JP2023545610A - tunnel drilling shield - Google Patents

Abstract

回転切削ホイールが前面に付けられた大きい金属製の円筒形シールドを備え、かつ（任意選択で地盤／土壌条件に依拠して、排出するためにスラリーと混合させる）掘削土が蓄積されるチャンバを含んだ、トンネル掘削機（ＴＢＭ）が公知である。しかしＴＢＭは、トンネル掘削における停止と起動の性質、及び単一のＴＢＭは、異なる岩盤／土壌のタイプの間（特に厳しい破砕層及びせん断岩石層）では容易に移行できないことを含む、様々な不利点を有する。本発明は、先端から突出するよう配置された、ジェットグラウトツールが設けられた、トンネル掘削シールドを提供する。このように、トンネルが掘削される地盤物質の質は、掘削プロセスの一部として力学的に改善され得る。【選択図】図４comprising a large metal cylindrical shield with a rotating cutting wheel attached to the front and a chamber in which the excavated soil (optionally mixed with slurry for evacuation depending on the ground/soil conditions) is accumulated. Tunnel boring machines (TBM) are known. However, TBMs are subject to various disadvantages, including the stop-and-start nature of tunneling and the inability of a single TBM to transfer easily between different rock/soil types (particularly severe fractured and sheared rock formations). has advantages. The present invention provides a tunneling shield with a jet grouting tool positioned to protrude from the tip. In this way, the quality of the ground material into which the tunnel is excavated can be mechanically improved as part of the excavation process. [Selection diagram] Figure 4

Description

本発明は、全体的にトンネル掘削シールドに関し、それだけに限らないが、特に長いキロメートルの延長を有するトンネル建設における利用を見出す。 The present invention relates generally to tunneling shields, and finds particular but not limited use in tunnel construction having long kilometer extensions.

回転切削ホイールが前面に付けられた大きい金属製の円筒形シールドを備え、かつ（任意選択で地盤／土壌条件に依拠して、排出するためにスラリーと混合した）掘削土が蓄積されるチャンバを含んだ、トンネル掘削機（ＴＢＭ）が公知である。チャンバの後には、背後のコンクリート製トンネル壁に対してＴＢＭを前方へ押し出すために使用される、液圧ジャッキのセットが存在する。トンネル壁は、ＴＢＭが前方へ動く際にセグメントで設定される。一旦ＴＢＭが１つのセグメントの延長を掘削すると、ＴＢＭは停止して、新しいトンネルリングが、プレキャストコンクリートセグメントを利用した組立工によって施工される。シールドの背後で、トンネルの仕上げ部の内側において、一般的にＴＢＭシステムの一部と考慮される、泥除去部、適用できる場合はスラリー用パイプライン、制御室、プレキャストセグメントを搬送するためのレール、など別の作業機構が確認され得る。しかしＴＢＭは、トンネル掘削における停止と起動の性質、及び単一のＴＢＭでは、異なる岩盤／土壌のタイプの間（特に厳しい破砕層及びせん断岩石層）では容易に移行できないこと、を含む様々な不利点を有する。 comprising a large metal cylindrical shield with a rotating cutting wheel attached to the front and a chamber in which the excavated soil (optionally mixed with slurry for evacuation depending on the ground/soil conditions) is accumulated. Tunnel boring machines (TBM) are known. After the chamber there is a set of hydraulic jacks that are used to push the TBM forward against the concrete tunnel wall behind it. The tunnel wall is set in segments as the TBM moves forward. Once the TBM has excavated an extension of one segment, the TBM is stopped and a new tunnel ring is constructed by a fabricator using precast concrete segments. Behind the shield, inside the tunnel finish, the mud removal section, if applicable slurry pipelines, control room, rails for conveying the precast segments, generally considered as part of the TBM system. , etc., other working mechanisms may be identified. However, TBMs are subject to various disadvantages, including the stop-and-start nature of tunneling and the inability of a single TBM to easily transfer between different rock/soil types (particularly severe fractured and sheared rock formations). has advantages.

本発明の第１の態様によると：トンネルの崩壊から内部領域を防護するよう構成された、トンネル掘削中に使用するための可動防護構造体；トンネルが掘削されることになる地盤の中に、可動防護構造体の先端から突出するよう配置された、少なくとも１本の誘導プローブ；及び、地盤の質を改善するために、地盤の中にグラウトを注入するよう構成され、少なくとも１本の誘導プローブに位置された、ジェットグラウトツール、を備えたトンネル掘削シールドを提供する。 According to a first aspect of the invention: a movable protective structure for use during tunnel excavation, configured to protect an internal area from tunnel collapse; in the ground into which the tunnel is to be excavated; at least one inductive probe arranged to protrude from the tip of the movable protective structure; and at least one inductive probe configured to inject grout into the soil to improve the quality of the soil. Provides a tunnel excavation shield with a jet grouting tool located at.

このように、トンネルが掘削されている地盤物質の質は、掘削プロセスの一部として力学的に改善され得る。 In this way, the quality of the ground material in which the tunnel is being excavated can be mechanically improved as part of the excavation process.

圧力グラウト及びジェットグラウトは公知の技術であり、そこではグラウトが地盤物質（例えば土壌、砂、及び／または岩）の中に注入され、その質を改善し、例えば断層を修正し、その強度を改善し、及び／またはそこを通した水流を低減させる。このようなグラウト技術は、大規模構造物（建物、橋梁など）の基礎周り、ならびに大型パイプ及びトンネルを含んだ地下構造物の周り、に使用されることが多い。一般に圧力グラウトにおいて、グラウトは、現存の物質を乱すことなく安定化させるために、地盤物質の中に注入され、任意の相互接続された細孔及び空洞を充填する。対照的に、一般にジェットグラウトは、比較的高速のジェットグラウトを用いて実現される。それは、地盤物質を浸食し、地盤物質を原位置で有意に混合するために使用され、しばしは特定の形状（柱及び／またはプラットフォーム）を形成する。 Pressure grouting and jet grouting are known techniques in which grout is injected into the ground material (e.g. soil, sand, and/or rock) to improve its quality, e.g. correct faults, increase its strength. improve and/or reduce water flow therethrough. Such grouting techniques are often used around the foundations of large structures (buildings, bridges, etc.) and around underground structures including large pipes and tunnels. Generally in pressure grouting, the grout is injected into the ground material and fills any interconnected pores and cavities in order to stabilize the existing material without disturbing it. In contrast, jet grouting is generally accomplished using relatively high velocity jet grouts. It is used to erode ground materials and significantly mix them in situ, often forming specific shapes (columns and/or platforms).

防護構造体は中空であり得、及び／または外側シェル及び内部空洞を備え得る。その中に、機械（トンネル掘削シールドの一部も形成し得る）が位置され得る。防護構造体は、実質的に管状、すなわち実質的にその軸方向延長に沿って延びた壁を有し得る。これらの壁は、それらの高さに依拠して、（軸方向延長に沿って）様々な距離に延び得る。例えば、構造体の上部分は、構造体の底部分よりも長く延び、それによって上部分は底部分よりも突出し、その下での作業を可能にする（または、上部分が底部分よりも延びない場合は、その上での作業を可能にする）。代替として、構造体が実質的にプリズム形状となるよう、壁は同じ距離を延びてもよい（しかし、作業を実施するために開放端部を有する）。 The protective structure may be hollow and/or may include an outer shell and an inner cavity. A machine (which may also form part of the tunneling shield) may be located therein. The protective structure may be substantially tubular, ie, have a wall extending substantially along its axial extension. These walls may extend different distances (along their axial extension) depending on their height. For example, the top portion of a structure may extend longer than the bottom portion of the structure, such that the top portion protrudes beyond the bottom portion to allow work to be done underneath it (or the top portion may extend longer than the bottom portion). If not, allow you to work on it). Alternatively, the walls may extend the same distance so that the structure is substantially prismatically shaped (but with an open end for performing the work).

本発明は、新しいトンネルの建設、ならびに現存のトンネルの拡張、及び／または再ライニング、及び／または補修の工程に、使用され得る。 The invention can be used in the construction of new tunnels, as well as in the process of widening and/or relining and/or repairing existing tunnels.

トンネル掘削シールドは、第１の所定の経路に沿った第１のボアが、地盤を通して穿孔され得る状況で、使用され得る。第１のボアは、掘削されるトンネル径よりも実質的に小さい径、例えば少なくとも１／１０未満、詳細には少なくとも１／２５未満、より詳細には少なくとも１／１００未満の径を有し得る。地盤を通して第２の所定の経路それぞれに沿って、複数の第２のボアが穿孔され得る。第２の所定の経路の各々は、それらの間で実質的にプリズム形状の領域を画定するために、第１の所定の経路に対して実質的に平行である。すなわち、各ボアを互いのボアに接続する仮想平面が提供された場合、最も外側の仮想平面は、プリズム形状の領域を形成する境界を定める面を画定するために、協働し得る。穿孔方向に対して垂直である、プリズム形状の領域における全ての断面は、同一とし得る。プリズム形状の領域の延長に沿った任意のポイントにおいて、このような断面がとられ、かつ各ボアを互いのボアに接続した仮想平面が提供された場合、最も外側の仮想ラインは、境界を定める多角形を画定するために協働し得る。 Tunneling shields may be used in situations where a first bore along a first predetermined path may be drilled through the ground. The first bore may have a diameter that is substantially smaller than the diameter of the tunnel to be excavated, such as at least 1/10 times less, particularly at least 1/25 times less, more particularly at least 1/100 times less. . A plurality of second bores may be drilled along each second predetermined path through the ground. Each of the second predetermined paths is substantially parallel to the first predetermined path to define a substantially prismatic region therebetween. That is, if virtual planes are provided connecting each bore to each other, the outermost virtual planes may cooperate to define a bounding surface forming a prismatically shaped region. All cross sections in the prismatically shaped region perpendicular to the drilling direction may be the same. If such a cross-section is taken at any point along the extension of the prismatic area and an imaginary plane is provided connecting each bore to each other, the outermost imaginary line delimits may work together to define a polygon.

