schlittens 19 abgestützt. Zwei Hydraulikzylinder 23 auf je einer Seite der Mittellinie der Maschine sind so angeordnet, daß sie den Winkel zwischen dem Steuergestange 20 und der Mittelachse des Schildes 10 ändern können. Jeder der Hydraulikzylinder 23 ist schwenkbar an einer am Schild befestigten Stütze 24 und an einem Lenker 25 montiert, der seinerseits schwenkbar mit einer Stütze 26 am Steuergestange 20 verbunden ist.Behind the machine is a carriage 19 which is the foremost of a number of carriages such as they are usually intended to carry auxiliary equipment or accessories for the machine. A guide rod 20 is pivotally connected to the shield 10 at a bearing 21 near the axis of the shield. The linkage 20 is also supported on the front end of the slide 19. Two hydraulic cylinders 23 on each side of the Centerlines of the machine are arranged so that they define the angle between the control rod 20 and the central axis of the shield 10 can change. Each of the hydraulic cylinders 23 is pivotable on a bracket 24 attached to the shield and mounted on a link 25, which in turn is pivotably connected to a support 26 on the control rod 20.

Das Steuergestänge bildet ferner eine Abstützung für einen Förderer 27 zum Abfördern des Abraums, der ihm durch einen Trichter 28 vom Schneidkopf in üblicher Weise zugeführt wird.The control linkage also forms a support for a conveyor 27 for conveying away the spoil that passes through it a funnel 28 is fed from the cutting head in a conventional manner.

Der Schlitten bildet seinerseits eine Abstützung für einen Förderer 32, der verwendet wird zum TransportierenThe carriage in turn forms a support for a conveyor 32 which is used for transporting

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von Segmenten 33, aus denen die Tunnelauskleidung erstellt wird. Jedes Segment wird von dem Förderer 32 zu einer Tragplattform 24 des Segmentaufrichters überführt, die dann durch Hydraulikzylinder 30, 31 bewegt wird, um das Segment gegen die Tunnelwand anzudrücken und zu positionieren.of segments 33 from which the tunnel lining is made. Each segment becomes a support platform from the conveyor 32 24 of the segment erector, which is then moved by hydraulic cylinders 30, 31 to counter the segment to press and position the tunnel wall.

Bei der Vorwärtsbewegung des Schildes wird das Hinterende der Maschine in seiner korrekten Stellung gehalten mittels des Steuergestanges 20, welches auf dem Schlitten 19 aufliegt. Der Schlitten 19 kann entweder entlang dem Tunnelboden oder auf Schienen laufen.As the shield moves forward, the rear end becomes the machine is held in its correct position by means of the control rod 20, which is mounted on the slide 19 rests. The carriage 19 can run either along the tunnel floor or on rails.

Wenn der Schild so weit vorgerückt ist, daß die Druckkolben 17 völlig ausgefahren sind, erfolgt als nächstes das Zurückziehen der Druckkolben und die Vorwärtsbewegung des aufweitbaren Ringes 16. In diesem Fall kann es erforderlich sein, das Steuergestange 20 am Schlitten 19 zu blockieren, und dies kann in jeder beliebigen Weise geschehen. Beispielsweise kann in eine (nicht dargestellte) Mutter, die am Schlitten gesichert ist, eine Schraube eingeschraubt werden, die durch eines von mehreren (nicht dargestellten) Löchern, die am Steuergestänge in einer Reihe angeordnet sind, gesteckt wird. Wenn der aufweitbare Ring 16 nach vorne bewegt worden ist, können weitere Tunnelauskleidungssegmente 33 montiert werden.When the shield is advanced enough that the plunger 17 are fully extended, the next step is the retraction of the plunger and the forward movement of the expandable ring 16. In this case it may be necessary be to block the control rod 20 on the slide 19, and this can be done in any way. For example, in a mother (not shown) who was born on Slide is secured, a screw is screwed in through one of several (not shown) holes, which are arranged in a row on the control linkage, is plugged. When the expandable ring 16 moves forward has been, further tunnel lining segments 33 can be mounted.

