DE2322468C2 - Vorrichtung zum Herstellen von Stollen, Kanälen oder Tunneln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Stollen, Kanälen oder Tunneln aus vorgefertigten, von einer Vortriebsstelle aus mittels hydraulischer Vortriebsvorrichtungen aufeinanderfolgend vorgetriebenen Betonrohren, mit einem vor dem vordersten Betonrohr angeordneten Schneidkopf, der eine dem Querschnitt der vorzutreibenden Betonrohre angepaßte vordere Schneide aufweist.

Beim Herstellen von Stollen und Kanälen für Kanalisationszwecke wird unter bebautem Gelände, wenn die Bodenverhältnisse dies zulassen, häufig so vorgegangen, daß die Betonrohre von einem Arbeitsschacht aus mittels einer hydraulischen Vortriebsvorrichtung mit einem Schneidkopf am vorderen Ende des Betonrohrstranges aufeinanderfolgend in das Erdreich s gedrückt werden. Das im freien Querschnitt des Schneidküpfes anstehende Erdreich wird entweder von Hand oder maschinell gelöst bzw. weggeräumt und zum Arbeitsschacht abgefördert.

In unbebautem Gelände kann grundsätzlich ebenso

ίο verfahren werden, doch ist es auch üblich, entweder einen Graben auszuheben, in welchem die Betonrohre aufeinanderfolgend verlegt werden, oder aber lediglich einen Graben mit einem etwa V-förmigen Querschnitt (DE-AS 16 58 772) herzustellen, der nur so tief

is ausgeführt wird, daß der Querschnitt des nachträglich vorzutreibenden Stollens oder Tunnels nur teilweise freigelegt wird und damit der restliche Querschnittsteil des Stollens oder Tunnels durch das vorderste der Betonrohre oder einen diesem vorgeordneten offenen

Schneidkopf aufgefahren wird.

Bei einem solchen Verfahren muß jedoch selbst in unbebautem Gelände das anstehende Erdreich entweder im freien Querschnitt des Schneidkopfes gelöst und durch das Innere der bereits vorgetriebenen Betonrohre abgefördert werden, oder es ist zusätzlich ein Grabenträger erforderlich, um entweder das anstehende Erdreich entsprechend dem Querschnitt der zu verlegenden Betonrohre auszuheben oder zumindest einen Graben mit einem etwa V-förmigen Querschnitt

jo herzustellen. Hierbei ergeben sich jedoch erhebliche Schwierigkeiten, wenn das Gelände nur schwer oder gar nicht mit einem Bagger oder ähnlichen Aushubgeräten befahren werden kann.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zur

Herstellung von Tunnelbauten (DE-PS 50 882) ist ein auf dem Abbauende des hergestellten Tunnels, der in konventioneller Bauweise aus einer Vielzahl von einzelnen, miteinander verbundenen Wandplatten zusammengesetzt wird, sich abstützender und mit genügender Kraft vorwärts getriebener keilförmiger Kopf vorgesehen, durch den das davor befindliche Erdreich aufwärts getrieben werden soll. Der Einsatz eines solchen keilförmigen Kopfes bereitet jedoch insofern Schwierigkeiten, als das vor dem Kopf befindliche Erdreich in der Regel auf eine bestimmte Tiefe gelockert werden muß, damit es entlang der geneigten Stirnfläche des Kopfes nach oben gleiten kann. Zur Auflockerung des Erdreiches trägt der Kopf an seinem unteren keilförmigen Ende eine bewegliche Spitze, die mit einer nach Art eines Gelenks wirkenden Welle in seitlichen Lagern des Kopfes auf- und abbewegbar gelagert ist. Für die Auf- und Abbewegung der beweglichen Spitze sollen hydraulische Kammern vorgesehen sein, was aber allein schon wegen der damit verbundenen Abdichtungsprobleme auf Schwierigkeiten stößt. Abgesehen davon müssen erhebliche Kräfte aufgebracht werden, um die Spitze in Bewegung zu versetzen. Dies wiederum ist mit einem beträchtlichen technischen Aufwand verbunden.

Mi Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Herstellen von Stollen, Kanälen oder Tunneln nach dem Vorpreßverfahren zu schaffen, die so ausgebildet ist, daß sie auf einfache Weise und ohne allzu großen

b^r> Kraftaufwand vor dem Rohrstrang durch das Erdreich getrieben werden kann. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die vordere Schneide lediglich die untere Hälfte des Schneidkopfes einnimmt und daß im

Anschluß an die vordere Schneide zwischen entsprechend dem Querschnitt der Betonrohre angeordneten Wangen wannenartig ausgebildete, mit einem den Schneidkopf abschließenden Boden versehene Verdrängungsflächen für das Erdreich bis zum vollen Umfang der Betonrohre allmählich und im wesentlichen gleichmäßig ansteigen.

