DE2014230A1 - Schildvortriebsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung desselben - Google Patents

Description

Schildvortriebsverfahren und Vorrichtung zur Durchfuhrung desselben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vortrieb eines Tunnels durch brüchiges Gestein (beispielsweise sedimentäres Gestein oder weiches, brüchiges stein, zerfallenes Gestein, Lehm und anderes Gefüge, welche® nicht völlig selbsttragend ist) und die Auskleidung eines Tunnels. Die Erfindung betrifft insbesondere eine verschiebbare Gesteins abstützung, welche einen beweglichen Schild aufweist, der eine Gesteinsabstützung zwischen der "Tunnel» * Stirnseite und dem ausgekleideten Tunnelabschnitt bildet, 3owie eine Anordnung von Trägern, um eine Abstützung vor dem Schildbereich zu erhalten.

Beim Tunnelvortrieb durch brüchiges Gestein mittels eines Stirnvortriebsverfahrens, welche ohne Verwendung einer Tonnelbaumaschine oder eines Schildes arbeitet, ist es im allgemeinen üblich, das Tunnel bis dicht zur Tunnels t.irns ei te auszukleiden und Tragrippen oder Tunnelsätze so nahe als möglich an der Stirnseite des Tunnels einzusetzen, um läng-

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liehe Gesteins-Stützpfähle abzustützen, welche sich durch das Gestein oder unterhalb desselben nach vorne erstrecken, und welche das im Deckenbereich vor dem vordersten Tunnelsatz befindliche Gestein abstützen. In der USA-Patentschrift Hr. 3 413 811, die am 3. Dezember 1968 an Pasquale Giovanni Gizaobino erteilt wurde, beschreibt ein Beispiel eines derartigen Systems.

Bisher war es nicht möglich, Tunnelbaumaschinen (beispielsweise Bohrmaschinen mit rotierendem Schneidkopf) mit merklichem Erfolg in brüchigem Gestein einzusetzen· Der Grund dafür liegt darin, dass ein derartiges Gestein eine Abstützung vor der Haschine erfordert und bekannte Tunnelbaumaschinen nicht für die Anordnung eines stützenden Pfahlsystems geeignet sind, weil die Maschine ein Hindernis bildet, welche das Anbringen von Pfählen in ausreichend flacher Lage und ausreichend dicht am Tunneldurchmesser ausschliesst.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Anordnung einer Tunnelbaumaschine oder eines Schilds, welche derart entworfen sind, um die richtige Verwendung und Abstützung eines Systems mit Stützpfählen zu gestatten, ohne dags der Betrieb der Haschine oder die Verwendung des Schilds beeinträchtigt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahrei\ zur Anordnung der lSnglichen Stützpfähle während des Betriebs der Maschine oder des Vortrieb-Schilds·

Der Ausdruck "längliche Gesteins-Stützpfähle¹¹ wird in der folgenden Beschreibung verwendet, um sowohl "Pfahlwerke" (nach vorne in etwas zusainmenhaftendes Gestein eingetriebene PfShIe) als auch ^wTragwerke^w (Pfähle unterhalb eines nicht zusammenheftenden, brüchigen Gestein, die normalerweise die Verwendung von Packungen erfordern, um Hohlräume zwischen benachbarten

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Pfählen auszufüllen, sowie zwischen den Pfählen und dem Gestein) zu beschreiben. Der Ausdruck "Pfahle¹¹ wird dabei für beliebige längliche Elemente« wie beispielsweise Bohre oder 1-Trüger verwendet· Ferner wird unter "Rahmen" der Rahmenbereich einer mechanischen Erdbearbeitungsmaschine verstanden und ebenfalls der Halmen eines Vortriebschilds, in welchem die Arbeiter geschützt sind, wahrend sie die Stirnfläche der Tunnels mit verschiedenen Arten von Erdbaugeräten bearbeiten.

