DE202017007588U1

DE202017007588U1 - Supporting element for driving a tunnel

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Publication number: DE202017007588U1
Application number: DE202017007588.1U
Authority: DE
Original assignee: Heinrich Wassermann & Co KG GmbH
Current assignee: Heinrich Wassermann & Co KG GmbH
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2027-12-08
Also published as: DE102017129145A1

Abstract

Ausbauelement (10) zum Vortreiben eines Stollens in einer unterirdischen Stollenbauweise, mit einem vorderen, in Vortriebsrichtung (R) weisenden Schneidschuh (11) und mit einer hinteren Ausbaukammer (25), wobei die einem Querschnitt des Stollens angepasste Ausbaukammer mit einer Firstwand (21) und einer Bodenwand (23) dazu vorgesehen ist, zur Ausbruchsicherung einen Stollenausbau einzubringen, wobei in der Ausbaukammer (25) ein als Widerlager für wenigstens einen an dem Ausbauelement (10) angeschlagenen Vorschubzylinder (29) dienender Druckring (27) angeordnet ist, wobei der Druckring zum Abstützen gegen eingebrachte Ausbaue (30) vorgesehen ist, um das Ausbauelement (10) in der Vortriebsrichtung (R) vorzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenwand (23) der Ausbaukammer (25) sich weniger weit nach hinten, entgegen der Vortriebsrichtung (R) erstreckt, als die Firstwand (21).

Lining element (10) for driving a tunnel in an underground tunnel construction, with a front cutting shoe (11) pointing in the direction of advance (R) and with a rear lining chamber (25), the lining chamber adapted to a cross section of the tunnel having a ridge wall (21) and a bottom wall (23) is provided for inserting a tunnel lining to prevent the excavation, with a pressure ring (27) serving as an abutment for at least one feed cylinder (29) attached to the lining element (10) being arranged in the lining chamber (25), the Pressure ring for supporting against inserted linings (30) is provided in order to advance the lining element (10) in the direction of advance (R), characterized in that the bottom wall (23) of the lining chamber (25) extends less far to the rear, counter to the direction of advance ( R) than the ridge wall (21).

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausbauelement zum Vortreiben eines Stollens mit einem Querschnitt, insbesondere mit einem rechteckigen oder hufeisenförmigen Querschnitt, in einer unterirdischen Stollenbauweise, mit einem vorderen, in Vortriebsrichtung weisenden Schneidschuh und mit einer hinteren Ausbaukammer, wobei die dem Querschnitt des Stollens angepasste Ausbaukammer mit einer Firstwand und einer Bodenwand dazu vorgesehen ist, zur Ausbruchsicherung einen Stollenausbau einzubringen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Vortreiben eines Stollens in einer unterirdischen Stollenbauweise, unter Verwendung eines solchen Ausbauelements.The invention relates to a lining element for driving a tunnel with a cross section, in particular with a rectangular or horseshoe-shaped cross section, in an underground tunnel construction method, with a front cutting shoe pointing in the direction of advance and with a rear lining chamber, with the lining chamber adapted to the cross section of the tunnel having a Ridge wall and a bottom wall is intended to bring in a tunnel lining to secure the breakout. The invention further relates to a method for driving a tunnel in an underground tunnel construction using such a support element.

In einer unterirdischen Stollenbauweise erfolgt der Vortrieb der Stollen an der Ortsbrust in der Regel dadurch, dass das anstehende Material händisch gelöst und zu einer Startbaugrube des Stollenabschnitts transportiert wird. Die Sicherung des Ausbruchquerschnittes erfolgt dabei in der Regel mit Ausbauen, wobei jeder Ausbau aus vier, einen umlaufend geschlossenen Rechteckausbau bildenden Zargen mit einer auf dem Liegenden des Stollens aufliegenden Fußzarge, einer das Hangende abstützenden Kopfzarge und zwei seitlich zwischen Kopfzarge und Fußzarge angeordneten Stützzargen besteht.In an underground tunnel construction method, the tunnels are generally excavated at the working face by loosening the existing material by hand and transporting it to a starting excavation pit of the tunnel section. The excavation cross-section is generally secured with linings, with each lining consisting of four frames forming a closed rectangular lining with a foot frame resting on the floor of the gallery, a head frame supporting the hanging wall and two supporting frames arranged laterally between the head frame and the foot frame.

