DE2245501A1

DE2245501A1 - Verfahren zum regeln des wasserdruckes des stollenortes bei einem schildvortriebbauverfahren mit einem gegen druckschlamm abgedichteten schild

Info

Publication number: DE2245501A1
Application number: DE2245501A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Matsushima
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1972-09-15
Publication date: 1974-04-04
Also published as: DE2245501B2; DE2245501C3

Description

Verfahren zum Regeln des Wasserdruckes des Stollenortes be-i einem Schildvortrieb-Bauverffahren mit einem gegen Druck schlamm abgedichteten Schild.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Wasserdruckes des Stollenortes bei einem Schildvortrieb-Bauverfabren mit einem gegen Druckschlamm abgedichteten Schild.
Der Wasserdruck des Stollenortes muß auf einem bestimmten Druck konstant gehalten werden, um das Einbrechen von Erde und Sand beim Schildvortrieb mit einem gegen Druckschlamm abgedichteten Schild zu vermeiden. Das bisher zur Regelung des Wasserdruckes des Stollenortes im allgemeinen verwandte Verfahren bestand darin, die Konzentration des- Schla,mues: in der Absaugleitung zu bestimmen und den Öffnungsgrad der Ventile entweder der Wasserzuführungsleitung oder der Schlammabsaugleitung dementsprechend einzustellen. Im Falle der Verwendung dieses Verfahrens war jedoch die Schwankung des Druckes am Stollenort entweder wegen der Ungenauigkeit der Bestimmung der Konzentration oder wegen der beträchtlichten Zeit, die erforderlich war, bis die Ventile als Realtion auf die Schwankung des Druckes geöffnet wurden, sehr groß.
Folglich war es wahrscheinlich, daß der Stollenort zusammenbrach oder die Schlammabsaugleitung verschlammte, was unvermeidlich zur Unterbrechung der Bauarbeit führt.
Es war daher das Ziel der Erfindung sicherzustellen, daß der für die Aufrechterhaltung der Stabilität des S'tol'.enortes des Aushubs notwendige llasserdruck immer konstant gehalten wird, und es dadurch möglich zu machen, den Betrieb des Schildvortriebs mit einem gegen Druckschlamm abgedichteten Schild sicher und zuverlässlig durchzuführen.
Es ist gefunden worden, daß das oben genannte Ziel der Erfindung erreicht werden kann, wen die Kopplung eines Motors variabler Drehzahl mit der Wasserversorgungspumpe, die das Wasser zum Stollenort liefert, und die Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeiten dieses Motors und damit die Änderung der durch die Pumpe geförderten Wassermenge in Betracht gezogen wird.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung eine beispielsweise, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Die einzige Figur erläutert eine Arbeitsweise der Erfindung. In der Figur stellen die durchgezogenen Linien die Rohrleitungen und die unterbrochenen Linien die elektrischen Leitungen dar.
In der Zeichnung ist mit 1 eine durch einen Wechselstronim-otor variabler Drehzahl angetriebene Wasserzuführpumpe bezeichnet.
Der Wechselstrommotor variabler Drehzahl wird von einem Dreiphasen-Eurzschlußmotor 2 und einer Wirbelstrormkopplung 3 gebitdet. Da dieser Aufbau so abgestimmt ist, daß durch das Anlegen einer Gleichstromerregung an die Erregerspule in der Wirbelstromkopplung 3 das Drehmoment des Kurzschlußmotors 2 (Eingangswelle) auf die Wirbelstromkopplung 3 (Ausgangswelle) übertragen wird, kann die Drehgeschwindigkeit des Motors mit variabler Drehzahl durch die Steuerung der Spannung dieser Gleichstromerregung kontinuierlich variiert werden.
Das'von der Wasserzuführpumie 1 abgegebene Wasser tritt in die vordere Schneidkammer 4 ein. Das durch das Schneidwerkzeug 5 abgetragene Erdreich tritt in die Kammer 4 ein, wo es zu Schlamm wird und aus dem Tunnel durch die Absaugpumpe 6 entfernt wird.
(Die Bezugszeichen 2' und 3' bezeichnen jeweils einen Kurzschlußmotor und eine Wirbelstromkopplung, wie die oben genannten Bezugsziffern 2 und 3). Wenn eine Änderung in der Konzentration des Schlammes, in diesem Falle in Abhängigkeit von der Menge an abgetragener Erde, auftritt, schwankt der Druck innerhalb der vorderen Schneidkammer 4. Dieser Druck wird von einem Druckübertrager 7 bestimmt und in Form eines elektrischen Gleichstromsignals an einen Druckregler 8 übertragen. Der Regler 8 vergleicht die Höhe des vom Druckübertrager 7 empfangenen elektrischen Signals mit einem festgesetzten Wert einer Druckeinstellvorrichtung 9, die mit der Regelung 8 in Verbindung steht, und sendet einem Vorverstärker 10 ein elektrisches Gleichstromsignal als Betriebsausgangssignal (eine P.I.D.-Regelung eingeschlossen), das der Abweichung der genannten Werte voneinander entspricht, um das elektrische Signal in ein Drucksignal umzuwandeln. Das Drucksignal wird über eine Steuertafel 11 der Wirbelstromkopplung 3 als Erregerspannung geliefert, durch die die Drehgeschwindigkeit des Motors mit variabler Drehzahl (2 und 3) und die von der Pumpe 1 gelieferte Wassermenge gesteuert werden.