このような穿孔は、例えばＨＤＤ、または石油及びガス産業で使用される方向性穿孔の形態である、方向性ボーリングを含み得る。加えて、鉱業、オイル及びガス、ならびに建設産業で使用されるような、様々な方向性ボーリング技術を含み得る。例えば、水平方向性穿孔（ＨＤＤ）は、パイプ等を設定するために使用される。ＨＤＤは、１００～１２００ｍｍの径で８００ｍの長さまでのみ、精確な穴を好適にボーリングすることができる。代替として方向性穿孔は、オイル及びガス産業で使用され、より長い穴をボーリングすることができる。 Such drilling may include directional boring, for example in the form of directional drilling used in HDD or the oil and gas industry. Additionally, various directional boring techniques may be included, such as those used in the mining, oil and gas, and construction industries. For example, horizontal directional drilling (HDD) is used to set up pipes, etc. The HDD is suitable for boring precise holes only up to 800 m long with diameters of 100-1200 mm. Alternatively, directional drilling is used in the oil and gas industry, where longer holes can be bored.

穿孔作業は、予め建設したトンネル入口及び／もしくは出口から、中間に位置された立坑から、ならびに／または地表から、実施され得る。代替または追加として、穿孔作業は、トンネル掘削シールドから実施され得る。方向性ボーリング／穿孔技術が、シールド技術と組み合わされることによって、穿孔は、シールドの各誘導プローブから実施され得る。それによって、穿孔が完了する前にシールドが前進するのを可能にする。 Drilling operations can be carried out from pre-constructed tunnel entrances and/or exits, from intermediately located shafts and/or from the ground surface. Alternatively or additionally, drilling operations may be performed from the tunneling shield. By combining directional boring/drilling techniques with shield techniques, drilling can be performed from each guiding probe of the shield. This allows the shield to advance before the drilling is complete.

第１のボア、及び／または複数の第２のボアの各々は、実質的に円形の断面、ならびにその径よりも大きい桁の延長を有する、穴及び／または立坑を備え得る。例えば、各ボアは、１００～１２００ｍｍの径を有し得る。各ボアは、少なくとも２５ｍ、少なくとも５０ｍ、少なくとも１００ｍ、少なくとも２００ｍ以上の延長を有し得る。 The first bore and/or each of the plurality of second bores may comprise a hole and/or shaft having a substantially circular cross section and an extension of an order of magnitude greater than its diameter. For example, each bore may have a diameter of 100-1200 mm. Each bore may have an extension of at least 25 m, at least 50 m, at least 100 m, at least 200 m or more.

本方法は、第１の所定の経路（及び任意選択で第２の所定の経路）を判断することを含み得る。しかしこれは、従来の方法で成される。 The method may include determining a first predetermined route (and optionally a second predetermined route). However, this is done in a conventional manner.

実質的にプリズム形状の領域は、複数の第２のボアのみによって画定され得るか、または複数の第２のボア及び第１のボアを共に組み合わせることによって、画定され得る。例えば、２本の第２のボアと組み合わせた第１のボアは、三角形のプリズム領域を形成し得る。別の例にように、３本の第２のボアのみで三角形のプリズム形状を形成し、第１のボアはこの三角形のプリズム形状の領域内に位置され得る。代替として、互いに対して適切に設置された場合、３本の第２のボアは、第１のボアと共に立方体（正方形のプリズム形状）の領域を形成し得る。 The substantially prismatic region may be defined by the plurality of second bores alone or by combining the plurality of second bores and the first bore together. For example, a first bore in combination with two second bores may form a triangular prism region. As another example, only three second bores may form a triangular prismatic shape, and the first bore may be located within the area of the triangular prismatic shape. Alternatively, when properly placed relative to each other, the three second bores may form a cubic (square prism-shaped) area with the first bores.

プリズム形状の領域は、湾曲し得る。すなわちこの領域は、その全延長に沿って、幾何学的形状（例えば三角形、正方形など）で、規則正しいか、またはそうではない断面を有し得る（その幾何学形状及びその形状のサイズは、その延長に沿って一定であり得る）。しかし、この領域を基礎とする経路は直線ではなくてもよく、曲線であってもよい。 The prismatic region may be curved. That is, this region may have a geometric shape (e.g. triangular, square, etc.), regular or non-regular cross-section along its entire extension (the geometry and the size of the shape depend on its (can be constant along the extension). However, the path based on this area may not be a straight line, but may be a curve.

第１のボアは、単一の第１のボアか、または複数の第１のボア（例えば２本または３本の第１のボア）を備え得る。第１のボアは、リードボアを備え得る。リードボアは、プリズム形状の領域の周囲から離隔され、プリズム形状の領域における内側部分を貫通して位置され得る。 The first bore may include a single first bore or a plurality of first bores (eg, two or three first bores). The first bore may include a lead bore. The lead bore may be spaced from the periphery of the prismatic region and located through an inner portion of the prismatic region.

第１のボアからのデータが、貫通して穿孔が実施された物質を判断するために、収集され得る。 Data from the first bore may be collected to determine the material through which the drilling was performed.

複数の第２のボアは、トンネルの外形を形成し得る。すなわち、複数の第２の経路は、提案されたトンネルの壁に沿って突出し得る。疑義が生じるのを避けるために、建設中に、トンネル外形に寄与しないか、または、追加及び／もしくは別個のトンネル外形に寄与する、形成された他のボアが存在し得る。 The plurality of second bores may define a tunnel profile. That is, multiple second paths may project along the walls of the proposed tunnel. For the avoidance of doubt, there may be other bores formed during construction that do not contribute to the tunnel profile or that contribute to additional and/or separate tunnel profiles.

トンネルの断面は円形であって良い。しかし、矩形、半円形、アーチ側、平坦な底部など（非円形断面が好ましい）他の断面も可能である。円形または湾曲した壁は、形成されるトンネルの安定性を向上させ得るが、これが（例えば第１／第２のボアから得られたデータから）不必要とされたとき、平坦な床部が、人、掘削装備、及び土砂用カートの容易な運動を促進させるため、及び／または（例えば道路面として、もしくは軌道のための）トンネルの最終使用に好適となるよう、選択され得る。 The cross section of the tunnel may be circular. However, other cross-sections are also possible, such as rectangular, semicircular, arched, flat-bottomed (non-circular cross-sections being preferred). Circular or curved walls may improve the stability of the tunnel formed, but when this is deemed unnecessary (e.g. from data obtained from the first/second bore), a flat floor may It may be chosen to facilitate easy movement of people, excavation equipment, and earth carts, and/or to be suitable for the final use of the tunnel (for example as a road surface or for a track).

第１及び／または第２のボアは、例えば（埋め殺しの）パイプまたはライナーを用いてライニングされ得る。このように、各ボアの完全性が保護され得る。第１のボアは、複数の第２のボアの穿孔が開始される前、及び／または完了された後に、ライニングされ得る。同様に、第２のボアのうち少なくとも１本は、第１のボアの穿孔が開始される前、及び／または完了された後に、ライニングされ得る。ライニングは、ボア全体をライニングすること、またはボアの一部のみをライニングすることから構成される。任意のボアのライニングは、掘削に先立ち、除去されるか、部分的に除去され得る。 The first and/or second bore may be lined, for example with a (fill) pipe or a liner. In this way, the integrity of each bore can be protected. The first bore may be lined before drilling of the plurality of second bores is initiated and/or after drilling is completed. Similarly, at least one of the second bores may be lined before drilling of the first bore begins and/or after drilling is completed. The lining consists of lining the entire bore or lining only a part of the bore. Any bore lining may be removed or partially removed prior to drilling.

第１及び第２のボアの全て、またはいくつかは、同時に穿孔され得る。または各ボアは別々に穿孔され得る。これは、各ボアの完全性にリスクがある場合に、砂／土を貫通して穿孔するとき、特に重要となり得る。 All or some of the first and second bores may be drilled simultaneously. Or each bore can be drilled separately. This can be particularly important when drilling through sand/soil where the integrity of each bore is at risk.

実質的にプリズム形状の領域内の物質を掘削して、トンネルを形成することは、トンネル掘削シールドから実施される。 Excavation of the material within the substantially prismatic region to form a tunnel is performed from the tunneling shield.

シールドの形状は、トンネルの外形、すなわち掘削する領域の断面と一致する。誘導プローブは、第１及び／または第２のボア内に適合するようサイズが決められ得る。詳細には、これらの誘導プローブは、所定の経路から各ボアの位置に、例えば５０ｃｍまで、より詳細には３０ｃｍまでの、いくらかの変動が許容されるよう、サイズが決められ得る。 The shape of the shield matches the contour of the tunnel, ie the cross section of the area to be excavated. The guiding probe may be sized to fit within the first and/or second bore. In particular, these guiding probes may be sized such that some variation is allowed in the position of each bore from the predetermined path, for example up to 50 cm, more particularly up to 30 cm.

誘導プローブは、シールドを所定の位置に誘導するよう構成され得る。詳細には、誘導プローブは、シールドの位置付けを制御及び／または監視できるように、ボアの中に突出するよう構成され得る。 The guiding probe may be configured to guide the shield into position. In particular, the guidance probe may be configured to protrude into the bore so that the positioning of the shield can be controlled and/or monitored.

誘導プローブは、後退可能及び／または別の方法で取り外し可能とし得る。このように、許容外の逸脱が発生した伸縮は、一時的に関連の誘導プローブを（再係合され得るときまで）後退／除去することによって、及び（例えばロードヘッダユニットで見られるような、ブームに取付けられた切削ヘッドなど）代替の手段で掘削することによって、対処され得る。 The guiding probe may be retractable and/or otherwise removable. In this way, extensions or contractions where an unacceptable deviation occurs can be avoided by temporarily retracting/removing the associated guidance probe (until such time as it can be re-engaged) and This can be addressed by drilling with alternative means (such as a boom-mounted cutting head).