Veitere Ziele und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, welche auf eine erfindungsgemasse Bohrmaschine | mit umlaufenden Schneidkopf gerichtet ist· Es zeigen:

Fig. 1 einen in Iangsrichtung verlaufenden vertikalen Teilschnitt der Tunnelbohrmaschine und dessen Pfahlwerksystem®,

Fig« 2 eine isometrische Teildraufsicht der Maschine, aus welcher der aus Segmenten bestehende Seekenschild ersichtlich istj, sowie Teile einer elastischen Abstützung für den Schild, der in einem vorderen Bereich des Maschinenrahmens verankert ist, sowie schliesslich ein verschiebbares bogenförmiges Tragwerk unter der Abstützung, die von einem Rahmenbereich der Maschine getragen wird, und -2

Fig. 3 eine Ansicht des gesamten Schilds, welches mit dem in Segmenten aufgebauten Deckenschild starr verbunden ist·

Die Erfindung ist in Verbindung mit einer Tunnelbaumaschine einer Ausführung dargestellt, welche in der USA-Patentschrift 3 232 670 beschrieben ist, die am i. Februar 1966 ausgegeben wurde (Richard J. Rob bins und Douglas P. Winberg). Gewisse grundlegende Bauteile dieser Maschine werden anschliessend erläutert.

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Ein antreibbarer Schneidkopf 10 ist durch ein Lager mit grossem Durchmesser drehbar vor einem Schneidkopfsupport 12 gelagert, welcher ein Rahmenelement der Maschine bildet» Das Lager weist einen inneren Lagerring 14- auf, welcher mit dem Schneidkopf verbunden ist und einen äusseren Lagerring 16, welcher am Schneidkopf support 12 befestigt ist. Der innere Lagerring 14 ist einstückig mit einem Zahnrad 18 mit gross em Durchmesser ausgebildet, welches radial nach innen gerichtete Zahne besitzt» die mit motorisch angetriebenen« nicht dargestellt Ritzeln in Eingriff stehen, durch welche der Schneidkopf in die Bewegung versetzt wird.

An den Seiten und im unteren Bereich der Naschine sind unmittelbar hinter dem Schneidkopf 10 Schuhe 20 vorgesehen, die an der Wand angreifen. Diese Schuhe sind radial verstellbar und gleiten bei der Vorwärtsbewegung der Maschine im Tunnel· An der Vorderseite des Schneidkopf 10 sind eine Anzahl von frei und unabhängig voneinander drehbaren, gehärteten, aus Stahl bestehenden Schneidscheiben 22 angeordnet. Der Schneidkopf weist ferner Spur-Schneidelemente 24 verteilt an seinem Umfang auf, sowie ein drei-kegelig ausgebildetes mittleres Schneidelement 26. Während des Betriebes wird der umlaufende Schneidkopf nach vorne in das Gestein 28 an der (Dunneletiraseite 30 getrieben. Jedes Schneidrad 22 bearbeitet das Gestein, um in der Tunnelstiinseite 30 eine V-formlge Nut zu bilden. Jedes folgende Schneidelement ist in entsprechender Weise angeordnet, so dass es in der Stirnseite 30 eine weitere Nut bildet, welche sich radial eng an die erste Nut anschliesst. Das zwischen den Nuten befindliche Material wird gebrochen und fällt üblicherweise herab. Während der Drehung des Schneidkopfe wird dieses Material durch Becher 32 auf genommen, die am Schneidkopf umfang zwischen den Spur-Schneidelementen verteilt sind· Werden am Scheitel ihrer Bewegungebahn die

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Becher umgekippt, so fallt das Gestein durch eine Kutsche 34· auf ein Förderband 36, welches das Gestein in den rückwärtigen, nichtdargestellten Bereich der Maschine bringt. Das Förderband 36 gibt das Gestein an einen Hauptforderer ab, d· h· einen Zug mit Lokomotive und auf Schienen laufenden Vagen, durch welche das Material aus dem !Tunnel herausgebracht wird*

Die zur Vorwärtsbewegung der Maschine im Tunnel verwendete Torrichtung kann einen Aufbau aufweisen, wie er in der USA-Patentschrift 3 061 287 beschrieben ist, welche am 30· Oktober 1962 an «Tames S. Bobbins erteilt wurde oder auch in der USA-Patentschrift 3 295 892, welche am 3· Januar 1967 I an Douglas P. Winberg und John Oalgoozy erteilt wurde· Der Förderer 36 wird durch einen Hauptträger 38 gestützt, welcher einen Seil des Hauptrahmens der Maschine bildet· Der Hauptträger 38 ist zwischen dem Schneidkopf support 12 und der nichtdargestellten Folgeanordnung angeordnet, welche sich an die Schneidkopf anordnung im Tunnel anschliesst.

