DE19637218A1 - Verfahren zum Bau von Tunnelanlagen - Google Patents
Verfahren zum Bau von TunnelanlagenInfo
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/40—Devices or apparatus specially adapted for handling or placing units of linings or supporting units for tunnels or galleries
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bau von Tunnelanlagen, bestehend aus fol
genden Schritten:
- - Schaffung eines Hohlraums durch eine Vortriebsmaschine;
- - Auskleidung des Hohlraums durch Setzen von Tübbing-Segmenten mittels eines Er ektors;
- - Verbindung der jeweilig neu gesetzten Tübbing-Segmente mit den bereits gesetzten durch Verbindungselemente.
Im Tunnelbau wird beim Schildvortrieb eine Vortriebsmaschine eingesetzt, die das
Gestein abträgt. Der Ausbruch wird kontinuierlich zur Tunnelöffnung abgefördert. Unmittelbar
nach dem Ausbruch des Gesteins wird im Schutz des Schildes der Ausbau der Tunnelleibung
mit Tübbingen vorgenommen.
Die Tübbing-Segmente werden durch Förderbänder und dgl. zur Rückseite der Vor
triebsmaschine befördert, wo sie von einem Erektor aufgenommen werden und zu den bereits
eingesetzten Tübbingen herangeführt werden. Der Erektor übernimmt die einzelnen Tübbing-Seg
mente von einem Übergabetisch mit seinem Greifer, der die Tübbing-Segmente an den für
sie vorgesehenen Platz bringt. Aus der DE-A 41 05 054 ist eine solche Vorrichtung bekannt.
Das Setzen der Tübbing-Segmente bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen er
folgt durch eine händische Steuerung mittels einer Bedienungsperson, die diese Steuerung
durchführt. Beim Versetzen werden die Tübbing-Segmente in Umfangsrichtung in Position
gebracht und im allgemeinen durch Verbindungselemente an den bereits gesetzten Tübbing-Seg
menten fixiert. Die händische Steuerung erfordert eine Bedienungsperson, die unter
schwierigen Bedingungen die Tübbing-Segmente mittels des Erektors in ihre Einbaulage brin
gen muß. Die Geschwindigkeit und die Qualität des Ausbaus hängt dabei in einem großen Maß
vom Geschick der Bedienungsperson ab. Weiters muß der Schildvortrieb während des Ausbaus
üblicherweise gestoppt werden, da einerseits die Vortriebspressen für das Einpressen der
Tübbing-Segmente benötigt werden und andererseits eine händische Steuerung während des
Vortriebs nicht bewältigbar wäre.
Auch eine Steuerung die mit einer Positionserfassung des Erektors ausgestattet ist
und die es gestattet, bestimmte Positionen automationsunterstützt anzufahren; kann allenfalls
eine gewisse Unterstützung der Bedienungsperson bringen, ändert jedoch an der grundsätzli
chen Problematik nichts.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu
schaffen, bei dem eine Bedienungsperson wirksam entlastet werden kann, indem zumindest
Teilbereiche des Ausbaus automatisiert werden. In einer weiteren Ausbildung des erfindungs
gemäßen Verfahrens kann auf eine Bedienungsperson vollständig verzichtet werden, da die
Automatisierung weitreichend ist. Es soll dabei der Ausbau zuverlässig störungsfrei, mit hoher
Präzision und geringem Zeitaufwand ohne Störung des Vortriebs durch den Ausbau der Tun
nelleibung möglich sein.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß über Sensoren die Lage der zu
setzenden Tübbing-Segmente in Bezug auf bereits versetzte Tübbing-Segmente bestimmt wird
und daß der Erektor auf der Basis der von den Sensoren bestimmten Werte gesteuert wird.
