DE19642093C1 - Replacing support fluid for work face with compressed air - Google Patents
Replacing support fluid for work face with compressed airInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ersetzen von in einem Hydroschild mit einem Materialaustragsöffnungen aufweisenden Schneidrad die Ortsbrust stützender Stützflüssigkeit durch Druckluft, wobei die Stützflüssigkeit zunächst in einem oberen Querschnittbereich bei gleichzeitigem Ersatz durch Druckluft ab gelassen wird, danach im oberen Querschnittbereich die Ortsbrust mit einem Stützmaterial beaufschlagt wird und anschließend auch im unteren Querschnittbereich die Stützflüssigkeit durch Druck luft ersetzt wird.The invention relates to a method for replacing in a Hydro shield with a material discharge opening Cutting wheel through the supporting fluid supporting the face Compressed air, with the supporting fluid initially in an upper one Cross-sectional area with simultaneous replacement by compressed air is left, then the working face in the upper cross-sectional area with a support material and then also in the lower cross-sectional area the support fluid by pressure air is replaced.
Verfahren der genannten Art benötigt man zur Durchführung von Wartungsarbeiten und Beseitigung von Hindernissen in der Ar beitskammer des Hydroschildes.Methods of the type mentioned are required to carry out Maintenance work and removal of obstacles in the ar working chamber of the hydroshield.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE 44 09 049 C1) wird nach dem Ablassen der Stützflüssigkeit im oberen Querschnittbe reich zwischen dem oberen und dem unteren Querschnittbereich ei ne im wesentlichen horizontale, dichte Abtrennung eingebracht und anschließend der oberhalb der Abtrennung liegende obere Querschnittbereich mit einem Festbestandteile enthaltenden Stützmaterial in Form von Kunstboden derart kraftschlüssig ver füllt, daß es im oberen Abbaukammer die erforderliche statische Stützfunktion übernehmen kann. Genutzt wird hiermit die Kennt nis, daß die Sicherheit gegen Ausbläser bei der Durchführung von Wartungsarbeiten in der Arbeitskammer erheblich verbessert wer den kann, wenn eine Druckluftstützung ausschließlich im unteren Querschnittbereich der Arbeitskammer durchgeführt wird. Das be schriebene Verfahren ist aber verhältnismäßig zeit- und kosten aufwendig, gleiches gilt auch für den späteren Ausbau vor Wie deraufnahme des Vortriebbetriebes. Außerdem ergeben sich gewis se Probleme hinsichtlich der Verdichtung des Kunstbodens und dessen Formschlüssigkeit mit dem Schildmantel und der Ortsbrust. Schwierig wird es auch, wenn mit einem Wasserandrang von der Ortsbrust her zu rechnen ist.In a known method of this type (DE 44 09 049 C1) after draining the support liquid in the upper cross-section rich between the upper and lower cross-sectional area egg ne essentially horizontal, dense separation introduced and then the upper one above the partition Cross-sectional area with a solid components Support material in the form of synthetic floor so ver ver fills that it has the required static in the upper mining chamber Support function can take over. Knowledge is hereby used nis that security against blowouts when performing Maintenance work in the work chamber significantly improved who this can be done if compressed air support is only in the lower Cross-sectional area of the working chamber is carried out. That be However, the written procedure is relatively time-consuming and costly complex, the same applies to the later expansion before How start of tunneling operations. There are also certain problems with the compaction of the artificial soil and its positive fit with the shield jacket and the face. It also becomes difficult when there is a rush of water from the Local face is to be expected.
