DE2339702A1 - Mehrteiliger vortriebsschild zum auffahren roehrenfoermiger unterirdischer bauwerke mit nennweiten unter vier metern - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Gerhard Paproth,
209 - Winsen/Luhe, Moorweg 17

Mehrteiliger Vortriebsschild zum Auffahren röhrenförmiger unterirdischer Bauwerke mit Nennweiten unter vier Metern.

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Vortriebsschild zum Auffahren röhrenförmiger unterirdischer Bauwerke wie Tunnel, Stollen, Kanäle od. dgl. mit Nennweiten unter vier Metern3 der Schildstationen in Form einer Abbaustation, einer Zwischenstation zur Durchführung der Vortriebsbewegung und einer Station zum Auskleiden des abgebauten Vortriebsteiles aufweist.

Die Problematik bei der Herstellung von unterirdischen Bauwerken solch kleiner Durchmesser liegt speziell darin, daß ein nur ungenügender Arbeitsraum zur Verfügung steht, der die Aufeinanderfolge von Abbau und Auskleidung wesentlich erschwert. Das führt dazu, daß der Vortriebsschild in einzelne Stationen aufgeteilt werden muß und deshalb eine erhebliche Länge erreicht.

Zur Herstellung von unterirdischen Bauwerken solch kleiner Durchmesser wurde bereits ein mehrteiliger Vortriebsschild der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, mit dem man speziell in der Lage ist, in kontinuierlich und gleichzeitig erfolgendem Vortrieb und Ausbau der vorgetriebenen Strecke zu arbeiten, wobei jener Vorschlag sich besonders auf die Auskleidung in Form geschlossener Ringe aus armiertem Skelettbeton mit verlorener Außenschalung bezieht.

Es sind weiterhin mehrteilige Vortriebsschilde zum Auffahren von Tunneln im Schildvortrieb und Auskleiden in kontinuierlich gleichmäßigem Rhythmus mit dem Abbau mittels Tübbings bekannt, wobei entweder Wendeltübbings (s. DT-AS 1 221 663) oder Tübbingringe (s. DT-AS 1 459 879) verwendet werden. 509810/0016

Die bekannten und vorgeschlagenen Vortriebsschilde sind so aufgebaut, daß bei ihnen die Station zur Durchführung der Vortriebsbewegung, auch Dehnerstation genannt, die Längs- und Kippbewegungen gleichzeitig ausführt. Das bedeutet mit anderen Worten, daß die üblicherweise verwendeten Hydraulikkolben sowohl eine reine translatorische Bewegung als auch das Kippen durchführen müssen. Bekanntlich sind, über den Umfang des Schildes verteilt, mehrere Kolbeneinheiten vorgesehen, wobei die Vorwärtsbewegung üblicherweise so durchgeführt wird, daß ein oder mehrere Kolben vorgeschoben werden, während andere unbetätigt bleiben oder nur um einen geringeren Betrag bewegt werden, so daß sich als Resultat eine Kurvenbewegung ergibt.

Ein solches Vorgehen ist für größere Bauwerk-Nennweiten üblich und auch vorteilhaft. Man ist nun aber bei kleineren Durchmessern gezwungen, mit wesentlich längeren Vortriebsschilden zu arbeiten, weil man die einzelnen Arbeitsstationen weiter voneinander trennen muß, um den genügenden Arbeits-, Lager- und Transportraum zur Verfügung zu haben. Diese längeren Vortriebsschilde verursachen natürlich erhebliche Probleme beim Auffahren von Kurven, da die mit ihnen erzielbaren Radien zwangsläufig größer sein müssen als diejenigen, die mit einem kurzen Vortriebsschild gefahren werden können. Der mögliche Kippwinkel bestimmt sich durch das Spiel zwischen dem äußeren und dem inneren Abdeckblech des Schildes, die einander überlappen. Will man engere Radien fahren, so muß selbstverständlich das Spiel zwischen beiden wesentlich größer gewählt werden, wobei jedoch der Nachteil entsteht, daß sich dieser Zwischenraum mit Erdreich vollsetzt, und Verklemmungen, Luftverluste, Undichtigkeiten, Wassereintritt und der Eintritt von Schmierflüssigkeit (Betonit) auftreten.

Es ist außerdem ein Vortriebsschild bekannt (s. DT-AS 1 279 054), bei dem die Translationsbewegung des Schildes von den Steuerbewegungen getrennt ist. Für die Kurven-

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bewegungen sind kleine Kippkolbeneinheiten vorgesehen, während die Längsbewegung durch den Preßdruck des am Ende des Schildes eingepreßten Betons bewirkt wird. Der bekannte Schild ist einteilig, wobei für die Durch- führung der Kippbewegungen eine gliederartige Ausbildung des I4antels vorgesehen ist. Es ist unmöglich, mit einer solchen Vorrichtung Bauwerkdurchmesser unter k Metern Nejnnweite aufzufahren, weil dafür im Inneren des Schildes nicht genügend Platz vorhanden ist, wie auch' überhaupt das Einpressen von Beton keine Armierung der Auskleidung zuläßt und im ganzen praktisch undurchführbar sein dürfte, insbesondere -dann, wenn der Abbau einmal ins Stocken gerät.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vortriebsschild der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der ausschließlich für das Auffahren unterirdischer Bauwerke von Nennweiten unter vier Metern mit armiertem Ortbeton, insbesondere mit Skelettbeton unter Gewährleistung sonst nur bei Bauwerken größerer Durchmesser möglicher Radien geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Zwischenstation für die Vortriebsbewegung in jeweils mindestens eine ausschließlich Längsbewegungen ausführende Translationsstation und auschließlich Winkelbewegungen ausübende Kippstation aufgeteilt ist, wobei die Translationsstation zwischen zwei Kippstationen angeordnet ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß infolge der Aufteilung der Bewegungselemente nicht mehr um die ausgefahrene Kolbenlänge gekippt zu werden braucht, sondern das Kippen unabhängig von dem Translationskolben erfolgen kann. Dadurch erzielt man eine Verringerung des Spiels zwischen den Blechen, eine Erhöhung der Dichtigkeit und eine Verminderung der Anfälligkeit des Schildes. Es wird auf diese Weise möglich, ebenso enge Kurven wie mit den üblichen, für große Bau-