Es ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß sich der Schneidkopf zuerst mit seinem am weitesten in Vorpreßrichtung vorstehenden, unteren Schneidenende entsprechend der Querschnittsform der nachfolgenden Betonrohre etwa bis zur halben Höhe der Rohre in das gewachsene, unversehrte Erdreich einschneidet und daß dieses, sobald es beim weiteren Vordringen des Schneidschuhs auf die ansteigenden Verdrängungsflächen gelangt, zunächst in einem der unteren Querschnittshäifte der Betonrohre entsprechenden Bereich nach oben verdrängt und im weiteren Verlauf des Vorpreßvorgangs zusammen mit dem darüber bis zur Erdoberfläche anstehenden Erdreich unter gleichzeitiger Auflockerung weiter angehoben und derart nach oben gedruckt wird, daß sich entlang den vorgepreßten Betonrohren an der Erdoberfläche eine Art forttaufender Maulwurfhügel ausbildet, der bei Bedarf leicht eingeebnet werden kann. Von Vorteil ist dabei auch, daß der Rohrstrang sogleich im gewaschsenen, ungestörten Erdreich ruht und sich nicht mehr setzen kann. Wie Versuche gezeigt haben, kann in wasserführendem Boden ohne zusätzliche Entwässerungsmaßnahmen und ohne den Einsatz entsprechender Geräte gearbeitet jo werden. Es ist kein Aushub und kein Verbau für das Verlegen der Betonrohre erforderlich. Das Erdreich wird vielmehr im vorderen Teil des Schneidkopfes entsprechend der Bodenwölbung der Betonrohre durchgeschnitten und beim weiteren Vorpressen des Schneidkopfes durch die zum hinteren Ende leicht ansteigende Schneide und sodann durch den stärker geneigten Boden der etwa zylindrisch gewölbten Verdrängungswanne bis zum Scheitel der nachfolgenden Betonrohre angehoben und dabei entsprechend aufgebrochen und aufgelockert

Um den durch das Aufwärtsdrücken des Erdreiches bedingten Vortriebswiderstand des Schneidkopfes zu verringern und eine leichtere Verdrängung des Erdreiches oberhalb der nachfolgenden Betonrohre zu erzielen, kann es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung von Vorteil sein, daß die neben dem oberen Auslauf des Bodens im oberen Umfangsbereich liegenden Stirnflächen des Schneidkopfes abgeflacht und zu beiden Seiten der Schneidkopfachse hin w zumindest teilweise leicht sattelförmig abfallend ausgebildet sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch ■>■> dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Vortriebsvorrichtung in perspektivischer Ansicht,

Fi g. 2 eine sehematisehe Seitenansicht einer solchen wi Vortriebsvorrichtung im Einsatz im Erdreich, wobei einzelne Teile der Vorrichtung im Schnitt gezeigt sind,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie Ill-Ill in Fig. 2,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch den Schneidkopf der t>·. Vorrichtung in Einzeldarstellung,

F i g. 5 eine Draufsicht auf den Schneidkopf und

Fig.6 einen Querschnitt durch den Schneidkopf gemäß Schnittlinie VI-VI in F i g. 4.

Wie in F i g. 1 zu erkennen, besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen aus einem Schneidkopf 1 mit einer dem Querschnitt der vorzutreibenden Betonrohre 2 angepaßten vorderen Schneide 3. Der Schneidkopf 1 ist so gestaltet, daß sich an die entsprechend dem Querschnitt der Betonrohre 2 bis etwa zu deren halber Höhe kreisbogenförmig gewölbte, nach oben offene vordere Schneide 3 Verdrängungsflächen für das Erdreich 4 anschließen, die vom hinteren Ende 3a der Schneide 3 bis zum vollen Querschnitt der Betonrohre 2 allmählich ansteigen. Der Schneidkopf 1 weist dabei im Anschluß an die vordere Schneide 3 zwischen entsprechend dem Umfang der Betonrohre 2 gewölbten, teilweise ansteigenden seitlichen Wangen 5 eine Verdrängungswanne mit einem vorzugsweise zylindrisch gewölbten Boden 6 auf, der vom hinteren Ende 3a der Schneide 3 bzw. von seinem Einlauf 6a bis zu dem am Scheitel des Schneidkopfes 1 befindlichen oberen Auslauf 6b für das Erdreich iin wesentlichen gleichmäßig ansteigt, wie in F i g. 2 und 4 dargestellt.

Wie insbesondere in F i g. 1,4 und 5 in Verbindung mit F i g. 6 zu erkennen, sind die neben dem oberen Auslauf 6b des Bodens 6 im oberen Umfangsbereich des Schneidkopfes 1 liegenden Stirnflächen 7 zusätzlich abgeflacht und zu beiden Seiten der Schneidkopfachse hin zumindest teilweise leicht sattelförmig abfallend ausgebildet. Der geneigte Boden 6 ist ferner im Anschluß an die vordere kreisbogenförmig gewölbte Schneide 3 von im wesentlichen symmetrisch neben der Schneidkopfachse verlaufenden, nach oben gerichteten Schneidkanten 8 eingefaßt. Hierdurch wird das Erdreich nach dem Eindringen der Schneide 3 durch weiteres Vorpressen des Schneidkopfes 1 auch zur Erdoberfläche hin durchschnitten, so daß der Verband zu den seitlich neben dem Betonrohrstrang liegenden Erdformationen gelöst wird und somit das Erdreich 4 durch den ansteigenden Boden 6 des Schneidkopfes 1 leichter iiach oben gedrückt werden kann.

Wie in der Zeichnung ebenfalls zu erkennen ist, steigen die nach oben gerichteten Schneidkanten 8 im Anschluß an einen etwa waagerechten Abschnitt 8a zu den beiden abgeflachten Stirnflächen 7 des Schneidkopfes hin leicht an und gehen im Bereich der sattelförmigen Stirnflächen 7 in stumpfwinklige Grate 9 über, die die Begrenzungen der Stirnflächen 7 einmal gegenüber dem rohrförmig gewölbten Außenumfang des Schneidkkopfes 1 und zum anderen gegenüber dem oberen Auslauf 6b des Bodens 6 bilden.

Der Schneidkopf 1 ist somit als vorn geschlossener und am rückwärtigen Ende offener Hohlkörper ausgebildet und weist rückwärtige Widerlagerflächen 10 für ifieinrere Hydraulikpressen 11 auf, die durch einen nach hinten hervorstehenden rohrförmigen Schneidkopfschwanz 12 überdeckt sind. Weiterhin isi in dem Schneidkopf 1 eine Einrichtung zum Kontrollieren der Vortriebsrichtung, vorzugsweise in Form eines im Schneidkopf aufgehängten Pendels 13 mit einer zugehörigen Meßskala 14, angeordnet. Die Hydraulikpfessen 11 an der vorderen Pressenstation können dadurch entsprechend den festgestellten Pendelabweichungen des Meßgerätes unabhängig voneinander oben, unten und seitlich ausgefahren werden, um durch entsprechende Auslenkung des Schneidkopfes 1 aus der Achse der nachfolgenden Betonrohre 2 einen möglichst genauen Stollenverlauf zu erzielen. Sind die Hydraulikpressen 11 ausreichend ausgefahren worden, so werden sie druckentlastet, und die auf den Schneidkopf 1

folgenden Betonrohre 2 werden mittels einer im Arbeitsschacht 15 angeordneten Hauptpressenstation 16 entsprechend nachgedrückt. Dies wird so lange wiederholt, bis der Betonrohrstrang bis zur gewünschten Länge in das Erdreich vorgepreDt worden ist. Dabei ist es auch möglich, gleichzeitig einen zweiten Schneidkopf 1 mit einem Strang von aufeinanderfolgenden Betonrohren 2 in entgegengesetzter Richtung in das Erdreich 4 zu drücken, so daß jeder der beiden Rohrstränge praktisch als Drucklager für den jeweils anderen Rohrstrang dient.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Stollen, Kanälen oder Tunneln aus vorgefertigten, von einer Vortriebsstelle aus mittels hydraulischer Vortriebsvorrichtungen aufeinanderfolgend vorgetriebenen Betonrohren mit einem vor dem vordersten Betonrohr angeordneten Schneidkopf, der eine dem Querschnitt der vorzutreibenden Betonrohre angepaßte vordere Schneide aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schneide (3) lediglich die untere Hälfte des Schneidkopfes (1) einnimmt und daß im Anschluß an die vordere Schneide (3) zwischen entsprechend dem Querschnitt der Betonrohre (2) angeordneten Wangen (5) wannenartig ausgebildete, mit einem den Schneidkopf (1) abschließenden Boden (6) versehene Verdrängung^flächen für das Erdreich bis zum vollen Umfang der Betonrohre (2) allmählich und im wesentlichen gleichmäßig ansteigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die neben dem oberen Auslauf (6b) des Bodens (6) im oberen Umfangsbereich liegenden Stirnflächen (7) des Schneidkopfes (1) abgeflacht und zu beiden Seiten der Schneidkopfachse hin zumindest teilweise leicht sattelförmig abfallend ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Wangen (S) im Anschluß an die vordere Schneide (3) mit im wesentlichen symmetrisch zu-. Schneidkopfachse verlaufenden, nach oben gerichteten Schneidkanten

(8) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben gerichteten Schneidkanten (8) im Anschluß an einen etwa waagerechten Abschnitt (Sa) zu den abgeflachten Stirnflächen (7) des Schneidkopfes (1) hin leicht ansteigen und im Bereich der Stirnflächen (7) in stumpfwinklige Grate

(9) übergehen, die die Begrenzungen der Stirnflächen (7) einmal gegenüber dem Außenumfang des Schneidkopfes (1) und zum anderen gegenüber dem oberen Auslauf (6b) des ansteigenden, etwa zylindrisch gewölbten Bodens (6) bilden.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren, der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorn geschlossene und am rückwärtigen Ende offene Schneidkopf (1) mit rückwärtigen Widerlagerflächen (10) für mehrere Hydraulikpressen (11) und mit einem die Hydrauiikpressen (11) im wesentlichen überdeckenden rohrförmigen Schneidkopfschwanz (12) ausgebildet ist