-
Die
Erfindung betrifft eine Tunnelbohrmaschine, insbesondere für den Schrägtunnelbau,
mit einem Hauptrahmen, an dem wenigstens ein Bohrkopf rotierend
angeordnet ist. Der Bohrkopf definiert eine Mittelachse eines Tunnels,
wobei eine Bohrkopfachse, eine Maschinenachse und die Tunnelachse
mit Abständen
zueinander angeordnet sein können
und nicht notwendiger weise achsparallel sein müssen, im Verhältnis zum
Bohrdurchmesser aber sehr eng beieinander liegen. Die Erfindung
betrifft auch eine Anordnung einer Tunnelbohrmaschine mit einem
Transportsystem.
-
Derartige
Tunnelbohrmaschinen sind beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2004 042 963
A1 bekannt. Darin ist eine Tunnelbohrmaschine mit einem
Hauptrahmen gezeigt, an dem der Bohrkopf rotierend befestigt ist.
Im Verlauf des Bohrvorgangs erzeugt der Bohrkopf eine Tunnelröhre, deren
Mittelachse im Wesentlichen de ckungsgleich mit der Mittelachse des
die Tunnelröhre erzeugenden
Bohrerkopfs ist. Der Hauptrahmen dieser Tunnelbohrmaschinen erstreckt
sich entlang der Tunnelmittelachse.
-
Es
sind auch Tunnelbohrmaschinen mit einem Hauptrahmen bekannt, bei
denen der Hauptrahmen ausgehend vom Bohrkopf in Richtung der Tunneldecke über der
Tunnelmittelachse verläuft.
-
Aufgabe und Lösung
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Tunnelbohrmaschine sowie eine Anordnung
einer Tunnelbohrmaschine mit einem Transportsystem der eingangs
genannten Art zu schaffen, mittels der eine durchgehende logistische
Versorgung der Tunnelbohrmaschine realisierbar ist, die unabhängig von der
Tunnelbohrmaschine ist. Darüber
hinaus sollen weitere Nachteile der bekannten Tunnelbohrmaschinen
mit der Erfindung verbessert werden.
-
Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Tunnelbohrmaschine mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 sowie durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs
9. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der weiteren Ansprüche
und werden im Folgenden näher erläutert. Der
Wortlaut der Ansprüche
wird durch ausdrückliche
Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Manche der nachfolgenden,
jedoch nicht erschöpfend
aufgezählten
Merkmale und Eigenschaften werden teilweise nur einmal beschrieben,
gelten jedoch unabhängig
voneinander sowohl für
die Tunnelbohrmaschine als auch für die Anordnung. Weiterhin
ist die Reihenfolge der aufgelisteten Merkmale nicht bindend sondern
kann vielmehr entsprechend einer optimierten Tunnelbohrmaschine beziehungsweise
einer optimierten Anordnung geändert
werden.
-
Erfindungsgemäß ist bei
einer Tunnelbohrmaschine, die insbesondere im Schrägtunnelbau,
bei Schrägschächten und
allen anderen Tunneln beziehungsweise Schächten, die nicht horizontal
verlaufen Anwendung findet und die einen Hauptrahmen aufweist, an
dem wenigstens ein eine Mittelachse eines zu bohrenden Tunnels definierender
Bohrkopf rotierend angeordnet ist, ein vom Bohrkopf abgewandter Bereich
des Hauptrahmens wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen unterhalb
der Mittelachse des Tunnels angeordnet ist. Der erfindungsgemäße Aufbau
einer Tunnelbohrmaschine stellt sich, insbesondere bei so genannten
offenen Tunnelbohrmaschinen, als besonders vorteilhaft dar. Dies
deshalb, da durch den wenigstens abschnittsweise unter die Mittelachse
des Tunnels abgesenkten Hauptrahmen oberhalb des Hauptrahmens erheblich
mehr Platz zur Verfügung
steht, als bei den bekannten Tunnelbohrmaschinen. Dadurch ist es
beispielsweise für Bedienpersonal
möglich,
sich auch bei Tunnelbohrmaschinen mit vergleichsweise kleinen Durchmessern
oberhalb des Hauptrahmens im Wesentlichen bis in den Bereich des
Bohrkopfes zu bewegen. Des weiteren können beispielsweise nötige und
im Tunnelbau gängige
Sicherungsarbeiten im Firstbereich des Tunnels schon direkt nach
dem Tunnelbohrvorgang direkt hinter dem Bohrkopf mit mehr Platz
vorgenommen werden, wobei auch die Arbeitssicherheit aufgrund der
Erfindung möglichen
weitere Stege erhöht
wird. Eine Lagerung, beispielsweise von Material für die Tunnelsicherung
und den Tunnelausbau wie beispielsweise Anker oder Stahlmatten oder
dergleichen sowie Betriebsmittel für die Tunnelbohrmaschine, ist
in diesem Bereich möglich,
wobei dieser Bereich im Wesentlichen auch ergonomisch gut zugänglich ist.
