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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schildvortriebsmaschine zum Vortreiben eines Tunnels, mit einem Bohrkopf und wenigstens einer weiteren Bohrvorrichtung für das Herstellen von spitzwin- kelig zur Tunnelachse verlaufenden Bohrungen, mit einer Bohrführung zum Führen des Bohrwerk- zeuges.
Aus der EP-B1 268 568 ist es bereits bekannt geworden, ausgehend von einer Stelle hinter der Ortsbrust spitzwinkelig zur Tunnelachse verlaufende Bohrungen vorzutreiben, um auf diese Weise eine sogenannte Vorfeldinjektion durchführen zu können. Mit Sondierbohrungen während des Tun- nelvortriebes wird die Voraussetzung geschaffen, in der Folge Injektionen zur Sicherung bzw.
Abdichtung der Tunnelwand bis in den Bereich vor der Ortsbrust vorzutreiben, sodass die Betriebs- sicherheit während des Vortriebes erhöht wird. Die bekannte Bohrvorrichtung ist hinter der Tunnel- vortriebsmaschine auf einem gesonderten Manipulator angeordnet, wobei eine Bohrstangen- führung vorgesehen ist, welche mit der Bohrlafette verbunden ist. Die Bohrstangenführung kann an Teilen der Schildvortriebsmaschine abgestützt werden.
Aus der DE-A1 37 15 721 ist es bekannt geworden, insbesondere bei im Überschnitt fahrenden Schildvortriebsmaschinen eine Abdichtung der Abbaukammer gegen gefährliche Druckluftverluste durch Einspritzen einer sich verfestigenden Dichtungsmasse unter Ausbildung eines Abdichtungs- wulstes zu erreichen. Bei dieser bekannten Ausbildung sind im Bereich des Schildes Zuführungs- rohre für das Einpressen der Abdichtungsmasse vorgesehen.
Die Erfindung zielt nun darauf ab eine Schildvortriebsmaschine mit einer Sondierbohrvor- richtung zu schaffen, mit welcher in einfacher Weise eine exakte Führung der Bohrung bis weit vor die Ortsbrust ermöglicht wird, und bei welcher bestehende Einrichtungen, wie sie im Zusammen- hang einer Schildvortriebsmaschine und mit dem Ausbau der Tunnelröhre vorhanden sind, für die Zwecke der Sondierbohrungen mit herangezogen werden können. Insbesondere soll unmittelbar hinter dem Bohrkopf eine Vorfeldinjektion durchgeführt werden können, welche bei kurzen Bohr- längen vorauseilende Gebirgsverfestigung sicherstellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemässe Schildvortriebsmaschine im wesentlichen darin, dass die Bohrführung von mit dem Schild starr verbundenen, am Schildmantel aussen mündenden Bohrführungsrohren gebildet ist, an welchen Rohren eine Bohrschleuse lösbar festlegbar ist und dass die Bohrvorrichtung an einem Teil eines Erektors für die Manipulation und das Setzen von Ausbauelementen um wenigstens zwei Achsen schwenkbar angelenkt und abgestützt ist. Dadurch, dass das Schild bereits mit der Bohrführung ausgestattet ist, kann in einem nahe der Ortsbrust gelegenen Bereich unmittelbar eine vorauseilende Bohrung gesetzt werden, wobei allerdings ein hohes Mass an Justierbarkeit für die verwendete Bohrvorrichtung Voraussetzung ist.
Dadurch, dass nun die Bohr- vorrichtung an einem Teil eines Erektors für die Manipulation und das Setzen von Ausbau- elementen um wenigstens zwei Achsen schwenkbar angelenkt und abgestützt ist, gelingt es, gemeinsam mit der stabilen und nahe der Ortsbrust befindlichen Bohrführung eine exakte Zentrierung der Bohrung relativ zur Bohrführung zu gewährleisten, und es kann mit relativ kurzen Bohrungen bzw. Bohrlängen eine vorauseilende Gebirgsverfestigung sichergestellt werden.
Dadurch, dass nun an derartig am Schildmantel aussen mündenden Bohrführungsrohren eine Bohr- schleuse lösbar festgelegt ist, lässt sich durch Abnahme der Bohrschleuse die Bohrführung auch für andere Zwecke, beispielsweise für das Einpressen von Injektionsmaterial heranziehen, wofür es genügt, lediglich Modifikationen im Bereich der abnehmbaren Bohrschleuse durch Ansetzten eines entsprechenden Injektionsmundstückes od. dgl. vorzunehmen. Mit Vorteil ist die Ausbildung hiebei so getroffen, dass die Bohrschleuse verschliessbar ausgebildet und/oder gegen ein Injektionsmund- stück austauschbar mit dem Bohrführungsrohr verbunden ist.
Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemässen Schildvortriebsmaschine ist die Ausbildung so getroffen, dass die Bohrvorrichtung an einem Erektorjoch angelenkt ist, welches in radialer Richtung ausfahrbar und um die Tunnelachse schwenkbar mit der Vortriebsmaschine verbunden ist. Durch die um wenigstens zwei Achsen schwenkbare Anlenkung der Bohrvorrichtung an einem derartigen in radialer Richtung ausfahrbaren und um die Tunnelachse schwenkbaren Erektorjoch wird mit dem Manipulator bzw. dem Erektor unmittelbar eine Justierbarkeit gewähr- leistet, welche eine exakte zentrische Bohrung relativ zur vorgegebenen Bohrführung ermöglicht.
Da die Bohrführung nun nicht mit der Bohrlafette verbunden ist sondern im Schild integriert ist, lässt sich die Bohrung näher der Ortsbrust setzen als mit bekannten Einrichtungen. Eine exakte Justie- rung wird hiebei auch dadurch sichergestellt, dass die Bohrvorrichtung um zwei einander kreu-
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zende, in einer zur Ebene der Ortsbrust parallelen Ebene liegende Achsen schwenkbar mit dem Erektorjoch verbunden ist, wobei gemeinsam mit der Verlagerung des Erektorjoches in radialer Richtung und mit der Schwenkbarkeit des Erektors um die Tunnelachse beliebige Anstellwinkel erzielbar werden und damit eine exakte Zentrierung zur vorgegebenen Achse der Bohrführung ermöglicht wird.
Mit Vorteil ist die Ausbildung hiebei so getroffen, dass das Erektorjoch in einer zur Ortsbrust im wesentlichen parallelen Ebene ausfahrbar und relativ zu dieser Ebene schwenk- und justierbar angeordnet ist, wodurch die Einstellbarkeit der Position der Bohrstangen noch weiter verbessert wird.
Durch die in die Schildstruktur der Tunnelvortriebsmaschine integrierten Bohrführungsrohre und die am hinteren Ende dieser Bohrführungsrohre angeschlossene Bohrschleuse wird, wie bereits eingangs erwähnt, die Möglichkeit geschaffen, durch Austausch der Bohrschleuse durch andere Bohrteile die Bohrführungsrohre auch für andere Zwecke zu verwenden und insbesondere Injektionen über die Bohrführungsrohre hindurch vorzunehmen Die Bohrführungsrohre selbst beeinträchtigen hiebei in keiner Weise die Stabilität des Schildes, sodass die statische Tragfähigkeit der Schildkonstruktion in keiner Weise leidet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schild- vortriebsmaschine mit der erfindungsgemässen Bohrführung und einem Erektor für die Manipulation von Ausbauelementen; Fig. 2 eine vergrösserte Ansicht im Sinne des Pfeiles ll der Fig. 1 auf das Erektorjoch des Erektors nach Fig.1 teilweise im Schnitt und Fig.3 eine Draufsicht im Sinne des Pfeiles lll der Fig. 2 auf das Erektorjoch.
In Fig. 1 ist eine Schildvortriebsmaschine 1 dargestellt, deren Schild 2 Bohrführungen 3 in Form eines Rohres aufweist, welches an der Aussenseite des Schildes mündet. Das Bohrführungsrohr ist über eine Flanschverbindung 4 mit einer Bohrschleuse 5 verbunden, wobei diese Bohrschleuse 5 abnehmbar ist. Der Bohrkopf ist schematisch mit 6 angedeutet, und es handelt sich bei der Darstellung nach Fig. 1 um einen Vollschnitthartgesteinsbohrkopf, welcher um eine Rotationsaches 7, welche im wesentlichen der Tunnellängsachse entspricht, rotierbar angetrieben ist. Hinter dem Schild 2 ist ein Erektor 8 ersichtlich, welcher im Sinne des Doppelpfeiles 9 in Schildvortriebs- maschinenlängsrichtung verschiebbar ist.
Mit dem Erektorjoch 10 eines derartigen Erektors ist eine Bohrlafette 11 verbunden, wobei die Bohrvorrichtung um eine Achse 12 in Richtung des Doppel- pfeiles 13 in Höhenrichtung schwenkbar ist. Der Schwenkantrieb ist durch ein hydraulisches Zylin- derkolbenaggregat 14 angedeutet.
Das Erektorjoch 10 ist durch hydraulische Zylinderkolbenaggregate 15 in radialer Richtung im Sinne des Doppelpfeiles 16 zur Tunnelwand hin verfahrbar, wobei der gesamte Erektor im Sinne des Doppelpfeiles 17 um die Maschinenlängsachse 7 rotierbar gelagert ist. Durch Verstellen des Erektors im Sinne des Doppelpfeiles 16 bzw. Verschwenken des Erektors im Sinne des Doppel- pfeiles 17 lässt sich die Bohreinrichtung 11 relativ zur Bohrschleuse 5 vorjustieren, wobei die Ver- stellbarkeit des Erektors im Sinne des Doppelpfeiles 9 in Schildvortriebsmaschinenlängsrichtung eine zusätzliche Einstellmöglichkeit bietet.
