DE2852663C2

DE2852663C2 - Messerschild

Info

Publication number: DE2852663C2
Application number: DE2852663A
Authority: DE
Inventors: Dieter 4714 Selm Stuckmann
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1978-12-06
Filing date: 1978-12-06
Publication date: 1986-04-17
Also published as: FR2443567A1; GB2038904A; GB2038904B; DE2852663A1; JPS6249440B2; JPS5578797A; FR2443567B1; US4398845A

Description

— der Stützrahmen (11) als am Umfang geschlossenes Rohr ausgebildet ist,

— der Stützrahmen (11) den Nachlaufschild (24) im Bereich der Messerschwänze untergreift,

— der Spalt zwischen dem Stützrahmen (11) und dem Nachlaufschüd (24) über eine Umlaufdichtung (33) abdichtbar ist.

2. Messerschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrahmen am Umfang eine Absetzung oder L'mfangseinziehung (16) für die Kupplung der am Stützrahmen (11) abgestützten Pressen (14) mit den Vortriebsmessern (\\>j aufweist.

3. Messerschild nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen . ressen (14) oder deren Kolbenstangen (21) Öffnungen (19) an der Einziehung (16) des Stützrahmens dichtend durchgreifen.

Die Erfindung betrifft einen Messerschild zum Auffahren von Tunneln, Stollen oder sonstigen Strecken, bestehend aus an einem Stützrahmen abgestützten einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren Vortriebsmessern, die mit auf einem Nachlaufschüd aufliegenden Messerschwänzen versehen sind, wobei der in sich geschlossene Nachlaufschüd, an dessen Ende eine Stirnschalung angeordnet ist, sich gegen den Stützrahmen verschiebbar abstützt und über Vorschubpressen mit dem Stützrahmen gekoppelt ist, sowie einer dem Messerschild nachgeführten Innenschalung, gegen die die Stirnschalung abdichtbar ist, wobei zwischen dem Stützrahmen und dem Nachlaufschüd und den Vortriebsmessern doppeltwirkende Pressen eingechaltet sind.

Für den Vortrieb von Tunneln, Stollen u. dgl. werden Messerschilde eingesetzt, denen beim Einbringen einer Ortbetonauskleidung Schalungselemente nachgeführt werden, die es ermöglichen, die Betonierarbeit unmittelbar hinter dem Messerschild gleichzeitig, mit der, Vor- - triebsarbeit durchzuführen. Aus deri;DE-ÖS 25 22 029 ist es bekannt, die Vörtriebsmesser mit langen Nachlaufmessern, sogenannten Messerschwänzen, zu versehen, die gemeinsam eine Außenschalung bilden. Als Innenschalung wird ein Schalungswagen verwendet, der über hydraulische Schubkolbengetriebe mit dem Stützrahmen des Messerschildes verbunden ist, so daß er entsprechend dem Betonierfortschritt vorgeholt werden kann. Um den Schalungsraum zwischen Außen- und Innenschalung stirnseitig zu verschließen, wird eine Stirnschalung benötigt, die über gesonderte Schubkolbengetriebe mit dem Stützrahmen verbunden ist. Bei dieser Einrichtung können die Vortriebsarbeit und die Betonierarbeit in gewissem Umfang unabhängig voneinander durchgeführt werden. Nachteilig ist aber, daß beim Vorziehen der die Außenschalung bildenden Messerschwänze Umfangsspalte zwischen der Ausbrüchswandung und der eingebrachten Betonauskleidung freigelegt werden, die zu unerwünschten Erdsetzungen führen können.

Aus der DE-OS 24 31 651 und der DE-OS 25 08 407 sin-1 Messerschilde bekannt, bei denen die Messerschwänze der einzelnen Vortriebsmesser auf einem ring- oder bogenförmigen Nachlaufschüd verschiebbar abgestützt sind, der am rückwärtigen Ende des Stützrahmens befestigt oder mit diesem abstandsveränderlich verbunden ist. Die Messerschwänze haben eine solche Länge, daß in jeder Arbeitsstellung der Vortriebsmesser eine Oberdeckung des Nachlaufschildes durch die Messerschwänze vorhanden ist. Die Messerschwänze erhalten daher in ihrer Arbeitsstellung eine sichere Auflage auf dem Nachlaufschüd, wodurch zugleich der-Ausbruchsquerschnitt im rückwärtigen Schildbereich zuverlässig gesichert wird.

