DE19700297A1 - Tunnelbohrmaschine - Google Patents
TunnelbohrmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tunnelbohrmaschi
ne der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art
und betrifft auch Verfahren zum Betrieb dieser Tunnelbohr
maschine nach den Ansprüchen 12 bis 15.
Zum Einbringen einer Tunnelbohrung findet - je nach
Beschaffenheit des Bodens - meist eines der folgenden
Verfahren Anwendung
- a) Beim sogenannten Slurry-Verfahren wird der Bohr kopfraum zur Abstützung der Ortsbrust mit Hilfe von Stütz flüssigkeit (meist Bentonit) gegen ein Kollabieren abge stützt. Das Ausbringen des Bohrguts erfolgt mit Hilfe einer mit dem Bohrkopfraum kommunizierenden Fördereinrich tung, an deren Abgabeende zur Förderung eines Gemischs aus Bohrgut und Stützflüssigkeit aus dem Druckraum hinaus ein Ansaugstutzen vorgesehen ist, in welchem relativ zum Druckraum ein Unterdruck herrscht. Eine der abgesaugten Menge an Stützflüssigkeit entsprechende Menge "frische" Stützflüssigkeit wird dem Bohrkopfraum an anderer Stelle zugeführt. Üblicherweise ist der Fördereinrichtung ein innerhalb des Bohrkopfraumes angeordneter "Steinbrecher" vorgeschaltet, welcher die Aufgabe hat, größere Abraum stücke in eine absaugfähige Größe zu zerkleinern.
Das Slurry-Verfahren ist zwar geeignet, bei lockeren
Böden ein Kollabieren der Ortsbrust während des Bohrvor
ganges zuverlässig zu verhindern, nachteilig ist jedoch,
daß es relativ aufwendig in seiner Anwendung und somit
auch kostenintensiv ist.
- b) Beim sogenannten EPB-Betrieb (Earth Pressure Ba lance), wird einem Kollabieren der Ortsbrust dadurch ent gegengewirkt, daß das gelöste Bohrgut durch vorbestimmte Förderraten unter einem bestimmten Druck gehalten wird, der gegebenenfalls durch das zusätzliche Einblasen von Preßluft erhöht wird.
Zwar ist dieses Verfahren weniger aufwendig in seiner
Anwendung, da sich jedoch stets große Mengen bereits gelö
sten Bohrguts in dem Bohrkopfraum befinden und somit auch
mit den beweglichen Teilen des Bohrkopfes in Berührung
stehen, ist der Verschleiß dieser Teile wesentlich erhöht.
- c) Beim offenen Betrieb wird das gelöste Bohrgut direkt aus dem Bohrkopfraum hinausgefördert, ohne daß hierbei ein Gegendruck auf die Ortsbrust zu deren Stabili sierung ausgeübt wird.
Zwar ist dieses Verfahren am wenigstens aufwendig in
seiner Anwendung, es eignet sich jedoch lediglich für
standfeste Böden, bei denen Kollabieren der Ortsbrust im
wesentlichen ausgeschlossen werden kann.