Die Druckschrift DE 20 2006 013 839 U1 sieht dazu beispielsweise eine Vorrichtung vor, die aus einem dem rechteckigen Ausbauquerschnitt angepassten, als ganzem vorschiebbaren Ausbauelement besteht, welches in seinem vorderen, in Vortriebsrichtung weisenden Bereich als Schneidschuh mit einem vorkragenden Firstbereich ausgebildet ist und in seinem hinteren Bereich eine Ausbaukammer aufweist, in der ein als Widerlager für wenigstens einen an dem Ausbauelement angeschlagenen Vorschubzylinder dienender Druckring verschiebbar angeordnet ist. Die Ausbauarbeit ist so von der Vortriebsarbeit entkoppelt. Die Ausbildung der Ausbaukammer ermöglicht es, das Ausbauelement unter Abstützung gegen den bestehenden Ausbau des bereits erstellten Stollens vorzuschieben. Im Bereich der Ausbaukammer kann der beispielsweise aus Holzbohlen oder Betonteilen bestehende Ausbau eingebracht werden. Bei dem nachfolgenden Vortriebsschritt wird die Ausbaukammer in Vortriebsrichtung vorgezogen, so dass die zuvor innerhalb der Ausbaukammer hinzugefügten Ausbaue hinter der Ausbaukammer zurückbleiben. Ein Nachteil besteht darin, dass es bei den Ausbauen bei dem Verlassen der Ausbaukammer zu unvorhersehbaren Setzungen kommen kann, da die Beschaffenheit der Sohle des Stollens unbekannt ist. Die Ausbaue bewegen sich dabei um mindestens die Dicke der Bodenwand der Ausbaukammer nach unten. Dadurch kann es zu Verschiebungen der Ausbaue und vereinzelt sogar zu deren Beschädigung kommen.The pamphlet DE 20 2006 013 839 U1 provides a device for this purpose, for example, which consists of a support element that is adapted to the rectangular support cross-section and can be pushed forward as a whole, which is designed in its front area pointing in the direction of advance as a cutting shoe with a projecting ridge area and in its rear area has a support chamber in which a is displaceably arranged as an abutment for at least one thrust cylinder serving on the expansion element. The lining work is thus decoupled from the tunneling work. The design of the expansion chamber makes it possible to advance the expansion element with support against the existing expansion of the gallery that has already been created. In the area of the expansion chamber, the expansion consisting of wooden planks or concrete parts, for example, can be installed. In the subsequent advance step, the expansion chamber is advanced in the advance direction, so that the expansions previously added within the expansion chamber remain behind the expansion chamber. One disadvantage is that unforeseeable settlements can occur when the linings leave the lining chamber, since the condition of the bottom of the tunnel is unknown. The supports move downwards by at least the thickness of the bottom wall of the support chamber. This can lead to the extensions being displaced and sometimes even damaged.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Setzung des Stollenausbaus bei dem Vortreiben eines Stollens in einer unterirdischen Stollenbauweise zu verringern.An object of the invention is to reduce the settlement of the tunnel lining when driving a tunnel in an underground tunnel construction.

Die Aufgabe wird durch ein Ausbauelement zum Vortreiben eines Stollens mit einem rechteckigen oder hufeisenförmigen Querschnitt in einer unterirdischen Stollenbauweise und durch ein Verfahren zum Vortreiben eines Stollens mit einem rechteckigen oder hufeisenförmigen Querschnitt in einer unterirdischen Stollenbauweise, unter Verwendung eines solchen Ausbauelements, gemäß der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.The object is achieved by a support element for driving a tunnel with a rectangular or horseshoe-shaped cross section in an underground tunnel construction and by a method for driving a tunnel with a rectangular or horseshoe-shaped cross section in an underground tunnel construction using such a support element, according to the independent claims . Preferred embodiments and advantageous developments are specified in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Ausbauelement dient zum Vortreiben eines Stollens mit einem Querschnitt in einer unterirdischen Stollenbauweise, wobei das Ausbauelement einen vorderen, in Vortriebsrichtung weisenden Schneidschuh und eine hintere Ausbaukammer aufweist, wobei die dem Querschnitt des Stollens angepasste Ausbaukammer mit einer Firstwand und einer Bodenwand dazu vorgesehen ist, zur Ausbruchsicherung einen Stollenausbau einzubringen, wobei die Bodenwand der Ausbaukammer sich weniger weit nach hinten, entgegen der Vortriebsrichtung erstreckt, als die Firstwand.The expansion element according to the invention is used for driving a tunnel with a cross section in an underground tunnel construction method, the expansion element having a front cutting shoe pointing in the direction of advance and a rear expansion chamber, the expansion chamber adapted to the cross section of the tunnel having a ridge wall and a bottom wall being provided for to bring in a tunnel lining to secure the excavation, with the bottom wall of the lining chamber extending less far to the rear, against the direction of advance, than the ridge wall.

