DE19522228A1 - Vortriebsverfahren und -Vorrichtung für den Tunnelbau - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vortriebsverfahren zum Tunnel- oder Stollenbau durch harte Gesteinsschichten sowie auf eine Vortriebs- und La­ demaschine zur Ausführung des Verfahrens.

Um in felsigem Material (standfestem Gebirge) einen Tunnel mechanisch vorzutreiben, sind zwei hauptsächlich angewendete Vorgehensweisen be­ kannt:

• - Die Ausbrucharbeiten werden stetig mittels einer sog. Vollschnittmaschine durchgeführt, die mit einem großen rotierenden Bohrkopf arbeitet, sehr auf­ wendig ist und nur kreisrunde Querschnitte in das Gestein schneiden kann.
• - Im Fall anderer nicht-runder Querschnitte wird das Bohr-Spreng- Ladeprinzip angewendet, bei dem die verschiedenen Arbeitsschritte durch Einsatz unterschiedlicher Spezialgeräte und -mannschaften erledigt werden, so daß nach jedem Arbeitsschritt die Geräteeinrichtung vor Ort mit entspre­ chendem Zeitaufwand ausgetauscht werden muß.

Da in zunehmendem Maße Tunnels für Eisenbahnen, Stadt- und Nahver­ kehrsbahnen oder Straßen und Abwasserstollen unmittelbar unter meist be­ bauten Oberflächen angelegt werden, die einen Sprengvortrieb nicht erlau­ ben und bei denen der Einsatz einer aufwendigen Vollschnittmaschine ent­ weder wegen der geringen Länge des Tunnels oder einer darin zu durchque­ renden standfesten Gesteinsformation nicht rentabel ist, besteht Bedarf nach einer Vortriebstechnik, welche die Möglichkeit eröffnet, sämtliche notwen­ digen Arbeiten vor Ort mit Hilfe einer einzigen Vortriebsmaschine auszufüh­ ren. Eine solche Maschine soll im Vergleich zu Vollschnittmaschinen eine wesentlich preisgünstigere und einfachere Bauweise aufweisen und durch ihre Universalität in der Lage sein, an der Ortsbrust eines Tunnels anstehen­ des Erdreich, Geröll oder auch Gestein und Felsformationen unterschied­ lichster Härte zu durchdringen, abzubauen und zu verladen, um ein beliebi­ ges Tunnel- oder Stollenprofil sauber auszubrechen und soweit auszuarbei­ ten, daß ein nachfolgender Tunnelausbau mit Hilfe von Spritzbeton, Stahl­ bögen oder dergleichen vorzugsweise von derselben Maschine durchgeführt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Tunnelvortrieb für be­ liebige Tunnelquerschnitte durch felsiges Material oder Gesteinsformationen anzugeben, das sich mit einem oder mehreren im Vergleich zu Vollschnitt­ maschinen aber erheblich einfacheren Geräten durchführen läßt. Darüber hinaus besteht die Aufgabe in der Schaffung einer Vortriebs- und Ladema­ schine, die sich zur Ausführung des genannten Verfahrens eignet und außer­ dem in der Lage ist, im Tunnelvortrieb anstehendes lockeres oder weicheres Material wie Erdreich, Geröll oder Sandstein stetig und mit hoher Vortriebs­ leistung zu verarbeiten.

Das zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren umfaßt die Schritte:

• a) Schaffung künstlicher Schichtungen oder Bruchzonen durch Anbringen in Vortriebsrichtung verlaufender Schnitte in wenigstens einem ersten Bereich des Tunnelquerschnittes mittels eines Schneidgerätes (Kreissäge- bzw. Fräs­ blatt, Schrämgerät, Sauerstoff-Lanze, Laserstrahl- und Plasma-Schneidtech­ nik) unter solchen Abständen voneinander, daß die zwischen den Schnitten stehenbleibenden Felsbereiche mittels eines Hammergerätes zu Bruchstüc­ ken entsprechend der Kapazität eines Abfördersystems ausbrechbar sind,
• b) Ausbrechen und Abbau des die Schnitte enthaltenden ersten Quer­ schnittsbereichs des Tunnels mittels eines Hammer- oder Schlaggerätes und
• c) anschließender Abbau/Abbruch des oder der danach nicht nur von der Stirnseite (Ortsbrust), sondern auch seitlich von oben oder unten zugängli­ chen, freistehenden zweiten Querschnittsbereiche(s) auf der durch die Schnitte gemäß Schritt (a) erreichten Vortriebslänge.

