터널링 실드
Tunnelling shield
터널링 실드는 사람이 만든 큰 터널을 굴착할 때 사용되는 보호 구조물이다.부드럽고 액체 상태 또는 기타 불안정한 지반을 굴착할 경우, 낙하물이나 함몰로 인해 작업자와 프로젝트 자체에 잠재적인 건강 및 안전상의 위험이 있습니다.터널링 실드는 임시 지지구조로 사용할 수 있다.터널 구간이 굴착된 시점부터 영구 지지구조로 라이닝할 수 있을 때까지 단기간 동안 설치된다.영구구조는 기간에 따라 벽돌, 콘크리트, 주철 또는 강철로 구성될 수 있다.현대의 방패는 일반적으로 원통형이지만, 마크 이삼바르 브루넬이 설계한 최초의 "방패"는 실제로는 3개의 층과 12개의 단면을 가진 크고 직사각형 모양의 비계 같은 철 구조물이었고, 단단한 하중을 지탱하는 윗면을 가지고 있었다.이 구조물은 보호막 앞에 터널을 파헤치면서 건물 안에서 일하는 사람들을 동굴로부터 보호했다.
역사
최초의 성공적인 직사각형 터널링 실드는 마크 이삼바드 브루넬에 의해 개발되었고 1818년 1월 그와 코크레인 경에 의해 특허를 받았다.브루넬과 그의 아들 이삼바드 왕국 브루넬은 1825년부터 템즈 터널을 발굴하기 위해 이 터널을 사용했다.[1]브루넬은 조선소에서 [1]일하면서 목재를 가라앉혀 구멍을 뚫는 데 능숙한 연체동물인 선충의 껍질에서 영감을 받았다고 한다.이 방패는 터널에 물을 빼기 위한 증기 펌프도 만든 런던 램베스의 Sons & Field of Lambeth의 Maudslay에 의해 만들어졌다.
1840년, Scientific American 저널의 편집자인 Alfred Ely Beach는 원형 디자인이 브루넬의 직사각형 디자인보다 우수할 것이라고 제안한 최초의 사람이었다.1868년에 비치는 원형 방패를 만들었습니다 - 이 사진은 그의 공기 터널 시스템 아이디어에 대한 뉴욕 뉴스 기사에 실렸습니다.이 디자인은 브루넬의 방패 격자와 얼굴이 수동으로 전진할 때 앞쪽으로 나사재킷을 두른 것을 기반으로 했습니다.
1864년에 Peter W. Barlow는 단면이 원형인 디자인 특허를 취득했다.이론적으로 이것은 방패를 만드는 것을 더 쉽게 만들었고 주변 흙을 더 잘 지탱할 수 있게 했다; 이론적으로, 이 디자인을 사용하여 방패를 만든 적이 없기 때문이다.1864년 바로우 특허는 더욱 개선되어 1868년 잠정 특허를 받았지만, 얼마 지나지 않아 바로우가 사망함에 따라 비준되지 않았다.
브루넬의 원래 디자인은 James Henry Greathead에 의해 상당히 개선되었고, 그는 다른 방패 디자인에 대해 3개의 특허를 받았습니다.또한, 그는 건설된 라이닝과 터널 벽 사이에 보강 줄눈을 유압으로 주입하는 그라인팅 팬인 숏 콘크리트로 토공사를 안정시키기 위해 분무 콘크리트 줄눈 개념을 발명했습니다.
그레이트헤드는 1870년 런던 중심부의 템즈 강 아래에 타워 서브웨이를 건설하는 과정에서 원통형 터널링 실드를 최초로 사용했다.Greathead 방패의 지름은 7피트 3인치(2.21m)였다.
