Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stollen und Tunnels Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Stollen und Tunnels unter Verwendung einer aus einzelnen Dielen gebildeten geschlossenen Schutzhaube, die im Wan derverzug schrittweise vorgetrieben wird und in deren Schutz sowohl der Ausbruch des Erdreiches als auch die Fertigung der Auskleidung erfolgt.
Es ist bereits bekannt, zu diesem Zweck so genannte Messer aus doppelwandigen Blechen, das heisst Hohlkörper, zu verwenden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass entsprechend dem verhältnismässig gro ssen Querschnitt der Diele ein erheblicher Bodenver lust nach dem Verzug über dem gesamten nicht ab gebundenen fertigen Ausbauteil eintritt, wodurch dem fertigen Ausbau schon im nichtabgebundenen Zustand die äussere Schale und somit die Lagefestigkeit genom men wird. Abgesehen hiervon sind die durch den grossen Bodenverlust zu erwartenden Gebirgssenkun- gen dazu angetan, die Vorteile eines Tunnelbaues überhaupt in Frage zu stellen.
Aus diesem Grunde ist auch bereits vorgeschlagen worden, dünne Stahldielen zu verwenden, die jedoch wegen ihrer geringeren Biegungssteifigkeit nur eine verhältnismässig kurze Baulänge der einzelnen Ar beitsfelder zulassen, wodurch die Geschlossenheit des Tunnels, zumal bei grösseren Profilen, durch die Viel zahl der Arbeitsfugen beeinträchtigt wird.
Zweck der Erfindung ist es, bei der Herstellung von Stollen und Tunnels grössere Baulängen zu errei chen und ein Mindestmass an Bodenverlust bei Fertig ausbau zu gewährleisten.
Dies geschieht erfindungsgemäss dadurch, dass im vorderen Teil verstärkte Dielen verwendet werden, wobei der Ausbruch des Erdreiches im Schutze des verstärkten Teils und anschliessend die Fertigung der Auskleidung hinter den Verstärkungen der Dielen er folgt, so dass zwischen der Auskleidung und der Erd- reichdecke nur ein der Blechdicke der unverstärkten Dielenteile entsprechender Hohlraum verbleibt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet; dass die einzelnen Dielen an ihrer In nenseite im vorderen Teil durchgehend verstärkt, im rückwärtigen Teil jedoch unverstärkt sind und dass die bergseitigen Flächen der Dielen mindestens an genähert eben verlaufen, um einen möglichst geringen Bodenverlust im Bereich der Auskleidung zu erhalten.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige Aus führungsbeispiele von zur Durchführung des erfin- dungsgemässen Verfahrens geeigneten erfindungs- gemässen Vorrichtungen dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Tunnelhaube mit eingebauter Verzugseinrichtung, Fig. 2 und 3 Querschnitte durch die unverstärkten Bleche der rückwärtigen Tunnelhaube, Fig. 4 bis 6 Querschnitte durch die verstärkten Bleche, Fig. 7 eine Ansicht auf das Blech der Fig. 6 von unten, Fig. 8 die Verzugseinrichtung von der Seite gesehen in etwas geänderter Bauart gegenüber Fig. 1,
Fig. 9 einen Querschnitt nach der Linie X-X der Fig. 8, Fig. 10 bis 13 eine dritte Konstruktion der Ver zugseinrichtung in Seitenansicht mit Zahnstange bzw.
glatter Stange mit Klemmscheibe und ihre Befestigung an den Stützbögen im Längsschnitt, Fig. 14 bis 18 die Seitenansicht und den Quer schnitt durch eine abgeänderte Bauart der Verzugs einrichtung unter Verwendung zweier paralleler Stan gen bzw. einer Stange mit Klemmuffen- bzw.
-schei- benkupplung, Fig. 19 und 20 die Seitenansicht einer Verzugsein richtung mit doppelter Übersetzung. Die Tunnelhaube besteht aus dünnen Stahlblechen 1 (Dielen), die nach Art von Feder und Nut inein- andergreifen und eine völlig geschlossene Tunnel haube bilden, die gegen das Deckgebirge 3 (siehe Fig. 1) anliegt und unten auf die Sohle abgestützt ist. Die Haube wird von Stützbögen 13 und durch Ab standhalter 5, die in bestimmten Abständen angeord net sind, gehalten.
