DE2461241B2

DE2461241B2 - Vorpressbare zylindrische auskleidung fuer tunnel-, stollen- oder streckenvortriebe u.dgl., insbesondere verbauschild

Info

Publication number: DE2461241B2
Application number: DE19742461241
Authority: DE
Inventors: Adolf 8000 München; Babendererde Siegmund Dipl.-Ing. 6368 Bad Vilbel Foik
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1976-11-25
Also published as: GB1519155A; JPS5744799B2; US4012916A; DE2461241A1; FR2312640B1; JPS5178542A; FR2312640A1

Description

Die Krfindung betrifft eine vorpreßbare zylindrische Auskleidung für Tunnel-, Stollen- oder Streckenvortriebe u.dgl., insbesondere einen Verbauschild mit auf einem Kreisumfang angeordneten, einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren Messerbohlen.

Beim Messerschildvortrieb erfolgt die Sicherung des im Erdreich hergestellten Hohlraumes im Bereich der Ortsbrust bekanntlich mittels eines Verbauschildes, der aus einzeln oder gruppenweise mittels hydraulischer Vorpreßzylindcr in Vortriebsrichtung vorschiebbarer und an einem sogenannten Stützrahmen abgestützter und geführter Messerbohlcn besteht (DT-OS 21 47 083). Im Inneren des Verbauschildes befinden sich die sich die für den Vortrieb erforderlichen Einrichtungen, wie z. B. eine Vortriebsmaschine, ein Arbeitsgerüst, Fördermittel für die Abförderung des gelösten Erdreiches u. dgl. Der Stützrahmen, an welchem sich die Vorpreßzylir.der der Messerbohlen abstützen, wird im Zuge des Vortriebs 241

mittels dieser Vorpreßzylinder oder mit Hilfe gesonderter Vorschubzylinder nachgeführt

Es ist in diesem Zusammenhang auch bekannt, die Vortnebsmesser eines Messerschildes auf Dielen aufzulegen, die von spreizbaren Streckenausbam-ahmen gegen die Tunnelwandung gepreßt werden. Die Vortriebsmesser weisen ein dem Dielenprofil angepaßtes Profil auf und sind an ihren der Ausbruchswandung zugewandten Seiten mit längsverlaufenden Versteifungsrippen versehen (OE-PS 3 08 809).

Es ist auch der Praxis bekannt daß im Zuge des Vortriebs der im Querschnitt kreisförmigen Tunnelstrecke oddgL der Verbauschild nicht selten eine unerwünschte Roll- oder Drehbewegung um seine Achse ausführt was zu erheblichen Betriebsstörungen führen kann, da sich in diesem Fall die gesamten im Verbauschild angeordneten Arbeits- und Maschineneinrichtungen schief stellen. Außerdem können solche Drehbewegungen zu einem Hinauslaufen des Verbauschildes aus der Vortriebsrichtung führen.

Beim Vortrieb von Tunneln, Stollen u.dgl. in wasserführenden Schichten bereitet nicht selten auch die Ableitung der aus dem Erdreich zufließenden Wassermengen erhebliche Schwierigkeiten. Es bedarf hierzu einet Pump- und Rohrleitungssystems, welches in dem ohnehin raumbeengten Verbauschild und dem sich hieran rückseitig anschließenden Streckenteil untergebracht werden muß.

Die vorgenannten Nachteile und Schwierigkeiten können sich zumindest teilweise auch dann einstellen, wenn anstelle der Verbauschilde andere vorpreßbare zylindrische Auskleidungen, wie sie beispielsweise bei dem bekannten Schildvortriebsverfahren oder beim Rohrvorpreßverfahren Verwendung finden, vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für das Auffahren von Tunneln, Stollen oder ähnlichen unterirdischen Bauwerken in nicht-standfesten Schichten oder iin lockeren Erdreich bestimmte, vorzugsweise aus einem Verbau- bzw. Messerschild bestehende zylindrische Auskleidung ohne übermäßig großen Mehraufwand so auszubilden, daß sie in ihrer Lage zuverlässig stabilisiert und gegen Verdrehen um ihre Längsachse gesichert wird, darüber hinaus aber auch für den Fall eines Wasserzulaufes zur Durchführung von Dränagearbeiten verwendbar ist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Auskleidung mindestens ein über ihren Außenumfang radial nach außen vorstehendes Vortriebsmesser aufweist.