Die beschriebene Maschine kann sowohl in weichem BodenThe machine described can be used in both soft ground

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als auch in hartem Grund in der beschriebenen Weise benutzt werden. In diesem Fall schneidet der Schneidkopf einen Tunnel von gleichem oder geringfügig kleinerem Durchmesser als der Durchmesser des Schildes, und der Schild kann bei seiner Vorwärtsbewegung entweder durch die Druckkolben 18 in üblicher Weise oder durch die Druckkolben 23 gesteuert werden.as well as used in hard ground in the manner described will. In this case, the cutting head cuts a tunnel of the same or slightly smaller diameter than that Diameter of the shield, and the shield can in its forward movement either by the pressure piston 18 in the usual Way or by the pressure piston 23 can be controlled.

Die Druckkolben 18 können auch die Steuerung in hartem Felsgrund unterstützen, und ferner können sowohl bei hartem als auch bei weichem Boden die Druckkolben 18 und die Druckkolben 23 gemeinsam benutzt werden, um die Steuerung der Maschine zu erleichtern.The pressure pistons 18 can also assist in the control in hard rock, and can also be used on hard as well as on soft ground, the pressure piston 18 and the pressure piston 23 are used together to control the Machine to facilitate.

Schneidwerkzeuge jeder Art, z.B. Schneidklauen oder Schneidscheibe, Schneidrollen od.dgl.,können je nach den jeweiligen Bodenverhältnissen am Schneidkopf befestigt werden, und die Schneidwerkzeuge sollten leicht austauschbar sein, um den Übergang von einer Bodenart zur andern zu erleichtern. Cutting tools of any kind, e.g. cutting claws or cutting discs, cutting rollers or the like., Depending on the be attached to the cutting head, and the cutting tools should be easily interchangeable to facilitate the transition from one type of soil to another.

Der bei der Tunnelmaschine verwendete Schneidkopf kann von der in der britischen Patentanmeldung No. 18253/72 beschriebenen Art sein.The cutting head used in the tunnel machine may be of the type disclosed in British patent application no. 18253/72 described Be kind.

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Claims

Tunnel boring machine with a drill head mounted on a cylindrical shield, the shield being a sole or Bearing plate at its front end in the lower one in operation Has area of the shield, and with a slide sliding behind the shield, which with the shield through a Control arm is connected, characterized in that means (23) for changing the angle provided between the control arm (20) and the longitudinal axis of the shield (10) by pivoting or tilting around the bearing plate is.

2. Tunnel boring machine according to claim 1, characterized in that the control arm (20) is pivotable is hinged to the shield (10) at or near the axis of the shield and that pressure medium-operated devices (20) are provided to change the angle between the control arm and the longitudinal axis of the shield.

3. Tunnel boring machine according to claim 2, characterized in that the pressure medium-operated devices (20) comprise at least two hydraulic cylinders which are arranged symmetrically to the vertical center plane of the machine are.

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4. Tunnel boring machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the shield Pressure cylinders (17) are provided which act against abutments (16) which can be fixed in the tunnel to move the machine forward to move.

5. tunnel boring machine according to claim 4, characterized in that the pressure cylinder (17) such can be actuated that an additional control of the machine is obtained.

6. Tunnel boring machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cutting head i chne (11) Has easily interchangeable cutting tools to allow the machine to move from hard to soft ground or vice versa.

7. Tunnel boring machine according to one of claims 1 to 6 for drilling in soft ground, characterized marked net that the cutting head (11) can be actuated in such a way that he drills a tunnel of the same or slightly smaller diameter than the diameter of the shield (10).

8ο tunnel boring machine according to one of claims 1 to 6 for drilling in hard ground, characterized gekennzeichne t _s that the cutting head (10) is operable such that it drills a tunnel of greater diameter than the shield (10).

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9. Tunnel drilling machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control arm (20) can be blocked on the slide.

10. Tunnel boring machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the control arm (20) a support for a conveyor (27) for conveying away of the spoil forms.

11. Tunnel boring machine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the control arm (20) serves as a support for a device for erecting lining segments (33).

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