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werkdurchmesser möglichen kurzen Vortriebsschilden zu fahren, während gleichzeitig der in der Längs- oder Achsrichtung erforderliche erhöhte Platzbedarf für das Auffahren von Tunneln kleiner Durchmesser gewährleistet ist. Man erhält somit in jeder Beziehung eine erhöhte Betriebssicherheit, da einmal die Anfälligkeit der Bewegungsstation erheblich vermindert wird, während durch den zur Verfügung stehenden ausreichenden Platz die Gefahr von Unfällen für das im Schild tätige Personal erheblich vermindert ist.

Um eine genügende Kurvenbeweglichkeit zu gewährleisten, soll nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Abstand zwischen zwei Kippstationen kleiner als der oder höchstens gleich dem Schilddurchmesser sein. Zum Zwecke einer hinreichenden und optimalen Kraft- und Beanspruchungsverteilunr; ist vorzugsweise jede Translationsstation mittig zwischen zwei Kippstationen angeordnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt

durch einen Vortriebsschild unter Fortlassung aller für die Erfindung unwesentlicher Teile,

Fig. 2 eine Translationsstation im vergrößerten Detail,

Fig. 3 eine Kippstation im vergrößerten Detail und

Fig. 4 eine Kippstation nach Fig. 3 in abgewandelter Konstruktion.

Fig. 1 zeigt im vorderen Teil eines eine Außenwandung 4 aufweisenden Schildes eine Abbaustation 1 mit nicht darcestoll-

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ten Abbauwerkzeugen sowie im hinteren Teil des Schildes eine Auskleddungsstation 2, in der vorzugsweise gleichzeitig und kontinuierlich mit dem in der Abbaustation 1 stattfindenden Vortrieb die Auskleidung 5 des Tunnels mit armiertem Ortbeton, vorzugsweise Skelettbeton betrieben wird.

Zwischen Abbaustation 1 und Auskleidungsstation 2 befindet sich eine Zwischen- oder Bewegungsstation 3» die aus einer Translationsstation 31 und zwei Kippstationen 32 gebildet wird. Zur Ausübung der Bewegung sind Translations- und Dehnerkolben 311 und Kippkolben 312 vorgesehen. Es handelt sich hierbei um bei herkömmlichen Schilden verwendete Hydraulikeinheiten, die von geeigneter Stelle aus ferngesteuert sind. Im Bereich der Translationsstation 31 bzw. der Kippstation 32 sind über den Umfang.des Vortriebsschildes eine Vielzahl solcher Kolben/Zylinder-Einheiten verteilt. - Aus Vereinfachungsgründen wurden in der Zeichnung nur eine Translations- und zwei Kippstationen gezeigt, doch es ist ohne weiteres, je nach den an den Schild gestellten Anforderungen, möglich, die Zwischenstation 3 in eine größere Zahl von Translations- und Kippstationen 31 und 32 aufzuteilen.

Um zu vermeiden, daß beim Vorschub mittels der Translationskolben 311 durch die an dieser Stelle geteilte Außenwandung 4 des Vortriebsschildes Erdreich, Wasser od. dgl. in den Arbeitsraum eindringen kann, ist in diesem Bereich ein inneres Blech ¹Il (Fig. 2) vorgesehen, das von der Wandung 4 getrennt ist und den Spalt auch bei maximaler Dehnung abdeckt. Das Spiel zwischen der Wandung 4 und dem Blech 41 kann außerordentlich gering sind, und außerdem kann man zwischen ihnen eine Bewegungsdichtung vorsehen, weil ein Kippen des Schildes an dieser Stelle nicht erfolgt. Vielmehr wird diese die Kurvenbewegung verursachende Kippfunktion mittels der Kippkolben 312 an den beiden Kippstationen 32 ausgeführt, an denen, wie erkennbar, lediglich eine Teilung der Außenhaut ohne besonders

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aufwendige Dichtmaßnahmeη vorzusehen ist. So kann man bei der Kippstation 32 ein äußeres Abdeckblech 42 (Fig. 3) anordnen, aber ebenso gut kann man auch eine einfache Gummidichtung 43 vorsehen (Fig. 4).

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Claims (3)

1. Patentanspruch :

   Mehrteiliger Vortriebsschild zum Auffahren röhrenförmiger unterirdischer Bauwerke wie Tunnel, Stollen, Kanäle od. dgl. mit Nennweiten unter vier Metern, der Schildstationen in Form einer Abbaustation, einer Zwischenstation zur.Durchführung der Vortriebsbewegung und einer Station zum Auskleiden des abgebauten Vortriebsteiles aufweist,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Zwischenstation (3) für die Vortriebsbewegung in jeweils mindestens eine ausschließlich Längsbewegungen ausführende Translationsstation (31) und ausschließlich Winkelbewegungen ausübende Kippstation (32) aufgeteilt ist, wobei die Translationsstation (31) zwischen zwei Kippstationen (32) angeordnet ist.
2. 2. Vortriebsschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Abstand zwischen zwei Kippstationen (32) kleiner als der oder höchstens gleich dem Schilddurchmesser ist.
3. 3. Vortriebsschild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Translationsstation (31) mittig zwischen zwei Kippstationen (32) angeordnet ist.

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