Nach der Erfindung ist also die zylindrische Auskleidung, die vorzugsweise aus einem Messer- bzw. Verbauschild, gegebenenfalls aber auch aus einem geschlossenen, als Baueinheit vorpreßbaren zylindrischen Schildrohr, Schutzmantel od. dgl. besteht, mit mindestens einem für sich vortreibbaren Vortriebsmesser ausgerüstet, welches gegenüber dem Umfang der zylindrischen Auskleidung radial nach außen versetzt ist, so daß es in der Wandung der im Querschnitt kreisförmigen Vortriebsstrecke eine Nut oder Rinne od. dgl. schneidet. Das in die Nut od. dgl. einfassende Vortriebsmesser bildet eine radiale Führungsleiste, die, ähnlich einer Stabilisierungsflosse, die zylindrische Auskleidung gegen Roll- bzw. Drehbewegung um ihre Achse stabilisiert. Falls erforderlich, können am Umfang der zylindrischen Auskleidung auch mehrere derartige Vortriebsmesser dicht nebeneinander und/oder in UmfangsabstSnden angeordnet werden.

Ix

Um gewisse Steuer- oder Ausgleichs-Drehbewegungen zu ermöglichen, kann nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung die Anordnung so getroffen sein, daß das genannte Vortriebsmesser gegenüber der Längsachse der zylindrischen Auskleidung winkeleinsteUbar ist Diese Winkeleinsteilbarkeit läßt sich in unterschiedlicher Weise bewerkstelligen. Beispielsweise kann das radial nach außen versetzte Vortriebsmesser eine eigene Messerführung aufweisen, welche zusammen mit dem Vortriebsmesser winkeleinstellbar ist. Zweckmäßig ist z. B. eine Anordnung, bei der das Vortriebsmesser im vorderen Bereich der Zylinderauskleidung in einem Gelenk schwenkbar angeordnet ist, wobei im hinteren Bereich des Vortriebsmessers ein es um dieses Gelenk verschwenkender Schwenkmechanismus, wie z. B. ein Schwenkzylinder, ein Keilschuh, eine Spindel od. dgL, angeordnet ist

Bei dieser vorgenannten Anordnung g»eitet also das steuerbare Vortriebsmesser in der von ihm im Erdreich geschnittenen Nut oder Rinne, wobei sich durch Winkeleinstellung des Vortriebsmessers die Nut oder Rinne unter einem kleinen Winkel schräg zur Tunnelbzw. Vortriebsachse einstellen läßt um einer etwaigen Tendenz des Schildes, eine Rollbewegung auszuführen, entgegenzuwirken und diese z.v kompensieren und/oder um geringfügige Steuerbewegungen beim Vorpressen des Schildes ausführen zu können.

Nach einem weiteren, an sich selbständigen Merkmal der Erfindung weist das radial nach außen vorspringende Vortriebsmesser eine rinnenförmige Schneidkontur auf. derart, daß es eine Rinne in der Ausbruchswandung schneidet, die als Dränagerinne zur Ableitung des zufließenden Wassers verwendet werden kann. Die Dränagerinne wird hierbei selbstverständlich im Sohlenbereich und außerhalb des eigentlichen Streckenquerschnitts geschnitten. Es versteht sich, daß das Schneiden der Dränagerinne beim Vortrieb von Tunneln oder sonstigen Strecken in wasserführenden Schichten auch dann mit Vorteil durchgeführt werden kann, wenn es auf die Verhinderung der Drehbewegung des Schildes nicht ankommt bzw. solche Drehbewegungen im Einzelfall nicht auftreten.

Wird das Vortriebsmesser ausschließlich oder zugleich zum Schneiden der Dränagerinne vorgesehen, so kann dieses, wir erwähnt, eine der Querschnittsform der Dränagerinne entsprechende rinnenförmige Schneidkontur aufweisen. Ε» besteht aber auch die Möglichkeit, an der zylindrischen Auskleidung mehrere radial nach außen versetzte Vortriebsmesser anzuordnen, welche gemeinsam eine zur Stabilisierung der zylindrischen Auskleidung und/oder zur Wasserabführung dienende Rinne schneiden.

Wie erwähnt läßt sich die Erfindung mit besonderem Vorteil bei den bekannten Verbauschilden verwenden, bei welchen die mittels Preßzylinder vorpreßbaren Messerbohlen an einem ringförmigen Stützrahmen od. dgl. in Vortriebsrichtung geführt sind. An diesem Stützrahmen kann dann das radial nach außen versetzte, ebenfalls vorpreßbare Vortriebsmesser mit seiner Führung angeordnet werden.

