DE102013010769B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Bodenmaterial vor der Vorderwand einer Schildvortriebsmaschine (SVM) - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Bodenmaterial vor der Vorderwand einer Schildvortriebsmaschine (SVM) Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Entfernen von Bodenmaterial vor der Vorderwand einer SVM, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – vor der Vorderwand der SVM befindliches Bodenmaterial wird mit Hilfe mindestens eines vorn offenen und hinten geschlossenen oder verschließbaren Rohrs, das in der Vorderwand axial verschiebbar gelagert ist, durch seinen Vorschub aufgenommen – durch Rückhub des zumindest teilweise gefüllten Rohrs wird das Bodenmaterial hinter die Vorderwand transportiert – das Rohr wird von dem Material geleert und – das Material wird mittels weiterer Fördermittel aus der SVM herausgefördert.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfernen von Bodenmaterial vor der Vorderwand einer Schildvortriebsmaschine, im weiteren Text als „SVM” bezeichnet, nach Anspruch 1. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entfernen von Bodenmaterial vor der Vorderwand einer Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 4.
  • Es ist bekannt, für die Erstellung eines Tunnels sogenannte Tunnel-Bohrmaschinen (TBM) einzusetzen. Sie werden auch als Schildvortriebsmaschinen (SVM) bezeichnet. Je nach Durchmesser des zu grabenden Tunnels kann der Durchmesser der SVM beträchtlich sein, z. B. 18 m betragen. Auch die Länge einer derartigen Maschine hat eine erhebliche Erstreckung, von 100 m oder mehr. Der Grundaufbau derartiger SVM ist ähnlich. Am vorderen Ende ist ein Schneidrad um eine horizontale Achse drehbar gelagert. Es wird von einem geeigneten Antrieb im Gehäuse der SVM angetrieben. Der Typ des Schneidrades richtet sich nach dem zu lösenden Bodenmaterial, insbesondere, ob es Gestein oder Findlinge enthält. So gibt es typische Schneidräder für bindige Böden, für rollige Böden und für Felsgestein. Falls mit Steinen und Findlingen zu rechnen ist, werden die Schneidräder mit Vorrichtungen versehen, mit denen Findlinge zerkleinert werden können. Je nach Kornzusammensetzung des Bodenmaterials werden SVM mit Flüssigkeitsstützung – Hydroschild oder mit Erddruckstützung – Erddruckschild eingesetzt. Im ersteren Fall wird der vom Schneidrad abgebaute Boden mit Bentonit und erheblichem Wasserzusatz so konditioniert, dass das Material durch Pumpen angesaugt und abgefördert werden kann. Das Volumen der abgetragenen Bodenmengen vergrößert sich durch den Bentonit- und Wasserzusatz um das fünf- bis Zehnfache. Der Aufwand für das Vortriebsverfahren wird noch erhöht durch Entwässerung und Rückgewinnung des Bentonits und durch die Deponierung des geförderten Materials. Bei der sogenannten Erddruckunterstützung wird das abgebaute Bodenmaterial hinter dem Schneidrad im Zwischenraum zwischen Schneidrad und Vorderwand der Tunnel-Bohrmaschine mit Hilfe eines Schneckenförderers abgefördert. Die Förderschnecke fördert das Material auf ein Förderband in der SVM. Auch hierbei wird der Boden konditioniert, meistens durch Injektion von Konditionierungsmitteln vor dem Schneidrad. Auch dieses Verfahren ist aus den geschilderten Gründen aufwendig. Da mit Steinen im Boden zu rechnen ist, müssen bei derartigen SVM Brecher vorgesehen werden, die zwischen Schneidrad und Vorderwand aufgestellt werden.