Wesentlich an der Erfindung ist, daß nicht nur die Position der Gelenke oder die
Ausfahrstellung der Zylinder des Erektors überwacht wird, sondern auch zusätzliche Posi
tionsdaten bestimmt werden. Es hat sich herausgestellt, daß gerade die Bestimmung solcher
Daten, die unter idealen Bedingungen bei Kenntnis alle übrigen relevanten Informationen, also
auch der Position der Basis des Erektors im Weltkoordinatensystem, redundant wären, we
sentliche Fortschritte bringt. Erst dadurch ist es möglich die von der Bedienungsperson op
tisch wahrgenommenen Informationen, die dem Steuerungssystem nicht oder nur teilweise zur
Verfügung stehen, so zu ersetzen, daß ein zuverlässiger Betrieb möglich ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung erfolgt eine au
tomatische Steuerung des Erektors durch ein Programm, das als Eingangswerte Daten ver
wendet, die von Sensoren zur Bestimmung der Lage der zu versetzenden Tübbing-Segmente
erfaßt werden. Bei einer solchen automatischen Steuerung ist eine eigene Bedienungsperson
für die Steuerung des Erektors nicht mehr erforderlich.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Anpressen der jeweils neu gesetzten Tübbing-Seg
mente an die bereits gesetzten Tübbing-Segmente durch Vortriebspressen der Vortriebs
maschine erfolgt, die sich an den Stirnflächen der Tübbing-Segmente abstützen; wobei der auf
die Tübbing-Segmente ausgeübte Druck erfaßt wird und wobei das ordnungsgemäße Setzen
jedes Tübbing-Segments danach beurteilt wird, ob der erfaßte Druck einen vorbestimmten
Wert übersteigt oder nicht. Es wird dadurch zumindest eine Entlastung des Erektors erreicht,
oder es ist überhaupt nicht möglich, mit dem Erektor eine Axialkraft auszuüben, die stark ge
nug zum Einpressen der Verbindungselemente ist.
Eine besonders effiziente Arbeitsweise mit höchsten Vortriebsleistungen kann dadurch
erreicht werden, daß der Ausbau des Hohlraums mit den Tübbing-Segmenten gleichzeitig mit
dem Vortrieb durch die Vortriebsmaschine erfolgt. Dabei ist es günstig, wenn die Position der
Vortriebsmaschine laufend erfaßt wird und wenn die Steuerung der Vortriebsmaschine und die
Steuerung des automatischen Ausbaus in einem gemeinsamen Programmablauf durchgeführt
wird.
Ein wesentliche Vereinfachung des Arbeitsablaufes und eine Erhöhung der Sicherheit
kann dadurch erreicht werden, daß die Identität der auf den Erektor übergebenen Tübbing-Seg
mente durch Sensoren erfaßt wird.
Weiters betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Vortrieb und zum
Ausbau von Tunnels oder Stollen, bestehend aus einer Vortriebsmaschine mit Vortriebspressen
zur Erzeugung des für den Vortrieb notwendigen Drucks in Axialrichtung, einem Erektor zum
Versetzen von Tübbing-Segmenten und einer Fördereinrichtung zum Transport der Tübbing-Seg
mente. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren zur
Bestimmung der Lage der zu versetzenden Tübbing-Segmente vorgesehen sind, wobei
Sensoren zur Erfassung der Lage des zu setzenden Tübbing-Segments in Bezug auf bereits
Versetzte Tübbing-Segment vorgesehen sind, und daß eine Steuereinrichtung zur Steuerung
des Erektors Vorgesehen ist, die mit den Sensoren in Verbindung steht.
In der Folge wird die Erfindung durch die in den Figuren dargestellten Ausführungs
beispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
Fig. 2 eine axonometrische Darstellung eines Details einer erfindungsgemäßen Vor
richtung;
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das die Funktionen der Bauteile der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zeigt;
Fig. 4a eine Darstellung der Wirkbeziehungen bei Vorrichtungen nach dem Stand der
Technik;
Fig. 4b eine Darstellung der Wirkbeziehungen beim erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig. 5 bis 17 Blockdiagramm bzw. Flußdiagramme von Teilbereichen des erfin
dungsgemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Bohrkopf 1, einem vorderen
Schild 2, der unter Umständen auch weggelassen sein kann und einem hinteren Schild 3. Der
mit den Abbaumessern ausgestattete Bohrkopf 1 bricht das Gestein aus, das mit einer För
dereinrichtung 4 weggefördert wird. Die Schilde 2 und 3 sind in Axialrichtung zueinander ver
schiebbar, wodurch ein Fortschreiten der Vorrichtung möglich ist. Der Bohrkopf 1 ist über
Zylinder 5a mit dem hinteren Schild 3 verbunden; um die Vortriebskraft zu übertragen. Über
Zylinder 5b kann die Lage der Schilde 2 und 3 gegeneinander verändert werden. Weiters kön
nen am vorderen Schild 2 vordere Gripper 6 vorgesehen sein, die zur Fixierung der Lage der
Vorrichtung beim Hartgesteinsausbruch dienen. In gleicher Weise können am hinteren Schild 3
hintere Gripper 7 angebracht sein. Eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung: treibt den
Bohrkopf 1 an und versorgt die übrigen Bauteile der Vorrichtung. An der Rückseite des hinte
ren Schildes 3 ist ein Erektor 8 angebracht, der dazu dient, Tübbing-Segmente 9 zu versetzen.