Da in an der Ortsbrust anstehendem kompaktem Fels verschiedenster Härte allein mit Hilfe eines Hydraulikhammers oder Schlaggerätes keine Bruchflä­ che erzeugt werden kann, von der größere Gesteinsbrocken abspringen, ist unter diesen Voraussetzungen ein Weiterarbeiten mit einer dabei zwangs­ läufig stattfindenden starken Zerkleinerung bzw. Pulverisierung des Gesteins nicht mehr wirtschaftlich. Diese Probleme werden durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beseitigt, indem man mit den in Vortriebs­ richtung verlaufenden Schnitten künstliche Schichtungen bzw. Bruchmög­ lichkeiten erzeugt, damit ein Hydraulikhammer das Gestein in maximal so großen Stücken ausbrechen kann, wie sie das Abfördersystem aufnehmen und wegtransportieren kann. Zum Eintreiben der Schnitte können alle be­ kannten, jeweils verfügbaren Schneidtechniken angewendet werden. Sobald der die Schnitte enthaltende Teilquerschnitt des Tunnels mittels eines Schlaggerätes ausgebrochen bzw. abgebaut worden ist, läßt sich der Aus­ bruch der stehengebliebenen Querschnittsbereiche leicht bewerkstelligen, da sie nunmehr nicht nur von vorn, sondern auch von oben oder von unten zu­ gänglich sind.

Das Verfahren nach der Erfindung wird vereinfacht und beschleunigt, wenn jeweils zwei Gesteinsschnitte gleichzeitig mittels eines Doppelsäge- oder -fräsblattes unter parallelem Abstand gezogen werden, wobei der im Abstand stehenbleibende Gesteinsbereich die Größe der dort herausbrechbaren Stüc­ ke bestimmt. Zweckmäßigerweise werden die Gesteinsschnitte in einem sich über eine solche Höhe erstreckenden oberen Teil des Tunnelquerschnittes eingetrieben, daß nach dem Ausbruch dieses Teilquerschnittes eine Hydrau­ likhammer senkrecht auf den stehengebliebenen unteren Querschnittsteil einstellbar ist.

Eine Vortriebs- und Lademaschine zur Ausführung des Verfahrens umfaßt erfindungsgemäß zur Lösung der weiteren oben genannten Aufgabe folgende Merkmale, nämlich

• - ein auf einem Fahrwerk aufgebautes Maschinengestell, das einen etwa mittig zur Maschinenlängsachse verlaufenden Förderschacht für eine motorisch angetriebene Abraum-Fördereinrichtung mit einem vorde­ ren Ladetisch aufweist;
• - der Förderschacht ist beidseitig begrenzt durch mit aufrechten Wänden gebildete Kammern zur Aufnahme von Elektro- und/oder Dieselmotoren, Tanks, Hydraulikpumpen und Steuergeräten;
• - beide Kammern haben obere Längsführungen für je einen zwischen vorde­ ren Arbeitsstellungen und einer hinteren Ruhestellung verstellbaren Konsol­ schlitten;
• - der eine Konsolschlitten trägt ein an einem seiten- und höhenverstellbaren Ausleger- und Konsolsystem gehaltenes Schneidgerät, dessen Schneidebene tun eine in Vortriebsrichtung verlaufende Achse schwenkbar ist,
• - während der andere Konsolschlitten mit einer an einem Auslegersystem gehaltenen Hydraulikhammer-Löffel-Kombination versehen ist;
• - oberhalb des Förderschachtes ist an dessen vorderem Ende ein Fahrer­ stand/-Kabine angeordnet.

