DE19619532C2 - Verfahren zur Herstellung einer begehbarer Tunnelverbindung zwischen zwei benachbarten, verbohrten Schachtbohrungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer begehbarer Tunnelverbindung zwischen zwei benachbarten, verbohrten Schachtbohrungen und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
begehbaren, zwei benachbarte, verrohrte Schachtbohrungen im
Bereich der Schachtsohle miteinander verbindenden Tunnels
und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Aus der DE 43 13 239 A1 ist ein Verfahren zur Durchführung
von Bauarbeiten im Bereich der Sohle einer bestehenden
Deponie bekannt, bei dem in einem Abstand voneinander als
verrohrte Großlochbohrung ausgeführte, begehbare Schächte
bis auf die Deponiesohle abgeteuft und in Höhe der Deponie
sohle durch einen begehbaren Tunnel zu einem durchgehenden
Arbeitsraum miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren
hat sich in der Praxis bewährt. Die Herstellung des Tunnels
erwies sich jedoch als sehr zeitaufwendig, da das in der
Tunnelstrecke befindliche Material in Handarbeit gelöst und
in einen Förderkorb geschaufelt werden muß. Als besonders
erschwerend kommt hierbei hinzu, daß diese Arbeiten unter
Vollatemschutz durchgeführt werden müssen. Es wurde auch
erwogen, den Tunnel mittels Bohrschnecke oder Schappe aus
zubohren. Diese Geräte lassen sich bei dem geringen
Schachtdurchmesser der Schachtbohrung jedoch nicht wirt
schaftlich einsetzen und die Zusammensetzung des in der
Deponie lagernden Mülls dürfte in der Praxis immer wieder
zu einer Unterbrechung der Bohrarbeiten führen, weil sich
Material um die Bohrschnecke wickelt, das mit viel Zeitauf
wand von Hand wieder entfernt werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der
eingangs genannten Arten anzugeben, durch die der Zeit- und
Kostenaufwand zur Herstellung des die Schachtbohrungen ver
bindenden Tunnels klein gehalten und im Vergleich zu dem
bekannten Verfahren deutlich verringert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das erfindungsgemäße Ver
fahren vor, daß die Verrohrung in beiden Schächten oberhalb
der Öffnungen des herzustellenden Tunnels abgesetzt wird
und die Schächte bis zur Schachtsohle unverrohrt abgeteuft
werden, daß in den unverrohrten Abschnitt des einen
Schachts eine an der Schachtwand abstützbare Preßvorrich
tung mit einem in Längsrichtung des Tunnels bewegbaren
Preßschild eingefahren wird und durch Vorpressen des
Preßschilds im Tunnelquerschnitt befindliches Material aus
diesem verdrängt und in den anderen Schacht geschoben wird,
aus dem das verdrängte Material nach übertage gefördert
wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Erkenntnis,
daß die benachbarte Anordnung der beiden Schachtbohrungen
vorteilhaft genutzt werden kann, um mit Hilfe einer von der
Zusammensetzung des im Tunnelquerschnitt befindlichen Mate
rials weitgehend unabhängigen Einrichtung, nämlich einer
Preßvorrichtung, die Tunnelöffnung herzustellen, indem das
Material mit einem durch die Preßvorrichtung bewegbaren
Preßschild von dem einen Schacht aus in den anderen Schacht
gedrückt wird. Es hat sich gezeigt, daß mit dem erfindungs
gemäßen Verfahren der Tunnel nahezu vollständig auf maschi
nellem Wege in kurzer Zeit herstellbar ist und der Zeit-
und Kostenaufwand für die Herstellung des Tunnels erheblich
vermindert werden kann. Das Verfahren ist einfach durch
zuführen und gut beherrschbar. Es trägt ferner zur
Arbeitssicherheit bei, da zur Herstellung der Tunnelöffnung
sich keine Personen in die Schachtbohrungen begeben müssen.
