DE1534670B1 - Einrichtung zum unterirdischen Vortreiben von Tunneln,Stollen oder aehnlichen Bauwerken - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum unter- sind weniger empfindlich gegen Schmutz und Wasser, irdischen Vortreiben von Tunneln, Stollen oder ahn- Die Vortriebsmesser des Messermantels können einlichen Bauwerken, die aus einem Vortriebsschild und zein vorgetrieben werden. Die Vortriebskräfte für die einem am Außenumfang des Schildes anliegenden, Messer werden hierdurch gering gehalten und könüber die Schildschneide nach der Ortsbrust hin über- 5 nen weiter verringert werden, indem zwischen den stehenden Messermantel aus einzelnen Vortriebs- zum Vortreiben der Messer dienenden Vortriebspresmessern besteht und bei der Messermantel und Vor- sen und den Messern Klopf- oder Rüttelvorrichtuntriebsschild in axialer Richtung derart relativ zuein- gen angeordnet werden. Der Ausbruchquerschnitt ist ander bewegbar sind, daß der Schild nach einem je- nicht an den Kreisquerschnitt gebunden. Es sind vielweiligen Vortreiben des Messermantels im Schutz io mehr auch andere Querschnittsformen ausführbar, desselben nachschiebbar ist. z. B. Gewölbequerschnitte aller Art, Eiquerschnitte, Durch die deutsehe Patentschrift 193 054 ist eine Maulprofile, elliptische, rechteckige, andere vieleckige Einrichtung dieser Art" bekannt, bei der jedoch die und trapezförmige Querschnitte. Da, wie bereits durch vortreibbare Pfähle gebildeten Vortriebsmes- erwähnt, das Vortreiben des Vortriebsschildes verser lediglich die Aufgabe haben, den First des Vor- 15 hältnismaßig geringe Kräfte erfordert, werden im Vertriebsschildes im unmittelbaren Bereich der Schild- gleich zu der bekannten Einrichtung die Axialbeanschneide zu entlasten. Hierbei sind die Vortriebs- spruchungen des Schildmantels und der die Reakmesser in Form einer nur die Schildschneide über- tionskräfte aufnehmenden Tunnelauskleidung gerindeckenden Schutzkappe angeordnet, die den Boden- ger, so daß der Vortriebsschild leichter ausgebildet druck unmittelbar vor der Schildschneide abfängt. 20 werden kann und eine zusätzliche statische Bemes-Bei dieser bekannten Einrichtung kann zwar durch sung der Tunnelauskleidung für axiale Beanspruchundas Vortreiben der Messer der Schutzkappe eine ge- gen entfällt. Trotzdem werden, da der Vortriebswisse Verringerung des Eintriebswiderstandes an der schild an der Ortsbrust nicht gegen das Erdreich bzw. Schildschneide erreicht werden. Da jedoch die Messer Gebirge gepreßt wird, Verformungen und Beschädigegenüber dem Schildmantel nur kurz ausgebildet 25 gungen des Vortriebsschildes weitgehend vermieden, sind, erfordert das jeweilige Vortreiben des Schildes Da der Schildmantel mindestens mit dem oberen Teil die Überwindung der Reibung zwischen Boden und seiner Umfangsfläche nicht mehr in Berührung mit Schildmantel auf einer erheblichen Länge desselben, dem Erdreich ist, unterliegt er mit diesem Teil keiner so daß eine merkliche Verringerung der Vortriebs- Abnutzung. Die hier allein der Abnutzung ausgesetzkräfte für den Schild kaum erreicht werden kann. 30 ten Messer können leicht und mit geringem Aufwand Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu- an den Förderschächten ausgewechselt werden. Von gründe, eine Einrichtung der genannten Art derart erheblichem Vorteil ist außerdem, daß der Vortriebsauszubilden, daß der dem jeweiligen Vorteiben des schild ohne Schwierigkeit mit einem vorgezogenen Messermantels nachfolgende Vortrieb des Vortriebs- First vorgetrieben werden kann, der eine dem natürschildes ohne größere Reibung an dem anstehenden 35 liehen Böschungswinkel entsprechend geneigte Orts-Erdreich durchgeführt werden kann. brüst ermöglicht. Der First des Vortriebsschildes Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Er- kann durch An- oder Abbau während des Vortriebs findung bei einer Einrichtung der eingangs genannten im Schutz des Messermantels verlängert oder ver-Art darin, daß der Messermantel einen in seiner kürzt werden, so daß der Neigungswinkel an der Länge im wesentlichen der Länge des Vortriebs- 40 Ortsbrust jederzeit verändert und dem natürlichen Schildes entsprechenden äußeren Schutzmantel für Böschungswinkel angepaßt werden kann. Zur Steueden Vortriebsschild bildet. rung der Vortriebseinrichtung kann der Messer-Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Einrichtung mantel in einfacher Weise während des Vortriebs ist die Kraft zum Vorschieben des Vortriebsschildes unter Ausnutzung des Schildes als Widerlager gegensehr viel geringer als bei der als bekannt erläuterten 45 über dem Schildumfang aufweitbar sein. Die AufEinrichtung, da nicht nur die Schildschneide in ihrem weitung kann durch Keile, Hebel, Stellschrauben oder Firstbereich vom Bodendruck entlastet ist, sondern Pressen herbeigeführt werden, der größte Teil des Vortriebsschildes im Schutz des Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Messermantels ohne Berührung zwischen Schild- Zeichnung als Beispiel dargestellten Ausführungsmantel und dem Erdreich in dem durch den Messer- 50 form der Einrichtung beschrieben. In der Zeichnung mantel überdeckten Bereich vorgeschoben wird. Hier- zeigt