Die vorgeschlagene Maschine besitzt einen vergleichsweise einfachen Auf­ bau unter Verwendung bekannter, weitgehend handelsüblichen Ausleger- und Werkzeugeinrichtungen, die sie befähigen, Bodenformationen jeglicher, insbesondere wechselnder geologischer Beschaffenheit zu durchdringen, um einen Tunnel schnell vorzutreiben und den anfallenden Ausbruch zu verla­ den, wobei zur Steuerung nur eine einzige Person erforderlich ist. Während zum Abbau von Erdreich, Geröll und schürfbarem Sandstein nur die mit dem einen Konsolschlitten verschiebbare und über das Auslegersystem betätigba­ re Hydraulikhammer-Löffel-Kombination eingesetzt zu werden braucht, wird diese bei einer anstehenden Gesteinsformationen im Wechsel mit der auf dem anderen Konsolschlitten und einem zweiten Auslegersystem ver­ stellbaren Schneideinrichtung benutzt, um mit Hilfe von Gesteinsschnitten künstliche Bruchflächen und Schichtungen zu erzeugen, danach das abbau­ fähig gemachte Gestein auszubrechen und den Ausbruch über den Ladetisch der Fördereinrichtung zuzuschieben. - Ein dritter Konsolschlitten kann, falls die Querschnittshöhe des Tunnels ausreicht, auf Längsführungen oberhalb oder im Bereich der Fahrerkabine angeordnet sein und z. B. ein Ankerbohr­ gerät oder einen Spritzbetonmanipulator tragen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen sowie aus den nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 den Querschnitt eines durch eine Gesteinsformation vorzutrei­ benden Tunnels, dessen oberer Bereich Gesteinsschnitte ent­ sprechend der Schneidtiefe eines Schneidwerkzeuges enthält.

Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch den Tunnel nach Fig. 1, nachdem der obere Querschnittsbereich über die Tiefe der zu­ vor eingebrachten Gesteinsschnitte mit Hilfe von Schlaggeräten ausgebrochen und dadurch zum Abbau des unteren Quer­ schnittsbereiches mittels eines dort einsetzbaren Hydraulik­ hammers vorbereitet worden ist,

Fig. 3 eine auf der Tunnelsohle fahrbare Vortriebs- und Lademaschine nach der Erfindung mit zwei Auslegersystemen in Seitenan­ sicht,

Fig. 3a ein Beispiel einer abgewandelten Vortriebs- und Lademaschine mit drei Auslegersystemen,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Frontansicht der Vortriebs- und La­ demaschine nach Fig. 3 und

Fig. 4a eine Frontansicht der Maschine nach Fig. 3a.

Wenn beim Vortrieb eines Tunnels durch zerklüftete Erd-, Geröll- und Ge­ steinsformationen nur noch kompaktes Felsmaterial ansteht, wird entspre­ chend dem Verfahren gemäß der Erfindung in der Weise weitergearbeitet, daß gemäß Fig. 1 beispielsweise im oberen Teil des Tunnels T in Vortriebs­ richtung verlaufende Schnitte S mittels eines Schneidgerätes (Kreissäge­ bzw. Fräsblatt, Schrämsäge, Sauerstoff-Lanze, Laserstrahl- oder Plasma- Schneidtechnik) angebracht werden. Die in den Abständen zwischen den Schnitten stehenbleibenden Gesteinsbereiche G können dann mittels eines Schlaggerätes zu Bruchstücken handhabbarer Größe ausgebrochen werden, damit sie von einem Ladegerät und einem Abfördersystem aus dem Arbeits­ bereich beseitigt und verladen werden. Die Abbauleistung wird gesteigert, wenn entsprechend Fig. 1 jeweils zwei Gesteinsschnitte 51, 52 gleichzeitig mittels eines Doppelsägeblattes oder -fräsblattes unter parallelem Abstand durchgeführt werden, so daß auch aus dem dazwischen stehenden Bereich ausbrechbare Stücke transportabler Größe entstehen. Obwohl die Gesteins­ schnitte S vorzugsweise in den oberen Bereich des Tunnelquerschnittes ein­ getrieben werden, und zwar bis an ein vorgegebenes Gewölbeprofil P, kann es in bestimmten Fällen sinnvoll sein, die Gesteinsschnitte nur in einem unte­ ren Querschnittsbereich anzubringen, um dort mit dem Ausbruch zu begin­ nen und nach und nach die anderen Querschnittsbereiche herauszuarbeiten, beispielsweise wenn sich dies auf Grund eines Schichtungsverlaufes der Gesteinsformation als günstig erweisen sollte.

