DE2431512C2 - Propulsion shield - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Vortriebsschild mit einer im Sciiildvorderteil durch eine Querwand nach hinten abgedichteten, nach vorn durch die Ortsbrust begrenzten Abbaukammer und einer in dieser angeordneten, zum Abbau des an der Ortsbrust anstehenden Bodenmaterials dienenden Schneidvorrichtung, die beim Betrieb in einem in der Abbaukammer enthaltenen, unter Druck stehenden Stützmedium bewegbar ist, das mittels einer Förderpumpe umwälzbar ist und in dessen Umwälzstrom das abgebaute Bodenmaterial aus der Abbaukammer heraus nach hinten in den druckfreien Bereich des Schildes gelangtThe invention relates to a propulsion shield with a rear shield in the front part through a transverse wall sealed excavation chamber, delimited to the front by the face, and one arranged in this, for the removal of the soil material on the face that is used during operation is movable in a pressurized support medium contained in the excavation chamber, which by means of a feed pump can be circulated and in its circulating flow the excavated soil material from the Extraction chamber out to the rear in the pressure-free area of the shield
Durch »Here's how the slurry shield tunneler works« aus der Zeitschrift »World Construction« vom Juli 1973 ist ein Vortriebsschild dieser Art bekannt, bei dem die Schneidvorrichtung nach Art einer archimedischen Schraube oder eines Schneidrades ausgebildet ist und zugleich als Mischvorrichtung dient, durch die das gelöste Bodenmaterial vor seiner Abförderung aus der Abbaukammer mit aus einer Bentonitsuspension bestehender Stützflüssigkeit gemischt wird. In jedem Fall wird bei diesem bekannten Vortriebsschild, ähnlich wie bei anderen Vortriebsschilden mit einer mit Stützflüssigkeit gefüllten Abbaukammer, das gelöste Bodenmaterial über einen Trichter einer anschließenden Fördervorrichtung zugebracht, die durch eine im Bereich der Querwand angeordnete Schleuse hindurch nach hinten in den druckfreien Schildraum reichtBy "Here's how the slurry shield tunneler works" from the magazine "World Construction" from July 1973 a propulsion shield of this type is known in which the cutting device in the manner of an Archimedean Screw or a cutting wheel is formed and at the same time serves as a mixing device through which the loosened Soil material prior to its removal from the excavation chamber with a bentonite suspension Support fluid is mixed. In any case, this known propulsion shield is similar to in other jacking shields with a mining chamber filled with support fluid, the loosened soil material Brought through a funnel of a subsequent conveying device, which is carried by a in the area of Transverse wall arranged sluice through to the rear into the pressure-free shield space extends
Weiterhin ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 14 09 904 ein Verfahren zum Herstellen von Ausbrüchen in wasserführendem Erdreich mittels eines Vortriebsschildes bekannt, bei dem ebenfalls zwischen der Ortsbrust und einer nach hinten abgedichteten Querwand des Schildes eine Abbaukammer gebildet und mit Stützflüssigkeit, z. B. thixotroper Flüssigkeit, gefüllt ist, das gelöste Erdreich aber ohne die Anordnung einer Schleuse in der Querwand durch diese hindurch nach hinten abgefördert wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird jedoch das Erdreich in der Abbaukammer unter Ausnutzung des vor der Ortsbrust herrschenden Wasserdruckes allein durch Selbstspülung oder durch Selbstspülung mit Unterstützung durch ein in der Abbaukammer arbeitendes Werkzeug gelöst und mittels einer oder mehrerer im untersten Bereich der Querwand durch diese hindurchgeführter, absperrbarer Förderrohre in den drucklosen Schildraum gefördert. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist ferner durch die deutsche Offenlegungsschrift 1409 905 bekannt, das Erdreich durch in radialer Richtung über die Ausbruchs- bzw. Ortsbrust geführte Werkzeuge zu lösen und das gelöste Erdreich entweder vermischt mit Wasser oder als von der thixotropen Flüssigkeit umhülltes Haufwerk einem oder mehreren als Durchlaß durch die thixotrop« Flüssigkeit dienenden, jeweils eine Fördervorrichtung enthaltenden Förderrohre zuzuführen, die im mittleren Bereich der Querwand durch diese hindurchgeführt sind. Die zum Lösen des Erdreiches dienenden Werkzeuge sind dabei nach Art von Schürfkübeln ausgebildet, die auf einem radialen Führungsarm vom Außenrand der Ortsbrust bis zu dem Einlaßende des mittig angeordneten Förderrohres durch die thixotrope Flüssigkeit hindurchbewegt werden müssen.Furthermore, the German Offenlegungsschrift 14 09 904 describes a method for producing outbreaks known in water-bearing soil by means of a propulsion shield, in which also between the Working face and a transverse wall of the shield sealed to the rear formed a mining chamber and with Support fluid, e.g. B. thixotropic liquid is filled, the loosened soil but without the arrangement of a sluice in the transverse wall through this through is conveyed away at the rear. In this known method however, the soil in the excavation chamber is taking advantage of that prevailing in front of the face Water pressure solely through self-flushing or through self-flushing with the support of a in the excavation chamber working tool released and by means of one or more in the lowest area of the transverse wall conveyed through these passable, lockable conveying pipes into the pressureless shield space. To the Implementation of this method is also known from German Offenlegungsschrift 1409 905, the To loosen the soil by tools guided in the radial direction over the excavation face or face and the dissolved soil either mixed with water or as enveloped by the thixotropic liquid Heap one or more serving as a passage through the thixotropic "liquid, each with a conveying device feed containing conveying pipes, which passed through this in the central region of the transverse wall are. The tools used to loosen the soil are like scrapers formed on a radial guide arm from the outer edge of the face to the inlet end of the centrally arranged delivery pipe must be moved through the thixotropic liquid.
Hierbei ist zum Lösen des Erdreiches und zu seiner Abförderung nach hinten eine komplizierte Einrichtung erforderlich. Weiterhin wird die Stützflüssigkeit sowohl bei Anwendung einer solchen Schürfkübel-Einrichtung als auch ohne eine solche Einrichtung in erheblichem Ausmaß mit dem abgebauten Bodenmaterial vermischt, so daß sie stark verunreinigt und verhältnismäßig oft mindestens teilweise erneuert werden muß.This is a complicated device for loosening the soil and conveying it to the rear necessary. Furthermore, the support fluid is both when using such a scraper device as well as without such a facility mixed to a considerable extent with the excavated soil material, so that it is heavily contaminated and relatively often has to be at least partially renewed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem ohne Schleuse arbeitenden, aber im dnjckfreien Bereich mit einer Förderpumpe versehenen Vortriebsschild der angegebenen Art zum Abbau des Bodenmaterials an der Ortsbrust eine einfacher ausgebildete Schneidvorrichtung anwenden zu können und hierbei eine Anordnung zu treffen, bei der die Stützflüssigkeit auf dem gesamten Förderweg des Erdreiches von dessen Abbau- bzw. Schnittstelle an der Ortsbrust ab vor einer Berührung mit dem Erdreich geschützt istThe invention is based on the object of a working without a lock, but in the pressure-free area Propulsion shield of the specified type provided with a feed pump for mining the soil material to be able to use a more simply designed cutting device on the face and this to make an arrangement in which the supporting liquid on the entire conveying path of the soil from the The mining or interface on the face is protected from contact with the ground
