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Verfahren, sowie Vortriebs- und Verlegeschild zum Ausbauen eines untertägigen
Hohlraumes von kreisförmigem Querschnitt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Ausbauen eines im Querschnitt kreisförmigen untertägigen Hohlraumes mit auf einer
Schraubenlinie aneinander anschließenden segmentförmigen Formteilen unter Verwendung
eines'Vortriebs-und Verlegeschildes, dessen einem axial bewegbaren Vortriebsteil
folgender und dabei um die Vortriebsachse drehbarer Verlegeteil eine einem Gang
der Schraubenlinie folgende und durch einen achsparallelen Kantenabschnitt
von der Breite eines Formteils geschlossene Endkante aufweist. Gegenüber einem Ausbau
aus zugeschlossenen Ringen, zusammengesetzten Stahlsegmenten, Betonformteilen usw.
xb»;-x sckbct ein Ausbau, bei dem die einzelnen Formteile in Form
eines Schraubenganges angeordnet werden, die Vorteile einer größeren Elastizität
des gesamten Ausbaustranges und einer
besseren Druck- und Spannungsverteilung
bei einsetzendem
dynamischen Gebirgsdruek.besitzt: Aufgrund dieser
Vorteile sind verschiedene Ausbauverfahren
bekannt, bei denen vorgefertigte
Formteile aus Stahl oder Beton, zur Bildung des Ausbaustranges
schraubenförmig aneinanderaesetst werden.
Eines dieser
bekannten Verfahren benutz vorgefertigte
Formteile, die an schraubenförmigen
Führungsmitteln im Inneren eines Vortriebs- und Verlegeschildes gefiIhrt,
durch Drehen des rückwärtigen Verlegeteiles über eine achsparallele Gleitfläche
aus dem drehenden Vortriebsteil herausgeschraubt und an die Wandung
des vom Vor-
triebsteil erzeugten Stollens oder sonstigen unter-
tägigen
Hohlraums mit kreisförmigem Querschnitt ange-
legt werden.
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Der bei diesen Verfahren verwendete drehende Verlegeteil
des Schildes besitzt eine rückwärtige, dem Schraubengang angepaßte Endkante
sowie eine'die Ganghöhe einer Umdrehung ausgleichende achsparallel
zugeschärfte Kante von der
Breite der Formteile. Beim Einbau eines neuen
Formdteils wird dieser im Schutze der Schildwandung zwischen die
freie
achsparallele Kante des letzten eingebauten Form-
teils und einem in Umfangsrichtung
verschiebbaren Druck-
stempel gebracht, dessen Zylinder am inneren Umfang
des
drehbaren Verlegeteils befestigt ist. Beim Ausfahren
des
Kolbens schiebt sich der drehbare Verlegeteil schrauben-
förmig
bei gleichzeitiger achsparalleler Vorschubbewegung. unter dem neuen Formteil
heraus. Der Nachteil dieses Ver-
fahrens besteht darin, daß die bei größeren
Querschnitten `. schweren und unhandlichen Formteile an verschiedenen Um-.
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A
fangsstellen des Hohlraumprofiles jeweils auf die
achs-
parallele Kante des letzten eingebauten Teiles aufge-
setzt,
d.h. angehoben und ausgerichtet werden müssen. Dies
erschwert das Einbringen
des Ausbaustrahges, verringert
die Auffahrleistung und bietet keinen
ausreichenden "'Schutz,, um einsetzenden Gebrigsdruck sofort aufnehmen
zu können
sowie Nachfall von Erdreich zu verhindern. ' Atifgabge
der Erfingung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, bei
dem die einzelnen
Formteile stets am gleichen Umfangssektor, vorzugsweise auf der Streckensohle,
eingebaut werden.Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
von`einer Deckung des achsparallelen Kantehabschnittes des Verlegeteils
mit
der freien achsparallelen Endkante des zuletzt im Ausbaustrang verlegten Formteils
ausghe@nd, der Verlegeteil unter gleichzeitigem Vortrieb um die Umfangserstreckung
eines Formteils gedreht wird Und darauf ein solches in die Herbei gebildete Öffnung
eingesetzt und mit dem Verlegeteil weitergedreht wird, bis eine erneute Öffnung
an der gleichen Umfangsstelle zum Einsetzen eines weiteren Formteils gebildet ist,
woraufhin auch dieses Formteil mit dem Verlegeteil weitergedreht wird und dieser
Vorgang mit weiteren Formteilen wiederholt wird, bis das letzte den neuen Schraubengang
vollendende Formteil in die.gebildete Öffnung eingesetzt ist, woraufhin durch kurze
Rückwärtsdrehung und axiale Rückwärtsbewegung des Verlegeteils der neue Schraubengang
mit dem bereits verlegten Ausbaustrang in fugendichte Anlage gebracht wird.
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Ein Vortriebs- und Verlegeschild zur Durchfüxhrung dieses Verfahrens
besteht in vorteilhafter Ausgestältung der Erfindung darin, daß am Verlegeteil achsparallele
Führungs-und Stützmittel zur lösbaren drehfesten Verbindung mit den Formteilen angeordnet
sind und daß ein drehfester, unterbrochener Stützring zum Ausrichten und Stützen
der bereits eingebauten Formteile vorgesehen ist.
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Zweckmäßig sind die parallelen Führungs- und Stützmittel von hydraulisch
ausfahrbare Kolbenstangen gebildet, die in achsparallele Löcher der entsprechenden
Formteile eingreifen, wobei die einer vollen Umdrehung entsprechende Anzahl an Formteilen
mit dem drehbaren Schild mitgedreht und somit fester Bestandteil des Schildes werden
und erst nach dem Bestücken der gesamten Schildrückkante an dem bereits eingebrachten
Ausbaustrang angelegt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der..Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daßder zum Ausrichten und Abstützen der Formteile dienende Stützring
aus mehreren Segmenten
gelenkig zusammengesetzt ist und an seinem
söhligen Umfangsteil eine Unterbrechung aufweist, in die zum schlüssigen Anlegen
an die Formteile ein in Umfangsrichtung wirkender hydraulischer Druckkolben eingesetzt
ist.
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Weitere Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Vortriebs- und Verlegeschildes. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische
Darstellung des erfindungsgemäßen Schildes mit einem Teil des bereits fertigen
Ausbau-
stranges, wobei zur besseren Übersicht letzterer axial verschoben
gezeichnet ist, Fig. 2 einen Längsschnitt durch.eihe Wand des erfindungsgemäßen
Schildes längs der Schnittlinie II-II in Fig. 1, .
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)Fig. 3a eine Abwicklung einer Hälfte des drehbaren Verlegeteils mit
ausgefahrenem hydraulischen Kolben ohne Formteile, Fig. 3b eine Abwicklung der anderen
Hälfte des dreh-baren Verlegeteils mit zwei durch. die aus-
gefahrenen
hydraulischen Kolben gehaltenen Formteilen, , Fig. 4 einen Querschnitt durch den
Verlegeteil mit dem Stützring und,anliegenden Form-
. ..
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teilen. In der Fig. 1 dargestellten perspektivischen Ansicht
des Vortriebs- und Verlegeschildes`-zur DurchfUhrunq des erfindungsgemäßen
Verfahrens lind ber hydraulisch
angetriebene drehfeste
Vortriebsteil mit 1, der drehbare Verle geteil mit 2 und der bereits eingebrachte
Ausbaustrang mit 3 bezeichnet. Zum leichteren Eindringen in das Gebirge ist-die
Vorderkante 4 des Vortriebsteils 1 schneidenförmig ausgebildet. Um eine genau achsparallele
Führung des drehbaren Verlegeteiles 2 zu gewährleisten werden die Teile 1 und 2
durch einen Krangen 5 am Vortriebsteil 1 gehalten. Der in Richtung des eingezeichneten
Pfeils drehbare Verlegeteil ?_ besitzt eine schraubenförmigeEndkante 6, bei der
die Ganghöhe durch einen achsparallelen Kantenabschnitt 7ausgeglichen ist-Über die
Endkante hinaus greifen die hydraulisch ausfahrbaren Kolben von Zylindern 8 in Längslöcher
9 der Formteile 1o und nehmen diese bei Drehung des Verlegeteils 2 mit.