durch werden die sonst erheblichen Reibungskräfte F i g. 1 die Vortriebseinrichtung im Längsschnitt in zwischen Schildmantel und Erdreich erheblich ver- einer Ausgangsstellung vor einem weiteren Vortrieb ringert und erreicht, daß in diesem Bereich nur der mit eingezogenen Schild-Vortriebspressen, sehr viel geringere Reibungswiderstand zwischen den 55 Fig. 2 die Vortriebseinrichtung in der gleichen Stahl- oder MetaMächen der Messer und des Schild- Darstellung mit ausgefahrenen Messer-Vortriebsmantels zu überwinden ist. Dieser Reibungswider- pressen und vorgetriebenen Messern, stand kann noch verringert werden, wenn gemäß F i g. 3 die Vortriebseinrichtung mit der Messereinem weiteren Merkmal der Erfindung der Messer- stellung nach F i g. 2, aber mit durch teilweises Ausmantel unter Zwischenfügung von Gleitvorrichtungen 60 fahren der Schild-Vortriebspressen nachgeschobenem oder Gleitstoffen auf dem Mantel des Vortriebs- Schild,

Schildes abgestützt ist. Die Verringerung der Vor- Fig. 4 die Vortriebseinrichtung mit der Schildstel-

preßkräfte ermöglicht, an Stelle der sonst erforder- ulng nach F i g. 3 und erneut vorgetriebenen Mes-

lichen, besonders schweren hydraulischen Pressen sern,

zum Vortrieb des Schildes mechanisch bzw, elektro- 65 F i g. 5 die Vortriebseinrichtung mit der Messermechanisch betätigte Vorschubvorrichtungen, z. B. stellung nach F i g. 4, aber mit durch volles Ausfah-Spindeln, zu verwenden. Diese erfordern weniger ren der Schild-Vortriebspressen nachgeschobenem Platz zu ihrer Anordnung im Vortriebsschild und Schild,

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F i g. 6 die Vortriebseinrichtung mit der Schild- Schildes an demselben inneren Vorsprung 13 des-

und Messerstellung nach Fig. 5, aber mit für den selben angreifen, gegen den sich die Messer-Vor-

Einbau eines Auskleidungsringes eingezogenen Schild- triebspressen 4 abstützen.