Da die Bodenverhältnisse - insbesondere beim Einbrin
gen längerer Tunnelbohrungen - im Laufe des Einbringens
einer Bohrung häufig mehrfach wechseln, finden üblicher
weise abwechselnd mehrere der vorgenannten Verfahren beim
Einbringen einer Tunnelbohrung Anwendung. Muß auf ein
anderes Bohrverfahren umgestellt werden, so ist es bei den
bekannten Tunnelbohrmaschinen nötig, den Bohrvorgang zu
unterbrechen und Umbaumaßnahmen an der Tunnelbohrmaschine
vorzunehmen, die oft mehrere Tage Zeitaufwand in Anspruch
nehmen. Das effektive Einbringen von Tunnelbohrungen in
stark wechselnde Böden ist somit nicht möglich.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Tunnel
bohrmaschine zu entwickeln, welche die Umstellung der
vorbeschriebenen Bohrverfahren gestattet, ohne daß hierfür
aufwendige Umbauarbeiten, bei denen derzeit häufig Perso
nal in den kollabierungsgefährdeten Bohrkopfraum einge
schleust werden muß, erforderlich wären.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiederge
gebene Tunnelbohrmaschine gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Tunnelbohrmaschine kann
durch bedarfsweises Öffnen und Schließen zweier in Förder
richtung beabstandeter Abgabeöffnungen der Fördereinrich
tung sowie durch Aus- und Inbetriebnahme der am Abgabeende
der Fördereinrichtung vorgesehenen Einrichtung zum Aus
schleusen des Bohrguts, die vorzugsweise als Zellenrad
schleuse ausgestaltet ist, zwischen den vorbeschriebenen
Bohrverfahren gewechselt werden, ohne daß irgendwelche
Umbauarbeiten an der Tunnelbohrmaschine vorgenommen werden
müßten. So wird zur Anwendung des "Slurry"-Verfahrens die
in Förderrichtung des Förderers gesehen erste Öffnung,
welche mit einem Steinbrecher und einem Ansaugstutzen zum
Ausbringen des Bohrgutes aus dem Druckraum kommuniziert,
freigegeben, wogegen die in Förderrichtung gesehen zweite
Öffnung geschlossen wird und sich die Einrichtung zum
Ausschleusen des Bohrgutes am Abgabeende des Förderers (im
geschlossenen zustand) außer Funktion befindet. Das mit
der Stützflüssigkeit vermischte Bohrgut wird in dieser
Betriebsstellung der Tunnelbohrmaschine über die Förder
einrichtung durch die erste Öffnung dem Steinbrecher zu
geführt und über den sich anschließenden Ansaugstutzen aus
dem Druckraum hinaus gefördert.
Soll nun aufgrund einer Änderung der Bodenbeschaffen
heit beispielsweise auf das EPB-Verfahren gewechselt wer
den, so ist es lediglich notwendig, nach Absaugen der
Stützflüssigkeit die erste Öffnung zu schließen, was bei
spielsweise durch eine in einer Schiebeführung gelagerten
Verschlußklappe geschehen kann, und anschließend die am
Abgabeende des Förderers vorgesehene Einrichtung zum Aus
schleusen des Bohrguts, die vorzugsweise als Zellenrad
schleuse ausgebildet ist, in Betrieb zu nehmen. Wird der
Bohrvorgang in dieser Betriebsstellung weiter fortgesetzt,
so steht - je nach vorbestimmter Abgaberate an Bohrgut
durch die Einrichtung zum Ausschleusen - an der Ortsbrust
ein gewisser Erddruck an. Durch zusätzliches Einleiten von
Preßluft in den Bohrkopfraum kann der an der Ortsbrust
anliegende Druck erhöht werden.
Erlauben die Bodeneigenschaften einen offenen Be
trieb, so muß lediglich die Einrichtung zum Ausschleusen
außer Betrieb gesetzt werden und gleichzeitig die zweite
Öffnung des Förderers, beispielsweise durch Verlagerung
einer Verschlußklappe, geöffnet werden. In dieser Be
triebsstellung findet durch die zweite Öffnung ein Druck
ausgleich zwischen dem Innenraum der Bohrung und dem Bohr
kopfraum statt, so daß an der Ortsbrust kein Gegendruck
mehr herrscht und das Bohrgut durch die Öffnung auf eine
mit dieser zusammenwirkende Transporteinrichtung - bei
spielsweise ein Förderband - geleitet wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Tunnelbohr
maschine gemäß Anspruch 2 mündet das Eintrittsende im
Bereich der Sohle in den Bohrkopfraum. Durch diese Ausge
staltung wird verhindert, daß abgebautes Material zum
Abtransport angehoben werden muß. Es sind daher keinerlei
zusätzliche Transportwege erforderlich, die zwangsläufig
Verschleiß durch Reibung des abgebauten Bodenmaterials mit
den beweglichen Teilen des Bohrkopfes hervorrufen. Des
weiteren wird insbesondere bei Anwendung des EPB-Verfah
rens verhindert, daß im Sohlenbereich des Bohrkopfraumes
ein höherer Druck zum Heben des Bohrgutes erforderlich
ist.