誘導プローブは後退可能であってもよく、それによってシールドの移動を必要とせずに、誘導プローブは取り除くことができるか、またはツールを交換できる。 The inductive probe may be retractable so that it can be removed or the tool replaced without requiring movement of the shield.

少なくとも１本の誘導プローブは、１本だけの誘導プローブ、または例えば２本、３本、４本、５本、６本、またはそれより多くの、複数の誘導プローブを備え得る。 The at least one guide probe may comprise only one guide probe or a plurality of guide probes, such as 2, 3, 4, 5, 6, or more.

誘導プローブのいくつか、または全ては、第１のボア及び複数の第２のボアそれぞれに整合されるように、防護構造体に配置され得る。 Some or all of the guiding probes may be disposed on the protective structure so as to be aligned with each of the first bore and the plurality of second bores.

誘導プローブは、防護構造体から外側に延び得る。使用中、ならびに掘削するトンネル及び／または地盤の中に動くとき、防護構造体の先端部は、その構造体の前部において構造体の縁部とし得る。 A guiding probe may extend outwardly from the protective structure. In use and when moving into the tunnel being excavated and/or the ground, the tip of the protective structure may be the edge of the structure at the front of the structure.

地盤または地盤物質は、例えば岩、土壌、砂、砕石、及び／または他の沖積堆積物など、任意の形態の地下（例えば地中）物質であってよく、その中にトンネルは掘削される（及び／または掘削されることになる）。 The ground or ground material may be any form of underground (e.g. underground) material, such as rock, soil, sand, crushed stone, and/or other alluvial deposits, into which the tunnel is excavated ( and/or to be excavated).

ジェットグラウトツールは、グラウト、ならびに／または、エポキシ樹脂、ポリウレタンフォーム、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、セメント系グラウト、及び水溶液などの改良物質、を備え得る物質を供給するよう、構成され得る。グラウトは、セメント系、樹脂系、または化学薬品溶液、とし得る。グラウトは、セメント系、樹脂系、または化学薬品溶液、とし得る。 The jet grouting tool may be configured to dispense materials that may include grout and/or modifying materials such as epoxy resins, polyurethane foams, polyurethane resins, acrylic resins, cementitious grouts, and aqueous solutions. Grouts may be cement-based, resin-based, or chemical solutions. Grouts may be cement-based, resin-based, or chemical solutions.

トンネル掘削シールドは、ジェットグラウト施工中に注入した物質の中に、補強構成要素を入れるよう構成され、それはボア内の領域を含み得る。したがってトンネル掘削シールドは、補強構成要素を展開するための挿入装置を、さらに備え得る。補強構成要素は、緊張下でグラウトを強化または補助するために、グラウト内で緊張デバイスとして作用するよう、構成され得る。補強構成要素は、鉄筋を含み得る。すなわち金属（例えば鋼製）棒材（例えばネジ山付き、またはねじ山無し）及び／またはワイヤメッシュなど、を含み得る。代替または追加として、補強構成要素は、ケーブル及び／またはケーブルボルトを含み得る。 The tunneling shield is configured to contain reinforcing components within the material injected during jet grouting, which may include areas within the bore. The tunneling shield may thus further include an insertion device for deploying the reinforcing component. The reinforcing component may be configured to act as a tensioning device within the grout to strengthen or assist the grout under tension. The reinforcing component may include reinforcing steel. That is, it may include metal (e.g. steel) bar stock (e.g. threaded or non-threaded) and/or wire mesh and the like. Alternatively or additionally, the reinforcing components may include cables and/or cable bolts.

トンネル掘削シールドは、プリズム形状の領域における断面に準拠するよう（及び／または概ね／実質的に準拠するよう）形状付けられ得る。例えば、プリズム形状の領域における断面が、実質的に正八角形であったなら、トンネル掘削シールドは、円形形状（もしくは八角形、または円形と八角形との間の任意の形状）の、先端部を有し得る。 The tunneling shield may be shaped to conform (and/or generally/substantially conform) to a cross-section in a prismatically shaped region. For example, if the cross-section of the prismatic region was a substantially regular octagon, the tunneling shield would have a distal end of a circular shape (or an octagon, or any shape between a circle and an octagon). may have.

防護構造体は、その軸に沿って内部手段または外部手段によって動かされ得るという点で、可動とし得る。すなわち、防護構造体は、掘削するトンネルに沿って動かされ得る。 The protective structure may be movable in that it may be moved along its axis by internal or external means. That is, the protective structure can be moved along the excavating tunnel.

トンネル掘削シールドは、内部／外部の動力運動源（例えば動力駆動ホイールまたはキャタピラ軌道）を備え得る。それは、掘削開始の前に、初めにデバイスをトンネル切羽の開始点に整合させるとき、ならびに／または掘削中に必要に応じてトンネル掘削シールドを逆にするため、及び／もしくは再整合させるために、使用され得る。 The tunneling shield may include an internal/external powered motion source (eg, a powered drive wheel or caterpillar track). It is used to initially align the device with the start of the tunnel face before the start of excavation, and/or to reverse and/or realign the tunneling shield as necessary during excavation. can be used.

シールドは、ドラグラインシールドを備え得る。本方法は、物質を貫通してシールドを引くことをさらに含み得る。ドラグラインシールドは、従来のトンネル掘削シールドと、ドラグライン掘削機技術との組み合わせとし得る。そのためトンネル掘削シールドは、防護構造体を引張るために使用され得るケーブル／ロープ／チェーン（通常はウインチによって制御される）を備える。ケーブル／ロープ／チェーンは、第１及び／第２のボアを通されるが、ドラグラインシールドはトンネル内に置かれ、位置付けは不要であるので、位置付けブームは必要ない。 The shield may include a dragline shield. The method may further include drawing the shield through the material. Dragline shields may be a combination of conventional tunneling shields and dragline excavator technology. Tunneling shields therefore comprise cables/ropes/chains (usually controlled by winches) that can be used to pull the protective structure. Cables/ropes/chains are passed through the first and/or second bores, but no positioning boom is required since the dragline shield is placed within the tunnel and no positioning is required.

ドラグラインシールドは、複数のケーブルによって物質を貫通して引かれ得る。複数のケーブルの各ケーブルは、第１のボア及び複数の第２のボアそれぞれを貫通する。 Dragline shields may be drawn through the material by multiple cables. Each cable of the plurality of cables passes through each of the first bore and the plurality of second bores.

このように、シールドの前進は、確実かつ継続的となり得る。各ケーブルは、それぞれの誘導プローブに装着され得る。シールドを前方に引くために、ウインチは、複数のケーブルの、それぞれのケーブル、または複数のケーブルのうち、２本以上のケーブルに作用し得る。ウインチは、ボアの反対側の端部（例えば開放端部）において提供され得る。 In this way, advancement of the shield can be reliable and continuous. Each cable may be attached to a respective inductive probe. To pull the shield forward, the winch may act on each cable of the plurality of cables, or on two or more cables of the plurality of cables. A winch may be provided at an opposite end (eg, an open end) of the bore.

各ケーブルにおける異なる緊張量で、シールドを導くことを可能にするよう、各ケーブルは独立して制御され得る。それぞれの緊張は、プローブが位置付けられたボアに対する、それぞれのプローブ箇所を監視することによって判断され得る。しかし代替または追加として、支持構造物の位置を監視するなど、緊張を判断する他の方法が利用され得る。このような監視は、センサ及び／または制御システムを使用して、手動及び／または自動で実行され得る。 Each cable can be independently controlled to allow guiding the shield with different amounts of tension in each cable. Each tension can be determined by monitoring each probe location relative to the bore in which the probe is positioned. However, alternatively or additionally, other methods of determining tension may be utilized, such as monitoring the position of the support structure. Such monitoring may be performed manually and/or automatically using sensors and/or control systems.

複数のケーブルの各ケーブルは、第１のボア及び複数の第２のボアそれぞれを通して、ダウンホールに固定されたケーブル戻りキャリッジに渡され、それぞれのボアを通してドラグラインシールドに戻され得る。 Each cable of the plurality of cables may be passed through each of the first bore and the plurality of second bores to a cable return carriage fixed downhole and returned to the dragline shield through the respective bore.

このように、ウインチは、シールドの背部または内部に設けられ、各ボアが完成する前にシールドの動作を可能にし得る。 In this manner, a winch may be provided on the back or inside the shield to enable movement of the shield before each bore is completed.

ケーブル戻りキャリッジは、締付システムを備え得る。この締付システムは、ボアの壁と係合し、ボアの中に設置される。締付システムは、命令によって係合及び係合解除するよう、遠隔で操作可能であってよく、それによって締付システムを、必要に応じて新たな箇所に移動させることができる。 The cable return carriage may be equipped with a tightening system. This tightening system engages the walls of the bore and is installed within the bore. The tightening system may be remotely operable to engage and disengage on command, thereby allowing the tightening system to be moved to a new location as needed.

掘削残土は、例えば機械掘削機を用いて、連続的にローディング機構の上に除去され得る。しかし好ましい実施形態において、シールドは、掘削したトンネルを通した前方への動きが、掘削した掘削残土をローディング機構の上に持ち上げるよう、形状付けられる。詳細には、掘削残土を持ち上げる作用は、ブルドーザまたはドラグラインバケットの作用と類似する。 Excavation residue may be continuously removed onto the loading mechanism using, for example, a mechanical excavator. However, in a preferred embodiment, the shield is configured such that forward movement through the excavated tunnel lifts the excavated debris onto the loading mechanism. In detail, the action of lifting excavated soil is similar to that of a bulldozer or dragline bucket.