Die Tübbing-Segmente 9 werden über ein Förderband 10 zu einem Übergabetisch 11 geför
dert, wo sie vom Erektor 8 ergriffen werden können. Am hinteren Schild 3 vorgesehene Zylin
der 12, aus denen Anpreßstempel 13 ausfahrbar sind, stützen sich auf den bereits versetzten
Tübbing-Segmenten 9 ab, um die Vortriebskraft der Vorrichtung in Axialrichtung zu erzeugen.
Gleichzeitig werden durch die Anpreßstempel 13 die Tübbing-Segmente 9 in ihre endgültige
Stellung im Tübbingring eingepreßt. Der Erektor 8 ist um die Tunnelachse schwenkbar, um die
Tubbing-Segmente 9 in jede Position entlang des Umfanges setzen zu können.
In Fig. 2 sind der Erektor 8 und der Übergabetisch 11 detailliert dargestellt. Ein Tüb
bing-Segment 9 ist zur Erhöhung der Übersichtlichkeit vom Erektor 8 abgehoben dargestellt.
Der Erektor 8 ist auf Schienen 14 oder Wellen in Axialrichtung verschiebbar gelagert, wobei
die Verschiebung durch einen Zylinder 15 erfolgt. Zwischen diesen Schienen 14 ist das in die
ser Figur nicht dargestellte Förderband 4 zum Abtransport des Gesteinsbruches angeordnet.
Das vom Erektor getragene Tübbing-Segment 9 ist mit Verbindungselementen 18 versehen
und kann eine Ausnehmung 9a aufweisen, die zur Herstellung eines genauen Sitzes eines an
schließenden Segments 9 dient. Weitere Zylinder 16 dienen zur Vertikalbewegung des Erektor-Kop
fes und zum Schwenken um die Längsachse. Das Tübbing-Segment 9 wird mit einem
Greifer 17 festgehalten, über nicht dargestellte Antriebe in jede Raumlage gebracht werden
kann.
In der Folge werden die Sensoren beschrieben, die dazu dienen, die für die Steuerung
der Vorrichtung erforderlichen Daten zu erfassen. Die dabei beschriebenen Sensoren dienen
dazu, Eingangswerte für eine speicherprogrammierbare Steuerung zur Verfügung zu stellen,
die Teilbereiche oder die Gesamtheit der Vortriebsmaschine samt den zugehörigen Einrich
tungen zum Ausbau steuert.
Sensoren S10a, S10b und S10c dienen dazu, die ordnungsgemäße Anlieferung von
Tübbing-Segmenten zu überwachen. Der Sensor S10a stellt das Auflegen eines Tübbing-Seg
ments durch einen nicht dargestellten Kran auf das Förderband 10 fest. Der Sensor S10a kann
dabei auch als Barcode-Leser ausgebildet sein, der in der Lage ist, eine auf dem Tübbing-Seg
ment 9 angebrachte Markierung zu lesen und damit die Identität des Segments 9 festzustellen.
Der Sensor S10b ist auf die Nocken des Förderbandes gerichtet und überwacht den Transport
des Segments 9 durch die Bewegung des Förderbandes 10. Ein weiterer Sensor S10c, der am
Ende des Förderbandes 10 vorgesehen ist, überprüft noch einmal die Markierung des Tübbing-Seg
ments 9. Auf diese Weise kann auch eine vorübergehende manuelle Bedienung im Störfall
zwischen zwei automatischen Läufen erfolgen.
