DE2147083A1

DE2147083A1 - Verfahren zum Vortreiben von Tunneln oder Stollen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2147083A1
Application number: DE19712147083
Authority: DE
Inventors: Armin 4619 Oberaden Löbbe
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1970-09-24
Filing date: 1971-09-21
Publication date: 1972-03-30
Also published as: SE366791B; BE772540A; CH542322A; FR2116592A5; US3818713A; AT316625B; JPS501296B1; SU496748A3; NO132289B; NO132289C; GB1362251A; ES395300A1

Description

Gewerkschaft
EISSHHtTTTl WISTPlLIl

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Verfahren etui Tortreiben von Tunneln oder Stollen und Vorrichtung sur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung besieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung Susi Vortreiben von Tunneln oder Stollen mittels eines Meeservortriebsschildes, dessen Messer durch bohlenartige, an ihrer vorderen Stirnseite mit Schneiden versehene, auf der Außenseite von Rahmen oder Gerüsten dicht nebenelnanderliegend angeordnete oder geführte sowie einsein bsw. in kleineren Gruppen llmgsverschiebliche Teile gebildet sind, wobei die rückwttrtigen Enien der Messer,wenigstens sum Teil, gleichzeitig einen Schildauebau des vorderen Tunnel-oder Stollenabschnittes bilden.

Messervortriebsschilde sind an sich ebenso bekannt, als Verfahren sum Vortreiben eines Tunnels oder Stollens mit Hilfe eines solchen Messerschildes, Beispielsweise im Deutschen Gebrauchs- * muster 1 910 987 ist eine sog. Messerschild-Vortriebeeinrichtuni ύ für Tunnel oder Stollen beschrieben, welehe einen Süt«rahmen * umfasst, der bohlenförmige, an ihrer vorderen Stirnkante mit einer Sohneide versehene Elemente abstützt und führt, wobei diese bohlenförmigen Element· die Messer bilden und jeweils mittels

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ein·· doppeltwirkenden Hydraulikzylinders eineein nacheinander in die Ortebrust eintreibbar sind. Sie Hydraulikzylinder sind hierbei einerseits gegen den Stützrahmen abgestützt und greifen andererseits über geeignete Vorrichtungen an den Messern an, wobei der Stütsrahaen gleichzeitig das Widerlager zur Aufnahme bzw. Abstützung der aus dem Messerrortrieb resultierenden Reaktionskräfte bildet. Durch die fest· Verbindung des Stützrahmens mit allen gerade nicht bewegten Messern wird eine Abstützung der Vortriebskraft über dl· zwischen den unbewegten Messern und dem Boden herrschende Reibungskraft gewährleistet, sodaß auf ein besonderes, gegen den nachrückenden Tunnel-oder Stollenausbau abgestütztes Widerlager verzichtet werden kann. Bei dieser bekannten Vortriebseinrichtung werden die Vortriebskräfte für die jeweils vorzutreibenden Messer über den Stützrahmen und die ruhenden Messer durch Vermittlung der auftretenden Reibungskräfte gegen das umgebende Erdreich abgestützt, während das schrittweise Nachziehen des Stützrahmens unter Abstützung der Nachziehkräfte gegen alle Messer gemeinsam und durch entgegengesetzte Beaufschlagung der doppeltwirkenden Hydraulikzylinder erfolgt. Bei derartigen Messerschilden ist es ferner bekannt, daß die Messer hinterendi g den Stützrahmen überragen und so einen Schildausbau bilden, in dessen Schutz der endgültige Tunnel oder Stollenausbau, meist in Form einer Betonauskleidung eingebracht wird.

Bei Anwendung eines Messerschildes und eines Vortriebeverfahrene der Torgeschriebenen Art werden im allgemeinen die Ausbau-oder Betonierungsarbeiten im oder unmittelbar hinter dem Schildschwans vorgenommen, wozu zweck· Antransportes des erforderlichen Ausbaumaterials-bzw. Gerätes wenigstens ein Tunnel-oder Stollenabschnitt freigemacht werden muß, sodaß dieser Vortriebsart der Nachteil anhaftet, daß Vortriebs- und Ausbauarbeiten in abwechselnden Etappen vorgenommen werden müssen, da insbesondere in engen Tunnel-oder Stollenquerschnitten der AKtransport des Ausbaumaterlals-und Gerätes den Abtransport des Hereingewonnen nicht zulässt.

