DE1205576B

DE1205576B - Verfahren und Vorrichtung zum mechanischen Abbau der Ortsbrust bei in Schildbauweiseoder im Rohrdurchpressverfahren aufzufahrenden Tunneln oder Stollen

Info

Publication number: DE1205576B
Application number: DEW34204A
Authority: DE
Original assignee: Wayss and Freytag AG
Current assignee: Wayss and Freytag AG
Priority date: 1963-03-30
Filing date: 1963-03-30
Publication date: 1965-11-25

Description

Verfahren und Vorrichtung zum mechanischen Abbau der Ortsbrust bei in Schildbauweise oder im Rohrdurchpreßverfahren aufzufahrenden Tunneln oder Stollen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mechanischen Abbau der Ortsbrust bei in Schildbauweise oder im Rohrdurchpreßverfahren aufzufahrenden Tunneln oder Stollen unter Verwendung eines Schildes, der an seiner der Ortsbrust zugewandten Seite durch mit Schneiden versehene Zwischenbühnen in mehrere Gefache unterteilt ist, in denen vom zurückliegenden Schildraum her geführte, motorisch angetriebene Abbauwerkzeuge arbeiten. Sie betrifft ferner einen Schild, der zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.
Einerseits sind für den Vortrieb in Schwimmsand Verfahren und Schilde bekannt, bei denen im vorderen Schildteil durch waagerechte, mit Schneiden versehene Zwischenbühnen Gefache gebildet sind, in welche das Erdreich unter natürlichem Böschungswinkel eindringt und dann entsprechend dem Vortriebsmaß über die Hinterkanten der Zwischenbühnen abrutscht. Weiterhin ist die Anwendung handbetätigter oder auch motorisch angetriebener Abbauwerkzeuge in Verbindung mit dem Abbau der Ortsbrust in einzelnen Gefachen bekannt. Nach diesem bekannten Verfahren wird aber derjenige Teil der Ortsbrust, der nicht abgebaut wird, durch einen senkrechten Verbau gestützt. Im Verlauf des Vortriebs müssen diese Verbautafeln, sogenannte Kippblenden, je nach Arbeitsfortschritt mit großer Sorgfalt laufend ein- und ausgebaut werden, wodurch erhebliche Arbeitskraft benötigt und der Vortrieb verzögert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese laufenden Verbauarbeiten auch beim Durchfahren der verschiedensten Bodenschichten überflüssig zu machen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abbauwerkzeuge bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art so geführt werden, daß sie innerhalb der Gefache das beim Vortreiben des Schildes eingedrungene Erdmaterial bis zu der vordersten, durch die Schild- und Zwischenbühnenschneiden bestimmten natürlichen Böschung lösen und aus den Gefachen fördern, wonach es in den unteren Teil des Schildes fällt. Außer dem genannten Effekt des Wegfalls von Verbauarbeiten wird damit weiter erreicht, daß kein Bodenmaterial aus der First vor dem Schild nachrutscht, wodurch ein überprofil entstehen würde, was zu Setzungen der unterfahrenen Bauwerke und zu unerwünschten Spannungsumlagerungen im Tunnelbauwerk führen würde. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß die natürliche Böschung nicht angegriffen wird.
Es sind weiterhin Abbauwerkzeuge bekannt, die unmittelbar hinter den Schildgefachen angeordnet sind und die bei Vorhandensein von bindigem Boden das aus den Schildgefachen beim Vortrieb nach hinten austretende Erdmaterial in dünne Scheiben schneiden. Wenn aber die Schildgefache mit Boden voll gefüllt sind, wird die erforderliche Kraft zum Vortreiben des Schildes sehr groß, was bei dem Abbauverfahren nach der Erfindung nicht der Fall ist.
Mit besonderem Vorteil werden zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung Abbauwerkzeuge verwendet, dei aus Walzen bestehen, die an ihrem Umfang mit Kratzerzähnen bestückt sind und die um quer zur Schildlängsachse und etwa parallel zu den Zwischenbühnen verlaufende Achsen rotieren.
Da das abgebaute Erdmaterial in der Regel durch ein in Schildmitte liegendes Fördermittel abtransportiert wird, ist es wünschenswert, das Erdmaterial bereits beim Abbau möglichst zur Schildmitte hin zu bewegen. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäß die Kratzerzähne so geformt, daß ihre zur Schildmitte weisenden Seitenflächen auf einer ideellen Schraubenfläche liegen, und wird die Drehrichtung der Walzen so gewählt, daß die Kratzerzähne das gelöste Erdmaterial zur Schildmitte drängen.
Bei geeignetem Bodenmaterial können als Abbauwerkzeuge an Stelle der mit Kratzerzähnen bestückten Walzen auch Schnecken dienen, die um quer zur Schildlängsachse und etwa parallel zu den Zwischenbühnen verlaufende Achsen rotieren und deren Drehrichtung so gewählt ist, daß sie das gelöste Erdmaterial zur Schildmitte fördern.
Der Schild nach der Erfindung soll für das Auffahren von Tunneln und Stollen auch in stark wechselnden Bodenschichten geeignet sein. Es muß deshalb berücksichtigt werden, daß sich einerseits bei wechselnden Bodenschichten der natürliche Böschungswinkel laufend ändert und daß andererseits die natürliche Böschung in den Schildgefachen nicht angegriffen werden darf, um ein Nachrutschen des vor und über dem Schild ruhenden Bodens zu vermeiden. Im Hinblick hierauf werden erfindungsgemäß entweder die Zwischenbühnen nach hinten durch ausziehbare Plattformen verlängerbar gemacht, oder es werden an den hinteren Kanten der Zwischenbühnen Klappen angelenkt, die in verschiedenen, nach oben gerichteten Lagen feststellbar sind.
Im vorliegenden Zusammenhang ist der beim Rohrdurchpreßverfahren zur Verwendung kommende erste Rohrschuß, der durch Zwischenbühnen in mehrere Gefache unterteilt ist, ebenfalls als Schild bezeichnet worden.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Schild, F i g. 2 einen Horizontalschnitt durch den Schild nach F i g. 1, F i g. 3 einen Vertikalschnitt durch einen anderen Schild beim Arbeiten in wassergefülltem Gebirge, F i g. 4 eine Anordnung von zwei als Abbauwerkzeuge dienenden Walzen, die mit Kratzerzähnen bestückt sind, und F i g. 5 eine als Abbauwerkzeug dienende Schnecke. In den F i g. 1 und 2 ist mit 1 der Mantel des Vortriebsschildes bezeichnet. Der Schild stützt sich beim Vortrieb gegen die bereits fertiggestellte, aus Tübbings aufgebaute Tunnelauskleidung 2 ab. Im vorderen Schildteil sind Zwischenbühnen 3 zum Abfangen des Gebirges an Stelle eines vertikalen Brustverbaues angeordnet. Die als Abbauwerkzeuge dienenden Walzen, die mit Kratzerzähnen bestückt sind, sind mit 4 bezeichnet. Sie werden durch einen hydraulischen oder Druckluftmotor 5 angetrieben und sind über die Halteschienen 6 und die Führungsstangen 7 in Kugelbuchsen 8 in vertikaler Richtung schwenkbar gelagert und können in horizontaler Richtung vor- und zurückgeschoben werden. Die Gegengewichte 9 sind -mit je einem Griff versehen, mit dem die Abbauwerkzeuge in die durch die Zwischenbühnen 3 gebildeten Gefache dirigiert werden. Der Mittelteil des Bodens der Schildschneide ist eben ausgebildet und bildet eine Rinne 10, in der ein Förderband 11 das abgebaute Erdmaterial aufnimmt und zur Verladung bringt. Die Zwischenbühnen 3 sind zwecks Anpassung an verschiedene Böschungswinkel durch ausziehbare Plattformen 12 nach hinten verlängerbar oder werden an ihren hinteren Kanten mit Klappen 13 versehen, die in verschiedenen, nach oben gerichteten Lagen feststellbar sind.
Die F i g. 3 zeigt eine Anordnung für den Fall, daß die Arbeit im wassergefüllten Gebirge vor sich geht. Es wird dann die Arbeitskammer durch die Wand 14 geschlossen, durch welche die Führungsstangen 7 mit Hilfe der Kugelbuchsen 8 wasserdicht hindurchgeführt sind. Das abgebaute Erdmaterial wird hier durch die Schnecke 15 in einen oben offenen Behälter 16 gefördert, dessen Wasserspiegel durch Druckluft gehalten wird. Aus diesem Behälter 16 wird das Erdmaterial mit der Eimerleiter 17 zur Aufgabe auf das Förderband 11 gebracht.
In der F i g. 3 ist außerdem eine Ausführungsart der Lagerung und Führung des Abbauwerkzeugs dargestellt, bei der auf Handbedienung vollständig verzichtet wurde. Mit 18 ist eine seitlich angeordnete Kulissenführung bezeichnet, die um das Gelenk 19 schwenkbar ist und in der das Gestänge 20 des Abbauwerkzeugs vor- und zurückgeschoben werden kann. Das Heben und Senken der Kulissenführung erfolgt durch die hydraulische Presse 21, die an der Schildwand gelenkig gelagert ist. Die Steuerung erfolgt vom Stolleninnern her, so daß es auf diese Weise möglich ist, auf Durchbrüche in der Wand 14 für Kugelbuchsen zu verzichten.
In der F i g. 4 sind zwei als Abbauwerkzeuge dienende Walzen 4 dargestellt, die an ihrem Umfang mit Kratzerzähnen bestückt sind, deren zur Schildmitte weisende Seitenflächen auf einer ideellen Schraubenfläche liegen.
In der F i g. 5 ist als Abbauwerkzeug eine Schneid-und Transportschnecke dargestellt, die für den Vortrieb in rolligem Boden geeignet ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum mechanischen Abbau der Ortsbrust bei in Schildbauweise oder im Rohrdurchpreßverfahren aufzufahrenden Tunneln oder Stollen unter Verwendung eines Schildes, der an seiner der Ortsbrust zugewandten Seite durch mit Schneiden versehene Zwischenbühnen in mehrere Gefache unterteilt ist, in denen vom zurückliegenden Schildraum her geführte, motorisch angetriebene Abbauwerkzeuge arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbauwerkzeuge so geführt werden, daß sie innerhalb der Gefache das beim Vortreiben des Schildes eingedrungene Erdmaterial bis zu der vordersten durch die Schild- und Zwischenbühnenschneiden bestimmten natürlichen Böschung lösen und aus den Gefachen fördern, wonach es in den unteren Teil des Schildes fällt.
2. Schild zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, daß als Abbauwerkzeuge an ihrem Umfang mit Kratzerzähnen bestückte Walzen (4) dienen, die um quer zur Schildlängsachse und etwa parallel zu den Zwischenbühnen (3) verlaufende Achsen rotieren.
3. Schild nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Schildmitte weisenden Seitenflächen der Kratzerzähne auf einer ideellen Schraubenfläche liegen und die Drehrichtung der Walzen (4) so gewählt ist, daß die Kratzerzähne das gelöste Erdmaterial zur Schildmitte drängen.
4. Schild zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abbauwerkzeuge Schnecken dienen, die um quer zurSchildlängsachse undetwa parallel zu den Zwischenbühnen (3) verlaufende Achsen rotieren und deren Drehrichtung so gewählt ist, daß sie das gelöste Erdmaterial zur Schildmitte fördern.
5. Schild nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbühnen (3) nach hinten durch ausziehbare Plattformen (12) verlängerbar sind.
6. Schild nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den hinteren Kanten der Zwischenbühnen (3) Klappen (13) angelenkt sind; die in verschiedenen nach oben gerichteten Lagen feststellbar .sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 64 335, 93 519, 620 827; USA.-Patentschrift Nr. 745 954; »Stuva-Nachrichten«, 1962, Heft 4, S. 5, 5 a und 6; A. Haag, »Grundzüge des Unterwassertunnelbaues«, Berlin, 1916, S. 10.