Sensoren S9 steilen fest, ob ein Tübbing-Segment 9 auf dem Übergabetisch 11 auf
liegt und ob die Lage innerhalb eines zulässigen Bereichs ist. Der Sensor S8 dient dazu, die
räumliche Position des Übergabetisches 11 zu bestimmen, falls dieser verfahrbar ist.
Sensoren S5a; S5b und S5c bestimmen die axiale, radiale und die Rotationslage des
Erektor-Kopfes.
Der Erektor 8 ist mit folgenden Sensoren ausgestattet: Ein Sensor S1 ermittelt die
Lage des auf dem Erektor 8 befindlichen Tübbing-Segments 9 relativ zu den bereits versetzten
Tübbing-Segmenten 9.
Weitere Sensoren S2 bestimmen, ob Verbindungselemente 18 vorhanden sind oder
nicht und ob diese beim Einsetzen des Segments 9 auch verschwinden. Dadurch ist eine Über
prüfung des richtigen Einsetzens des Tübbing-Segments 9 möglich.
S3 sind Sensoren, die bestimmen, ob der Weg des Segments 9 vom Übergabetisch zur
Einbaustelle frei ist oder nicht. Es muß insbesondere festgestellt werden, ob die entsprechenden
Anpreßstempel rechtzeitig zurückgezogen worden sind oder nicht. Weiters kann bestimmt
werden, ob der Einsetzweg seitlich verschoben ist und ob eine kollisionsfreie Bewegung bis zur
Einsetzstelle möglich ist. Bei manchen Erektorkonstruktionen befindet sich das Förderband 4
zum Abtransport des Gesteinsbruches nicht mittig im Axialbereich des Erektors 8. Hier muß
der Erektor S das Förderband 4 beim Einbau bestimmter Segmente 9 umfahren. Die Sensoren
S3 dienen in einem solchen Fall auch als Hilfseinrichtungen zur Umfahrung des Förderbandes
4.
Mit Hilfe der Sensoren S4 kann die räumliche Lage des Greifers 17 bestimmt werden.
Im Zusammenwirken mit den Sensoren S5a, S5b und S5c können damit alle sechs räumlichen
Freiheitsgrade des Tübbing-Segments 9, das vom Greifer 17 gehalten wird, bestimmt werden.
Die Sensoren S6 dienen dazu, zu überprüfen, ob das jeweilige Segment 9 sicher vom
Greifer 17 gehalten wird oder nicht. Es wird dazu sowohl der vom Segment 9 ausgeübte
Druck überprüft, als auch die Wegstrecke, um die die Sensoren S6 eingedrückt sind. Dies stellt
einen wesentlichen Sicherheitsaspekt dar.
Wesentlich sind die Sensoren S7, die den Druck bestimmen, der von den Anpreß
stempeln 13 auf die gesetzten Tübbing-Segmente 9 ausgeübt wird. Wenn der so bestimmte
Druck einen vorbestimmten Wert übersteigt, so wird dies als Kriterium betrachtet, das aussagt,
daß dieses Segment 9 ordnungsgemäß gesetzt ist. Gleichzeitig kann eine Positionsmessung
durch diese Sensoren 57 vorgenommen werden. Diese Positionsmessung erlaubt auch die
Feststellung des Vortriebs der Vortriebsmaschine.
Die Sensoren S1 bis S10 ermöglichen in ihrer Gesamtheit eine lückenlose und redun
dante Überwachung des jeweiligen Zustandes der beweglichen Teile beim Ausbau der
Tunnelwand. Die in der Folge beschriebenen Sensoren S11 bis S18 dienen dazu, Informationen
über den jeweiligen Zustand der Vortriebsmaschine zu liefern. Dies wird für eine vollau
tomatische Steuerung benötigt, die die Vortriebsmaschine einbezieht.
Die Sensoren S11 und S12 bestimmen die Lage und den Druck der hinteren bzw. Der
vorderen Gripper 7 bzw. 6. Beim Hartgesteinsbohren wird durch diese Gripper 6, 7 die Lage
der Vortriebsmaschine fixiert.
