DE2461240C3

DE2461240C3 - Verfahren und Einrichtung zum Vortrieb von unterirdischen Strecken, wie vor allem Tunneln, Stollen u.dgl., insbesondere nach dem Rohrvorpreßverfahren

Info

Publication number: DE2461240C3
Application number: DE2461240A
Authority: DE
Inventors: Hans-G. Follert; Hans Juette; Klaus 4670 Luenen Linde
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1978-03-09
Also published as: JPS5178517A; DE2461240B2; DE2461240A1; ES443784A1

Description

Die F.rfindung betrifft ein Verfahren zum Vortrieb · unterirdischer Strecken, wie Funnel, Stollen od. dgl., bei dem eine gegen Vr dem Sollquerschnitt der fertigen Strecke kleinere Vortriebsstrecke exzer risch zur Slreckenachse vorgetrieben wird, deren I infang im Sohlenbereich mit dem Umfang des endgültigen ι Sollquerschniiies im wesentlichen zusammenfällt oder diesen überschneidet, und bei dem hinter der Vortriebsstrecke die Orisbrust auf den endgültigen Sollquerschnitt erweitert wird, wobei zur Finbringung des endgültigen Slreckenaiisbaus vorzugsweise d.is Rohrvorprefivei fahren angewendet wird. Ferner bezieht sich die Frfiiidiing auf eine Vortriebseinric-htiing zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer in einem aus mehreren miteinander verbundenen Abschnitten besiehenden Schutzmantel angeordneten ι Vollschnitt-Slrcckenvortriebsniaschinc, bei der der Schutzmantel mit einer Vorschub- und einer Abspannvorrichtung versehen ist.

Fs ist im Tunnel- und Stollenbau seit langem bekannt, der eigentlichen Strecke vorauseilend eine gegenüber ₍. deni Sollquerschnilt der fertigen Strecke kleinere Vortriebsstrecke exzentrisch zur Strcckeiiachse vorzutreiben, deren Umfang im .Sohlenbereich mit dem Umfang des endgültigen Sollquerschnitte, im wesentlichen zusammenfallt oder diesen überschneidet, und y diese Vortriebsslrecke im rückwärtigen Bereich auf den endgültigen Sollquerschnitt zu erweitern (»Der Bauingenieur«, 30 (1955) Heft 7. S. 248 bis 25 i, AF-PS 197 851). Der Vortrieb der vorauseilenden Vortriebsstrecke sowie die F.rweiierung derselben erfolgt z. IJ. sdurch Hohr- und Schließarbeit. Für die Abförderung des Gesteinsmatcrials werden Förderwagen eingesetzt. Um hierbei die Vortriebs- und Flrweiterungsarbeiten sowie die Verladung und Abförderung dos Haufwerks unabhängig voneinander ungestört durchführen zu *„ können, erhält die vorauseilende Vortriebsstrecke zumeist eine Länge von etwa 150 bis 300 m.

Beim Auffahren von Abbaustrecken in Bergbau-Untertagebetrieben ist es auch bekannt, einen als Streckenvortriebsmaschine ausgebildeten Ladeförderer " einzusetzen, der an seinem Kopfende eine Bohrvorrichtung tragt, die oberhalb oder unterhalb der Streckensohle einen Führungskanal ,chncidet (DF-AS I 1 76 08M.

Der Führungskanal nimmt einer, horizontalen Aufgabe ausleger des Ladeförderers auf. Bei der /.. B. durch Schieüarbeit erfolgenden Frweiterung des Streckenquerschnitte^ auf den .Sollquerschnitt fallt ein großer Feil des Haufwerks auf den Aufgabeaiisleger, so dall es von diesem abgefördert werden kann.