Vortriebspressen, Die Hublänge der Schild-Vortriebspressen 6 muß

Fig. 7 die Vortriebseinrichtung nach dem Einbau 5 im Gegensatz zu den Messer-Vortriebspressen 4 min-

eines Auskleidungsringes in einer der F i g. 1 entspre- destens gleich der Breite eines Tunnelauskleidungs-

chenden neuen Ausgangsstellung und ringes 8 sein. Da das jeweilige Vortriebsmaß für die

F i g. 8 einen Querschnitt durch die Vortriebsein- Messer 2 vorzugsweise nur ein Teil der Breite eines

richtung nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7. Tunnelauskleidungsringes 8 ist, wird der Gesamtvor-

Die dargestellte Vortriebsemrichtung weist zur io trieb der Einrichtung 1, 3 um die Breite eines AusSicherung des Ausbruchraumes gegen das anstehende kleidungsringes dadurch erreicht, daß wechselweise Erdreich einen Messennantel 1 auf, der aus einer nacheinander zuerst der Messermantel 1 um das je-Vielzahl von spundbohlenartig ausgebildeten, gegen- weilige Messervortriebsmaß und dann nachfolgend seitig geführten einzelnen Messern 2 besteht. Der der Schild 3 um das gleiche Maß nachgeschoben Messermantel 1 liegt unmittelbar an der Außenseite 15 werden und diese Vorgänge wiederholt werden, bis eines am gesamten Umfang geschlossenen Vortriebs- der Schild 3 um die volle Hublänge der Schild-Vorschildes 3 an sich bekannter Bauart und umschließt triebspressen 6 vorgetrieben ist.
diesen auf seinem vollen Umfang oder doch auf In den Fig. 1 bis 7 sind Stellschrauben 5 dargeeinem größeren Teil desselben. Im Schutz des Schil- stellt, die im Bedarfsfall zum Aufweiten des Messerdes 3 wird, wie bei dem bekannten Schildvortrieb üb- so mantels 1 dienen. Die Anordnung der Messer 2 des lieh, die Tunnelauskleidung hergestellt, die bei der Messermantels sowie der Messer-Vortriebspressen 4 dargestellten Ausführungsform durch geschlossene und der Schild-Vortriebspressen 6 ist aus dem Queroder aus einzelnen Teilen zusammengesetzte Aus- schnitt nach F ί g. 8 ersichtlich, in dem die Schildkleidungsringe 8 gebildet wird. Vortriebspressen gestrichelt gezeichnet sind.

Die über die Schneide des Schildes 3 vorstehenden 25 Der Arbeitsablauf des Tunnelvortriebs nach der Messer 2 des Messermantels 1 sind auf äußeren An- Erfindung geht aus den F i g. 1 bis 7 hervor,
sätzen 12 von Messerarmen 11 abgestützt, die nach Bei der Darstellung nach Fig. 1 nimmt die aus hinten in den Schild 3 hineinragen und in Führungen dem Messermantel 1 und dem Schild 3 bestehende desselben verschiebbar gelagert sind. Im übrigen lie- Vortriebseinrichtung nach dem Einbau des letzten gen die Messer mit ihren hinteren Enden am Umfang 30 Auskleidungsringes 8 eine Ausgangsstellung für den des Schildes 3 an. Dabei können zur Verringerung weiteren Vortrieb ein. Hierbei sind die Schild-Vorder Gleitreibung zwischen den Messern und dem triebspressen 6 und die Messer-Vortriebspressen 4 Schildmantel Gleitvorrichtungen, z. B. Rollen oder ganz eingezogen,
auch ein Gleit- oder Schmiermittel, angeordnet sein. Zum weiteren Vortrieb aus dieser Ausgangsstellung