Unter der Bezeichnung Liner Platea-Method« ist auch schon ein· Verfahrenewei·· bekanntgeworden, bei welcher im Anschluß an

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die Vortrlebseinrichtung ein zumindest vorläufiger Ausbau aus dünnwandigen Tübbings-oder Schalungselementen eingebracht wird. Mit Rücksicht darauf, daß übliche Messerschildvortriebseinrichtungen jedoch stets auf ein durch den nachfolgenden Ausbau zu bildendes Widerlager angewiesen sind konnte sich diese Methode in der Praxis nicht durchsetsen, da die dünnen Ausbauelemente sich unter dem Abstütsdruck des Stützrahmens verformen und übereinanderschieben. Um diesem übelstand auszuweichen wurden derartige Vortriebseinheiten mit handbetriebenen Vor- | triebseinrichtungen, insbesondere für die Messer, ausgestattet, * die sich jedoch infolge ihres verhältnismäßig geringen Wirkungsgrades ebenfalls nicht durchsetsen konnten. . ^

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Vortriebeverfahren unter Verwendung eines MesserSchildes zu schaffen, bei dem eine gegenseitige Behinderung von Vortriebs-und Ausbauarbeiten ausgeschlossen ist und ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens su schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Vorrichtungen dieser Gattung vermieden sind.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Vortriebs-und Ausbauarbeiten räumlich und zeitlich unabhängig voneinander ausgeführt werden, wobei mindestens der vor der Ausbaufront liegende Tunnel-oder Stollenabschnitt durch einen Hilfsausbau aus Schalungselementen gesichert ist. Das φ erfindungsgemäße Verfahren verwendet hierbei einen Messerschild, der sich durch eine widerlagerfreie, reibschlüssige Abstützung der Vortriebskräfte für die Messer und der lachziehkräfte für den Stützrahmen gegen die Tunnel-oder Stollenwandung auszeichnet, in Verbindung mit einem aus dünnwandigen, tübbingartigen Schalungselementen bestehenden Hilf saubau, der im Schütze des Schildschwanses montierbar ist, wobei die Schalungselemente : durch dünnwandige Beton-oder Metalltübbings gebildet sind. Der endgültige Ausbau besteht aus einer Betonauskleidung und wird vorzugsweise in einer großen Entfernung sum Vortriebsschild unter Verwendung einer umsetzbaren Schalung, die mit dem Hilfeausbau einen mit Beton auezufüllenden Hohlraum einschließt erstellt.

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Der eich bei einer solchen Herstellungsweise des endgültigen Ausbaues ergebende, schrittweise Ausbaufortechritt ist im wesentlichen durch die Abbindezeit des Betons bedingt,⁹behindert bei Anwendung des erfindungsgemäSen Verfahrens die Vortriebs- ' arbeiten nicht, da die Betonierungsarbeiten in einem großen Abstand zum Schild ausgeführt werden.

Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Messerschild weist einen aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen bestehenden Stützrahmen auf, der über seine Außenseite in an sich bekannter Weise durch bohlenartige, vorderendig Bit Schneiden versehene Seile gebildete und dicht nebeneinanderliegend angeordnete Hesser stützt und führt und dessen Teile in Richtung der Tunnelachse in der Weise schreitend vorwärtsbewegbar sind, als beide Stützrahmenteile über eine Vielzahl von doppeltwirkenden Hydraulikzylindern verbunden sind und die Messer zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Befestigungseinrichtungen aufweisen, über die sie mit dem einen oder anderen Teil des Stützrahmens verbindbar sind und jeweils ein oder einige Messer mit dem vorderen Stützrahmenteil verbundden und mittels der Hydraulikzylinder zusammen mit diesem vorgetrieben werden, solange, bis sämtliche Messer vorgetrieben sind/wobei der vordere Stützrahmenteil eine hin-undhergehende Bewegung ausführt. Endlich wird der vordere Rahmenteil mit den Messern verbunden und der hintere Stützrahmenteil durch eine entgegengesetzte Beaufschlagung der Hydraulikzylinder nachgezogen und erneut mit den Messern verbunden. Die Vorschubkräfte für die jeweils vorzutreibenden Messer bzw. die Nachziehkräfte für den hinteren Stützrahmenteil werden dabei reibschlüssig zwischen den ruhenden Messern und der Tunnel-oder Stollenwandung abgestützt. Gemäß einem weiteren Merkaal der Erfindung wird der Hilfsausbau aus an sich bekannten, sog. Liner Plates erstellt.