Im mittleren Bereich des Schneidkopfe 10 kann ein Sinlaastor 40 vorgesehen sein, welches einen Kanal abdeckt, welcher einen Zutritt zur Vorderseite des Schneidkopfs 10 gestattet· Dieser Zutritt ist für Arbeiter erforderlieh, welche die Schneidelemente 22 warben oder austauschen müssen, und for- (j ner für Arbeiter, welche das stützende Pfahlwerk installieren, welches aüßchliessend im einzelnen beschrieben wird· SLn weiterer Zutritt für Arbeiter, welcher in jene Bereiche führt, die eine Abstützung erfordern, ist durch einen oberen Bereich des Sehneidkopfe möglich, beispielsweise durch einen Becher 32·

Assehliesaend wird die deelcenartige Gesteins abs tut simg gemäsa der vorliegenden Erfindung beschrieben·

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Die dargestellte Anordnung weist einen bogenförmigen "kurzen Schild" auf, welcher mit 42 bezeichnet ist und aus einem bogenförmigen Träger 44 und einer davon getrennten, axial kurzen Wand 46 bestehen kann, die vor dem !Träger 44 angeordnet ist. Eine Anzahl von sich axial erstreckenden Schildelementen oder Trägern 48 sind an ihren vorderen Süden mit der Wand 46 verbunden und werden durch den Trager 44 abgestützt. Die Träger 44 erstrecken sich von diesen kurzen Schildkomponenten axial zumindest so weit nach hinten, wie der vorderste permanente oder zeitweilige Tunnelsatz 50 oder eine äquivalente Abstützvorrichtung für das hintere Ende der Schildelemente 48.

Die Schild-Träger 48 sind umfangsseitig im Abstand voneinander angeordnet und bilden zwischen sich eine Anzahl von sich axial erstreckenden länglichen Schlitzen 52. Vie anschliessend ausführlicher, erläutert wird, sind die Schlitze

52 hauptsächlich vorgesehen, um längliche Pfähle oder Stutzelemente 54- zur Abstützung des Gesteins aufzunehmen.

Im beschriebenen Ausführungebeispiel ist der bogenförmige Träger 44 durch eine Ατμητη yon umfangsseitig im Abstand voneinander angeordneten Stützanordnungen 56 mit dem Maschinenrahmen 12 verbunden. Vie vielleicht am besten aus SIg. 2 ersichtlich ist, weist jede Stützanordnung 56 eine Strebe auf, die an ihrem unteren Ende mit dem Schneidkopf support verbunden ist. Ein längliche!) in Porm eines stumpfen V auegebildeter Arm 60 ist in seinem mittleren Bereich durch einen Querzapfen 62 schwenkbar mit dem oberen Ende der Strebe 58 verbunden. Vom Träger 44 erstreckt sich jeweils an jedem Abstütsbereich ein Paar Obren 64 nach unten, die zur Aufnahme eines Zapfens dienen· Der vordere Teil des Arms 60 ist «wischen den Obren 64 angeordnet und mit diesen schwenkbar dux einen Querzapfen 66 verbunden. Zwischen dem hinteren Endab-

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schnitt des Arms 60 und dem Scluieidkopfsupport 12 ist entweder ein strömungsmittelbetätigter linearer Antrieb 68 oder eine nachgiebige Befestigung, beispielsweise mittels einer Feder, angeordnet· Beide Befestigungen würden eine radiale Ein- und^ Auswärtsbewegung der DeckenscMldanordnung 4-2 bis ermöglichen.

In der dargestellten Anordnung erstrecken sich vom Träger eine Anzahl von Blocken oder Vorsprüngen 70 radial nach aussen in die Schlitze 52. Wahrend der Vorwärtsbewegung der Tunnelbaumaschine erfassen die Vorderseiten der Blöcke 70 die Hinterseite der Wand 46, wodurch die kammähnliche Schildanordnung 46, 48 mit der Maschine vorwärtsbewegt wird» Sie Blöcke 70 sind enger als die Schlitze 52 und erstrecken sich vom !Träger 44 nicht über die oberen Flächen der !Präger 48 hinaus. Daher kann die Maschine im gewissen Umfang abgestützt werden, ohne dass die Schildanordnung 46, 48 bewegt wird. Vie aus der Betrachtung der Fig. 2 hervorgeht, bewegen sich während der Rückwärtsbewegung der Maschine die Blöcke 70 ausser Singriff mit der Wand 46 und können sich durch die Schlitze 52 frei nach hinten bewegen· Dies ist wichtig, da es auf diese Weise ermöglicht wird, die Maschine um einen kurzen Betrag zurückzuziehen (beispielsweise um die Schneidelemente zu reparieren oder auszutauschen), ohne m dass die Deckenabstützung im Stirnbereich merklich gestört Wird.