Auch die Möglichkeit
der Bohrung von längeren
Ankern zur Firstsicherung ist durch die Erfindung und den mit der
Erfindung verbundenen vergrößerten Platz
oberhalb des Hauptrahmens vorteilhaft gegeben.
-
Diese
Ausführung
stellt eine Verbesserung der Situation in einem Bereich oberhalb
des Bohrkopfes bei bekannten Tunnelbohrmaschinen dar, insbesondere
im Schrägtunnelbau.
Dies besonders auch deswegen, da ein von der Tunnelbohrmaschine
unabhängiges
und ökonomisch
sinnvolles Logistiksystem vor allem bei kleinen Tunnelbohrmaschinen
nicht bis direkt an den Bohrkopf geführt werden kann. Bedienpersonal
kann bei den Tunnelbohrmaschinen nur umständlich im Bereich des Bohrkopfs
eine nötige Firstsicherung
durchführen.
-
Insbesondere
im Schrägtunnelbau
rutscht ab einer Steigung von etwa 30 bis 35° das Abraumgut beziehungsweise
Bohrklein selbstständig
im Bohrschacht ab, ohne dass eine entsprechende Fördereinheit
für den
Abtransport vorgesehen werden muss. Ein Logistiksystem zur Ver-
und Entsorgung der Tunnelbohrmaschine, beispielsweise mit Energie,
Wasser, Druckluft oder dergleichen, sowie der Transport von Personen
sollte also nicht in einem Bereich vorgesehen werden, der unterhalb
der Tunnelachse liegt. Durch das Absenken des Hauptrahmens ist es
ermöglicht,
ein Logistiksystem, insbesondere eine Versorgungsbahn, beispielsweise
eine Seilbahn oder vorzugsweise eine Einschienenhängebahn,
im Deckenbereich des Tunnels hinter beziehungsweise über der
Tunnelbohrmaschine ununterbrochen beispielsweise vom Portal beziehungsweise
der Betriebseinrichtungs-Fläche
(BE-Fläche)
bis kurz hinter den Bohrkopf zu führen. Damit entfällent seither
nötige
Umschlagstellen und/oder Lagerplatz und/oder zusätzliche Fördereinrichtungen auf der Tunnelbohrmaschine
und/oder einer Rückfallsicherung
beziehungsweise im Bereich einer Rückfallsicherung und/oder einem
Nachläufer
beziehungsweise im Bereich eines Nachläufers, der von der Tunnelbohrmaschine
gezogen wird.
-
Ein
weiterer Vorteil des abgesenkten Hauptrahmens ist, dass Kräfte und
Momente, die durch den an die Tunnelbohrmaschine angehängten Nachläufer in
den Hauptrahmen eingebracht werden, deutlich verringert werden beziehungsweise
besser geführt werden
können.