Nachdem entsprechend Fig. 2 der mit Gesteinsschnitten versehene obere Querschnittsbereich des Tunnels über die Schnittiefe herausgearbeitet wor­ den ist, läßt sich der stehengebliebene untere Querschnittsbereich mit Hilfe eines von oben angesetzten Hydraulikhammers wirksam im wesentlichen über die gleiche Tiefe ausbrechen. Für Doppelschnitte entsprechend Fig. 1 kann z. B. ein Doppelsägeblatt mit einem üblichen Durchmesser von ca. 1,3 m benutzt werden, um eine Schnittiefe von 40-50 cm zu erreichen. Mit ei­ ner Kettenschrämgerät ähnlich dem System Kettensägen, deren Schneidglie­ der mit Hartmetall oder Diamantschneiden bestückt sind, lassen sich größere Schnittiefen bis zu 100 cm erreichen. Die Gesteinsschnitte können auch auf beliebige andere Art eingebracht werden, z. B. mit einer Sauerstoff-Lanze, bei der das Gestein geschmolzen und ausgeblasen wird, oder auch mit Hilfe der Laser- oder Plasma-Technik.

Die vorbeschriebenen Arbeiten werden von einer in Fig. 3 und 4 gezeigten Vortriebs- und Lademaschine ausgeführt, deren Arbeitswerkzeuge über ge­ trennte Ausleger-Einrichtungen verstellt werden. An einem Auslegersystem ist eine bekannte Hydraulikhammer-Löffel-Kombination und am anderen Auslegersystem eine Doppelblattsäge oder -fräse z. B. in Verbindung oder auswechselbar mit einem Bohrgerät für Sicherungsanker oder einer anderen Einrichtung zum Tunnelausbau mit Spritzbeton oder zur Schalungseinbrin­ gung angebracht. Diese Maschine wird von einem Maschinenführer in einer gegebenenfalls höhenverstellbaren Mittelkabine vor Ort bedient, um sämtli­ che für den Tunnelvortrieb erforderlichen Arbeitsgänge zu erledigen. Unter Anwendung fortgeschrittener Überwachungs- und Sensortechniken kann anstelle der Mittelkabine dort ein drittes Auslegersystem installiert sein, wo­ bei dann die einzelnen Arbeitsgänge z. B. unter Verwendung von Fernseh­ kameras ferngesteuert werden. Das dritte Auslegersystem kann ebenfalls an einem Konsolschlitten verstellbar gehalten sein, dessen Führungen horizon­ tal oder mit Abstand oberhalb des Förderschachtes 3 nach vorn abwärts ge­ neigt verlaufen.

Die Vortriebs- und Lademaschine nach Fig. 3 und 4 besteht aus einem auf der Tunnelsohle fahrenden Raupenfahrwerk 1 mit einem darauf aufgebauten bzw. angeflanschten Maschinengestell 2. Zwischen zwei seitlichen Rahmen­ schiffen erstreckt sich in der Maschinenlängsmitte eine Schachtöffnung 3, in der eine hydraulisch oder elektrisch angetriebene und in ihrer Neigung ver­ stellbare Abraum-Fördereinrichtung 4 angeordnet ist. Die Fördereinrichtung 4 besitzt einen vorderen verbreiterten Ladetisch 5, der im Betrieb gegen die Tunnelsohle angepreßt wird. Die Breite der Schachtöffnung 3 und der darin untergebrachten Fördereinrichtung 4 beträgt ungefähr 700 bis 1000 mm, damit ein Fahrerstand oder eine Kabine 6 ausreichender Breite mittig ober­ halb des Fördersystems angebracht werden kann. Oberhalb der linken und rechten Raupenzüge trägt das Maschinengestell (2) durch aufrechte Wände und Querversteifungen gebildete Kammern 10, 11 zur Aufnahme von Elek­ tro- und/oder Dieselmotoren, Hydraulikpumpen, Tanks und Steuergeräten.