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfin dung darin, daß die Schneidvorrichtung aus einem im mittleren Bereich der Querwand mittels einer Universalgelenkanordnung unter Abdichtung gegenüber der Querwand allseitig schwenkbaren Abbauarm mit drehbarem Schneidkopf besteht, an den ein das abgebaute Bodenmaterial unmittelbar im Schnittbereich an der Ortsbrust aufnehmendes Absaugrohr angeschlossen ist, das mit dem Abbauarm beweglich ist und abgedichtet durch die Querwand hindurch nach hinten geführt und dort mit der im druckfreien Bereich angeordneten Förderpumpe verbunden istThe solution to this problem is according to the inven tion that the cutting device consists of an im middle area of the transverse wall by means of a universal joint arrangement with a seal against the There is a transverse wall that can be swiveled on all sides with a rotatable cutting head to which the dismantled Soil material is connected to the suction pipe directly in the cutting area on the face, which is movable with the dismantling arm and guided through the transverse wall in a sealed manner to the rear and there is connected to the feed pump arranged in the pressure-free area
Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Vortriebsschild kann das Stützmedium, wie an sich bekannt, eine Stützflüssigkeit, z. B. eine thixotrope Flüssigkeit oder auch Wasser oder ein Boden-Wasser-Gemisch, sein, das gegenüber anstehendem Grundwasser unter einem sich nach der Tiefenlage richtenden Überdruck steht. In jedem Fall besteht hierbei der Vorteil, daß an der Ortsbrust mittels des Abbauarmes gelöste bzw. abgebaute Bodenmaterial unmittelbar am Schneidkopf abgesaugt und von dort aus nach hinten gefördert wird. Die Stützflüssigkeit kommt daher nur im unmittelbaren Schnittbereich mit dem gelösten Bodenmaterial in Berührung und kann nur in diesem Bereich verunreinigt werden. In allen übrigen Bereichen der Abbaukammer bleibt die Stützflüssigkeit von dem gelösten Bodenmaterial unbeeinflußt, so daß sie mit diesem nicht vermischt und belastet werden kann. Die Stützflüssigkeit behält hierdurch ihre Stütz- und Abdichtungseigenschaft länger bei und braucht weniger oft erneuert bzw. ergänzt zu werden. Das Absaugrohr kann in einfacher Weise mittels eines flexiblen Leitungsabschnittes durch die Querwand hindurchgeführt werden.In a propulsion shield designed according to the invention, the support medium, as is known per se, a support liquid, e.g. B. a thixotropic liquid or water or a mixture of soil and water, the opposite of the groundwater is under an overpressure depending on the depth. In any case, the advantage here is that on the face by means of the excavation arm dissolved or degraded soil material directly on The cutting head is sucked off and conveyed to the rear from there. The support fluid therefore only comes in the immediate cutting area in contact with the loosened soil material and can only in this area become contaminated. In all other areas of the excavation chamber, the support fluid remains from the dissolved soil material unaffected, so that it can not be mixed with this and contaminated. the As a result, support fluid retains its support and sealing properties for longer and needs less often renewed or supplemented. The suction pipe can be easily installed by means of a flexible line section be passed through the bulkhead.
Vorzugsweise ist die Ausbildung derart, daß die Universalgelenkanordnung durch ein Kardangelenk gebil- SS det und dieses in einem an der Querwand befestigten Gehäuse angeordnet ist, das zum druckfreien Schildbereich hin dicht geschlossen ist, zur Abbaukammer hin aber über eine zur Durchführung des hinteren Endes des Abbauarmes durch die Querwand in dieser angeordnete öffnung offen istPreferably, the design is such that the universal joint arrangement formed by a cardan joint and this attached to the transverse wall in one Housing is arranged, which is tightly closed towards the pressure-free shield area, towards the excavation chamber but via one arranged in this for the implementation of the rear end of the excavation arm through the transverse wall opening is open
Der Abbauarm kann mit einer Anschlagschablone versehen sein, um ein genaues Randprofil schneiden zu können. Zugleich wird durch die Anschlagschablone verhindert, daß ein Überprofil geschnitten wird und der Schneidkopf an die Schildschneide anschlägt.The excavation arm can be provided with a stop template in order to cut a precise edge profile be able. At the same time, the stop template prevents an over-profile from being cut and the Cutting head strikes the shield cutting edge.