Im vorderen Teil des Schildes 3 sind die Vorrich- 35 werden zunächst die Messer 2 durch Ausfahren der

tungen zum Vortreiben der Messer 2 in Gestalt von Messer-Vortriebspressen 4 um deren volle Hublänge,

hydraulischen Pressen 4 angeordnet, die an den hin- gegebenenfalls mit Unterstützung durch die Klopf-

teren Enden der Messerarme 11 angreifen. Statt des- oder Rüttelvorrichtungen 7, vorgetrieben. Hierbei ist

sen könnten jedoch die Messer unmittelbar als Teile die volle Hublänge der Messer-Vortriebspressen so

von mechanisch oder z. B. pneumatisch betriebenen 40 gewählt, daß die Messer 2 nun um einen Teilbetrag

Werkzeugen ausgebildet sein. der Breite eines Auskleidungsringes 8 vorgetrieben

Die bei der dargestellten Ausführungsform ver- werden, der bei der dargestellten Ausführungsform wendeten hydraulischen Messer-Vortriebspressen 4 der Hälfte der Breite eines Auskleidungsringes entstützen sich während des Vortriebs der einzelnen spricht. Die Stellung der Messer 2 nach diesem Teil-Messer 2 gegen einen inneren Vorsprung 13 des 45 vortrieb ist aus F i g. 2 ersichtlich.
Schildes 3 ab. Nunmehr wird, wie in F i g. 3 dargestellt ist, der

Da jedem Messer 2 eine eigene Messer-Vortriebs- Schild 3 nachgeschoben, indem die Schild-Vortriebspresse 4 zugeordnet ist, braucht diese nur auf die pressen 6 um ein dem vorherigen Messervortriebszum Vortreiben des einzelnen Messers nötige Kraft maß entsprechendes Maß ausgefahren werden. Dieausgelegt zu sein. Diese Vortriebskraft kann durch 50 ses Maß entspricht der halben Hublänge der Schild-Verwendung oder Zwischenschaltung von mecha- Vortriebspressen 6 und damit der halben Breite eines nisch, elektrisch oder mittels Druckluft betätigten Auskleidungsringes, da die volle Hublänge der Pres-Klopf- oder Rüttelvorrichtungen 7 weiter verringert sen 6 gleich der ganzen Breite eines Auskleidungswerden, ringes 8 ist. Bei diesem Nachschieben des Schildes 3

Auch ist es nicht nötig, die einzelnen Messer 2 je- 55 werden die Messer-Vortriebspressen 4 selbsttätig nach

weils auf eine der Breite eines Auskleidungsringes 8 vorn eingeschoben.

entsprechende Länge vorzutreiben. Vielmehr ist es Aus der Stellung nach F i g. 3 werden sodann vorteilhaft, das Messer-Vortriebsmaß kleiner zu wäh- wieder die Messer 2 durch volles Ausfahren ihrer len, da auf diese Weise einerseits die Messer-Vor- Pressen 4 in die in F i g. 4 gezeigte Stellung vorgetrietriebspressen 4 entsprechend kürzer ausgebildet wer- 60 ben. In dieser Stellung sind die Messer 2 gegenüber den können und andererseits die über dem Schild 3 der Stellung nach Fi g. 1 um ein Gesamtmaß vorgenach vorn auskragende freie Länge der Messer 2 ge- trieben, das der ganzen Breite eines Auskleidungsringer wird, ringes 8 entspricht, während die Schild-Vortriebs-

Hinter den Messer-Vortriebspressen 4 sind die pressen 6 um ihre halbe Hublänge ausgefahren sind.

Vortriebsvorrichtungen 6 zum Vortreiben bzw. Nach- 65 F i g. 5 zeigt die nächstfolgende Stellung der Teile

schieben des Schildes 3 angeordnet. Diese können, des Messerschildes, bei der die Schild-Vortriebspres-

wie in der Zeichnung dargestellt, als hydraulische sen 6 um die zweite Hälfte ihrer Hublänge, also voll

Pressen ausgebildet sein und zum Nachschieben des ausgefahren sind und die Messer-Vortriebspressen 4

durch das Vorschieben des Schildes 3 wieder eingeschoben worden sind.