Gleichzeitig dienen die Stützbögen 13 als Befestigungsmittel für die Verzugsvorrichtung, die später beschrieben wird. Im Scheitel der Tunnel haube kann ein besonders geformtes Scheitelblech Verwendung finden; ausserdem ist es zweckmässig, in der rückwärtigen Tunnelhaube flache, im Querschnitt S-förmige Ausgleichsdielen, deren Wirkungsweise aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, zu verwenden. Hier ist zwi schen zwei normalen Dielen 11 eine Ausgleichsdiele 12 angeordnet, die gemäss Fig. 2 einen grösseren Ab stand zwischen den Dielen 11 zulässt,
als er in Fig. 3 vorhanden ist. Jedoch schliesst auch in diesem Falle die Tunnelhaube dicht ab, so dass geringe Profil- oder Richtungsänderungen mit Hilfe solcher Ausgleichs dielen ohne Schwierigkeit durchführbar sind.
In Fig. 1 ist der Stollen oder Tunnel auf der in der Zeichnung links liegenden Seite durch Betonieren bereits zum fertigen Profil ausgebaut. Die Dielen 11 und 12 dienen dabei als äussere Schalung für die Betonschale 7. Die innere Schalung 8 kann hierbei in beliebiger Weise, etwa mittels Stützbögen oder -ringen 9, gehalten werden. Bergseitig ist die Baustelle zweck mässig durch eine Stirnwand, beispielsweise aus Holz bohlen, abgeschlossen. Die geringe Stärke der Bleche 1 hat den Vorteil, dass der verbleibende Hohlraum zwischen dem Betonmantel und dem Gebirge so ge ring ist, dass Bergschäden nahezu ausgeschlossen sind.
Aber auch die Gefahr des Nachrutschens des Gebirges und die damit verbundene Gefährdung der Beton schale 7, vor deren endgültigem Abbinden, ist weit gehend vermieden.
Gemäss Fig. 1 wird an zwei benachbarten Stütz bögen 13 eine Führungsschiene 19 befestigt, in der eine Schubstange 14 verschieblich geführt ist. Sie be sitzt an ihrem bergseitigen Ende einen Ansatz 15, der ein Bolzenloch 16 aufweist, um damit eine sichere Ver bindung mit den nicht näher dargestellten Anschlag winkeln der Bleche 1 zu ermöglichen. An ihrer In nenseite ist die Schubstange 14 mit einer Anzahl Zähnen versehen, in die ein Hebel 17 eingreifen kann. Beim Vorziehen stützt sich dabei der Hebel 17 gegen seine Halterung 18 ab, so dass erhebliche Kräfte aus geübt werden können.
Die Abstandhalter 5 sind in Ösen 5' an den Stützbögen 13 eingehängt. Wie Fig. 1 ferner zeigt, kann der Abstand zwischen den Stütz bögen 13 relativ gross gewählt werden, da die dünnen Bleche 1 im vorderen Teil durch Bleche 21 verstärkt ausgebildet sind.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann der verstärkte Teil der Dielen auch aus zwei Blechstreifen 20, 21 bestehen, deren Längsränder 22, 23 seitlich vorstehen und die entsprechend abgebogen sind, um gegen die Tunneloberfläche abzudichten, wobei die Seitenwände des Kastens durch abgewinkelte Randpartien 24 ge bildet sind, die mit den Blechen 20 und 21 verbunden, z. B. verschweisst, sind. Da die kastenförmige Verstär kung der Dielen nicht bis an das hintere Ende durch geführt ist, kann an diesem unverstärkten Teil die Ausmauerung 7 bis an die Innenseite der Dielen 1 herangeführt werden.
Die in Fig. 4 gezeigte Ausfüh rungsform ergibt eire glatte Aussenfläche der Tunnel haube, da die ineinander,-reifenden Kanten die Ka stenhöhe nicht überragen. Es kann jedoch auch ge mäss Fig. 5 die Anordnung so getroffen sein, dass die Oberseiten 25 der Kästen 28 vorstehen und sich, wie bei 26, 27 dargestellt ist, gegenseitig überdecken. Auf der dem Tunnel zugekehrten Innenseite liegen die kastenförmigen Dielen mit ihrer glatten Unterseite auf den Stützbögen 13 auf.