Weiterhin können zum Verschwenken des Abbauarrnes eine in vertikaler Richtung wirksame hydraulische oder pneumatische Zylinder- und Kolbenvorrichtung sowie eine in horizontaler Richtung wirksame Zylinder- und Kclbenvorrichtung angeordnet sein, die beide mit ihren hinteren Enden an dem die Universalgelenkanordnung aufnehmenden Gehäuse der Querwand gelenkig befestigt und vom druckfreien Bereich des Schildes aus steuerbar sind.Furthermore, a vertical hydraulic system can be used to pivot the mining arm or pneumatic cylinder and piston device as well as a horizontal cylinder and pin device, both with their rear ends on which the universal joint assembly receiving housing hinged to the bulkhead and from the pressure-free area of the shield are controllable from.
Schließlich kann gemäß der Erfindung der Vortriebsschild so ausgebildet sein, daß der gesamte Abbauarm mit seiner Bewegungseinrichtung und dem Absaugrohr als Ganzes an der Querwand ein- und ausbaubar bzw. auswechselbar angeordnet ist Die kardanische Lagerung und die Abdichtung des Abbauarmes an der Querwaqd können in verschiedener, beliebiger Weise ausgebildet sein.Finally, according to the invention, the propulsion shield can be designed so that the entire excavation arm with its movement device and the suction pipe can be installed and removed as a whole on the transverse wall or The gimbal bearing and the sealing of the dismantling arm on the Querwaqd are arranged to be exchangeable can be designed in various, arbitrary ways.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur einen schematischen Längsschnitt durch den vorderen Teil des Vortriebsschildes zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing, the only one of which Figure shows a schematic longitudinal section through the front part of the propulsion shield
Der Schildmantel 1 des Vortriebsschildes ist als Doppelmantel mit vorderer Schildschneide 2 ausgebildet und umschließt im Schildvorderteil eine Querwand bzw. Schottwand 3, die eine vordere Abbaukammer 4 unter völliger Abdichtung von dem hinteren Teil des Vortriebsschildes abtrennt Die vordere Abbaukammer 4 reicht nach vorn unmittelbar bis zur Ortsbrust 5 und ist im Betrieb mit einem Stützmedium, z. B. einer thixotropen Flüssigkeit gefüllt, für die im oberen Teil der Querwand 3 ein Zulauf 3' angeordnet ist. Die Stützflüssigkeit wird in der Abbaukammer 4 unter einem bestimmten Druck gehalten und der Menge nach durch Zupumpen frischer Stützflüssigkeit über den Zulauf 3' konstant gehalten.The shield jacket 1 of the propulsion shield is designed as a double jacket with a front shield cutting edge 2 and encloses a transverse wall or bulkhead 3 in the front part of the shield, which encloses a front excavation chamber 4 separates the front excavation chamber from the rear part of the propulsion shield with complete sealing 4 extends forward directly to the face 5 and is in operation with a support medium, such. B. a thixotropic Filled liquid for which an inlet 3 'is arranged in the upper part of the transverse wall 3. The support fluid is kept in the excavation chamber 4 under a certain pressure and the amount by Pumping in fresh support fluid via the inlet 3 'kept constant.
In der Abbaukammer 4 bzw. in der Stützflüssigkeit ist zum Abbau bzw. Lösen des an der Ortsbrust anstehenden Bodenmaterials gemäß der Erfindung ein Abbauarm 6 beweglich angeordnet der einen um die Längsachse des Abbauarmes drehbaren Schneidkopf 7 besitzt und am mittleren Bereich der Querwand 3 mittels einer Universalgelenkanordnung 8 allseitig schwenkbar gelagert ist Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Universalgelenkanordnung durch ein Kardangelenk gebildet, das in einem an der Rückseite der Querwand 3 befestigten Gehäuse 16 angeordnet ist. Das Gehäuse 16 ist zum druckfreien Bereich 18 des Vortriebsschildes dicht geschlossen und überdeckt hinter der Querwand 3 eine mittlere Öffnung 17 derselben, die zur Durchführung des hinteren Endes des Abbauarmes 6 angeordnet ist Zu der Öffnung ?7 ist das Gehäuse 16 offen. Mittels des Kardangelenkes 8 ist der Abbauarm 6 derart schwenkbar gelagert daß der Schneidkopf 7 über die gesamte Ortsbrust 5 hinwegbewegt werden kann. Zum Verschwenken des Abbauarmes 6 sind eine in vertikaler Richtung wirksame Zylinder- und Kolbenvorrichtung 9 und eine in horizontaler Richtung wirksame Zylinder- und Kolbenvorrichtung 9' angeordnet, die jeweils aus mehreren Vertikal- und Horizontal-Bewegungspressen bestehen können und an dem Gehäuse 16 der Querwand gelenkig befestigt sind. Die Zylinder- und Kolbenvorrichtung 9 und 9' können hydraulisch oder pneumatisch ein- und ausfahrbar sein und werden von einem hinter der Querwand 3 im druckfreien Bereich des Vortriebsschildes angeordneten nicht dargestellten Bedienungsstand aus gesteuert.In the excavation chamber 4 or in the support fluid is for the degradation or loosening of the pending on the face Soil material according to the invention a mining arm 6 movably arranged one around the Has the longitudinal axis of the excavation arm rotatable cutting head 7 and on the central region of the transverse wall 3 by means a universal joint arrangement 8 is mounted pivotably on all sides In the embodiment shown the universal joint assembly is formed by a cardan joint, which is in one at the rear the transverse wall 3 attached housing 16 is arranged. The housing 16 is to the pressure-free area 18 of the The propulsion shield is tightly closed and covers a central opening 17 of the same behind the transverse wall 3, which is arranged to lead through the rear end of the excavation arm 6 To the opening 7 is the housing 16 open. By means of the universal joint 8, the excavation arm 6 is pivotably mounted in such a way that the cutting head 7 can be moved over the entire face 5. For pivoting the dismantling arm 6 are one effective in the vertical direction cylinder and piston device 9 and one in the horizontal direction effective cylinder and piston device 9 'arranged, each of several vertical and horizontal movement presses can exist and are hinged to the housing 16 of the transverse wall. The cylinder and piston device 9 and 9 'can be hydraulically or pneumatically retractable and extendable and are by a behind the transverse wall 3 in the control station, not shown, arranged pressure-free area of the propulsion shield.
Im unmittelbaren Anschluß an den Schneidkopf 7 ist an dem Abbauarm 6 ein Absaugrohr 10 angebracht das das abgebaute Bodenmaterial unmittelbar an der Abbau- bzw. Schnittstelle aufnimmt und mit einer imIn the immediate connection to the cutting head 7, a suction pipe 10 is attached to the dismantling arm 6 picks up the excavated soil material directly at the excavation or interface and with an im
druckfreien hinteren Bereich 18 des Vortriebsschildes angeordneten, nicht dargestellten Austrag-Förderpumpe verbunden ist. Das Absaugrohr 10 kann in beliebiger Weise so an oder mit seinem hinteren Ende auch in dem Abbauarm 6 angeordnet sein, daß es mit dem Abbauarm bewegbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Absaugrohr 10 mittels Flanschstutzen und flexibler Leitungsabschnitte durch die Querwand 3 hindurchgeführt und hinter dieser durch einen Dreiwegehahn 14 mit der Austragleitung 11 verbunden, die zu der nicht gezeigten Austrag-Förderpumpe führt. Dabei ist die Ausbildung derart, daß der Abbauarm 6 mit seinen Bewegungseinrichtungen 9, 9' und dem Absaugrohr 10 als Ganzes ein- und ausgebaut bzw. ausgewechselt werden kann.pressure-free rear area 18 of the propulsion shield arranged, not shown discharge delivery pump connected is. The suction tube 10 can in any way so at or with its rear end in the excavation arm 6 be arranged so that it is movable with the excavation arm. In the illustrated embodiment is the suction pipe 10 by means of flange connections and flexible line sections through the transverse wall 3 passed through and connected behind this by a three-way valve 14 with the discharge line 11, which to the discharge feed pump, not shown, leads. The training is such that the degradation arm 6 with his Movement devices 9, 9 'and the suction pipe 10 as a whole installed and removed or replaced can be.
Für den Abbauarm 6 kann eine Anschlagschablone angeordnet sein, die es ermöglicht, ein genaues Randprofil zu schneiden und verhindert, daß der Schneidkopf 7 bei Schwenkbewegungen des Abbauarmes an die Schildschneide 2 anschlägt Die Anschlagschablone ist bei der gezeigten Ausführungsform durch einen an der Rückwand des Gehäuses 16 der Querwand 3 an geordneten konischen Flunschenring 19 gebildet, dei ein am hinteren Ende des Abbauarmes 6 angebrachtei Schablonenanschlag 20 zugeordnet ist. Zum Leerpum pen der Abbaukammer 4 ist ferner ein Sohl-Absaug rohr 12 vorgesehen, das bis hinter die Querwand 3 ir dem doppelten Schildmanitel 1 verlaufen und hinter dei Querwand über ein Absperrventil 13 und den Dreiwe gehahn 14, mit dem auch das Absaugrohr 10 in VerbinA stop template can be arranged for the excavation arm 6, which makes it possible to create a precise edge profile to cut and prevents the cutting head 7 from pivoting movements of the excavation arm the shield cutting edge 2 strikes The stop template is in the embodiment shown by a the rear wall of the housing 16 of the transverse wall 3 is formed on the orderly conical Flunschenring 19, dei a template stop 20 attached to the rear end of the dismantling arm 6 is assigned. To empty pum pen of the excavation chamber 4 is also a sole suction tube 12 is provided, which is up behind the transverse wall 3 ir the double shield manitel 1 and behind dei Transverse wall via a shut-off valve 13 and the Dreiwe tap 14, with which the suction pipe 10 in connection
ίο dung ist, mit der Austrag-Absaugleitung 11 verbunder sein kann.ίο dung is connected to the discharge suction line 11 can be.
Im oberen Bereich der Quer- bzw. Schottwand 2 können ebenso wie im unteren Teil desselben jeweih eine dicht abschließbar öffnung angeordnet sein Auch kann im seitlichen Teil der Querwand eine klein« Personenschleuse vorgesehen seia Die Vortriebspres sen können, wie für die Vortriebspresse 15 gezeigt, in Schildmantel 1 so angeordnet sein, daß sie sich geger den Tübbingverbau oder einen anderen Ausbau abstütIn the upper area of the transverse or bulkhead wall 2 , as well as in the lower part of the same, a tightly lockable opening can be arranged. A small man sluice can also be provided in the lateral part of the transverse wall Shield shell 1 be arranged so that they abstüt Geger the tubbing shoring or another expansion
zen.Zen.
Claims (7)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19742431512 DE2431512C2 (en) | 1974-07-01 | Propulsion shield | |
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DE19742431512 DE2431512C2 (en) | 1974-07-01 | Propulsion shield |
Publications (3)
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DE2431512B1 DE2431512B1 (en) | 1975-09-25 |
DE2431512A1 DE2431512A1 (en) | 1975-09-25 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3409591A1 (en) * | 1984-03-15 | 1985-09-19 | Dyckerhoff & Widmann AG, 8000 München | Method and apparatus for producing an underground sealing base |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3409591A1 (en) * | 1984-03-15 | 1985-09-19 | Dyckerhoff & Widmann AG, 8000 München | Method and apparatus for producing an underground sealing base |
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