Bevorzugt dient das Ausbauelement zum Vortreiben eines Stollens mit einem rechteckigen oder hufeisenförmigen Querschnitt. Im Falle eines runden Stollenquerschnitts können die Firstwand und die Bodenwand einteilig ausgeführt sein. Als Firstwand wird dann bei dem im Querschnitt runden Ausbauelement derjenige Bereich bezeichnet, der sich bei einem Betrieb des Ausbauelements von einem höchsten Punkt in Umfangsrichtung bis maximal 90 Grad zu jeder Seite erstreckt. Als Bodenwand wird dementsprechend derjenige Bereich des im Querschnitt runden Ausbauelements bezeichnet, der sich bei einem Betrieb des Ausbauelements von einem niedrigsten Punkt in Umfangsrichtung bis maximal 90 Grad zu jeder Seite erstreckt. Sofern der als Firstwand bezeichnete Bereich und der als Bodenwand bezeichnete Bereich sich zusammen über weniger als 360 Grad erstreckt, werden die gegebenenfalls zwischen Firstwand und Bodenwand angeordneten Bereiche als Seitenwände bezeichnet.The support element is preferably used for driving a tunnel with a rectangular or horseshoe-shaped cross section. In the case of a round cleat cross-section, the ridge wall and the bottom wall can be made in one piece. In the case of the expansion element, which is round in cross-section, the ridge wall is that area which, during operation of the expansion element, extends from a highest point in the circumferential direction up to a maximum of 90 degrees to each side. Accordingly, that area of the expansion element, which is round in cross section, is referred to as the bottom wall, which during operation of the expansion element extends from a lowest point in the circumferential direction up to a maximum of 90 degrees to each side. If the area referred to as the ridge wall and the area referred to as the bottom wall together extend over less than 360 degrees, the areas possibly arranged between the ridge wall and the bottom wall are referred to as side walls.

Bei einem im Querschnitt hufeisenförmigen Ausbauelement ist die Bodenwand flach. Die hufeisenförmige Rundung bildet dann die Firstwand, sowie die Seitenwände. Bei einem im Querschnitt rechteckigen Ausbauelement ist die Bodenwand flach und parallel zu der ebenfalls flachen Firstwand angeordnet. Die Seitenwände bilden die weiteren Seiten des Rechtecks.In a cross-section horseshoe shaped support, the bottom wall is flat. The horseshoe-shaped curve then forms the ridge wall and the side walls. In the case of a construction element with a rectangular cross-section, the bottom wall is arranged flat and parallel to the ridge wall, which is also flat. The side walls form the other sides of the rectangle.

Das erfindungsgemäße Ausbauelement zum Vortreiben eines Stollens mit einem Querschnitt in einer unterirdischen Stollenbauweise weist einen vorderen, in Vortriebsrichtung weisenden Schneidschuh und eine hintere Ausbaukammer auf, wobei die dem Querschnitt des Stollens angepasste Ausbaukammer mit einer Firstwand und einer Bodenwand dazu vorgesehen ist, zur Ausbruchsicherung einen Stollenausbau einzubringen. Erfindungsgemäß erstreckt zumindest die Bodenwand der Ausbaukammer sich weniger weit nach hinten, entgegen der Vortriebsrichtung, als die Firstwand. Bevorzugt erstreckt die Bodenwand sich mindestens um eine Länge, welche der Länge eines Ausbauelements entspricht, weniger weit nach hinten, als die Firstwand. Die Länge des Ausbauelements wird in der Vortriebsrichtung gemessen. Weiterhin bevorzugt ist, dass die Bodenwand sich mindestens um eine Länge, welche einem Vielfachen der Länge eines Ausbauelements entspricht, weniger weit nach hinten erstreckt, als die Firstwand. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass es sich um ein ganzzahliges Vielfaches handelt. Mit dem erfindungsgemäßen Ausbauelement lässt sich vorteilhaft die Setzung des Stollausbaus reduzieren, mindestens um eine Dicke der Bodenwand des Ausbauelements. Bevorzugt weist das Ausbauelement einen hufeisenförmigen oder rechteckigen Querschnitt auf. Der Querschnitt ist im Sinne der Erfindung in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Ausbauelements angeordnet, wobei die Vortriebsrichtung parallel zur Längsachse ausgerichtet ist. Bei einem hufeisenförmigen oder rechteckigen Querschnitt ist die Bodenwand vorteilhaft flach bzw. eben ausgeführt.The expansion element according to the invention for driving a tunnel with a cross section in an underground tunnel construction has a front cutting shoe pointing in the direction of advance and a rear expansion chamber, the expansion chamber adapted to the cross section of the tunnel having a ridge wall and a bottom wall being provided for the purpose of securing a tunnel lining bring in According to the invention, at least the bottom wall of the expansion chamber extends less far to the rear, against the direction of advance, than the ridge wall. Preferably, the bottom wall extends less rearwardly than the ridge wall by at least a length which corresponds to the length of a construction element. The length of the support element is measured in the direction of advance. It is further preferred that the base wall extends less far to the rear than the ridge wall by at least a length which corresponds to a multiple of the length of a structural element. It is not absolutely necessary for it to be an integer multiple. With the support element according to the invention, the settlement of the gallery support can be advantageously reduced, at least by the thickness of the bottom wall of the support element. The expansion element preferably has a horseshoe-shaped or rectangular cross-section. According to the invention, the cross section is arranged in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the expansion element, with the advance direction being aligned parallel to the longitudinal axis. In the case of a horseshoe-shaped or rectangular cross-section, the bottom wall is advantageously flat or even.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in der Ausbaukammer ein als Widerlager für wenigstens einen an dem Ausbauelement angeschlagenen Vorschubzylinder dienender Druckring angeordnet ist.According to a preferred embodiment, it is provided that a pressure ring serving as an abutment for at least one feed cylinder attached to the support element is arranged in the support chamber.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Vortreiben eines Stollens in einer unterirdischen Stollenbauweise gelöst, wobei erfindungsgemäß das zuvor beschriebene Ausbauelement verwendet wird.The object is also achieved by a method for driving a tunnel in an underground tunnel construction method, the support element described above being used according to the invention.

Der in Vortriebsrichtung vorn angeordnete Schneidschuh wird vorzugsweise durch wenigstens einen an dem Ausbauelement angeschlagenen Vorschubzylinder vorgetrieben, wobei der Vorschubzylinder gegen einen als Widerlager für dienender Druckring in der Ausbaukammer arbeitet und an dem zur Ausbruchsicherung eingebrachten rechteckigen Stollenausbau abgestützt wird. Weiterhin bevorzugt wird hinter der Ortsbrust zur Ausbruchsicherung ein rechteckiger Ausbau derart eingebracht, dass eine Fußzarge des Ausbaus innerhalb der Ausbaukammer unmittelbar auf der Sohle des vorzutreibenden Stollens verlegt wird. Unter der Sohle des vorzutreibenden Stollens ist im Sinne der Erfindung das Erdreich zu verstehen. Eine Setzung der Ausbaue wird so vorteilhaft minimiert. Die Setzung wird mindestens um eine Dicke der Bodenwand des Ausbauelements. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das die Sohle des Stollens bildende Erdreich vor dem Einbau eines Ausbaus inspiziert werden kann. Bei Notwendigkeit besteht vorteilhaft die Möglichkeit, eine Bodenverbesserung vorzunehmen, beispielsweise indem ein Bodenaustausch vorgenommen wird oder Drainagerohre eingebracht werden.The cutting shoe arranged at the front in the direction of advance is preferably driven by at least one feed cylinder attached to the support element, with the feed cylinder working against a pressure ring in the support chamber serving as an abutment and being supported on the rectangular tunnel support introduced to secure the breakout. Furthermore, a rectangular lining is preferably installed behind the working face to secure the excavation in such a way that a foot frame of the lining is laid inside the lining chamber directly on the base of the tunnel to be excavated. In the context of the invention, the bottom of the tunnel to be driven is to be understood as meaning the ground. Settling of the supports is thus advantageously minimized. The settlement is at least a thickness of the bottom wall of the support member. A further advantage is that the soil forming the bottom of the tunnel can be inspected prior to the installation of a support. If necessary, there is the advantageous possibility of improving the soil, for example by replacing the soil or installing drainage pipes.