In weiterer Sinzelausgestaltung dtr Erfindung k*im ferner vor· gesehen sein, daß dem Messerschild gegenüber voreilend wenigstem eine an sich bekannte Vorrichtung sub Herstellen oder Betonieren eines Selten-oder Ulmenstollems angeordnet ist.

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JTach einem anderen Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß cur Herstellung des endgültigen Ausbaues anstelle einer schrittweise umsetsbaren Schalung ein an sich bekannter Betonierwagen verwendet wird, der gleichseitig die Innenschalung bildet.

In der nachfolgenden Beispielsbeschreibung ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausftihrungsbeiepieles im einseinen beschrieben. In der Zeichnung zeigt die

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen 7erfahrens;

Figur 2 eine Stirnansicht zu Figur 1; Figur 3 eine Vorrichtung entsprechend Figur 1, wobei der

Messerschild jedoch eine zusätzliche Querverstrebung aufweist;

Figur 4 eine Stirnansicht bu Figur 3.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen mit 1 bezeichneten Meeserschild, im wesentlichen bestehend aus Messern 2, in bohlen-oder balkenform mit vorderendig angeordneter Schneide 3» einem zweiteiligen Stützrahmen 4 und 8, dessen vorderer Teil 4 durch ein Gerüst aus vertikal gerichteten Trägern 5 und zu diesen schräg getsellten Trägern 6 sowie zwischen den Trägern 5 und 6 diagonal angeordneten Verstrebungen 7 gebildet ist, sowie zwischen den Stützrahmenteilen 4 und 8 angeordneten, in der Zeichnung nicht besondere herausgestellten, doppeltbeaufschlagbaren Hydraulikzylindern, die symetrlsch zur Tunnel-oder Stollenachse angeordnet sind und durch eine vorzugsweise auf dem Stützrahmen montierten Hydraulikpumpe gespeist sind. Der > Vortriebsrahmenteil 8 weist eine Lochreihe 11 au*f, während die Ö Messer durch Arretierbolzen 12 gebildete Befeetleungselnrichttuigen aufweisen, über die sie mit jeweils einem der Stützrahmenteile 4 oder β verbindbar sind. Der Messerschild 1 ist mit einem durch Spundbohlen 14 gebildeten und mit 13 bezeichneten

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Schildschwanz versehen, wobei die Spundbohlen 14 eine geringere Dicke aufweisen als die Messer 2. Mach den erfindungsgemäßen Verfahren werden im Schütze des Schildschwanzes 13 sog. Liner Plates 15» die im gezeigten Ausftihrungsbeispiel aus dünnwandigen Metall tubbings bestehen, zu einen Hilf sausbau 16 montiert, während der endgültige Ausbau durch eine Betonauskleidung gebildet wird, die erfindungsgemäß in einer vorzugsweise großen Entfernung, beispielsweise 30 bis 50 Meter, hinter dem Vortriebsschild unter Verwendung einer schrittweise umsetzbaren Schalung 17 eingebracht wird. Di« Schalung 17 schließt mit dem Hilfsausbau 16 einen Hohlraum 19 ein, in welchen die Betonauskleidung des Tunnels-oder Stollens eingebracht wirdund welcher vorderendig durch einen Radialflansch 18 der Schalung 17 abgedichtet ist.

Von der vorbeschriebenen Ausführungsform eines MesserSchildes unterscheidet sich die in den Figuren 3 und 4 dargestellte dadurch, daß der vordere 24 und der hintere Teil des Sützrahmens < 28 etwa auf halber Höhe angeordnete Querverstrebungen 25 und 26 aufweisen, die ihrerseits mit Messern 23 bestückt sind.