Ist die Tunnelöffnung einmal freigeschoben, so lassen sich
die miteinander verbundenen Schächte erheblich besser
bewettern, wodurch die Unfallgefahr beim Aufenthalt von
Personen im Schacht in starkem Maße verringert wird. Beson
ders vorteilhaft ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Ver
fahrens auch bei der Schaffung von Arbeitsräumen am Grund
von Deponien für Müll, Schutt und andere Abfälle, weil mit
Hilfe der Preßvorrichtung auch sehr inhomogenes Material,
große Materialbrocken, Stahlbänder, Stahlmatten oder der
gleichen aus dem Tunnelquerschnitt in den anderen Schacht
gedrückt werden können.
Erfindungsgemäß kann weiter vorgesehen sein, daß das Ver
drängen des Materials aus dem Tunnelquerschnitt in mehreren
aufeinanderfolgenden, jeweils einen Teil des Tunnelquer
schnitts verdrängenden Arbeitsschritten erfolgt. Durch
diese Vorgehensweise kann die Belastung der Preßvorrichtung
vermindert und die von der Schachtwand aufzunehmende Reak
tionskraft ausreichend klein gehalten werden.
Aufgabe der Erfindung ist weiterhin die Schaffung einer
Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren auf
einfache und wirtschaftliche Weise durchführbar ist.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Lösung dieser
Aufgabe ein in einer der beiden verrohrten Schachtbohrungen
bis auf die Schachtsohle absenkbares, als Widerlager an der
Schachtwand dienendes, biegesteifes Trägerrohr mit einer in
der Rohrwand ausgebildeten Öffnung, eine im Inneren des
Trägerrohrs angeordnete und an diesem abgestützte Presse
mit einem quer zur Längsachse des Trägerrohrs durch die
Öffnung bewegbaren Stempel und ein am freien Ende des Stem
pels befestigtes durch die Öffnung schiebbares Preßschild
zum Ausschieben des im Verbindungstunnelquerschnitt befind
lichen Materials in den benachbarten Schachtquerschnitt
auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach herstell
bar und mit Hilfe eines Hebezeugs leicht zu handhaben. Um
die erfindungsgemäße Vorrichtung neben der unverrohrten
Schachtwand auch in der Verrohrung des Schachts abstützen
zu können, kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung
der Außendurchmesser des Trägerrohrs bis auf das
erforderliche Bewegungsspiel an den Innendurchmesser der
Schachtverrohrung angenähert sein und die Länge des
oberhalb der in der Rohrwand ausgebildeten Öffnung sich
befindenden Abschnitts des Trägerrohrs wenigstens so groß
wie die vorgesehene Tunnelhöhe bemessen sein. Auf seiner
Innenseite kann das Trägerrohr erfindungsgemäß durch Rippen
versteift sein, die in Längsrichtung und in Umfangsrichtung
verlaufen und geeignet sind, die auftretenden Druck- und
Knickkräfte aufzunehmen.
Die Presse kann erfindungsgemäß in dem Trägerrohr mittels
einer Schwenklagerung gelagert sein, die eine begrenzte
Schwenkbewegung der Presse in einer durch Längsachsen von
Preßstempel und Trägerrohr definierten Ebene ermöglicht.
Durch diese Ausgestaltung wird vermieden, daß durch die
beim Preßvorgang auftretenden Reaktionskräfte hervorgeru
fene Bewegungen des Trägerrohrs auf die Presse bzw. den
Preßstempel übertragen werden und dort zusätzliche Biegebe
anspruchungen hervorrufen. Eine bevorzugte Ausgestaltung
der Presse besteht erfindungsgemäß aus einem hydraulischen,
doppelt wirkenden Teleskopzylinder, da sich mit einem der
artigen Zylinder hohe Schubkräfte und große Arbeitswege
erzielen lassen und zum Antrieb des Zylinders vielfach auf
Baustellen vorhandene Hydraulikaggregate verwendet werden
können. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das Preßschild
in Zugrichtung durch eine Grenzkraftverbindung,
beispielsweise einen Scherbolzen oder eine abreißbare
Schraube, mit dem Stempel der Presse verbunden ist.
Hierdurch wird sichergestellt, daß der Stempel der Presse
auch bei einem Verhaken des Preßschildes im Tunnel durch
Lösen der Grenzkraftverbindung in das Trägerrohr
zurückbewegt werden kann, damit ein Herausziehen der
Vorrichtung aus dem Schacht möglich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher
beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zei
gen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Preßvorrichtung,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II durch
die Preßvorrichtung gemäß Fig. 1 und
Fig.