  • Aus DE 27 17 381 A1 ist eine Vorrichtung zum Durchlochen eines Deiches oder dergleichen bekannt geworden vergleichbar einer Tunnelbohrmaschine. Düsen vor dem Schneidrad ermöglichen das Auspressen von Flüssigkeit vor dem Schneidrad der Maschine. Ferner ist durch die Druckwand eine Leitung geführt, mit der ebenfalls Flüssigkeit unter hohem Druck in den Abbauraum gefördert werden kann. Die Abförderung des aufgespülten Materials erfolgt durch ein Rohr, das durch die Druckwand hindurchgeführt ist und wahlweise am hinteren Ende verschließbar. Das Rohr ist in der Druckwand verschiebbar gelagert, damit es bei einer Verstellung des Schneidrades in Achsrichtung der Antriebswelle mitgefahren werden kann. Dies ist notwendig, weil an der Welle des Schneidrads außerdem Rührelemente angeordnet sind, von denen eines unmittelbar am vorderen Ende des Rohrs entlangfegt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Bodenmaterial vor der Vorderwand einer SVM anzugeben, das keine oder kaum eine Konditionierung des Bodenmaterials zu Abförderzwecken erfordert und technisch wenig aufwendig ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 wird vor der Vorderwand der SVM befindliches Bodenmaterial mit Hilfe mindestens eines vorn offenen und hinten geschlossenen oder verschließbaren Rohrs, das in der Vorderwand axial verschiebbar gelagert ist, bei seinem Vorschub aufgenommen. Beim Rückhub des gefüllten Rohrs wird das Material hinter die Vorderwand transportiert. Danach wird das Rohr von dem Material geleert, und das Material wird mittels weiterer Fördermittel aus der SVM herausgefördert.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sticht mindestens ein Rohr in das vor ihm liegende Material hinein und nimmt es auf. Daher ist es zweckmäßig, wenn das vordere Ende an seiner Kante schneidenartig zugespitzt ist. Bei dem hier angesprochenen Material handelt es sich um solches, das von dem Schneidrad beim Vortrieb der SVM gelöst wird. Es befindet sich in einem Zwischenraum zwischen Schneidrad und Vorderwand der SVM.
  • Es ist jedoch auch denkbar, auf ein Schneidrad zu verzichten und dafür zusätzliche parallele Zylinderrohrförderer vorzusehen, mit denen das Bodenmaterial direkt abgebaut wird. Insbesondere ist dann ein mittiger Zylinderrohrförderer von größerem Durchmesser vorgesehen, sowie mehrere Zylinderrohrförderer die über die Vorderwand der SVM verteilt angeordnet werden.
  • Die Zylinderohre (vorzugsweise werden mehrere gleichmäßig verteilt angeordnet) haben einen verhältnismäßig großen Durchmesser von z. B. 1 m bis 2 m und eine Länge von z. B. 1,5 m oder mehr. Damit können auch größere Steine aufgenommen und transportiert werden.
  • Durch das Vorschieben wird das Zylinderrohr weitgehend mit Boden gefüllt. Eine besondere Konditionierung des Bodens ist nicht erforderlich. Die Zerkleinerung und Vermischung des Bodens geschieht mit dem Schneidrad, falls eines vorhanden ist. Um einen stetigen Vortrieb der SVM zu gewährleisten, sind mehrere Zylinderrohre, vorzugsweise vier oder fünf bzw. acht bzw. neun, vorgesehen. Damit kann eine stetige Bodenentnahme zwischen Vorderwand und Schneidrad der SVM erreicht werden.
  • Beim Einstechen der Zylinderrohre in das Bodenmaterial ist das hintere Ende des Rohres geschlossen, wobei jedoch gewährleistet sein muss, dass die Luft entweichen kann, sollte sie nicht komprimiert werden. So kann z. B. mindestens ein Rückschlagventil vorgesehen werden, das nur beim Vorschub öffnet. Um das Material aus dem Rohr zu entfernen, kann es am hinteren Ende geöffnet werden, damit mit geeigneten Räummitteln eine Leerung vorgenommen werden kann.
  • Falls ein Stein vor dem Rohr liegt oder teilweise in diesem verkeilt ist, der einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser des Rohrs, kann es zweckmäßig sein, mit Hilfe eines geeigneten Zerkleinerungswerkzeugs diesen zu zerkleinern, z. B. mit Hilfe eines durch das hintere Ende des Förderzylinders oder durch die Vorderwand der SVM geführten Stangenmeißels, Bohrgerätes oder dergleichen.
  • Der Linearantrieb bewirkt die Verstellung des Zylinderrohres und wird z. B. von einem Hydraulikzylinder gebildet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 4 ist vorgesehen, dass das Zylinderrohr hinten geschlossen ist. Im Rohr ist ein Kolben verschiebbar angeordnet, der über eine Stange, die durch das geschlossene Ende geführt ist, mit einem zweiten Linearantrieb verbunden ist. Der zweite Linearantrieb kann ebenfalls von einem Hydraulikzylinder gebildet werden. Vorzugsweise sind erster und zweiter Hydraulikzylinder ineinander angeordnet, damit sowohl Zylinderrohr als auch Kolben betätigt werden können, und zwar gekoppelt oder unabhängig voneinander. Die mit dem Zylinderrohr verbundene Stange ist als Hohlstange ausgeführt, in der die den Kolben betätigende Stange geführt ist. Der Ablauf der Bodenförderung mit der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist wie folgt:
    Das leere Zylinderrohr stützt sich mit vorgefahrenem Kolben gegen einen geschlossenen Schieber ab. Der Schieber in der Vorderwand wird geöffnet. Das Zylinderrohr fährt in den Boden vor, während der Kolben in der vorherigen Position verbleibt. Beim Vorschub des Rohrs in den Boden bewegt sich der Kolben allmählich zurück.
  • Der Bereich der Stützung des Zylinderrohrs füllt sich so zusätzlich mit Boden. Für das Zylinderrohr kann eine Länge von 3 m vorgesehenen werden, wobei 1 m für die Stützung an der Vorderwand vorgesehen ist. Die Geometrie des Kolbens führt dazu, dass etwa 50 cm Rohrlänge zusätzlich zur Aufnahme von Bodenmaterial genutzt werden kann. Nach dem Füllen des Zylinderrohrs werden Zylinderrohr und Kolben mechanisch gekoppelt und fahren zurück.
  • In dem Maße, wie das Zylinderrohr zurückfährt, muss die SVM vorgefahren werden, um eine Hohlraumbildung zu vermeiden. Danach wird der Schieber geschlossen, sodass kein äußerer Erddruck weiterhin auf das Zylinderrohr wirkt. Das Zylinderrohr wird soweit zurückgefahren, bis das offene Ende des Rohrs einen Abstand zu seiner Führung hat, der ausreicht, um das Material mit Hilfe des Kolbens aus dem Zylinderohr herauszubefördern. Der Abstand zur Führung, die zum Beispiel eine Länge von 1 m hat, beträgt zum Beispiel 2 m.
  • Die Kopplung zwischen Zylinderrohr und Kolben wird danach gelöst, und der Kolben fördert den Boden aus dem Zylinderrohr heraus auf eine Fördereinheit, die sich unterhalb und zwischen dem Zylinderrohr und dessen Stützung bzw. Führung befindet. Der restliche Boden im Schieber in der Vorderwand der SVM wird entfernt, und das Zylinderrohr fährt gegen den geschlossenen Schieber in der Vorderwand. Danach beginnt ein neuer Zyklus.
  • Nach dem Rückhub des Zylinderrohrs wird mit Hilfe eines Schiebers das vordere Ende des Rohrs oder die Öffnung, welche das Rohr führt, verschlossen. Zu diesem Zweck ist der Schieber parallel zur Vorderwand verschiebbar gelagert. Bei der Vorderwand handelt es sich um eine doppelwandige Ausführung in der ein Schieber mittig geführt wird.
  • Das vom Zylinderrohr entnommene Bodenmaterial ist naturgemäß relativ steif, so dass es für eine Förderung im Pumpverfahren kaum geeignet ist. Das aus dem Zylinderrohr mit Hilfe eines geeigneten Räummittels entfernte Material kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung mit einem Schlauchbandförderer abgefördert werden. Alternativ können Fördermittel Rollenbahnen aufweisen, auf denen Behälter vorgeschoben werden.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind in der Vorderwand und/oder im Mantel der Tunnelbohrmaschine Düsen angeordnet für die Abgabe von Wasser, Bentonit oder anderen tensiden Flüssigkeiten. Dadurch wird der Vortrieb der Tunnelbohrmaschine bzw. der Zylinderrohre insbesondere bei festerem Boden erleichtert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet den Einsatz von Konditioniermitteln weitgehend, die mit einer Volumenvergrößerung einhergehen. Damit wird die Ablagerung in Deponien verringert, gleichwohl ist der technische Aufwand für das Entfernen des Bodenmaterials vor der Vorderwand der SVM vereinfacht.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der schnellere Abbau und die beschleunigte Abförderung von Bodenmaterial. Dadurch erhöht sich der Vortrieb der SVM pro Zeiteinheit. Auch ihre Vorschubkraft wird reduziert. Mit den Zylinderrohren kann beim Abbau des Bodens auch eine Korrektur der Ausrichtung der SVM vorgenommen werden.
  • Mit dem neuen Schildvortriebssystem unter Verwendung der Zylinderrohrförderung können neben kreisrunden Tunnelquerschnitten abweichend davon auch zum Beispiel ovale und rechteckige Tunnelquerschnitte hergestellt werden.
  • Für das Fördern von Gesteins- und Erdbrocken bis zu einer bestimmten Größe ist keine Zerkleinerung notwendig. Dieser energieaufwendige Zwischenschritt ist lediglich noch bei sehr großen Findlingen erforderlich. Es werden die sonst eintretenden Behinderungen bzw. Stillstandszeiten und Verschleißerscheinungen vermieden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • 1 bis 5 zeigen in verschiedenen Phasen das Entfernen von Bodenmaterial zwischen Schneidrad und Vorderwand einer SVM.
  • 6 zeigt schematisch die Vorderansicht einer SVM mit Schneidrad, aus der die Anordnung von Zylinderrohren zu erkennen ist.
  • 7 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach 6 entlang der Linie 7-7.
  • 8 bis 10 zeigen etwas detaillierter das Entfernen von Bodenmaterial vor der Vorderwand einer SVM.
  • 11 zeigt schematisch die Vorderansicht einer Vorderwand einer SVM ohne Schneidrad.
  • 12 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 7 mit zusätzlichen Mitteln zum Zerkleinern von Steinen für den Fall einer SVM ohne Schneidrad,
  • 13 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 11, jedoch mit Düsen für die Zufuhr von Wasser oder tensiden Flüssigkeiten.
  • 14 zeigt eine alternative Ausführungsform für einen Deckelverschluss für ein Zylinderrohr.
  • 1520 zeigen in unterschiedlichen Phasen die Förderung von Bodenmaterial in eine SVM.
  • In den 1 bis 5 ist eine SVM mit 10 angedeutet, die eine zylindrische Außenwand 12 aufweist sowie ein Schneidrad 14 und eine Vorderwand 16. Die SVM 10 befindet sich in der gezeigten Position im Boden. Vom Schneidrad 14 abgebautes Bodenmaterial gelangt in einen Zwischenraum 18 zwischen Schneidrad 14 und Vorderwand 16.
  • Hinter der Vorderwand 16 (in Vortriebsrichtung gesehen) befindet sich ein Zylinderrohr 20. Die Länge des Zwischenraums beträgt z. B. 2 m bis 2,5 m. Die Länge des Zylinderrohrs 20 beträgt z. B. 1,5 m. In der Vorderwand 16 ist eine Öffnung 22 vorgesehen, und zwar in der Nähe des Bodens der SVM 10. Die Öffnung führt das Zylinderrohr 20, das z. B. in 2 vollständig in den Zwischenraum 18 eingeschoben ist. Die Öffnung 22 kann von einen Schieber 24 verschlossen werden. In 1 ist die Öffnung 22 vom Schieber 24 verschlossen. Damit das Zylinderrohr 20 in den Zwischenraum 18 einfahren kann, wird vorher der Schieber 24 geöffnet.
  • Das vordere Ende des Zylinderrohrs 20 ist offen. Das hintere Ende wird von einem Deckel 26 verschlossen. Am Deckel greift ein Hydraulikzylinder 28 an. Der Deckel 26 ist auf das Zylinderrohr 20 aufgeschraubt und kann somit vom Zylinderrohr gelöst werden, wie dies in 4 gezeigt ist.
  • Es ist auch denkbar, den Deckel mit Klauen zu versehen, die wahlweise hinter Erhebungen auf der Außenseite des Rohrs 20 greifen.
  • Beim Vortrieb der SVM wird Bodenmaterial vom Schneidrad 14 geschnitten und gelangt in den Zwischenraum 18. Um das Bodenmaterial aufzunehmen, wird der Schieber 24 nach oben gezogen (2), und der Hydraulikzylinder 28 schiebt das Zylinderrohr in den Zwischenraum 18. Das Rohr sticht in das Bodenmaterial ein und nimmt dieses auf. Das gefüllte Zylinderrohr 20 wird beim Rückhub aus dem Zwischenraum 18 herausgebracht. Anschließend wird die Öffnung 22 in der Vorderwand 16 mit dem Schieber 24 geschlossen (3). Danach wird der Deckel 26 vom Zylinderrohr 20 entfernt und weiter zurückgezogen (siehe 4). Mit Hilfe eines nicht gezeigten Räumgerätes wird das Bodenmaterial aus dem Zylinderrohr 20 geräumt. Das Bodenmaterial ist bei 30 in 5 dargestellt. Es kann mit Hilfe eines weiteren geeigneten Förderzeugs auf ein Förderband oder in Behälter auf Rollenbahnen (nicht gezeigt) gefördert werden.
  • In 6 ist die Vorderansicht eines Schneidrads 40 zu erkennen mit trapezförmigen Öffnungen 42, durch welche Speichen gebildet sind. Die Öffnungen sind zumeist groß genug, um auch Gestein durchzulassen. Gegebenenfalls können sie von geeigneten, nicht gezeigten Schneidvorrichtungen des Schneidrads 40 verkleinert werden. Gestrichelt angedeutet sind im 90°-Abstand vier Zylinderrohre 44 bis 50 entsprechend dem Zylinderrohr 20 in den 1 bis 5. Gestrichelt angedeutet sind ferner zu den Zylinderrohren 44 gehörige Schieber 52, 54, 56 und 58. In 7 ist das Schneidrad 40 im Schnitt gezeigt. Man erkennt ferner die Anordnung der Zylinder 44, 46 und 50. Sie sind jeweils über eine Kolbenstange 60 mit einem Hydraulikzylinder 62 verbunden. In 7 sind die zylindrischen Rohre 46 in den Zwischenraum zwischen Schneidrad 40 und Vorderwand 64 der SVM 10 eingefahren. Mit Hilfe der Schieberanordnung (Schieber 52 bis 58) können die Öffnungen in der Vorderwand 64 verschlossen werden, wenn die zylindrischen Rohre nach hinten gezogen werden. In 7 ist auch der Deckel 66 angedeutet, mit dem das hintere Ende der Zylinderrohre 44 bis 50 verschlossen werden kann und an dem die Kolbenstangen 60 angreifen.