그레이트헤드는 또한 1884년 직경 10피트 2인치(3.10m)의 터널을 가진 시티 앤드 사우스 런던 철도(현 런던 지하철 북부 노선의 일부) 건설에 하나를 사용했다.그의 방패는 또한 자동차 운전에도 사용되었습니다.1898년에 개통된 워털루 & 시티 철도의 직경 3.702m(12피트)시티 역(현재는 뱅크라고 알려져 있음)의 역 터널은 23피트(7.0m)로 당시 세계에서 가장 큰 지름의 터널링 방패였다.
런던 지하철 깊은 곳의 굴착에 사용된 원래의 그레이트헤드 방패는 무어게이트 [2]역 아래의 사용되지 않는 터널에 그대로 남아 있습니다.
대부분의 터널링 방패는 여전히 그레이트헤드의 [3]디자인에 근거하고 있다.
수동 실드 터널링
초기 방패 터널링에서 방패는 굴착을 수행하고 방패를 앞으로 이동시키는 노동자들을 보호하는 방법으로 기능했고, 점차적으로 방패가 미리 건설된 터널 벽 부분으로 대체되었다.런던 지하철의 초기 깊은 터널은 이런 방식으로 건설되었다.방패는 작업면을 각 작업자가 굴착할 수 있는 겹치는 부분으로 나누었다.
현대식 터널 굴착기
터널보링머신(TBM)은 실드(대형 금속 실린더)와 트레일링 서포트 메커니즘으로 구성됩니다.
회전 커팅 휠은 실드의 프론트 엔드에 위치합니다.커팅 휠 뒤에는 굴착된 토양이 TBM의 유형에 따라 슬러리(이른바 슬러리 TBM)와 혼합되거나 그대로 남아 있는(토압 균형 또는 EPB 실드) 챔버가 있습니다.TBM 유형의 선택은 토양 조건에 따라 달라집니다.흙(또는 슬러리와 혼합된 흙)을 제거하기 위한 시스템도 있습니다.
챔버 뒤에는 터널의 마무리 부분에 의해 지지되는 유압 잭 세트가 있으며, 이 잭은 TBM을 전진시키는 데 사용됩니다.일정 거리(약 1.5~2m(5~7피트))가 굴착되면 새로운 터널 링이 이렉터를 사용하여 구축됩니다.이렉터는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 들어 원하는 위치에 배치하는 회전 시스템입니다.
TBM의 일부인 터널의 마무리 부분 안쪽에는 실드 뒤에 여러 가지 지지 메커니즘이 있습니다. 오물 제거, 슬러리 파이프라인(해당하는 경우), 제어실, 프리캐스트 세그먼트 운반용 레일 등입니다.
라이닝
터널 라이닝은 터널의 벽입니다.일반적으로 링을 형성하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 구성됩니다.주철 라이닝은 전통적으로 런던 지하철 터널에서 사용되었고 강철 라이닝은 다른 곳에서 사용되기도 했다.프리캐스트 몰드 라이닝 섹션을 사용하는 개념은 새로운 것이 아니며 1874년 James [citation needed]Henry Greathead에 의해 처음 특허를 받았습니다.
일본의 쉴즈
일본에서는 Double-O-Tube 또는 DOT 터널과 같은 쉴드 터널링에 대한 몇 가지 혁신적인 접근법이 있습니다.
이 터널은 두 개의 겹치는 원처럼 보인다.거의 어떤 [4]형태로든 터널을 파는 데 사용될 수 있는 컴퓨터화된 무기를 가진 방패도 있다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ a b 베켓, 데릭(1980).브루넬의 영국뉴턴 애봇: 데이비드 & 찰스. ISBN0-7153-7973-9.10장: "터널"
- ^ "The Tube: An Underground History, broadcast 16 May 2013". bbc.co.uk. 2013. Retrieved 17 May 2013.
- ^ John C Gillham, Waterloo & City Railway, The Oakwood Press, Usk, 2001, ISBN 0 85361 525 X
- ^ "Special Shield Tunnels". Nippon Civic Consulting Engineers Co., Ltd. Retrieved 2011-07-24.