Die geschlitzte Ausbildung der Schildanordnung 46, 48 ergibt einen Schild, welcher das Gestein unmittelbar oberhalb der Maschine ausreichend abstützt und welcher elastischer ist als ein aus massiven Blechen ausgebauter Schild oder ein aus breiten Blechen unterteilter Schild und daher weniger der Gefahr unterliegt, sich festzufressen, wenn die Maschine auf hartes Gestein trifft· Ein Nachteil von Schilden milr einer kontinuierlichen oder grossen Schildfläche oberhalb der Ma-

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schine besteht darin, dass, wenn sich nur ein Teil des Schilde festsetzt oder durch hartes Gestein durch Reibung gehalten wird, die Haschine oder der Schild als ganzes an einer Bewegung gehindert wird· Die Gefahr eines Pest setzen« des Schilds ist mit dem erfindungsgemSssen Schild wesentlich verkleinert. Trifft einer der verhaltnismSssig engen frager 48 auf sehr hartes Gestein, so wird der Träger gewöhnlich lediglich durchgebogen, so dass der Schild als ganzes nicht von einer Bewegung abgehalten wird·

weiterer Vorteil des geschlitzten Schildes liegt darin, dass das Vorliegen der Schlitze es ermöglicht, das unmittelbar oberhalb der Haschine befindliche Material zu besichtigen und eventuell nach oben gerichtete Probebohrungen vorzunehmen, falls dies erforderlich oder wünschenswert iet· Ein weiterer noch wichtigerer Vorteil wird durch die Schlitze und ihre Anordnung gegenüber den Übrigen noch zu beschreibenden Maschinenteilen erreicht· Die Schlitze ermöglichen die Verwendung eines ^MTragwerks^H oder eines "Pfahlwerks¹¹ oder einer Kombination derselben, was bisher in einem mittels Schildvortrieb oder einer Tunnerbaumaschine errichteten Tunnel nicht praktikabel war·

Von den Trägern 48 und den Schlitzen 52 sind eine Anzahl von umfangsseitig in Abstand angeordneten, sich axial erstreckenden Tragern 72 radial nach innen abgesetzt· Die Träger 72 sind mit dem Maschinenrahmen durch nichtdargestellte Einrichtungen verbunden. Die Trager 72 stützen einen gleitbar angeordneten bogenförmigen Träger 74 ab. Der bogenförmige Trager 74 liegt auf den oberen Flächen der Träger 72 und ist auf diesen gleitbar· Die Trager 72, 74 bildest sueamaen «inen unteren Support für die Zwischenabechnitte der ßtütselemente 54.

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Wahrend des Betriebes ist der bogenförmige Träges» oder die Drehpunkt anordnung 74 zunächst verhältnismässig dic&t hinter dem Träger 44 angeordnet. Dies ist der Fall, wenn eine derartige Stellung um einen Betrag vor dem letzten installierten Tunnelsatz 50 liegt, welcher im wesentlichen der Entfernung zwischen nebeneinanderliegendenj im Tunnel angeordneten Tunnelsätzen entspricht· Zwischen dem bogenförmigen, gleitbar angeordneten Träger 74 und dem räumlich festliegenden Tunnelsatz 50 sind eine Anzahl von Seilen oder Stangen 76 angeordnet (Pig. 2)· Die nächsten Stützelemente 54 werden durch zumindest einige der Schlitze 52 eingeführt. Jedes Stützele- _g ment 54 ist oberhalb des Trägers 74 und unterhalb des oberen Teils des vorderen Tunnelsatzes 50 angeordnet· Bei Verwendung eines Tragwerke wird eine Anzahl von Blöcken TB oder von Teilen aus anderen festem Material in die vertikalen Zwischenräume zwischen dem neuen Satz von Stützelementen 54 und dem unmittelbar vorausgehenden Satz installierter Stützelemente eingebracht, sowie in die Hohlräume, die zwischen dem vorderen Bereich der neuen Stützelemente 54 und dem nicht abgestützten Gestein 80 über diese vorderen Abschnitten vorhanden sind· Ein nicht mit Blöcken versehener Hohlraum 82 ist in Tig. 1 dargestellt· Der Zutritt durch den Sehneidkopf ist normalerweise notwendig, damit Arbeiter in dem Bereich vor dem Schneidkopf gelangen können, um die Hohlräume 82 auszu- j| füllen· Dieser Zutritt kann durch einen Kanal geschaffen werden» welcher durch das Tor 40 abgeschlossen wird oder durch einen anderen im Schneidkopf 10 vorgesehenen Zutrittsweg.

Nachdem zumindestens das Einbringen der BiBake weitgehend erledigt ist, wird die Tunnelbaumaschine erneut im Tunnel naoh vorne bewegt· Während der Vorwärtsbewegung lauft der Schneidkopf 10 um und schneidet zusätzliches Platerial von der Tunnelstirnseite aus· Die Zugseile 76 halten den bogenfSrmigen Träger 74 gegenüber dem vordersten Tuimelsat« 50 in einer

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axial festliegenden Lage. Daher ist die Abstützung des zuletzt eingebauten Satzes von Stützelementen 54- nicht beeinträchtigt* Die Schild-Träger 48 gleiten lediglich über den bogenförmigen Träger 74 und die unteren Stützträger 72 gleiten darunter. Sobald die Haschine um einen Betrag nach vorne bewegt wurde, welcher etwa der ISnge des Trägers 72 entspricht, wird ein neuer vorderer Tunnels atz 50 zusammengestellt und ein neuer gleitbar angeordneter Träger 74· wird installiert, worauf dieser Vorgang wiederholt wird.

Gemäss der vorliegenden Erfindung kann ein oberes Segment (d. h. ein Segment mit einer Länge, welche etwa einem Drittel des Tunnelumfangs entspricht) als unterer Supportträger 74 verwendet werden· In diesem Falle werden, kurz bevor die Supportträger 72 unter dem Träger 74· nach aus sen bewegt werden, die unteren Tunnelsatζsegmentβ 84 (Fig. 1) an ihren Platz gebracht und mit dem Träger 74 verbunden, um einen neuen Tunnelsatz zu vervollständigen. Die rückwärtigen Abschnitte 7? des Trägers 72 sind ausbaubar, so dass sie entfernt werden können, um einen Baum zum Einbau eines neuen Trägers 74 freizugeben. Dies kann einfach durch Anschweissen von Endplatten an die Enden der Träger erfolgen und durch Verbinden der Träger mittels Bolzen, die sich durch diese Platten erstrecken« In Fig. 2 sind die Bolzen mit 75 bezeichnet.

Die einzelnen Bauteile der vorausgehend beschriebenen beweglichen Deckenabstützung für das Gestein können verschiedene Ausführungen besitzen. Beispielsweise können die Träger 44, 46 miteinander befestigt eein oder durch ein einziges einteiliges Element ersetzt werden, oder der "kurze Sohildabsohnitt* des System* kenn aus dem oberen vorderen Abschnitt eines kontinuierlichen Hinge oder "vollen" Schilds bestehen*

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beispielsweise «ines Schilds, wie es anschliessend in Verbindung mit der Fig. 3 beschrieben wird. Der träger 44 und der geschlitzte Schild 46, 46 konnten ferner um fange seitig in eine Anzahl von unabhängig voneinander beweglichen Abschnitten unterteilt sein·

Sie Träger 4S, welche die Schlitz© 52 bilden, konnten aas verbaltnismässig hohen und steifen Prägern, beispielsweise I-Trägern bestehen , anstatt verMltnismässig dünn und biegsam ausgebildet zu sein· Andererseits konnte auch eine Kombination von biegsamen und starren Trägern verwendet werden.

Sine Anzahl von einzelnen Blocken oder (Erägem, und zwar je- weils einer für jedes Stützelement 54* könnte den bogenförmigen unteren !!rager ?4 ersetzen. Diese XrÜger konnten für eine Gleitbewegung (beispielsweise als massiver Block) oder eine Hollbewegung (beispielsweise als Walze) konstruiert sein oder aus einer Kombination von beiden bestehen (beispielsweise aus einem in Querrichtung gleitbaren Zapfen, welcher eine drehbare Walze trägt, die an der unteren Seite eines Stützelements 54 angreift)·

Sie Träger 74 können entweder starr am Schneidkopfrahmen befestigt sein oder elastisch vom Schneidkopfrahmen getragen werden« Die Träger 74 können ferner durch ein zylindrisches Segment ersetzt werden, welches ebenfalls entweder starr oder elastisch mit dem Schneidkopf rahmen verbunden ist«

In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, die als "voller" Schild 86 bezeichnet werden kann. Bei dieser Ausbildung besteht der "kurze" Schild aus einem axial kurzen, oberen, vorderen Teil 88 des ausseren Sehildmantels. Die sich in axialer Sichtung erstreckenden länglichen Träger 90 sind wiederum als verhältnismässig dünne und biegsame Elemente ausgebildet.