In der Stellung nach Fig. 5, in der die gesarate Einrichtung gegenüber F i g. 1 um die ganze Breite eines Auskleidungsringes 8 vorgetrieben ist, werden die Schild-Vortriebspressen 6 nach vorn eingezogen, so daß zwischen ihnen und dem zuletzt eingebauten Auskleidungsring 8 Raum zum Einbau des nächsten Auskleidungsringes 8 freigegeben wird. Nach dem Einbau desselben wird der Vortrieb in der beschriebenen Weise entsprechend F i g. 1 bis 3 fortgesetzt.

Die Ausgangsstellung für den weiteren Vortrieb entspricht F i g. 7. In der Darstellung nach der Fig. 7 ist jedoch der obere Teil des Schildes 3 mit dessen First zur Bildung einer etwa dem Böschungswinkel des anstehenden Bodens geneigten Ortsbrust gegenüber dem unteren Schildteil nach vorn verlängert. Hierzu ist das Schildelement 9 der F i g. 1 bis 6 durch ein Schildelement 10 mit vorspringendem oberem Teil ersetzt. Der Ausbau des Schildelements 9 und der anschließende Einbau des Schildelements 10 vollziehen sich im Schutz des Messermantels 1, so daß diese Arbeiten ohne weiteres in einer Vortriebspause der eingebauten und im Betrieb befindlichen Vortriebseinrichtung durchgeführt werden können, ohne daß Auflockerungen des Erdreichs zu befürchten sind, wenn die Ortsbrust vorübergehend gesichert wird.

Die beschriebenen Vortriebsarbeiten können aber auch von Anfang an mit einem Schild durchgeführt werden, dessen Ober- bzw. Firstteil in der gezeigten Weise vorgezogen ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum unterirdischen Vortreiben von Tunneln, Stollen oder ähnlichen Bauwerken, die aus einem Vortriebsschild und einem am Außenumfang des Schildes anliegenden, über die Schildschneide nach der Ortsbrust hin überstehenden Messermantel aus einzelnen Vortriebsmessern besteht und bei der Messermantel und Vortriebsschild in axialer Richtung derart relativ zueinander bewegbar sind, daß der Schild nach einem jeweiligen Vortreiben des Messermantels im Schutz desselben nachschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Messermantel

(1) einen in seiner Länge im wesentlichen der Länge des Vortriebsschildes (3) entsprechenden äußeren Schutzmantel für den Vortriebsschild bildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Messermantel (1) unter Zwischenfügung von Gleitvorrichtungen oder Gleitstoffen auf dem Mantel des Vortriebsschildes (3) abgestützt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Messermantel (1) gegenüber dem Umfang des Vortriebsschildes (3) aufweitbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebsmesser (2) des Messermantels (1) mit ihren über das vordere Ende des Vortriebsschildes (3) vorstehenden Enden auf radial nach außen gerichteten Ansätzen (12) von auf der Innenseite des Schildmantels nach hinten in den Vortriebsschild (3) hineinragenden, geführten Messerarmen (11) abgestützt sind.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebsmesser

(2) zur Aufweitung des Messermantels (1) mittels radial gerichteter Druckglieder (5) von den Ansätzen (12) der Messerarme (11) abhebbar sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Vortriebsvorrichtungen für die Vortriebsmeser durch in dem Vortriebsschild angeordnete hydraulische Messer-Vortriebspressen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des Vortreibens der Vortriebsmesser (2) zusätzliche Klopf- oder Rüttelvorrichtungen (7) zwischen den Messer-Vortriebspressen (4) und den Vortriebsmessern angeordnet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortriebsschild (3) an seinem vorderen Ende ein Ringelement (10) trägt, dessen oberer Umfangsteil gegenüber dem unteren Umfangsteil nach vorn vorspringt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen