DE2431652C3

DE2431652C3 - Messerschild für den Vortrieb unterirdischer Strecken, wie insbesondere Tunnel u.dgl

Info

Publication number: DE2431652C3
Application number: DE2431652A
Authority: DE
Inventors: Siegmund Dipl.-Ing. 6368 Bad Vilbel Babendererde; Reinhard Dipl.-Ing. 6050 Offenbach Bokemeyer; Adolf 4670 Luenen Foik; Hans 4600 Dortmund Juette
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH; Hochtief AG
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1974-07-02
Filing date: 1974-07-02
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE2431652A1; DE2431652B2; JPS5845558B2; JPS51125927A; US4043137A

Description

Die Erfindung betrifft einen Messerschild für den Vortrieb unterirdischer Strecken, wie insbesondere Tunnel u.dgl., mit einzelnen oder gruppenweise vorpreßbaren, an einem nachholbaren Stützrahmen abgestützten Vortriebsmessern, die mit Messerschwänzen versehen sind.

Beim Vortrieb von Tunneln oder untertägigen Strecken ist es bekannt, die freigelegte Ausbruchswandung durch Aufbringen von Spritzbeton in Form einer vorläufigen oder endgültigen Betonauskleidung zu sichern (Glückauf 110, 1974, Nr. 10, S. 380/381). Beispielsweise werden für den Tunnelvortrieb Vortriebsmaschinen eingesetzt, die mit einem ringförmigen Vortriebsschild versehen sind, an den sich ein oder mehrere nachgeschleppte Stützschilde anschließen. Die Betonauskleidung wird hier hinter dem nachgeschleppten Stützschild eingebracht (US-PS 37 33 835 und US-PS 33 50 889). Schildvortriebsmaschinen dieser Art bauen sehr lang und aufwendig.

Für den Vortrieb von Tunneln, Stollen oder sonstigen

Hohlräumen im Erdreich werden bekanntlich auch Messerschilde eingesetzt, die mit einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren, an einem gemeinsamen nachholbaren Stützrahmen oder an Montagebögen abgestützten Vortriebsmessern versehen sind (DE-Gbm 1910937, DE-US 19 66 078). Beim Einbringen einer Ortbetonauskleidung können dabei die Vortriebsmessei eine Außenschalung bilden, während als Innenschalung verlorene Schalungselementen vorgesehen werden, die an den die Vortriebsmesser abstützenden Montagebögen angeschlossen werden (DE-OS 19 66 078).

Es ist schließlich ein Messerschild bekannt, dessen Vortriebsmesser mit rückwärtigen zungenartigen Verlängerungen, sogenannten Messerschwänzen, versehen sind, die eine geringere Dicke haben als die eigentlichen Vortriebsmesser und die im rückwärtigen Bereich des Messerschildes einen dünnwandigen zylindrischen Schildschwanz bilden, in dessen Schutz vorgefertigte Ausbauelemente, wie vor allem Leichtbautübbings, eingebracht werden (DE-OS 2147 083), Der in den Schildschwanz eingebrachte Ausbau bildet einen Hilfsausbau, hinter dem der endgültige Ortbetonausbau eingebracht wird. Der Hilfsambau ist hier ein verlorener Ausbau; er bildet beim Einbringen des Ortbetonausbaus die Außenschalung. Bei diesem bekannten Messerschild können die Vortriebsmesser im übrigen erst dann vorgepreßt werden, wenn zuvor der Hilf sausbau in den Schildschwanz eingebracht worden ist, da im anderen Falle die dünnen Messerschwänze ihre Auflage verlieren würden und außerdem die Ausbruchswandung örtlich freigelegt und damit die Gefahr eines Einbruchs des umgebenden Gebirges in den Ausbruchsquerschnitt hervorgerufen würde.

Die Erfindung geht von einem Messerschild der

eingangs genannten Art aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Messerschild so auszubilden, daß die Vortriebsarbeit unter Vorpressen der Vortriebsmesser weitgehend unabhängig von der Sicherungsoder Ausbauarbeit durchgeführt werden kann, ohne daß aber die aus den dünnen zungünartigen Verlängerungen der Vortriebsmesser besiehenden Messerschwänze hierbei ihre Auflage und zugleich die Ausbruchswandung ihre Abstützung im Sch ildschwanzbereich verlieren. Dabei soll auch die Möglichkeit geschaffen werden, die Ausbruchswandung unmittelbar nach dem Freilegen durch Aufbringen einer Spritzmasse, wie insbesondere Spritzbeton, zu sichern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Messerschwänze der Vortriebsmesser auf einem im Durchmesser etwa dem Ausbruchsquerschnitt entsprechenden Nachlaufring verschiebbar abgestützt sind, der am rückwärtigen Ende des Stützrahmens angeordnet oder mit diesem abstandsverändernd! verbunden ist, wobei die Messerschwänze eine solche

SS Länge aufweisen, daß sie sich in jeder Arbeitsstellung der Vortriebsmesser und des Stützrahmens bzw. des Nachlaufringes mit diesem überdecken.

Bei dieser Ausgestaltung dos Messerschildes erhalten die Messerschwänze der Vortriebsmesser in jeder Arbeitsstellung somit eine sichere Auflage und Abstützung durch den mit dem Stützrahmen gekoppelten Nachlaufring, wobei zugleich der Ausbruchsquerschnitt im Bereich des Schildschwarizes zuverlässig gesichert wird. Dabei ist es möglich, die Vortriebsmesser einzeln oder gruppenweise in Vortxiebsrichtung vorzupressen, wobei die den Vortriebsmessern zugeordneten Pressen sich an dem gemeinsamen Stützrahmen abstützen, der seinerseits über die jeweils stehenden, an der umgeben-

den Ausbruchswandung anliegenden Vortriebsmesser reibungsschlüssig gehalten ist Beim Vorpressen der Vortriebsmesser bleibt der Ausbruchsquerschnitt am Schildende durch den Nachlaufring gesichert Erst wenn sämtliche Vortriebsmesser vorgepreßt sind, kann der Stützrahmen in einem Schritt nachgeholt werden. Sofern hierbei der Nachlaufring mitgenommen wird, öffnet sich hinter dem Nachlaufring über den gesamten Ausbruchsquerschnitt eine Spaltfläche, die sofort gesichert werden kann. Dies läßt sich in verfahrensmäßig besonders zweckmäßiger und wirtschaftlicher Weise durch Aufbringen einer Spritzmasse, insbesondere Spritzbeton, in Form einer Versiegelung oder in Form der endgültigen Auskleidung erreichen.

Eine noch weitergehende Unabhängigkeit zwischen der Vortriebs- und Sicherungs- bzw. Ausbauarbeit läßt sich erreichen, wenn der Nachlaufring seinerseits abstandsverändernd mit dem Stützrahmen des Messerschildes gekoppelt ist In diesem Fall kann der Messerschild mehrere Arbeitsspiele durchlaufen, bevor der Nachlaufring über die diesen Arbeitsspielen entsprechende Wegiänge in einem Schritt nachgeholt und dabei die freigelegte Ausbruchswandung gesichert wird. Es empfiehlt sich, hierbei den Messerschild in der Weise auszubilden, daß sowohl zwischen den Vortriebsmessern und dem Stützrahmen als auch zwischen dem Stützrahmen und dem Nachlaufring hydraulische Schubkolbengetriebe vorgesehen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Nachlaufring über die Länge seines Umfanges in mehrere, gegenüber dem Stützrahmen einzeln abstandsveränderliche Abschnitte unterteilt sein. Dies bietet die Möglichkeit die verschiedenen Abschnitte des Nachlaufringes unabhängig voneinaner vorzuholen, wobei die beim Vorholen jeweils freigelegten Flächenbereiche der Ausbruchswandung unverzüglich gesichert werden können. Insbesondere bei schwierigen Gebirgsverhältnissen kann auf diese Weise zunächst der untere Abschnitt des Nachlaufringes nachgeholt werden, um eine Spritzbetonschale von der Sohle aus aufzubauen, bevor dann der obere Teil nachgezogen und der Spritzbeton im Firstbereich aufgebracht wird.

Es kann sich empfehlen, die aus den zungenartigen rückwärtigen Verlängerungen der Vortriebsmesser bestehenden Messerschwänze in Schlitzen des Nachlaufringes zu führen.

Wie erwähnt erlaubt der erfindumgsgemäße Messerschild eine Arbeitsweise, bei welcher die hinter dem Schildschwanz freigelegte Ausbruchswandung durch Aufbringen einer Spritzmasse als Versiegelungsmasse oder auch als endgültiger Ausbau gesichert wird. Im Hinblick auf diese besonders vorteilhafte Arbeitsweise empfiehlt es sich, eine an den Stützrahmen angeschlossene und von diesem getragene, etwa auf halber Höhe des Stützrahmens horizontal angeordnete Arbeitsbühne vorzusehen, die in ihrem rückwärtigen Bereich Vorrichtungen zur Lagerung einer um die Längsachse des Schildes drehenden Spritzeinrichtung zur Versiegelung und vorläufigen oder endgültigen Sicherung der Ausbruchswandung, vorzugsweise durch Spritzbeton, aufweist Mit einer solchen am Stützrahmen des Messerschildes drehbar gelagerten Spritzeinrichtung läßt sich in besonders vorteilhafter Weise die Spritzmasse bzw. der Spritzbeton unmittelbar nach dem Freilegen der Ausbruchswandung aufbringen.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Messerschild gemäß der Erfindung im Längsschnitt;

Fig.2 den Messerschild gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von der Ortsbrust her.