3 bis 7 schematische Darstellungen verschiedener Arbeits
schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Preßvorrichtung 1
besteht aus einem zylindrischen Trägerrohr 2, das einen
Außendurchmesser von 2300 mm und eine Länge von 5500 mm
hat. An dem oberen Ende des Trägerrohrs 2 ist eine kreuz
förmige Traverse 3 zum Einhängen eines Zugseils befestigt.
Auf seiner Innenseite ist das Trägerrohr 2 durch achsparal
lele Längsrippen 4 und diese kreuzende, ringförmige Quer
rippen 5 versteift, um die im Betrieb auftretenden Kräfte
aufnehmen zu können. Die Längsrippen 4 und die Querrippen 5
sind durch Schweißnähte miteinander und mit dem Trägerrohr
2 verbunden. Das Trägerrohr 2 ist so ausgelegt, daß es mit
seiner oberen Hälfte oder seinem oberen Drittel zusätzlich
in der Schachtverrohrung abgestützt werden kann. Entspre
chend sind die hierbei besonders beanspruchten Bereiche am
oberen Ende und in der Mitte des Trägerrohrs 2 durch die
Anbringung zusätzlicher Rippen 4.1, 5.1 verstärkt.
Im unteren Drittel des Trägerrohrs 2 ist ein hydraulischer
Teleskopzylinder 7 angeordnet. Die Längsachse des Tele
skopzylinders 7 kreuzt die Längsachse des Trägerrohrs 2 und
ist im wesentlichen senkrecht zu dieser ausgerichtet. Der
Teleskopzylinder 7 ist in einer aus zwei koaxialen Lagern
8, 9 gebildeten Schwenklagerung gelagert, deren
Schwenkachse die Längsachsen des Trägerrohrs 2 und des
Teleskopzylinders 7 senkrecht kreuzt. Beiderseits des Tele
skopzylinders 7 weist das Trägerrohr 2 als Doppel-T-Profile
ausgebildete Traversen 10, 11 auf, an denen die Lager 8, 9
befestigt und abgestützt sind. Der Teleskopzylinder 7 hat
einen Stempel 12, an dessen Ende ein Preßschild 13 mittels
einer Schraube befestigt ist. Die Schraube ist mit einer
Sollbruchstelle versehen und durch eine Kraft abreißbar,
die kleiner ist als die maximale Rückhubkraft, mit der der
Stempel 12 in das Gehäuse des Teleskopzylinders 7 zurückbe
wegt werden kann. Das Preßschild 13 befindet sich innerhalb
einer Öffnung 14 in der Seitenwand des Trägerrohrs 2. Durch
die Öffnung 14 kann das Preßschild 13 mit dem Stempel 12 in
radialer Richtung aus dem Trägerrohr 2 herausbewegt werden.
Um den Teleskopzylinder 7 beim Herausfahren des Preßschilds
13 in horizontaler Lage zu halten, ist unter dem
Teleskopzylinder 7 nahe der Austrittsöffnung für den
Stempel 12 eine Stütze 15 vorgesehen, auf die sich das
Gehäuse des Teleskopzylinders 7 auflegen kann. Auf seiner
Oberseite weist der Teleskopzylinder 7 zwei Anschlußstutzen
16, 17 für den Anschluß einer steuerbaren hydraulischen
Druckmittelversorgung auf.
Anhand der Fig. 3 bis 7 wird nachfolgend das erfindungs
gemäße Verfahren und die Arbeitsweise der Preßvorrichtung 1
näher erläutert:
Fig. 3 zeigt das untere Ende zweier parallel nebeneinander
abgeteufter Schächte 20, 21. Die Schächte 20, 21 sind
jeweils mit einer Verrohrung 22, 23 ausgekleidet, die in
einer Höhe von etwa 3 Metern über der Schachtsohle 24, 25
endet. Die unverrohrten Abschnitte 26, 27 der Schächte 20,
21 wurden nach dem Ausheben mit einem Putzrohr ausgeputzt
und haben daher den erforderlichen Mindestdurchmesser.