  • In den vorangegangenen Figuren ist ein Zylinderrohr bzw. sind vier Zylinderrohre für die SVM vorgesehen. Es ist auch möglich, acht Zylinderrohre vorzusehen, von denen vier nahe der Wandung der SVM angeordnet sind und vier weitere weiter innen in gleichmäßigem Abstand zu den äußeren Zylinderrohren. Dies ist in 11 angedeutet. In 11 ist ein weiteres Zylinderrohr 70 zentral angeordnet. Durch die Anordnung der äußeren Zylinderrohre 72, der inneren Zylinderrohre 74 und des zentralen Zylinderrohres 70 kann ein Schneidrad, wie es in Verbindung mit den vorangehenden Figuren erläutert wurde, komplett in Fortfall kommen. In diesem Falle dienen die Zylinderrohre 70 bis 74 zugleich zum Abbau des Bodenmaterials beim Vortrieb der SVM, wie in 11 bei 76 angedeutet ist.
  • In den 8 bis 10 ist ein Zylinderrohr 80 näher dargestellt, wie es in einer zylindrischen Führung 82 an der doppelt ausgeführten Vorderwand 84 geführt ist. In der Vorderwand befindet sich ein Schieber 86, der eine Öffnung 88 in der Vorderwand 84 verschließen kann, wie dies in den 8 und 10 gezeigt ist. Ein Deckel 90 ist auf das hintere Ende des Zylinderrohrs 80 aufgeschraubt und steht in Verbindung mit einer Kolbenstange 92 eines Hydraulikzylinders 94.
  • In 8 befindet sich das Zylinderrohr 80 in der Ausgangsstellung. Der Deckel 90 verschließt das Zylinderrohr 80 am hinteren Ende, der Schieber 86 verschließt die Öffnung 88 in der Vorderwand 84 der nicht weiter dargestellten SVM. In 9 ist der Schieber 86 aus der Öffnung 88 entfernt und der Hydraulikzylinder 94 schiebt das Zylinderrohr 80 in den Raum vor der Vorderwand 84, um in das Material, das vor der Vorderwand sich befindet, einzustechen. Es wird dadurch weitgehend mit diesem Material gefüllt. Anschließend wird der Zylinder zurückgezogen (10), und der Schieber 86 verschließt erneut die Öffnung 88. Der Deckel 90 wird vom Zylinderrohr 80 abgeschraubt und weiter nach hinten bewegt (10). Mit Hilfe eines nicht gezeigten Räumgerätes wird Bodenmaterial 96 aus dem Zylinderrohr 80 entfernt. Das Bodenmaterial 96 kann anschließend mit Hilfe eines geeigneten Förderzeugs auf einen Bandförderer oder eine ähnliche Fördereinrichtung gegeben werden.
  • 12 gleicht weitgehend der 7. Daher sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in 7 bezeichnet. Die Besonderheit in 12 ist die, dass durch das geschlossene Ende der Zylinderrohre 44, 46, 50 jeweils eine Stange 61 hindurchgeführt ist. Sie ist drehbar und schwenkbar und kann durch eine außerhalb des Zylinderrohrs liegende Stange 63 in Drehbewegung versetzt werden. Am vorderen Ende kann sie einen Meißel halten (nicht gezeigt). Die Stange 61 ist bei 65 am hinteren Ende schwenkbar gelagert. Ist das hintere Ende von einem Deckel verschlossen, wie dies in 7 dargestellt ist, wird das Gestänge mit dem Öffnen des Deckels nach hinten geführt. Es versteht sich, dass der Deckel ohnehin eine Führung aufweisen muss, von der er in der vom Zylinderrohr entfernten Lage gehalten ist. Mit Hilfe des gezeigten Werkzeugs können Steine, die in oder vor dem Zylinderrohr liegen, soweit zerkleinert werden, dass sie vom Zylinderrohr aufgenommen werden können, wenn dieses vorgeschoben wird.