シールドからの掘削残土の除去は、従来に方法によるものであってもよく、重機を置くことが可能なトンネル床まで運んで戻される。重機は、ゼロエミッションで自立式の、電力式または液圧式牽引車両を備え得る。これらの車両は、例えば使用される場合はプレキャストのライニングセグメントなどの材料を、施工領域に運び、同様に掘削残土を撤去し得る。これら車両は、作業を再開する前に、必要な場合は自動的に充電ポイントまで戻るよう構成され得る。 Removal of the excavation residue from the shield may be by conventional methods and carried back to the tunnel floor where heavy equipment can be placed. The heavy equipment may include a zero-emission, self-supporting, electric or hydraulic towing vehicle. These vehicles may transport materials, such as precast lining segments, if used, to the construction area, as well as remove excavation residues. These vehicles may be configured to automatically return to a charging point if necessary before resuming work.

最下のボア（例えばトンネルの床に沿ったボア）は、掘削残土がシールドに入るポイントの背後で、（例えば掃除で）きれいに掃除され、それによってシールドの車台（例えばホイール／スキッド）は、埋め殺しライナーから所定の位置に残された、起伏の多いハーフパイプの中を進み得る。このように、シールドが前進する際に、レールを設定または延伸させる必要はない。 The bottom bore (e.g. along the tunnel floor) is cleaned (e.g. by sweeping) behind the point where the excavation debris enters the shield, so that the shield's undercarriage (e.g. wheels/skids) is You can navigate through the rough half-pipe left in place from the kill liner. In this way, there is no need to set or extend the rails as the shield advances.

緩い砕片は、掃除及び（トンネル掘削シールドの一部を形成し得る）コンベアベルトを介して、かき集められ除去され得る。このコンベアベルトは、物質をトンネルから除去するために防護構造体の後方へ送る。トンネル掘削シールドは、ロードヘッダ、バックホウ、及び例えば構造体の前部の中に構築される類似の機械を備え、物質の破砕してコンベアシステム上に動かす補助をし得る。この機械は、例えばトンネルの外側に位置された制御ブースと通信する、カメラ、光、及びレーダ／ライダ走査システムを用いて、トンネルの外側からオペレータによって制御され得る。それによって、人が機械に乗ることなく、安全にデバイスを操作することを可能にする。吹付コンクリートのライニングは、防護構造体の後方に取付けられた機械を使用して、ロボット制御で送達され得る。これらのデバイスは、防護構造体に直接装着されてもよく、及び／または防護構造体の後方を近くで追尾するトレイラに取付けられてもよい。代替または追加として、トンネル掘削シールドは、ロボット式ロックボルトデバイス、及び／またはコンクリートのスリップフォームデバイスを、類似の方法で備え得る。 Loose debris may be raked and removed via sweeps and conveyor belts (which may form part of the tunneling shield). This conveyor belt sends material to the rear of the protective structure for removal from the tunnel. Tunneling shields may include load headers, backhoes, and similar machinery built into the front of the structure, for example, to assist in breaking up and moving material onto a conveyor system. The machine may be controlled by an operator from outside the tunnel using, for example, a camera, light, and radar/lidar scanning system that communicates with a control booth located outside the tunnel. This allows people to safely operate the device without having to get on the machine. The shotcrete lining can be delivered under robotic control using a machine mounted at the rear of the protective structure. These devices may be mounted directly on the protective structure and/or mounted on a trailer that closely follows the rear of the protective structure. Alternatively or additionally, the tunneling shield may be equipped with robotic rock bolt devices and/or concrete slipform devices in a similar manner.

シールドの動作は、トンネルが掘削される際に、トンネルをライニングすることを含み得る。例えばトンネルは、シールドが前方へ動かされる際に、シールドの直ぐ背後にライニングされ得る。 Operation of the shield may include lining the tunnel as it is excavated. For example, a tunnel may be lined directly behind the shield as it is moved forward.

トンネルライニングの選択肢として、（防水ライニングを含むか、または含まない）プレキャストコンクリートセグメント、（例えば鉄筋を使用するモジュール式シャッター設計の型枠を含む）現場打ちコンクリート、及び／または、例えば（防水膜が適用された吹付を伴うか、または伴わず、任意選択でルーフボルト、ワイヤメッシュ、もしくはスチールリブ／鉄筋を組み込んだ）「ショットクリート（ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ）」などの吹付コンクリートが挙げられる。 Tunnel lining options include precast concrete segments (with or without a waterproof lining), cast-in-place concrete (including formwork for modular shutter designs using e.g. reinforcing steel), and/or cast-in-place concrete (with or without a waterproof membrane), e.g. Includes shotcrete, such as "shotcrete" with or without applied spraying, optionally incorporating roof bolts, wire mesh, or steel ribs/rebar.

考える限りでは、本発明を、木材、レンガ積み、ブロック積み、石積み、トンネル工法におけるパイプ、及び／または鋳鋼製／鉄製セグメントの、トンネルライニングと共に使用することもできる。 It is envisaged that the invention can also be used with tunnel linings of wood, brickwork, blockwork, masonry, pipes in tunnel construction and/or cast steel/iron segments.

例えば、トンネルライニングの構成は、吹付が適用された防水膜（例えばＢＡＳＦ（登録商標）の吹付が適用された防水膜は、連続的な防水システムを構成し、吹付コンクリートと原位置コンクリートとを組み合わせて作業するよう編成され、複合構造の建設を容易にする）、及び繊維補強コンクリートによる内側仕上げ吹付、を含み得る。代替として、地盤が、より大きい構造的完全性を必要とする場合、現場打ち工法が好ましい場合がある。 For example, the configuration of tunnel linings can be constructed using spray-applied waterproofing membranes (e.g. BASF® spray-applied waterproofing membranes that combine shotcrete and in-situ concrete to form a continuous waterproofing system). (to facilitate construction of composite structures) and internal finishing spraying with fiber-reinforced concrete. Alternatively, cast-in-place methods may be preferred if the soil requires greater structural integrity.

動作は、連続的なコンクリート形成プロセスをさらに含む。詳細には、シールドが前進する際に、古いコンクリートは固化しており、一連の連続した再使用可能な金属製型枠のうち最後のものは前方へ動かされ、前部に位置付けられてもよく、そこでほぼノンストップのプロセスで打設が続くことになる。水及びセメントは、施工領域に運び込まれ、コンクリートは、可能であれば掘削した骨材を使用して掘削作業の近くで混合され得る。型枠は、１セクションに３または４ピースで、概ね１０ｍの延長であり、使用中は１０以上のセグメントを伴うことが想定される。これは、シールドの背後におけるトンネルの９０ｍまででは、型枠を所定の位置に有して、前部において新しいコンクリートを打設し、後部においてコンクリートが固化し、そこで型枠セグメントのセットが取り外されて、連続サイクルにおいて、前部に渡されることを意味する。コンクリートが最も古く、かつ固化した場所の型枠ユニットを前方へ動かして、プロセスの前部において再展開させるよう、型枠は互いに対して通過することができる。型枠と、コンクリートが打設される表面との間の密閉が、空圧ガスケットを用いて作られ得る。一旦、最新の型枠が設置され、ガスケットが膨張すると、その前のガスケットは収縮されることになり、それによって打設は継続する。このプロセスは単純に繰り返され得る。 The operations further include a continuous concrete forming process. In detail, as the shield advances, the old concrete has solidified and the last of the series of successive reusable metal formworks may be moved forward and positioned at the front. , where pouring continues in an almost non-stop process. Water and cement may be brought to the construction area and concrete may be mixed near the excavation operation, possibly using excavated aggregate. It is envisaged that the formwork will have 3 or 4 pieces per section, approximately 10 m in length, and involve 10 or more segments in use. This means that for up to 90m of the tunnel behind the shield, new concrete is poured at the front with the formwork in place, and at the rear the concrete hardens, where a set of formwork segments are removed. means that it is passed to the front in successive cycles. The formwork can be passed relative to each other so that the formwork units where the concrete is oldest and most solidified are moved forward and redeployed at the front of the process. A seal between the formwork and the surface onto which the concrete is poured can be created using pneumatic gaskets. Once the latest formwork has been installed and the gasket has expanded, the previous gasket will be deflated so that pouring continues. This process can be simply repeated.

方向性ボーリング及び掘削からの掘削残土は、コンクリート生成のために使用され得る。このコンクリートは、（予め組み立てられたライナーが使用される場合の）トンネルスキンと、シェルとの間の空間にポンプで運ばれ、それらの間の空隙を充填して、構造をさらに安定化させることができる。代替または追加として、このような掘削残土（例えば岩の破片）を、可動及び再使用可能型枠、または吹付コンクリートなど他のライニング工法を使用して、トンネルライニングを形成するよう、コンクリートを現場で生成するために必要な骨材の一部として使用され得る。 Excavation soil from directional boring and excavation can be used for concrete production. This concrete is pumped into the space between the tunnel skin (if a prefabricated liner is used) and the shell, filling the voids between them and further stabilizing the structure. I can do it. Alternatively or additionally, such excavation residue (e.g. rock debris) may be concreted in-situ to form the tunnel lining using movable and reusable formwork or other lining methods such as shotcrete. It can be used as part of the aggregate needed to produce

連続プロセスにおいて、コンクリートが固化する際にコンクリートを保護する金属プレートまたは構造体を伴い、シールドが前方へ動きながら、平坦な床が打設され得る。シールドは、床において方向性穿孔されたボアのいくつかを、軌道またはレールとして利用し得る（必要な数は、シールドの設計によって判断される）。これらは、全てのトンネル工事が終了し、シールドが取り除かれると、充填されるか、または他の目的に使用することができる。 In a continuous process, a flat floor may be poured while the shield moves forward, with a metal plate or structure protecting the concrete as it hardens. The shield may utilize some of the directionally drilled bores in the floor as tracks or rails (the number required is determined by the shield design). These can be filled or used for other purposes once all tunneling has been completed and the shields removed.