-
Als
Hauptrahmen wird erfindungsgemäß der Teil
der Tunnelbohrmaschine verstanden, an dem im Wesentlichen alle für die Tunnelbohrmaschine
relevanten Bauteile unmittelbar oder mittelbar befestigt sind. Als
Beispiel für
diese Bauteile gelten unter anderem so genannte Gripper, Rückfallsicherungen, Antriebsvorrichtungen
und Lagervorrichtungen für den
Bohrkopf oder dergleichen, Vorrichtungen für die Energieverteilung oder
dergleichen, Bedienunterstände
und selbstverständlich
noch weitere Bauteile. Der Bohrkopf ist vorteilhaft an einer vorderen
Seite beziehungsweise Stirnseite des vorzugsweise im Wesentlichen
länglich
ausgebildeten Hauptrahmens befestigt, wobei die Stirnseite dem zu
bohrenden Material zugewandt ist. Der Bohrkopf definiert die reale Mittelachse
des Tunnels während
des Vortriebs, indem er einen Tunnel mit einem Durchmesser bohrt, der
im Wesentlichen dem Durchmesser des Bohrkopfes entspricht.
-
In
der vorliegenden Anmeldung werden die Begriffe Abraumgut und Bohrklein
und gegebenenfalls weitere Begriffe mit gleicher beziehungsweise ähnlicher
Bedeutung genannt. Diese Begriffe beschreiben alle unterschiedliche
Materialarten, die während
eines Bohrvorgangs mit einer Tunnelbohrmaschine mittels des Bohrkopfs
aus einem zu bohrenden Felsen oder dergleichen entfernt werden.
Es versteht sich aber, dass auch wenn lediglich einer dieser Begriffe
genannt ist, dieser Begriff stellvertretend für die anderen Begriffe verwendet
wird.
-
Die
Anordnung des Hauptrahmens zumindest abschnittsweise unterhalb der
Mittelachse des Tunnels kann so erfolgen, dass nur vergleichsweise kleine
Bereiche des Hauptrahmens unterhalb der Mittelachse angeordnet sind.
Auch kann der Hauptrahmen bis in den Bereich des Tunnelbodens oder knapp
darüber
geführt
sein, wodurch Momenten-Einwirkungen
auf den Hauptrahmen, beispielsweise durch einen Nachläufer, weiter
verringert würden.
In der praktischen Anwendung der er findungsgemäßen Tunnelbohrmaschine kann
der Hauptrahmen beliebig zwischen den beiden beschriebenen Positionen
angeordnet werden.
-
In
Ausgestaltung der Erfindung ist der Hauptrahmen asymmetrisch ausgebildet.
Durch die asymmetrische Ausbildung des Hauptrahmens kann noch mehr
Platz oberhalb des Hauptrahmens bereit gestellt und ebenfalls in
vorstehend beschriebener Weise genutzt werden.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Bereich des Hauptrahmens,
der im Wesentlichen unterhalb der Mittelachse angeordnet ist, etwa
eine Länge
von zwei Dritteln der Gesamtlänge
des Hauptrahmens auf. Die Länge
des Bereichs des Hauptrahmens, der unterhalb der Mittelachse des
Tunnels angeordnet ist, kann jedoch den jeweiligen Bedürfnissen
beziehungsweise Anwendungen der Tunnelbohrmaschine im Einsatz angepasst
werden.
-
In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Hauptrahmen wenigstens
einen im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Tunnels verlaufenden
Rahmenabschnitt auf, der mit einem in einem Winkel zur Mittelachse
des Tunnels verlaufenden Rahmenabschnitt verbunden ist, wobei vorzugsweise
der in einem Winkel verlaufende Rahmenabschnitt im Bereich des Bohrkopfes
angeordnet ist. Der Rahmen verläuft
ausgehend vom Bohrkopf vorzugsweise etwa parallel zur Mittelachse,
insbesondere jedoch wenigstens so, dass ein Antriebsmodul stabil,
sicher und den Anforderungen entsprechend an dem Hauptrahmen befestigt
werden kann. Ein derartiges Antriebsmodul bestehend im Allgemeinen
aus mehreren Motoren für
die Rotationsbewegung des Bohrkopfes, wobei die Motoren im Allgemeinen
um eine Bohrkopfmittelachse herum verteilt angeordnet sind. Es kann
auch ausreichen, wenn der Hauptrahmen in einem Winkel zu dem Bereich
des Antriebsmoduls angeordnet ist, sofern der Hauptrahmen die durch
das Antriebsmodul erzeugten Kräfte
den Anforderungen entsprechend aufnehmen kann.