Bekannt ist es zwar auch (DE 42 25 121 A1), bei einem Vortrieb mit einem Hydroschild die Stützflüssigkeit in dem hinter dem Schneidrad liegenden Bereich der Arbeitskammer durch schwimmfä hige kugelförmige Füllkörper, insbesondere aus Kunststoff, zu ersetzen. Diese Füllkörper sollen beim Vortrieb permanent in der Arbeitskammer verbleiben und weisen deshalb solche Abmessungen auf, daß sie erheblich größer sind als die normale Korngröße des als Abraum anfallenden und abzufördernden Bodenmaterials. Mit dem eingangs geschilderten Verfahren zum Ersetzen der Stützflüs sigkeit durch Druckluft, um die Arbeitskammer begehen zu können, haben diese Maßnahmen nichts zu tun.It is also known (DE 42 25 121 A1) when driving with a hydroshield the support fluid in the behind the Cutting wheel lying area of the working chamber by floating hige spherical packing, in particular made of plastic replace. These packings are supposed to be permanently in the tunnel Working chamber remain and therefore have such dimensions on that they are considerably larger than the normal grain size of the as soil material accumulating and to be removed. With the procedure described at the beginning for replacing the supporting rivers liquid through compressed air in order to be able to access the working chamber, these measures have nothing to do.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der ein gangs genannten Art einfacher und sicherer zu gestalten.The invention has for its object the method of a to make it easier and safer.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem Verfah ren der eingangs genannten Art, daß nach dem Ablassen der im oberen Querschnittbereich befindlichen Stützflüssigkeit die Ma terialaustragsöffnungen auf der der Ortsbrust abgewandten Seite mechanisch verschlossen werden und durch Zurückfahren des Schneidrades zwischen Ortsbrust und Schneidrad ein Zwischenraum gebildet wird, daß anschließend der Zwischenraum im oberen Quer schnittbereich mit schwimmfähigen gebrannten Tonkugeln verfüllt wird, daß danach auch im unteren Querschnittbereich die Stütz flüssigkeit durch Druckluft ersetzt und der verbliebene Teil des Zwischenraumes mit den Tonkugeln verfüllt wird, und daß zumin dest abschließend die im Zwischenraum befindliche Tonkugel schicht durch Vorrücken des Schneidrades gegen die Ortsbrust ge drückt wird.To achieve this object, the invention teaches in a method ren of the type mentioned that after draining the im support fluid located in the upper cross-sectional area material discharge openings on the side facing away from the working face be closed mechanically and by retracting the Cutting wheel between the face and cutting wheel a space is formed that then the space in the upper cross cutting area filled with buoyant fired clay balls is that afterwards the support also in the lower cross-sectional area liquid is replaced by compressed air and the remaining part of the Space is filled with the clay balls, and that at least at least finally the clay ball in the space layer by advancing the cutting wheel against the working face is pressed.
Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Einbringen der Tonkugeln in den Zwischenraum ein Teil der an der Ortsbrust noch anhaftenden Stützflüssigkeit zwischen die Tonkugeln ver drängt; diese Verdrängung von Stützflüssigkeit wird beim An drücken der Tonkugeln durch das Schneidrad fortgeführt, wobei einige Tonkugeln auch zerbrechen. Im Ergebnis entsteht jeden falls eine gas- und wasserundurchlässige Schicht zwischen Orts brust und Schneidrad, die die Ortsbrust wie ein plastischer Pfropfen verschließt. Der gebildete Pfropfen ist so dicht, daß letztendlich der Luftdruck in der Arbeitskammer auf Normaldruck abgesenkt werden kann, so daß die für Arbeiten unter Druckluft bestehenden strengen Auflagen zur Arbeitssicherheit umgangen werden können.In the course of the method according to the invention, when introducing the clay balls in the gap part of that on the face ver still adhering support liquid between the clay balls ver urges; this displacement of support fluid is at pressing the clay balls continued through the cutting wheel, being some clay balls also break. The result is everyone if there is a gas and water impermeable layer between the site chest and cutting wheel that make the working face like a plastic one Stopper closes. The plug formed is so tight that ultimately the air pressure in the working chamber to normal pressure can be lowered so that for working under compressed air bypassed existing strict occupational safety requirements can be.