誘導プローブ、または追加の誘導プローブには、（任意選択で相互交換可能な）ツールが装備され得る。これらツールは、第１及び／または第２のボア内から掘削可能にする。詳細には、例えばディスクカッター、回転カッターのシリンダまたはコーン、作業の対象となる物質に好適な歯状物を伴うチェーンソータイプのアーム、高圧水、プラウブレード、音響破砕技術、及び必要に応じてトンネルの外周周り及び内側の両方に向けて非常に大きな圧力を加えて、除去する物質をさらに緩めて破壊する、液圧スプリッタなどの、様々な異なるツールが様々な物質に使用するために利用され得る。 The guiding probe, or additional guiding probes, may be equipped with (optionally interchangeable) tools. These tools enable drilling from within the first and/or second bore. In particular, for example disc cutters, cylinders or cones of rotary cutters, chainsaw-type arms with teeth suitable for the material to be worked on, high-pressure water, plow blades, acoustic fracturing techniques and, if necessary, tunnels. A variety of different tools may be utilized for use with a variety of materials, such as hydraulic splitters that apply significant pressure both around the outer periphery and inward to further loosen and break up the material being removed. .

ツール（ジェットグラウトツールを含む）のうちいくつか、または全ては、少なくとも１本のプローブに位置され得る。すなわち、誘導プローブの前部（すなわち防護構造体の先端に対して反対側の端部）に取付けられ得る。代替または追加として、ツールは、誘導プローブの側部に取付けられ得る。または、ツールが従来の穿孔装備と同様に、遠隔操作できるよう、誘導プローブに装着され得る。 Some or all of the tools (including jet grouting tools) may be positioned on at least one probe. That is, it can be attached to the front of the guiding probe (ie, at the end opposite to the tip of the protective structure). Alternatively or additionally, the tool may be attached to the side of the guiding probe. Alternatively, the tool can be attached to the guidance probe for remote control, similar to conventional drilling equipment.

ツールは、互いに同時に起動され得るか、または独立して起動され得る。 The tools may be launched simultaneously with each other or independently.

崩壊／崩落技術を、軟質及び／または緩い物質を掘削するために使用できる。このタイプの作業のため、誘導プローブは、シールドが前進する際にプラウブレード及び／またはリーミングツールに適合され得る。 Collapse/collapse techniques can be used to excavate soft and/or loose materials. For this type of work, the guiding probe can be fitted to the plow blade and/or reaming tool as the shield is advanced.

シールドが前進する際に、レーザアレイを使用して、新たに露出された掘削外面を常に走査し、物質が残されて外周からトンネルの中に突出し、シールドの前進を妨害するか、または邪魔をすることのないことを保証し得る。地中探知レーダ（または他のこのような遠隔検知技術）も、新たに露出されたトンネルの、掘削残土が覆った領域で使用され得る。 As the shield advances, a laser array is used to constantly scan the newly exposed excavation exterior surface to ensure that no material is left behind that protrudes from the perimeter into the tunnel and obstructs or obstructs the shield's advancement. I can guarantee that you won't have to. Ground penetrating radar (or other such remote sensing technology) may also be used in areas of newly exposed tunnels covered by excavation debris.

本方法は、このような領域が検出されたときに、例えば空気穿孔機もしくは交換可能な切削ヘッド、または他の好適なツールと共に取付けられた、ロボット式アームを使用することによって除去することを、さらに含み得る。 The method includes removing such areas when they are detected, for example by using a robotic arm mounted with a pneumatic punch or an exchangeable cutting head, or other suitable tool. It may further include.

シールドは、傾斜の付いた先端縁部を有し得る。その角度は、掘削する物質の性質に基づいて従来の方法によって選択することができる。詳細には、傾斜の付いた先端縁部は、掘削するトンネルに向かって上方に傾斜する。 The shield may have a beveled leading edge. The angle can be selected by conventional methods based on the nature of the material being excavated. In particular, the beveled leading edge slopes upwardly toward the tunnel to be excavated.

シールドは、液圧ラムによって押し込まれ得る。 The shield may be pushed in by a hydraulic ram.

任意の１本、または各ボアは、ライナーによってライニングされ得る。このライナーは、埋め殺しライナーで構成され得る。このライナーは、固体壁を備え得る。代替として、ライナーは予め孔が開けられ得る。このように、現場の時間及びコストは、基礎地盤が良好に理解された状況において、避けられ得る。予め孔が開けられたライナーは、孔を覆う外側スリーブを備え得る。このように、物質または水が、制御されない方法でボアの中に入るのを防止し得る。 Any one or each bore may be lined with a liner. The liner may be comprised of a filler liner. The liner may have solid walls. Alternatively, the liner may be pre-drilled. In this way, site time and costs can be avoided in situations where the foundation soil is well understood. The pre-perforated liner may include an outer sleeve covering the holes. In this way, substances or water may be prevented from entering the bore in an uncontrolled manner.

装備は、従来の方法でライナーを貫通し、所望の箇所における作業を実施し得る。この装備は、戻りキャリッジ、穿孔ヘッド、及び／または孔開けガンを含み得る。詳細には、孔開けガン（液圧破砕産業で従来使用されるような）は、ライナーを貫通して、所望の箇所でライナーに孔を開け得る。孔開けガンは、複数の形状の装薬、ドリル、ブレード、ニードル、及び／またはパイプ壁に孔を開けるために好適な他のデバイス、を備え得る。孔開けガンは、ライナーを越えて物質を弱体化するよう構成され得る。すなわち装薬は、物質を破砕するよう作用し得る。孔開けは、例えばプリズム形状の領域に向けて内側に面するよう、プリズム形状の領域から外側に離れて面するよう、及び／またはプリズム形状の領域の外形に沿って横断するよう、ライナーに対して所望の箇所に形成され得る。 The equipment may penetrate the liner in a conventional manner to perform work at the desired location. This equipment may include a return carriage, a drilling head, and/or a drilling gun. In particular, a drilling gun (such as conventionally used in the hydraulic fracturing industry) can penetrate the liner and punch holes in the liner at desired locations. The drilling gun may include multiple shapes of charges, drills, blades, needles, and/or other devices suitable for drilling holes in pipe walls. The drilling gun may be configured to weaken the material beyond the liner. That is, the charge can act to fracture the material. The perforations may be in the liner, for example, facing inwardly toward the prismatic region, facing outwardly away from the prismatic region, and/or transversely along the contour of the prismatic region. It can be formed at a desired location.

基礎地盤は、物質の掘削効率を向上させるために、物質の掘削に先立って、処置され得る。 The foundation soil may be treated prior to excavating the material to improve the efficiency of excavating the material.

処置は、実質的にプリズム形状の領域内の物質を、音波／液圧破砕することを含み得る。 The treatment may include sonic/hydraulic fracturing of the material within the substantially prismatically shaped region.

この領域内の物質が比較的硬い場合、加圧水を、例えば孔を介して導入し、物質の破砕を生じさせ得る。天然ガスまたはオイルを移送するための、水力破砕作業とは異なり、破砕部を開けておくための液圧破砕プロパント（砂または酸化アルミニウムのいずれか）の小さい粒子を導入する必要はない。 If the material in this region is relatively hard, pressurized water may be introduced, for example through the holes, to cause fracturing of the material. Unlike hydraulic fracturing operations for transferring natural gas or oil, there is no need to introduce small particles of hydraulic fracturing proppant (either sand or aluminum oxide) to keep the fracture open.

音波／液圧破砕技術を、孔を介して適用することで、例えば領域の中など、特定の予め決められた方向にのみ破砕を発生させることが可能である。 By applying sonic/hydraulic fracturing techniques through the holes, it is possible to generate fracturing only in certain predetermined directions, for example within a region.

シールドの前において、リーミングツールはボアを貫通し、埋め殺しライニングを破壊して、掘削する物質が崩壊／崩落し、それによって除去プロセス補助し得る。リーミングツールは、誘導プローブに装着され得るか、またはシールドの使用に先行して渡され得る。 In front of the shield, the reaming tool penetrates the bore and destroys the fill lining so that the material being excavated can collapse/collapse, thereby aiding the removal process. The reaming tool may be attached to the induction probe or may be passed prior to use of the shield.

処置は、実質的にプリズム形状の領域の外側における基礎地盤を、安定化することを含み得る。 The treatment may include stabilizing the foundation ground outside the substantially prismatic region.

このように、領域の外側における物質が比較的脆弱で、空洞を含み、不安定または浸水した場合、物質を安定化させることができる。装備をボアの下に設置して、基礎地盤を安定化させ得る。 In this way, if the material outside the region is relatively fragile, contains cavities, is unstable or flooded, the material can be stabilized. Equipment may be installed under the bore to stabilize the foundation ground.

安定化は、例えばポンプで冷却剤をライナーに通し、可能であれば孔を通してライナーから出ることによる、地盤凍結技術を介するものであってよい。凍結及び他の安定化技術は、一時的とし得る。 Stabilization may be through ground freezing techniques, for example by pumping coolant through the liner and possibly exiting the liner through holes. Freezing and other stabilization techniques may be temporary.

恒久的な安定化が、例えば化学薬品送達ノズル（例えば伸縮自在アーム内）を介して、化学安定剤を注入することによって実現され得る。使用される安定剤の量及びタイプは、安定化させる地盤によって判断することになり、必要に応じて制御することができ、セメント、または任意の他の材料を備え得る。任意の他補材料として、マイクロセメント、（コロイド状シリカとして公知の）鉱物グラウト、感水性のポリウレタン（水の浸入に対抗する、素早く反応する発泡用樹脂）、素早く反応する非感水性の任意のポリ尿素シリケートシステム（空隙を充填するための膨張発泡体）、アクリル樹脂、ジェットグラウトすなわちソイルクリート（Ｓｏｉｌｃｒｅｔｅ）（登録商標）として良く知られる、設計した特性に地盤を硬化させる原位置施工など、が挙げられる。 Permanent stabilization can be achieved by injecting a chemical stabilizer, eg, via a chemical delivery nozzle (eg, in a telescoping arm). The amount and type of stabilizer used will be determined by the soil to be stabilized and can be controlled as necessary and may include cement, or any other material. Other optional supplementary materials include microcement, mineral grout (known as colloidal silica), water-sensitive polyurethane (a fast-reacting foaming resin that resists water ingress), and any fast-reacting non-water-sensitive material. These include polyurea silicate systems (expanded foam to fill voids), acrylic resins, and jet grouts, better known as Soilcrete®, which are applied in-situ to harden the soil to engineered properties. Can be mentioned.