Die Kammern 10, 11 erstrecken sich nach hinten über das Ende des Fahr­ werks hinaus, wo sie unterhalb des bis in seine tiefste Stellung absenkbaren Endes der Fördereinrichtung durch einen quer verlaufenden Geräteraum 12 für hydraulische und elektrische Steuergeräte miteinander verbunden sind.

Auf den beidseitigen Kammern 10, 11 sind Führungen, insbesondere Füh­ rungsschienen 20 befestigt, auf denen jeweils ein zwischen vorderen Ar­ beitsstellungen und einer hinteren Ruhestellung verstellbarer Konsolschlitten 21 bzw. 22 geführt ist. Als Antrieb für die Verstellbewegung des Konsol­ schlittens dienen Hydraulikzylinder, Zahnrad-/Zahnstangenantriebe oder je­ weils ein Ketten-Seilzug, wobei jeder Konsolschlitten mittels Klemmeinrich­ tungen auf seinen Führungen festgeklemmt werden kann. Der auf der vom Maschinenführer aus gesehen rechten Kammer 10 längsbewegliche Konsol­ schlitten 21 ist mit einem seiten- und höhenverstellbaren Schneidgerät 25 versehen, dessen Schneidebene um eine in Vortriebsrichtung verlaufende Achse verschwenkbar ist, und an den auf der linken Kammer 11 längsver­ schiebbaren Konsolschlitten 22 ist eine an einem Auslegersystem gehaltene Hydraulikhammer-Löffel-Kombination angeschlossen.

Der eine, im Beispiel linke Konsolschlitten 22 trägt einen um eine senkrech­ te Achse schwenkbaren Halter 23, an dem ein Ausleger 24 und sein Betäti­ gungszylinder 26 angeschlossen sind. Am freien Ende des Auslegers 24 ist an eine als Träger einer in Fig. 2 etwa senkrecht eingestellten Achse dienen­ de Konsole 27 angelenkt, die mittels eines am Ausleger 24 abgestützten Zy­ linders 28 in ihrer Neigung verstellbar ist. An der Konsole 27 ist ein sie an den Achsenden umfassender Zwischenausleger 32 gelagert und außerdem ein Schwenkwerk 33 zur Verschwenkung des Zwischenauslegers befestigt. Durch gegensätzliches Verschwenken des Halters 23 auf der Konsole 22 und des Zwischenauslegers 32 auf der Konsole 27 läßt sich der Zwischen­ ausleger 32 bezüglich der Längsmittelachse der Vortriebsmaschine über die gesamte Tunnelbreite parallel versetzen. Durch Neigungsverstellung der Konsole 27 sowie mit Hilfe des Schwenkwerkes 33 läßt sich der Zwischen­ ausleger 32 in jede beliebige räumliche Ebene einstellen. Dies ist erforder­ lich, um ein vorgegebenes Tunnelprofil P (Fig. 1) genau einzuhalten.

Am Zwischenausleger 32 sind ein Werkzeugträger 34 sowie ein zu dessen Verschwenkung dienender Zylinder 35 angeschlossen. Am äußeren Ende des Werkzeugträgers 34 ist ein mit Reißzähnen versehener Löffel 36 zwi­ schen einer gestreckten Arbeitsstellung und einer an den Werkzeugträger angeklappten Ruhestellung schwenkbar gelagert. Außerdem ist am Werk­ zeugträger 37 ein Hydraulikhammer 30 angelenkt, der mittels zweier Lenker 37, 38 (Lenkerpaare) und eines Antriebszylinders 39 etwa in Richtung sei­ nes Meißels verstellbar ist. Wenn der Löffel 36 aus seiner in Fig. 2 gezeig­ ten Ruhestellung in seine aufgeklappte Arbeitsstellung entsprechend Fig. 3 eingestellt ist, überragen seine Reißzähne die Meißelspitze des Hydraulik­ hammers 30, so daß Schutt und Gesteinsbrocken durch Schwenkbewegun­ gen der Ausleger 24, 32 und/oder des Werkzeugträgers 28 auf den Ladetisch 5 geschoben werden können, ohne daß dabei die Meißelspitze durch Quer­ kräfte beschädigt wird.