In der nicht zum Stand der Technik gehörenden DE-OS 27 25 827 ist ein Messerschild der eingangs genannten Art offenbart, bei dem der über Schubkolbengetriebe mit dem Stützrahmen gekoppelte, von den Messerschwänzen der Vortriebsmesser überdeckte Nachlaufschüd eine Stirnschalung trägt, die den von einer nachfuhrbaren innenschaiung gebildeten Schaiüngsraurn fur das Einbringen des Ortbetons stirnseitig schließt. Diese Ausführung des Messerschildes ermöglicht es, die Ortbetonauskleidung im Zuge des Vortriebs unter Verzicnt auf eine Außenschalung unmittelbar hinter dem Messerschild einzubringen, wobei der kritische Bereich zwisehen dem rückwärtigen Schuldende und dem bereits eingebrachten Ortbetonausbau duch die Messerschwänze und den diese abstützenden Nachlaufschüd gesichert wird. Dabei können die Vortriebsarbeit und die Betonierarbeit aufgrund der Überdeckung zwischen den Messerschwänzen und dem Nachlaufschüd, die mindestens einem Schildschreithub oder auch mehreren Schildschreithüben entspricht, weitgehend unabhängig voneinander durchgeführt werden, so daß sich zwischen diesen Arbeitsvorgängen keine störenden Rückwirkungen ergeben. Da ohne Außenschalung gearbeitet wird, können sich keine schädlichen Erdsetzungen einstellen.

Bei den herkömmlichen Messerschilden besteht der Stützrahmen aus einem offenen Rahmengestell, an welchem die den Schildmantel bildenden Vortriebsmesser abgestützt und geführt sind. Insbesondere bei Vortriebsarbeiten in wasserführenden Schichten ergibt sich häufig die Notwendigkeit, den Schildinnenraum durch Einleiten von Druckluft unter einem Innendruck zu halten. Dabei stellt sich beim Einsatz eines Messerschildes der Nachteil ein, daß die Druckluft im Schildumfangsbreich aus dem Sehildinnenraum. entweicht. Versuche, J'äieserSchwerigkeit dadurch zu begegnen, daß die am Stützrahmen geführten Vortriebsmesser gegeneinander abgedichtet werden, führten zu keinem befriedigenden Erfolg.

Es ist aus der Zeitschrift »Baumaschine und Bautechnik«, 1969, S. 453/456, bekannt, einen Messerschild dadurch für den Einsatz im Grundwasserbereich unter

Drucklufthaltung heranzuziehen, daß sein Stützrahmen als geschlossener Vortriebsschild ausgebildet wird, der von dem Messermantel umschlossen ist, dessen Vortriebsmesser mittels Messerpressen vorschiebbar sind. Der Vortriebsschild wird seinerseits mittels Schildpressen vorgepreßt, die sich gegen einen eingebrachten Tübbingausbau abstützen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen MesserschiU. der eingangs genannten Art bet Wahrung der ihm eigenen Vorteile so auszugestalten, daß er mit hoher Betriebssicherheit auch in grundwasserführenden Bereichen, d. h. bei Arbeiten unter Innendruck, einsetzbar ist, ohne daß es zu gefährlichen Druckabfällen durch im Schildumfangsbere'ich und im Bereich des Nachlaufschildes entweichende Druckluft kommen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

— der Stützrahmen als am Umfang geschlossenes Rohr ausgebildet ist,

— der Stützrahmen den Nachiaufschiid im Bereich der Messerschwänze untergreift,

— der Spalt zwischen dem Stützrahmen und dem Nachlaufschild über eine Umlaufdichtung abdichtbar ist.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Messerschild der Stützrahmen als ein am Umfang gechlossenes Rohr ausgebildet ist und den Nachiaufschiid im Bereich der Messerschwänze unter Einschaltung der Umlaufdichtung untergreift, wird eine wirksame Abdichtung des Schildinnenraums in allen Betriebsphasen erreicht, so daß der Messerschild auch als Druckluft-Messerschild eingesetzt werden kann, ohne daß es zu gefährlichen Druckabfällen durch im Umfangsbereich und im C^* Viii j-)*-i-»t*» no i-»-»Kjar*a!*-»K on-ftifoij-ikonrla HriioHiift \sr\rr».