Der dargestellte Messerschild 1 weist eine Vielzahl von einen geschlossenen Schildmantel bildenden Vortriebsmessern 7 auf, die einzeln oder gruppenweise mittels hydraulischer Schubkolbengetriebe 10 gegen die (nicht dargestellte) Ortsbrust vorgetrieben werden können. Die Vortriebsmesser 7 sind an einem gemeinsamen Stützrahmen 4 abgestützt Die Schubkolbengetriebe 10 sind zwischen den Vortriebsmessern 7 und dem Stützrahmen 4 angeordnet so daß die Vortriebsmesser einzeln oder gruppenweise vorgepreßt und nach dem Vorpressen sämtlicher Vortriebsmesser der Stützrahmen nachgeholt werden kann.

Die Vortriebsmesser 7 weisen zungenartige rückwärtige Verlängerungen, sogenannte Messerschwänze 9, auf, die sich auf der Außenwandung eines Nachlaufringes 5 verschiebbar abstützen. Die Messerschwänze 9 bilden somit gemeinsam einen die Ausbruchswandung am rückwärtigen Ende des Messerschildes sichernden und gegen den Nachlaufring 5 abgestützten Schildschwanz. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Messerschwänze 9 auch beim Vorpressen der Vortriebsmesser 7 ihre Auflage auf der Außenwandung des Nachlaufringes 5 nicht verlieren. Die Messerschwänze sind somit in jeder Arbeitsstellung auf dem Nachlaufring abgestützt.

Der Nachlaufring 5 ist am hinteren Ende des Stützrahmens 4 angebracht, so daß er beim Nachholen des Stützrahmens mitgenommen wird. Die dabei von dem Nachlaufring freigelegte Ausbruchswandung 2 wird mit Mitteln 3, im dargestellten Ausführungsbeispiel durch aufgebrachten Spritzbeton 14, sofort gesichert

In der Zeichnung ist nicht dargestellt daß zwischen dem rückwärtigen Ende 8 des Stützrahmens 4 und dem Nachlaufring 5 hydraulische Schubkolbengetriebe angeordnet seir· können, die den hydraulischen Schubkolbengetrieben 10 entsprechend ausgebildet sind und die Möglichkeit bieten, den Nachlaufring unabhängig von dem Stützrahmen vorzuziehen. Die Anordnung kann hierbei so getroffen sein, daß der aus dem Stützrahmen und den Vortriebsmessern bestehende Messerschild um mehrere Arbeitsspiele vorwandern kann, bevor dann der Nachlaufring in einem Schritt oder auch in mehreren Schritten nachgeholt wird.

Auf etwa halber Höhe des Stützrahmens 4 ist eine Arbeitsbühne 11 angeordnet die in ihrem rückwärtigen Bereich Vorrichtungen zur Lagerung einer um die Längsachse 12 des Messerschildes 1 drehbaren Spritzeinrichtung 13 trägt, die beispielsweise um einen Spritzring 22 laufen kann. Die Spritzeinrichtung 13 ist mit einer Spritzkanone 23 versehen. Die Arbeitsbühne trägt außerdem Vortriebsmaschinen 15 und 16 sowie Fördereinrichtungen 17 und 18 für den Haufwerkstransport.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Messerschild für den Vortrieb unterirdischer Strecken, wie insbesondere Tunnel u. dgl, mit einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren, an einem nachholbaren Stützrahmen abgestützten Vortriebsmessern, die mit Messerschwänzen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerschwänze (9) der Vortriebsmesser (7) auf einem im Durchmesser etwa dem Ausbruchsquerschnitt entsprechenden Nachlaufring (5) verschiebbar abgestützt sind, der am rückwärtigen Ende des Stützrahmens (4) angeordnet oder mit diesem abstandsverändernd! verbunden ist, wobei die Messerschwänze (9) eine solche Länge aufweisen, daß sie sich in jeder Arbeitsstellung der Vortriebsmesser und des Stützrahmens bzw. des Nachlaufringes mit diesem überdecken.

2. Messerschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlaufring (S) über die Länge seines Umfanges in mehrere, gegenüber dem Stützrahmen (4) einzeln abstandsveränderliche Abschnitte unterteilt ist.

3. Messerschild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl zwischen den Vortriebsmessern (7) und dem Stützrahmen (4) als auch zwischen dem Stützrahmen und dem Nachlaufring (5) hydraulische Schubkolbengetriebe (10) vorgesehen sind.

4. Messerschild nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerschwänze (9) der Vortriebsmesser (7) in Schlitzen des Nachlaufringes (5) geführt sind.

5. Messerschild nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine an den Stützrahmen (4) angeschlossene und von diesem getragene, etwa auf halber Höhe des Stützrahmens horizontal angeordnete Arbeitsbühne (11), die in ihrem rückwärtigen Bereich Vorrichtungen zur Lagei-ung einer um die Längsachse (12) des Messerschildes drehenden Spritzeinrichtung (13) zur Versiegelung und vorläufigen oder endgültigen Sicherung der Ausbruchswandung (2), vorzugsweise durch Spritzbeton (14), aufweist