An dem im Beispiel rechten Konsolschlitten 21 ist entsprechend Fig. 3 ein um eine Vertikalachse schwenkbarer erster Halter 40 gelagert, an den ein mittels eines Zylinders 41 höhenverschwenkbarer Ausleger 42 angeschlos­ sen ist. Am anderen Ende des Auslegers 42 ist eine vordere Konsole 46 an­ geschlossen, die mit Hilfe eines am Ausleger 42 abgestützten Zylinders 44 in Vertikalebenen neigbar ist. An der vorderen Konsole 46 ist ein um deren Achse schwenkbarer zweiter Halter 48 gelagert, an dessen oberem Ende ein Antriebsgehäuse 50 für ein Schneidwerkzeug, z. B. zwei mit Abstand zuein­ ander angeordnete gleichgroße Kreissägeblätter 25 angeschlossen ist. Das mittels eines am Halter 48 abgestützten Hydraulikzylinders 52 schwenkbare Antriebsgehäuse 50 enthält Schwenkmittel, z. B. ein Schneckengetriebe mit Hydromotor oder ein anderes hydraulisches Drehwerk, um das Schneid­ werkzeug 25 mit seiner Schneidebene um eine in Vortriebsrichtung verlau­ fende Achse zu verschwenken und auf diese Weise die in Fig. 1 gezeigten senkrechten geneigten oder auch die sich über die Tunnelbreite erstrecken­ den waagerechten Gesteinsschnitte anzubringen. Als Tiefenvorschub kann das Antriebsgehäuse 50 teleskopisch um die Schnittiefe ausgefahren und bei Bedarf auch der Konsolschlitten 21 benutzt werden. Solange das Schneid­ werkzeug 25 nicht im Einsatz ist, befindet es sich in geschützter abgesenkter Stellung innerhalb eines Freiraumes am vorderen Ende des rechten Rahmen­ schiffes entsprechend Fig. 3. Um insbesondere Längsneigungsbewegungen der Maschine bei im Betrieb befindlicher Säge auszuschließen, sind am rückwärtigen Ende des Maschinengestells 2 ausfahrbare Stützbeine 60 vor­ gesehen, die zusammen mit dem Ladetisch 5 gegen die Tunnelsohle ge­ drückt werden.

Fig. 3a und 4a veranschaulichen einige Varianten, die jeweils einzeln auch bei der Vortriebs- und Lademaschine nach Fig. 3, 4 angewendet sein kön­ nen:

• - Der rechte Konsolschlitten 21 für die im Beispiel als Schneideinrichtung 25 gezeigte Gesteinssäge ist auf nach vorn abwärts geneigten Führungsschienen 20 verschiebbar. Aus der nach vorn reduzierten Höhe der rechten Kammer 10 resultiert neben statischen Vorteilen die Möglichkeit einer geschützten Unterbringung es empfindlichen Doppelsägeblattes in einer zurückgezoge­ nen Ruhestellung neben der seitlichen Begrenzungswand des Förderschach­ tes 3.
• - Im Fall einer ausreichenden Querschnittshöhe des Tunnels ist oberhalb der Kabine 6 und deren sich eventuell bis zum rückwärtigen Maschinenende fortsetzenden versteiften Seitenwände 7 und Dachprofilteilen 8 eine durch Schienen 20 gebildete Längsführung für einen dritten bzw. mittleren Konsol­ schlitten 54 vorgesehen. Am Konsolschlitten 54 kann ein geeignetes Ausle­ gersystem angeschlossen sein, das etwa demjenigen für die im Zusammen­ hang mit Fig. 3 beschriebene Schneideinrichtung 25 entspricht und am vor­ deren schwenkbaren Gerätehalter beispielsweise ein verschwenkbares Ge­ stell 56 für eine darauf bewegliche Ankerbohreinrichtung 58 trägt.

