DE3006951A1

DE3006951A1 - Vortriebseinrichtung zum auffahren von tunnels, unterirdischen kanaelen o.dgl.

Info

Publication number: DE3006951A1
Application number: DE19803006951
Authority: DE
Inventors: Dieter 4714 Selm Stuckmann
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1981-09-10
Also published as: IT8112427A0; CH651630A5; IT1145887B; JPS56139398A; ES8201680A1; ES499754A0

Description

Vortriebseinrichtung zum Auffahren von Tunnels, unter-
irdischen Kanälen oder dergleichen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vortriebseinrichtung nach dcm Öbeibegriff des Anspruchs 1.
Eine Vortriebseinrichtung dieser Bauart ist in der DE-OS 22 40 091 beschrieben und dargestellt. Diese Vortriebseinrichtung umfaßt ei@@@ Vortriebsschild und einen Nachlaufschild, der eine Stirnschalung für den Schalungsraum übergreift und mit ihr eine Baueinheit bildet, die iiber Schubkolbengetriebe abstandsveränderlich mit dem VortIiebsschild verbunden ist. Dem Nachlaufschild kommt hauptsächiich der Zweck zu, die Ausbruchswandung zwischen dem Vortriebsschild und dem in den Schalungsraum eingebrachten Ortbeton im Sinne einer Außenschalung zu sichern. Im Schutz des Nachlaufschildes kann ggf. eine Innenschalung gesetzt werden.
In der Praxis ist bei Vortriebseinrichtungen dieser Bauart folgender Mangel festzustellen: Bei ungünstigen geologischen Voraussetzungen kann es beim Nachziehen der Stirnschalung mit dem Nachlaufschild zu Schwierigkeiten kommen, wenn die Bodenhaftung am Nachlaufschild größer ist als die am Vortriebsschild, so daß dieser beim Nachziehen des Nachlaufschildes kein Widerlager mehr zu bilden vermag.
Solche Schwierigkeiten können den Vortrieb erheblich beeinträchtigen. In Fällen, in denen eine besondere Innenschalung, z.B.
Umsetzschalung, vorhanden ist, könnte man diesen Schwierigkeiten durch zusätzliche Schubkolbengetriebe begegnen, die sich an der Innenschalung abstützen, jedoch würde hierdurch der Bau- und Steuerungsaufwand außerordentlich groß werden; von den Schwierigkeiten der Raumknappheit ganz abgesehen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es bei einem Nachlaufschild, der rückseitig über die Rückseite der Stirnschalung hinausreicht, zu einem Einbruch des Ortbetons kommt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der rückseitig über die Stirnschalung hinausreichende Längenabschnitt des Nachlaufschildes den Ortbeton mitreißt. Dies ist jedoch unerwünscht, da dergleichen Einbrüche im Ortbeton zu Hohlräumen im Ortbeton oder zu Einbrüchen der Ausbruchswandung führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktion einer eingangs bezeichneten Vortriebseinrichtung zu verbessern. Diese Aufgabe wird nach der Lehre aus dem Anspruch 1 gelöst. Bei einer nach dieser Lehre ausgestalteten Vortriebseinrichtung ist es möglich, die Schildsegmente des Nachlaufschildes einzeln vorzuschieben, so daß es beim Nachziehen der Stirnschalung, ggf. zugleich mit einzelnen Schildsegmenten, einer geringeren Kraft bedarf.
Darüber hinaus ist bei einem Nachlaufschild, der über die Rückseite der Stirnschalung hinausreicht, ein Ablösen vom Ortbeton in Stufen möglich und zwar dadurch, daß einzelne Schildsegmente oder Schildsegmentgruppen wahlweise vorgeschoben werden können, während die Stirnschalung in ihrer Position verbleibt.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 führt zu einer vorteilhaften und preiswerten Lösung, den aus Schildsegmenten bestehenden Nachlaufschild ortsbrustseitig zu stützen. Vergleichbare Stützzwecke erfüllen auch die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 4 und 6. Eine Ausgestaltung nach letzterem ist für eine Vortriebseinrichtung besonders vorteilhaft, bei der der Vortriebsschild durch einen Messerschild gebildet ist. Hier stellt der Zwischenschild eine Abstützung sowohl für die ortsbrustseitigen Enden der Schildsegmente als auch für die rückseitigen Enden der Vortriebsmesser dar, wobei der Zwischenraum zwischen den Schildsegmenten und den Vortriebsmessern durch den Zwischen schild zum Schildinnern hin abgedeckt ist. Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 stellt eine Lösung dar, die Schildsegmente sowohl ortsbrustseitig als auch - in Kombination mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 - im Mittelbereich zu stützen.
Ein vollständig störungsfreies Ablösen der Schildsegmente vom Ortbeton läßt sich durch die Ausbildung nach Anspruch 3 erreichen. Bei dieser Ausbildung liegen in der vordersten Hubendstellung der Schildsegmente deren Rückseiten mit der Rückseite der Stirnschalung in einer Ebene. Beim anschließenden Nachziehen der Stirnschalung sind deshalb keine über die Rückseite der Stirnschalung hinausreichende Längenabschnitte des Nachlaufschildes vorhanden, die ein Einbrechen des Ortbetons hervorrufen könnten.
Um die Schildsegmente in ihrer Position zu sichern, sind gemäß Anspruch 5 Längsführungen auf der Stirnschalung und/oder den Stützring vorgesehen, die insbesondere ein Abheben der Schildsegmente verhindern sollen.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 7 stellt eine einfache und vorteilhafte Lösung dar, die eine radial gerichtete relative Verschiebbarkeit des Innen- und Außenringes der Stirnschalung gegeneinander ermöglicht, wobei automatisch eine Rückstellungstendenz in eine konzentrische Stellung zueinander wirksam ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer vereinfachten Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Vortriebseinrichtung im lotrechten Längsschnitt, Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie II-II in Figur 1 und Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie III-III in Figur 2.
Die Vortriebseinrichtung umfaßt einen im Querschnitt runden und allgemein mit 1 bezeichneten Messerschild, dem eine einen Schalungsraum 2 ortsbrustseitig abschließende Stirnschalung 3 nachgeordnet ist, die durch Hydraulikzylinder 4 abstandsveränderlich mit dem Messerschild verbunden ist, die mit ihren Kolbenstangen in Gelenkaugen 5 an der Stirnschalung 3 angreifen und am Stützrahmen 6 des Messerschildes 1 gelenkig abgestützt sind. Der Stützrahmen 6 trägt in bekannter Weise einen Schildmantel bildende Vortriebsmesser 7, die jeweils durch einen zwischen dem Stützrahmen 6 und dem betreffenden Vortriebsmesser 7 gelenkig eingeschalteten Hydraulikzylinder 8 längs der Vortriebsrichtung 9 verschiebbar sind.
Der Stirnschalung 3 ist ein sie außenseitig umgreifender Nachlauf schild 11 zugeordnet, der aus Schildsegmenten 12 besteht, die mit ihren ortsbrustseitigen Enden auf einem rückseitig am Stützrahmen 6 befestigten Stützring 13 und mit ihren rückseitigen Enden auf der Stirnschalung 3 radial aufliegen, wobei die Schildsegmente 12 rückseitig um ein Maß a über die Rückseite 14 der Stirnschalung 3 hinaus zurückstehen.
Jedem Schildsegment 12 ist ein in Figur 3 am deutlichsten erkennbarer Hydraulikzylinder 15 zugeordnet, der mit seiner Kolbenstange an einem Ansatz 16 des betreffenden Schildsegmentes 12 angreift und in einem Gelenkauge 17 der Stirnschalung 3 abgestützt ist. Mit Hilfe dieser Hydraulikzylinder 15 sind die Schildsegmente 12 wahlweise aus ihrer dargestellten hintersten Hubendstellun in ihre vorderste Hubendstellung und zurück verschiebbar, in der ihre rückseitigen Enden mit der Rückseite 14 der Stirnschalung 3 in etwa abschließen. Um zu verhindern, daß die Schildsegmente 12 gegen die Vortriebsmesser 7 stoßen können, ist in der dargestellten Stellung, in der sich beide Teile in der hintersten Hubendstellung befinden, ein Abstand b zwischen diesen Teilen 7, 12 vorgesehen, der gleich oder geringfügig größer bemessen ist als das Maß a. Durch auf der Stirnschalung 3 angeordnete Führungen 18 für die Schildsegmente 12 sind diese in ihrer Längsrichtung geführt und insbesondere gegen Abheben gesichert.
An der Stirnschalung 3 ist ortsbrustseitig ein weiterer Stützring 19 befestigt, auf dem die Schildsegmente 12 eine weitere Auflage finden. Hierdurch wird verhindert, daß insbesondere längere Schildsegmente 12 unter der Gebirgslast durchbiegen können.
Die Stirnschalung 3 wird durch einen im Querschnitt jeweils U-förmigen Außenring 21 und Innenring 22 gebildet, die radial relativ gegeneinander verschieblich sind. Dabei umgreift der innenseitig offene Außenring 21 seitlich den außenseitig offenen Inner ing 22, wobei zwischen den Ringen 21, 22 auf dem Umfang verteilte und radial wirksame Druckfedern 23 angeordnet sind, die - in konzentrischer Lage der Ring 21, 22 - gleich vorgespannt sind. Bei einer radialen Verschiebung einer der beiden Ringe 21, 22 sind die Druckfedern 23 bemüht, die konzentrische Lage wieder herzustellen.
Im Betrieb wird durch eine nicht dargestellte Zuleitung flüssiger Beton 24 in den durch die Ausbruchswandung 25, die Stirnschalung 3 und eine Umsetzschalung 26 begrenzten Schalungsraum 2 eingebracht.
Wenn die Reibung zwischen der Ausbruchswandung 25 und dem Nachlaufschild 11 derart groß oder die Reibung zwischen dem Messerschild 1 und der Ausbruchswandung 25 derart klein ist, daß beim Nachziehen des Nachlaufschildes 11 (Einfahren der Hydraulikzylinder 4) der Messerschild 1 zurückfährt, werden die Schildsegmente 12 einzeln oder in kleinen Gruppen vorgeschoben und anschließend die Stirnschalung 3 um das gleiche Maß nachgeholt. Auf diese Weise wird die auf den Messerschild 1 ausgeübte Zugkraft beim Nachholen des Nachlaufschildes 11 bedeutend reduziert. Gleichzeitig erfolgt ein störungsfreies Ablösen des Nachlaufschildes 11 vom Ortbeton 24 in Segmentabschnitten, wodurch die eingangs beschriebenen Schwierigkeiten behoben werden.
Bei einem verhältnismäßig kurzen Nachlaufschild 11 mit einem zusätzlichen Stützring 19 (wie darge tellt) kann es notwendig sein, Schlitze 27 in wenigstens einem der Stützringe 13, 19 für die Ansätze 16 vorzusehen, um den erforderlichen Hub (a) für die Schildsegmente 12 zu ermöglichen. Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, die Schlitze 27 im Sinne von Längsführungen für die Schildsegmente 12 auszugestalten.

Claims

Patentansprüche 1. Vortriebseinrichtung zum Auffahren von Tunnels, unterirdischen Kanälen oder dergleichen. sowie zum Einbringen einer Ortbetonauskleidung, bestehend aus einem Vortriebsschild, dem eine durch Schubkolbengetriebe mittelbar oder unmittelbar mit dem Vortriebsschild verbundene Stirnschalung für den Schalungsraum nachgeordnet ist, der ein sie wenigstens außenseitig übergreifender und mit der Ausbruchswandung in Kontakt stehender Nachlaufschild zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlaufschild (11) aus Schildsegmenten (12) besteht, die durch zwischen ihnen und der Stirnschalung (3) oder Anbauteilen (Gelenkaugen 17) derselben oder dem Vortriebsschild oder Anbauteilen (Stützrahmen 6) desselben eingeschaltete Schubkolbengetriebe (Hydraulikzylinder 15) längs der Vortriebsrichtung (9) verschiebbar angeordnet sind 2. Vortriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schildsegmente (12) an ihren ortsbrustseitigen Enden auf dem Vortriebsschild oder Anbauteilen (Stützrahmen 6, Stützring 13) desselben abgestützt sind.

3. Vortriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schildsegmente (11) in ihren vordersten Hubendstellungen rückseitig mit der Rückseite (14) der Stirnschalung (3) in etwa abschließen.

4. Vortriebseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnschalung (3) ein mit ihr verbundener Stützring (19) für die Schildsegmente (12) vorgeordnet ist.

5. Vortriebseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnschalung (3) und/oder wenigstens einem der Stützringe (13, 19) Führungen (18) für die Schildsegmente (12) zugeordnet sind.

6. Vortriebsschild nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vortriebsschild durch ein Messerschild gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stirnschalung (3) und dem Messerschild (1) ein Zwischenschild (Stützring 13) angeordnet ist, auf dem die rückseitigen Enden der Vortriebsmesser (7) und die ortsbrustseitigen Enden der Schildsegmente t12) abgestützt sind.

7. Vortriebseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stirnschalung aus einem Außen- und einem Innenring besteht, die radial relativ gegeneinander verschieblich sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenring (21) und Innenring (22) radial wirksame Federn gleicher Spannung, insbesondere Druckfedern 231 angeordnet sind.