実質的にプリズム形状の領域の外側における、基礎地盤の安定化は、完全に防止するとまではいかないが、さらなる水の浸入を大幅に軽減させ得る。掘削するトンネルの範囲内に残る、いかなる地下水も、最下のボアを介して排水することができる。 Stabilization of the foundation soil substantially outside the prismatic area can significantly reduce, if not completely prevent, further water ingress. Any groundwater remaining within the confines of the tunnel being excavated can be drained through the bottom bore.

上述のような安定化または脆弱化は、シールドを用いて同時にもたらすことができ、それによって地盤造成を、シールドの前進を開始する前に完全に完了させる必要はない。 Stabilization or weakening as described above can be effected simultaneously with the shield, so that the ground preparation does not have to be completely completed before shield advancement begins.

詳細には、（例えばジェットグラウトツールを用いた）安定化は方向性とし得る。すなわち安定化は、実質的にプリズム形状の領域の外側で行われ、破砕は、実質的にプリズム形状の領域の内側で行われ得る。実質的にプリズム形状の領域の外側における、基礎地盤の安定化を使用して、掘削に先立ってトンネルの当初の外側構造（シェル）を形成することができる。 In particular, stabilization (eg, using a jet grouting tool) may be directional. That is, the stabilization may take place substantially outside the prismatic region and the fracturing may take place substantially inside the prismatic region. Stabilization of the foundation ground, substantially outside the prismatic region, can be used to form the initial outer structure (shell) of the tunnel prior to excavation.

トンネルの掘削は、プリズム形状の領域内の物質を掘削するステップのみを含み得るか、またはボアの穿孔及び／もしくはトンネルのライニングなど、他のステップを含み得る。 Excavation of a tunnel may involve only excavating material within a prismatically shaped region, or may include other steps such as drilling a bore and/or lining a tunnel.

本発明の第２の態様によると、トンネルを建設する方法が提供される。この方法は：第１の態様によるトンネル掘削シールドを提供するステップ；トンネルの内部領域を崩壊から防護するために、掘削されるトンネル内で防護構造体を動かすステップ；可動防護構造体の先端からトンネルが掘削される地盤の中に、少なくとも１本の誘導プローブを突き出すステップ；及びジェットグラウトツールを使用して地盤の質を改善するために、地盤の中にグラウトを注入するステップ、を含む。 According to a second aspect of the invention, a method of constructing a tunnel is provided. The method includes: providing a tunnel excavation shield according to the first aspect; moving a protective structure within the tunnel being excavated to protect an interior area of the tunnel from collapse; moving the protective structure from the tip of the movable protective structure to the tunnel protruding at least one inductive probe into the ground to be excavated; and using a jet grouting tool to inject grout into the ground to improve the quality of the ground.

本発明の、上記及び他の特性、特徴、及び利点は、本発明の原理を例として示す添付の図面を共に用いて、以下の詳細な説明から明確になろう。この説明は、例のためのみに与えられ、本発明の範囲を限定するものではない。以下で言及する参照図は、添付の図面を指す。 These and other characteristics, features, and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description, taken together with the accompanying drawings, which illustrate by way of example the principles of the invention. This description is given by way of example only and is not intended to limit the scope of the invention. The reference figures mentioned below refer to the attached drawings.

円形ボアによって画定されたトンネルの外形を示す図である。FIG. 3 shows the outline of a tunnel defined by a circular bore. 山腹の中に穿孔したボアの側面図である。FIG. 2 is a side view of a bore drilled into a mountainside. 図１に類似した、完成したトンネル外形を示す図である。2 is a diagram similar to FIG. 1 showing the completed tunnel profile; FIG. ドラグラインシールドの側面図である。FIG. 3 is a side view of the dragline shield. ダウンホールのケーブル戻りキャリッジを示す図である。FIG. 3 shows a downhole cable return carriage.

本発明を、特定の図面に対して説明するが、本発明はそれらではなく、特許請求の範囲のみによって限定される。示される図面は概略に過ぎず、非限定である。各図面は、本発明の全ての特徴を含み得ず、したがって必ずしも本発明の実施形態であると考慮する必要はない。図面において、いくつかの要素のサイズは誇張され、例示目的のため、縮尺に則っていない場合がある。寸法及び関連の寸法は、本発明の実施に対して実際の縮小に対応していない。 The invention will be described with reference to certain drawings but the invention is limited not by these, but only by the claims. The drawings shown are only schematic and are non-limiting. Each drawing may not include all features of the invention and therefore is not necessarily considered an embodiment of the invention. In the drawings, the size of some of the elements may be exaggerated and not to scale for illustrative purposes. The dimensions and related dimensions do not correspond to any practical reduction for the implementation of the invention.

さらに、明細書及び特許請求の範囲における、第１の、第２の、第３の、等の用語は、類似の要素間を区別するために使用され、ランク付けまたは任意の他の方法における、時間的、空間的のいずれの順番も、必ずしも表わさない。このように使用される用語は、適切な状況において交換可能であり、その動作は、本明細書で説明または例示する以外の順番も可能であることを、理解されたい。同様に、特定の順番で説明または請求する方法ステップは、異なる順番で動作することが、理解され得る。 Furthermore, the terms first, second, third, etc. in the specification and claims are used to distinguish between similar elements, in a ranking or in any other manner. It does not necessarily represent a temporal or spatial order. It is to be understood that the terms so used are interchangeable in appropriate contexts and that the operations may occur in other orders than those described or illustrated herein. Similarly, it can be understood that method steps described or claimed in a particular order may operate in a different order.

さらに、本明細書及び特許請求の範囲における、上、下、上方、下方などの用語は、説明目的で使用され、必ずしも相対位置を表わすためのものではない。このように使用される用語は、適切な状況において交換可能であり、その動作は、本明細書で説明または例示する以外の方向も可能であることを、理解されたい。 Furthermore, the terms top, bottom, above, below and the like in the specification and claims are used for descriptive purposes and not necessarily for describing relative positions. It is to be understood that the terms so used are interchangeable in appropriate contexts, and that the operation may take other directions than those described or illustrated herein.

特許請求の範囲において使用される用語「備えた、含んだ（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、その後に列挙される手段に限定されるように解釈するべきではなく、他の要素またはステップを排除しないことに、留意されたい。したがってそれは、述べた特徴、整数、ステップ、もしくは構成要素の存在を言及したように特定するよう解釈されるが、１つもしくは複数の他の特徴、整数、ステップ、もしくは構成要素、または、それらのグループの存在もしくは追加を、除外しないよう解釈するべきである。したがって、「Ａ手段及びＢ手段を備えたデバイス」という表現の範囲は、構成要素Ａ及びＢのみで構成されたデバイスに限定するべきではない。本発明に関して、デバイスの単なる関連構成要素が、Ａ及びＢであることを意味する。 The term "comprising", used in the claims, should not be interpreted as being restricted to the means listed thereafter, but without excluding other elements or steps; Please note. It shall therefore be construed to identify as mentioned the presence of the mentioned feature, integer, step or component, but one or more other features, integers, steps or components thereof. The presence or addition of groups should be interpreted not to exclude them. Therefore, the scope of the expression "device comprising means A and means B" should not be limited to devices consisting only of components A and B. In the context of the present invention, it is meant that A and B are the only relevant components of the device.

同様に、本明細書で使用される用語「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」は、直接的な接続のみに限定されるものと解釈するべきではないことに、留意されたい。したがって、表現の範囲「デバイスＢに接続されたデバイスＡ」は、デバイスＡの出力部がデバイスＢの入力部に直接的に接続されるデバイスまたはシステムに、限定されるべきではない。それは、Ａの出力部とＢの入力部との間に経路が存在し、それは他のデバイスまたは手段を含む経路であってよいことを意味する。「接続された」は、２つ以上の要素が、直接的に物理的接触もしくは電気的接触しているかのいずれか、または、２つ以上の要素が互いに直接接触していないが、やはり互いに協働もしくは相互作用していることを、意味し得る。例えば、ワイヤレス接続が企図される。 Similarly, it is noted that the term "connected" as used herein should not be construed as limited to direct connections only. Therefore, the scope of the expression "device A connected to device B" should not be limited to devices or systems in which the output of device A is directly connected to the input of device B. That means that there is a path between the output of A and the input of B, which may include other devices or means. "Connected" means that two or more elements are either in direct physical or electrical contact, or that two or more elements are not in direct contact with each other but still cooperate with each other. It can mean working or interacting. For example, wireless connectivity is contemplated.

この明細書全体の、「実施形態」または「態様」に対する参照は、実施形態または態様と共に説明した、特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態または態様に含まれることを意味する。したがって、「１つの実施形態において」、「実施形態において」、または「態様において」という、本明細書の全体の様々な位置に現出するフレーズは、同じ実施形態または態様の全てを必ずしも指しておらず、様々な実施形態または態様を指し得る。さらに、本発明の、任意の１つの実施形態または態様における、特定の特徴、構造、または特性は、任意の好適な方法で、本発明の、別の実施形態または態様の、任意の他の特定の特徴、構造、もしくは特性と組み合わされてよく、それは、１つまたは複数の実施形態もしくは態様において、本開示から当業者には明確となろう。 Throughout this specification, references to "embodiments" or "aspects" indicate that a particular feature, structure, or characteristic described in conjunction with the embodiment or aspect is included in at least one embodiment or aspect of the invention. means. Thus, the phrases "in one embodiment," "in an embodiment," or "in an aspect" appearing in various places throughout this specification are not necessarily all referring to the same embodiment or aspect. may refer to various embodiments or aspects. Furthermore, a particular feature, structure, or characteristic of any one embodiment or aspect of the invention may be used in any other manner in any suitable manner. as will be apparent to those skilled in the art from this disclosure, in one or more embodiments or aspects.