Für das Auffahren von Stollen, lunneln u.dgl. sind auch Vortnebscinrichlungen bekannt, du· aus einem mehrteiligen Vortriebsschild mit mehreren hintereinander geschalteten und gegeneinander beweglichen .Schildabschnitten bestehen (I)I OS 21 09 JK4 und IJI-I-OS 2Ü 20 320). Dabei nimmt der vordere, mit einem Schneidschuh versehene Schildabschnitt einen roiieien den Schneidkopf auf, welcher den Iiinnel oil dgl. auf vollem l'rofilquerschnitt schneidet und in Voririebsnch lung verschiebbar verlagert ist. \n den vordeien Schildabschnitt schließt sich ein /w ist lieiisi bild .in. der eine /wischen.ibdei kimg zwischen dein vorderen Schildabschnilt und einem hinteren .Stuizsthilil bildet, /wischen dem vorderen Sihild.ibschiiiti i.nd dem Stülzschild sind hydraulische Pressen .ιιΐΐ'ι··>ι iJin-l Dei Slützschild stutzt sich an der I iiiinclaiiskleidung .il>. die aus im Rohrvoi preßvei lain cn emgebraihieii Beioiiiohrcn besteht. Außerdem wcM der Siutzsihild .ms schwenkbaren Spreizorgaueii bestehende Spannvor richtungen auf. welche mittels Spannz\linder siegen die Aiisbnichswaiitliiiig abspreizb.ir sind. I )ei lest ν er.inker le Stutzschild kann somit «he Kcakiioiiski .ilic der Pressen und das Reaktion sin· ment des Si hiii/idlx >pl.m niches aufnehmen.

FVlI" das Aiitf.ihien von hiillleln. Mullen oder sonstigen Streiken unter Anwendung des Sihildvor triebs- oder KoIu uirprclk ei l.ihrcns weiden al·, I eil schnitt- oder Vollsi hiiittm.ist Innen aiisgt hildcle \ or triebsinaschinen in Verbindung mit I ade und I uider einrichtungen lur die Verladung und Ahluidciiing des Haufwerks eingesetzt. I ).i mn den Iu ι kommlu hen Vollschnitt maschinen nur ein besinn int ei Sn ei kcnqiici schnitt geschnitten werden kann, ιιιιι,μίι Im ilen Vortrieb von Strecken untei st Incdlit hei I )iiu Iniicsscr gesonderte Vortriebsmaschmen eiiigesei/i weiden

Aufgabe der l'rlmdiing ist es. ein lcistiiiigslahigcs und wirtschaftliches Verfahren zum Aullahien um I uiineln. Stollen ι ider im ι er tag ige η (iesieinsstret ken zu si hallen, welches die Möglichkeit bietet, the genannten Snei ken mit Hilfe einer kleinbauenden und lcisiiingssiai ken Vortriebsmaschine mit weitgehend beliebigen Oiler schnitten oder Durchmessern auf/ulahien. I einer bezweckt die Frfindimg eine insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignete leistungsfähige Vortriebseinrichtiing sowie emc zweckmäßige -\usge stal: mg ihrer /usatzvorriehtungen

Das erfinduiigsgeinaße Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, ii.)ü die im Querschnitt kleinere kreisförmige Vortriebsstrecke mit I lilfe einer an sich bekannten, in einem mitführbaren Schutzmantel arbeitenden Vollschniti-St recken vortriebsmaschine aufgefahren wird.

Bei dem erfindungsgemaßen Verfahren wird also die Vollschnittmaschine lediglich zum Auffahren der vorauseilenden Vortriebsstrecke eingesetzt, während das nachtragliche Frweitern der Vortriebsstrecke auf den Sollquerschnitt mit anderen für diese /wecke geeigneten und bekannten Maßnahmen, z. B. durch Bohr- und Schießarbeit, durch hydraulisches Absprengen oder mittels mechanischer Schneid oder Nachreißmaschine!! u.dgl. erfolgen kann. Mit dem erfindi'iigsgeniäßen Verfahren ist es daher möglich, ein und dieselbe

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VoIKc hnitlmaschine für das Auffahren von Strecken unterschiedlicher Querschnitte einzusetzen. Das Vcrhiillnis des Durchmessers des Sollqiicrschniits der Strecke zum Durchmesser der Vorlriehsslrccke wird zweckmäßig nicht größer .ils etwa 5 : 3 gewählt. Hs ei gibt sich dal aus die Möglichkeit, mit ein und derselben VoMi ichsmase lime Strecken aufzufaliicn, die bis zu etwa ·'/·. {Möller sind als der Duichmcsser des Si'hiicidkopfcs der Vortriebsmaschine.