-
An
diesen im Wesentlichen parallel zur Mittelachse verlaufenden ersten
Abschnitt schließt
sich ein in einem Winkel zur Mittelachse verlaufender Abschnitt
des Hautrahmens an, der den Verlauf des Hauptrahmens auf den Tunnelboden
zu abknickt. Dieser abgewinkelt verlaufende zweite Abschnitt kann
sich beispielsweise so weit erstrecken, dass er auch einen Endbereich
des Hauptrahmens bildet. Es kann sich aber auch ein weiterer, dritter
Abschnitt an den abgewinkelten zweiten Abschnitt anschließen, der,
wie der erste Abschnitt, im Wesentlichen parallel zur Mittelachse
des Tunnels verläuft,
so dass der Hauptrahmen im Wesentlichen eine Z- oder Blitzform aufweist.
Der Verlauf des Hauptrahmens ist vorzugsweise so gewählt, dass
Kräfte
und Momente, die in den Hauptrahmen eingeleitet werden, möglichst
klein sind beziehungsweise dass sich Spannungslinien im Material
des Hauptrahmens gleichmäßig verteilen, beispielsweise
homogen.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Hauptrahmen zumindest
abschnittsweise hohl ausgebildet und/oder weist wenigstens einen
Innenkanal auf, insbesondere zum Abtransport beispielsweise von
Abraumgut beziehungsweise Bohrklein oder dergleichen im Schrägtunnelbau
aus dem Bereich der Tunnelbohrmaschine. Zur Erhöhung der Stabilität eines
hohl ausgebildeten Hauptrahmens kann dieser im Inneren beispielsweise
Spanten, so genannte Holland-Profile oder dergleichen aufweisen.
Durch die hohle Ausbildung beziehungsweise durch das Vorsehen eines
Innenkanals oder dergleichen können
im Inneren des Hauptrahmens beispielsweise Versorgungsleitungen
angeordnet sein, wie Pneumatik-, Hydraulik- oder andere Energieleitungen.
-
Das
Abraumgut wird von Schaufeln am Außenumfang des Bohrkopfes bei
der Rotation des Bohrkopfes aufgenommen und durch Öffnungen
im Bereich der Schaufeln in einen Innenbereich des Bohrkopfes geleitet,
wenn sich die entsprechende Schaufel im Wesentlichen am höchsten Punkt
des gebohrten Tunnels befindet, ähnlich
wie bei einem Wasserschöpfrad.
In diesem Innenbereich wird das Abraumgut durch den Bohrkopf hindurch
zu einer weiteren Ausnehmung im Bohrkopf geleitet, die auf der dem
Hauptrahmen zugewandten Seite des Bohrkopfes angeordnet ist. Durch
diese Ausnehmung fällt das
Abraumgut in einen Bereich hinter den Bohrkopf, in dem auch der
Hauptrahmen angeordnet ist. Das Abraumgut kann selbstverständlich auch
aus dem Bohrkopfinnenbereich in diesen Bereich hinter den Bohrkopf
geleitet oder transportiert werden, beispielsweise mittels einer
entsprechenden Transportvorrichtung.
-
In
Bereichen des Tunnels, deren Steigung ausreichend gering beziehungsweise
kleiner als etwa 20° ist,
kann das Abraumgut beispielsweise auf ein entsprechendes Transportband
gefördert
werden, das vorzugsweise auch bis zur Fertigstellung des Tunnels
im waagerechten Bereich des Tunnels verbleibt. Diese Bereiche sind
beispielsweise Tunneleingänge
beziehungsweise Tunnelausgänge
oder Bereiche, in denen wegen sich ändernder geologischer Bedingungen
der Verlauf des Tunnels geändert werden
muss. Sobald die Steigung des zu bohrenden Tunnels die vorstehend
genannte Neigung erreicht, kann ein Abtransport des Abraumgutes
direkt am Bohrkopf unterbleiben, da sich ja das Abraumgut dem Gefälle beziehungsweise
der Schwerkraft folgend selbst aus dem Bereich des Bohrkopfes entfernt.
Ab einer gewissen Steigung würde
jedoch das Abraumgut aus der Ausnehmung im Bohrkopf auf den Hauptrahmen
treffen und unkontrolliert an dem Hauptrahmen vorbeifallen. Durch
die hohle Ausbildung des Hauptrahmens kann das Abraumgut jedoch
aus der Ausnehmung im Bohrkopf übernommen
werden und in einen Bereich am Tunnelboden hinter dem Bohrkopf geführt werden.
Vorzugsweise wird in einem Bereich des Tunnels, dessen Steigung deutlich
unter etwa 20° liegt,
die Transportvorrichtung verwendet, um das Abraumgut aus dem gebohrten Tunnel
entfernen zu können.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Hauptrahmen Klappen
auf, insbesondere in den Endbereichen des Hauptrahmens, um einen
hohlen Innenbereich und/oder wenigstens einen Innenkanal des Hauptrahmens
für den
Abtransport beispielsweise von Abraumgut beziehungsweise Bohrklein
oder dergleichen freizugeben oder zu verschließen. In weiterer Ausgestaltung
der Erfindung lenkt eine Freigabeklappe an einem dem Bohrkopf zugewandten Endbereich
des Hauptrahmens Abraum beziehungsweise Bohrklein oder dergleichen
in einen Bereich unterhalb und/oder einen Innenbereich des Hauptrahmens
der Tunnelbohrmaschine um. Derartige Klappen können beispielsweise hydraulisch,
pneumatisch, elektrisch oder manuell betätigt werden. Die Antriebe sind
vorzugsweise so angeordnet, dass Abraumgut keine Schäden an ihnen
verursachen kann. Die Klappen können
beispielsweise einen Weg durch das Innere des Hauptrahmens freigeben
oder auch Zugänge
zu Bedienelementen im Inneren des Hauptrahmens sein.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist im Innenbereich des Hauptrahmens
eine Transportvorrichtung, insbesondere ein Transportband für den Transport
von Abraumgut beziehungsweise Bohrklein oder dergleichen angeordnet.
Diese Transportvorrichtung im Innenbereich des Hauptrahmens ist vorteilhaft,
wenn ein Bereich des Hauptrahmens sehr nah am Tunnelboden verläuft und
deswegen keine externe Transportvorrichtung angeordnet werden kann.
Wie vorstehend bereits beschrieben, ist eine derartige Transportvorrichtung
meistens jedoch nur bis zu einer bestimmten Grenzsteigung verwendbar. Übersteigt
die Tunnelneigung diese Grenzsteigung, die etwa im Bereich von 20°, insbesondere
im Bereich des Schüttwinkels
beziehungsweise Böschungswinkel
des Abraumgutes liegt, kann die Transportvorrichtung beispielsweise
aus dem Innenbereich des Hauptrahmens entfernt werden oder um beispielsweise
2 bis 3 m in eine von dem Bohrkopf abgewandte Richtung verschoben
werden.
-
Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Anordnung
bestehend aus einer vorstehend beschriebenen Tunnelbohrmaschine
und einem Transportsystem im Bereich eines Tunnels gelöst, wobei
das Transportsystem für
die Zufuhr und Abfuhr von Gegenständen und Personen ausgebildet
ist. Es ist im Wesentlichen oberhalb der Mittelachse des Tunnels
angeordnet und erstreckt sich bis in einen Bereich des Bohrkopfes.
Besonders bevorzugt ist das Transportsystem an der Tunneldecke befestigt.
So kann insbesondere im Schrägtunnelbereich
in der Tunnelsohle Abraumgut abgeführt werden, ohne dass das Transportsystem
gefährdet wird.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Transportsystem eine von
der Tunnelbohrmaschine unabhängige
Einschienenhängebahn.