Sobald die beiden Schächte 20, 21 in der beschriebenen
Weise vorbereitet sind, wird der Teleskopzylinder 7 der
Preßvorrichtung 1 mittels Schlauchleitungen 29, 30 von aus
reichender Länge an die Steuereinrichtung eines hydrauli
schen Pumpenaggregats angeschlossen. Anschließend wird die
an ein Seil 28 angehängt Preßvorrichtung 1 mit einem Kran
in den Schacht 21 eingefahren. Kurz über der Schachtsohle
wird die Preßvorrichtung in dem Schacht 21 so ausgerichtet,
daß das Preßschild 13 und der Teleskopzylinder 7 zur
Mittelachse des Schachts 20 zeigen. Die Ausrichtung wird
von übertage vorgenommen, wobei die Schlauchleitungen 29,
30 benutzt werden können, die von dem übertage befindlichen
Pumpenaggregat zum Teleskopzylinder 7 führen. Ist die Preß
vorrichtung 1 richtig ausgerichtet, so wird sie bis auf die
Schachtsohle 25 abgelassen. Anschließend wird durch Druck
beaufschlagung des Teleskopzylinders 7 das Preßschild 13
durch die Öffnung 14 ausgefahren und das vor dem Preßschild
13 befindliche Material in den unverrohrten Abschnitt 26
des Schachts 20 geschoben. Dieser Vorgang ist in Fig. 4
veranschaulicht. Bei dem Verschieben des Materials stützt
sich die Preßvorrichtung 1 über das Trägerrohr 2 an der
Wand des unverrohrten Abschnitts 27 des Schachts 21 ab.
Gibt diese Wand etwas nach, so kann sich das Trägerrohr 2
zusätzlich an der Verrohrung 23 abstützen, wobei es sich
etwas schräg stellt. Die Neigungsänderung des Trägerrohrs 2
bei Belastung wird von der Schwenklagerung des
Teleskopzylinders 7 ausgeglichen, so daß an dem Preßstempel
12 keine schädlichen Querkräfte auftreten.
Nachdem der Stempel 12 einen vollen Hub ausgeführt hat,
wird er durch Umsteuern der Druckbeaufschlagung des Tele
skopzylinders 7 wieder eingefahren und das Preßschild 13
wieder in die Öffnung 14 zurückbewegt. Dieser
Arbeitsschritt ist in Fig. 5 gezeigt. Gleichzeitig kann
mit Hilfe eines Greifers 33 das in den Schacht 20
geschobene Material aus diesem abgefördert werden.
Zur Durchführung des nächsten Arbeitsschritts wird, wie in
Fig. 6 gezeigt, die Preßvorrichtung 1 so weit hochgezogen,
bis sich das Preßschild 13 über dem bereits freigeschobenen
Tunnelabschnitt 31 befindet. Anschließend wird erneut der
Stempel 12 ausgefahren und mit dem Preßschild 13 die
nächste Materialschicht in den Schacht 20 verdrängt, von wo
sie wiederum mit Hilfe des Greifers abgefördert werden
kann. Fig. 7 zeigt diese Betriebsphase mit vollständig
ausgefahrenem Stempel 12 und der hergestellten
Tunnelöffnung 32.
Die beschriebenen Arbeitsschritte können entsprechend der
gewünschten Tunnelhöhe mehrmals wiederholt werden. Ebenso
ist es möglich, eine zweite Serie von Arbeitsschritten mit
einer gegenüber der ursprünglichen Ausrichtung etwas
gedrehter Ausrichtung der Preßvorrichtung durchzuführen, um
die Tunnelöffnung noch etwas zu verbreitern. Während der
Durchführung der beschriebenen Arbeitsschritte befinden
sich keine Personen in den Schächten. Die Preßvorrichtung
wird während des gesamten Einsatzes an dem Seil von einem
Kran gehalten und die Hubbewegungen des Teleskopzylinders
werden von übertage gesteuert.
Ist die Tunnelöffnung in gewünschter Größe freigeschoben,
so wird die Preßvorrichtung 1 aus dem Schacht 20 herausge
zogen und der Tunnel in herkömmlicher Weise durch den Ein
bau von Stützen oder dergleichen gesichert. Anschließend
kann in dem durch die miteinander verbundenen Schächte
geschaffenen Arbeitsraum mit den vorgesehenen Bauarbeiten
begonnen werden.