Im einzelnen sind mehrere Ausgestaltungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Verfahren gegeben. So werden die Materialaus tragsöffnungen, die nach dem Ablassen der im oberen Querschnitt bereich befindlichen Stützflüssigkeit im unteren Querschnittbe reich liegen, vorzugsweise durch Drehen des Schneidrades in den oberen Querschnittbereich gebracht und dort verschlossen. Zur weiteren Verbesserung der Dichtwirkung der gebildeten pfropfen artigen Dichtschicht kann es sich empfehlen, die im Normalbe trieb des Hydroschildes eingesetzte Stützflüssigkeit vor dem Ab lassen gegen eine eingedickte Stützflüssigkeit auszutauschen. Eine andere oder zusätzliche Möglichkeit besteht insoweit darin, daß eine hochsteife Dickschicht insbesondere von 3 bis 5 cm auf die Ortsbrust aufgespritzt wird. Als eingedickte Stützflüssig keit bzw. hochsteife Dickschicht wird vorzugsweise eine entspre chend angemachte Bentonitsuspension eingesetzt. Für den Zwischenraum hat sich eine Tiefe von 15 bis 30 cm als optimal herausgestellt. Die schwimmfähigen gebrannten Tonkugeln haben vorzugsweise einen Durchmesser von 5 bis 10 mm, sie sind in Form von BigPacks handelsüblich. Zweckmäßigerweise werden diese Ton kugeln durch Zuführöffnungen im Schneidrad mit Druckluft von 5 bis 7 bar in den Zwischenraum eingeblasen. Das Andrücken der Tonkugeln gegen die Ortsbrust durch Vorrücken des Schneidrades, das gegebenenfalls von einem Drehen des Schneidrades begleitet sein kann, wird vorzugsweise auch unmittelbar nach dem Verfüllen des im oberen Querschnittbereichs liegenden Teils des Zwischen raumes durchgeführt. Im Bedarfsfalle kann es sich auch empfeh len, den Spalt zwischen Schneidrad und Schildmantel des Hydro schildes mit einer aufblasbaren Schlauchdichtung abzudichten.There are several design options for the Given method according to the invention. This is how the material is made support openings after the drain in the upper cross section support liquid in the lower cross-section are rich, preferably by turning the cutting wheel in the brought the upper cross-sectional area and closed there. For further improve the sealing effect of the graft formed like sealing layer it can be recommended that in the normal the hydraulic fluid used before the Ab can be exchanged for a thickened support fluid. Another or additional possibility is to that a highly rigid thick layer in particular from 3 to 5 cm the face is sprayed on. As a thickened support liquid speed or highly rigid thick film is preferably an equivalent appropriately prepared bentonite suspension. For the In between, a depth of 15 to 30 cm has proven to be optimal exposed. Have the buoyant fired clay balls preferably a diameter of 5 to 10 mm, they are in shape from BigPacks commercially available. Conveniently, this tone balls through feed openings in the cutting wheel with compressed air of 5 up to 7 bar blown into the space. Pressing the Clay balls against the face by advancing the cutting wheel, which may be accompanied by turning the cutting wheel can be, is preferably also immediately after the filling of the part of the intermediate lying in the upper cross-sectional area room performed. If necessary, it can also be recommended len, the gap between the cutting wheel and the shield jacket of the Hydro seal with an inflatable tube seal.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher er läutert; es zeigen in schematischer DarstellungIn the following the invention with reference to a drawing he purifies; it show in a schematic representation
Fig. 1 einen Hydroschild mit für das erfindungsgemäße Verfah ren wesentlichen Teilen, Fig. 1 a hydraulic sign for the inventive procedural ren essential parts
Fig. 2 eine Rückansicht des Schneidrades des Hydroschildes nach Fig. 1, Fig. 2 is a rear view of the cutting wheel of the hydraulic shield according to FIG. 1,
Fig. 3 einen Schnitt A-B durch den Gegenstand der Fig. 2 und Fig. 3 shows a section AB through the subject of Fig. 2 and
Fig. 4 ein vergrößertes Detail C des Gegenstandes der Fig. 1. Fig. 4 is an enlarged detail C of the article in FIG. 1.