Vorzugsweise verläuft bei einer Tunnelbohrmaschine
gemäß Anspruch 2 die Fördereinrichtung in Förderrichtung
gesehen schräg nach oben, so daß sich die zweite Öffnung
des Förderers und die Einrichtung zum Ausschleusen des
Bohrguts im Bereich der Mitte der Bohrung befindet. Durch
diese Anordnung ist es möglich, in dem Randbereich der
Tunnelbohrmaschine Vorrichtungen zur Bewerkstelligung
eines Tübbingausbaus der Bohrungswandung vorzusehen.
Versuche haben gezeigt, daß ein Schneckenförderer als
Fördereinrichtung besonders geeignet ist (Anspruch 4).
Besonders vorteilhaft ist dann eine Ausgestaltung
gemäß Anspruch 5, bei der der Schneckenförderer eine För
derschnecke umfaßt, welche seelenlos ausgebildet ist, da
hierdurch bei Anwendung des Slurry-Verfahrens Stützflüs
sigkeit und in dieser befindliche kleine Bohrgutpartikel
den Förderer in Richtung zur Einrichtung zum Ausbringen
des Bohrguts durchströmen können.
Besonders bevorzugte ist eine Ausgestaltung gemäß
Anspruch 6, da in diesem Falle die Stützflüssigkeit durch
den von der Wendel der Förderschnecke nicht überstrichenen
Querschnitt nahezu ungehindert strömen kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Schnec
kenförderers ist Gegenstand des Anspruchs 7. Durch Ver
lagern der dem in Förderrichtung gesehen hinteren Ende
zugewandten Gehäusehälfte zu der anderen Gehäusehälfte
kann die Länge, welche die Förderschnecke auf dem Gehäuse
des Schneckenförderers eintrittsseitig hinausragt, vari
iert und somit den durch den verwendeten Bohrkopf bestimm
ten Verhältnissen angepaßt werden.
Vorzugsweise ist gemäß Anspruch 8 die Einrichtung zum
Ausschleusen des Bohrguts als Zahnradschleuse ausgebildet,
deren Schleusenrad gesteuert antreibbar ist. Die Einstel
lung der Gegenkraft, die bei Anwendung des EPB-Verfahrens
von dem Bohrgut überwunden werden muß, ist mit Hilfe die
ser technischen Ausgestaltung auf einfache Weise möglich.
Besonders wartungsfreundlich ist die Tunnelbohrma
schine dann, wenn gemäß Anspruch 9 das Eintrittsende der
Fördereinrichtung verschließbar ist, da auf diese Weise
das Innenvolumen der Fördereinrichtung zur Durchführung
von Wartungsarbeiten vollständig von dem kollabierungs
gefährdeten Bohrkopfraum abgetrennt werden kann.
Eine insbesondere auch für die Anwendung des Slurry-
Verfahrens besonders geeignete Ausführungsform der Tunnel
bohrmaschine weist die Merkmale die Ansprüche 10 und 11
auf. Bei Anwendung des Slurry-Verfahrens dient die Druck
kammer, die im oberen Bereich dann ein Luftpolster eines
bestimmten Druckes aufweist, zur Einstellung des Stütz
flüssigkeitsdrucks an der Ortsbrust. Schwankungen in den
zu- und/oder Abpumpraten, die sonst unweigerlich zu erheb
lichen Druckschwankungen innerhalb der Stützflüssigkeit
führen würden, werden durch das Luftpolster weitestgehend
ausgeglichen. Soll die Tunnelbohrmaschine auf ein anderes
Bohrverfahren umgestellt werden, so ist dies nach Schlie
ßen der in dem ersten Druckschott vorgesehenen verschließ
baren Öffnung möglich, ohne daß die Gefahr besteht, daß
Bohrgut in die Druckkammer eindringt.
Die Erfindung verkörpert sich auch in den in den
Ansprüchen 12 bis 15 wiedergegebenen verschiedenen Be
triebsverfahren, die ohne irgendeinen Umbau der Tunnel
bohrmaschine - je nach durch die Bodeneigenschaften vor
gegebenen Anforderungen - wahlweise im Wechsel angewendet
werden können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen durch die Tunnelachse gehenden Längs
schnitt durch den vorderen Teil einer im Tunnel arbeiten
den Tunnelbohrmaschine;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der von den
beiden Druckschotts und dem Maschinenkörper gebildeten
Druckkammer in einem Längsschnitt sowie
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Druckkammer ent
sprechend Schnittlinie III-III in Fig. 2.