men kann. Der die Stirnschalung tragende Nachlaufschild findet seine Abstützung und Führung an dem rückwärtig verlängerten Stützrahmen, wodurch die Dichtfunktion im Schildschwanzbereich verbessert und insgesamt die Betriebssicherheit des Messerschildes erhöht wird. Der Nachlaufschild ist ebenfalls als ein an seinem Umfang geschlossener, z. B. aus einer Blechkonstruktion bestehender rohrförmiger Schild ausgebildet, der sich gegen den Stützrahmen abstützen kann und gegen den sich die Vortriebsmesser mit ihren Messe^rschwänzen abstützen. Die Vortriebsmesser werden demgemäß in ihrem vorderen Bereich am Stützrahmen und in ihrem rückwärtigen Bereich, d. h. im Bereich ihrer Messerschwänze, am Nachlaufschild abgestützt.

Der Stützrahmen weist zweckmäßig am Umfang eine Absetzung oder Umfangseinziehung für die Kupplung der am Stützrahmen abgestützten Pressen mit den Vortriebsmessern avf. Dabei wird die Anordnung vorteilhafterweise so getroffen, daß die hydraulischen Pressen oder deren Kolbenstangen Öffnungen an der Einziehung des Rohres dichtend durchgreifen.

Bei dem erfindungsgemäßen Messe'schild bilden der Nachlaufschild und die Stirnschalung eine Baueinheit, die mit Hilfe der zugeordneten Vorschubpressen entsprechend dem Fortschritt der Betonierarbeit vorgezogen werden kann. Es empfiehlt sich, die Vorschubpressen an der Stirnschalung abzustützen. Die Betonierarbeiten werden zweckmäßig ohne Verwendung einer besonderen Außtnschalung durchgeführt, um die uner-Wünschte Erdsetzungen zu Vermeiden. Als Innenschalung können umsetzbiire Schalungselemente oder ein nachführbarer Schalungswagen od. dgl. verwendet werden. Auch kann eine mit dem Messerschild gekoppelte ein- oder mehrteilige Innenschalung vorgesehen werden.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Messerschildes ermöglicht es, die Ortbetonauskleidung im Zuge des Vortriebs unter Verzicht auf eine Außenschalung unmittelbar hinter dem Messerschild einzubringen, wobei der kritische Bereich zwischen dem hinteren Ende des Messerschildes und dem bereits eingebrachten Ortbetonausbau durch die Messerschwänze und den diese stützenden Nachlaufschild gesichert wird. Dabei können die Vortriebsarbeit und die Betonierarbeit aufgrund der Überdeckung zwischen den Messerschwänzen und dem Nachlaufschild, die mindestens einem Schildschreithub entspricht, weitgehend unabhängig voneinander durchgeführt werden, so daß sich zwischen diesen Arbeitsvorgängen keine störenden Rückwirkungen ergeben. Die Anordnung der Stirnschalung am Nachlaufschild bietet die Möglichkeit, die Ortbetonauskleidung in aufeinanderfolgenden Betonier '.,schnitten der erforderlichen Länge herzustellen und den ^;n den Schalungsraum eingebrachten Ortbeton über die Stirnschalung unter dem erforderlichen Druck zu halten. Der Ortbeton läßt sich beim Vorfahren der Stirnschalung so in den Scha¹ ungsraum einbringen, daß dieser ständig mit Beton gefüllt ist und der eingebrachte Ortbeton unter ausreichend großem Druck steht.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Messerschild im Längsschnitt,

F i g. 2 in größerem Maßstab und ebenfalls im Längsschnitt einen Teilausschnitt des Messerschildes im Bereich des rückwärtigen Endes der Vortriebsmesser und des Stützrahmens.

Der dargestellte Messerschild weist eine Vielzahl an Vortriebsmessern 10 auf, die gemeinsam einen zylindrischen Schildmantel bilden und die sich an einem gemeinsamen Stützrahmen 11 verschiebbar abstützen, der Lei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei im Abstand hintereinander angeordneten ringförmigen Stützrahmenteilen 12 und 13 besteht, die z. B. über Längs- und Diagonalverbindungen zu einem starren Rahmengestell verbunden sind. Wesentlich ist, daß der Stützrahmen 11 aus einem auf ganzer Länge und über den gesamten Umfang geschlossenen Rohr besteht, was dadurch erreicht werden kann, daß das von den Stützrahmenteilen 12 und 13 und den sie verbindenden Verstrebungen gebildete Rahmengestell am Außenumfang mit einer Blechabdeckung od. dgl. versehen wird, die den Stützrahmen 11 nich Art eines Zylindermaneis umscr-^!:e3t. Statt dessen kann der Stützrahmen 11 aber auch aus einem am Außenumfang geschlossenen formsteifen Rohr besahen, dessen Rohrwanoung kastenförmig ausgesteift sein kann. Die Vortriebsmesser 10 sind an dem geschlossenen Außenumfang des Stützrahmens 11 abgestützt i/nd, wie bekann', zwangsgeführt.