同様に、説明において、本発明の様々な特徴は、本開示を簡素化し、１つまたは複数の様々な発明の態様を理解する目的で、時としてそれらを単一の実施形態、図面、または説明において共にグループ化されることを、理解されたい。しかし本開示の方法は、請求する発明が、各請求項に明示的に列挙されるよりも、多くの特徴を必要とする意図を反映するものと解釈するべきではない。さらに、任意の個々の図面または態様の説明は、必ずしも本発明の実施形態であると考える必要はない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、発明の態様は、上記で開示した単一の実施形態の、全ての特徴よりも少なくなる。したがって、「発明を実施するための形態」の後の「特許請求の範囲」は、ここで明示的にこの「発明を実施するための形態」に組み込まれ、各請求項は、本発明の別個の実施形態として、それ自体で自立する。 Similarly, in the description, various features of the invention are sometimes presented in a single embodiment, drawing, or description for purposes of simplifying the disclosure and understanding one or more of the various inventive aspects. It should be understood that they are grouped together in . This method of disclosure, however, is not to be interpreted as reflecting an intention that the claimed invention requires more features than are expressly recited in each claim. Moreover, any individual drawing or description of an aspect is not necessarily considered an embodiment of the invention. Rather, as the following claims reflect, inventive aspects lie in less than all features of a single embodiment disclosed above. Accordingly, the "claims" following the "Detailed Description" are hereby expressly incorporated into this Detailed Description, and each claim is a separate and distinct part of the present invention. As an embodiment, it stands on its own.

さらに、本明細書で説明するいくつかの実施形態が、他の実施形態に含まれたいくつかの特徴を含む一方で、異なる実施形態の特徴の組み合わせは、本発明の範囲内であることを意味し、当業者には理解されるように、さらに別の実施形態を形成する。例えば、以下の特許請求の範囲において、任意の請求された実施形態を、任意の組み合わせで使用することができる。 Furthermore, while some embodiments described herein include some features included in other embodiments, combinations of features of different embodiments are within the scope of the invention. and form yet another embodiment, as understood by those skilled in the art. For example, in the following claims, any of the claimed embodiments may be used in any combination.

本明細書で提供される説明において、多くの特定の詳細が記載される。しかし、本発明の実施形態は、これら特定の詳細なしでも実施され得ることを理解されたい。他の例において、公知の方法、構造、及び技術は、この説明の理解を不明瞭にしないよう、詳細に示されていない。 In the description provided herein, many specific details are set forth. However, it is understood that embodiments of the invention may be practiced without these specific details. In other instances, well-known methods, structures, and techniques have not been shown in detail so as not to obscure the understanding of this description.

本発明の説明において、反対に述べない限り、パラメータの許容範囲で、上限または下限における代替の値の開示は、それらの値のうち一方が他方よりもより好ましい表示と結合され、上記の代替のより好ましいものとあまり好ましくないものとの間にある、上記のパラメータの各中間値は、上記のあまり好ましくない値に対して、かつ上記のあまり好ましくない値と上記の中間値との間にある各値に対しても、それ自体好ましいことを暗黙の表現として解釈される。 In the description of the invention, unless stated to the contrary, disclosure of alternative values at the upper or lower limits of a permissible range for a parameter is combined with an indication that one of those values is more preferred than the other, Each intermediate value of said parameter between more and less preferred is with respect to said less preferred value and between said less preferred value and said intermediate value. Each value is also interpreted as an implicit representation of its own preference.

用語「少なくとも１つの」の使用は、特定の状況において１つのみを意味し得る。用語「任意の」は、特定の状況において「全て」及び／または「各々」を意味し得る。 Use of the term "at least one" may mean only one in certain circumstances. The term "any" may mean "all" and/or "each" in certain contexts.

次に本発明の原理を、例示的な特徴に関する少なくとも１枚の図面の「発明を実施するための形態」によって説明する。他の配置が、基礎となるコンセプトまたは技術的教示から逸脱することなく、当業者の理解に従って構成され得ることは明確である。本発明は、添付の特許請求の範囲における条件によってのみ限定される。 The principles of the invention are now explained by way of a detailed description of at least one drawing showing illustrative features. It is clear that other arrangements may be constructed according to the understanding of those skilled in the art without departing from the underlying concepts or technical teachings. The invention is limited only by the terms of the appended claims.

図１は、円形ボアによって画定されたトンネルの外形を示す図である。３本の中央リードボア１０が、トンネルの経路に沿って穿孔される。それらの周りで、形状を画定する複数のボア２０が穿孔され、平坦な下部床を有するアーチ形状のトンネル外形を形成する。トンネルの勾配角は、対象となるトンネルの特定の要件に対して最適化され、例えば垂直とされ得る。 FIG. 1 shows the outline of a tunnel defined by a circular bore. Three central lead bores 10 are drilled along the path of the tunnel. Around them, a plurality of shape-defining bores 20 are drilled, forming an arch-shaped tunnel profile with a flat lower floor. The slope angle of the tunnel is optimized for the particular requirements of the tunnel in question and may be vertical, for example.

図２は、山腹３０の中に穿孔中の、リードボア１０及び形状を画定するボア２０の側面図であり、各ボア１０、２０の延長は、それらの最終的延長よりも短い。理解され得るように、ボアのうちいくつかは、他のボアと同時に穿孔され、いくつかは他のボアが開始される前に完了され、及び／または、いくつかは部分的に穿孔され、他のボアが継続される間に中断され得る。 FIG. 2 is a side view of the lead bore 10 and the shape-defining bore 20 being drilled into a hillside 30, the extension of each bore 10, 20 being shorter than their final extension. As can be appreciated, some of the bores are drilled at the same time as other bores, some are completed before other bores are started, and/or some are partially drilled and others may be interrupted while the bore continues.

図３は、図２の山腹３０における、図１に類似した、完成したトンネル１００外形を示す図である。形状を画定するボア２０及び掘削によって画定された外形８０の外側において、基礎地盤は補強／安定化されており、トンネルを取り囲む補強領域９０を形成する。適用され得るライニングの選択肢の例が、外側コンクリートライニング１２０を伴い表示される。外側コンクリートライニング１２０は、必要に応じて防水膜１１５によって、内側コンクリートライニング１１０から分離される。 FIG. 3 is an illustration of a completed tunnel 100 profile similar to FIG. 1 on the mountainside 30 of FIG. 2. Outside the contour 80 defined by the shape-defining bore 20 and excavation, the foundation soil is reinforced/stabilized to form a reinforced region 90 surrounding the tunnel. An example of lining options that may be applied is shown with an outer concrete lining 120. The outer concrete lining 120 is separated from the inner concrete lining 110, optionally by a waterproofing membrane 115.

多くの他のトンネルライニング及び仕上げ方法が利用可能である。例えば、仮設で再使用可能な金属製型枠が、トンネル内に設置され得る。コンクリート１２０は、型枠の背後に適用され、トンネルの円滑な内壁を形成する。一旦コンクリート１２０が完全に硬化すると、仮設の型枠を取り外して、トンネルの別のセクションに再使用され、内壁として円滑なコンクリート１２０を残し得る。 Many other tunnel lining and finishing methods are available. For example, temporary, reusable metal formwork may be installed within the tunnel. Concrete 120 is applied behind the formwork to form the smooth interior walls of the tunnel. Once the concrete 120 is fully cured, the temporary formwork can be removed and reused for another section of the tunnel, leaving smooth concrete 120 as the interior wall.

任意選択で、掘削中に、トンネルの床において形状を画定するボア２０の内２本が残され、溝／トラフ１３０として作用して、機械（特にドラグラインシールド）をトンネルに沿って誘導するために役立ち得る。トンネル掘削が完了すると、これらの溝／トラフ１３０を後日充填することができる。 Optionally, during excavation, two of the shape-defining bores 20 are left in the floor of the tunnel to act as grooves/troughs 130 to guide the machine (particularly the dragline shield) along the tunnel. can be helpful. Once tunneling is complete, these trenches/troughs 130 can be filled at a later date.

図４は、ドラグラインシールドの側面図である。矢印２００は、掘削中におけるドラグラインシールドの運動の方向を示す。ドラグラインシールドの外形は、所定の外側トンネル形状と一致する。シールドの先端２０２における傾斜角は、対象となるトンネルの特定の要件に最適化され、例えば垂直とされ得る。 FIG. 4 is a side view of the dragline shield. Arrow 200 indicates the direction of movement of the dragline shield during excavation. The outline of the dragline shield matches the predetermined outer tunnel shape. The angle of inclination at the tip 202 of the shield is optimized to the particular requirements of the tunnel in question, and may be vertical, for example.

トンネルを貫通するシールドの推進は、ドラグラインシールドを押し出す液圧ラム２０６を介して、及び／または、（ライニングされた／ライニングされない）ボアを通り抜けてドラグラインシールドを前方へ引くウインチまで延びた、誘導プローブの端部に装着されたケーブル２０８を介して、成され得る。後者は、連続的な動きを促進させるので、好ましい方法である。 Propulsion of the shield through the tunnel is via a hydraulic ram 206 that pushes the dragline shield and/or extends through a bore (lined/unlined) to a winch that pulls the dragline shield forward. This can be done via a cable 208 attached to the end of the inductive probe. The latter is the preferred method as it encourages continuous movement.