Andererseits bestimmt ein Geschwindigkeitsnachweisgenerator 12 die Geschwindigkeit der Wirbelstromkopplung 3 und führt die bestimmte Geschwindigkeit als Spannung zur Steuertafel 11 zurück.
Die Steuertafel 11 vergleicht die bestimmte Spannung mit der Soll-Spannung, stellt die Erregerspannung ein, bis keine Abweichung in den zwei Spannungswerten vorhanden ist und arbeitet dazu, den bestimmten Wasserdruck durch Anderung der Drehgeschwindigkeit des Itotors mit variabler Drehzahl 2 und 3 und der von der Pumpe 1 gelieferten Wassermenge durch Regeln der Geschwindigkeit der Wirbelstroakopplung 3 aufrecht zu erhalten.
Selbst in den Fällen, in denen sich der Druck der vorderen Schneidkammer 4 infolge einer Änderung der Leistung der Absaugpumpe 6, die aus einer Änderung der Konzentration des Schlammes resultiert, ändert, wird die Wasserzuführpumpe 1 - wie im Obigen ausgeführt - automatisch bezüglich ihrer Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl entsprechend der von der Absaugpumpe 6 abgesaugten Schlammmenge geregelt, wodurch sichergestellt wird, daß Wasser in für die Aufrechterhaltung eines geeigneten Wasserdruckes notwendiger Menge zugeführt wird. Unter den Umständen, unter denen das Notabsperrventil 13 in Betrieb ist, kann der Anstieg des Wasserdruckes kontinuierlich mit großer Genauigkeit durch den Druckübertrager 7, der die Änderung im Wasserdruck feststellt, und durch die Wasserzuführpumpe 1 geregelt werden, die über einen breiten Bereich bis zu dem zu haltenden, bestimmten Druck anspricht.
Wenn die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems, wie im Obigen beschrieben aufgebaut ist, ist es durch Einstellen der mit dem Regler 8 verbundenen Druckeinstellvorrichtung 9 auf einen bestimmten Wasserdruck und durch Bestimmen der Schwankung des Wasserdruckes des Stollenortes mit der Druckeinstellvorrichtung, in dem die Wasserdruckschwankungen in Spannungsschwankungen umgewandelt und diese zur Wirbelstromkopplung übermittelt werden, möglich, sehr genaue Einstellungen der Drehzahl oder der Drehgeschwindigkeit der l;rasserzuführpumpe 1 mit einer großen Ansprecheschwindigkeit auszuführen und damit die gelieferte Wassermenge zu steuern, was zum Aufrechterhalten des Wasserdruckes notwendig ist.
Bei dem Verfahren zur Steuerung des Wasserdruckes der vorderen Schneidkammer bei einem herkömmlichen Schildvortrieb mit einem gegen Druckschlamm abgedichteten Schild war es schwierig, den Wasserdruck, der für die Aufrechterhaltung der Stabilität des Stollenortes notwendig ist, immer konstant zu halten. Es bestand daher die ilöglichkeit des Binbrechens des Stollenortes.
Andererseits kann erfindungsgemäß der Wasserdruck auf einem Soll-Druck in Übereinstimmung mit Änderungen in der Xonzentration des Schlammes wegen der Änderung in der Menge der abgetragenen Erde, mit Schwankungen des Strömungswiderstandes in den Wasserzuführ- und Äbsaugleitungen wegen Änderungen in ihrer länge, die mit dem Fortschreiten der Abtragung verbunden sind, oder mit Änderungen in der Leistung der Absaugp'utnpe wegen Änderungen in der Konzentration des Schlammes sowie in den Pällen, in denen der Betrieb der Absaugpumpe wegen Notfällen oder anderen Gründen eingestellt ist, gehalten werden. Der Wasserdruck kann leicht in Übereinstimmung mit den Verhältnissen des Stollenortes eingestellt werden, und daher wird es möglich, das Schildvortriebbauverfahren mit einem gegen Druckschlamm abgedichteten Schild sicher und zuverlässig durchzuführen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Regeln des Wasseidrucires des Stollenortes bei einem Schildvortrieb-Bauverfahren mit einem gegen Druckschlamm abgedichteten Schild, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der rasscrdruck des Stollenortes mit einem Druckübertrager bestimmt, dieser Wasserdruck als ein elektrisches Signal einem Druckregler übermittelt, dieses elektrische Signal mit einem Soll-Druck in dem Regler verglichen, das der Abweichung zwischen dem zuerst genannten elektrischen Signal und dem Soll-Druck entsprechende elektrische Signal in ein Drucksignal und dieses Drucksignal von einer Steuertafel als eine Erregerspannung an einen Motor mit variabler Drehzahl übermittelt wird, der'von einer Wirbelstromkopplung und einem Kurzschlußmotor gebildet wird, um die Drehgeschwindigkeit des Motors zu steuern, wodurch die von einer Pumpe gelieferte Wassermenge geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnst, daß die Drehzahl des iiotors mit variabler Drehzahl bestimmt, die Drehzahl als Spannung der Steuertafel zurückgeliefert, die bestimmte Spannung mit der Soll-Spannung verglichen und die Erregerspannung eingestellt wird, bis die Abweichung Null wird, wodurch die Drehzahl des Motors eingestellt wird.