  • 13 ist eine ähnliche Darstellung wie 11. Daher werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Besonderheit der 13 ist, dass in der Vorderwand der Tunnelbohrmaschine um die Öffnungen für die Zylinderrohre herum Düsen 71 angeordnet sind, über die Wasser, Betonit oder eine andere tenside Flüssigkeit gesprüht werden kann. Auch in der Mantelwand der Tunnelbohrmaschine sind Düsen 73 vorgesehen für den gleichen Zweck. Sie erleichtern den Vorschub der Zylinderrohre bzw. der Tunnelbohrmaschine während des Betriebs. Insbesondere bei einer schneidradlosen Tunnelbohrmaschine, wie sie mit einer Anordnung gemäß 11 und 13 verwirklicht werden kann, ist die Zufuhr von „Schmiermittel” von besonderem Vorteil.
  • Nachfolgend wird anhand der 15 bis 20 der Ablauf der Bodenförderung beschrieben mit einem hinten geschlossenen Zylinderrohr 100, das einen Kolben 102 verschiebbar führt. Der Kolben 102 wird von einer Stange 104 betätigt, die über das geschlossene Ende 106 des Zylinderrohrs 100 hindurchgeführt ist zu einer Hydraulikzylinderanordnung 108, mit der auch eine Hohlstange 110 verbunden ist, die mit dem geschlossenen Ende 106 gekoppelt ist. Mit Hilfe der Zylinderanordnung 108 können Kolben 102 und Zylinderrohr 100 gemeinsam oder auch unabhängig voneinander verstellt werden.
  • In 15 stützt sich das leere Zylinderrohr 100 mit nach vorn verstelltem Kolben 102 gegen den Schieber 24 ab, der die Vorderwand 16 bzw. die Öffnung 22 verschließt. In 16 ist der Schieber von der Öffnung 22 fortgefahren. Somit kann das Zylinderrohr 100 in den vor der Wand 16 liegenden Boden vorfahren, wie dies in 17 angedeutet ist. Bei dieser Bewegung des Zylinderrohrs 100 verbleibt der Kolben 102 zunächst in der vorderen Position, fährt jedoch allmählich durch den Druck des in das Zylinderrohr 100 eingepressten Materials nach hinten, wofür erforderlich ist, mit dem Kolben 102 einen gewissen Gegendruck aufzubauen, der aber kleiner sein muss als der Druck, mit dem das Material in das Zylinderrohr 100 eintritt. Auf diese Weise wird Material in das Zylinderrohr 100 eingebracht bis in den Bereich der Abstützung 20 des Zylinderrohrs 100 (17). Auf diese Weise gelingt es, mehr Boden aufzunehmen als dies etwa mit einer Anordnung nach den 1 bis 4 oder 18 möglich ist.
  • In der Position nach 17 werden Zylinderrohr 100 und Kolben 102 mechanisch gekoppelt und gemeinsam zurückgefahren, wie dies in 18 angedeutet ist. Im gleichen Maße wird die Tunnelbohrmaschine 10 vorgefahren, um eine Hohlraumbildung zu vermeiden. Ist die Position nach 18 erreicht, wird der Schieber 24 wieder vorgefahren und verschließt die Öffnung 22. In der Position nach 18 findet ein Druckausgleich statt, d. h. im Zylinderrohr 100 ist nunmehr ein Druck, wie er innerhalb der Tunnelbohrmaschine 10 herrscht. Danach wird das Zylinderrohr in eine Position zurückgefahren, wie sie in 19 angedeutet ist. Dabei ruht das Zylinderrohr 100 auf den Abstützflächen 112 und 114. Mit Hilfe des Kolbens 102 wird das Material aus dem Zylinderrohr 100 herausgepresst bzw. herausgeschoben in den Zwischenbereich zwischen der Führung 20 für das Zylinderrohr 100 und seiner Position gemäß 19. Dort kann es dann mit Hilfe einer geeigneten Fördereinrichtung, die hier nicht gezeigt ist, abgefördert werden. Es versteht sich, dass beim Herausschieben des Materials aus dem Zylinderrohr 100 durch den Kolben 102 die vorher beschriebene mechanische Kopplung zwischen diesen beiden Teilen wieder gelöst ist. Ist dies geschehen (19), erfolgt wiederum eine Kopplung von Kolben 102 und Zylinderrohr 100. Diese werden dann zusammen gemäß 20 wieder bis zum Schieber 124 vorgeschoben.