Aus den Zeichnungen ist ohne weiteres erkennbar, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung Vortriebs- und Ausbauarbeiten innerhalb weiter Grenzen räumlich und zeitlich voneinander unabhängig ausführbar sind, wobei zu vermerken bleibt, daß die Errichtung des Hilfeausbaues 16 innerhalb des SchiIdschwanzes 13 die Vortriebearbeiten nicht behindert. Der Vortrieb erfolgt durch ein gruppenweises Vortreiben der Messer 2 mittels des vorderen Stützrahemteiles 4 und der Hydraulikzylinder wobei die Vortriebskräfte über den hinteren Stützrahmenteil 8 und die ruhenden Messer 2 reibschlüssig gegen das umgebende Erdreich abgestützt werden, sodaß der aus dünnwandigen Liner Plates zu errichtende Hilfsausbau 16 von axial gerichteten Abstützkräften freigehalten ist. Der endgültige Ausbau folgt dem Vortrieb mit einigem Abstand, wobei der dazwischenliegende Tunnel-oder Stollenabschnitt stets dsxc-h den Hilfsausbau 16 gesichert ist.

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Claims

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PlTEHTANS P R O C H S :

Verfahren zum Vortreiben von Tunneln oder Stollen mittels eines Messervortriebsschildes, dessen Messer durch bohlenartige, an ihrer vorderen Stirnseite mit Schneiden versehene auf der Außenseite von Rahmen oder Gerüsten dicht nebeneinanderliegend angeordnete oder geführte sowie einzeln bzw. in kleineren Gruppen längsverschiebliche Teile gebildet sind, * wobei die rückwärtigen Enden der Messer wenigstens zum Teil j gleichseitig einen Schildausbau des vorderen Tunnel-oder Stollenabschnittes bilden, dadurch gekennzeichnet, daß Vortriebs-und Ausbauarbeiten räumlich und zeitlich unabhängig w voneinander ausgeführt werden, wobei mindestens der vor der Ausbaufront liegende Tunnel-oder Stollenabschnitt durch einen Hilfeauebau (16) aus Schalungselementen (15) gesichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine widerlagerfreie, reibungsschlüssige Abstützung der Vortriebskräfte für die Messer (2) bzw. der Nachziehkräfte für den Stützrahmen (8) gegen das umgebende Erdreich gewährleistender Messerschlld (1) in Verbindung mit einem aus dünnwandigen Beton-oder Metalltubbings (15) im Schütze des Schildschwanzes (13) zu montierenden Hilfsausbau (16) angewandt und der endgültige Ausbau mit einem vorzugsweise grossen Abstand sum Vortriebsschild (1) eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der endgültige Ausbau aus einer Betonaukleidung besteht und! mittels einer umsetzbaren, mit dem Hilfeausbau (16) einen vorderendig über einen Eadialflansch (18) abgedichteten Hohlraum (19) einschließenden Schalung (17) eingebracht j wird. I

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dl· den endgültigen Aushau bildende Betonamskleidung mittels

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«ines an sich bekannten Betonierwagens erstellt wird.

:, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach !Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dafi eie einen Meeservortriebsechild (1), einen Hilfsausbau (16) sowie Einrichtungen zur Herstellung eines endgültigen Ausbaues umfasst, wobei der Meeserschild (1) einen aus zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen (4 und8 ) bestehenden Stützrahmen und eine Vielzahl bohlenförmiger, gegen die Außenseite des Stützrahmens anliegender,axial verschieblicher Messer (2) aufweist, und die Stützrahmenteile (4 und 8) durch Vermittlung zwischen ihnen angeordneter, doppeltwirkender Hydraulikzylinder in der Tunnelachse schreitent bewegbar sind, in der Weise, daß zunächst die Messer (2) gruppenweise mit dem vorderen Sttitzrahmenteil (4) verbunden undzusammen mit diesem durch die Hydraulikzylinder vorgeschoben werden und nach beendigtem Vorschub aller Messer (2) durch eine entgegengesetzte Beaufschlagung der Hydraulikzylinder der hintere Stützrahmenteil (8) zum vorderen Stützrahmenteil (4) hin nachgezogen wird, nachdem letzterer mit allen Messern (2) verbunden worden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsausbau (16) aus sog. Liner Plates besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsausbau (16) einen geringfügig geringeren Durchmesser aufweist als der Schildschwanz (13).

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meeserschild gegenüber voreilend wenigstens eine an sich bekannte Einrichtung zum Herstellen und Betonleren eines Seiten-oder ülmenstollens angeordnet ist.

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