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Die Erfindung betrifft einen Schildschwanz einer Tunnelbohrmaschine mit integrierten Bodengefrierrohren.
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Tunnelbohrmaschinen finden breite Anwendung beim Bau von öffentlichen Anlagen und Verkehrstunneln. Schilde von Tunnelbohrmaschinen trennen die Geologie von der Atmosphäre im Inneren der Maschine und schützen die Arbeiter vor Verletzungen durch die Geologie. Wenn die Tunnelbohrung in ungünstigen Geologien unter Bedingungen mit hohem Wasser- und Bodendruck, in komprimierten Geologien oder mit Maschinen mit sehr großen Durchmessern erfolgt, muss immer eine Auslegung auf die speziellen Arbeitsbedingungen erfolgen. Zwischen dem Schildschwanz der Tunnelbohrmaschine und dem Außendurchmesser des Tunnelsegmentausbaus gibt es eine teilweise Überlappung, und das Innere des Tunnels wird gegen die umgebende Geologie abgedichtet. Zwischen Bereichen unter erhöhtem Druck und atmosphärischen Bereichen muss die Dichtung ununterbrochen aufrechterhalten werden. Um die Dichtung der Stahldrahtbürsten für das Innere der Tunnelbohrmaschine aufrechtzuerhalten, muss die unter erhöhtem Druck stehende umgebende Geologie vom Tunnel, der im Inneren unter atmosphärischem Druck steht, getrennt werden. Um dies zu erreichen, muss normalerweise nach Auskleidung des Tunnels mit Tübbingen hinter der Tunnelbohrmaschine Material eingespritzt werden, ein anderes Verfahren ist das künstliche Absenken des Grundwasserspiegels. Die derzeit verfügbaren unterschiedlichen technischen Verfahren haben jeweils ihre Schwachpunkte: das Einspritzen von Material von der Tunnelbohrmaschine kann gegebenenfalls nicht in allen Geologietypen eine geeignete Dichtung erzeugen, so dass dabei ein gewisses Risiko besteht; das Absenken des Grundwasserspiegels kann Auswirkungen auf andere Gebäude und die Umwelt haben, und wenn der Tunnel sich unter oder in der Nähe von Flussläufen, Seen oder dem Meer befindet, kann der Grundwasserspiegel möglicherweise überhaupt nicht gesenkt werden. Damit die Bürstendichtung der Tunnelbohrmaschine repariert oder ausgetauscht werden kann, ist ein sicheres Verfahren notwendig, um zu verhindern, dass bei Reparatur oder Austausch Grundwasser eindringt.
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Im Hinblick auf oben genannte Schwachpunkte ist das technische Problem, das mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, die Bereitstellung eines Schildschwanzes einer Tunnelbohrmaschine mit integrierten Bodengefrierrohren, der Geologien und Wasser in der Umgebung der Tunnelbohrmaschine einfrieren kann und verhindert, dass bei der Reparatur oder beim Austausch der Bürstendichtung Grundwasser eindringt.
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Zur Behebung der genannten technischen Probleme verwendet die Erfindung die Lösung gemäß dem Anspruch 1.
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Der vordere Teil der erwähnten Verbindungsrohre ist bogenförmig und mit dem Gefriermittelzufuhrsystem verbunden, der hintere Teil der erwähnten Verbindungsrohre ist in den erwähnten Mantel eingebettet.
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Zwischen den benachbarten ringförmigen Rohren ist eine Einspritzvorrichtung angeordnet.
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Der erwähnte Mantel ist darüber hinaus mit der Vorrichtung einer Stahldrahtbürstendichtung versehen. Die erwähnte Stahldrahtbürstendichtung ist an der Innenwand des erwähnten Mantels angeordnet, die erwähnten Gefrierrohrleitungen sind nahe der Außenwand des Mantels angeordnet.