Der rechteckige Ausbau wird durch Hinzufügen zweier seitlicher Stützzargen und einer Kopfzarge innerhalb der Ausbaukammer komplettiert. Der hufeisenförmige Ausbau kann im Sinne der Erfindung auch U-förmig sein, also ohne seitlichen Überstand der Seiten über die gerade Bodenzarge. Somit weist der hufeisenförmige Ausbau vorzugsweise zwei seitliche Stützzargen auf, die gerade oder gebogen sein können. Die Kopfzarge des hufeisenförmigen Ausbaus ist gewölbt und kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein.The rectangular expansion is completed by adding two lateral support frames and a head frame within the expansion chamber. The horseshoe-shaped extension can also be U-shaped within the meaning of the invention, ie without the sides overhanging the straight floor frame. Thus, the horseshoe-shaped extension preferably has two lateral support frames, which can be straight or curved. The head frame of the horseshoe-shaped extension is arched and can be made in one or more parts.

Die Erfindung erlaubt das Einbringen eines Ausbaus derart, dass dieser innerhalb der Ausbaukammer und durch die Firstwand von oben geschützt erfolgt, eine Fußzarge des Ausbaus aber vorteilhaft unmittelbar auf dem Liegenden des Stollens angeordnet werden kann. Dadurch lässt sich insbesondere ein Setzen des Ausbaus verringern, der bei Ausbaukammern mit einer Bodenwand nach dem Stand der Technik unvermeidlich ist.The invention allows a lining to be installed in such a way that it takes place within the lining chamber and is protected from above by the ridge wall, but a foot frame of the lining can advantageously be arranged directly on the bed of the gallery. In this way, in particular, it is possible to reduce the settling of the lining, which is unavoidable in the case of lining chambers with a bottom wall according to the prior art.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Startbaugrube erstellt wird, wobei eine Länge der Startbaugrube der Länge des Ausbauelements entspricht. Dies ist vorteilhaft, da üblicherweise eine Startbaugrube benötigt wird, deren Länge in Vortriebsrichtung größer ist, als die Länge des Ausbauelements, da der in Vortriebsrichtung gesehen nach hinten geförderte Abraum aus der Baugrube entfernt werden muss. Eine kleinere Startbaugrube ist einfacher und unter geringfügigerem Eingriff in bestehende Strukturen an der Oberfläche herstellbar.According to a preferred embodiment, it is provided that a starting excavation pit is created, with a length of the starting excavation pit corresponding to the length of the expansion element. This is advantageous because a starting excavation is usually required, the length of which in the direction of advance is greater than the length of the support element, since the overburden conveyed to the rear, viewed in the direction of advance, has to be removed from the excavation. A smaller launch pit is simpler and can be constructed with less disruption to existing surface structures.

Bevorzugt weist die Startbaugrube ein Silo auf, dessen Sohle unterhalb einer Sohle der Startbaugrube liegt. Besonders bevorzugt wird das Silo zu Beginn des Vortreibens des Stollens mit anfallendem Abraum gefüllt wird. Dies ist nur mit dem erfindungsgemäßen Ausbauelement möglich, da die Bodenwand der Ausbaukammer sich weniger weit nach hinten, entgegen der Vortriebsrichtung erstreckt, als die Firstwand. Somit kann der Abraum nach unten, in das Silo gefördert werden. Das Silo misst beispielsweise eins bis eineinhalb Meter im Durchmesser und weist eine ebensolche Tiefe auf. Es kann beispielsweise mit Schachtringen gesichert sein. Die Startbaugrube ist diejenige Baugrube, in die das Ausbauelement vor Beginn des Vortreibens eingesetzt wird. Das Silo ist vorzugsweise so angelegt, dass das Silo unterhalb der Ausbaukammer des Ausbauelements vor Beginn des Vortreibens angeordnet ist.The starting excavation preferably has a silo, the bottom of which lies below a bottom of the starting excavation. It is particularly preferable for the silo to be filled with overburden at the start of driving the tunnel. This is only possible with the support element according to the invention, since the bottom wall of the support chamber extends less far to the rear, against the direction of advance, than the ridge wall. Thus, the overburden down into the silo. The silo measures, for example, one to one and a half meters in diameter and has the same depth. It can be secured with manhole rings, for example. The starting excavation is the excavation into which the support element is inserted before driving begins. The silo is preferably designed in such a way that the silo is arranged below the expansion chamber of the expansion element before the driving begins.

Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf das in den beiliegenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Erläuterungen beziehen sich auf das erfindungsgemäße Ausbauelement ebenso, wie auf das entsprechende Verfahren. Die Ausführungen sind beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment illustrated in the accompanying drawings. The explanations relate to the expansion element according to the invention as well as to the corresponding method. The statements are exemplary and do not restrict the general idea of the invention.

Es zeigen

1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausbauelements im Schnitt,
2 eine weitere Ansicht der Ausführungsform im Schnitt entlang der Linie C-C gemäß 1 und
3 eine schematische Darstellung eines Stollenausbaus im Querschnitt.

Show it

1 a schematic view of an embodiment of the expansion element according to the invention in section,
2 a further view of the embodiment in section along the line CC according to FIG 1 and
3 a schematic representation of a tunnel lining in cross section.

In der 1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausbauelements 10 in einem vertikalen Schnitt entlang einer Vortriebsrichtung R dargestellt. In der 2 ist eine weitere Ansicht der Ausführungsform im Schnitt entlang der Linie C-C in 1 dargestellt. Beide Figuren werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Die Vortriebsrichtung ist mit dem Pfeil R gekennzeichnet. Das erfindungsgemäße Ausbauelement 10 dient zum Vortreiben eines Stollens (nicht dargestellt) mit einem rechteckigen Querschnitt in einer unterirdischen Stollenbauweise. Ein hufeisenförmiger Querschnitt ist hier nicht dargestellt, die Ausführungen gelten aber analog auch für hufeisenförmige Stollen. Ein in Vortriebsrichtung R vorn angeordneter Schneidschuh 11 ist mit einer dahinter anschließenden Ausbaukammer 25 mittels fachüblichen Verbindungsmitteln 12 verbunden, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Verschraubung. Bei beengten Platzverhältnissen können der Schneidschuh 11 und die Ausbaukammer 25 getrennt in eine Baugrube eingebracht und dort verbunden werden. Anstelle einer starren Verbindung kann der Schneidschuh 11 gegenüber der Ausbaukammer 25 auch bewegbar sein, beispielsweise durch entsprechende hydraulische oder pneumatische Zylinder, um eine Richtung des Vortriebs beeinflussen zu können. Von dem vorderen Schneidschuh 11 ist eine obere Firstwand 14 und eine untere Bodenwand 16 erkennbar, die über den Rechteckquerschnitt vervollständigende Seitenwände 17 miteinander verbunden sind. Die obere Firstwand 14 hat einen vorkragenden Firstbereich 15, der sich beim Vorschub des Schneidschuhs 11 zunächst in die anstehende Ortsbrust (nicht dargestellt) hinein schiebt. Entsprechend weisen die Seitenwände 17 schräg stehende Endkanten auf. Zur Abstützung der Firstwand 14, der Bodenwand 16 sowie der Seitenwände gegeneinander ist der Schneidschuh 11 fachüblich ausgesteift.In the 1 a schematic view of an embodiment of the expansion element 10 according to the invention is shown in a vertical section along a driving direction R. In the 2 Fig. 14 is another sectional view of the embodiment taken along line CC in Fig 1 shown. Both figures are described together below. The direction of advance is marked with the arrow R. The expansion element 10 according to the invention is used for driving a tunnel (not shown) with a rectangular cross section in an underground tunnel construction. A horseshoe-shaped cross section is not shown here, but the explanations also apply analogously to horseshoe-shaped studs. A cutting shoe 11 arranged at the front in the direction of advance R is connected to a subsequent removal chamber 25 by means of connection means 12 customary in the art, in the exemplary embodiment shown by a screw connection. If space is limited, the cutting shoe 11 and the expansion chamber 25 can be introduced separately into an excavation pit and connected there. Instead of a rigid connection, the cutting shoe 11 can also be movable relative to the expansion chamber 25, for example by means of corresponding hydraulic or pneumatic cylinders, in order to be able to influence the direction of the advance. An upper ridge wall 14 and a lower base wall 16 can be seen from the front cutting shoe 11, which are connected to one another via side walls 17 completing the rectangular cross section. The upper ridge wall 14 has a protruding ridge area 15 which, when the cutting shoe 11 advances, initially pushes into the upcoming working face (not shown). Accordingly, the side walls 17 have inclined end edges. In order to support the ridge wall 14, the bottom wall 16 and the side walls against one another, the cutting shoe 11 is stiffened in a manner customary in the art.