Gemäss Fig. 6 und 7 besteht die unverstärkte Diele ähnlich Fig. 3 aus den Teilen 25, 26, 27, während die Verstärkung aus zwei neben einanderliegenden, rinnenförmigen Profilen 29 be steht, zwischen denen einzelne Bolzen 30 sprossen artig angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Vortriebsvorrichtung an jeder Stelle der Dielen angreifen zu lassen, ohne diese zu schwächen, und eventuell auch den Vortrieb mittels Sei'.- oder Draht- seilzug zu bewirken, wobei das Seil zwischen dem Teil 2.5 und den Sprossen 30 befestigt oder um eine der Sprossen 30 herumgeführt sein kann.
In den Fig. 8 und 9 ist eine beispielsweise Ausfüh rungsform der Verzugsvorrichtung näher dargestellt. Die Führung 19 für die mit Zähren oder Rasten 31 versehene Schubstange 14 ist am hinteren Ende mit tels leicht lösbarer Klemmbacken 32 oder dergleichen an einem Stützbogen 13 befestigt. Am hinteren Ende trägt die Führungsschiene ferner einen Arm 33 mit einer Schrägfläche 34, gegen die sich der Handhebel 17 anlegt. Dieser Hebel trägt an seinem freien Ende einen angelenkten Haken 35, der hinter die Zähne 31 der Schubstange 14 greift, so dass sie durch Schwen ken des Hebels 17 vorgetrieben wird.
Am bergseitigen Ende ist die Führungsschiene 19 durch eine aus zwei Teilen zusammengesetzte Klemmbacke 36 am Stütz bogen 13 befestigt, die mit einer Schraubspindel 37 versehen ist, durch die die Führung 19 eine gewisse Verstellbarkeit erhält. Es kann hierbei noch ein Kreuzgelenk 38 vorgesehen sein, um die Spindel 37 bei Richtungsabweichungen leicht gängig zu halten.
Eine weitere Konstruktion der Verzugseinrichtung ist in den Fig. 10-13 dargestellt. Gemäss Fig. 10 besteht die Verzugseinrichtung ebenfalls aus einer gezahnten, jedoch fest angeordneten Schiene 14 mit Rasten 31 und mit Fussplatten 39, die beiderseits mit seitlichen Lappen 40 versehen sind, wobei die Fuss platte auf der links dargestellten Seite zum Teil in den Lappen eingreift, der eine Nut 41 enthält, während auf der rechts dargestellten Seite die Fussplatte 39 bei 42 hakenartig gekrümmt und der Lappen 40 zurück gesetzt ist. Dadurch werden die Schienenfüsse der Stützbögen 13 auf jeder Seite einseitig umgriffen.
Die anderen Seiten der Schienenfüsse erhalten lösbare Be festigungen, die auf der linken Seite als Hebel 43, 44, auf der rechten Seite als verdrehbare und fest an klemmbare Haken 45, 46 ausgebildet sind. Der Hebel 43, 44 wird durch einen Bolzen 47 mit Andrückfeder 48 gehalten. Der Bolzen ist in einer um den Gelenk stift 49 schwenkbaren Platte 50 (Fig. 12) befestigt, und dadurch kann der Hebel 43, 44 nach dem Aus schwenken vom Fuss der Stützbogenschiene 13 ab geklappt werden.
Auf der anderen Seite ist der ver- drehbare Haken 45, 46 mit einem Nockenhebel 51, 52 so verbunden, dass der Haken 45 durch seitliche Verschwenkung des Nockenhebels 51, 52 beiseite ge- dr; ht, aber in seiner Wirklage durch Niederdrücken des Nockenhebels unt---r Spannung der Feder 53 fest angezogen werden kann.
Der Haken 45, 46 kann durch einen Schlitz seitlich herausgenommen werden, der durch eine Deckplatte 54 (siehe Fig. 13) ab geschlossen ist. Fig. 12 und 13 zeigen die Befestigung der Zahnstange auf beiden Seiten in vergrössertem Massstab. Eine besondere Führung für die gezahnte Stange ist bei dieser Bauart entbehrlich, da die Schub stange fest an den Stützbögen angeordnet ist und der Hebel umgesetzt wird.