In der Fig. 1 erkennt man einen Hydroschild, bei dem in einem Schildmantel 1 durch eine Tauchwand 2 und eine Druckwand 3 eine Arbeitskammer 4 gebildet ist, in der ein sogenanntes geschlosse nes Schneidrad 5, d. h. ein bis auf Materialaustragsöffnungen 6 im wesentlichen geschlossenes Schneidrad 5 arbeitet (vgl. Fig. 2). Die Arbeitskammer 4 ist beim Vortrieb mit die Ortsbrust stützen der Stützflüssigkeit gefüllt, deren Druck über ein zwischen Tauchwand 2 und Druckwand 3 befindliches Druckluftpolster 7 ge steuert wird. Das durch die Materialaustragsöffnungen 6 hereinge wonnene Bodenmaterial wird im unteren Bereich der Arbeitskammer 4 mit der Stützflüssigkeit abgeführt, frische Stützflüssigkeit wird im oberen Bereich der Arbeitskammer 4 zugeführt.In Fig. 1 can be seen a hydraulic shield, in which in a shield casing 1 by a dipping wall 2 and a pressure wall 3 is formed a working chamber 4, in which a so-called geschlosse nes cutting wheel 5, ie up to Materialaustragsöffnungen 6 substantially closed cutting wheel 5 works (see Fig. 2). The working chamber 4 is filled during propulsion with the face support of the supporting liquid, the pressure of which is controlled via a compressed air cushion 7 located between the diving wall 2 and the pressure wall 3 . The soil material recovered through the material discharge openings 6 is discharged with the supporting liquid in the lower region of the working chamber 4 , fresh supporting liquid is supplied in the upper region of the working chamber 4 .
Sollen nun in der Arbeitskammer 4 Wartungsarbeiten durchgeführt oder Hindernisse beseitigt werden, ist die Stützflüssigkeit ge gen Druckluft auszutauschen, damit die Arbeitskammer 4 durch ei ne Schleuse begangen werden kann.If maintenance work is to be carried out in the working chamber 4 or obstacles are to be removed, the supporting fluid must be exchanged for compressed air so that the working chamber 4 can be accessed through a lock.
Im einzelnen wird hierzu zunächst die normale Stützflüssigkeit gegen eine angedickte Stützflüssigkeit in Form einer entspre chend angemachten Bentonitsuspension ausgetauscht. Danach wird diese Stützflüssigkeit zunächst in einem oberen Querschnittbe reich, z. B. der oberen Querschnittshälfte, bei gleichzeitigem Ersatz durch Druckluft abgelassen. Da die Stützflüssigkeit ange dickt ist, verbleibt auf der Ortsbrust 8 eine etwa 3 bis 5 cm starke Schicht. Nunmehr werden die Materialaustragsöffnungen 6 auf der Rückseite des Schneidrades 5 mechanisch verschlossen, wobei die im unteren Querschnittbereich liegenden Materialaus tragsöffnungen 6 zuvor durch Drehen des Schneidrades 5 in den oberen Querschnittbereich gebracht werden. Zum mechanischen Ver schließen der Materialaustragsöffnungen 6 dienen Abdeckbleche 9, die gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Gummidichtung 10 oder eines Gummirahmens in angeschweißte Führungsschienen 11 am Schneidrad 5 eingeschoben und mit Holzkeilen 12 gesichert werden (vgl. Fig. 3). Anschließend wird das Schneidrad 5 ein Stück zurückgefahren, so daß zwischen Ortsbrust und Schneidrad ein Zwischenraum 13 von 15 bis 30 cm Tiefe entsteht. Das Zurück fahren des Schneidrades 5 kann auch vor oder beim Verschließen der Materialaustragsöffnungen 6 durchgeführt werden. Alsdann wird eine Leitung 14 an eine Zuführöffnung 15 im Schneidrad 5 ange schlossen; diese Zuführöffnung 15 kann auch von einer nur teil weise geschlossenen Materialaustragsöffnung 6 gebildet sein. Die Leitung 14 führt zu einer Spritzmaschine 16 in einem Nachläufer 17, über die mit Druckluft von 5 bis 7 bar schwimmfähige ge brannte Tonkugeln 18 mit einem Durchmesser von 5 bis 10 mm in den oberen Teil des Zwischenraumes 13 bis zu dessen Füllung ein geblasen werden; die Tonkugeln 18 werden der Spritzmaschine 16 in Form von BigPacks 19 zugeführt. Alsdann wird das Schneidrad 5 ein wenig gedreht