  • Es sei noch nachgetragen, dass die Zylinderrohre Kanäle oder innenliegende Leitungen enthalten können, um flüssiges Gleitmittel, wie Wasser, zum vorderen Ende der Rohre zu drücken. Bei innenliegenden Rohrleitungen ist der Querschnitt des Kolbens anzupassen. Das erleichtert das Einstechen in den Boden und das Auspressen des Bodens aus den Rohren.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Entfernen von Bodenmaterial vor der Vorderwand einer SVM, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – vor der Vorderwand der SVM befindliches Bodenmaterial wird mit Hilfe mindestens eines vorn offenen und hinten geschlossenen oder verschließbaren Rohrs, das in der Vorderwand axial verschiebbar gelagert ist, durch seinen Vorschub aufgenommen – durch Rückhub des zumindest teilweise gefüllten Rohrs wird das Bodenmaterial hinter die Vorderwand transportiert – das Rohr wird von dem Material geleert und – das Material wird mittels weiterer Fördermittel aus der SVM herausgefördert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr oder die Durchtrittsöffnung für das Rohr nach einem Rückhub und vor dem Entleeren am vorderen Ende verschlossen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass größere Steine vor dem oder im Rohr mit einem Zerkleinerungswerkzeug an einem am hinteren Ende des Rohrs eingeführten Gestänges zerkleinert werden.
  4. Vorrichtung zum Entfernen von Bodenmaterial vor der Vorderwand einer SVM, bei der in der Vorderwand mindestens ein parallel zur Achse der SVM angeordnetes Rohr axial verschiebbar gelagert ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der SVM, wobei das hintere Ende des Rohrs geschlossen oder mit einer Verschlussvorrichtung versehen ist, mit der das hintere Ende wahlweise verschließbar ist und mit dem hinteren Ende des Rohrs ein Linearantrieb verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, das im Rohr (80, 100) ein Kolben (90, 102) verschiebbar gelagert ist, der über eine Stange (92, 104) über das geschlossene Ende geführt ist und mit einem zweiten Linearantrieb verbunden ist und an der Vorderwand (84, 10) parallel zu dieser ein kraftbetätigter Schieber (86, 24) gelagert ist, mit dem die Öffnung in der Vorderwand für das Rohr (80, 100) verschließbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb ein Hydraulikzylinder (62, 108) ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Linearantrieb ebenfalls einen Hydraulikzylinder (110) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Hydraulikzylinder (108, 110) ineinander geschachtelt sind mit einer mit dem Zylinderrohr verbundenen Hohlstange, durch die die den Kolben betätigende Stange hindurchgeführt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete Rohre (74) vorgesehen sind, vorzugsweise vier oder acht Rohre.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr (100) nahe dem Boden der SVM angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre jeweils nahe der Wand der SVM angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Fördermittel einen Schlauch-Bandförderer aufweisen.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Fördermittel Rollenbahnen und Behälter auf den Rollenbahnen aufweisen.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der SVM ein Förderzeug angeordnet ist, das auf dem Boden der SVM geleertes Bodenmaterial aufnimmt und an die weiteren Fördermittel übergibt.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr einen zylindrischen oder quadratischen Querschnitt aufweist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorderwand (64) und/oder im Mantel (76) der SVM Düsen (71) angeordnet sind für die Abgabe von Wasser, Bentonit oder anderen tensiden Flüssigkeiten.
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