DE1658751A1

DE1658751A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Tunnels,Stollen od.dgl.in Gebirgen mit zonen wechselnder Standfestigkeit

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Publication number: DE1658751A1
Application number: DE19671658751
Authority: DE
Inventors: Ernst Lauber
Original assignee: Atlas Copco MCT AB
Current assignee: Atlas Copco MCT AB
Priority date: 1967-04-13
Filing date: 1967-04-13
Publication date: 1970-11-05
Also published as: ES352657A1; GB1209246A; US3523426A; AT286345B; CH461562A; FR1574752A; SE316497B

Description

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Patentanwälte

Slutfgarf-M_AMenze|simÖa40 1658751 ¹²· April 1967

AG Mas chine nf'ab rik Hab egg er in Thun (Schweiz)

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Tunnels, Stollen od.dgl. in Gebirgen mit Zonen wechselnder Standfestigkeit

Es ist bekannt, für den Tunnel- bzw. Stollenbau im Lockergestein bzw. in Schichten geringen Zusammenhaltes rohrförmige Schilde mit Ringschneide an ihrem Vorderende zu verwenden. Im Schutz des Schildes erfolgt der Abbau mit Brustverzug von Hand aus, es ist aber auch schon bekannt, innerhalb des Schildes eine Abbauvorrichtung vorzusehen. Der Vortrieb des Schildes erfolgt stets mit Hilfe hydraulischer Kolbentriebe, die sich über einen Druckring auf die hinter dem Schild eingebauten Tübbings abstützen. Eine solche Abbaumethode versagt aber beim Auftreten von etwas härterem Gestein oder harten Einschlüssen in weichem Material.

Es sind auch schon Vortriebsmaschinen bekannt, die mit rotierenden, gegebenenfalls radial verstellbaren Schneidwerkzeugen bestückt sind und den Ausbruch dea

vollen Tunnel- oder Stollenquerschnittes auch in härterem oder hartem Gebirge ermöglichen. Besonders Gewährt hat sich dabei eine Vortriebsmaschine, deren Schneidwerkzeuge aus Fräsern bestehen, die um ihre eigene Achse rotieren und stirnseitig an einer um die Maschinenachse drehbaren Trommel angeordnet sind, Der Verzicht auf einen Schild hat dabei zur Voraussetzung, daß das Gebirge so wit standfest ist, daß ein vorläufiger Ausbau erst im Bereich oder hinter der Maschine eingebracht-werden muß. Die Vorschubeinrichtung der Maschine, vorzugsweise ein hydraulisches Vorschubaggregat, stützt sich unter Ausnutzung der Haftreibung unmittelbar im Tunnel bzw. Stollen ab, wodurch auf den Einbau der teuren Tübbings verzichtet werden kann. Der endgültige Ausbau mit Pumpbeton in einer Gleitschalung kann erst hinter der Vorschubmaschine erfolgen.

Der maschinelle Tunnel- bzw. Stollen-aus-

bruch konnte sich bisher jedoch nicht in vollem Maße durchsetzen. Der Grund hief-ür ist im geologischen Aufbau der Gebirge zu suchen. Es treten nämlich meist im Zuge einer Tunneltrasse, vor allem bei größerer Tunnellänge, Gesteine verschiedenster Härte und Festigkeit auf, wobei auch die Gebirgsklasse von standfest über gebräch bis druckhaft schwanken kann. Die Schwierigkeiten liegen nun darin, daß oft Abschnitten aus hartem, standfestem Gebirge Zonen mit lockerem Gestein, d.h. Gebirgsschichten mit geringem Zusammenhalt unmittelbar folgen. Als weiteres Erschwernis kommt dazu, daß trotz aller einem Tunnel- bzw. Stollenbau

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vorausgehenden geologischen Erkundungen der zu erwartenden Gebxrgsverhaltnxsse mit anschließender Gebirgsklassifizierung beim Bau selbst immer wieder unvorhergesehene Verhältnisse auftreten.