Das beschriebene Verfahren eignet sich vor allem für den
Einsatz bei Deponien, da hier das Herstellen des Tunnels im
Vergleich zu herkömmlichen Methoden trotz der ungünstigen
Zusammensetzung des Mülls besonders zeitsparend und einfach
ist. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der
dazugehörigen Vorrichtung ist aber keineswegs auf Deponien
beschränkt, sondern kann ebenso vorteilhaft in Untergründen
anderer Zusammensetzung, z. B. Bodenformationen zur Herstel
lung untertägiger Arbeitsräume mit Hilfe verbundener Bohr
schächte eingesetzt werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung eines begehbaren, zwei
benachbarte, verrohrte Schachtbohrungen im Bereich der
Schachtsohle miteinander verbindenden Tunnels, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verrohrung (22, 23) in beiden
Schächten (20, 21) oberhalb der Öffnungen des herzu
stellenden Tunnels abgesetzt wird und die Schächte (20,
21) bis zur Schachtsohle (24, 25) unverrohrt abgeteuft
werden, daß in den unverrohrten Abschnitt (27) des
einen Schachts (21) eine an der Schachtwand abstützbare
Preßvorrichtung (1) mit einem in Längsrichtung des Tun
nels bewegbaren Preßschild (13) eingefahren wird und
durch Vorpressen des Preßschilds (13) im
Tunnelquerschnitt befindliches Material aus diesem
verdrängt und in den anderen Schacht (20) geschoben
wird, aus dem das verdrängte Material nach übertage
gefördert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verdrängen des Materials aus dem Tunnelquerschnitt
in mehreren aufeinanderfolgenden, jeweils einen Teil
des Tunnelquerschnitts verdrängenden Arbeitsschritten
erfolgt.
3. Vorrichtung zur Herstellung eines begehbaren, zwei
benachbarte, verrohrte Schachtbohrungen im Bereich der
Schachtsohle miteinander verbindenden Tunnels zur
Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1
oder 2, gekennzeichnet durch ein in einer der beiden
verrohrten Schachtbohrungen bis auf die Schachtsohle
(25) absenkbares, als Widerlager an der Schachtwand
dienendes, biegesteifes Trägerrohr (2) mit einer in der
Rohrwand ausgebildeten Öffnung (14), eine im Inneren
des Trägerrohrs (2) angeordnete und an diesem abge
stützte Presse mit einem quer zur Längsachse des Trä
gerrohrs (2) durch die Öffnung (14) bewegbaren Stempel
(12) und ein am freien Ende des Stempels befestigtes
durch die Öffnung schiebbares Preßschild (13) zum Aus
schieben des im Verbindungstunnelquerschnitt befind
lichen Materials in den benachbarten Schachtquer
schnitt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Außendurchmesser des Trägerrohrs (2) bis auf
das erforderliche Bewegungsspiel an den Innendurch
messer der Schachtverrohrung (23) angenähert ist und
daß die Länge des oberhalb der in der Rohrwand ausge
bildeten Öffnung (14) sich befindenden Abschnitts des
Trägerrohrs (2) mindestens so groß wie die vorgesehene
Tunnelhöhe bemessen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägerrohr (2) auf seiner
Innenseite durch Rippen (4, 4.1, 5, 5.1) versteift ist,
die in Längsrichtung und in Umfangsrichtung des
Trägerrohrs (2) verlaufen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Presse (7) in dem Trägerrohr
(2) mittels einer Schwenklagerung (8, 9) gelagert ist,
die eine begrenzte Schwenkbewegung der Presse (7) in
einer durch die Längsachsen von Stempel (12) und
Trägerrohr (2) definierten Ebene ermöglicht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Presse aus einem hydraulischen,
doppelt wirkenden Teleskopzylinder (7) besteht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Preßschild (13) in Zugrichtung
durch eine Grenzkraftverbindung, beispielsweise einen
Scherbolzen oder eine abreißbare Schraube, mit dem
Stempel (12) der Presse (7) verbunden ist.
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19619532A1 DE19619532A1 (de) | 1997-11-20 |
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- 1996-05-15 DE DE1996119532 patent/DE19619532C2/de not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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Owner name: PREUSSAG WASSER UND ROHRTECHNIK GMBH, 30625 HANNOV |
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