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Durch Anwendung dieser technischen Lösung erzielt die Erfindung die folgenden technischen Ergebnisse:
- (1) Der mit dieser Erfindung bereitgestellte Schildschwanz einer Tunnelbohrmaschine mit integrierten Bodengefrierrohren verfügt über integrierte Gefrierrohrleitungen und kann die Kälteflüssigkeit über ringförmige Rohre einpumpen, um Geologie und Wasser in der Umgebung der Bohrmaschine einzufrieren. Auf diese Weise kann um die Tunnelbohrmaschine herum ein gefrorener Block entstehen, und vom Inneren der Tunnelbohrmaschine aus das Dichtungssystem vollständig gewartet werden.
- (2) Die Einspritzvorrichtung ist zwischen den Gefrierrohrleitungen angeordnet, die Gefrierrohrleitungen sind nahe der Außenwand des Mantels angeordnet, und die Stahldrahtbürstendichtung ist an der Innenwand des Mantels angeordnet, so dass die einzelnen Vorrichtungen in den Schildschwanz integriert werden können, ohne dass die Dicke des Schildschwanzes erhöht werden muss. Die sinnvolle Anordnung spart Material, außerdem ist dadurch, dass die Gefrierrohrleitungen nahe der Außenwand des Mantels und die Stahldrahtbürstendichtung an der Innenwand des Mantels angeordnet sind, die Kältewirkung hoch und der Auseinanderbau sowie Reparaturen sind noch einfacher möglich.
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Es zeigen:
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1 eine Strukturzeichnung des Schildschwanzes einer Tunnelbohrmaschine mit integrierten Bodengefrierrohren dieser Erfindung,
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2 eine Ansicht in der in 1 eingezeichneten Richtung A,
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3 eine Ansicht der in 2 eingezeichneten Strecke B-B und
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4 eine Teilansicht von 2.
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Wie aus 1 ersichtlich, weist der Schildschwanz einer Tunnelbohrmaschine mit integrierten Bodengefrierrohren gemäß einer Ausführung der Erfindung einen Mantel 1 und im Mantel 1 angeordnete Gefrierrohrleitungen 2 sowie ein mit den Gefrierrohrleitungen 2 verbundenes Gefriermittelzufuhrsystem auf. Der Mantel 1 ist röhrenförmig. Die Gefrierrohrleitungen 2 verfügen über einige umlaufend um den erwähnten Mantel angeordnete, ringförmige Rohre 21 und über mit den ringförmigen Rohren 21 verbundene Verbindungsrohre 22. Die Verbindungsrohre 22 sind in axialer Richtung längs des Mantels 1 verteilt, die Verbindungsrohre 22 sind mit dem erwähnten Gefriermittelzufuhrsystem verbunden.
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Dabei ist der Mantel 1 zylinderförmig. Die Gefrierrohrleitungen 2 weisen einige umlaufend um den Mantel 1 angeordnete, ringförmige Rohre 21 und mit den ringförmigen Rohren 21 verbundene Verbindungsrohre 22 auf. Die Verbindungsrohre 22 sind in axialer Richtung längs des Mantels 1 verteilt. Der vordere Teil 221 der Verbindungsrohre 22 ist bogenförmig und mit dem Gefriermittelzufuhrsystem verbunden, der hintere Teil 222 ist in die Stahlstruktur des Schildschwanzmantels 1 eingebettet. Das Gefriermittel des Gefriermittelzufuhrsystems wird in die Gefrierrohrleitungen 2 transportiert und dient zum Einfrieren von Geologie und Wasser in der Umgebung des Schildschwanzmantels. Bei dem Gefriermittelzufuhrsystem handelt es sich um eine vorhandene Technologie, die hier nicht weiter beschrieben wird. Auf diese Weise kann um die Tunnelbohrmaschine herum ein gefrorener Block entstehen, und vom Inneren der Tunnelbohrmaschine aus das Dichtungssystem vollständig gewartet werden.
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Dabei sind die Gefrierrohrleitungen 2 nahe der Außenwand des Mantels 1 angeordnet und in den Mantel 1 eingebettet. An der Innenwand des Mantels 1 ist eine Stahldrahtbürstendichtung 3 angeordnet. Die Stahldrahtbürstendichtung 3 weist mindestens einen Ring Stahldrahtbürsten auf, der in axialer Richtung an der Innenwand des Mantels angeordnet ist. Die Stahldrahtbürstendichtung 3 dichtet den Spalt zwischen Schildschwanz und dem Inneren der Maschine ab und dient zur Verhinderung des Eindringens von Wasser während des Bearbeitungsprozesses. Zwischen den benachbarten ringförmigen Rohren 21 ist eine Einspritzvorrichtung 4 angeordnet. Bei der Einspritzvorrichtung 4 handelt es sich um eingebettet in den Mantel angeordnete Einspritzrohre.
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Das Prinzip der Erfindung ist, dass die Gefrierrohrleitungen 2 in den Schildschwanz der Tunnelbohrmaschine integriert sind. Wenn derartige Gefrierrohrleitungen 2 eingebaut sind, kann eine Kälteflüssigkeit über ringförmige Rohre 21 eingepumpt werden, die dazu dient, die Geologie und das Wasser in der Umgebung der Bohrmaschine einzufrieren.
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Auf diese Weise kann um die Tunnelbohrmaschine herum ein gefrorener Block entstehen, und vom Inneren der Tunnelbohrmaschine aus das Dichtungssystem vollständig gewartet werden.
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Beim Bau langer Tunnel unter Flussläufen hindurch oder in der Nähe der Meeresküste ist die Innovation dieser Erfindung von besonderer Bedeutung. Durch den Einsatz des Schildschwanzes einer Tunnelbohrmaschine mit integrierten Bodengefrierrohren gemäß der Erfindung kann unter ungünstigen Bedingungen, und sogar, wenn keine Annäherung von der Bodenoberfläche aus möglich ist, die Bürstendichtung des Schildschwanzes sicher überprüft und ausgetauscht werden und es kann innerhalb kurzer Zeit eine konzentrierte Wartung erfolgen. Durch Verwendung dieser Dichtungsart können alle Stahldrahtbürstendichtungen 3 zwecks Wartung erreicht werden, und es ist nicht erforderlich, sich diesen Vorrichtungen von der Bodenoberfläche aus zu nähern.
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Zuletzt ist noch auf Folgendes hinzuweisen: Das obige Beispiel ist lediglich eine vorzugsweise Ausführung der Erfindung, die die Erfindung nicht einschränkt. Obwohl die Erfindung unter Bezug auf dieses Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben wurde, sind, wenn Fachleute auf diesem technischen Gebiet die im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel angegebene technische Lösung weiterhin abändern oder einen Teil der enthaltenen technischen Merkmale äquivalent ersetzen, sämtliche im Sinne und aufgrund des Prinzips dieser Erfindung vorgenommenen Abänderungen, äquivalenten Ersetzungen, Verbesserungen u.a. ausnahmslos in der Erfindung enthalten.
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Zusammenfassung der Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Schildschwanz einer Tunnelbohrmaschine mit integrierten Bodengefrierrohren mit einem Mantel und im Mantel angeordneten Gefrierrohrleitungen sowie einem mit den Gefrierrohrleitungen verbundenen Gefriermittelzufuhrsystem. Der erwähnte Mantel ist röhrenförmig. Die erwähnten Gefrierrohrleitungen bestehen aus einigen umlaufend um den erwähnten Mantel angeordneten, ringförmigen Rohren und aus mit den erwähnten ringförmigen Rohren verbundenen Verbindungsrohren. Die Verbindungsrohre sind in axialer Richtung längs des Mantels verteilt, die erwähnten Verbindungsrohre sind mit den Gefrierrohrleitungen verbunden. Der mit dieser Erfindung bereitgestellte Schildschwanz einer Tunnelbohrmaschine mit integrierten Bodengefrierrohren kann Geologien und Wasser in der Umgebung der Tunnelbohrmaschine einfrieren und verhindern, dass bei der Reparatur oder beim Austausch der Bürstendichtung Grundwasser eindringt.