Ist nun bei einem Tunnel- oder Stollenbau mit wechselndem Auftreten von weichen und harten Gebirgszonen zu rechnen, so fällt die Einsatzmöglichkeit von Weichgestein - Vortriebsmaschinen von vorneherein weg. Es scheitert aber auch die Verwendung von Maschinen, die gleichermaßen für hartes und weiches Gestein geeignet sind, wenn die Gewißheit oder auch nur die Möglichkeit des Auffahrens von Schichten mit geringem Zusammenhalt besteht. Es wäre nun der Gedanke naheliegend,, anstatt der längst bekannten Abbauvorrichtungen für weiches, homogenes Material eine bekannte Vortriebsmaschine für weiches und hartes Gestein in ein rohrförmiges Schild dauernd einzubauen. Dies scheitert aber meist an der Kostenfrage, da der Schildvortrieb den nachfolgenden Einbau von Tübbings voraussetzt* und der Vollausbau langer Tunnelstrecken mit Tübbings wesentlich teurer ist als beispielsweise der Ausbau mit Schalungsbeton. .

Dem gegenüber soll durch das erfindungsgemäße Verfahren die Aufgabe gelöst werden, den maschinellen · Vortrieb mindestens bei den im Tunnel- und Stollenbau häufiger vorkommenden Gebirgsverhältnisseh zu ermöglichen und

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gleichzeitig eine wirtschaftlich, vorteilhafte Ausführung zu gewährleisten..

Ausgehend von einem Verfahren zum Herstellen von !funnels, Stollen od.dgl» in G-ebirgen mit Zonen wechselnder Standfestigkeit unter Verwendung einer Vortriebsmaschine mit rotierenden, radial verstellbaren, vorzugsweise aus gemeinsam um die Maschinenlängsachse drehbaren Fräsern "bestehenden Schneidwerkezugen, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch aus, daß der Vortrieb in standfesten G-ebirgszOnen in üblicher Weise mit Hilfe der Vortriebsmaschine allein erfolgt,, daß aber bei Erreichen einer Gehirgszone mit geringem; Zusammenhalt im noch standfesten Bereich vor der Vortriebsmaschine ein rohrf©rmiges, aus mehrere» in Einzelsegmente zerlegbaren Schüssen bestehendes Schild"unter schrittweisem Vorfahren der Vortrielismascliine mit gegenüber dem bisherigen Tunneldurchmesser erweitertem Abbaudurchmesser und jeweils nachfolgender Rückwärtsfahrt mit radial einwärts verstellten Schneidwerkzeugen schußweise eingebaut wird, worauf die Vortriebsmaschine im Schild fest verankert, letzteres gegebenenfalls bei arbeitenden Werkzeugen der Vortriebsmaschine vorgeschoben und der Tunnel od.dgl. hinter dem Schild mit Tübbings ausgekleidet wird, bis die nächste standfeste Gebirgszone erreicht ist, in der die aus der Verankerung im Schild gelöste Vortriebsmaschine allein weiter, fährt und

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das Schild für den nächsten Einsatz zerlegt wird. Wird also beim Bau eines Tunnels od.dgl. im ZugeK,des Vortriebes das Gebirge schlechter, was beispielsweise auchxdureh vorgetriebene Sondierbohrungen festgestellt werden katfrij und ist die notwendige Slandzeit des Gebirges, zum Einbringen des vorläufigen Ausbaues nicht mehr gegeben, so kommt das Schild zur Wirkung, so daß sich beim Durchörtern der Zone mit geringem Zusammenhalt die Vortriebsmaschine geschützt im Inneren des Schildes befindet» Der Abbau erfolgt nun lediglieh durch den Schildvortrieb, wobei aber im NOrmalfall die Schneidwerkzeuge der Vortriebsmaschine vor der Schildschneide arbeiten. Nur bei hereinbrechendem Gebirge, z.B. rolligem Kies, wird die Vortriebsmaschine im Schild so weit zurückgezogen, daß die Schneidwerkzeuge hinter der Schildschneide liegen. Hinter dem Schild erfolgt der übliche Ausbau mit Tübbings, Nach DurchSrterung der gebrächen oder lockeren Gebirgszone wird die Verankerung der Vortriebsmaschine im Schild gelöst und die Vortriebsmaschine fährt unter Benützung ihres eigenen Vorschubaggregates aus dem SoMIdrohr aus. Somit braucht der teure Ausbau mit Tübbings nur dort vorgenommen zu werden, wo er tatsächlich notwendig ist, nämlich in der Gebirgszone mit geringer Standfestigkeit, wogegen in den Zonen mit genügend standfestem Gebirge der übliche Vortrieb mit der Vortriebsmaschine erfolgt und der Ausbau mit wirtschaftlich wesentlich"günstigerem Sohalungsbeton" od.dgl. ■