Damit oberhalb des rückwärtigen Bereiches der Längsfördereinrichtung 4 eine genügende Durchlaßhöhe gewährleistet bleibt, kann die rückwärtige Ruhestellung des Konsolschlittens 54 gegenüber der Darstellung in Fig. 3a etwas nach vorn verlagert sein. - Jedes Auslegersystem muß, nachdem die anderen Auslegersysteme zurückgefahren sind, im vorgefahrenen Zustand die gesamte Ortsbrust mit seinem Werkzeug bearbeiten können. Selbstver­ ständlich können die Auslegersysteme rechts, links und mittig, wenn es ei­ nen baulichen Vorteil bringt, beliebig vertauscht werden. Die Längsführun­ gen und Konsolschlitten können durch ein- oder mehrstufige Teleskope oder durch geeignete Hebelsysteme ersetzt oder verbessert werden.

Claims (15)

1. Vortriebsverfahren zum Tunnel- oder Schachtbau in felsigem Material oder harten Gesteinsschichten, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Schaffung künstlicher Schichtungen oder Bruchmöglichkeiten durch An­ bringen in Vortriebsrichtung verlaufender Schnitte auf einem Teil des Tun­ nelquerschnittes mittels eines Schneidgerätes (Kreissäge- bzw. Fräsblatt, Schrämgerät, Sauerstoff-Lanze, Laserstrahl- und Plasmaschneid-Technik) unter solchen Abständen voneinander, daß die zwischen den Schnitten ste­ henbleibenden Bereiche mittels eines Hammergeräts zu Bruchstücken ent­ sprechend der Kapazität eines Abfördersystems ausbrechbar sind,
• b) Ausbrechen und Abbau des die Schnitte enthaltenden Querschnittsberei­ ches des Tunnels mittels eines Hammer- oder Schlaggerätes und
• c) anschließender Abbau des nunmehr nicht nur von der Stirnseite (Brust), sondern auch seitlich von oben oder von unten zugänglichen restlichen Querschnittsbereiches auf die durch die Schnitte gemäß Schritt a) erreichte Vortriebslänge.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Gesteinsschnitte gleichzeitig mittels eines Doppelsägeblattes oder -fräsblat­ tes unter solch parallelem Abstand durchgeführt werden, daß der dazwi­ schen stehenbleibende Bereich herausbrechbare Stücke transportabler Größe bildet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Teil des Schachtquerschnittes Gesteinsschnitte über eine solche Hö­ he eingetrieben werden, daß nach dem Ausbruch und Abbau dieses Teil­ querschnittes ein Hydraulikhammer entsprechend seiner Längsausdehnung senkrecht auf den danach abzubauenden unteren Schachtquerschnitt ein­ stellbar ist.

4. Vortriebs- und Lademaschine zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

• 4.1 mit einem auf einem Raupen- oder Reifenfahrwerk (1) aufgebauten Maschinengestell (2), das einen etwa mittig zur Maschinen- Längsachse verlaufenden Förderschacht (3) für eine motorisch ange­ triebene Abraum-Fördereinrichtung (4) mit einem vorderen Ladetisch (5) aufweist;
• 4.2 der Förderschacht (3) ist beidseitig begrenzt durch mit aufrechten Wänden gebildete Kammern (10,11) zur Aufnahme von Elektro­ und/oder Dieselmotoren, Tanks, Hydraulikpumpen und Steuergeräten;
• 4.3 beide Kammern (10, 11) tragen obere Längsführungen (20) für je ei­ nen zwischen vorderen Arbeitsstellungen und einer hinteren Ruhestel­ lung verstellbaren Konsolschlitten (21, 22),
• 4.3.1. der eine Konsolschlitten (21) trägt ein an einem seiten- und höhen­ verstellbaren Ausleger- und Konsolsystem (40-48) gehaltenes Schneidgerät (25), dessen Schneidebene um eine in Vortriebsrichtung verlaufende Achse verschwenkbar ist,
• 4.3.2. während der andere Konsolschlitten (22) mit einer an einem Ausleger­ system gehaltenen Hydraulikhammer-Löffel-Kombination versehen ist;
• 4.4 oberhalb des Förderschachtes ist im Bereich von dessen vorderem Ende ein Fahrerstand/-kabine (6) angeordnet.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Fahrwerk und unterhalb der nach hinten aufwärts geneigten Fördereinrich­ tung (4) ein die Kammern (10, 11) verbindender quer durchgehender Gerä­ teraum (12) vorgesehen ist.