Zwischen den einzelnen Vortriebsmessern 10 und dem Stützrahmen 11 sind doppeltwirkende hydraulische Pressen'14 eingeschaltet, die sich.über G'ejenkänschlüsse 15 am rückwärtigen Ende des Stützrahmens ti, d.h. an dem Stützrahmenteil 13 abstützen. Der als Rohr ausgeführte Stützrahmen 11 ist im mittleren Bereich mit einer Absetzung oder Umfangseinziehung 16 versehen, die ebenfalls zum Schildinnenraüm 17 hin durch die Umfangsabdeckung geschlossen, dagegen zu den Vortriebsmessern 10 hin offen ist. Wie insbesondere F i g. 2

zeigt, weist die eine Seitenbegrenzung 18 der Umfangseinziehung 16 öffnungen 19 für den Durchgriff der Pressen 14 auf, wobei diese öffnungen am Umfang der Pressen durch Dichtungen 20 abgedichtet sind. Die KoI-ben^ctangen 21 der Pressen 14 sind an Anschlußorgamen

22 der Vortriebsmesser 10 gelenkig angeschlossen. Mit Hilfe der Pressen 14 können die Vortriebsmesser 10 einzeln oder gruppenweise in Vortriebsrichtung Vvorgepreßt werden, wobei die an den vorderen Enden der

(ff Vortriebsmesser 10 angeordneten Schneiden 10' in das Erdreich eindringen. Beim Vorschub eines Vortriebsmessers 10 oder einer Messergruppe stützen sich die betreffenden Pressen 14 an dem gemeinsamen Stützrahmen 11 ab. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 10 um den Pressenhub vorgepreßt sind, kann der Stützrahmen 11 durch entgegengesetzte Druckbeaufschlagung der Pressen 14 in einem Schritt nachgeholt werden. Hierbei bilden die reibungsschlüssig an dem umgebenden Erdreich anliegenden Vortriebsmesser 10 das Widerlager für die einschiebbaren Pressen 14.

Die Vortriebsmesser 10 weisen an ihren hinteren Enden sogenannte Nachlaufmesser bzw. Messerschwänze

23 auf, die aus glattflächigen, gegenüber den Vortriebsmessern verjüngten Blechzungen od. dgl. bestehen. Die Messerschwänze 23 bilden am hinteren Ende des Messerschildes einen zylindrischen Schildschwanzmantel, welcher einen ringförmigen, glattwandigen Nachlaufschild 24 aufnimmt, der an seinem rückwärtigen Ende eine Stirnschalunig 25 trägt. Diese besteht aus zwei Schalungsringen 26 und 27, von denen der eine 26 am hinteren Ende des Nachlaufschildes 24 befestigt ist, während der andere Schalungsring 27 an dem erstgenannten gleitend abgestützt ist, derart, daß beide Schalungsringe 26 und 27 auf unterschiedliche radiale Abmessungen des Schalungsraumes einstellbar sind. Der Schaiungsring 27 trägt an seinemAußenumfang eine Umlaufdichtung 28, die sich gegen die fviessersc-hwänze 23 dichtend anlegt. Der andere Schalungsring 26 weist an seinem Innenumfang ebenfalls eine Umlaufdichtung 29 auf. welche an einer Innenschalung 30 dichtend anliegt. An dem mit dem N achlauf schild 24 fest verbundenen Schalungsring 26 der Stirnschalung 25 greifen die Kolbenstangen 3 Il hydraulischer Schubkolbengetriebe 32 gelenkig an. die sich ihrerseits an dem Stützrahmenteil 12 des Stützrahmens 11 abstützen. Die Stirnschalung 25 ist infolgedessen zusammen mit dem Nachlaufschild 24 gegenüber dem Stützrahmen 11 in Vortriebsrichtung V und in Gegenrichtung verstellbar. Wie vor allem F i g. 2 zeigt ist zwischen dem zylindrischen Nachlaufschild 24 und dem zylindrischen Außenmantel des Stützrahmens 11 eine Umlaufdichtung 33 angeordnet, die z. B. am Außenumfang des Stützrahmens 11 gehalten ist und aus einem flexiblen Material besteht Die Umlaufdichtung kann auch aus einem durch Innendruck, z. B. durch Druckluft, aufweitbaren Dichtschlauch bestehen..