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vorgenommen werden kann« Die Vortriebsmaschine als solche braucht nicht geändert zu werden und ist auch für sich allein einsatzfähig* Das zerlegbare Schild kann leicht gelagert und zusammengebaut bzw. auseinander genommen werdenj es ist stete wieder verwendbar.

Werden Sondierungsbohrungen vorgetrieben und wird demnach die Zone mit geringer Standfestigkeit frühzeitig festgestellt,, so kann mit dem Abbau auf erweitertem Durchmesser um eine wenigstens der Schildlänge entsprechende Strecke vor der zu erwartenden schlechten Gebirgszone begonnen werden. Der Vortrieb mit Hilfe der Vortriebsmaschine allein kann aber auch bis unmittelbar an die Gebirgszone mit geringem Zusammenhalt erfolgen,also, bis zum Anschneiden dieser Zone, worauf die Vortriebsmaschine dann wenigstens um eine der Schildlänge entsprechende Wegstrecke zurückfährt und nachfolgend den bereits gebohrten Tunnel od.dgl.-um. die doppelte Stärke der Schildsegmente erwyfeitert. Die letztere Vorgangsweise hat den Vorteil,: daß die Abfördernng beim Schneiden des erweiterten Tunneldurchmessers wesentlich einfacher als beim Abbau des Gesamtquerschnittes ist und daß außerdem vor der Vortriebsmaschine■ ■ein freier Raum entsteht, in dem die Segmente für den Zusammenbau des Schildrohres gelagert werden können«

Erfindungsgemäß wird im Tunnel od.dgl. vor der zurückgezogenen Vortriebsmaschine eine "Ringnut ausge-

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ο·.

brochen, in der die Schneidwerkzeuge der Vortriebsmaaefeine auf den erweiterten Abbaudurchmesser eingestellt werden, so daß dieses Einstellen keine Schwierigkeiten "bereitet.

Erfindungsgemäß werden die beiden letzten, aber zuerst eingebauten Schildschüsse nach vollendetem Schildzusammenbau hinter der,Vortriebsmaschine zerlegt und durch an Ort zusammengeschweißte dünne Bleche ersetzt, worauf in den so gebildeten Schildschwanz in an sich bekannter Weise

M ein Druckring eingesetzt wird, an dem sich hydraulische KoI- ™ bentriebe für den Schildvorschub abstützen und in dem hinter⁵ dem Druckring der erste Tübbingring eingebaut wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die aus einer Vortriebsmaschine mit hydraulischem Vorschubaggregat und einem in Segmente zerlegbaren Schild besteht* das mit Hilfe von sich an einem Druckring abstützenden hydraulischen Kolbentrieben vortreibbar ist, zeichnet sich unter anderem dadurch aus, daß die Pumpe cd dgl. des Vorschubaggregates der Vortriebsmaschine A

zur Versorgung der Kolbentriebe des Schildes umschaltbar

sich
ist, so daß/eine eigene Bruekolqaelle für die Belieferung

der Kolbentriebe des Schildes erübrigt.

Sind die Schneidwerkzeuge der Vortriebsmaschine an einer um die Maschinenach.se drehbaren Trommel angeordnet, so kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung an der Trommelstirnseite eine konsolenartige Versetz-

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einrichtung mit radial zur Trommelachse gerichteten Schraubenspindeln od.dgl. für die Schildsegmente befestigtbar sän. Es wird dann also die Tronnaeldrehung zum Verteilen der Schildsegmente für den Zusammenbau der Schüsse ausgenützt, wobei die Spindeln dazu dienen» die Segmente an die Tunnelwand heranzubringen.