Der Handhebel 17 ist ähnlich der Bauart gemäss Fig. 8 mit einer an seinem vor deren Ende angelenkten Klinke 35 ausgestattet; unter halb dieser ist in Richtung auf das freie Hebelende eine Lasche 55 angelenkt, deren freies Ende eine Rolle 56 trägt, die sich hinter die Zähne 31 legt. Die Nase 63 der Klinke 35 kann vorteilhaft durch eine Feder mit Gegenlager stets nach aussen gedrückt werden. Die Nase 63 der Klinke 35 greift beim Vor ziehen z.
B. in Öffnungen der Tunneldiele 1 oder hin ter die Sprossen 30 bei geteilter kastenförmiger Tun neldiele gemäss Fig. 6, 7 ein.
Fig. 11 zeigt eine andere Art der Befestigung des Handhebels 17 an der Verzugseinrichtung, deren Haltestange 57 glatt oder leicht gerippt ausgebildet sein kann. Zum Festlegen des Handhebels 17 an der Stange dient eine durch Schiefstellen sich festklem mende Mutter oder Scheibe 58 mit abgeschrägten Kanten 59 und ausseraxial angebrachten Bolzen 60. In diesen Bolzen 60 wird der Handhebel 17 mittels eines Schlitzes 61 eingehängt, wobei der Kopf 62 des Hand hebels z. B. gabelförmig ausgebildet ist. Am wirk samen Ende ist am Handhebel, wie bereits beschrie ben, die Hakenklinke 35, 63 angelenkt.
Eine derartige Vortriebsanordnung hat nur ein geringes Gewicht und der Handhebel kann beliebig nachgestellt und auch abgenommen werden, so dass er nicht im Wege ist.
In Fig. 14 und 15 ist eine andere Art für eine Klemmbefestigung des Handhebels 17 in Ansicht und im Querschnitt dargestellt. Es werden bei dieser Bau art zwei parallel zueinanderliegende Führungsstangen 57 für zwei Klemmscheiben 59 verwendet. Diese Stangen 57 sind lösbar an den Stützbögen 13 an gebracht, etwa in der bereits beschriebenen Art, und an ihren Enden fest in den Fussplatten 39 verankert. Der Handhebel 17 ist mittels eines Steckbolzens 60 an den Klemmscheiben 59 abnehmbar befestigt.
Durch die Verwendung zweier Führungsstangen er- folgt eine zentrische Kraftübertragung, auch kann die Vorschubkraft für die Tunneldielen infolge der er höhten Stabilität der Stangen vergrössert werden. Zum Verschieben der Tunneldielen dient, analog Fig. 11, eine Klinke 35 mit Nase.
Während bei den zuletzt beschriebenen Bauarten die Führung für den Handhebel 17 fest angeordnet ist, besteht auch die Möglichkeit, die Vorschubstange ähnlich Fig. 1 beweglich zu machen und die Führung der Vorschubstange an den Stützbögen abnehmbar zu befestigen.
Eine derartige Konstruktion ist in Fig. 16 in Seitenansicht, in Fig. 17 im Querschnitt nach der Linie XVIII-XVIII von Fig. 18 und in Fig. 18 im Längsschnitt dargestellt. Die Führung besteht, ähn= lieh wie aus Fig. 8 und 9 ersichtlich, aus einer Schiene 19 mit hutförmigem oder U-förmigem Querschnitt, in der die Schubstange 14 und die Klemmscheibe 59 längsverschiebbar angeordnet sind.
Die Klemmscheibe 59 ragt zum Teil aus der nach dem Tunnelinnern ge richteten Öffnung der Führung 19 heraus und trägt an ihrer, dem Handhebel zugewendeten Seite eine Rolle 60. Die Öffnung der Klemmscheibe' 59 ist bei 65, 66 einseitig ausgekehlt, um die Klemmwirkung zu erhöhen. Auf die dem Handhebel abgewendete Seite der Klemmscheibe wirkt eine Rückholfeder 67, die die Klemmscheibe nach erfolgter Vorwärtsbewegung der Schubstange 14 wieder in ihre Ausgangslage zu rückführt. Als Gegenlager für die Feder dient ein fester oder gegebenenfalls verstellbar angeordneter Block 68, den die Schubstange durchdringt.
