AT390819B - Ausbau fuer einen kalottenschlitz - Google Patents

Description

Nr. 390 819

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ausbau für einen Kalottenschlitz, mit einem Tragrahmen mit Stützelementen an seinen Enden und Dammbalken, die auf dem Tragrahmen in Richtung von der Kalotte weg waagrecht bewegbar montiert sind.

Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil beim Bau eines Kalottenschlitzes für einen Eingewölbe-Untergrundbahnhof in nicht standfesten Böden, welche die ständige Abstützung der Ortsfirste notwendig machen, unter Herstellung des Gewölbes in Form einer Fertigteilstahlbetonauskleidung eingesetzt werden.

Beim Abbau einer Kalotte unter Bedingungen wie vorstehend erwähnt ist es bekannt vorläufige Zimmerungen aus Holz einzusetzen, die ein System von miteinander verbundenen Kronbalken, Ständern, Kappen, Rohspannelementen und Spreizbrettem bilden (vgl. N. F. Karasev et al, "Postroika tonnelei", 1958, Orgstroi, Moskau, S. 206 bis 207). Die bekannten Zimmerungen geben den manuellen Abbau des Ortes vor. Dies erklärt sich daraus, daß die Zimmerung den Abbauraum versperrt, weshalb man zum Abbau des Ortes die Zimmerung in Teilen abnehmen und den Ort ebenfalls in Teilen abbauen muß. Unter diesen Bedingungen ist ein mechanisierter Abbau des Ortes unmöglich. Darüberhinaus wird beim Einbringen des bekannten Ausbaus viel Holz verbraucht

Aus der SU-A-1 084 449 ist ferner ein Ausbau für einen Kalottenschlitz bekannt, der einen Tragrahmen mit Stützelementen an seinen Enden und Dammbalken aufweist. Die Dammbalken sind dabei auf dem Tragrahmen in Richtung von der Kalotte weg waagrecht bewegbar montiert. Beim Einsatz dieses Ausbaus ist im Vergleich zu den vorstehend genannten Zimmerungen eine höhere Abbauleistung möglich, und der Holzverbrauch bei der Herstellung des Gewölbes ist niedriger. Dieser bekannte Ausbau für den Kalottenschlitz hat jedoch den Nachteil, daß die Ortsbrust mittels Brustverbauplatten abgestützt wird, die zusammen mit den Stützelementen den Abbauraum versperren. Unter diesen Bedingungen ist nur ein manueller Abbau des Gesteins möglich, weil keine mechanisierten Aggregate dafür eingesetzt werden können. Zum anderen ist der Vorschub dieses bekannten Ausbaus gegen die Ortsbrust nicht mechanisiert, weil die Umstellung der Stützelemente beim Rücken des Ausbaus in die neue Arbeitsstellung von Hand erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ausbau für einen Kalottenschlitz der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit dem das Rücken des Ausbaus mechanisiert werden kann, und der gemeinsam mit einem mechanisierten Aggregat zur Herstellung des Kalottenschlitzes eines Tunnels eingesetzt werden kann.

Der erfindungsgemäße Ausbau der eingangs erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Tragrahmen ein bogenförmiger Träger angeordnet ist, der durch mindestens zwei kinematische Kopplungen mit dem Tragrahmen verbunden ist, der seinerseits im Bereich des Zusammenwirkens mit jedem der Stützelemente mit einer Einrichtung zur senkrechten Verschiebung des Tragrahmens versehen ist.

Mit einem solchen Ausbau ist es möglich, den Vorgang des Rückens des Ausbaus zu mechanisieren und dabei die schwere körperliche Arbeit des Bedienungspersonals auszuschließen sowie einen gefahrlosen Arbeitsbereich für das Personal zu gewährleisten. Darüberhinaus erlaubt der vorgeschlagene Ausbau die Verwendung von mechanisierten Aggregaten zum Abbau von Gestein, wodurch sein Anwendungsbereich wesentlich erweitert wird.

Jede kinematische Kopplung weist vorzugsweise einen senkrecht angeordneten Hydraulikzylinder, dessen Gehäuse am bodenförmigen Träger gelenkig befestigt ist, und eine Zugstange auf, von der das eine Ende mit der Kolbenstange des Hydraulikzylinders gelenkig verbunden und das andere Ende am Tragrahmen gelenkig angebracht ist. Mit einer solchen Ausbildung der kinematischen Kopplungen kann die Belastung des Tragrahmens bei dessen Rücken von der Kalotte weg in die neue Arbeitsstellung in Abhängigkeit vom Gebirgsdruck reguliert werden.