Das Vorsehen einer Einschienenhängebahn
insbesondere an der Tunneldecke zeigt sich vorteilhaft, da diese
mittels Deckenankern oder an Deckenankern, die zur Firstsicherung
hinter dem Bohrkopf in die Tunneldecke eingebracht werden, montiert
werden können.
Wenn die Schiene der Einschienenhängebahn aus einzelnen Schienensegmenten
zusammengesetzt wird, kann ein Schienenelement einer bestimmten
Länge hinter
dem Bohrkopf montiert werden, wenn der Bohrkopf einen entsprechenden
Vorschub seit der letzten Montage eines Schienenelements vollzogen hat.
Ein umständliches
und zeitintensives Nachspannen oder ein Umhängen eines Tragseils oder dergleichen,
wie dies bei einer Seilbahn der Fall wäre, ist bei der Einschienenhängebahn
nicht nötig.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Schiene der
Einschienenhängebahn ausgehend
von einem Portal beziehungsweise einer BE-Fläche ohne Unterbrechung bis
in den Bereich des Bohrkopfes. Auf diese Weise ist ein lückenloser und
unterbrechungsfreier Transport möglich,
wobei eine Unterbrechung seither beispielsweise durch einen so genannten
Umschlagbahnhof auf dem Nachläufer
hervorgerufen wurde, ausgehend vom Bergeinstieg bis in den Bereich
des Bohrkopfes. Ein manuelles Tragen von Gegenständen in den Bohrkopfbereich
ist im Wesentlichen nicht mehr nötig.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Einschienenhängebahn
Bereiche mit Weichen und/oder Bereiche für einen Begegnungsverkehr auf. Mittels
der Weichen können
Züge der
Einschienenhängebahn
beispielsweise in Kavernen oder andere Tunnel umgeleitet werden.
Der Bereich für
den Begegnungsverkehr ist dann nötig,
wenn zwei Züge
gemeinsam eine Einschienenhängebahn-Schiene
verwenden und in entgegengesetzte Richtungen fahren.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Bereich unterhalb
des Hauptrahmens der Tunnelbohrmaschine eine weitere Transportvorrichtung für den Abtransport
von Abraumgut beziehungsweise Bohrklein oder dergleichen angeordnet,
beispielsweise ein Transportband. Dieses kann zusätzlich oder alternativ
zu einem Förderband
in dem Hauptrahmen vorgesehen sein. Ein temporärer Einsatz des Förderbandes,
beispielsweise in schwierigen Situationen, ist ebenfalls möglich.
-
In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an die Tunnelbohrmaschine
ein Nachläufer
angehängt.
-
Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus
den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für
sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in
einzelne Abschnitte und Zwischen-Überschriften beschränken die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im Folgenden näher
erläutert.
Die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausführungsformen weisen teilweise
Merkmale auf, die die anderen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung
nicht aufweisen. Die Merkmale können
jedoch, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, beliebig miteinander
kombiniert werden. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
entlang einer vertikalen Mittelebene geschnittene Ansicht einer
erfindungsgemäßen Anordnung
einer ersten Ausführungsform,
bestehend aus einer Tunnelbohrmaschine, die einen abschnittsweise
unter der Tunnelachse angeordneten Hauptrahmen aufweist, und weiter
bestehend aus einer Einschienenhängebahn,
-
2 eine
entlang einer vertikalen Mittelebene geschnittene Ansicht einer
erfindungsgemäßen Anordnung
einer zweiten Ausführungsform
mit einer Transportvorrichtung im Inneren des Hauptrahmens der Tunnelbohrmaschine
beispielsweise beim im Wesentlichen waagrechten Tunnelbohrvorgang,
sowie
-
3 eine
entlang einer vertikalen Mittelebene geschnittene Ansicht einer
erfindungsgemäßen Anordnung
gemäß 2,
jedoch ohne die Transportvorrichtung im Inneren des Hauptrahmens
der Tunnelbohrmaschine im Schrägtunnelbohrvorgang.