Um nun die Bohrvorrichtung relativ zu einer vorgegebenen Orientierung eines Bohrführungs- rohres exakt positionieren zu können, sind weitere Einstellmöglichkeiten gegeben, wie sie bei der Darstellung in den Fig. 2 und 3 verdeutlicht sind. Bei der Darstellung nach Fig. 2 und 3 ist lediglich das Erektorjoch 10 vergrössert dargestellt, welches durch die hydraulischen Zylinderkolbenaggrega- te 15 und die Verdrehung um die Schildvortriebsmaschinenlängsachse 7 im wesentlichen in einer Ebene bewegt werden kann, welche zur Ortsbrust 18 parallel ist.
Das Erektorjoch 10 wird, wie in Fig. 2 dargestellt, im Sinne der Pfeile 19 radial in einer zur Orts- brust 18 im wesentlichen parallelen Ebene verstellt, wobei die Lageraugen 20 die Angriffsstellen für die hydraulischen Zylinderkolbenaggregate 15 darstellen.
Am Erektorjoch ist mit 21 schematisch eine Greifer- bzw. Manipulatoreinrichtung ersichtlich, mit welcher eine drehsichere Lagefixierung von Ausbauelementen ermöglicht wird, und auf diese Weise ein Ausbau der Strecke erfolgen kann. Am Erektorjoch 10 ist weiters um eine Achse 22 schwenkbar die Bohrvorrichtung 11 abgestützt, wobei eine weitere Verschwenkbarkeit um die Achse 12 möglich ist. Die Verschwenkung erfolgt relativ zu einer Grundplatte 24 und die Schwenk- achsen 22 und 12 liegen im wesentlichen parallel zur radialen Ebene, in welcher der Erektor verschieblich ist und schneiden einander etwa rechtwinkelig.
Bedingt durch diese zusätzliche
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Schwenkbarkeit um die Achsen 22 und 12 im Sinne der Doppelpfeile 23 bzw. 13, wobei ein Dreh- lager schematisch mit 25 angedeutet ist, wird eine weitere Feinjustierung der Sondierbohrvor- richtung ermöglicht. Die Verschwenkung um die Achse 12 erfolgt hiebei durch ein schematisch mit 14 angedeutetes Zylinderkolbenaggregat.
Bei der Darstellung nach Fig.3 ist die Tübbinggreifeinrichtung 21 in der Draufsicht dargestellt und es ist wiederum die Schwenkachse 22 ersichtlich, um weiche die Bohrvorrichtung schwenkbar an der Grundplatte 24 angelenkt ist. Der Schwenkantrieb wird hier von einer schematisch mit 27 angedeuteten Schwenkeinrichtung bewirkt.
Die Tübbinggreifeinrichtung 21 ist zusätzlich relativ um die Achse 22 des Erektorjoches anstell- bar, wofür ein hydraulisches Zylinderkolbenaggregat 29 vorgesehen ist, welches eine Verschwen- kung der Tübbinggreifeinrichtung im Sinne des Doppelpfeiles 30 ermöglicht. Durch diese weitere Schwenkbarkeit kann insgesamt eine weitere Positionierung der Sondierbohreinrichtung relativ zu dem in Fig. 1 dargestellten Bohrführungsrohr gewährleistet werden. Durch die in die Schild- konstruktion integrierten Bohrführungsrohre können die Sondierungsbohrungen unmittelbar hinter dem Bohrkopf 6 und nahe der Ortsbrust 18 angesetzt werden, worauf mit geringer Bohrlänge eine Vorortsicherung des Gebirges ermöglicht wird.
Der Erektor, und insbesondere das Erektorjoch, erlaubt aufgrund seiner eigenen Verstellbarkeit und den zusätzlich vorgesehenen Schwenkachsen eine einfache Manipulation der Tübbinge und der Bohrvorrichtungen, wobei die zusätzlichen Einstellbarkeiten der Bohrvorrichtung ein genaues zentnsches Führen der Bohrstange in den Bohrführungsrohren ermöglichen. Diese exakte Zentrie- rung wird insbesondere durch die Verschwenkbarkeit um die Achsen 22 und 12, wie sie in Fig.2 ersichtlich ist, gewährleistet.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Schildvortriebsmaschine zum Vortreiben eines Tunnels, mit einem Bohrkopf und wenigs- tens einer weiteren Bohrvorrichtung für das Herstellen von spitzwinkelig zur Tunnelachse verlaufenden Bohrungen, mit einer Bohrführung zum Führen des Bohrwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrführung von mit dem Schild (2) starr verbundenen, am Schildmantel (2) aussen mündenden Bohrführungsrohren (3) gebildet ist, an weichen
Rohren (3) eine Bohrschleuse (5) lösbar festlegbar ist und dass die Bohrvorrichtung (11) an einem Teil eines Erektors (8) für die Manipulation und das Setzen von Ausbauelementen um wenigstens zwei Achsen (12,22) schwenkbar angelenkt und abgestützt ist.