Um die Horizontalkräfte auf den bogenförmigen Träger beim Rücken des Tragrahmens in die neue Arbeitsstellung übertragen zu können, ist es von Vorteil, wenn der bogenförmige Träger im Bereich der Verbindung mit dem Tragrahmen eine Führung aufweist, in der die Zugstange untergebracht ist Diese Führung stellt überdies eine genau senkrechte Verschiebung des Tragrahmens gegenüber dem bogenförmigen Träger sicher.

Es sei noch erwähnt, daß aus der US-A-4 073 153 ein Vollschnitt-Vortriebsschild für den Tunnelvortrieb bekannt ist, bei dem eine starre Rahmenkonstruktion mit geschlossenen Ringen und Querstreben vorgesehen ist. An dieser Rahmenkonstruktion sind Stützteile vorgesehen, an denen messerartige Schildelemente für eine Längsverschiebung zwangsgeführt sind. Dieser bekannte Verbauschild kann somit nicht für einen Kalottenschlitzausbau eingesetzt werden. Demgegenüber ermöglicht der erfindungsgemäße Ausbau eine rationelle, mechanisierte Arbeitsweise, wobei ein Vorschub des Tragrahmens zusammen mit den ausschiebbaren Dammbalken wie auch eine vertikale Verschiebung des bogenförmigen Trägers für einen mechanisierten Abbau von Gestein und die Anbringung von Auskleidungsblöcken im Bogen möglich sind. Ähnliches gilt auch für die in der US-A-4 140 345 geoffenbarten Vollschnitt-Tunnelvortriebsmaschine, die zwei Rahmen in Form von geschlossenen Ringen enthält, die in Achsrichtung hintereinander angeordnet und mittels Hydraulikzylindern in dieser Achsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind. Diese Rahmen sind von einem Schild umschlossen, der aus einzelnen, ausschiebbaren Segmenten besteht, denen Hydraulikzylinder zugeordnet sind, die so vorgesehen sind, daß die erwähnte abwechselnde Verstellung der zwei Rahmen ermöglicht wird. Auch bei dieser bekannten Tunnelvortriebsmaschine ergibt sich nicht ohne weiteres eine Einsatzmöglichkeit für einen Kalottenschlitzausbau, da ein bogenförmiger Rahmen fehlt, der zwischen den ausschiebbaren Segmenten und den Ringrahmen anzuordnen wäre, und da es nicht möglich ist, einen Vorschub der ausschiebbaren Segmente zwischen den Wänden von seitlichen Stütztunnels und der Kalottenfläche vorzunehmen. Überdies fehlt auch eine vertikale Verschiebbarkeit der Ringrahmen relativ zum Schild bzw. relativ zu einem Stützboden. -2-

Nr. 390 819

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles noch weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausbaus für einen Kalottenschlitz in einer Gesamtansicht von der Ortsseite her; Fig. 2 einen Schnitt durch diesen Ausbau gemäß der Linie (Π-Π) in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie (ΙΙΙ-ΙΠ) in Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie (IV-IV) in Fig. 1; Fig. 5 in einer Schnittdarstellung ähnlich Fig. 2 die Anordnung des erfindungsgemäßen Ausbaus beim Abbau von Gesteinen; und Fig. 6 die Anordnung des erfindungsgemäßen Ausbaus bei dessen Rücken in die neue Arbeitsstellung.

Der in der Zeichnung dargestellte Ausbau für einen Kalottenschlitz weist einen Tragrahmen (1) (Fig. 1) mit Stützelementen (2) an seinen Enden auf. Der Tragrahmen (1) ist im Bereich des Zusammenwirkens mit jedem der Stützelemente (2) mit einer Einrichtung (3) zur senkrechten Verschiebung des Tragrahmens (1) versehen. Im gezeigten Ausfiihrungsbeispiel ist diese Einrichtung (3) zur senkrechten Verschiebung des Tragrahmens (1) als Hydraulikzylinder ausgeführt.

Auf dem Tragrahmen (1) sind Dammbalken (4) montiert, welche in Richtung von der Kalotte weg waagrecht bewegbar sind. Die Dammbalken (4) werden mit Hilfe von Hydraulikzylindern (5) ausgefahren (Fig. 2). Das Gehäuse jedes Hydraulikzylinders (5) ist am Tragrahmen (1) gelenkig befestigt, und die Kolbenstange ist ebenfalls gelenkig am Dammbalken (4) angebracht Die Anzahl der Hydraulikzylinder (5) ist gleich der Anzahl der Dammbalken (4).

Zum Rücken des Ausbaus dienen Hydraulikzylinder (6) (Fig. 3), deren Gehäuse am Tragrahmen (1) befestigt sind und deren Kolbenstangen so angeordnet sind, daß sie mit Auskleidungsblöcken (7) Zusammenwirken können.