Die als Ganzes mit 100 bezeichnete Tunnelbohrmaschine
dient zum Auffahren eines Tunnels 1 in dem Boden 2. Von
der Tunnelbohrmaschine sind in Fig. 1 insbesondere die für
die Erfindung wichtigen Komponenten wiedergegeben.
Wenn im folgenden von vorn die Rede ist, so ist der
in der Zeichnung links dargestellte, der Ortsbrust 3 zu
gewandte Teil der Tunnelbohrmaschine 100 gemeint; "hinten"
bezeichnet daher die der Ortsbrust abgewandte, in Fig. 1
rechts dargestellte Seite der Tunnelbohrmaschine 100.
Der der Ortsbrust 3 benachbarte vordere Teil der
Tunnelbohrmaschine 100 weist eine Mittelachse M auf, die
im wesentlichen mit der Mittelachse des Tunnels 1 überein
stimmt, wobei die letztere nicht gerade sein muß, sondern
auch im Bogen verlaufen kann.
In dem Maschinenkörper 20 der Tunnelbohrmaschine 100
ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ein das Tunnelprofil senkrecht zur Mittelachse M bestim
mender scheibenförmiger Bohrkopf 10 um die Achse M drehbar
gelagert, der auf seiner der Ortsbrust 3 zugewandten Seite
mit Bohrwerkzeugen 11, 12, 13 geeigneter Art und Anordnung
bestückt ist, die den Boden an der Ortsbrust abtragen. Es
ist jedoch ebenfalls möglich, die Tunnelbohrmaschine 100
mit anderen Bohrköpfen - beispielsweise solchen, die durch
entsprechende Steuerung einzelner Abtragsarme auch vom
kreisrunden verschiedene Querschnitte der Tunnelbohrung
ermöglichen - auszustatten.
Der Bohrkopf 10 ist an dem Maschinengehäuse 20 gela
gert.
Das Maschinengehäuse 20 ist über eine als Ganzes mit
6 bezeichnete Schildanordnung am Innenumfang des Tunnels 1
abgestützt. In dieser Schildanordnung 6 ist durch eine
Querwandung 27 ein erstes Druckschott 21 gebildet, welches
von einer als Schneckenförderer 52 ausgebildeten Förder
einrichtung in der Nähe der Sohle 17 des zwischen der
Querwandung 27 und der Ortsbrust 1 gebildeten Bohrkopf
raums 16 in den Bohrkopfraum mündet. Der Antrieb des Bohr
kopfes 10 um die Achse M geschieht üblicherweise mit Hilfe
eines Hydromotors 25. Ein Zugang zum Bohrkopfraum hinter
der Querwand 27 ist über Personenschleusen 26 möglich.
Unmittelbar hinter dem vorderen Teil der Tunnelbohr
maschine ist eine Tübbing-Setzeinrichtung 4 vorgesehen,
die durch längliche Rechtecke angedeutete Tübbinge 5 zur
Abstützung der zuvor gebohrten Tunnelwandung setzt.
Nach hinten im Abstand zur Querwand 27 ist eine zwei
te Querwand 27' vorgesehen, die ebenfalls mit der Schild
anordnung 6 verbunden ist und mit dieser und der Querwan
dung 27 eine gegenüber der Umgebung abgeschlossene Druck
kammer 23 bildet, die schematisch in den Fig. 2 und 3 im
einzelnen dargestellt ist. Die einen zweiten Druckschott
22 bildende hintere Querwandung 27 ist in ihrem oberen
Bereich mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten
Anschluß versehen, welcher die Verbindung mit einer in der
Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Druckluftleitung
erlaubt, über die Luft in die Druckkammer einblasbar ist.
Die erste Querwandung 27 weist in der Nähe der Bohrkopf
raumsohle 17 eine in Fig. 2 erkennbare Öffnung 24 auf,
durch die im Falle der Anwendung des Slurry-Verfahrens
Stützflüssigkeit bis zu einem von den Druckverhältnissen
zwischen Stützflüssigkeit und Druckluft bestimmten Füll
stand in die Druckkammer 23 eindringen kann. Auch die
zweite Querwandung 27' weist eine Öffnung zum Durchtritt
des Schneckenförderers 52 auf.