6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß am rückwärtigen Ende des Maschinengestells (2) hinter dem Fahrwerk ausfahr­ bare Stützbeine (60) vorgesehen sind, die zusammen mit dem Ladetisch (5) der in ihrer Neigung verstellbaren Längsfördereinrichtung (4) den Aufstand des Maschinengestells auf der Tunnelsohle stabilisieren.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden seitlichen Kammern (10,11) über ihre Länge durch mehrere Querverbindungen gegeneinander versteift sind, die ein in sich steifes Profil, z. B. Dreieckprofil aufweisen und Hydraulik- bzw. Steuerleitungen enthalten.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Konsolschlitten (54) für ein an einem seiten- und höhen­ verstellbaren Ausleger- und Konsolsystem einstellbares beliebiges Arbeits­ gerät (z. B. 56, 58) zwischen vorderen Arbeitsstellungen und einer hinteren Ruhestellung auf Längsführungen (20) verstellbar ist, die oberhalb oder an­ stelle der Fahrerkabine (6) vorgesehen sind.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsfüh­ rungen (20) für den mittleren und/oder für den die Schneideinrichtung (25) tragenden Konsolschlitten (54 bzw. 21) auf dem Maschinengestell (2) nach vorn abwärts geneigt verlaufend angeordnet sind.

10. Maschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsführungen (20) für den mittleren Konsolschlitten (54) auf versteiften Kabinen-Seitenwänden und deren den Förderschacht (3) begrenzenden rückwärtigen Verlängerungen (7) sowie auf Dachprofilen (8) angeordnet sind.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Konsolschlitten (21, 22, 54) jeweils ein um eine Vertikalachse schwenkbarer erster Halter (23; 40) gelagert ist, an den mittels eines höhen­ verschwenkbaren Auslegers (24; 42) eine in Vertikalebenen neigbare vorde­ re Konsole (27; 46) angeschlossen ist, und daß an der vorderen Konsole (46) ein um deren Achse schwenkbarer vorderer Halter (32; 48) zum An­ schluß eines auswechselbaren Arbeitswerkzeuges oder Werkzeugträgers gelagert ist.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Halter (48) ein Antriebsgehäuse (50) für die Schneideinrichtung, z. B. Kreis­ sägeblatt (25), in Vertikalebenen verschwenkbar angeschlossen ist, und daß das ausfahrbare, z. B. teleskopisch verlängerbare Antriebsgehäuse (50) Schwenkmittel aufweist, um das Schneidwerkzeug (25) mit seiner Schneid­ ebene um eine in Vortriebsrichtung verlaufende Achse zu verschwenken.

13. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das An­ triebsgehäuse (50) für die Schneideinrichtung am Ausleger- und Konsolsy­ stem (40-48) durch ein Bohrgerät für Sicherungsanker, einen Spritzbeton- Manipulator und/oder einen Stützbogen-Positionierer austauschbar oder er­ gänzt ist.

14. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Halter einen Zwischenausleger (32) bildet, an den ein Werkzeugträger (34) für einen verschwenkbaren Reißlöffel (36) und den in Meißelrichtung ver­ stellbaren Hydraulikhammer (30) gelenkig angeschlossen ist.

15. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Antriebe ferngesteuert sind und anstelle der Fahrerkabine (6) ein mittleres zusätzliches Ausleger- oder Armsystem mit einem oder mehre­ ren der Zusatzgeräte nach Anspruch 13 für die Tunnelverbauung installiert ist.