Die zylindrische Innenschalung 30 kann aus einer abschnittsweise umsetzbaren Schalung, einem dem Vortriebsschild nachschleppbaren Schalungswagen oder einer ein- oder mehrteiligen Schalung bestehen, weiche mit dem Messerschild gekoppelt sein kann.

Der Vortrieb erfolgt in der vorstehend beschriebenen Weise durch aufeinanderfolgendes oder gruppenweises Vorpressen der Vortriebsmesser 10 mittels der Pressen 14 und anschließendes Nachholen des Stützrahmens ίί mit Hilfe derselben Pressen 14. Beim Vorpressen der Vortriebsmesser 10 gleiten die Messerschwänze 23 über den Nachlaufschild 24, welcher sich an dem als Rohr ausgebildeten Stützrahmen 11 abstützt. Beim Nachholen des Stützrahmens 11 können die hydraulischen Schubkolbengetriebe 32 in Ausschubrichtuitg beaufschlagt werden, um die Stirnschalung 25 in ihrer Position zu halten und um den in den Schalungsraum 35 eingebrachten Ortbeton unter dem erforderlichen Druck zu halten. Es ist aber auch möglich, beim Vorfahren des Stützrahmens 11 die Stirnschalung 25 gleichzeitig vorzuziehen. Der Vortrieb der Stirnschalung 25 erfolgt nach Maßgabe einer Betondrucküberwachung. Vorzugsv/eise wird die Betonierarbeit so durchgeführt, daß der Ortbeton beim Vorfahren der Stirnschalung 25 so in den Schalungsraum 35 eingebracht wird, daß dieser ständig mit Beton gefüllt ist und der eingebrachte

IS Ortbeton unter ausreichend großem Druck steht. Die Zuführung des Ortbetons kann über eine oder mehrere Zuführungsleitungen erfolgen, welche die Stirn- und/ oder Innenschalung durchdringen. Mit Hilfe der Schubkolbengetriebe 32 kann die Stirnschaiung 25 bei Bedarf von der Stirnfläche der Betonauskleidmng abgezogen werden, um in bekannter Weise zwischen die aufeinanderfolgenden Betonierabschnitte ein elastisches Fugenband einzubringen.
Es ist erkennbar, daß das Einbringen der Ortbetonauskleidung ohne Verwendung einer besonderen Außenschalung erfolgt. Insbesondere in wasserführenden Schichten kann der Innenraum des Messerschildes in bekanntet Weise unter einem Überdruck gehalten werden, was durch Einleiten von Druckluft erfolgt. Da der Stützrahmen 11, wie beschrieben, aus einem an ihrem Umfang geschlossenen Rohr besteht und die Umlaufdichtungen 20,29,33 vorgesehen sind, kann die Druckluft im Umfangsbereich nicht entweichen. Im vorderen Bereich wird der Messerschild durch die Ortsbrust abgedichtet, während eine Abdichtung des Schildinnenraumes 17 im rückwärtigen Bereich in bekannter Weise durch eine Schoitwand od. dg!, erfolgen kann. Es kann daher bei dem erfindungsgemäßen Messerschild mit geringem Druckverlust gearbeitet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Messerschild zum Auffahren von Tunneln, Stollen oder sonstigen Strecken, bestehend aus an einem Stützrahmen abgestützten einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren Vortriebsmessern, die mit auf einem Nachlaufschild aufliegenden Messerschwänzen versehen sind, wobei der in sich geschlossene Nachlaufschild, an dessen Ende eine Stirnschalung angeordnet ist, sich gegen den Stützrahmen verchiebbar abstützt und über Vorschubpressen mit dem Stützrahmen gekoppelt ist, sowie einer dem Messerschild nachgeführten Innenschalung, gegen die die Stirnschalung abdichbar ist, wobei zwischen dem Stützrahmen und dem Nachlaufschild und den Vortriebsmessern doppeltwirkende Pressen eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß