Verfahren und Einrichtung" zum Tunnel- und Stollenrortrieb. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Tunnel- und Stollen vortrieb.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel der Einrichtung in Fig. 1 in einem bruchstückweisen senkrechten Längsschnitt, in Fig. 2 in einem Querschnitt nach I -I der Fig. 1, und in Fig. 3 in einem wagrechten Schnitt; die Fig. 4 bis 6 veran schaulichen eine Ausführungsform von Brust messern;
die Fig. 7 bis 12 veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Vor triebmesser, und die Fig. 13 bis 17 zeigen Mittel zur Lenkung der Vortriebsmesser; Fig. 18 veranschaulichen eine Ausführungs form einer wasserdichten Auskleidung;
die Fig. 19 bis 23 veranschaulichen Traggerüste für die Messervortriebsvorrichtungen, und Fig. 24 und 25 zeigen eine Transportvorrich tung für Lehrgerüststützen. An derjenigen Stelle, wo der Vortrieb des Tunnels oder des Stollens begonnen wer den soll, wird das Erdreich in einem, dem zukünftigen Profil der Strecke annähernd entsprechenden, aber so viel grösseren Profil entfernt, dass in dem so entstandenen Hohl raum Lehrbögen 1, Fig. 1, in achsialen Ab ständen hintereinander aufgestellt und auf diesen Lehrbögen Vortriebsn:
esser 2 gelagert werden können. Die Vortriebsmesser 2 kön nen, falls die Erddrucke gering sind, aus flachen, kreisbogenförmig gewölbten und vorn stumpf endenden Blechstücken bestehen oder, und zwar insbesondere bei höheren Erd drucken, aus einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Blechstücken, Fig. 2. Je nach der Bodenbeschaffenheit bilden die Vortriebs messer einen in sich geschlossenen oder einen unten offenen Mantel.
Die Messer 2 führen sich seitlich aneinander, indem sie, wie Fig. 2 veranschaulicht, hakenförmig ineinandergrei- fen. Die Fig. 7 bis 10 veranschaulichen in grösserem Massstab vier verschiedene Ausfüh rungsformen einer derartigen Messerausbil dung.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausfüh rungsform ist jeweilig der eine Schenkel 2Y der Messer 2 V-förmig gebogen und sein an derer Schenkel, also der Schenkel 2Y des mit ihm in Eingriff stehenden Messers weist ein parallel und im Abstand an ihm befestigtes Blechstück 27 auf, so dass die Schenkel 2Z und 2Y eine Klaue bilden, in deren Maul das V-förmige Ende des andern Schenkels 2-x eingreift.
Wird der Schenkel 2Z, wie in Fig. 7 dargestellt, abnehmbar an dem Schen kel 2Y befestigt, so, können die Schenkel der Messer- - bei entferntem Ansatz 2z - durch gegenseitige Annäherung der Messer in ra dialer Richtung von innen nach aussen auf einandergelegt werden. Nach Befestigung der Schenkel 2Z an den Schenkeln 2Y greifen dann die Teile 2Y, 2x und 2Z hakenartig ineinander, so dass die Messer sich weder in radialer Richtung- noch in Umfangsrichtung voneinander lösen können.
Bei der Ausfüh rungsform nach Fig. 8 und 9 ist der Sehen kel 2Y eines jeden Messers V-förmig gestaltet. Der Schenkel 2A .besteht aus einem winkel förmigen Teil, einer schmäleren Leiste 2" und einer breiteren Leiste 211, welche drei Teile eine Rinne bilden. Das eine Ende kann in die Rinne des ihm benachbarten Messer schenkels durch gegenseitige Annäherung der beiden Messer in Umfangsrichtung und Ein schieben von oben her eingefügt werden.
Wer den alsdann die beiden Messer in den in Fig. 9 veranschaulichten Winkel zueinander eingestellt, der dem Winkel entspricht, den die Messer bei ihrem Vortrieb auf dem Lehr- gerüst einnehmen, und wird alsdann an dem weiteren, gegen das Innere ,der Auskleidung gerichteten Schenkel 2Y eine Leiste 2a be festigt, welche, wie Fig. 9 ersichtlich macht, in den andern V-förmigen Schenkel 2--, 21o, 211 eingreift, so sind die Messer ebenfalls an einem Abheben voneinander in radialer Rich tung, wie in der Umfangsrichtung gehindert.
Durch einen wasserdichten Belag 2' aus Gummi. oder dergleichen auf den Blechrän dern kann,die Dichtung der Bleche gegenein ander erhöht werden. Für den Fall, dass die Messer lediglich an einem Abheben voneinan der in radialer Richtung gehindert sein sol len, aber eine kleine Beweglichkeit gegen einander in der Umfangsrichtung haben dür fen, genügt die in Fig. 10 dargestellte Aus führungsform, bei welcher das Ende jedes Schenkels mit einer Umbördelung 2" verse hen und der eine Schenkel eines jeden Mes sers ausserdem noch V-förmig gestaltet ist, so dass der Schenkel des ihm benachbarten Messers,
wie bei der Ausführungsform nach Fig. 8 und 9, ,durch gegenseitige Annäherung der Messer in Umfangsrichtung und durch Einschieben, des einen engeren Schenkels 2x in Richtung von aussen nach innen in den V-förmigen andern weiteren Schenkel 2Y ein gelegt werden kann, wie in Fig. 10 strich punktiert angedeutet ist.
Werden alsdann die beiden Messer in die in Fig. 14 ausge zogen dargestellte Winkelstellung zueinander geschwenkt, so greifen die beiden Schenkel 2X, 2Y hakenartig ineinander, so dass sie als dann an einem Abheben voneinander in radia ler Richtung gehindert sind. Anstatt durch Umbördelung kann die hakenartige Form der Schenkelenden aber auch durch eine auf die Schenkelenden aufgesetzte Längsleiste gebil det sein.
Innerhalb des von den Messern 2 umschlos senen Hohlraumes wird die Auskleidung 3 der Strecke aufgebaut, Fig. 1 bis 3, und in den zwischen der Auskleidung 3 und dem Erdreich 4 verbleibenden. Hohlraum wird eine Hinterfüllung 5 eingebracht, welche aus Be ton, ,gegebenenfalls aber auch aus festgestopf tem Kleinschlag bestehen kann und den ge samten Raum zwischen der Auskleidung 3 und dem Erdreich ausfüllt. Das hintere Ende der Messer 2 wird auf dem jeweiligen Ende der Auskleidung 3 in der Hinterfüllung 5 gelagert.
Das hintere, Ende der Messer 2 (Fig. 1) kann hinten kasten- förmig ausgebildet sein und der kasten- förmige Hohlraum 2 der Messer 2 wird dann ,gleichfalls mit der die Hinterstopfung bildenden Masse gefüllt. Jedes der Messer 2 weist einen oder mehrere auswechselbare Ansätze 6 auf, und zwischen diese Ansätze und das vordere Ende des kastenförmigen Teils der Messer wird jeweilig das Mittel zum Vordrüeken der Messer angesetzt.
Die ses Mittel kann beispielsweise aus einer oder mehreren, von Hand oder mechanisch bedien baren Pumpen 7 bestehen, von welchen eine Leitung 8 zu einer oder mehreren, zwischen den Ansätzen 6 und dem rückwärtigen Ende der Messer 2 eingefügten hydraulischen PrLs- s.en 9 führt.
Werden die Pressen 9 mittelst der Pumpen 7 betätigt, so werden die Mes ser 2 in Fig. 1 nach rechts gegen das herein zuholende Erdreich vorgeschoben und die in dem rückwärtigen kastenförmigen Teil der Messer befindliche Masse nach rückwärts in den Zwischenraum zwischen dem Erdreich und der Auskleidung 3 hineingepresst, so dass der von dem vorrückenden Messer eingenom mene Raum vollkommen ausgefüllt wird. Es kann aber, wie Fig. 11 und 12 veranschau lichen, auch der vordere Teil der Messer 2 kastenförmig ausgebildet sein, zudem Zweck, um auf dem Boden 2k dieses Kastens,
nach dem das bei dem Messervortrieb in den Ka sten eingedrungene Erdreich herausgeholt worden ist, ein zur Feststellung der Messer lage dienendes Messgerät aufsetzen zu kön nen. Zeigt sich, dass ein Messer bei seinem Vortrieb aus der gewünschten;
Richtung ab gewichen ist, so können die Messer durch die in, den Fig. 13 bis 17 dargestellten Mittel bei ihrem weiteren Vortrieb wieder in die rich tige Lage gebracht werden, indem die Mes ser 2 vorn mit einem Kopfstück 10' mit einer auswärts gekehrten Schrägfläche (Fig. 13) ausgerüstet werden, wenn die Messer 2 bei ihrem Vortrieb einwärts abgelenkt werden sollen, und mit einem Kopfstück mit ein wärts gekehrter Schrägfläche (Fig. 14), wenn die Messer 2 auswärts abgelenkt werden sol len.
Zur Ablenkung der Messer in der Sei tenrichtung sind die Messer mit einem Kopf- stück mit einer schrägen Rippe 10" (Fig. 16 und 17) auswechselbar auszurüsten.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind unter den Vortriebsmessern 2 noch Hilfsmesser 10 angeordnet, welche auf den Lehrbögen 1 gelagert sind und die Vortriebs messer 2 tragen. Diese Hilfsmesser 10 sollen da Verwendung finden, wo das Erdreich, in welches die Strecke vorzutreiben ist, sehr ge- bräch ist, indem es beispielsweise aus Geröll besteht. Die Hilfsmesser 10 stossen, ohne wie die Messer 2, ineinander zu greifen, seitlich aneinander, so dass sie sich beim Vortrieb lediglich an den Hauptmessern 2 führen.
Diese Hilfsmesser 10 werden zunächst in das Erdreich vorgetrieben, alsdann wird, wie Fig. 1 veranschaulicht, das unmittelbar unter ihnen befindliche Erdreich e so weit ausge räumt, dass das vordere Ende der Hilfsmes ser 10 durch eine oder mehrere Stützen 11 abgestützt werden kann. Hierauf werden die Vortriebsmesser 2 nachgetrieben, wobei nun mehr die Hilfsmesser 10 den Messern 2 als Führung dienen. Mittelst dieser Hilfsmesser kann nun gleichfalls eine Ablenkung der Vo:rtriebsmes.ser 2 aus ihrer Richtung be wirkt werden, indem den Hilfsmessern eine nach einwärts bezw. auswärts gekehrte Schrägfläche gegeben wird.
Wenn* die Hilfs messer 10, wie in Fig. 1 und 13 dargestellt ist, eine nach auswärts gekehrte Schrägfläche aufweisen, haben sie das Bestreben, bei ihrem Vortrieb .bis zu dem vordern Ende der Mes ser 2, also noch vor ihrer Vereinigung mit letzteren, nach einwärts abzuweichen. Um solches zu vermeiden, wird, wie Fig. 13 ver anschaulicht, bis zur Verbindung der Hilfs messer mit den Vortriebsmessern 2 ein Kopf stück 12 mit entgegengesetzt, also auswärts gekehrter Schrägfläche lose vor jedes 1:Tilfs- mnesser 10 gesetzt, und dieses Vorsatzstück drückt das Hilfsmesser 10 bei diesem Vor trieb gegen das Vortriebsmesser 2.
Sobald die Hilfsmesser hierbei bis an das vordere Ende der Vortriebsmesser 2 gelangt sind, löst sich das Vorsatzstück 12 selbsttätig von dem betreffenden Hilfsmesser 10, indem es durch seine Schrägfläche nach aussen in das Erd- reicht abgelenkt wird, Fig. 13. Alsdann kommt, nach Verbindung der Hilfsmesser und der Vortriebsmesser 2 miteinander, die nach auswärts gekehrte Schrägfläche der Hilfsmesser 10 zur Wirkung, diese und mit ihnen die Vortriebsmesser 2 bei dem weiteren Vortrieb nach einwärts ablenkend.
Während in gerader Strecke die Verwen dung aussen kreisbogenförmiger Lehrbögen am zweckmässigsten ist, weil die Zylinder form der Messer am raumsparsamsten und am druckfestesten ist, ist bei einem Vortrieb der Strecke in Kurven die Verwendung von aussen vieleckigen Lehrbögen vorteilhaft; denn bei vieleckigen, zum Beispiel vierecki gen Lehrbögen sind .sämtliche zu einer ebenen Messerfläche gehörigen Vortriebsbleche nach einer einheitlichen Form zu krümmen, wäh rend bei einem bogenförmigen Lehrbogen eine grosse Zahl verschiedener Formen der Vor triebsbleche erforderlich sind.
In diesem Fallt werden die nach aussen abgelenkten Messer 2, wie Fig. 18 veranschaulicht, in dem Erdreich belassen und innerhalb dieser Messer, wie zuvor auf den Lehrgerüsten 1 Messer 2b andern Profils aufgebaut und vor getrieben. Zur Einstellung der Messer in die gewünschte Richtung, werden wiederum mit Schrägflächen versehene Hilfsmesser 10' an gewendet, die bei erneuter Richtungsänderung im Erdreich belassen werden können. Unter halb der abgelenkten Messer und unter deren Schutz können Messer andern Profils, wie zuvor, aufgebaut werden und so fort.
Vor dem vordersten Lehrbogen 1 werden, wie Fig. 1 veranschaulicht, die Brustmesser 13 aufgebaut, welche die jeweilige Ortsbrust des Erdreiches .sichern. Als Brustmesser die nen im Querschnitt winkelförmige, sich schuppenartig übergreifende Blechstücke;
die Messer 13 können. wie Fi-c. 5 veranschau licht, mit einem durch ein U-Eisenstück ge bildeten Ansatz 13' ausgestattet sein, mit welchem sie hakenartig in einem Ansatz 13" des nächsthöheren Brustmessers eingreifen, so dass die Brustmesser hakenartig aneinan der hängen und das jeweilig in das Erdreich eingetriebene Messer von den darüber befind lichen Messern an einem Abrutschen in das Erdreich gehindert wird.
Die Brustmesser 13 sind durch Stützen 14, (Fig. 3), gegen einen oder mehrere der Lehrbögen 1 und mit- telst Stützen 14' gegen einen an der Aus kleidung 'entfernbar befestigten Quersteg 15 abgestützt (Fig. 2 und 3).
Da nun in der Zeit, während welcher die Auskleidung 3 angebaut wird, die ihrerseits gegen die Stirnfläche dieser Auskleidung sich abstüt zenden Lehrbögen 1 ihren Rückhalt verlie ren, und da letztere auch ihrerseits von Zeit zu Zeit vorgeschoben werden müssen, sind ausser oder an Stelle der Stützen 14, wie Fig. 4 veranschaulicht, noch Stützen 16 vorgesehen, welche sich gegen abnehmbar an den Mes sern 2 befestigte Klammern 17 (Fig. 6) legen.
Das jeweilig vor den Brustmessern 13 befindliche Erdreich e wird von oben nach unten fortschreitend herausgeholt und ein Messer 13 nach dem andern gleichfalls von oben nach unten fortschreitend vorgebracht und in der angegebenen Weise abgestützt. Ist das Erdreich sehr nachgiebig, wie zum Bei spiel Fliesssand oder Kiesschichten,
so emp fiehlt sieh eine teilweise zuvorige Verfesti gung des jeweils vor den Brustmessern und auch noch des jeweilig ausserhalb den Vor triebsmessern 2 und 10 befindlichen Erd- reiches in Form einer dünnen Wand. Eine derartige Verfestigung des Erdreiches kann mittelst durch die Brustmesser hindurch in das jeweilig vor diesen vorhandene Erdreich vorgetriebene Rohre 18 erfolgen (Fig. 1), durch welche hindurch ein physikalisch oder chemisch wirkendes Bindemittel in entspre chender Menge in das Erdreich eingedrückt wird, so da.ss dieses am vordern Ende der Rohre 18 in Form einer Wand abbindet.
Werden ausser den Rohren 18 auch noch Rohre 18' schräg nach aussen vorgetrieben, und auch durch diese Bindemittel in das Erd reich eingepresst, so verfestigt sich das Erd reich, wie in Fig. 1 dargestellt ist, in Form eines zylindrischen, vorn durch einen Boden 19" geschlossenen Mantels 19'. Zur Herstel lung eines derartig verfestigten Hohlkörpers 19, 19', 19" empfiehlt sich die Verwendung augenblicklich bindender Mittel, wie zum Beispiel in Wirkungsverbindung miteinander gebrachte, kieselsäurehaltige Stoffe und lös liche Salze oder Säuren, :damit die Vortriebs- arbeiten ununterbrochen fortschreiten können und das Bindemittel sich nicht im Erdreich verläuft.
Steht das Erdreich unter sehr hohem Boden- oder Wasserdruck, so emp fiehlt sich, auch noch eine Verfestigung des innerhalb des jeweiligen Hohlkörpers 19, 19', 19" verbleibenden Erdreichs e. Zur Verfesti gung .dieses Erdreiches kann jedoch ein lang samer und dafür billigeres Bindemittel, zum Beispiel Zementmilch, dienen. Diese wird durch ein oder mehrere obere Rohre 18a, (Fig. 1) in das Erdreich e eingedrückt, und :etwa in dem Erdreich e befindliches Wasser wird durch ein oder mehrere untere Rohre 18b abgelassen;
tritt aus den Rohren 18b Zementmilch, so ist dieser Vorgang beendet, und nachdem auch der gern b abgebunden hat, kann die Herausschaffung desselben und :das Vorbringen der Brustmesser 13 von oben nach unten fortschreitend wie zuvor erfolgen.
In Fällen, wo ein nicht so nachgiebiges Erd reich, wie Fliesssand, zu durchdringen ist, sondern zum Beispiel Flugsand oder reine Kiesschichten, die insbesondere dann nachgie big sind, wenn sie unter einem hohen Boden druck stehen, genügt es, wie Fig. 4 veran schaulicht, einen im Abstand vor der jewei ligen Ortsbrust 13 befindlichen Teil des Erdreiches e1, der ein oder mehrere, obere V ortriebsmesser 2 trägt, durch die physikali schen oder chemischen Mittel zu verfestigen.
In diesem Fall bietet der verfestigte segment- förmige, obere Teil 19g des Erdreiches den Vortriebsmessern 2 eine hinreichend feste Auflage, um ein Senken :der obern Messer unter dem Erddruck während des Vorbrin- gens des obern Teils der Ortsbrust :zu ver hüten.
Um das Grundwasser unter die Sohle der jeweiligen Baustelle abzusenken, wird, wie Fig. 4 ebenfalls. veranschaulicht, in die ab zubauenden Erdmassen e je nach :der Beschaf fenheit :derselben ein Rohr oder ein Stollen r jeweilig auf mehrere Meter vorgetrieben. Bei gebrächem Erdreich verwendet man ein Rohr und bei festem Erdreich treibt man einen Stollen vor. Da der Stollen innerhalb der abzubauenden Erdmassen liegt, ist die ser Vortrieb bereits ein Teil des Tunnelvor triebes.. Der Rohrvortrieb kann je nach den zur Verfügung stehenden Kraftquellen me chanisch oder hydraulisch oder auch pneu matisch erfolgen.
Beim Vortrieb eines Roh res wird das in ihm befindliche Erdreich herausgeholt, und von dem Rohr aus werden 2 bis 3 Filterbrunnen g auf etwa 1 bis 1? Meter Tiefe, je nach den Grundwasserver- hältnissen, nach unten abgesenkt. Ist das Erdreich gebräch, so werden die Brunnen mit einer durchlässigen Auskleidung versehen, welche beispielsweise aus Busseisernen durch brochenen Rohrstücken g1 oder dergleichen bestehen kann. Durch Absaugen des Grund wassers aus dem Brunnen g und dem Rohr oder dem Stollen -r mittelst einer Leitung<I>f</I> wird :das Grundwasser abgepumpt und bis unter die Sohle der einzubringenden Aus kleidung gesenkt.
Das Wasser kann durch die nächste zu Tage führende Öffnung, bei spielsweise durch nach oben führende Not ausgänge oder dergleichen abgeführt werden.
Die Brunnen für :die Absenkung des Grundwassers können auch von der Ober fläche des Geländes aus abgeteuft werden.
In wasserhaltigem Erdreich wird als Aus kleidung zweckmässig eine wasserdichte Aus kleidung besonderer Art vorgesehen, wie sie in Fig. 18 veranschaulicht ist. Diese Aus kleidung besteht aus einem lediglich in sich standfesten oder nur wenig tragfähigen Man tel a mit einer auf seiner Innenseite aufge tragenen wasserdichten Isolierschicht c und einem in :die Auskleidung :
eingebauten trag festen Mantel aus dem Zweck entsprechend bemessenen Formsteinen b1. Der Mantel a ist von einem tragfesten Eisenbetonschutzmantel d, f' umgeben, welcher den leichten, im we sentlichen nur als Träger der Isolierschicht c dienenden Mantel a vor einer Zerstörung durch äussere Einflüsse wirksam schützt.
Die Herstellung dieser Auskleidung kann in der Weise erfolgen, dass zuerst das Eisengerüst d .des Eisenbetonmantels und innerhalb dieses Gerüstes der Mantel a aufgebaut, darauf der Beton hinter den Mantel a eingebracht, hier auf die Isolierschicht c auf den innern Um fang des Mantels a aufgetragen und alsdann die Auskleidung<I>b</I> in den Mantel<I>a</I> eingebaut wird.
Um Gerüste für .die zum Vordrücken der Vortriebsmesser 2 dienenden hydraulischen Pressen 9 zu ersparen, welche ausserdem den Arbeitsraum innerhalb der Lehrgerüste be engen würden, können die die Vortriebsmes- ser 2 tragenden Lehrgerüste zugleich als Trä ger für die hydraulischen Pressen nutzbar gemacht werden.. Die Fig. 19 bis 23. veran schaulichen diese Ausbildung der Lehr- gerüste. An den innern Flanschen der Lehr bögen 1 führt sich mittelst Rädern 31 das Gestell 30 jeder hydraulischen Presse.
Das Gestell 30 ist in seiner Längsrichtung aus ziehbar gestaltet, indem die beiden Gestell längsträger zweiteilig sind und die einen Teile sich längs den andern verschieben kön nen. Der verschiebbare Teil jedes Längsträ gers ist mit einer Zahnstange 32 (Fig. 20) ausgestattet, mit welcher ein mittelst einer Kurbel 33 drehbares Zahnrad 34 in Eingriff steht; auf diese Weise kann der Abstand der Räder 31 voneinander .so eingestellt wer den, dass sie sich an den innern Rippen der Lehrbögen 1 genau führen.
Quer zur Ebene des Fahrgestelles 30 sind, mittelst Zahnräder 35 getrieben, zwei Träger 36 des zum Vor trieb der Messer 2 dienenden Druckzylinders der hydraulischen Presse 9 beweglich, um diese Presse auf die Höhe der an den Mes sern 2 angeordneten Ansätze 0 zu heben. Nachdem die Presse 9 eines der Messer 2 um eine entsprechende Strecke vorgedrückt hat, wird das Gestell 30 an den Bögen 1 quer zu sich selbst so viel verschoben, .dass die Presse 9 sich gegenüber dem Ansatz 6 des nächsten Messers 2 befindet.
Zu diesem Zweck ist das Gestell 30 mittelst eines Seils 37 'an einer zweiteiligen, ausziehbaren Stütze 38 befestigt (Fig. 19 und 22), zu deren Verlängerung bezw. Verkürzung ein mittelst einer Kurbel 3,9 drehbares Zahnrad 40, welches in eine Verzahnung 41 des einen Stützenteils ein greift, dient. Mit Hilfe dieser Mittel kann die Stütze 39 zwischen zwei an den Lehr bögen 1 befestigten Querstegen 42 einge spannt werden.
Die Stütze 38 trägt eine der Anzahl der an einem Lehrbogen bezw. einem Lehrbob npaar befindlichen Gestelle entspre chende Anzahl von Winden 43, und von jeder dieser Winden ist ein Seil 37 über. an der Stütze 38 angeordnete Leitrollen 44 zu einem der Gestelle 30 geführt. Die äussern Leit- rollen 44 sind auf an der Stütze 38 ange- lenkten Armen 45 abgebracht, deren äussere Enden sich gegen die Vortriebsmesser 2 stüt zen, wie Fig. 19 veranschaulicht.
Zwischen den Armen 45 der Stütze 38 ist ein auszieh bares Gestell 46 in der Umfangsrichtung der Lehrbögen 1 schwenkbar gelagert (Fig. 19 und 23), welches Gestell gleichfalls eine hydraulische Presse 9 trägt, welche .dazu dient, die zwischen den Armen 45 befind lichen Messer 2 nacheinander vorzudrücken, da die Gestelle 30 nur bis an die Arme 45 herangezogen werden können. Ein derartiges Gestell 46 ist ausserdem auch als Träger der Messervortriebspressen bei dem Vortrieb von Tunnels von kleinerem Durchmesser, zum Beispiel von Kanälen, geeignet, und es erüb rigt in diesem Fall die Gestelle 30.
Zum Vorbringen der schweren, zum Ab stützen der Brustmesser 13 dienenden Quer stege 15 ist die in den Fig. 24 und 25 ver anschaulichte Hilfsvorrichtung vorgesehen. Diese besitzt einen mittelst Armen 49 an den Querstegen 15 befestigten Längsträger 50 mit einer auf diesem längsverfahrbaren Lauf katze 51. Für den Fall, dass zwei oder mehr Reihen von Querstegen<B>1</B>5 nebeneinander Verwendung finden sollen, sind die Arme 49 der Querstege 15 in bezug aufeinander so, das heisst in gleicher Höhe an den Stegen 15 und derart einander zugekehrt angeordnet, dass der Träger 50 unmittelbar von den Ar men 49 der einen Stützenreihe auf die Arme 49 der andern Stützenreihe übergeleitet wer den kann.
Die Verwendung der Vorrichtung kann in diesem Pall derart erfolgen, dass ab wechselnd die Querstege 15 der einen Reihe mittelst des an den Querstegen der andern Reihe befestigten Längsträgers 50 vorge bracht und aufgestellt werden, dann der Träger 50 auf diese Querstege übergeleitet und darauf befestigt wird, alsdann die Quer stege der ersteren Reihe vorgebracht und fest gestellt werden und so fort.
Method and device "for driving tunnels and galleries. The invention relates to a method and a device for driving tunnels and galleries.
The drawing illustrates an exemplary embodiment of the device in FIG. 1 in a fragmentary vertical longitudinal section, in FIG. 2 in a cross section according to I -I of FIG. 1, and in FIG. 3 in a horizontal section; 4 to 6 illustrate an embodiment of chest knives;
7 to 12 illustrate various embodiments of the propeller knives, and FIGS. 13 to 17 show means for steering the propeller knives; 18 illustrate an embodiment of a waterproof liner;
19 to 23 illustrate supporting frames for the knife advancing devices, and FIGS. 24 and 25 show a transport device for falsework supports. At the point where the advance of the tunnel or adit is to be started, the soil is removed in a profile that roughly corresponds to the future profile of the route, but so much larger that in the cavity created in this way, teaching arches 1, Fig. 1, set up one behind the other at axial distances and on these instruction sheets for propulsion:
esser 2 can be stored. The jacking knife 2 can, if the earth pressures are low, consist of flat, circular arc-shaped arched and front end blunt pieces of sheet metal or, especially at higher earth pressure, from a U-shaped cross-section having sheet metal pieces, Fig. 2. Depending on the soil condition the propulsion knives form a closed jacket or a jacket that is open at the bottom.
The knives 2 come together laterally in that, as FIG. 2 illustrates, they interlock in the shape of a hook. 7 to 10 illustrate, on a larger scale, four different embodiments of such a knife training.
In the embodiment shown in Fig. 7, one leg 2Y of the knife 2 is bent in a V-shape and its leg, i.e. the leg 2Y of the knife engaged with it, has a sheet metal piece 27 attached to it parallel and at a distance so that the legs 2Z and 2Y form a claw, in whose mouth the V-shaped end of the other leg 2-x engages.
If the leg 2Z, as shown in Fig. 7, detachably attached to the leg 2Y, so the legs of the knife - with removed approach 2z - are placed on each other by mutual approach of the knife in ra dialer direction from the inside out . After the legs 2Z have been fastened to the legs 2Y, the parts 2Y, 2x and 2Z then interlock like a hook, so that the knives cannot separate from one another either in the radial direction or in the circumferential direction.
In the Ausfüh approximate form according to FIGS. 8 and 9, the see angle 2Y of each knife is designed V-shaped. The leg 2A consists of an angled part, a narrower bar 2 "and a wider bar 211, which three parts form a channel. One end can be inserted into the channel of the knife arm adjacent to it by mutual approach of the two knives in the circumferential direction and A slide can be inserted from above.
Who then set the two knives to one another at the angle illustrated in FIG. 9, which corresponds to the angle that the knives assume as they advance on the falsework, and is then on the further leg directed towards the inside of the lining 2Y a bar 2a be strengthened, which, as Fig. 9 shows, engages in the other V-shaped legs 2--, 21o, 211, so the knives are also at a lifting from one another in the radial direction, as in the circumferential direction prevented.
With a waterproof rubber covering 2 '. or the like can countries on the Blechrän, the seal of the sheets against each other are increased. In the event that the knives should only be prevented from lifting from one another in the radial direction, but may have little mobility against each other in the circumferential direction, the embodiment shown in FIG. 10 is sufficient, in which the end of each leg hen with a bead 2 "verses and the one leg of each knife is also designed in a V-shape, so that the leg of the knife adjacent to it,
As in the embodiment according to FIGS. 8 and 9, by mutual approach of the knife in the circumferential direction and by pushing in, the one narrower leg 2x in the direction from the outside to the inside in the V-shaped other leg 2Y can be placed, as in Fig. 10 is indicated by dashed lines.
If the two knives are then pivoted into the angular position shown in FIG. 14, the two legs 2X, 2Y interlock like a hook, so that they are then prevented from lifting from one another in the radial direction. Instead of flanging the hook-like shape of the leg ends can also be gebil det by a longitudinal strip placed on the leg ends.
Within the cavity enclosed by the knives 2, the lining 3 of the route is built up, FIGS. 1 to 3, and in the remaining between the lining 3 and the soil 4. Cavity a backfill 5 is introduced, which can consist of Be ton, but optionally also from Festgestopf tem small impact and fills the entire ge space between the lining 3 and the ground. The rear end of the knife 2 is mounted on the respective end of the lining 3 in the backfill 5.
The rear end of the knife 2 (FIG. 1) can be box-shaped at the back and the box-shaped cavity 2 of the knife 2 is then likewise filled with the compound forming the backstuff. Each of the knives 2 has one or more interchangeable lugs 6, and between these lugs and the front end of the box-shaped part of the knives, the means for pushing the knives forward is attached.
This means can consist, for example, of one or more manually or mechanically operable pumps 7, from which a line 8 leads to one or more hydraulic cylinders 9 inserted between the lugs 6 and the rear end of the knife 2 .
If the presses 9 are operated by means of the pumps 7, the Mes ser 2 in Fig. 1 are pushed to the right against the soil to be brought in and the mass located in the rear box-shaped part of the knife backwards into the space between the soil and the lining 3 pressed in, so that the space occupied by the advancing knife is completely filled. However, as shown in FIGS. 11 and 12, the front part of the knife 2 can also be box-shaped, for the purpose of placing on the bottom 2k of this box,
after the soil that has penetrated into the box during the knife advance has been removed, a measuring device serving to determine the knife position can be attached. If it turns out that a knife in its propulsion from the desired;
Direction has deviated, the knives can be brought back into the correct term by the means shown in FIGS. 13 to 17 in their further advance by the Mes ser 2 at the front with a head piece 10 'with an outwardly facing inclined surface (Fig. 13), if the knife 2 are to be deflected inward during their advance, and with a head piece with an inclined surface facing downwards (Fig. 14), if the knife 2 are to be deflected outward should len.
To deflect the knives in the sideways direction, the knives are to be equipped with a replaceable head piece with an inclined rib 10 "(FIGS. 16 and 17).
In the embodiment of FIG. 1 auxiliary knives 10 are arranged under the jacking knives 2, which are mounted on the teaching sheets 1 and the jacking knife 2 carry. These auxiliary knives 10 are intended to be used where the soil into which the route is to be driven is very fragile, for example consisting of rubble. The auxiliary knives 10 butt against each other laterally, without engaging one another like the knives 2, so that they are guided only on the main knives 2 during the advance.
These auxiliary knives 10 are first driven into the ground, then, as shown in FIG. 1, the soil e immediately below them is cleared so far that the front end of the auxiliary knife 10 can be supported by one or more supports 11. The propulsion knives 2 are then driven, with the auxiliary knives 10 now serving as guides for the knives 2. By means of this auxiliary knife, a deflection of the Vortriebsmes.ser 2 from their direction can now also be effected by the auxiliary knives an inward or inward direction. outward facing bevel is given.
If * the auxiliary knife 10, as shown in Fig. 1 and 13, have an outwardly facing inclined surface, they strive to .bis to the front end of the Mes ser 2, before their union with the latter to deviate inwards. To avoid this, as shown in Fig. 13, a head piece 12 with opposite, so outwardly facing inclined surface is loosely set in front of each 1: Tilfs- meter 10, up to the connection of the auxiliary knife with the jacking knife 2, and this attachment presses the auxiliary knife 10 in this before drove against the advance knife 2.
As soon as the auxiliary knives have reached the front end of the jacking knives 2, the attachment 12 automatically detaches itself from the relevant auxiliary knife 10 by being deflected outwards into the ground by its inclined surface, FIG. 13 Connection of the auxiliary knife and the propulsion knife 2 to one another, the outwardly facing inclined surface of the auxiliary knife 10 to the effect, this and with them the propulsion knife 2 deflecting inward during the further advance.
While in a straight line the use of outside circular arcs is most appropriate because the cylinder shape of the knife is the most space-saving and most pressure-resistant, when driving the route in curves, the use of outside polygonal teaching arcs is advantageous; because with polygonal, for example square, teaching bows, all of the jacking plates belonging to a flat knife surface are to be curved according to a uniform shape, while a large number of different shapes of the driving plates are required for an arched teaching bend.
In this case, the outwardly deflected knives 2, as illustrated in FIG. 18, are left in the ground and, as before, built up and driven in front of these knives on the falsework 1 knife 2b of a different profile. To adjust the knife in the desired direction, auxiliary knives 10 'provided with inclined surfaces are used, which can be left in the ground when the direction changes again. Under half the deflected knives and under their protection, knives with a different profile, as before, can be built and so on.
In front of the foremost arch 1, as FIG. 1 illustrates, the chest knives 13 are set up, which .sicher the respective face of the earth. As a breast knife the NEN angular cross-section, overlapping sheet metal pieces like scales;
the knife 13 can. like Fi-c. 5 illustrated light, be equipped with a ge by a U-iron piece formed approach 13 ', with which they engage like a hook in an approach 13 "of the next higher chest knife, so that the chest knives hang like a hook and the respective knife driven into the ground by the overlying knives is prevented from slipping into the ground.
The chest knives 13 are supported by supports 14 (FIG. 3) against one or more of the teaching sheets 1 and middle supports 14 'against a transverse web 15 removably attached to the clothing' (FIGS. 2 and 3).
Since now in the time during which the lining 3 is being grown, the teaching sheets 1 supporting themselves against the face of this lining are lost their support, and since the latter also have to be advanced from time to time, are outside or in place of the Supports 14, as shown in FIG. 4, supports 16 are provided, which attach themselves against detachable brackets 17 (FIG. 6) attached to the Mes 2 fastened brackets.
The soil e located in front of the chest knives 13 is extracted progressively from top to bottom and one knife 13 after the other is likewise advanced from top to bottom and supported in the manner indicated. If the soil is very flexible, such as flowing sand or layers of gravel,
It is therefore recommended that the soil in front of the breast knives and also the respective outside of the front knives 2 and 10 be partially consolidated beforehand in the form of a thin wall. Such a solidification of the soil can take place by means of the chest knives into the respective pipes 18 propelled in front of this existing soil (Fig. 1), through which a physically or chemically acting binding agent is pressed into the soil in an appropriate amount so that. ss this ties off at the front end of the tubes 18 in the form of a wall.
If, in addition to the tubes 18, tubes 18 'are also driven obliquely outwards, and also pressed into the soil by these binders, the soil solidifies, as shown in FIG. 1, in the form of a cylindrical, front through a soil 19 "closed jacket 19 '. For the production of such a solidified hollow body 19, 19', 19" it is advisable to use instantly binding agents, such as silicic acid-containing substances and soluble salts or acids that are brought into contact with one another - work can continue uninterrupted and the binding agent does not run into the ground.
If the soil is under very high soil or water pressure, it is recommended to also consolidate the soil e remaining within the respective hollow body 19, 19 ', 19 ". However, a slower and cheaper soil can be used for consolidation Binding agents, for example cement milk, are used, which is pressed into the soil e through one or more upper pipes 18a (FIG. 1), and: any water in the soil e is drained off through one or more lower pipes 18b;
If cement milk emerges from the tubes 18b, this process is finished, and after the like b has also set, it can be removed and the chest knives 13 can be brought forward from top to bottom as before.
In cases where a soil that is not as flexible as flowing sand is to be penetrated, but instead, for example, drifting sand or pure layers of gravel, which are particularly nachgie big when they are under high soil pressure, it is sufficient, as shown in FIG Clearly, a part of the earth e1 located at a distance in front of the respective face 13, which carries one or more upper drive cutters 2, is to be solidified by the physical or chemical means.
In this case, the solidified, segment-shaped, upper part 19g of the earth provides the jacking knives 2 with a sufficiently firm support to prevent lowering of the upper knives under the earth pressure while the upper part of the face is being advanced.
In order to lower the groundwater below the level of the respective construction site, as in FIG. illustrates, in the earth masses to be mined e depending on: the nature: the same a pipe or a tunnel r each driven for several meters. A pipe is used for broken soil and a tunnel is used for solid soil. Since the tunnel lies within the earth to be excavated, this advance is already part of the tunnel advance. The pipe advance can be carried out mechanically, hydraulically or pneumatically, depending on the power sources available.
When a pipe is driven, the soil in it is removed and 2 to 3 filter wells are set to about 1 to 1? Meters deep, depending on the groundwater conditions. If the ground is broken, the wells are provided with a permeable lining, which can consist, for example, of bus irons through broken pipe sections g1 or the like. By sucking the groundwater out of the well g and the pipe or the tunnel -r by means of a pipe <I> f </I>: the groundwater is pumped out and lowered below the bottom of the lining to be brought in.
The water can be discharged through the next opening leading to the day, for example through upward emergency exits or the like.
The wells for: lowering the groundwater can also be sunk from the surface of the site.
In water-containing soil, a waterproof special type of clothing is expediently provided as clothing, as illustrated in FIG. 18. This lining consists of a mantle a that is only stable in itself or has little load-bearing capacity, with a waterproof insulation layer c applied to its inside and one in: the lining:
built-in load-bearing solid coat from the purpose appropriately sized shaped stones b1. The jacket a is surrounded by a stable reinforced concrete protective jacket d, f ', which effectively protects the lightweight jacket a, which is essentially only used as a carrier for the insulating layer c, from being destroyed by external influences.
The production of this lining can be done in such a way that first the iron framework d .des reinforced concrete shell and within this framework the shell a is built, then the concrete is placed behind the shell a, here applied to the insulating layer c on the inner circumference of the shell a and then the lining <I> b </I> is built into the jacket <I> a </I>.
In order to spare scaffolding for the hydraulic presses 9 used to advance the jacking knives 2, which would also restrict the working space within the falsework, the falsework carrying the jacking knives 2 can also be used as carriers for the hydraulic presses. FIGS. 19 to 23 illustrate this design of the falsework. On the inner flanges of the teaching arcs 1, the frame 30 of each hydraulic press is guided by means of wheels 31.
The frame 30 is designed to be pulled out in its longitudinal direction by the two frame side members are in two parts and the one parts can move along the other NEN. The displaceable part of each Längsträ gers is equipped with a rack 32 (Fig. 20) with which a gear 34 rotatable by means of a crank 33 is in engagement; In this way, the spacing of the wheels 31 from one another can be adjusted so that they are guided precisely on the inner ribs of the teaching sheets 1.
Transversely to the plane of the chassis 30 are, by means of gears 35 driven, two carriers 36 of the pressure cylinder of the hydraulic press 9, which is used to drive the knife 2, to raise this press to the level of the approaches 0 arranged on the knife 2. After the press 9 has pushed one of the knives 2 forward by a corresponding distance, the frame 30 is displaced on the arches 1 transversely to itself so much that the press 9 is located opposite the shoulder 6 of the next knife 2.
For this purpose, the frame 30 is attached to a two-part, extendable support 38 by means of a rope 37 '(FIGS. 19 and 22). Shortening a gear 40 rotatable by means of a crank 3.9, which engages in a toothing 41 of a support part, is used. With the help of this means, the support 39 can be clamped between two arches 1 attached to the crossbars 42 is.
The support 38 carries one of the number of BEZW on a teaching arc. a Lehrbob npaar located racks corre sponding number of winches 43, and each of these winches is a rope 37 over. Guide rollers 44 arranged on the support 38 are guided to one of the frames 30. The outer guide rollers 44 are attached to arms 45 articulated on the support 38, the outer ends of which are supported against the advance knives 2, as FIG. 19 illustrates.
Between the arms 45 of the support 38 an extendable frame 46 is pivotably mounted in the circumferential direction of the teaching sheets 1 (FIGS. 19 and 23), which frame also carries a hydraulic press 9, which serves To push knife 2 one after the other, since the frames 30 can only be pulled up to the arms 45. Such a frame 46 is also suitable as a carrier for the knife advancing presses when driving tunnels of smaller diameter, for example channels, and in this case it eliminates the need for frames 30.
To bring the heavy, from supporting the chest knife 13 serving cross webs 15 is provided in FIGS. 24 and 25 ver illustrative auxiliary device. This has a longitudinal support 50 fastened to the transverse webs 15 by means of arms 49 with a trolley 51 which can be moved longitudinally on this. In the event that two or more rows of transverse webs <B> 1 </B> 5 are to be used next to one another, the arms are 49 of the transverse webs 15 in relation to one another, that is to say at the same height on the webs 15 and facing one another in such a way that the carrier 50 can be transferred directly from the arms 49 of one row of supports to the arms 49 of the other row of supports.
The device can be used in this pallet in such a way that, alternately, the transverse webs 15 of one row are brought forward and set up by means of the longitudinal support 50 attached to the transverse webs of the other row, then the support 50 is transferred to these transverse webs and attached to them then the transverse webs of the first row are brought forward and fixed, and so on.