DE19832461A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Vortreiben und gleichzeitigen Ausbauen eines Tunnels - Google Patents

Abstract

Zum kontinuierlichen Vortreiben und gleichzeitigen Ausbauen eines in Lockergestein zu erstellenden Tunnels mit aus Tübbingsegmenten zusammengesetzten Tübbingringen (1) wird mit einer Schildvortriebsmaschine gearbeitet, die einen Vorlaufschild (2), einen über Vorlaufpressen (7) mit dem Vorlaufschild (2) verbundenen und über Teleskoppressen (8) mit gegenüber den Vorlaufpressen (7) vergrößertem Hub am Tübbingausbau (9) abstützbaren Mittelschild (3) mit radial vor- und zurückbewegbaren Preßschilden (11) und einen mit dem Mittelschild (3) verbundenen Nachlaufschild (4) aufweist. In einer ersten Stufe werden ausgehend von ausgeführenen Vorlaufpressen (7), eingefahrenen Teleskoppressen (8) und zurückgezogenen Preßschilden (11) zum Vortrieb die Teleskoppressen (8) ausgefahren und die Vorlaufpressen (7) eingefahren. In einer nachfolgenden zweiten Stufe werden nach Ausfahren und Festsetzen der Preßschilde (11) an der Tunnelwand die Vorlaufpressen (7) für den weiteren Vortrieb ausgefahren und nach Vorziehen des Teleskoppressen (8) die Tübbingsegmente eines weiteren Tübbingringes (1) eingebaut.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vortreiben und Ausbauen eines in Lockergestein zu erstellenden Tunnels mit aus Tübbingsegmenten zusammenge­ setzten Tübbingringen mit Hilfe einer Schildvortriebs­ maschine.

Lockergestein meint im Rahmen der Erfindung den gesamten Lockergesteinsbereich mit seinen bindigen und nichtbindigen Böden. Die entsprechenden Hauptbodenarten sind die Kiese, Sande, Schluffe und Tone und deren Mischböden. Die Schild­ vortriebsmaschine ist also in grobkörnigen, feinkörnigen und gemischtkörnigen Bodenarten einsetzbar und zwar sowohl oberhalb als auch unterhalb des Grundwasserspiegels.

Im Rahmen der aus der Praxis allgemein bekannten Maßnahmen der genannten Art wird regelmäßig mit Schildvortriebs­ maschinen gearbeitet, deren Vortriebspressen sich beim Vor­ trieb am zuletzt eingebauten Tübbingring abstützen, so daß der Einbau weiterer Tübbingringe nur in Vortriebspausen möglich ist (vgl. z. B. DE 42 25 838 C2). Alles das ist ver­ hältnismäßig zeitaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konti­ nuierlichen Vortrieb ohne Zwangspausen für den Tübbing­ einbau zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung in verfah­ rensmäßiger Hinsicht ein Verfahren zum kontinuierlichen Vortreiben und gleichzeitigen Ausbauen eines in Locker­ gestein zu erstellenden Tunnels mit aus Tübbingsegmenten zusammengesetzten Tübbingringen mit Hilfe einer Schildvor­ triebsmaschine, die einen Vorlaufschild, einen über Vor­ laufpressen mit dem Vorlaufschild verbundenen und über Teleskoppressen mit gegenüber den Vorlaufpressen vergrößer­ tem Hub am Tübbingausbau abstützbaren Mittelschild mit radial vor- und zurückbewegbaren Preßschilden und einen mit dem Mittelschild verbundenen Nachlaufschild aufweist, wobei in einer ersten Stufe ausgehend von ausgefahrenen Vorlauf­ pressen, eingefahrenen Teleskoppressen und zurückgezogenen Preßschilden zum Vortrieb die Teleskoppressen ausgefahren und die Vorlaufpressen eingefahren werden und in einer nachfolgenden zweiten Stufe nach Ausfahren und Festsetzen der Preßschilde an der Tunnelwandung die Vorlaufpressen für den weiteren Vortrieb ausgefahren werden und nach Vorziehen der Teleskoppressen ein weiterer Tübbingring eingebaut wird. - Nach bevorzugter Ausführungsform werden die Vor­ laufpressen mit dem halben Hub der Teleskoppressen und die Teleskoppressen mit einem der Länge eines Tübbingringes entsprechenden Hub ein- und ausgefahren. Im übrigen empfiehlt es sich, zum Einbauen eines Tübbingringes, wie bekannt, nur die zugeordneten Teleskoppressen vorzuziehen, d. h., die übrigen Teleskoppressen in Anlage an den übrigen Tübbingsegmenten zu belassen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch die Schaffung einer zusätzlichen, vom Tübbingausbau unabhän­ gigen Möglichkeit des Abfangens der Vortriebskräfte über die Preßschilde nunmehr ein kontinuierlicher Vortrieb durchgeführt werden kann und für den Tübbingringeinbau keine Zwangspausen mehr erforderlich sind. Im Ergebnis führt die Erfindung so zu einem schnelleren und kosten­ günstigeren Vortrieb und Ausbau eines Tunnels.

