Ein Tunnelbau-Schild ist eine Schutzstruktur, die in der Ausgrabung von Tunnels durch Boden verwendet ist, der zu weich ist oder Flüssigkeit, um stabil während der Zeit zu bleiben, die es bringt, um den Tunnel mit einer Unterstützungsstruktur des Betons, Gusseisens oder Stahls zu linieren. Tatsächlich dient das Schild als eine vorläufige Unterstützungsstruktur für den Tunnel, während es ausgegraben wird.

Geschichte

Das erste erfolgreiche Tunnelbau-Schild wurde von Herrn Marc Isambard Brunel entwickelt, und von ihm und Herrn Cochrane im Januar 1818 patentiert. Brunel und sein Sohn Isambard Kingdom Brunel haben es verwendet, um den Tunnel von Themse auszugraben, 1825 beginnend (obwohl der Tunnel bis 1843 nicht geöffnet würde). Wie man sagt, ist Brunel in seinem Design durch die Schale von shipworm Teredo navalis, Mollusken begeistert worden, deren Leistungsfähigkeit am langweiligen durch untergetauchtes Bauholz er beobachtet hat, während er in einer Schiffswerft gearbeitet hat. Das Schild wurde von Maudslay, Sons & Field, Lambeths, London gebaut, wer auch die Dampfpumpen für das De-Wässern der Tunnel gebaut hat.

Das ursprüngliche Design von Brunel wurde von Peter W. Barlow im Laufe des Aufbaus der Turm-U-Bahn unter der Themse im zentralen London 1870 wesentlich verbessert. Wahrscheinlich war die entscheidendste Neuerung des Designs von Barlow, dass es einen kreisförmigen Querschnitt hatte (verschieden von Brunel, der des rechteckigen Querschnitts war), der es sofort einfacher im Aufbau und besser fähig gemacht hat, das Gewicht des Umgebungsbodens zu unterstützen.

Das Design von Barlow wurde vergrößert und weiter von James Henry Greathead für den Aufbau von City & South London Railway (heute ein Teil von Londons Nördlicher Linie der Untergrundbahn) 1884 verbessert. Bis jetzt basieren die meisten Tunnelbau-Schilder noch lose auf dem Schild von Greathead.

Manueller Schild-Tunnelbau

Im frühen Schild-Tunnelbau hat das Schild als eine Weise fungiert, Arbeiter zu schützen, die das Graben durchgeführt haben, und das Schild vorwärts getrieben haben, progressiv es durch vorgebaute Abteilungen der Tunnel-Wand ersetzend. Die frühen tiefen Tunnels für die Londoner Untergrundbahn wurden auf diese Weise gebaut. Das Schild hat den workface in überlappende Teile geteilt, die jeder Arbeiter ausgraben konnte.

Moderne Tunnel-Bohrmaschinen

Eine Tunnel-Bohrmaschine (TBM), besteht aus einem Schild (ein großer Metallzylinder) und das Schleppen von Unterstützungsmechanismen.

Am Vorderende des Schildes wird ein rotierendes Ausschnitt-Rad gelegen. Hinter dem Schneidrad gibt es einen Raum, wo, abhängig vom Typ des TBM, der ausgegrabene Boden entweder mit Schlicker (so genannter nuscheliger TBM) gemischt oder verlassen wird, wie - (Erddruckregler oder EPB-Schild) ist. Die Wahl für einen bestimmten Typ von TBM hängt von den Boden-Bedingungen ab. Systeme für die Eliminierung des Bodens (oder des Bodens, der mit Schlicker gemischt ist), sind auch da.

Hinter dem Raum gibt es eine Reihe hydraulischer durch den beendeten Teil des Tunnels unterstützter Wagenheber, die verwendet werden, um den TBM vorwärts zu stoßen. Sobald eine bestimmte Entfernung (ungefähr 1.5-2 Meter) ausgegraben worden ist, wird ein neuer Tunnel-Ring mit dem erector gebaut. Der erector ist ein rotierendes System, das vorgefertigte konkrete Segmente aufnimmt und sie in die gewünschte Position legt.

Hinter dem Schild, innerhalb des beendeten Teils des Tunnels, können mehrere Unterstützungsmechanismen, die ein Teil des TBM sind, gefunden werden: Schmutz-Eliminierung, nuschelige Rohrleitungen, wenn anwendbar, Kontrollräume, Schienen für den Transport der vorgefertigten Segmente, usw.

Futter

Das Tunnel-Futter ist die Wand des Tunnels. Es besteht gewöhnlich aus vorgefertigten konkreten Segmenten, die Ringe bilden. Gusseisen linings wurde in den Londoner Untergrundbahn-Tunnels traditionell verwendet, während Stahlüberseedampfer manchmal anderswohin verwendet wurden.

Schilder in Japan

In Japan gibt es mehrere innovative Annäherungen, um Tunnelbau, z.B der Double-O-Tube oder PUNKT-TUNNEL zu beschirmen. Dieser Tunnel sieht wie zwei überlappende Kreise aus. Es gibt auch Schilder mit computerisierten Armen, die verwendet werden können, um einen Tunnel in eigentlich jeder Gestalt zu graben.

Außenverbindungen

• Herrenknecht, TBM Hersteller
• Ein Bild des Handbuches tunneling das Verwenden von Greathead beschirmt