I).ι die fin das Auffahren der kleineren Vorlriebsstrecke eingesetzte Vollschnittmaschine in einem millüliiharen Scluitznuintel arbeitet, braucht für die Sicherung der Voilnebsstrcckc kein gesonderter Ausbau als vorläufiger oder verlorener Ausbau eingebracht zu werden. Die Länge der Voiiriebsstreckc kanu verhältnismäßig kurz gehallen werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn für die Ablrirderung des in der Voitiiebsstiecke anfallenden Haufwerks und des beim Nachieißen der Voitiicbsstrecke anfallenden Haufwerks gesonderte I örciei vorrichtungen eingesetzt werden Voi ziigsw eise wird dabei das beim Auffahren der Voi liiebsslrecke anfallende Gut auf hydraulischem Wege und das beim Erweitern der Strecke anfallende (im mittels eines mechanischen l'örcierers abgefördert. AuIj¹Iund der hydraulischen Abförderung des Haiifw ei'ks aus der Vorli iebssti ecke brauchen in dieser keine ιauniaufwendigen mechanischen Lade- und fördervorrichtungen vorgesehen zu werden, so daß der vc'ilugbaic Kaum im Inneren der Vortricbssticcke nicht mein als unbedingt nötig eingeengt wird. Die hydraulische l'öideiiing eines Haufwerks und hierfür geeignete i'.imiclitiiiigen sind an sich bekannt (»Glückauf« 110 (lM74).Ni.l.S.')bis8).

Das eifiiidungsgemälk· Verfahren läßt sich mit besiiiuieiem Vorteil darm anwenden, wenn für das I Anbringen des endgültigen Streckenausbaus das an sich bekannte Kohrvorpreßvcrfahien angewendet wird. In diesem I all brauchen im F.rweilerungsbercich sowie in dei Strecke dahinter keine besonderen Hinrichtungen fm den Antransport und das !Anbringen des Aushaus ungesehen zu werden. Durch Vorpressen des Röhrst! anges kann der Streckenausbau den Hrwcitcrungsarbeiteir zügig folgen, so daß auch im Hrweilcrungsbcrcich eine rasche Sicherung des Slrcckcnquerschniltes erreichbar ist. Durch den Einsatz einer Vollschnittmaschine· in der Vortriebsstrecke und die Anwendung des Kohrvorpreßxerfahrcns für das Hinbringen des Ausbaus wird insgesamt die Möglichkeit geschaffen. Tunnel. Stollen oder sonstige Strecken mit hohen Vortriebsleistungen und ohne übermäßig hohen maschinellen Aufwand aufzufahren.

I iir die Durchführung des crfindungsgcmäßcn Verfahrens wird zweckmäßig eine Vorlricbseinrichlung eingesetzt, die. wie bekannt, aus einer in einem aus mehreren miteinander verbundenen Abschnitten beste hcndcn Schutzmantel angeordneten Vollschnitt-Strekkcnvortriebsmaschine besteht, bei der der Schutzmantel mit einer Vorschub- und einer Abspannvorrichtung verschen ist. Erfindungsgemäß weist der Schneidkopf der Vortriebsmaschine hierbei einen Arbeitsdurchmesser und der die Vortriebsmaschine aufnehmende Schutzmantel einen Außendurchmesser auf, der wesentlich kleiner ist als der Solldurchmesscr der aufzufahrenden Strecke, wobei der Schutzmantel sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Vortriebsstrecke erstreckt und im rückwärtigen Teil der Vortriebsstrecke um etwa eine Abschlaglänge vor dem Stoß der Erweiterungsstelle endet. Die voreilende Vortriebs-