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Bei der dargestellten Ausführungsform sind sie am kurzen Schild 88 befestigt.

In der dargestellten Ausführung sind die axialen Träger 72 durch einen kontinuierlichen Support 92 ersetzt, welcher aus einem Zylindersegment besteht, das einen kleineren Durchmesser als der aussere Schilddurchmesser aufweist. Das Zylindersegment 92 ist einstückig mit dem Schild 86 ausgebildet. Wahrend des Betriebes sind die Stützelemente 54· innerhalb der axialen Schlitze 94- angeordnet und der bogenförmige untere Träger 74- oder dessen Äquivalent wird gleitbar an der Oberflache des Zylindersegments 92 abgestützt.

Per Schild 86 ist an Jeder Seite mit einem geschützen Bereich versehen, wodurch an den Seiten Finger gebildet werden, die etwas elastisch ausgebildet sind« Auf diese Weise wird die Bewegung des Schilds längs einer' gekrümmten Bahn erleichtert. Der Schild 86 weist ferner einen Sockel 98 auf, an welchem der Schneidkopfssupport befestigt werden kann.

Obwohl die erfindungsgemSsse Abstützung in Verbindung mit einer Tunnelbaumaschine beschrieben wurde, die einen umlaufenden Bohrkopf verwendet, kann die gezeigte Anordnung auch in Verbindung mit änderten Tixnnelbaumaschinen eingesetzt ™ werden, oder mit einem Schild in Verbindung mit nahezu jeder Abbautechnik, die mit einem Schild im brüchigen Gestein denkbar ist. Anschliessend wird das Xraftsystem der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Tunnel befindet sieh unmittelbar hinter der Tunnelstirnseite eine bewegliche GrundrahBen-Anordnune, welche derart bemessen ist« dass ei· Krtfte von ihr auf den Boden und/oder die Seitenwände des Tunnels ÜbertrSgt und eine ausreichende Festigkeit besitzt, um nicht von solchen Kräften zerstört oder

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verformt zu werden. Dieser Grundrahmen kann entweder durch den Bahmen der Tuimelbaumaschine oder durch Hahmenabsehnitte eines Vortriebsschildes (beispielsweise eines Schneidkopfsupports) oder einer anderen, innerhalb des funnels beweglichen Rahmenanordnung gebildet werden. Bin kurzer Schild be» findet sich in einem oberen vorderen Bereich im tunnel und wird durch den Grundrahmen getragen· Eine Ansah! von im Abstand voneinander angeordneten^ nebeneinander liegenden Trägern erstreckt sich vom kurzen Schild nach hinten zu. dem zuletzt errichteten Tunnelsatz oder einer gleichwertigen, rückwärts des Grundrahmens angeordneten Supportanordnung· Diese träger werden an ihren vorderen Enden durch den kurzen Schild und an ihren hinteren Enden durch den Tonnelsatz oder eine gleichwertige Anordnung abgestütz.

Die Tunnelsätze werden nach aussen bewegt, so dass sie eng am Umfang des Tunnels anliegen, und sie werden, wo erforderlich, mit "Packungen" versehen» so dass sie die auf sie einwirkenden Kräfte auf den Boden und die Seitenwand des Tunnels übertragen. Die axialen träger 74· oder eine ihnen äquivalente Anordnung (beispielsweise die Zylindersegmente 92) werden am beweglichen Grundrahmen verankert und übertragen ihre Belastungen auf den Grundrahmen· Der gleitbare untere Träger 74- oder eine äquivalente Anordnung überträgt die an ihm wirkenden Belastungen über den Träger 72 auf den beweglichen Grundrahmen· Die Stützelemente ^i- sind am unteren Support 74 abgestützt, welcher als Drehpunkt wirkt· Der rückwärtige Bereich der Stützelemente 54 liegt unter dem zusammengebauten Tunnelsatz 50· Die vorderen Abschnitte der Stützelemente 54 werden durch das Gestein 80 über die Packungematerialien 76 belastet· Auf diese Weise wird ein Teil der Belastung an den StUt a elementen 54- auf den zugehörigen Tunnelsats 50 übertragen und der restliche Teil auf den unteren

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!Träger 74 und von dort auf den bewegliehen Grundrahmen über die Träger 72 oder eine diesem äquivalente Anordnung. Sin Seil der Belastung an den Schild-Trägern 48 wird durch den vorderen zusammengebauten Tunnelsatz 50 aufgenommen tmd der übrige Veil wird durch den kurzen Schild 42 über dessen Supportanordnung auf' den bewegten Grandrahmen übertragen. Sobald ein neuer ühinnelsatz einen unteren üürager 74 ersetzt hat, besteht die einzige Änderung in der Kräfteverteilung darin, dass die einzelnen Krafte,ddie vordem von bewegten Grundrahmen durch diesen unteren Träger 74 aufgenommen wurden, nunmehr von neuem Tunnelsatz 50 übernommen werden·

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungebeispiel beschränkt, sondern umfasst im Bahmen der nachfolgenden Ansprüche weitere Abänderungen.