Die ebenfalls dem hier rechteckigen Querschnitt des Stollens angepasste Ausbaukammer 25 weist eine Firstwand 21, zwei Seitenwände 22 und einer Bodenwand 23 auf und dient dazu, zur Ausbruchsicherung einen rechteckigen Stollenausbau 30 einzubringen. Erfindungsgemäß ist die Bodenwand 23 der Ausbaukammer 25 nach hinten, also entgegen der Vortriebsrichtung, verkürzt ausgeführt. Die Bodenwand 23 erstreckt sich dadurch weniger weit nach hinten, als die Firstwand 21. In der 2 ist die hintere Kante 24 der Bodenwand 23 besser erkennbar. Die Seitenwände 22 können sich ebenso weit nach hinten erstrecken, wie die Firstwand 21, wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt. Alternativ können die Seitenwände 22 einen schrägen Verlauf aufweisen. Die Bodenwand 23 erstreckt sich mindestens um eine Länge, welche der Länge eines Ausbaus 30 in Vortriebsrichtung R entspricht, weniger weit nach hinten, als die Firstwand 21. Dadurch lässt sich mindestens ein Ausbau 30 so einbringen, dass dieser zwar innerhalb der Ausbaukammer 25 und durch die Firstwand 21 von oben geschützt ist, jedoch mit einer Fußzarge 31 (3) unmittelbar auf dem Liegenden des Stollens, also dem Erdreich, hier mit dem Bezugszeichen B bezeichnet, angeordnet wird. Dadurch lässt sich ein Setzen des Ausbaus 30 bei dem folgenden Vortrieb des Ausbauelements 10 vermindern, zu dem es nach dem Stand der Technik kommt, sobald die Bodenwand 23 unter dem Ausbau 30 herausgezogen wird. In dem Ausführungsbeispiel ist die Bodenwand 23 um eine Länge, welche einem Vielfachen der Länge eines Ausbaus 30 entspricht, kürzer als die Firstwand 21, so dass eine entsprechende Anzahl an Ausbauen 30, wie zuvor beschrieben, mit den Fußzargen 31 direkt auf dem Liegenden B des Stollens errichtet werden können. Wegen einer gewissen Elastizität des Ausbauelements 10 kommt es nach jedem Vortriebszyklus zu einer Gegenbewegung. Aus diesem Grund ist das Vielfache vorzugsweise nichtganzzahlig gewählt.The lining chamber 25, which is also adapted to the here rectangular cross section of the tunnel, has a ridge wall 21, two side walls 22 and a bottom wall 23 and serves to introduce a rectangular tunnel lining 30 to secure the breakout. According to the invention, the bottom wall 23 of the expansion chamber 25 is designed to be shortened to the rear, that is to say counter to the direction of advance. The bottom wall 23 thus extends less far to the rear than the ridge wall 21. In FIG 2 the rear edge 24 of the bottom wall 23 can be seen better. The side walls 22 can extend rearwardly as far as the ridge wall 21, as shown in the embodiment. Alternatively, the side walls 22 can have an inclined course. The bottom wall 23 extends at least a length that corresponds to the length of a support 30 in the advance direction R, less far to the rear than the ridge wall 21 the ridge wall 21 is protected from above, but with a foot frame 31 ( 3 ) is placed directly on the bedrock of the tunnel, ie the ground, designated here by the reference character B. This reduces settling of the casing 30 during the subsequent advancement of the casing element 10, which occurs according to the prior art as soon as the bottom wall 23 is pulled out from under the casing 30. In the exemplary embodiment, the bottom wall 23 is shorter than the ridge wall 21 by a length which corresponds to a multiple of the length of a support 30, so that a corresponding number of supports 30, as described above, with the foot frames 31 can be placed directly on the bedrock B of the Tunnels can be built. Because of a certain elasticity of the support element 10, a counter-movement occurs after each advance cycle. For this reason, the multiple is preferably selected as a non-integer.