strecke wird demgemäß im wesentlichen auf ganze Länge von dein Schutzmantel gesichert, wobei lcdiglici im (Jbergangsbcreirh zwischen Vorlriebssstiecke um der endgültigen Strecke ein freier Sticckcnbercicr verbleibt, in welchem die Vortricbsstrecke endseilig au den Solldinvhmesser erweitert wird Hs empfiehlt siel aber, in diesem Bereich eine besondere I irslabschii mutig voi zusehen, welche zui vorübergehenden Siehe rung der firste im Lrweitcruiigsbercicli dient. Vorzugs weise ist zu diesem /weck an dem Schutzmantel odci einem hiermit verbundenen Sehutzmantclabsehnitt eine den Nachieißstoß unterfangende ein- und ausfahrbare Abschirmung angeordnet.

In bevorzugter Aiisführiingsform besteht der Schutz mantel in an sich bekannter Weise aus mehrerer gegeneinander beweglichen und vorzugsweise gelenkig verbundenen Schlitzmantelabschnitten. Dabei weist dei Schutzmantel zweckmäßig in an sich bekannter Wcisi einen die Vortriebsmaschine aufnehmenden Schutz mantclabschnitl und einen sich rückseitig dahintei anschließenden, gegen das umgebende Gebirge ab spannbaren Schut/mantclabsclinitt auf. wobei beide Schiitzmantelabsclmitte über hydraulische Vorschubzy linder vorschiebbar und naclizichbar verbunden sind. Hi empfiehlt sich, einen dritten, gelenkig angehängter rückwärtigen Schutzmantclabschnill vorzusehen, wcl eher das Antriebs- und Versorgungssystem aufnimmt Der die Vortriebsmaschine aufnehmende Schutzmantel abschnitt wird zweckmäßig mit Mantelöffnungen fiii ein- und ausfahrbare, gegen das umgebende Gebirge verspannbarc Klauen oder Spreizorganc od. dgl. versehen. Auf diese Weise ist es möglich, den Schutzmantel während der Vortriebsarbeit gegenüber dem Gebirge zu verankern, wobei die Abspannung gelöst wird, wenn der die Vortriebsmaschine aufnehmende Schutzmantel abschnitt von dem darunterliegenden, gegen das Gebirge verspannten Schutzmantelabschnitt aus in Vortriebsrichtung vorgeschoben wird.

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Abförderung des an der Ortsbrust der voreilenden Vortriebsstreckc anfallenden Haufwerks vorzugsweise mittels eines hydraulischen fördcrsysicms. Zu diesem Zweck weist der die Vortriebsmaschine aufnehmende Schutzmantel vorteilhafterweise ein Wasserbassin eines hydraulischen Hördersystem auf, in welches das von der Vollschnittmaschine gelöste Gut hineingelangt, so daß es in form einer wäßrigen Aufschlämmung oder Trübe aus dem Bassin abgezogen werden kann. Dem Wasserbassin wird dabei laufend frischwasser zugeführt, so daß es während der Vortriebsarbeit ein annähernd konstantes Wasscrnivcau hat. Die abgepumpte Trübe wird in einer Klärcinrichtung. z. B. einem Absetzbecken, von den Heststoffcn getrennt und im Kreislauf als frischwasser wieder in das Wasserbassin zurückgeführt. Das Wasserbassin ist vorzugsweise zur Orlsbrust hin offen, wobei der Schneidkopf der Vortriebsmaschine in dem Wasserbassin arbeitet. Es empfiehlt sich, im Schutzmantel eine von der Sohle nach oben bis höchstens etwa in den mittleren Mantelbereich aufragende Schotlwand anzuordnen, welche zusammen mit dem unteren Teil des Schutzmantels das zur Ortsbrust hin offene Wasserbassin bildet. Der Maschinenkörper der Vortriebsmaschine kann dabei im Wasserbassin oder unmittelbar darüber liegen. Zugleich kann am oder im Schutzmantel die im Firstbereich gegen das umgebende Gebirge abspreizbare Abspannvorrichtung angeordnet werden, die sich in diesem Fall oberhalb des Wasserbassins befindet. Mit Hilfe der gegen die Firste

ausfahrbaren Abspannvorrichtung läßt sich der Schutzmantel im untci cn Hei eich gegen die Sohle so fest anpressen, daß hier bereits eine weitgehende Abdichtung gegen Wasserabfluß aus dem Wasserbassin erreicht wird. Vorteilhafterweise wird hierbei an dem Schutzmantel eine im Sohlcnhcreich gegen die Sohle anpreßbarer, vorzugsweise aus einem Itingscgmenl bestehende Dichtung angeordnet.