Der Schneckenförderer 52 umfaßt ein als Ganzes mit 60
bezeichnetes Gehäuse kreisrunden Querschnitts, welches
einen ersten, durch die Druckkammer 23 hindurchragenden
Gehäuseteil 60' und einen zweiten, das Abgabeende bilden
den Gehäuseteil 60'' umfaßt, welcher im Bereich des hinte
ren Endes des ersten Gehäuseteils 60' auf diesen aufge
schoben und mit Hilfe einer Kolben/Zylindereinheit 63
teleskopartig relativ zum ersten Gehäuseteil verschiebbar
ist. Die Mantelfläche des ersten Gehäuseteils 60' ist mit
den Querwandungen 27, 27' dichtwirkend verbunden.
Im Innern des Gehäuses 60 des Schneckenförderers 62
erstreckt sich eine seelenlose Förderschnecke 53, deren
Wendel 56 im vorderen, bis etwa zu einer ersten in dem
Gehäuse vorgesehenen, nach unten ausgerichteten Öffnung 61
reichenden Bereich eine derartige Breite aufweist, daß -
in Richtung der Mittelachse M des Schneckenförderers 52
gesehen - im Querschnitt eine kreisrunde Öffnung ver
bleibt. Hingegen ist die Wendel in dem nach hinten an
schließenden zweiten Bereich derart ausgestaltet, daß die
zur Mittelachse M weisende Wandung 57 der Wendel 56 durch
die Mittelachse M begrenzt ist und somit in axialer Rich
tung gesehen der gesamte Querschnitt des Schneckenförde
rers von der Wendel überdeckt wird. Die Förderschnecke 53
ist axial im zweiten Gehäuseteil 60'' gelagert, so daß
durch relatives Verschieben des zweiten Gehäuseteils 60''
zum ersten Gehäuseteil 60' das eintrittsseitige Ende 53'
der Förderschnecke 53 je nach Bedarf relativ zum Eintritt
sende 51 des Schneckenförderers 52 verlagerbar ist. Die
Fördereffektivität ist hierdurch einstellbar.
Die erste Öffnung 61 ist mit einer parallel zum Ge
häuse 60 des Schneckenförderers 52 mit Hilfe einer in der
Zeichnung nicht dargestellten Kolben/Zylindereinheit ver
schiebbaren Verschlußklappe 64 ausgestattet, mit deren
Hilfe die Öffnung 61 verschließbar ist. Im geöffneten
Zustand kommuniziert das Innenvolumen des Schneckenförde
rers über die Öffnung 61 mit einer Sammelkammer 65, in die
dann gefördertes Bohrgut durch die erste Öffnung 61 ein
dringen kann. Die Sammelkammer umfaßt eine als Ganzes mit
30 bezeichnete Einrichtung zum Zerkleinern geförderten
groben Bohrguts, einen sogenannten "Steinbrecher". Hinter
dem Steinbrecher ist in der Sammelkammer 65 eine Siebwand
66 vorgesehen, die ein Eindringen groben Bohrguts in einen
in die Sammelkammer 65 mündenden Absaugstutzen 67, der mit
einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vorrichtung zum
Abtransport des Bohrguts verbunden ist, verhindert.
Bei Anwendung des Slurry-Verfahrens, bei dem durch
den Absaugstutzen 67 kontinuierlich eine bestimmte Menge
an Stützflüssigkeit pro Zeiteinheit abgesaugt und an ande
rer Stelle dem Bohrkopfraum 16 zugeführt wird, ist der
Schneckenförderer 52 mit Ausnahmen des Eintrittsendes 51
und der ersten Öffnung 61 vollständig gegen die Umgebung
geschlossen. Der Abtransport feinen Bohrguts B, welches
weitestgehend mit der Stützflüssigkeit vermischt ist,
erfolgt zu einem wesentlichen Teil durch die durch die
kreisrunde Öffnung der Wände 56 der Förderschnecke 53 in
die Sammelkammer 65 verlaufenden Strömung. Groberes Bohr
gut hingegen wird mit Hilfe der Förderschnecke von der
Sohle 17 des Bohrkopfraumes 16 zu der ersten Öffnung 61
transportiert und fällt durch diese in die Sammelkammer
65, in der es die Siebwand 66 zum Absaugstutzen 67 erst
passieren kann, wenn es von dem in der Sammelkammer 65
vorgesehenen "Steinbrecher" hinreichend zerkleinert worden
ist.