In der Ausbaukammer 25 ist ein als Widerlager für wenigstens an dem Ausbauelement 10 angeschlagene Vorschubzylinder 29 dienender Druckring 27 angeordnet, der gegen die eingebrachten Ausbaue 30 abgestützt wird, um das Ausbauelement 10 bei jedem Vortriebszyklus um einen Hub H (2) in Vortriebsrichtung R vorzutreiben. Der Hub H entspricht hier ebenfalls zwei Längen eines Ausbaus 30, vorzugsweise mehr als zwei Längen, z. B. zweieinhalb Längen, so dass je Vortriebszyklus zwei Ausbaue 30 eingebracht werden können. Als Vorschubzylinder 29 kommen insbesondere hydraulische oder pneumatische Zylinder in Betracht.Arranged in the expansion chamber 25 is a pressure ring 27 that serves as an abutment for the feed cylinder 29 that is attached at least to the support element 10 and is supported against the inserted supports 30 in order to move the support element 10 by a stroke H ( 2 ) in the direction of advance R. The hub H ent here also speaks of two lengths of an extension 30, preferably more than two lengths, e.g. B. two and a half lengths, so that two extensions 30 can be introduced per tunneling cycle. In particular, hydraulic or pneumatic cylinders can be used as feed cylinders 29 .

Die 3 zeigt zur Erläuterung eine schematische Darstellung eines rechteckigen Stollenausbaus 30 im Querschnitt, in dem die Fußzarge 31 erkennbar ist, die erfindungsgemäß unmittelbar auf der Sohle B des Stollens angeordnet wird. Der rechteckige Ausbau 30 wird dann innerhalb der Ausbaukammer 25 durch Hinzufügen zweier seitlicher Stützzargen 33 und einer Kopfzarge 32 komplettiert, wobei die Kopfzarge 32 eine Abschrägung 34 erhält, um den Einbau innerhalb der Ausbaukammer 25 zu erleichtern. Der Ausbau 30 kann beispielsweise aus Holzbohlen, Betonteilen, Stahlbeton und/oder Stahlteilen bestehen.The 3 shows for explanation a schematic representation of a rectangular tunnel support 30 in cross section, in which the foot frame 31 can be seen, which according to the invention is arranged directly on the sole B of the tunnel. The rectangular support 30 is then completed within the support chamber 25 by the addition of two lateral support frames 33 and a head frame 32, the head frame 32 being given a chamfer 34 to facilitate installation within the support chamber 25. The lining 30 can consist, for example, of wooden planks, concrete parts, reinforced concrete and/or steel parts.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Ausbauelementexpansion element
1111: Schneidschuhcutting shoe
1212: Verbindungselemente, Verschraubungfasteners, screw connection
1414: Firstwandridge wall
1515: Vorkragender FirstbereichProjecting ridge area
1616: Bodenwandbottom wall
1717: Seitenwändeside walls
2121: Firstwandridge wall
2222: Seitenwändeside walls
2323: Bodenwandbottom wall
2424: Hinterkante der Bodenwandrear edge of the bottom wall
2525: Ausbaukammerexpansion chamber
2727: Druckringpressure ring
2929: Hydraulikzylinderhydraulic cylinder
3030: Stollenausbautunnel expansion
3131: Fußzargefoot frame
3232: Kopfzargehead frame
3333: Stützzargensupport frames
3434: Abschrägungbevel
RR: Vortriebsrichtungdirection of advance
HH: Hubhub
BB: Stollensohlecleated sole

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 202006013839 U1 [0003]

Claims

Lining element (10) for driving a tunnel in an underground tunnel construction, with a front cutting shoe (11) pointing in the direction of advance (R) and with a rear lining chamber (25), the lining chamber adapted to a cross section of the tunnel having a ridge wall (21) and a bottom wall (23) is provided for inserting a tunnel lining to prevent the excavation, with a pressure ring (27) serving as an abutment for at least one feed cylinder (29) attached to the lining element (10) being arranged in the lining chamber (25), the Pressure ring for supporting against installed supports (30) is provided in order to advance the support element (10) in the direction of advance (R), characterized in that the bottom wall (23) of the support chamber (25) extends less far to the rear, counter to the direction of advance ( R) than the ridge wall (21).

Expansion element after claim 1 , characterized in that the bottom wall (23) extends less rearwardly than the ridge wall by at least a length corresponding to the length of a support (30).

Support element according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom wall (23) extends less far rearward than the ridge wall by at least a length which corresponds to a multiple of the length of a support (30).

Supporting element according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting shoe (11) is designed with a projecting ridge area (15).

Support element according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting shoe (11) is angularly adjustable relative to the support chamber (25) in order to change the direction of advance (R) by adjusting the cutting shoe.