Die Sensoren S13 und S15 bestimmen die räumliche Lage und die Neigung der Vor
triebsmaschine.
Mit den Sensoren S14 wird die Stellung des vorderen Schildes 2 relativ zum hinteren
Schild 3 bestimmt. Die Sensoren S16 bestimmen den Ausfahrweg des Bohrkopfes 1 und die
Druckkraft des Bohrkopfes 1 auf das Gebirge.
Die Sensoren S17 können zusätzlich vorgesehen sein, um die Kippwinkel des Bohr
kopfes zu messen. Mit den Sensoren S18 kann das Drehmoment des Bohrkopfes 1 bestimmt
werden. Dies kann entweder über den Stromverbrauch oder über Drehmomentgeber erfaßt
werden. In gleicher Weise kann die Drehzahl des Bohrkopfes 1 bestimmt werden. Es können
weitere, nicht dargestellte Sensoren vorgesehen sein, die etwa die abgeförderte Materialmenge
bestimmen.
In der Fig. 3 ist schematisch in Form eines Blockdiagramms der grundsätzliche Auf
bau der erfindungsgemäßen Vorrichtung im funktionellen Zusammenhang dargestellt.
Die Fig. 4a zeigt die Schnittstellen eines Verfahrens zum Tunnelbau nach dem Stand
der Technik mit der Außenwelt.
Die Fig. 4b zeigt eine Darstellung ähnlich der von Fig. 4a für das erfindungsgemäße
Verfahren. Es ist ersichtlich, daß ein Unterschied zum bekannten Verfahren nur mehr eine indi
rekte Beziehung des Menschen, also einer Bedienungsperson, zur Tunnelbaumaschine (TBM)
besteht, die mit einer unterbrochenen Linie dargestellt ist. Dies soll aussagen, daß beim voll
automatischen Verfahren die Interaktion des Bedienungspersonals mit der Tunnelbaumaschine
nur mehr bei Vorliegen außergewöhnlicher Zustände, also beispielsweise bei Störfällen, statt
findet. Ansonsten erfolgt durch den Menschen nur mehr die Eingabe allgemeiner Parameter für
die automatische Steuerung.
Die Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das grundsätzlich die Informationsflüsse zeigt die
insgesamt beim Vortrieb und Ausbau von Tunnels nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
auftreten. Die erfindungsgemäße Tunnelbaumaschine 100 besitzt eine Reihe von Sensoren, um
aktuelle Informationen über ihr Umfeld zu gewinnen. Diese Sensoren; die einen Teil der Tun
nelbaumaschine 100 darstellen, sind in der Fig. 5 mit 101 bezeichnet. Allgemein kann man sa
gen, daß die Tunnelbaumaschine 100 mit ihrer Umgebung 102 und dein Tunnelbauprozeß 103
interagiert. Eine indirekte Beziehung besteht, wie dies oben angedeutet worden ist, mit der
Bedienungsperson 104. Eine Steuer-Einrichtung 105 dient zur Steuerung der Tunnelbauma
schine 100. Die Steuer-Einrichtung 105 kann funktionell in folgende Teile untergliedert wer
den: die Steuerung des Schneidrades 106, die Abförder-Steuerung 107, die Vortriebs-Steue
rung 108, die Erektor-Steuerung 109 und die Zuliefer-Steuerung 110. Allgemein werden Ein
gaben an die Steuer-Einrichtung 105 mit 111 bezeichnet. Es handelt sich dabei um Vermes
sungs- und Vorbohrdaten, um Sensor-Signale und um manuelle Eingaben der Bedienungsper
son 104. Die Symbole 112 stellen gespeicherte Daten dar, auf die die Steuer-Einrichtung 105
zugreifen kann und die zum Teil auch von der Steuer-Einrichtung 105 erzeugt oder geändert
werden können. Weiters erzeugt die Steuer-Einrichtung 105 Ausgaben 113, die auf die Tun
nelbaumaschine 100 einwirken und die der Bedienungsperson angezeigt werden können.