Gegenstand der Erfindung ist, wie schon gesagt, auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens, wobei die mit Hilfe von Preßstempeln radial vor- und zurückbewegbaren Preßschilde mit zusätzlichen Führungs­ stäben in Führungssäulen geführt und mit Hilfe von Keil­ pressen festsetzbar sind, deren Keilstücke zwischen den freien Enden der Führungsstäbe und Schildsteifewiderlagern angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform wird mit ein­ fachen Mitteln eine störungsfreie Ableitung der Vortriebs­ kräfte auf die Tunnelwandung gewährleistet; Zwängungen und Verklemmungen sind sicher unterbunden. Im allgemeinen ist es vollkommen ausreichend, wenn lediglich zwei horizontal vor- und zurückbewegbare Preßschilde vorgesehen sind. Vor­ zugsweise sind die Keilpressen senkrecht zur Längsachse des Mittelschildes angeordnet, und zwar insbesondere so, daß je zwei Keilpressen in entgegengesetzten Richtungen gegenein­ ander arbeiten, wodurch sich die entsprechenden Druckkräfte gleichsam aufheben. Im übrigen sollte der Mittelschild längs des Aussparungsrandes seiner Preßschilde eine um­ laufende selbstreinigende Dichtung aufweisen, die von der Innenseite des Mittelschildes her ersetzbar ist. Mittel­ schild und Nachlaufschild könnten grundsätzlich zu einem einzigen Schildteil miteinander vereinigt sein. Zwecks besserer Lenkbarkeit der Schildvortriebsmaschine empfiehlt es sich jedoch, den Mittelschild und den Nachlaufschild über Koppelpressen miteinander zu verbinden. Jedenfalls wird man die Anordnung zweckmäßigerweise so treffen, daß der Mittelschild mit seinem vorderen Ende im Vorlaufschild angeordnet ist und der Nachlaufschild einen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Vorlaufschildes aufweist. Insoweit ist es günstig, wenn der Nachlaufschild mit seinem vorderen Ende im Mittelschild angeordnet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Schildvortriebsmaschine im Längsschnitt,

Fig. 2 in detaillierterer Form einen Teil eines um 90° gedrehten Schnittes A-A durch den Gegenstand der Fig. 1 und

Fig. 3 die Wirkungsweise des Gegenstandes der Fig. 1 und 2.

Die Schildvortriebsmaschine dient dem kontinuierlichen Vor­ treiben und gleichzeitigen Ausbauen eines in Lockergestein zu erstellenden Tunnels mit aus Tübbingsegmenten zusammen­ gesetzten Tübbingringen 1. Wie Fig. 1 zeigt, weist die Tunnelvortriebsmaschine in ihrem grundsätzlichen Aufbau einen Vorlaufschild 2, einen Mittelschild 3 und einen Nach­ laufschild 4 auf. Der Mittelschild 3 weist einen etwas kleineren Durchmesser als der Vorlaufschild 2 auf und ist mit seinem vorderen Ende unter Zwischenschaltung einer umlaufenden Stopfdichtung 5 im Vorlaufschild 2 angeordnet. Entsprechend weist der Nachlaufschild 4 einen etwas kleineren Durchmesser als der Mittelschild 3 auf und ist der Nachlaufschild 4 mit seinem vorderen Ende unter Zwischenschaltung einer weiteren umlaufenden Stopfdichtung 6 im Mittelschild 3 angeordnet. Der Mittelschild 3 ist über Vorlaufpressen 7, die über den Schildumfang verteilt ange­ ordnet sind, mit dem Vorlaufschild 3 verbunden und über Teleskoppressen 8, die ebenfalls über den Schildumfang verteilt angeordnet sind, am Tübbingausbau 9 abstützbar. Diese Vorlaufpressen 7 arbeiten mit dem halben Hub der Teleskoppressen 8, während letztere mit einem Hub arbeiten, der der (in Tunnellängsrichtung gemessenen) Länge eines Tübbingringes 1 entspricht (vgl. Fig. 3). Der Mittelschild 3 und der Nachlaufschild 4 sind über Koppelpressen 10 miteinander verbunden, die wiederum über den Schildumfang verteilt angeordnet sind.

Wie man aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 unschwer verifiziert, ist der Mittelschild 3 mit zwei radial bzw. horizontal vor- und zurückbewegbaren Preß­ schilden 11 versehen. Dem Vor- und Zurückbewegen dieser Preßschilde 11 dienen jeweils vier Preßstempel 12, die einerseits im Bereich der Ecken der Preßschilde 11 an diesen angreifen und andererseits an einer Schildaus­ steifung 13 befestigt sind. Zusätzlich ist jeder Preßschild 11 neben den Preßstempel 12 mit vier Führungsstäben 14 versehen, die in Führungssäulen 15 geführt sind. Die ausge­ fahrenen Preßschilde 11 sind zur Entlastung der Preßstempel 12 mit Keilpressen 16 festsetzbar, deren Keilstücke 17 zwischen den freien Enden der Führungsstäbe 14 und Schild­ steifewiderlagern 18 angeordnet sind. Wie die Fig. 1 und 2 deutlich zeigen, sind die Keilpressen 16 senkrecht zur Längsachse 19 des Mittelschildes 3 angeordnet, wobei je­ weils zwei Keilpressen 16 gegeneinander arbeiten. In Fig. 2 erkennt man ferner noch, daß der Mittelschild 3 längs des Aussparungsrandes 20 seiner Preßschilde 11 eine umlaufende selbstreinigende Dichtung 21 aufweist, die von der Innen­ seite des Mittelschildes 3 her ersetzbar ist.

Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung wird nun­ mehr anhand der Fig. 3 erläutert; gemäß Fig. 3a) wird in einer ersten Stufe davon ausgegangen, daß die Vorlauf­ pressen 7 ausgefahren, die Teleskoppressen 8 eingefahren und die Preßschilde 11 zurückgezogen sind. Zum Vortrieb werden nunmehr die Teleskoppressen 8 ausgefahren und dabei die Vorlaufpressen 7 durch Überdrücken eingefahren. Diesen Zustand zeigt Fig. 3b). In einer nunmehr nachfolgenden zweiten Stufe werden die Preßschilde 11 ausgefahren und an der Tunnelwandung festgesetzt. Daraufhin werden die Vor­ laufpressen 7 für den weiteren Vortrieb ausgefahren. Zu­ gleich wird ein weiterer Tübbingring 1 eingebaut, indem nacheinander die Teleskoppressen 8 der einzeln einzu­ bauenden Tübbingsegmente vorgezogen werden, das Tübbing­ segment eingebaut und anschließend die Teleskoppressen 8 wieder an letzterem abgestützt werden. Diesen Zustand zeigt

Fig. 3c). Wie man feststellt, ist der Zustand gemäß Fig. 3c) derselbe wie der gemäß Fig. 3a), d. h., das beschriebene Spiel kann nunmehr von vorne beginnen.

Claims (11)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Vortreiben und gleich­ zeitigen Ausbauen eines in Lockergestein zu erstellenden Tunnels mit aus Tübbingsegmenten zusammengesetzten Tübbing­ ringen (1) mit Hilfe einer Schildvortriebsmaschine, die einen Vorlaufschild (2), einen über Vorlaufpressen (7) mit dem Vorlaufschild (2) verbundenen und über Teleskoppressen (8) mit gegenüber den Vorlaufpressen (7) vergrößertem Hub am Tübbingausbau (9) abstützbaren Mittelschild (3) mit radial vor- und zurückbewegbaren Preßschilden (11) und einen mit dem Mittelschild (3) verbundenen Nachlaufschild (4) aufweist, wobei in einer ersten Stufe ausgehend von ausgefahrenen Vorlaufpressen (7), eingefahrenen Teleskop­ pressen (8) und zurückgezogenen Preßschilden (11) zum Vor­ trieb die Teleskoppressen (8) ausgefahren und die Vorlauf­ pressen (7) eingefahren werden und in einer nachfolgenden zweiten Stufe nach Ausfahren und Festsetzen der Preßschilde (11) an der Tunnelwandung die Vorlaufpressen (7) für den weiteren Vortrieb ausgefahren werden und nach Vorziehen der Teleskoppressen (8) ein weiterer Tübbingring (1) eingebaut wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorlaufpressen (7) mit dem halben Hub der Teleskoppressen (B) und die Teles­ koppressen (8) mit einem der Länge eines Tübbingringes (1) entsprechenden Hub ein- und ausgefahren werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zum Einbauen eines Tübbingringes (1) nur die zugeordneten Teleskop­ pressen (8) vorgezogen werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mit Hilfe von Preßstempeln (12) radial vor- und zurückbewegbaren Preßschilde (11) mit zusätzlichen Führungsstäben (14) in Führungssäulen (15) geführt und mit Hilfe von Keilpressen (16) festsetzbar sind, deren Keilstücke (17) zwischen den freien Enden der Führungsstäbe (14) und Schildsteifewiderlagern (18) ange­ ordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei zwei horizontal vor- und zurückbewegbare Preßschilde (11) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Keil­ pressen (16) senkrecht zur Längsachse (19) des Mittel­ schildes (3) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei je zwei Keilpressen (16) gegeneinander arbeitend angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der Mittelschild (3) längs des Aussparungsrandes (20) seiner Preßschilde (11) eine umlaufende selbstreinigende Dichtung (21) aufweist, die von der Innenseite des Mittelschildes (3) her ersetzbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der Mittelschild (3) und der Nachlaufschild (4) über Koppel­ pressen (10) miteinander verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei der Mittelschild (3) mit seinem vorderen Ende im Vorlauf­ schild (2) angeordnet ist und der Nachlaufschild (4) einen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Vorlaufschildes (2) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Nachlaufschild (4) mit seinem vorderen Ende im Mittelschild (3) angeordnet ist.