und gegen die Ortsbrust 8 vorgeschoben, wo bei im Zwischenraum 13 ein Gemenge aus angedickter Stützflüssig keit, unbeschädigten Tonkugeln und Tonteilen zerborstener Tonku geln entsteht. In detail, the normal support fluid is first exchanged for a thickened support fluid in the form of a suitably made bentonite suspension. Then this support liquid is first rich in an upper cross section, z. B. the upper half of the cross section, with simultaneous replacement by compressed air. Since the supporting liquid is thick, an approximately 3 to 5 cm thick layer remains on the face 8 . Now the material discharge openings 6 on the back of the cutting wheel 5 are mechanically closed, the material openings 6 lying in the lower cross-sectional area being brought beforehand by turning the cutting wheel 5 into the upper cross-sectional area. For mechanical Ver close the material discharge openings 6 serve cover plates 9 , which are optionally inserted with a rubber seal 10 or a rubber frame in welded guide rails 11 on the cutting wheel 5 and secured with wooden wedges 12 (see. Fig. 3). Then the cutting wheel 5 is retracted a bit, so that an intermediate space 13 of 15 to 30 cm depth is formed between the face and the cutting wheel. The cutting wheel 5 can also be moved back before or when the material discharge openings 6 are closed. Then a line 14 is connected to a feed opening 15 in the cutting wheel 5 ; this feed opening 15 can also be formed by a partially closed material discharge opening 6 . The line 14 leads to a spraying machine 16 in a trailer 17 , over which with compressed air of 5 to 7 bar buoyant ge burned clay balls 18 with a diameter of 5 to 10 mm in the upper part of the space 13 are blown up to its filling; the clay balls 18 are fed to the injection machine 16 in the form of BigPacks 19 . Then the cutting wheel 5 is rotated a little and advanced against the face 8 , where in the space 13 a mixture of thickened supporting liquid speed, undamaged clay balls and clay parts of broken Tonku gels occurs.
Anschließend wird auch im unteren Querschnittbereich die Stütz flüssigkeit durch Druckluft ersetzt und der verbliebene Teil des Zwischenraumes 13 mit den Tonkugeln 18 verfüllt, woraufhin das Schneidrad 5 erneut ein wenig gedreht und vorgeschoben wird. Zwischen Ortsbrust 8 und Schneidrad 5 befindet sich nun ein gas- und flüssigkeitsdichter Pfropfen 20, der zumeist sogar eine Ab senkung des Luftdrucks auf Normaldruck in der Arbeitskammer 4 erlaubt. Im Bedarfsfalle hilft es, wenn der Spalt 21 zwischen Schneidrad 5 und Schildmantel 1 mit einer aufblasbaren Schlauch dichtung 22 abgedichtet wird (vgl. Fig. 4).Subsequently, the support liquid is replaced by compressed air in the lower cross-sectional area and the remaining part of the space 13 is filled with the clay balls 18 , whereupon the cutting wheel 5 is rotated again a little and advanced. Between the face 8 and the cutting wheel 5 there is now a gas- and liquid-tight plug 20 , which in most cases even allows the air pressure to be reduced to normal pressure in the working chamber 4 . If necessary, it helps if the gap 21 between the cutting wheel 5 and shield shell 1 is sealed with an inflatable tube seal 22 (see FIG. 4).
Nach Durchführung der gewünschten Arbeiten in der Arbeitskammer 4 wird der Arbeitszustand der Arbeitskammer 4 und des Schneidra des 5 in umgekehrter Reihenfolge wieder hergestellt. Die Tonku geln 18 können nach Abpumpen und Anfahren des Hydroschildes zu mindest teilweise separiert und später erneut verwendet werden.After performing the desired work in the working chamber 4 , the working state of the working chamber 4 and the Schneidra des 5 is restored in reverse order. The Tonku gels 18 can be at least partially separated after pumping and starting the hydroshield and used again later.
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