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Claims (1)

1. AS

   612 24. März 1970

   Patentansprüche

   Verschiebbare Decken-Abstützung für den Stirnbereich eines durch brüchige». Gestein vorgetriebenen Tunnels, gekennzeichnet durch einen im Tunnel beweglichen Rahmen, welcher einen in axialer Richtung kurzen oberen vorderen Schildabschnitt ^Λ trägt, der sich während des Abbaus am oberen vorderen stirnseitigen Bereich befindet» und durch eine Anzahl von in Abstand voneinander angeordneten, sich in axialer Richtung erstrockenden Schild-Trägern,, die an ihren vorderen Enden durch den genannten Schildabschnitt getragen werden und sich ausgehend von diesem Abschnitt nach hißt;en erstrecken, wobei die Schild-Träger zwischen sich längliche, sich in axialer Richtung erstreckende Schlitze bilden, welche die Stutzelemente für das Gestein aufnehmen* und ferner ein unterer Support für Zwischenbereiche.der Stutzelemente vorgesehen ist» die sich innerhalb der Schlitz© befinden«.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dass der untere Support aus einer Drehpunkt-Supporteinrichtung besteht, welche eine axiale Länge aufweist und von den Schild-Trägem gegen die Mitt@ des Tunnels nach innen versetzt ist, wobei die Drehpunkt-Supportanordnung mit dem Rahmen verbunden und mit diesem nach vorne bewegbar ist, mit einer Drehpunkt-Anordnung« die von der Drehpunkt- > Support-Anordnung zur Relativbewegung zwischen den beiden axial längs des Tunnels getragen wird, so dass die Drehpunkt-Anordnung an einer axialen Bewegung gehindert und die

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   Drehpunkt-Supportanordnung mit dem Rahmen axial vorwärtsbewegt werden kann.

   j5. Vorrichtung nach Anspruch 2* dadurch gekennzeichnet* dass die Drehpunkt-Anordnung aus einem querverlaufenden Träger bestehtj welcher unter einer Anzahl der Schild-Träger angeordnet ist und einen unter dem Stutzelement liegenden Bereich aufweist» welcher mindestens in einigen der Schlitze zwischen den genannten Schild-Trägern freiliegt.

   4. Vorriohtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehpunkt-Supportanordnung eine Anzahl von im Abstand voneinander liegenden, sich axial erstreckenden länglichen Trägern aufweist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« dass die Drehpunkt-Supportanordnung mindestens ein im wesentlichen kontinuierliches Supportelement mit merklicher Oberfläche aufweist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehpunkt-Supportanordnung einen rückwärtigen Abschnitt

   w aufweist, welcher beweglich let, um einen Baum sun Installieren eines Drehpunkte auf demselben su schaffen.

   7. Vorriohtung naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein· kraftbetriebene Gesteinsbearbeitungs-Einrichtung, die am Rahmen zur Bearbeitung der Tunnelstirnseite befestigt let.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftbetriebene Qeetelnsbearbeltungs-Vorrlohtung aus

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   einem umlaufenden Bohrkopf besteht, durch welchen ein Zugang zum Bereich vor dem Bohrkopf vorhanden ist.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Schildabschnitt mit dem Rahmen durch eine Einrichtung verbunden ist, die eine begrenzte Bewegung des Schildabschnittes gegen einen Teil der anliegenden Tunnelwand und von dieser weg ermöglicht·

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet» dass die Verbindungseinrichtung mindestens ein sich in axialer Richtung erstreckendes Schwenkelement aufweist, welches einen mit dem vorderen Schildabschnitt verbundenen Abschnitt aufweist, und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, welche das Schwenkelement zur Ausführung einer Schwenkbewegung um eine Querachse in einem Bereich des Schwenkelements trägt, welcher im Abstand zum vorderen Schildabschnitt liegt, und eine Einrichtung, die zwischen dem Rahmen und dem Schwenkelement liegt, um die Bewegung desselben zu steuern.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Schild abschnitt einen vorderen, sich in Querrichtung erstreckenden Träger aufweist, welcher mit den vorderen Enden der axialen Sohild-Träger verbunden ist, und dass am Rahmen eine Antriebsvorrichtung vorhanden ist, um den vorderen Träger zu erfassen und denselben und die axialen Schild-Träger zusammen mit dem Rahmen nach vorne zu bewegen, wenn sich der Rahmen nach vorne bewegt, aber um den Träger während der Rückwärtsbewegung des Rahmens