トンネルの床に沿った、形状を画定する下部のボアは、掘削残土がシールドに入るポイントの背後で、きれいに掃除され、それによってドラグラインシールドのホイール２１０（または代替として車台）は、埋め殺しライナーから所定の位置に残された起伏の多いハーフパイプの中を進むことができる。ドラグラインシールドが前進する際に、レールを設定または延伸させる必要はない。 The lower, shape-defining bore along the tunnel floor is cleaned behind the point where excavation debris enters the shield, so that the wheels 210 of the dragline shield (or undercarriage, as an alternative) are flushed with fill liner. You can proceed through the uneven half-pipe left in place. There is no need to set or extend the rails as the dragline shield advances.

シールドの先端面における誘導プローブ２０４は、形状を画定するボアと整合し、かつその中に延びる。誘導プローブ２０４は、それらが形状を画定するボアと係合するよう離隔され、かつサイズを決められる。ドラグラインシールドは、次に所定のトンネル形状を貫通して、前方へ動く。ボアの精度が非常に精確である一方で、誘導プローブ２０４は、ボアの経路が目標のコースから逸脱した、いくらかの変動を許容できることになる。許容外の逸脱が発生した、短い伸長は、ロードヘッダユニットに見られるようなブームに取付けられた切削ヘッド２１２など、他の手段による掘削期間の後で、再係合され得るときまで、誘導プローブが後退するのを確認できる。 A guiding probe 204 on the distal face of the shield aligns with and extends into the bore that defines the shape. The guiding probes 204 are spaced and sized so that they engage the shape-defining bores. The dragline shield then moves forward through the predetermined tunnel configuration. While the accuracy of the bore is very precise, the guidance probe 204 will be able to tolerate some variation in the bore path that deviates from the target course. Short extensions in which unacceptable deviations occur will cause the guided probe to be re-engaged after a period of excavation by other means, such as a boom-mounted cutting head 212 as found in load header units. You can see it retreating.

誘導プローブ２０４には交換可能なツールが装備される。それらツールは、状況によって、粗くまたは細かくするのを可能にする。これらは、限定ではないが、ディスクカッター、回転カッター、シリンダまたはコーン、掘削する物質に好適な歯状物を有するチェーンソータイプのアーム、高圧水、プラウブレード２１４、及び（形状を画定するボアの埋め殺しライナーを除去することに加えて）除去する物質をさらに緩くして破壊するために、トンネル外形の円周／外周に沿っても、及び／または（トンネルの内部に向かって）内側にもどちらにも、所望の方向に膨大な圧力を加えることができる、液圧スプリッタ２１６、を含む。 Induction probe 204 is equipped with an exchangeable tool. These tools allow for coarse or fine graining, depending on the situation. These include, but are not limited to, disc cutters, rotary cutters, cylinders or cones, chainsaw type arms with teeth suitable for the material being excavated, high pressure water, plow blades 214, and (shape-defining bore fills). Both along the circumference/outer circumference of the tunnel profile and/or inward (toward the interior of the tunnel) to further loosen and destroy the material being removed (in addition to removing the kill liner). It also includes a hydraulic splitter 216, which can apply enormous pressure in the desired direction.

崩壊／崩落技術は、特にトンネルの外周における外側の領域が安定化されていて、自己支持シェルを形成する場合、掘削する軟質及び／または緩い物質に使用することができる。このタイプの作業のため、誘導プローブは、ドラグラインシールドが前進する際にプラウブレード２１４と適合される。 Collapse/collapse techniques can be used for soft and/or loose materials to be excavated, especially if the outer region at the periphery of the tunnel is stabilized and forms a self-supporting shell. For this type of work, the induction probe is matched with the plow blade 214 as the dragline shield is advanced.

レーザアレイ（図示せず）は、掘削で新たに露出された外面を常に走査２１８し、ドラグラインシールドの前進を妨害するか邪魔するような物質が、内側に突出して残されないことを保証する。地中探知レーダも、新たに露出されたトンネルの、掘削残土が覆った領域で使用され得る。任意のこのような領域が見つかった場合、前進を妨害することなく、空圧穿孔もしくは交換可能な切断ヘッド、または他の好適なツールが取付けられた、１つまたは複数のロボット式アーム２１２によって、直ちに取り組むことになる。 A laser array (not shown) constantly scans 218 the newly exposed outer surface of the excavation to ensure that no material is left protruding inwardly that would obstruct or impede advancement of the dragline shield. Ground penetrating radar may also be used in areas of newly exposed tunnels covered by excavation debris. If any such area is found, one or more robotic arms 212 equipped with pneumatic drilling or replaceable cutting heads, or other suitable tools, without interfering with advancement, We will start working on it immediately.

ドラグラインシールドの防護下で作業すると、掘削残土はシールドの内側におけるローディング機構２２２の上に（必要に応じて機械掘削機２２０によって補助されて）連続的に掘削される。ローディング機構２２２の上に積載することは、ブルドーザのように、主に掘削残土を貫通して前方へ動くドラグラインシールドの作用によるものであってよい。掘削残土の除去は、従来の方法による。掘削残土はコンベア２２４上で後方へ動かされ、そこでは、新たに展開されたトンネル床に重機を載せることができる。 Working under the protection of the dragline shield, excavated soil is continuously excavated (optionally assisted by mechanical excavator 220) onto the loading mechanism 222 inside the shield. Loading onto the loading mechanism 222 may be by the action of a dragline shield that moves forward primarily through the excavated soil, like a bulldozer. The excavated soil will be removed using conventional methods. The excavated soil is moved backwards on conveyor 224 where heavy equipment can be loaded onto the newly developed tunnel floor.

図５は、ダウンホールのケーブル戻りキャリッジの図であり、キャリッジハウジング２５０を伴って透視的に示す。ライニングされたボアの壁と係合し、このボアの中で配置された締付システム２５２は、ハウジング２５０に配設される。締付システム２５２は、オペレータによって係合または係合解除され、キャリッジをボア内で動かして、ウインチを使用する準備のために、所定の位置に固定することができる。ケーブルの第１の端部２５４は、シールドに接続される。ケーブルの第２の端部２５６は、ウインチに装着される。ウインチがケーブルの第２の端部２５６に巻きつくと、キャリッジ内の一連の滑車２５８は、ケーブルの方向を逆転させ、それによってシールドはケーブルの第１の端部２５４によって引かれる。 FIG. 5 is a view of the downhole cable return carriage, shown in perspective with the carriage housing 250. A tightening system 252 is disposed in the housing 250 that engages the wall of the lined bore and is disposed within the bore. The tightening system 252 can be engaged or disengaged by an operator to move the carriage within the bore and lock it in place in preparation for use with the winch. A first end 254 of the cable is connected to the shield. The second end 256 of the cable is attached to a winch. As the winch wraps around the second end 256 of the cable, a series of pulleys 258 in the carriage reverse the direction of the cable such that the shield is pulled by the first end 254 of the cable.

Claims (5)

トンネル掘削シールドであって、
内部をトンネルの崩壊から防護するよう構成された、前記トンネルの掘削中に使用するための、可動防護構造体と、
前記可動防護構造体の先端から、前記トンネルが掘削される地盤の中に突出するよう配置された、少なくとも１本の誘導プローブと、
地盤の質を改善するために、グラウトを地盤の中に注入するよう構成された、少なくとも１本の誘導プローブに位置された、ジェットグラウトツールと、
を備える、トンネル掘削シールド。 A tunnel excavation shield,
a movable protective structure for use during excavation of the tunnel, configured to protect the interior from tunnel collapse;
at least one guidance probe arranged to protrude from the tip of the movable protective structure into the ground in which the tunnel is excavated;
a jet grouting tool positioned on at least one guided probe configured to inject grout into the soil to improve soil quality;
Equipped with a tunnel excavation shield. ジェットグラウト中に注入された物質の中に、補強構成要素を入れるよう構成された、請求項１に記載のトンネル掘削シールド。 The tunneling shield of claim 1, wherein the tunneling shield is configured to contain reinforcing components within the material injected into the jet grout. 少なくとも１本の前記誘導プローブは、複数の誘導プローブを備え、各誘導プローブにはジェットグラウトツールが設けられ、前記ジェットグラウトツールは同時に起動されるよう構成された、請求項１または２に記載のトンネル掘削シールド。 3. The at least one induction probe comprises a plurality of induction probes, each induction probe being provided with a jet grouting tool, and wherein the jet grouting tools are configured to be activated simultaneously. Tunnel excavation shield. 少なくとも１本の前記誘導プローブは、複数の誘導プローブを備え、各誘導プローブにはジェットグラウトツールが設けられ、前記ジェットグラウトツールは独立して起動されるよう構成された、請求項１または２に記載のトンネル掘削シールド。 3. The at least one induction probe comprises a plurality of induction probes, each induction probe being provided with a jet grouting tool, the jet grouting tools being configured to be activated independently. Tunnel excavation shield as described. トンネルを建設する方法であって、
請求項１～４のうちいずれか一項に記載のトンネル掘削シールドを提供するステップと、
トンネルの内部を崩壊から防護するために、掘削するトンネル内で防護構造体を動かすステップと、
前記可動防護構造体の先端から、前記トンネルが掘削される地盤の中に、少なくとも１本の誘導プローブを突出させるステップと、
ジェットグラウトツールを使用することで地盤の質を改善するために、グラウトを地盤の中に注入するステップと、
を含む、方法。 A method of constructing a tunnel, the method comprising:
providing a tunneling shield according to any one of claims 1 to 4;
moving a protective structure within the excavated tunnel to protect the interior of the tunnel from collapse;
protruding at least one guidance probe from the tip of the movable protective structure into the ground into which the tunnel is to be excavated;
injecting grout into the soil to improve the quality of the soil by using a jet grouting tool;
including methods.

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