In dem zweiten Gehäuseteil 60'' des Schneckenförde
rers 52 ist eine zweite Öffnung 62 vorgesehen, welche mit
einer durch eine Kolben/Zylindereinheit betätigbare Ver
schlußklappe 68, die hinsichtlich ihrer Funktion und tech
nischen Ausführung der Verschlußklappe 64 entspricht,
verschließbar ist. Beim offenen Betrieb der Tunnelbohr
maschine ist lediglich die zweite Öffnung 62 freigegeben,
so daß an der Sohle 17 des Bohrkopfraumes 16 anfallendes
Bohrgut B von der Förderschnecke bis zur Öffnung 62 trans
portiert wird, durch die es auf eine im Betrieb darunter
befindliche, in der Zeichnung nicht dargestellte Trans
porteinrichtung, meist ein Förderband, fällt.
In axialer Verlängerung des Gehäuses 60 des Schnec
kenförderers 52 ist am Abgabeende 42 eine Zahnradschleuse
72 vorgesehen. Diese umfaßt ein antreibbares vierflügeli
ges Schleusenrad 73, welches derart ausgestaltet ist, daß
sich die Zahnradschleuse 72 stets im geschlossenen Zustand
befindet, wenn kein Antrieb des Schleusenrads 73 erfolgt.
Soll mit der Tunnelbohrmaschine 100 das sogenannte
EPB-Verfahren angewendet werden, so sind die erste und
zweite Öffnung 61, 62 mit Hilfe der entsprechenden Ver
schlußklappen 64, 68 verschlossen. Das Schleusenrad 73 der
Zahnradschleuse 72 wird in einem Maße angetrieben, daß das
von der Förderschnecke 53 zum Abgabeende 42 transportierte
Bohrgut B zwar durch die Zahnradschleuse 72 austritt und
auf eine in der Zeichnung nicht dargestellte Transport
einrichtung fällt, jedoch stets ein gewisser "Erddruck" in
dem Schneckenförderer 52 und somit auch in dem Bohrkopf
raum 16 ansteht und die Ortsbrust 3 gegen ein Kollabieren
abstützt.
Mit der vorbeschriebenen Tunnelbohrmaschine können
demnach die beschriebenen Bohrverfahren durch einfache
Betätigung der Verschlußklappen 64, 68 beziehungsweise
durch In- oder Außerbetriebsetzen der Zahnradschleuse 52
angewendet werden. Die Betriebsstellungen im einzelnen:
- a) Slurry-Verfahren: erste Öffnung 61 offen, zweite Öffnung 62 geschlossen, Zahnradschleuse 72 außer Funktion.
- b) EPB-Verfahren: erste Öffnung 61 und zweite Öffnung 62 geschlossen, Zahnradschleuse 72 in Funktion.
- c) Offener Betrieb: erste Öffnung 61 geschlossen, zweite Öffnung 62 geöffnet, Zahnradschleuse 72 außer Funk tion.