-
Detaillierte Beschreibung
der Zeichnungen
-
In
der 1 ist eine Anordnung 10 mit einer Tunnelbohrmaschine 12 und
einer Einschienenhängebahn 14 als
Transportsystem gezeigt. Die Tunnelbohrmaschine 12 weist
einen Bohrkopf 16 auf, der mittels einer An triebsvorrichtung 18 mit
einem Hauptrahmen 20 verbunden ist. Mit dem Hauptrahmen 20 sind
weitere Bauteile verbunden, wie beispielsweise so genannte Gripper 22,
Teile einer Entstaubungsanlage 24, eine Rückfallsicherung 26 sowie
ein so genannter Nachläufer 28.
Die Tunnelbohrmaschine 12 befindet sich in der 1 in
einem mittels des Bohrkopfes 16 erzeugten Tunnel 30,
wobei der Bohrkopf beim Bohren eine Mittelachse 32 des
Tunnels 30 definiert. Der Tunnel 30 ist, zumindest
im dargestellten Abschnitt, ein so genannter Schrägtunnel,
der in einem Winkel zu einer horizontalen Ebene 31 verläuft.
-
Der
Hauptrahmen 20 weist im beschriebenen Beispiel im Wesentlichen
drei Bereiche auf, nämlich
einen Bohrkopfbereich 34, einen Mittelbereich 36 sowie
einen Nachläuferbereich 38,
wobei der Bohrkopfbereich 34 und der Nachläuferbereich 38 im
Wesentlichen parallel zur Mittelachse 32 verlaufen. Der Mittelbereich 36 verläuft in einem
Winkel zur Mittelachse 32 und verbindet den Bohrkopfbereich 34 mit dem
Nachläuferbereich 38.
-
Der
Hauptrahmen 20 weist einen durchgängig hohlen Innenbereich 40 auf,
der wenigstens in einem dem Bohrkopf 16 zugewandten Endbereich 42 mittels
einer Klappe 44 im Wesentlichen verschließbar ist.
Diese Klappe 44 ist mittels einer Hydraulikvorrichtung 46 betätigbar.
Mittels der Klappe 44 kann ein Weg für Abraumgut oder dergleichen
durch den Hauptrahmen 20 gemäß Pfeil 60 oder an
dem Hauptrahmen 20 vorbei geleitet werden, beispielsweise
in einen Bereich 62 unterhalb des Hauptrahmens 20 gemäß Pfeil 64.
Der Weg gemäß Pfeil 60 wird
vorzugsweise gewählt,
wenn die Steigung des Tunnels 30 im Wesentlichen kleiner
als 18° ist.
In dem Bereich 62 unterhalb der Tunnelbohrmaschine 12 kann,
wenn der Weg gemäß Pfeil 64 freigegeben
ist, eine nicht dargestellte Transportvorrichtung zum Abtransport des
Abraumguts angeordnet sein, beispielsweise ein Transportband.
-
Durch
die Anordnung des Hauptrahmens 20 im Wesentlichen unterhalb
der Mittelachse 32, ist in einem Bereich 48 oberhalb
der Mittelachse 32 ein großer Stau- und Arbeitsraum 50 geschaffen,
der insbesondere im Schrägtunnelbau
sehr vorteilhaft ist. In diesem Bereich 48 können beispielsweise
Betriebsmittel und Bauteile 52 gelagert werden und Bedienpersonal 54 kann
sich darin im Wesentlichen ergonomisch angemessen bewegen. Diese
Bewegungsfreiheit ist beispielsweise notwendig, um Sicherungen beispielsweise
mittels Sicherungsankern 56 an der Tunneldecke 58 anzubringen.
Diese Sicherungsanker 56 werden mittels Bohrvorrichtungen 57 in
den Berg eingebracht, die durch das vergrößerte Platzangebot ebenfalls
vergleichsweise groß ausgebildet sein
können
und dementsprechend längere
Sicherungsanker 56, zumindest jedoch längere Abschnitte der Sicherungsanker 56 in
einem Bohrvorgang in den Berg einbringen. Weiterhin wird durch den
abgesenkten Hauptrahmen 20 vorteilhaft erreicht, dass die
Einschienenhängebahn 14 bis
in einen Bereich direkt hinter den Bohrkopf 16 geführt werden
kann. So kann ein Logistiksystem bereitgesellt werden, das ausgehend
von einem Lagerplatz, beispielsweise einer Kaverne oder im Bereich
des Bergeinstiegs, ununterbrochen bis an den Bohrkopf 16 geführt ist.