Die Fig. 6 greift einen Teilbereich der Steuer-Einrichtung 105 von Fig. 5 heraus, näm
lich die Schneidrad-Steuerung 106. Diese kann in eine Kraft-Drehmoment-Steuerung 106a und
in eine Richtungs-Steuerung 106b untergliedert werden. Es besteht eine Interaktion mit der
Vortriebs-Steuerung 108 und mit der Abförder-Steuerung 107.
Die Fig. 7 greift einen Teilbereich der Steuer-Einrichtung 105 von Fig. 5 heraus, näm
lich die Vortriebs-Steuerung 108. Diese kann in die Schild-Steuerung 108a und in die Steue
rung des Segment-Einbaus 108b untergliedert werden. Weiters steht die Vortriebs-Steuerung
108 mit der Schneidrad-Steuerung 106 und mit der Erektor-Steuerung 109 in Interaktion.
Die Fig. 8 greift einen Teilbereich der Steuer-Einrichtung 105 von Fig. 5 heraus, näm
lich die Erektor-Steuerung 109, Diese kann in folgende hintereinander durchzuführende
Schritte untergliedert werden. Segment Greifen 109a, Segment Positionieren 109b, Segment
Versetzen 109c, erste Position Anfahren 109d. Die Erektor-Steuerung 109 interagiert mit der
Vortriebs-Steuerung 108 und der Zuliefer-Steuerung 110.
Das Flußdiagramm von Fig. 9 zeigt in grundsätzlicher Weise den Ablauf der
Schneidrad-Steuerung anhand eines Beispiels, und zwar für den Bereich der Kraft-Drehmo
ment-Steuerung 106a von Fig. 6. In den einzelnen Verfahrensschritten 115a, 115b, 115c, 115d
und 115e finden Eingaben 111 statt, es finden Interaktionen mit der Abförder-Steuerung 107
und mit der Richtungs-Steuerung 106b statt, so daß letztlich die entsprechende Ausgabe an das
Schneidrad 113 erfolgt.
In gleicher Weise ist in Fig. 10 der Abschnitt der Richtungs-Steuerung 106b der
Schneidrad-Steuerung 106 dargestellt. Die Verfahrensschritte sind mit 116a, 116b 116c, 116d,
116e und 116f bezeichnet.
Bei der Abförder-Steuerung 107, die in Fig. 11 dargestellt ist, geht in den Verfah
rensschritten 117 einerseits die Messung der abgeförderten Menge und andererseits die Frei
gabe durch ein Logistiksystem ein. Als Ausgabe erfolgt ein Signal 113 an den Abförder-An
trieb.
In der Fig. 12 ist die Schild-Steuerung 108a teilweise dargestellt, wobei die Fort
setzung in Fig. 13 erfolgt. Die einzelnen Verfahrensschritte sind mit 118a, 118b, 118c, 118d,
118e, und in Fig. 13 weiter mit 118f und 118g bezeichnet. Es bestehen Verbindungen mit der
Schneidrad-Steuerung 106, mit der Erektor-Steuerung 109. Weiters ist in der unteren Hälfte
von Fig. 13 der Teil der Vortriebs-Steuerung naher dargestellt, der mit dem Segment-Einbau in
direktem Zusammenhang steht. Dies hat seinen Grund darin, daß das Anpressen der einzelnen
Tübbing-Segmente an den vorangegangenen Ring durch die Vortriebs-Pressen erfolgt. Auch
die Erfassung des korrekten Einbauzustandes wird, wie dies oben beschrieben worden ist, aus
dem Druck abgeleitet, der an den jeweiligen Vortriebs-Pressen anliegt. Die Verfahrensschritte
sind hier mit 118h, 118i, 118j und 118k bezeichnet.
In der Fig. 14 ist ein Teil der Erektor-Steuerung dargestellt, nämlich der Abschnitt
Segment Greifen 109a. Es werden hintereinander die Verfahrensschritte 119a, 119b, 119c,
119d und 119e durchgeführt.
In der Fig. 15 ist der Abschnitt 109b der Erektor-Steuerung näher dargestellt, der das
Positionieren der Segmente betrifft. Die Verfahrensschritte sind 120a, 120b, 120c und 120d.