Der Handhebel 17 legt sich mit seinem gebogenen Ende 40 hinter die Rolle 60. Er wird in zwei Lagerschilden 69 gehalten und schwingt um den in den Lagerschil den 69 befindlichen Bolzen 70. Die Rolle 60 wird ebenfalls von einem Bolzen 71 in der Klemmscheibe 59 gehalten.
Obwohl die beschriebenen Verzugsvorrichtungen bereits die Möglichkeit ergeben, eine relativ grosse Vorschubkraft zu entwickeln, kann doch bei sehr star kem Gebirgsdruck der Fall eintreten, dass sich die Tunneldielen besonders am First nicht ohne weiteres von Hand verschieben lassen. Für diesen Fall. kann das Verzugsgerät mit zwei verschiedenen einstellbaren übersetzungen versehen sein, und gegebenenfalls kön nen zwei Antriebe hintereinandergeschaltet werden. Eine Hebelanordnung mit zwei einstellbaren Über setzungen ist in beispielsweiser Ausführung in den Fig. 19 und 20 in Seitenansicht dargestellt.
Die Füh rungsstange 57 ist bei dieser Konstruktion fest an geordnet, und der Vorschub der Tunneldiele erfolgt durch eine am Handhebel 17, 73 angelenkte Klinke 35 mit Nase 63, die um den Bolzen 60 schwingt. Der Handhebel besteht also hier aus zwei Teilen 17 und 73, die mittels eines Bolzens 72 aneinander angelenkt sind.
Der der Tunneldiele zugewendete Teil des He bels 73 ist seinerseits an der Klemmscheibe 59 um einen Bolzen 74 schwenkbar angelenkt. Beide Hebel teile 17 und 73 können durch einen Steckstift 75, der durch übereinanderpassende Bohrungen 76, 77 -in den Teilen 17 und 73 hindurchgesteckt werden kann, starr miteinander verbunden werden, wie dies in Fig. 20 dargestellt ist.
In dem freien Ende des Hebel teils 17 befindet sich eine Rolle 78, die bei entferntem Steckstift 75 gemäss Fig. 19 beim Anziehen des Hand hebelteils 17 sich gegen die Klemmscheibe 59 legt und gegen Ende der Schwenkbewegung an einer Nase 79 zur Anlage kommt, so dass sie nicht abrut schen kann.
Die Rolle 78 wird bei Betätigung des Hebels 17 an die Klemmscheibe 59 angedrückt und der Bolzen 72 mit einer Kraft bewegt, die dem Hebel verhältnis zwischen dem Auflagepunkt der Rolle und dem Bolzen 74 sowie dem Auflagepunkt der Rolle und dem Angriffspunkt der Hand entspricht, also z. B. verzehnfacht. Diese Kraft wird durch den Hebel teil 73 nochmals im Verhältnis der Hebelarme zwi schen Bolzen 60 und Bolzen 74 sowie Bolzen 74 und Bolzen 72 verstärkt, z. B. verdreifacht, so dass an der Klinke 35 die z.
B. dreissigfache Kraft der Hand auf tritt, mit der alsdann die Tunneldiele in der Pfeil richtung bewegt werden kann. Zum Halten der Klemmscheibe 59 dient ein kleiner durch ein Feder 80 angedrückter Bolzen 81. Zur Aufnahme des Bol zens 74 dienen zwei Augen 82, die an der Klemm scheibe angebracht sind.
Eine weitere Vergrösserung der Vortriebskraft lässt sich erzielen, wenn z. B. am hinteren Ende der Haltevorrichtung für das Verzuggerät eine zweite Vortriebsanordnung vorgesehen ist, die fest oder ab nehmbar mit der Haltevorrichtung verbunden sein kann.
Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtungen lassen sich selbst unter starkem Gebirgsdruck Stollen und Tunnels vortreiben, ohne dass zusätzlich Kraftquellen ausser der menschlichen Kraft benötigt werden, wobei Bodensetzungen praktisch ausgeschlossen sind.
Die Verkleidung wird bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens im Wanderverzug schrittweise vorgetrieben und der Ausbruch des Erd- reiches sowie der Fertigausbau des Tunnels im Schutze der Verkleidung vorgenommen.