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   freizugeben, so dass der Rahmen im Tunnel ohne wesentliche Bewegung der quer- und axial liegenden Schild-Träger abgestutzt werden kann.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11» dadurch gekennzeichnet» dass die genannte Antriebsvorrichtung einen zweiten querverlaufenden Träger aufweist» welcher unter den axialen Schild-Trägern liegt» und dass Stoss-Elementβ vorgesehen sind» die vom zweiten Träger in die Schlitze zwischen den axialen Schild-Trägern vorstehen.

   φ 12„ Vorrichtung nach Anspruch 11» dadurch gekennzeichnet» dass ein umlaufender Bohrkopf» welcher einen Durchlass zu dem Bereich vor demselben aufweist» am Rahmen befestigt ist.

   Ik. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Tunnel hinter dem Rahmen verankerbare Rahmenanordnung» und durch längliche Gesteins-Stützelemente, die mindestens innerhalb einige der genannten Schlitze angeordnet werden können» wovon jedes Stutzelement einen mittleren Bereich aufweist» welcher Über einen Bereich der unteren Support-Anordnung angeordnet ist, mit einem rückwärtigen unter φ der Rahmenanordnung gelegenen Bereich und einem vorderen Bereich» welcher im Bereich vor der unteren Support-Anordnung unter dem Gestein liegt und dieses abstutzt.

   15* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen einen vollen rohrförmigen SohlId aufweist.

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   16. Verfahren zum Errichten eines Tunnels durch brüchiges Gestein» gekennzeichnet durch Anordnen einer in Längsrichtung geschlitzten Deokenabstützuog unterhalb der Tunneldecke, durch Abstutzen der genannten geschlitzten DeckenabstUtzung an einem Rahmen, durch Bewegen des Rahmens und der geschlitzten DeckenabstUtzung miteinander im Tunnel nach vorne, während der Bearbeitung der Tunnel·« . Stirnseite, und durch Einführen von StUtzelementen fUr das Gestein von einem Punkt unterhalb der DeckenabstUtzung und nach oben und vorne durch die Schlitze in eine Abstutzsteilung für sich vor dem Schild befindliches Gestein, durch festes Verankern der rückwärtigen Abschnitte der Stutzelemente, um die Stutzelemente freitragend zu halten, und durch anschliessende Vorwärtsbewegung des Rahmens und des geschlitzten Schilds während der weiteren Gesteinsbearbeitung· und durch ansehXiessendes Einfuhren weiterer Stutzelemente durch die Schlitze Inder vorausgehend genannten Weise.

   1?· Verfahren naoh Anspruch 16, ferner gekennzeichnet durch die Anordnung.einer Drehpunkt-Anordnung am vorderen Teil der Drehpunkt-Supportanordnung des Rahmens, welche eine axiale Länge aufweist» durch Abstutzen eines mittleren Abschnittes.der !Anglichen Stutzelemente an der Drehpunkt-Anordnung und durch Pesthalten der rückwärtigen Abschnitte der Stutzelemente gegen eine Bewegung, sowie durch Vorwärtsbewegen des Rahmens einscbllesslich der Drehpunkt-Supportanordnung während die Drehpunkt-Anordnung gegen eine axiale Bewegung gehalten wird. ■ ' ^

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   Verfahren nacii Annpruoh 3 7, gekennzeichnet durch Verwendung einrui oberen Bereichs eines Tunneisatzes als IioUiiJiüiüiHJnun/s und -durch eine damit folgende Befestigung des vorWtnitJenden Bereiches nines derartigen Tunnelum don nächsten Tuiinelsßtz für die Tunnelaus-

   na vervollständigen, sobald der Rahmen um einen vorgegebenen Betrag nach vorne bewegt wurde«

   19· Verfahren nacii Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass α der rUckwHrtijse Bereich der Drehpunkt-Support anordnung

   bewegt wirdD im eine Bahn zum Einsetzen einer neuen Drehpunkt-Anordnung auf der Support-Anordnung zu schaffen.

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   BADORIQINAL

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