Zur näheren Erläuterung sei auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen an sich bekannten Verbauschild im Querschnitt durch eine Tunnelstrecke od. dgl, wobei der Verbauschild mit einem radial nach außen über den Zylinderumfang vorspringenden Vortriebsmesser gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.

Fig.2 im Schnitt schematisch eine Anordnung, bei welcher das genannte Vortriebsmesser um eine etwa senkrecht zur Tunnelachse stehende Drehachse schwenkbar ist

Der dargestellte Verbauschild weist wie bekannt, eine Vielzahl von auf einem gemeinsamen Kreisbogen angeordneten Messerbohlen 10 auf, die gemeinsam eine zylindrische Auskleidung im Vortriebsbereich eines Tunnels, Stollens od. dgl. bilden. Die Messerbohlen 10 sind einzeln oder gruppenweise mittels doppeltwirkender hydraulischer Vorpreßzylinder 11 in Vortriebsrichtung vorpreßbar. Die Vorpreßzylinder 11 greifen mit ihren Kolbenstangen innenseitig bei 12 gelenkig an den einzelnen Messerbohlen 10 an und stützen sich rückseitig an einem gemeinsamen ringlormigen Stütz rahmen 13 ab. An dem Stützrahmen 13 sind die Messerbohlen 10 mittels T-Nutführungen 14 in Vor- preßrichtung geführt. In Fig. 1 sind aus Gründen der Vereinfachung nur die Nutföhningen 14 der unteren, im Sohlenbereich liegenden Messerbohlen 10 dargestellt. Die Messerbohlen weisen, wie üblich, am vorderen Ende eine Schneide 15 od. dgl. auf.

Die Messerbohlen 10 werden mittels der Vorpreßzylinder U einzeln oder gruppenweise in Vortriebsnchtung vorgepreßt, wobei sich die Z\ linder 11 rückseitig an dem Stützrahmen 13 abstützen. Sobald sämtliche Messerbohlen 10 vorgepreßt sind, wird der Stützrahmen 13 nachgezogen. Dies geschieht mit Hilfe der Vorpreßz>lmder 11. die hierbei in Einschubrichtung von dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt werden. Beim Nachziehen des Stützrahmens 13 bilden die zuvor vorgepreßten und reibungsschlüssig am umgebenden Erdreich anliegenden Messerbohlen 10 das Widerlager für die Vorpreß/vlinder 11.

Im Inneren des von den Messerbohlen gebildeten zylindrischen Verbauschildes sind die erforderlichen Einrichtungen für den Vortrieb der Tunnelstrecke, die Abförderung des Haufwerks u.dgl. angeordnet. In Fig. 1 ist bei 16 der Maschinenkörper einer Vortriebsmaschine angedeutet, welcher auf einer Plattform oder einem Gerüst 17 des .Stützrahmens H gelagert ist.

In Fig. 2 ist der Stützrahmen 13 nur in seinem vorderen, stoßnahen Bereich angedeutet. Der Stützrahmen erstreckt sich selbstverständlich im Verbauschild so weit nach hinten, daß die Messerbohlen 10 sowohl im vorderen Bereich als auch im rückwärtigen Bereich an dem ringförmigen Stützrahmen abgestützt und geführt werden und daß die Vorpreßzylinder 11 im rückwärtigen Bereich ein Widerlager an dem Stützrahmen finden.

Wie vor allem F i g. 1 zeigt, weist der Verbauschild im Sohlentiefsten ein Vortriebswasser 18 auf, welches gegenüber den auf einem gemeinsamen Kreisumfang angeordneten Messerbohlen 10 in radialer Richtung nach außen versetzt ist, so daß es über den Außenumfang des Verbauschildes radial vorspringt. Das Vortriebsmesser ist mittels einer T-Nutführung 19 an einer besonderen Messerführung 20 in Vortriebsrichtung geführt, die außense'tig an dem Stützrahmen 13 angeordnet ist. Der Vorschub des Vortriebsmessers 18 erfolgt mittels eines gesonderten (nicht dargestellten) Vorpreßzylinder, der sich ebenfalls an dem Stützrahmen oder einem Anbauteil desselben abstützt. Es ist erkennbar, daß beim Vorpressen des Vortriebsmessers 18 dieses im Sohlentiefsten eine Nut oder Rinne 21 schneidet. Das Vortriebsmesser weist zu diesem Zweck eine etwa rinnenförmige Schneidkontur 18' auf.