In gleicher Weise sind in der Fig. 16 die Abschnitt Segment Versetzen 109c und An
fahren der ersten Position 109d mit den Verfahrensschritten 121a, 121b, 121c, 121d und 121e
dargestellt.
Schließlich ist in der Fig. 17 die Zuliefer-Steuerung 110 näher ausgeführt. Die erste
Gruppe von Verfahrensschritten, nämlich die Schritte 122a und 122b betreffen den Fall, daß
händisch eine Sperrung eingegeben wird. Die zweite Gruppe von Verfahrensschritten, nämlich
122c, 122d und 122e, betreffen den Fall der Freigabe durch die Bedienungsperson.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine sehr weitgehende Automation des Tun
nel-Vortriebs vorzunehmen, wobei durch die erfindungsgemäße Art der Erfassung von Umge
bungszuständen mittels geeigneter Sensoren ein sicherer Betrieb mit minimalem Überwa
chungsaufwand erreicht werden kann. Im Sinne der Erfindung ist es jedoch auch möglich, nur
Teilbereiche des Gesamtprozesses zu automatisieren und andere Bereiche bei der händischen
Steuerung zu belassen. Wesentlich an der Erfindung ist die Redundanz bei der Erfassung durch
die Sensoren.
Claims (18)
1. Verfahren zum Bau von Tunnelanlagen, bestehend aus folgenden Schritten:
- - Schaffung eines Hohlraums durch eine Vortriebsmaschine;
- - Auskleidung des Hohlraums durch Setzen von Tübbing-Segmenten (9) mittels eines Erektors (8);
- - Verbindung der jeweils neu gesetzten Tübbing-Segmente (9) mit den bereits gesetzten Tübbing-Segmenten (9) durch Verbindungselemente, wie etwa Dübel (18) oder Bolzen;
wobei beim Einsetzen der Tübbing-Segmente (9) die jeweilige Stellung des Erektors (8) erfaßt
wird;
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teilbereiche des Ausbaus automatisiert werden, wobei über Sensoren (S1) die Lage der zu setzenden Tübbing-Segmente (9) in Bezug auf bereits versetzte Tübbing-Segmente (9) bestimmt wird und daß der Erektor (8) auf der Basis der von 011030des Sensoren (S1) bestimmten Werte gesteuert wird, wobei zusätzlich Positionsdaten erfaßt werden.
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teilbereiche des Ausbaus automatisiert werden, wobei über Sensoren (S1) die Lage der zu setzenden Tübbing-Segmente (9) in Bezug auf bereits versetzte Tübbing-Segmente (9) bestimmt wird und daß der Erektor (8) auf der Basis der von 011030des Sensoren (S1) bestimmten Werte gesteuert wird, wobei zusätzlich Positionsdaten erfaßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische Steuer
rung des Erektors (8) durch ein Programm erfolgt, das als Eingangswerte Daten verwendet,
die von Sensoren (S1-S10) zur Bestimmung der Lage der zu versetzenden Tübbing-Segmente
(9) erfaßt werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das An
pressen der jeweils neu gesetzten Tübbing-Segmente (9) an die bereits gesetzten Tübbing-Seg
mente (9) durch Vortriebspressen (12) der Vortriebsmaschine erfolgt, die sich an den
Stirnflächen der Tübbing-Segmente (9) abstützen, wobei der auf die Tübbing-Segmente (9)
ausgeübte Druck erfaßt wird und wobei das ordnungsgemäße Setzen jedes Tübbing-Segments
(9) danach beurteilt wird, ob der erfaßte Druck einen vorbestimmten Wert übersteigt oder
nicht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aus
bau des Hohlraums mit den Tübbing-Segmenten (9) gleichzeitig mit dem Vortrieb durch die
Vortriebsmaschine erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Posi
tion der Vortriebsmaschine laufend erfaßt wird und daß die Steuerung der Vortriebsmaschine
und die Steuerung des automatischen Ausbaus in einem gemeinsamen Programmablauf durch
geführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beim
Setzen vom Tübbing-Segment (9) auf die Anpreßstempel (13) ausgeübte Kraft von einem oder
mehreren Sensoren erfaßt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Iden
tität der auf den Erektor (8) übergebenen Tübbing-Segmente (9) durch Sensoren (S10a, S10c)
erfaßt wird.