-
Die
Tunnelbohrmaschine 112 im waagrechten Vortrieb der in 2 dargestellten
Anordnung 110 weist ebenfalls einen im Wesentlichen hohl
ausgebildeten Hauptrahmen 114 auf, der abschnittsweise
unterhalb einer Tunnelmittelachse 118 angeordnet ist. Durch
den gesamten Innenbereich 116 des Hauptrahmens 114 erstreckt
sich eine als Transportband ausgebildete Transportvorrichtung 120,
wobei die Klappe 130 dazu vollständig aufgeschwenkt ist, um
den Innenbereich 116 freizugeben. In dem dem Bohrkopf 122 zugewandten
Berieich 124 des Hauptrahmens 114 erstreckt sich
die Transportvorrichtung 120 bis in den Innenbereich 126 des
Bohrkopfes 122. Am gegenüberliegenden Endbereich der
Transportvorrichtung 120 endet diese im Bereich eines so
genannten Grobkornabscheiders 128.
-
Mittels
des Bohrkopfes 122 abgetragenes Abraumgut wird in der Anordnung 110 in 2,
wie bereits vorstehend beschrieben, gemäß Pfeil 132 vom oberen
Bereich des Bohrkopfes 122 der Transportvorrichtung 120 zugeführt. Diese
transportiert das Abraumgut dann durch den Hauptrahmen 114 zum
Grobkornabscheider 128, in dem das Abraumgut in bekannter
Weise nach Größe sortiert
wird. Die Übergabe
des Abraumgutes von der Transportvorrichtung 120 zum Grobkornabscheider 128 erfolgt dabei
deutlich unterhalb der Tunnelachse 118, wodurch eine Fallhöhe des Abraumgutes
verringert wird, was insbesondere bei größeren Abraumteilen von Bedeutung
ist.
-
In 2 ist
weiterhin eine Ausnehmung 134 im vorderen Bodenbereich 136 des
Hauptrahmens 114 zu erkennen. Über diese Ausnehmung 134 kann im
waagrechten Vortrieb beispielsweise die Staubabsaugung vorgenommen
werden.
-
In 3 ist
die Anordnung der Tunnelbohrmaschine aus 2 im Schrägtunnelvortrieb
wie in 1 dargestellt. Die in 3 gezeigte
Anordnung 210 weist ebenfalls eine Tunnelbohrmaschine 212 mit
Hauptrahmen 214 und Bohrkopf 216 auf. Im Unterschied
zur Anordnung in 2 ist in 3 jedoch die
Klappe 218 abgesenkt, so dass der Innenraum 220 des
Hauptrahmens 214 im Wesentlichen verschlossen ist. Der
Abtransport des Abraumgutes erfolgt wegen der abgesenkten Klappe 218 entlang
eines anderen Weges wie in 2, wobei
der Weg in 3 durch den Pfeil 222 dargestellt
ist.
-
Der
Weg des Abraumgutes verläuft
hier aus dem Inneren 224 des Bohrkopfes 216 in
vorstehend beschriebener Weise auf den Hauptrahmen 214 zu. Das
Abraumgut wird dann jedoch von der Klappe 218 zu der Ausnehmung 226 umgeleitet,
auf die ein Fallrohr 228 folgt. Dieses mündet in
einem Bereich 230, in dem hier beispielhaft ein weiteres
Rohr 232 angeordnet ist, um das Abraumgut zu leiten, beispielsweise
zu dem Grobkornabscheider 238. Ausgehend von dem Grobkornabscheider 238 können dann
beispielsweise vergleichsweise großvolumigere Abraumteile einem
Transportsystem, beispielsweise einer Einschienenhängebahn
zugeführt
werden und die vergleichsweise kleinvolumigeren Abraumteile beispielsweise
entlang dem Boden des Bohrschachts abtransportiert werden.