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Für den Einbau eines Formteiles 1o wird der Verlegeteil_
| ?_ mittels eines Treibs#ück#r#zes 11 um einen der Um- |
| orm e s |
| fangserstreckung eines/ entsprechenden Kreisbogen weiter- |
gedreht, wobei sich die Endkante 6 an dem Schraubengang der zuletzt eingebrachten
Formteile abstützt: Durch diese Dreh- undiVorschubbewegung öffnet sich ein Wandsektor
von der Größe eines Formteils, in den `ein durch den Ausbaustrang vor Ort gebrachtes
neues Formteil 1o eingesetzt wird. Nach dem losen Einsetzen des neuen Teiles in
die freigegebene Lücke werden die dort befindlichen hydraulischen Zylinder betätigt,
deren Kolben 8 in die Längslöcher 9 im Formteil 1o eindringen und dieses somit bei
Weiterdrehung des Verlegeteils 2 mitnehmen. Nach mehrmaliger Wiederholung dieses
Vorganges ist der gesamte Umfang des Verlegeteiles 2 mit nunmehr einen vollen Schraubengang
bildenden Formteilen 1o besetzt. Durch Einfahren der Kolben wird nun die Verbindunq
zwischen dem
| Verlegeidl 2 und allen Formteilen 1o gelöst, und der |
| achsparallele Kantenabschnitt 42cräVIEnde des verlegten |
Ausbaustranges angesetzt,
wobei sich die athaparallelen
Kanten 13 der benachbarten Formteile 1o
spielfrei aufein-
anderlegen.
Um
ein Hereinbrechen der letzten eingebauten Formteile zu
verhindern, ist ein
aus mehreren Segmenten 42 zusammenge-
setzter drehfester, unterbrochener Stützring
14 von unge-
fähr der Breite der Formteile vorgesehen, dessen Vorder-
kante
bis kurz hinter die vorderste Kante des letzten
bereits an den Ausbaustrang
angesetzten Formteilae
heran-
reicht, so daß die bei der Drehung des
Verlegeteiles
| entstxenhende Umfangslücke stehtsvor diesem Stützring |
| 14 liegt.. In der unterbrochen nNol%efindet sich ein in |
Umfangsrichtung wirkender hydraulischer Zylinder 41, der
auf die Einzelsegmente
Druckkräfte ausübt und somit den
Stützring 14-in
enge Anlage an die
zuletzt eingebauten
Formteile 1o bringt. In den vorderen Teil des Stützringes
14
sind achsparallele Ausnehmungen
eingearbeitet, durch
die die,Lage
der letzten Formteile beobachtet werden kann.
Mit dem ahsparallelen
Stützring 14 ist ein radialer Ring-
flansch 15 verschweißt, an dessen beiden
Seilen
über den
Umfang verteilte Führungsrohre
16, 17 befestigt
sind. -
An die stirnseitigen-Führungsrohre 16 stützen sich die
Druckkolben
von Vortriebspressen 12 ab. In die versatzseitigen Führungsrohre 17
greifen Verbindungsglieder 18
ein, deren rückwärtige 'Peile
mit Verlängerungsrohren 19
zum Ausgleich der Vortriebswege
verkeilt sind. Das jeweils
Letzte dieser Verlängerungsrohre
19 stützt sich auf einem
.Umfangsträger 2o ab, der in einer durch
in das Strecken-
innere vorspringende Formteil gebildeten Schulter
21 sein
Gegenlager findet.
Die in Abständen am Umfang
des Schildes angeordneten Vor-
triebspressen 12 wirken auf eine drehfeste
erste Ring-
scheibe 22, die über Schrägstreben 23 und einen Aussteifur,
ring 24 mit einer zweiten Ringscheibe 25 verbunden ist und
mit diesen Teilen
ein Rahmengestell bildet. Gegen de
Stirnseite der Ringscheibe 25 drücken
Kolben 26 von um
Umfang verteilten und sich gegen einen@mit
dem Vortriebs-
teil 1 fest verbundenen Radialring 27 abstützenden
Druck-
zylindern 28, mit deren Hilfe die Auffahrrichtung
festge-
legt wird.
Die Übertragung der Drehbewegung
von einem nicht gezeigten Hydraulikmotor auf den Verlegeteil 2 erfolgt über den
oben erwähnten Treibstockkranz 11, der über zwei Radialringe 29 an der Innenseite
des Verlegeschildes 2 befestigt ist. Diese Radialringe 29 bilden gleichzeitig die
Innenlager von in Umfangsrichtung drehbaren Rollenpaaren 3oa, b, deren Drehzapfen
in zwei äußeren Radialringen 31, 32 gelagert sind. Um bei der Schraubbewegung des
Verlegeteiles 2 zum Einsetzen eines neuen Formstückes 1o Kollisionen und Beschädigungen
am Übergang zu dem Vortriebsteil 1 zu verhindern, besitzen die Rollen 3oa, b je
einen Spurkranz 33a, b,-die sich auf ein dem Aussteifungsring 24 und einem weiteren
Axialring 39 befestigten Ringschienen 34, 35 abwälzen. Die Fig. 3a und bfzeigt die
Abwicklung einer Umdrehung des Verlegeteiles 2 mit den hydraulischen Zylindern 36
und den ausgefahrenen Kolben B. In der Darstellung 3ob sind die Formteile 1o bereits
an den drehenden Verlegeteil 2 angesetzt und durch die in die Löcher 9 eingreifenden
Kolben 8 gehalten. Zur klareren Übersicht sind hier lediglich die Führungsrollenpaare
3oa; b mit dem Treibstockkranz 11 eing zeichnet. Die achsparallelen hydraulischen
Zylinder 36 werden von dem Schraubengang angepaßten Doppel-T.Trägern oder Stützplatten
28 getragen, die mit einem der beiden Radialringe 31, 32 verschweißt sind. Um jedem
Formteil oder Ausbausegment 1o am Verlegeteil 2 einen sicheren Halt zu geben, sind
jeweils zwei Kolben 8 für je- ein Formteil 2 vorgesehen.
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Der wesentliche Vorteil mit dem vorbeschriebenen Schild erfindungsgemäß
durchführbaren Ausbauverfahrens liegt in einer Vereinfachung des Einbringens der
Ausbauteile sowie in einer dadurch bedingten Verkürzung der Ausbauzeiten. Diese
Vorteile werden dadurch erreicht, daß die Formteile stekts auf der Streckensohle
angebaut werden können, da_sich der Verlegeteil 2 in Richtung einer Mutter dreht`,
die von ihrem-Bolzen abgeschraubt wird. Durch die gleichzeitige Vortriebsbewegung
des Verlegeteils entsteht
bei einer derartig gerichteten Schraubbewegung
eine Umfangslücke, in die das neu einzubringende Formteil eingesetzt wird. Falls
gewünscht, kann weiterhin die bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene diskontinuierliche
Drehbewegung des Verlegeteils 2-in eine fortlaufende Schraubenbewegung umgesetzt
werden. Eine Voraussetzung hierzu wäre ein Abgleichen der Vortriebsleistung des
Verlegeteils 1 bzw. der Vorschubpressen 12 mit dem Antriebsmotor des Verlegeteils
2 derart, daß die Axialkomponente der Schraubbewegung des Verlegeteils 2 gleich
der Vortriebsstrecke ist.