Claims (15)
1. Tunnelbohrmaschine (100),
mit einem Maschinenkörper (20) mit einem an dem der Ortsbrust (3) zugewandten Seite des Maschinenkörpers (20) vorgesehenen Bohrkopf (10), dessen Arbeitsquerschnitt dem Tunnelprofil entspricht,
mit einem von der Ortsbrust (3) aus gesehen hinter dem Bohrkopf (10) gelegenen, gegen diesen abgedichteten Druckschott (21) zum Zurückhalten von von der Ortsbrust (3) gelöstem Abraum und/oder von die Ortsbrust (3) abstüt zender, in den zwischen der Ortsbrust (3) und dem Druck schott (21) gebildeten Bohrkopfraum (16) eingebrachter Stützflüssigkeit und/oder von Grundwasser, gegebenenfalls durch Druckluftbeaufschlagung,
mit einer das Druckschott (21) durchgreifenden, bis in den Bereich des Bohrkopfes (10) reichenden Förderein richtung (50) zum Abtransport des von der Ortsbrust (3) gelösten Bohrguts (B) durch das Druckschott (21) nach hinten,
mit einem die Fördereinrichtung umschließenden Gehäu se (60)
und mit einer am Abgabeende (42) der Fördereinrich tung (50) vorgesehenen, wahlweise in Betrieb zu nehmenden Einrichtung (70) zum Ausschleusen des Bohrguts (B) in den Raum hinter dem Druckschott (21),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fördereinrichtung (50) in Förderrichtung gesehen eine wahlweise druckdicht verschließbare erste Öffnung (61) umfaßt, welche mit einer Einrichtung (30) zum Zerkleinern groben Bohrguts (B) kommuniziert, welcher eine Einrichtung (35) zum Ausbringen des zerkleinerten Bohrguts (B) bzw. des in einer ausreichend feinen Form bereits von der Ortsbrust (3) abgetragenen Bohrguts (B) aus der Boh rung zusammen mit in dem Bohrkopfraum befindlicher Stütz flüssigkeit nachgeschaltet ist,
daß die Fördereinrichtung (50) in Förderrichtung gesehen hinter der ersten Öffnung (61) eine zweite, wahl weise verschließbare Öffnung (62) umfaßt, welche mit einer Vorrichtung zum Abtransport des Bohrguts (B) kommuniziert und daß die Einrichtung (70) zum Ausschleusen des Bohrguts Mittel umfaßt, die ein Austreten des Bohrguts nur unter Überwindung einer Gegenkraft ermöglichen.
mit einem Maschinenkörper (20) mit einem an dem der Ortsbrust (3) zugewandten Seite des Maschinenkörpers (20) vorgesehenen Bohrkopf (10), dessen Arbeitsquerschnitt dem Tunnelprofil entspricht,
mit einem von der Ortsbrust (3) aus gesehen hinter dem Bohrkopf (10) gelegenen, gegen diesen abgedichteten Druckschott (21) zum Zurückhalten von von der Ortsbrust (3) gelöstem Abraum und/oder von die Ortsbrust (3) abstüt zender, in den zwischen der Ortsbrust (3) und dem Druck schott (21) gebildeten Bohrkopfraum (16) eingebrachter Stützflüssigkeit und/oder von Grundwasser, gegebenenfalls durch Druckluftbeaufschlagung,
mit einer das Druckschott (21) durchgreifenden, bis in den Bereich des Bohrkopfes (10) reichenden Förderein richtung (50) zum Abtransport des von der Ortsbrust (3) gelösten Bohrguts (B) durch das Druckschott (21) nach hinten,
mit einem die Fördereinrichtung umschließenden Gehäu se (60)
und mit einer am Abgabeende (42) der Fördereinrich tung (50) vorgesehenen, wahlweise in Betrieb zu nehmenden Einrichtung (70) zum Ausschleusen des Bohrguts (B) in den Raum hinter dem Druckschott (21),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fördereinrichtung (50) in Förderrichtung gesehen eine wahlweise druckdicht verschließbare erste Öffnung (61) umfaßt, welche mit einer Einrichtung (30) zum Zerkleinern groben Bohrguts (B) kommuniziert, welcher eine Einrichtung (35) zum Ausbringen des zerkleinerten Bohrguts (B) bzw. des in einer ausreichend feinen Form bereits von der Ortsbrust (3) abgetragenen Bohrguts (B) aus der Boh rung zusammen mit in dem Bohrkopfraum befindlicher Stütz flüssigkeit nachgeschaltet ist,
daß die Fördereinrichtung (50) in Förderrichtung gesehen hinter der ersten Öffnung (61) eine zweite, wahl weise verschließbare Öffnung (62) umfaßt, welche mit einer Vorrichtung zum Abtransport des Bohrguts (B) kommuniziert und daß die Einrichtung (70) zum Ausschleusen des Bohrguts Mittel umfaßt, die ein Austreten des Bohrguts nur unter Überwindung einer Gegenkraft ermöglichen.
2. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Eintrittsende (51) der Förderein
richtung (50) im Bereich der Sohle (17) des Bohrkopfraums
(16) in den Bohrkopfraum (16) mündet.
3. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (50) in Förder
richtung gesehen schräg nach oben verläuft.
4. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung
(50) ein Schneckenförderer (52) ist.
5. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schneckenförderer (52) eine För
derschnecke (53) umfaßt, welche seelenlos ausgebildet ist.
6. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (53) einen ersten,
von dem Eintrittsende bis zu ersten Öffnung (61) reichen
den Bereich (54) umfaßt, in welchem die Wendel (56) der
Förderschnecke (53) eine derartige Breite aufweist, daß in
Richtung der Mittelachse (M) des Schneckenförderers (52)
gesehen im Querschnitt eine kreisrunde Öffnung verbleibt,
wogegen in dem in Förderrichtung gesehen an den ersten
Bereich (54) anschließenden zweiten Bereich (55) die Wen
del (56') der Förderschnecke (53) eine derartige Breite
aufweist, daß die zu Mittelachse (M) weisende Wandung (57)
der Wendel (53) durch die Mittelachse (M) begrenzt ist.
7. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 4
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (60) des
Schneckenförderers (52) zwei teleskopartig ineinandergrei
fende Gehäuseteile (60', 60'') umfaßt, die in Richtung der
Mittelachse (M) gegeneinander verschiebbar sind, und daß
die Förderschnecke (53) lediglich in dem das Abgabeende
(42) des Schneckenförderers (52) aufweisenden Gehäuseteil
(60'') axial gelagert ist.
8. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (70)
zum Ausschleusen des Bohrguts (B) eine Zahnradschleuse
(72) ist, deren Schleusenrad (73) gesteuert antreibbar
ist.
9. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsende (51)
der Fördereinrichtung (50) verschließbar ist.
10. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Richtung der
Bohrungsachse (L) vom Druckschott (21) beabstandeter zwei
ter Druckschott (22) vorgesehen ist, welcher zusammen mit
dem ersten Druckschott (21) und dem Maschinenkörper (20)
eine Druckkaminer (23) bildet.
11. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem ersten Druckschott (21) nahe
der Bohrungssohle (17) mindestens eine verschließbare
Öffnung (24) vorgesehen ist, welche in die Druckkammer
(23) mündet.
12. Verfahren zum Betrieb einer Tunnelbohrmaschine
nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Bohrvorganges und in Betrieb befindlicher
Fördereinrichtung (50) der Bohrkopfraum (16) mit unter
Druck stehender Stützflüssigkeit zum Abstützen der Orts
brust (3) gefüllt und die erste Öffnung (61) der Förder
einrichtung (50) geöffnet ist, wogegen die zweite Öffnung
(62) sowie die am Abgabeende (42) der Fördereinrichtung
(50) vorgesehene Einrichtung (70) zum Ausschleusen des
Bohrguts (B) geschlossen sind.
13. Verfahren zum Betrieb einer Tunnelbohrmaschine
nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Bohrvorganges bei in Betrieb befindlicher
Fördereinrichtung (50) die Öffnungen (61, 62) der Förder
einrichtung (50) geschlossen sind und die Einrichtung (70)
zum Ausschleusen des Bohrguts (B) in Betrieb ist.
14. Verfahren zum Betrieb einer Tunnelbohrmaschine
nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Bohrvorganges bei in Betrieb befindlicher
Fördereinrichtung (50) die Öffnungen (61, 62) der Förder
einrichtung (50) geschlossen sind und die Einrichtung (70)
zum Ausschleusen des Bohrguts (B) in Funktion ist, wobei
der Bohrkopfraum (16) mit Druckluft gefüllt wird.
15. Verfahren zum Betrieb einer Tunnelbohrmaschine
nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Bohrvorganges bei in Betrieb befindlicher
Fördereinrichtung (50) die erste Öffnung (61) der Förder
einrichtung (50) geschlossen ist, sich die Einrichtung
(70) zum Ausschleusen des Bohrguts (B) im geschlossenen
Zustand außer Funktion befindet und die zweite Öffnung
(62) der Fördereinrichtung (50) geöffnet ist.
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- 1997-01-08 DE DE1997100297 patent/DE19700297C2/de not_active Expired - Fee Related
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