Außerdem sind am Tragrahmen (1) Orts-Hydraulikzylinder (8) (Fig. 4) mit ihren Gehäusen befestigt; diese Hydraulikzylinder (8) sind bezüglich der zum Rücken des Ausbaus dienenden Hydraulikzylinder (6) (Fig. 3) entgegengesetzt gerichtet, weil ihre Kolbenstangen unmittelbar mit dem Gestein des Ortsstoßes Zusammenwirken müssen.

Im vorliegenden Ausbau ist sodann ein bogenförmiger Träger (9) (Fig. 1) vorgesehen, der sich unter dem Tragrahmen (1) befindet. Der bogenförmige Träger (9) ist durch mindestens zwei - im gezeigten Beispiel vier -kinematische Kopplungen (10) mit dem Tragrahmen (1) verbunden. Der bogenförmige Träger (9) ist mittels Stützwagen (11) auf Schienen (12) aufgestellt, die längs Stütztunnel (13) verlegt sind, und er weist eine Hebevorrichtung (in der Zeichnung nicht gezeigt) auf, mit deren Hilfe er gegenüber den Schienen (12) in senkrechter Ebene gehoben und gesenkt werden kann.

Jede kinematische Kopplung (10) (Fig. 5) enthält einen senkrecht angeordneten Hydraulikzylinder (14), dessen Gehäuse am bogenförmigen Träger (9) gelenkig befestigt ist, und eine Zugstange (15). Ein Ende der Zugstange (15) ist gelenkig mit der Kolbenstange (16) des Hydraulikzylinders (14) verbunden, während das andere Ende am Tragrahmen (1) gelenkig angebracht ist.

Die Zugstangen (15) der kinematischen Kopplungen (10) sind in einer Führung (17) untergebracht, die am bogenförmigen Träger (9) im Bereich ihrer Verbindung mit dem Tragrahmen (1) ausgeführt ist Sämtliche kinematische Kopplungen (10) (Fig. 1) sind über die Länge des bogenförmigen Trägers (9) gleichmäßig verteilt angeordnet, wodurch eine Verteilung der Belastung über die Fläche des Gesteinskemes erzielt wird.

Als bogenförmiger Träger (9) dient der Bogen eines mechanisierten Aggregates (in der Zeichnung nicht gezeigt) zur Herstellung des Kalottenschlitzes eines Tunnels, der Ober- und Untergurte mit Rollgängen für das Bewegen und Sammeln der Auskleidungsblöcke (7) (Fig. 2) besitzt

Ein Fräserarbeitsorgan (18) (Fig. 5) dieses mechanisierten Aggregates zur Herstellung des Kalottenschlitzes ist über den bogenförmigen Träger (9) bewegbar montiert. Je nach der im Einzelfall angewandten Abbautechnologie kann ein solches Fräserarbeitsorgan (18) oder können zwei Fräserarbeitsorgane vorgesehen sein.

Im Betrieb ist der bogenförmige Träger (9) in der Ausgangsstellung mit den Stützwagen (11) auf den Schienen (12) der Stütztunnel (13) aufgestellt (Fig. 1), d. h. er befindet sich gegenüber dem Tragrahmen (1) in der abgesenkten Stellung (in der Zeichnung mit gestrichelten Linien angedeutet). Der Tragrahmen (1) stützt sich mit seinen Stützelementen (2) auf den Betonmauem der Stütztunnel (13) ab, wobei seine Lage bezüglich des bogenförmigen Trägers (9) mit Hilfe der kinematischen Kopplungen (10) festgelegt ist. Die Dammbalken (4) (Fig. 6) sind in Richtung der Ortsbrust vorgeschoben, berühren diese aber nicht und schaffen somit einen Sicherheitsabstand für das Fräserarbeitsorgan (18) (Fig. 5).

Im Schutz der Dammbalken (4) (Fig. 2) wird auf dem bogenförmigen Träger (9) ein Satz Auskleidungsblöcke (7) ohne Schlußblock verlegt. Dieser Satz entspricht in der Form dem Gewölbe des Schlitzes. Danach hebt man mit Hilfe der Hebevorrichtung (in der Zeichnung nicht gezeigt) den bogenförmigen Träger (9) (Fig. 1) über den Schienen (12) an und reguliert gleichzeitig mittels der Hydraulikzylinder (14) (Fig. 5) mit den Zugstangen (15) die Lage des Tragrahmens (1). Zusammen mit dem bogenförmigen Träger (9) wird auch der auf ihm liegende Satz der Auskleidungsblöcke (7) gehoben und an die untere Fläche der Dammbalken (4) gepreßt (Fig. 2).

Die zum Rücken des Ausbaus dienenden Hydraulikzylinder (6) (Fig. 3) werden eingeschaltet, so daß sie mit ihren Kolbenstangen jedes Paar Auskleidungsblöcke (7) an den vorverlegten und befestigten Teil der Auskleidung -3-

Claims (3)

1. Nr. 390 819 pressen. Dabei werden zur Aufnahme der Reaktionskräfte, die beim Anpressen der neu zu verlegenden Auskleidungsblöcke (7) auftreten, die Orts-Hydraulikzylinder (8) (Fig. 4) benutzt, deren Kolbenstangen bis zum Anschlag am Ortsstoßgestein ausgefahren werden, wodurch für diese Auskleidungsblöcke (7) eine zusätzliche Befestigung gewährleistet wird. In der angehobenen Stellung des bogenförmigen Trägers (9) (Fig. 4) wird mit dem Abbau des Gesteins mittels des Fräserarbeitsorgans (18) (Fig. 5) begonnen, das sich über den bogenförmigen Träger (9) aus dem seitlichen Stütztunnel (13) (Fig. 1) bewegt. Sobald der Qrtsstoß in der Breite des Dammbalkens (4) abgebaut ist (Fig. 5), wobei das Fräserarbeitsorgan (18) über dessen Umriß hinausgeht, schaltet man den entsprechenden Hydraulikzylinder (5) ein und schiebt diesen Dammbalken (4) an die Ortsbrust vor. Der Dammbalken (4) verläßt folglich den Raum über dem zu verlegenden Auskleidungsblock (7) und unterfängt somit den neu gebildeten Gewölbebereich. So erfolgt ein allmähliches, mit dem Abbau des Ortsstoßes fortschreitendes Unterfangen des Gewölbes durch die Dammbalken (4) über die ganze Abbaufront. Nach Ausfahren sämtlicher Dammbalken (4) wird an den Mittelteil des Gewölbes der Auskleidungsschlußblock (nicht gezeigt) herangeführt, und dieser wird mittels Sonderpressen (nicht gezeigt) auseinander gedrückt. Darauf wird der bogenförmige Träger (9) mittels der Hebevorrichtung (nicht gezeigt) auf die Schienen (12) (Fig. 1) der Stütztunnel (13) abgesenkt. Dabei sinkt der bogenförmige Träger (9) in bezug auf den Tragrahmen (1), und deren gegenseitige Stellung wird mittels der kinematischen Kopplungen (10) reguliert. Der Tragrahmen (1) bleibt dabei in der oberen Lage. Dann wird die als Hydraulikzylinder ausgeführte Einrichtung (3) zur senkrechten Verschiebung des Tragrahmens (1) abgeschaltet und somit der Tragrahmen (1) freigegeben. Daraufhin wird der Tragrahmen (1) vorgeschoben, indem sich die Hydraulikzylinder (6) (Fig. 6) an den verlegten Auskleidungsblöcken (7) abstützen. Dabei wird der Druck aus den Orts-Hydraulikzylindem (8) (Fig. 4) abgebaut. Gleichzeitig erfolgt über die als Hydraulikzylinder (14) und Zugstangen (15) ausgeführten kinematischen Kopplungen (10) (Fig. 5) auch das Rücken des bogenförmigen Trägers (9) in die neue Arbeitsstellung. Danach beginnt der beschriebene Zyklus wieder von vorne. PATENTANSPRÜCHE 1. Ausbau für einen Kalottenschlitz, mit einem Tragrahmen mit Stützelementen an seinen Enden und Dammbalken, die auf dem Tragrahmen in Richtung von der Kalotte weg waagrecht bewegbar montiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Tragrahmen (1) ein bogenförmiger Träger (9) angeordnet ist, der durch mindestens zwei kinematische Kopplungen (10) mit dem Tragrahmen (1) verbunden ist, der seinerseits im Bereich des Zusammenwirkens mit jedem der Stützelemente (2) mit einer Einrichtung (3) zur senkrechten Verschiebung des Tragrahmens (1) versehen ist.
2. 2. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede kinematische Kopplung (10) einen senkrecht angeordneten Hydraulikzylinder (14), dessen Gehäuse am bogenförmigen Träger (9) gelenkig befestigt ist, und eine Zugstange (15) aufweist, von der das eine Ende mit der Kolbenstange (16) des Hydraulikzylinders (14) gelenkig verbunden und das andere Ende am Tragrahmen (1) gelenkig angebracht ist.
3. 3. Ausbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Träger (9) im Bereich der Verbindung mit dem Tragrahmen (1) eine Führung (17) aufweist, in der die Zugstange (15) untergebracht ist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -4-