DE1240789B - Vorrichtung zum Vortreiben einer Strecke oder eines Schachtes in sandigem oder wasserhaltigem Erdreich - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

E21c

Deutsche Kl.: 5 b-27/24

Nummer: 1240789

Aktenzeichen: M 60530 VI a/5 b

Anmeldetag: 3. April 1964

Auslegetag: 24. Mai 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vortreiben einer Strecke oder eines Schachtes in sandigem oder wasserhaltigem Erdreich nach dem Gefrier- oder Einspritzverfahren.

Das Vortreiben einer Strecke oder eines Schachtes in sandigem oder wasserhaltigem Erdreich erfordert nach den bisher bekannten Methoden des Gefrierverfahrens zunächst die Schaffung einer oder mehrerer Gefrierzonen um das Arbeitsfeld herum. Derartige Arbeiten benötigen die Errichtung von zusätzlichen und komplizierten Einrichtungen, wie Kälteerzeugungsanlagen und besonderen Einführsonden. Durch die Erzeugung und Aufrechterhaltung der Vereisung während der gesamten Dauer der Herstellungsarbeiten werden die Entstehungskosten erheblich erhöht und die Ausführungsdauer verlängert. Außer diesen Nachteilen bleibt bei dem bekannten Vereisungsverfahren die Herstellung der Vereisungszonen immer schwierig, da sie nicht eindeutig zu überwachen sind. Die Bildung von nichtvereisten Stellen und das Abirren sowie die Beschädigung der Sonden haben zur Folge, daß nicht immer eine Dichtigkeit erzeugt wird.

Darüber hinaus kommt es bisweilen vor, daß beim Vorhandensein besonderer geologischer Bedingungen, wie beispielsweise undurchdringbarer Schichten, oder für die Schaffung von zusätzlichen Schutzwänden zusätzliche Arbeiten erforderlich werden, wie das Einspritzen von Zement oder chemischen. Erzeugnissen. . . . ,

Es ist darüber hinaus bei einem Verfahren zum Vortreiben von Tunneln oder Kanälen in schwimmendem Gebirge eine Vorrichtung aus einem ringförmigen Vortriebsschild und einem mit Rohren durchsetzten Brustschild bekannt, dessen Rohre mittels Druckluft oder mechanisch in das anstehende Erdreich eingetrieben werden und zur Zuführung von Verfestigungsmitteln dienen, so daß das vor der Vorrichtung anstehende Erdreich in Gestalt eines vorne geschlossenen Hohlzylinders verfestigt wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine kontinuierliche Arbeitsweise ermöglicht.

Zu diesem Zweck wird mit der Erfindung vorgeschlagen, den äußeren und den inneren Vortriebsschild aus doppelwandigen Rohrkästen herzustellen und sowohl auf der gesamten vorderen Stirnfläche des äußeren Vortriebsschildes relativ zu diesem bewegliche Lanzen zum Gefrieren oder Einspritzen als auch auf der vorderen Ringfläche des inneren Vortriebsschildes und auf der Fläche des Brustschildes Vorrichtung zum Vortreiben einer Strecke
oder eines Schachtes in sandigem oder
wasserhaltigem Erdreich

Anmelder:

Maurice Mauclet, Meru_; Oise (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. A. Stenger

und Dipl.-Ing. W. Watzke, Patentanwälte,

Düsseldorf!, Charlottenstr. 58

Als Erfinder benannt:

Maurice Mauclet, Meru, Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 5. April 1963 (930 560)

relativ zu diesen bewegliche Lanzen zum Gefrieren oder Einspritzen anzuordnen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird bei der Anwendung des Gefrierverfahrens vorgeschlagen, die Gefrierlanzen des äußeren Vortriebsschildes mit einer sich über die gesamte Länge der Lanzen erstreckenden ringförmigen Kammer für das Kältemittel, zu versehen, wogegen bei den Gefrierlanzen des inneren Vortriebsschildes und des Brustschildes die ringförmige Kammer sich nur über den vorderen Teil erstrecken soll.

Um eine gute Wirkung mit der Vorrichtung der Erfindung zu erzielen und an dem am tiefsten in das zu verfestigende Erdreich eingedrungenen Teil der Lanzen die größte Gefrierwirkung zu erzielen, wird weiterhin vorgeschlagen, die Zufuhrleitung für das Kältemittel bis in den vorderen Teil der Lanzen durch die ringförmige Kammer hindurchzuführen.

Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung, bei der die ringförmigen Vortriebsschilde nur bewegt werden können, wenn die teilweise in radialer Richtung angeordneten Rohre vollständig zurückgezogen sind, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine kontinuierliche Arbeitsweise.