. An der Trommelstimseite können zwischen den Schneidwerkzeugen in Vortriebsrichtung offene Fächer angeordnet sein, «κ das Hereinbrechen größerer Schuttmassen beim Schildvortrieb zu verhindern»

Um das Schild an verschiedene Tunnel- bzw. StollendiirciiMiiesser anpassen zu können, sind zwischen den parallel ztir Sohildachse verlaufenden Stoßflächen der tübbingartigeiffi Sehildsegmente einsetzbare Leisten mit Ke ilcpierseliBitt vorgesehen. Die Segmente selbst bleiben stets gleich, es werden je nach dem gewünschten Tunneldurchmesser lediglich die Keilleisten zusätzlich eingefügt bzw. Leisten mit anderem Keilquerschnitt verwendet. Steigt der Tunneldurohmesser über ein bestimmtes Maß an, so kann an Stelle der Leiste bzw. Leisten ein zusätzliches Segment eingebaut werden, wobei der nun gebildete Schuß oder Ring wieder durch Leisteneinsatz erweitert wird. Um die schwere Vortriebsmaschine im rohrförmigen Schild bewegen und führen zu können, weisen die tübbingartigen Sehildsegmente zur Schildachse parallele Versteifungsrippen auf.

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Bas erfindTiingsgemäße Verfahren unü die zugehörige Vorrichtung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung noch näher erläutert» In dieser zeigen: B¹Ig. i bis 18 die einzelnen Verfahrensschriifcte im Schema,

wobei die für den jeweiligen Arbeitsgang weseiit-,i liehen 'feile mit stärkeren Maien dargestellt sind, Fig« 19;die Vortriebsmaschine schematiseh in Stirnansicht, Fig. 2J3ßinen Seil eines SchildSchusses" im Vertikalschnitt ; nach der Linie XX-XX der Fig. 21,

Fig. 21jden Schildteil in Ansicht von innen und '

Fig. 22J3ine der Fig. 20 entsprechende Darstellung mit anderer Einsatzleiste und Versetzvorrichtung.

Von dem mit Hilfe einer Vortriebsmaschine

hergestellten Tunnel 2 werden gemäß Fig. 1 Sondierungsbohrungen 3 vorgetrieben. Auf Grund dieser Sondierungsbohrungen wird eine Zone 4 mit geringem G-eSteinszusammenhalt festgestellt. Die mit radial verstellbaren Fräsern 5 ausgestattete Vortriebsmaschine 1 fährt nun etwa 2m von der Tunnelbrust zurück, worauf ein Arbeiter mit einem Preßlufthammer im Tunnel 2 eine Ringnut 6 ausbricht. Anschließend fährt die Vortriebsmaschine 1 bis zur Ringnut 6 vor und die Fräser 5 werden radial ■ auwärts verstellt, und zwar muß der nunmehr erweiterte Tunneldurchmesser um die doppelte Stärke, 3er nachträglich einzubringenden Sohildsegmente größer ala der ursprüngliche Tunneldurohmesaer sein. .

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Jo

Erfolgt der Vortrieb ohne Sondieruiigs—

bohrungen 3, so wird die Zone 4 geringen G-esteinszusaJieenhaltes von der Vortriebsmaschine 1 bzw. den Fräsern 5 . direkt angeschnitten, wie dies in Fig. 1-7 striehliert angedeutet ist. In diesem Fall muß dann die Vortriebsmaschine 1 in die Stellung nach Fig. 1 zurückfahren und dann, erst mit dem Ausbruch auf erweitertem Durchmesser beginnen, damit der nachfolgende Einbau des Schildrohres noch im standgfe festen Gebirge erfolgen kann.

Nach dem radialen Auswärtsverstellen der .