Im Betrieb wird zunächst mit Hilfe des Vortriebsmessers 18 die Nut bzw. Rinne 21 vorgeschnitten, bevor die

anderen Messerbohlen 10 vorgepreßt werden. Das in die Rinne 21 einfassende Vortriebsmesser 18 bildet eine radiale Führungsleiste, die, ähnlich einer Stabilisierungsflosse, die zylindrische Auskleidung bzw. den Verbauschild beim Vorpressen der einzelnen Messerbohlen gegen Drehbewegung umiüc Läugsmittelachse stabilisiert. Die von dem Vortriebsmesser 18 im Sohlentiefsten geschnittene Rinne 21 kann beim Vortrieb des Tunnels od. dgl. in wasserführenden Schichten als Dränagegraben für die Abführung des zufließenden Wassers herangezogen werden.

Um gewisse Steuerbewegungen durchführen zu können, kann das über den Außenumfang des kreisförmigen Streckenprofils vorstehende Vortriebsmesser 18 auch verstellbar angeordnet sein. Wie F i g. 2 zeigt, kann zu diesem Zweck das Vortriebsmesser 18 im vorderen, stoßsehigen Bereich des Verbauschildes in einem Gelenk 22 mit durch die Tunnelmillelachse, gehender vertikaler Gelenkachse schwenkbar gelagert sein, derart, daß es sich geringfügig schräg zur Vortriebsrichtung einstellen läßt. In Fig.2 ist diese Winkeleinstellung bei X angedeutet. Die Winkeleinstellung des Vortriebsmesser 18 läßt sich mit unterschiedlichen Einstellvorrichtungen, z. B. Spindeln oder Druckmittelzylindern 23, erreichen. In Fig.2 ist diese Winkeleinstellvorrichtung 23 im vorderen Bereich des Stützrahmens 13 angeordnet. Es empfiehlt sich aber.

diese Einrichtung am rückwärtigen Ende des Stülzrahmens vorzusehen, um einen möglichst großen Schwcnkhebelarm zu erhallen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen, daß die gesamte Führung 20 zusammen mil dem hieran in Vortriebsrichtung

ίο längsgeführten Vortriebsmesser 18 um die genannte Achse geschwenkt werden kann. Die Winkeleinstellung des Vortriebsmessers läßt sich auch z. B. mit Hilfe von Keilsiückcn oder Schrägführungen od. dgl. erreichen, die axial beweglich an dem Stützrahmen angeordnet sind, derart, daß sie bei ihrer Axialbewegung das Vortriebsmesser 18 über ihre Keil- bzw. Schrägflächc seitlich ausschwenken.

Die Winkeleinstellung des Voririebsmessers bewirkt gewissermaßen einen Schraubenführungseffekt, der der

ίο sich von selbst einstellenden Drehbewegung des Verbauschildes entgegenwirkt und damit den Schild in der gewünschten Position hält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

2461

L Vorpreßbare zylindrische Auskleidung für Tunnel-, Stollen- oder Streckenvortriebe u.dgl, insbesondere Verbauschild mit auf einem Kreisurnfang angeordneten, einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren Messerbohlen, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Auskleidung (10) mindestens ein über deren Außenumfang radial nach außen vorstehendes Vortriebsmesser (18) aufweist
2. Auskleidung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsmesser (18) im Sohlentiefsten der zylindrischen Auskleidung angeordnet ist.
3. Auskleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsmesser (18) eine etwa rinnenförmige Schneidkontur aufweist.
4. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsmesser (18) an einer Messerführung (20) geführt ist.
5. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsmesser (18) gegenüber der Längsachse der zylindrischen Auskleidung winkeleinstellbar ist.
ö. Auskleidung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsmesser (18) zusammen mit seiner Messerführung (20) winkeleinstellbar ist.
7. Auskleidung nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Vortrieb?messer (18) im vorderen Bereich der Auskleidung in einem Gelenk (22) schwenkbar angeordnet ist und daß im hinteren Bereich des Vortriebsmessers ein es um das Gelenk verschwenkender Schwenkmechanismus (23), wie /.. B. ein Schwenkzylinder. Keilschuh od. dgl, vorgesehen ist.
8. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verbauschild die mittels Vorpreßzylinder(ll) vorpreßbaren Messerbohlen (10) in bekannter Weise an einem ringförmigen Stützrahmen (13) in Vortriebsrichtung geführt sind, und daß an diesem Stützrahmen (13) das radial nach außen versetzte, ebenfalls vorpreßbare Vortriebsmesser (18) bzw. seine Führung (20) angeordnet ist.