8. Vorrichtung zum Vortrieb und zum Ausbau von Tunnels oder Stollen, bestehend aus
einer Vortriebsmaschine mit Vortriebspressen (12) zur Erzeugung des für den Vortrieb not
wendigen Drucks in Axialrichtung, einem Erektor (8) zum Versetzen von Tübbing-Segmenten
(9) und einer Fördereinrichtung zum Transport der Tübbing-Segmente, dadurch gekennzeich
net, daß Sensoren zur Bestimmung der Lage der zu versetzenden Tübbing-Segmente (9) vor
gesehen sind, wobei mindestens ein Sensor (S1) zur Erfassung der Lage des zu setzenden Tüb
bing-Segments (9) in Bezug auf bereits versetzte Tübbing-Segmente (9) vorgesehen ist, und
daß eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Erektors (8) vorgesehen ist, die mit den Senso
ren in Verbindung steht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (S1) zur Er
fassung der Lage des zu setzenden Tübbing-Segments (9) am Erektor (8) angebracht ist und
die Annäherung an ein bereits gesetztes Segment (9) optisch erfaßt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß min
destens ein Sensor (S10a, S10c) zur Identifizierung der vom Erektor (8) übernommenen Tüb
bing-Segmente (9) vorgesehen ist, der vorzugsweise als Barcode-Leser ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß min
destens ein Sensor (S7) zur Erfassung des von den Vortriebspressen auf ein Tübbing-Segment
(9) ausgeübten Drucks vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Sen
soren (S4, S5a, S5b, S5c) zur Erfassung der räumlichen Lage des auf dem Erektor (8) befind
lichen Tübbing-Segments (9) in allen sechs Freiheitsgraden vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß min
destens ein Sensor (S6) zur Bestimmung des sicheren Ergreifens des Tübbing-Segments (9)
durch den Erektor (8) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Ausbau mit Tübbing-Segmenten (9) auf Basis der
von Sensoren (S1-S18) erfaßten Daten automatisch zu steuern.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung
als speicherprogrammierbare Steuerung ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung für die Steuerung der Vortriebsmaschine, für die Steuerung des Erektors (8)
und für die Steuerung der Zulieferung zum Erektor (8) ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Ausbau mit Tübbing-Segmenten (9) gleichzeitig
mit dem Vortrieb zu steuern.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996137218 DE19637218A1 (de) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Verfahren zum Bau von Tunnelanlagen |
DE29624305U DE29624305U1 (de) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Vorrichtung zur Durchführung von Verfahren zum Bau von Tunnelanlagen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996137218 DE19637218A1 (de) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Verfahren zum Bau von Tunnelanlagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19637218A1 true DE19637218A1 (de) | 1998-03-19 |
Family
ID=7805456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996137218 Withdrawn DE19637218A1 (de) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Verfahren zum Bau von Tunnelanlagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19637218A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1491241A1 (de) | 2003-06-27 | 2004-12-29 | Gabel S.r.l. | Sicherheitsgurtvorrichtung für die Griffe von Ski- und Wanderstöcken |
DE102011111026A1 (de) * | 2011-08-19 | 2013-02-21 | K&K Maschinenentwicklungs GmbH & Co. KG | Eisenbahnarbeitsfahrzeug |
JP2017031565A (ja) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | トンネル掘削機 |
US9605387B2 (en) | 2011-05-16 | 2017-03-28 | K & K Maschinenentwicklungs Gmbh & Co. Kg | Railway work vehicle |
US9707977B2 (en) | 2011-05-16 | 2017-07-18 | K & K Maschinenentwicklungs Gmbh & Co. Kg | System, method and railway carriage for the rail-bound transportation of objects |
CN107269290A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-10-20 | 华东交通大学 | 一种可重构为1至6自由度的可变刚度的tbm掘进装置 |
CN110651102A (zh) * | 2017-05-15 | 2020-01-03 | 赛菲斯特弗雷结构技术股份公司 | 用于隧道的预制段以及用于制造和监控该预制段的方法 |
-
1996
- 1996-09-12 DE DE1996137218 patent/DE19637218A1/de not_active Withdrawn
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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