Fräser 5 rückt die Vortriebsmaschine 1 um etwa 1m tot, wobei entweder nur die Erweiterung des Tunneldurchiiessers loder der volle Querschnitt gefräst wird. Dabei führt sich die Fortriebsraaschine mit einem unteren Gleitschuh 7 und eine» oberen Schutzdach 8 in Tunnel 2. Ist der Vortrieb über die gewünschte Strecke erreicht, (Fig.2), so werden, die Fräser 5 auf den Ausgangsdurchmesserii bzw. auf einen Riickfahrdtarchmesser verstellt und die Vortriebsmaschine Γ fährt wieder ungefähr 2 m zurück. Von einem Arbeiter werden die Schutt-reste auf die Fördereinrichtung der Vortriebsmaschine geschaufelt. (Fig. 5).

Mit Hilfe der nunmehr umgekehrt laufenden Fördereinrichtung der Vortriebsmaschine 1 können SchiIdsegmente 9 vor die Vortriebsmaschine 1 gebracht werden. Zum Verteilen der Schildsegmente 9 wird an der die Fräser 5

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"tragenden Trommel 10 der Vortriebsmaschine 1 stirnseitig eine konsolenartige Versetzelurichtung 11 befestigt. Unter Benützung des Trommelantrieliee werden dann die Schildsegmente 9 in die richtige Lage geschwenkt, mit radial gerichteten Spindeln an die Tunnelwand gebracht und untereinander verschraubt.(Pig.4)· Nach Verschraubung aller Schildsegraente zu einem Schildschuß wird die Versetzeinrichtung 11 abgebaut die Vortriebsmaschine 1 fährt bis zur Tunnelbrust bzw. bis zu der im vorigen Arbeitsspiel innegehabten Endlage vor, die Präser 5 werden wieder auswärts verstellt und es erfolgt ein neuerlicher Vortrieb um etwa 1 m (Pig. 5). Ist dieser Vortrieb vollendet, so werden die Präser 5 wieder auf dien Eückfahrtdurchmesser gebracht, die Maschine fährt zurück und ein Arbeiter reinigt die gefräste Strecke für das Verlegen des nächsten Schildsehusses. wie dies in Pig. 6 dargestellt ist. Nun wird wieder die Vereetzeinrlchtung 11 au der Trommel 10 befestigt. Der umgekehrt laufende Förderer der Vortriebsmaschine bringt neue Schildsegmente heran und diese werden mit Hilfe der VersetEeinrichtung zum nächsten Schildschuß zusammengebaut. In PIg. 7 ist das Einsetzen des Sehlußsegmentes am Tttnnelfirst dargestellt.

Die ^Vorgänge nach den Pig. 4 bis 7 werden

mehrmals wiederholt, bis die Stellung gemäß Pig. 8 erreicht ist, nach der die Vortriebsmaschine, zum Einbau des letzten Schildsehusses vorrückt. Dabei stütz sich das Voraohubaggregat 12 der Vortriebsmaschine 1 durch Druck in Anpreßzylindern

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im gebildeten Schildrohr ab, während Torschubzylinder 14 die Maschine gegen die Tunnelbrust drücken.

Fig. 9 zeigt das Einsetzen des letzten Schildschusses, nachdem die Vortriebsmaschine 1 wieder eine entsprechende Strecke zurück gefahren ist. Die Segmente 9a bilden an der freien Stirnseite eine keilförmige Ringschneide, um das nachfolgende Eindringen des Schildes in das Gestein bzw. in den Schutt zu erleichtern.

Nach dem Verschrauben der S_egmente 9a fährt die Maschine 1 mit Hilfe des Vorschubaggregates 12, 13» 14 bis an die Tunnelbrust vor, wonach die Fräser 5 auf den erweiterten Durchmesser verstellt werden und das ganze Vorschubaggregat mit Hilfe von Schubklötzen 15 im Schildrohr fixiert wird. Die Schubklötze 15 müssen später dien Vorschubdruck vom Schild auf die Vortriebsmaschine 1 übertragen. Nun werden die zuerst eingebauten, in Vortriebsrichtung letzten Sohildschüsse zerlegt und abgebaut. Hiefür läßt sich die eigentliche Tübbing-Versetzvorriohtung verwenden, ebenso zur Ausf/ührung der folgenden Montagearbeiter An ihre Stelle treten dünn- ' wandige Bleche, die im Tunnel auf den richtigen Durchmesser zusammengesetzt und verschweißt werden. In dem so gebildeten SchiIdschwänz 16 wird ein Druokring 17 eingesetzt, an dem sich hydraulische Kolbentriebe 18 abstützen, die an am Schild befestigten Auflagerböoken 19 angreifen. (Fig. 10).