Es ist zwar bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vortreiben eines Tunnels oder Stollens in wasserführendem Fein- bis Mittelsand bekanntgeworden, bei dem die Vortriebsarbeiten unter Druckluft von einem Druckluftraum aus durch-

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geführt werden, jedoch weicht dieser Vorschlag nicht wird das Erdreich auf einer größeren Fläche vereist,

nur durch die Verwendung von Druckluft, sondern so daß das vor der Vorrichtung anstehende Erdreich

auch durch die Technik des Schildvortriebes vom in Gestalt eines Hohlzylinders verfestigt wird, dessen

Vorschlag der Erfindung ab. Die bekannte Vorrich- vordere Stirnfläche durch die Einwirkung der Lan-

tung kann nicht für die Verfestigung durch physi- 5 zen 2 und 3 vereist wird, wobei sich die ringförmige

kaiische oder chemische Mittel verwendet werden, Kammer 9 bei diesen Lanzen 2 und 3 nur an deren

da sich entweder im unteren Drittel der Stirnfläche Ende befindet. Die Form des gefrorenen Erdreiches

wegen der dort vorgesehenen Öffnung eine undichte ist in Fig. 5 mit dem Buchstaben D bezeichnet. Die

Stelle ergeben oder aber beim Schließen dieser Dichtigkeit dieses Hohlzylinders D mit geschlosse-

Öffnung das gesamte anstehende Erdreich vor dem io nem Boden wird in Funktion des Erddruckes be-

Brustschild verfestigt würde. Da die bekannte Vor- stimmt und durch Meßapparate 12 überwacht. Wenn

richtung darüber hinaus die erfindungsgemäßen die vereisten Wände alle Garantien für die Dichtig-

Merkmale nicht aufweist, konnte sie dem Durch- keit und den gewünschten Widerstand zeigen, öffnet

schnittsfachmann keinen Hinweis auf die vorliegende man den Brustschild C, schneidet die Schachtwand

Erfindung geben. 15 10 an, entfernt dieselbe und entleert das nicht ge-

Die Erfindung soll im folgenden an Hand der frorene Erdreich, das sich im Inneren des Hohl-

Zeichnungen erläutert werden, und zwar zeigt Zylinders D befindet, um eine Kammer E zu schaf-

F i g. 1 eine gemäß der Erfindung ausgestaltete fen, deren Durchmesser größer Ist als derjenige des

Vorrichtung in Arbeitsstellung für das Vortreiben Vortriebsschildes B (s.Fig. 6). Anschließend rückt

einer horizontalen Strecke, 20 man diesen Vortriebsschild B in die Kammer E mit

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem senk- Hilfe von Spindeln 13 vor, die an dem Vortriebsrechten Schnitt nach der Schnittlinie II-II in Fig. 1, schild A abgestützt sind. Hierbei bleiben die Lan-

Fig. 3 und 4 Einzelheiten der erfindungsgemäßen zen 2 des Vortriebsschildes B, deren Schraubspin-Lanzen, dein 5 nicht betätigt werden, in ihrer bisherigen Stel-

F i g. 5 bis 10 aufeinanderfolgende Stellungen der 25 lung bezüglich des Erdreiches, treten aber bezüglich

erfindungsgemäßen Vorrichtung im Verlaufe des des Vortriebsschildes B mindestens teilweise in

Streckenvortriebs. * diesen ein.

Die Vorrichtung zum Vortrieb einer Strecke oder Nachdem der Brustschild C wieder geschlossen eines Schachtes besteht im wesentlichen aus einem worden ist, wird der Hohlzylinder D aufgetaut, rohrförmigen äußeren Vortriebsschild A, einem in 30 indem man warmes Wasser durch die Lanzen fließen diesem verschiebbaren inneren Vortriebsschild B und läßt. Nach dem vollständigen Auftauen läßt man den aus einem Brustschild C. Am Vortriebsschild A sind äußeren Vortriebsschild A mit Hilfe von Spindeln 14 Lanzen 1, am Vortriebsschild B Lanzen 2 und am vorrücken, die sich beispielsweise an der der Schacht-Brustschild C Lanzen 3 angeordnet. wand 10 gegenüberliegenden Wand abstützen. Somit

Im Vortriebsschild A sind Schraubspindeln 4 ab- 35 wird der Vortriebsschild A relativ zum Erdreich und

gestützt, die dazu dienen, die Lanzen 1 in das Erd- zum Vortriebsschild B vorgeschoben, wobei die Lan-

reich vor der Vorrichtung einzudrücken. Weitere im zen 1, 2 und 3 weiterhin unverändert im Erdreich

Vortriebsschild B abgestützte Schraubspindeln 5 die- verbleiben, die Lanzen 1 jedoch teilweise in den

nen dazu, die Lanzen 2 und 3 in das Erdreich ein- Vortriebsschild A eintreten. Die Vorrichtung befin-

zuschieben. 40 det sich nunmehr in der in Fig. 9 gezeigten Stellung.