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Pig. 11 zeigt den Beginn-des Tunelaus-

baues mit üblichen Tübbings 20. Es wird zuerst der Druckring 17 durch Einziehen der Kolbentriebe 18 an das Schild herangeholt, worauf in dem nunmehr freien Raum innerhalb des SchiIdschwanzes 16 die Tübbings eingesetzt und miteinander verschraubt werden. Dargestellt sind Tübbings in Form von gepreßten Stahlplatten, doch ist auch die Verwendung von Beton-Tübbings 20a gemäß Pig· 15 möglich. Allerdings sind die Beton - Tübbings schwere'r und behindern durch ihre größere Dicke das Zurückfahren der Vortriebsmaschine Zur Übertragung der Vorschubkräfte von den Tübbings 20 auf die Tunnelröhre 2 wird eine Betonhinterfüllung 21 eingebracht. Der Schildvortrieb erfolgt nun in der Weise, 4aß die Kolbentriebe 18 um das Maß,der Tübbingbreite augefahren werden (Pig. 12), wobei sie sich über den Druckring 17 auf die Tübbings 20 bzw. über diese und den Hinterfülllieton 21 an der Tunnelrähre 2 abstützen. Das rohrförmige Sohild mit der darin fixierten Vortriebsmasohtie 1 wird dadurch vorgeschoben. Zur Druckölversorgung der Kolbentriebe 18 wird die Pumpe od.dgl. des Vorsohubaggregates 12, 13, auf die Kolbentriebe 18 umgeschaltet. Hierauf werden die Kolbentriebe 18 eingezogen, so daß der Druckring 17 nachgeholt wiri und die Tübbings 20 für den zweiten Tübbingring eingebaut werden können (Pig» 13).· Pig» 14 zeigt den neuerlichen Schildvortrieb naoh Zusammenbau des zweiten Tübbingringes.

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Um eine vorgeschriebene Tunnelrichtung einhalten und gewünschte Tunnelkrümmungen vorsehen zu können, sind Seiten- und Höhenkorrekturen beim Vertrieb erforderlich. Um solche Korrekturen zu erreichen, wird die Achse der /Vortriebsmaschine 1 gegenüber der Schildachse verstellt bzw. verschwenkt. Es schneiden dann zuerst nur die Fräser in ebr neuen Richtung frei, während das Schild auf Grund des dort verringerten Widerstandes folgt. Notfalls ist für Korrekturen auch ein Vor- und Rückwärtsfahren der Maschine im Schild mäglich.

Gemäß Fig» 17 ist der Vortrieb in der gebrächen und lockeren Zone bereits soweit fortgeschritten, daß auch der Hinterteil der Vortriebsmaschine 1, und zwar ein auf Kufen stehendes Podest 22 auf den Tübbings 20 gleitet. Der Rumpf der Vortriebsmaschine weist an seinem Hinterende einen Zapfen 23 auf, der in einer Lenkvorrichtung 24 in vertikaler und waagreohter Richtung verstellbar gehalten ist. Mib Hilfe dieser Lenkvorrichtung kann die gewünschte Verstellung der Achse der Vortriebsmaschine gegenüber der Schildachse für Lagekorrekturen herbeigeführt werden.

Naoh dem Durchörtern der Zone mit geringem Zusammenhalt werden beim Erreichen des standfesten Gebirges zunäohst die Kolbentriebe 18, der Druckring 17 und die Auflagerböcke 19 demontiert. Dann werden im Sohildsohwanz 16 zum Ausgleioh der Höhendifferenz zwei Füllringe 25 eingebaut und die Fräser wieder auf den normalen Tunneldurohmesser zurück

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versetzt. Ferner wird die Fixierung der Vortriebsmasdlne durch entfernen der Schubklötze 15 gelöst und die Durckölversorgung auf das Vorschubaggregat der Vortriebsmaschine umgeschaltet. Beim Herausfahren der Vortriebsmaschine 1 aus dem Schild (Fig. 17) stützt sich das Vorschubaggregat vorläufig auf den befahrbaren Segmenten 9 des Schildes ab und die Kufen des Podestes 22 gleiten über die Füllringe 25 in das Schild. Das Schild bleibt im Tunnel zurück und

kanrynach Austritt der Vortriebsmaschine zerlegt und bei ^

der nächsten Zone geringer Standfestigkeit wieder zum Einsatz gebracht werden.

Im Normalfall arbeiten die Fräser 5 vor der Schildschneide des Schildes. Verschlechtern sich die Gebirgsverhältnisse so sehr, daß ein ordnungsgemäßer Abbau mit vor der· Schildschneide befindlichen Fräsern nicht mehr möglich ist, so kann durch kurzzeitiges Umschalten der Hydraulik von den Kolbentrieben 19 auf die Vorschubzylinder 14 der Vortriebsmaschine letztere in das Schild zurückgezogen werden, wie dies in Fig. 18 mit vollen w

Linien angedeutet ist. Die Vortriebsmaschine bzw. deren Vorschubaggregat bleibt dabei im Schild fixiert, es müssen jedoch die Fräser vor dem Zurückziehen radial einwärts verstellt werden, damit sie nicht mit der Ringsöhneide des Schildes kollidieren. Nach dem Zurückziehen der Vortriebsmaschinen wird die Hydraulik tieder auf die Vortriebs-

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zylinder 18 umgestellt und der Schildvortrieb sowie der Einbau der Tübbings 20 geht in der geschilderten Art weiter. Beim Auftreten von Grundwasser oder bei der Unterfahrung von Flüssen, Meerengen od.dgl. kann auch innerhalb des Schildes mit Druckluft gearbeitet werdeno Die Grenze der_B Arbeitsmöglichkeit ist erreicht, wenn trotz der Erhöhung des Luftdruckes im Tunnel auch mit ganz zurückgezogener Vortriebsmaschine kein geordneter Abbau mehr möglich ist.

. TJm das Hereinbrechen größerer Schuttmassen zu verhindern, werden an der Trommel 10 der Vortriebsmaschine 1 zwischen den Fräsern 5 stirnseitig offene Fächer 26 befestigt, wie dies in Fig. 19 angedeutet ist.

Die Fig. 20 und 2 1 zeigen zwei Schildsegmente 9» zwischen deren parallel zur Schildachse liegenden Stoßflachen eine Leiste 27 mit Keilquerschnitt eingesetzt ■ ist. Derartige Leisten 27 dienen zur Anpassung an verschiedene Tunneldurchmesser bei gleichbleibenden Segmenten 9· Aus Fig. 22 ist ersichtlich, daß sich bei Wahl einer stärkeren Leiste 27 a der Durchmesser des aus fen Segmenten 9 gebildeten S_chusses bereits wesentlich ändert bzw. vergrößert. Mit ist eine zur Schildachse parallele Versteifungsrippe bezeichnet, damit die Segmente 9 die schwere Vortriebsmaschine tragen bzw. führen können.

Die Versteifungsrippen 28 gelten auch die Möglichkeit, die Schildsegmente mittels einer gegenüber

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der VersetzeiTirichtung 11 abgewandelten Vorrichtung zusammenzubauen bzw. zu demontieren. Diese Vorrichtung besteht gemäß Fig. 22 aus einem an einem geeigneten Teil oder Gestell drehbar befestigten Arm 29, der eine Zange 30 trägt, die mittels einer Kurbel 31 radial verstellt und mittels einer Kurbel 32 geöffnet und geschlossen werden kann.