Die Lanzen 1, 2 und 3 sind durch Zufuhrleitun- Der weitere Vortrieb der Strecke erfolgt in der

gen 7 mit einer Quelle für eine Gefrierflüssigkeit und oben angegebenen Weise. In dem Maße, wie die

durch Abfuhrleitungen 8 mit einem Auffangbehälter Strecke vorgetrieben wird, versieht man sie hinter

verbunden, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. der Vorrichtung mit einer Auskleidung 15. Diese

Jeder Lanze wird die Gefrierflüssigkeit in der Mitte 45 Auskleidung 15 dient beim weiteren Vortrieb gleich-

einer ringförmigen Kammer 9 zugeführt. In den Lan- zeitig zur Abstützung für den Vortriebsschild A. Im

zen I₁ die von dem Vortriebsschild A getragen wer- Verlauf dieser Arbeit kann man Abdichtungen 16

den, erstreckt sich die ringförmige Kammer 9 bis zwischen dem Vortriebsschild A und der Ausklei-

zum hinteren Ende der Lanze 1 (s. Fi g. 3), während dung 15 der Strecke vorsehen, um das Eintreten von

bei den Lanzen 2 und 3 sich diese Kammer 9 nur auf 50 Wasser in die Strecke zu verhindern,

das vordere Ende beschränkt (s. F i g. 4). Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Vor-

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrich- treiben von Strecken nicht nur in horizontaler Richtung geschieht wie folgt: tung, sondern auch geneigt und vertikal (als Schacht)

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, wird die Vorrich- benutzt werden. Die Abmessungen der Vorrichtung tung an der Schachtwand 10 in Höhe der vorzutrei- 55 werden in Abhängigkeit von den Abmessungen der benden Strecke angesetzt. Durch Öffnungen, die in vorzutreibenden Strecke und der aufzuwendenden der Schachtwand 10 vorgesehen sind, werden die Kräfte bestimmt. Indem man die Lanzen durch EinLanzen 1 unter Anwendung der Schraubspindeln 4 führungssonden ersetzt, kann man die Vorrichtung in das Erdreich eingedrückt. Rings um die Lanzen 1 auch zum Behändem des Erdreiches durch Einfühsind Abdichtungen 11 vorgesehen, um die Dichtig- 60 rung von Zement, Bitumen oder anderen chemischen keit senkrecht zur Schachtwand 10 zu sichern. In Mitteln verwenden. Wenn das Erdreich der Einfühgleicher Weise wird beim Einführen der Lanzen 2 rung der Lanzen oder Sonden einen zu großen und 3 verfahren. Wenn alle Lanzen 1 bis 3 an ihrem Widerstand entgegensetzt, kann das Durchdringen Platz sind, verbindet man sie mit den Leitungen 7 des Erdreiches mit geeigneten Werkzeugen vor- und 8 und läßt die kälteerzeugende Flüssigkeit ein- 65 genommen werden,
treten. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das be-

Dadurch, daß sich die ringförmige Kammer 9 in schriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, da man

den Lanzen 1 über deren gesamte Länge erstreckt, beispielsweise auch drei oder mehr teleskopartig

Claims (3)

ineinander verschiebbare Vortriebsschilde vorsehen kann. Darüber hinaus können verschiedene Spindeln eine zweifache Anwendungsmöglichkeit finden, nämlich zum Eindrücken der Lanzen und zur Verschiebung der Vortriebsschilde, so daß ihre Zahl auf die Hälfte verringert werden kann. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vortreiben einer Strecke oder eines Schachtes in sandigem oder wasserhaltigem Erdreich nach dem Gefrier- oder Einspritzverfahren, indem das vor der Vorrichtung anstehende Erdreich in Gestalt eines vorn geschlossenen Hohlzylinders verfestigt wird und wobei die Vorrichtung aus teleskopartig ineinander verschiebbaren, rohrförmigen Vortriebsschilden gebildet ist, die relativ zueinander und gegenüber dem Erdreich vorgetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere und der innere Vortriebsschild (A bzw. B) aus doppelwandigen Rohrkästen hergestellt sind und daß sowohl auf der gesamten vorderen Stirnfläche des äußeren Vortriebsschildes (A) relativ zu diesem bewegliche Lanzen (1) zum Gefrieren oder Einspritzen als auch auf der vorderen Ringfläche des inneren Vortriebsschildes (B) und auf der Fläche des Brustschildes (C) relativ zu diesen bewegliche Lanzen (2 bzw. 3) zum Gefrieren oder Einspritzen angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefrierlanzen (1) des äußeren Vortriebsschildes (A) eine sich über die gesamte Länge der Lanze (1) erstreckende ringförmige Kammer (9) für das Kältemittel aufweisen, wogegen bei den Gefrierlanzen (2 und 3) des inneren Vortriebsschildes (B) und des Brustschildes (C) die ringförmige Kammer (9) sich nur über den vorderen Teil erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (7) für das Kältemittel bis in den vorderen Teil der Lanzen (1, 2 und 3) durch die ringförmige Kammer (9) hindurchgefiihrt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 590413;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1138 083;
britische Patentschrift Nr. 20 322, Jahrgang 1906;
USA.-Patentschrift Nr. 721830.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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