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Claims

Jt P a t e η t a η s ρ r ü e h e :

1. Verfahren zum Herstellen von Tunnels,

Stollen pd.dgl. in Gebirgen mit Zonen wechselnder Standfestigkeit unter Verwendung einer Vortriebsmaschine mit rotierenden, radial verstellbaren, vorzugsweise aus gemeinsam um die Maschinenlängsachse drehbaren Fräsern bestehenden Schneidwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortrieb in stadnfesten Gfebirgszonen in üblicher Weise mit Hilfe=der Vortriebsmaschine allein erfolgt, daß aber bei Erreicbm einer Gebirgszone mitjgeringem Zusammenhalt im noch standfesten Bereich vor der Vortriebsmaschine ein röhrförmiges, aus mehreren in Einzelsegmente zerlegbaren Schüssen bestehendes Schild unter schrittweisem Vorfahren der Vortriebsmaschine mit gegenüber dem bisherigen Tunneldurchmesser erweiterten Abbaudurchmesser und jeweils nachfolgender Rückwärtsfahrt mit radial einwärts verstellten _ Schneidwerkzeugen schußweise eingebaut wird, worauf die Vortriebsmaschine im Schild fest verankert, letzteres gegebenenfalls bei arbeitenden Werkzeugen der Vortriebsmaschine vorgeschoben und der Tunnel od.dgl. hinter dem Schild mit Tübbings ausgekleidet wird, bis die nächste standfeste Gebirgszone erreicht ist, in der die aus der Verankerung im SoMId gelöste Vortriebsmaschine allein weiterfährt und das Schild für den nächsten Einsatz zerlegt wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortrieb mit Hilfe der Vortriebsmaschine allein bis unmittelbar an die Gebirgszone mit geringem Zusammenhalt erfolgt, worauf die Vortriebsmaschine wenigstens um eine der Schildlänge entsprechende Wegstrecke zurückfährt und dann den bereits gebohrten Tunnel od.dgl. um die doppelte Stärke der Schildsegmente erweitert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Tunnel od.dgl. vox* der zurückgezogenen Vortriebsmaschine eine Ringnut ausgebrochen wird, in der die Schneidwerkzeuge der Vortriebsmaschine auf den erweiterten Abbaudurchmesser eingestellt werden.

4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-r

zeichnet, daß die beiden letzten,aber zuerst eingebauten Schildschüsse nach vollendetem Schildzusammenbau hinter der Vortriebsmaschine zerlegt und durch an Ort zusammengeschweißte dünne Bleche ersetzt werden, worauf in den so gebildeten Schildschwanz in an sich bekannter Weise ein Druckring eingesetzt wird, an dem sich hydraulische Kolbentriebe für den Schildvorschub abstützen und in dem hinter dem Druckring der erste Tübbingring eingebaut wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

nach einem oder mehreren der Anspruch 1 bis 4-, bestehend aus einer Vortriebanaschine mit hydraulischem Vorschubaggregat und einem in Segmente zerlegbaten Schild, das mit Hilfe von

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sich an einem Druckring abstützenden hydraulischen Kolbentrieben vortreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe od.dgl. des Vorschubaggregates der Vortriebsmaschine zur Versorgung der Kolbentriebe des Schildes umschaltbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die

Schneidwerkzeuge der Vortriebsmaschine an einer um die' Maschinenachse drehbaren Trommel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trommelstirnseite eine konsolenartige Versetzeinrichtung mit radial zur Trommelachse gerichteten Schraubenspindeln od*dgl, für die Schildsegmente befestigbar ist.

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trommelstirnseite zwischen den Schneidwerkzeugen in Vortriebsrichtung, offene Fächer angeordnet sirl.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet

durch zwischen den parallel zur Schildachse verlaufenden Stoßflächen der tübbingartigen Schildsegmente einsetzbare Leisten mit Keilquerschnitt zur Anpassung an verschiedene Schild-Durchmesser.

9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die tübbingartigen Schildsegmente zur Sohildachse parallele Versteifungsrippen aufweisen, deren Querschnitt so ausgebildet ist, daß sowohl das gleitende Darüberfahren der Vortriebsmaschine, das Aufsetzen der Haftechuhe des Vorsohubaggregates als auch das Ergreifen der Schildsegmente mit einem zangenartigen Gerät oder von Hand aus leicht möglioh ist.'

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