Hinter der Schotlwand kann außerhalb des Wasserbassins eine Vorschub- und/oder Schwenkvorrichtung für den Schneidkopf der Vortriebsmaschine im Schutzmantel angeordnet sein.

l:s empfiehlt sich ferner, an der NachreiLlstelle unterhalb des Nachreißsioßcs eine Ladevorrichtung anzuordnen, welche mit von der Streckenwand zur Sohle hin geneigten, das herabfallende Haufwerk in einen Förderer !eisenden Auf fang- und Glciiplaiten verschon ist. Um einen möglichst großen Anteil der bei der Frwcilerungsarbcit anfallenden Haufwerksmasse in den Förderer verladen zu können, empfiehlt es sich, die gegeneinander geneigten Atiffang- und (Jlcitplattcn so anzuordnen, daß sie um eine zur Slreckenachsc etwa parallele Achse schwenkbar sind.

Die Sicherung der erweiterten Strecke im Frwcilcrungsbcrcich kann mittels eines besonderen Arbeitsrohres erfolgen, welches entsprechend dem Vortrieb mitgeführl wird. Der endgültige Ausbau kann, wie erwähnt, durch im RohrvorpreHverfahrcn eingepreßte Rohre oder auch durch einen anderen Ausbau, z. B. einen Tübbingausbau erfolgen.

Im folgenden wird die !Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfühningsbcispiclc näher erläutert. Fs zeigt

Fig. 1 schcmatiseh im Längsschnitt einen Tunncl- oder Stolleiivortrieb od.dgl. unter Anwendung des Rohrvorpreßverfahrcns mit einer eine vorcilcndc Vortriebsstrecke kleineren Querschnitts schneidenden Vortricbscinrichtung gemäß der Frfindung;

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach Linie H-Il der Fig. 1:

Fig. 3 in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch den vorderen, die Vortriebsmaschine aufnehmenden Schutzmanteiabschnitt;

Fig.4 ebenfalls in größerem Maßstab die sieh an den vorderen Schutzmanteiabschnitt als Nachläufer anschließenden rückwärtigen Schutzmantclabschnittc mit den darin eingebauten Zusatzvorriehtungen;

Fig. 5 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach Linie V-V der F-"ig. 1;

Fig. 6 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach Linie Vl-Vl der Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 wird z. B. von einer Baugrube 10 aus ein Tunnel oder Stollen od. dgl. im F.rdrcich oder Gebirge unter Anwendung des Rohrvorprcßverfahrens aufgefahren. Dabei wird zunächst im .Sohlenbereich eine voreilende Vortriebsstrecke Il mit Hilfe einer Vortriebsmaschine 12 aufgefahren, die mit einem angetriebenen Schneidkopf 13 ausgerüstet ist. Die im Querschnitt kreisrunde Vortriebsstrecke 11 wird in einem bestimmten Abstand hinter der Vortriebsmaschine auf den endgültigen kreisförmigen Sollquerschnitt 14 erweitert. In Fig.6 ist der Sollquerschnitt der auf den endgültigen Durchmesser erweiterten Strecke bei 14 strichpunktiert angedeutet. Es ist erkennbar, daß die Vortriebsstrecke 11 im Sohlenbereich der endgültigen Strecke so vorgetrieben wird, daß der Außenumfang der Vortriebsstrecke 11 den Umfang der erweiterten Strecke 14 im Sohlentiefsten bei 15 tangiert. Es wäre aber auch möglich, den Querschnitt der Vortriebsstrckkc Il so zu legen, daß er den Umfang der erweiterten Strecke 14 im Sohlenbcreich schneidet, so daß die Vorlricbsstrccke 11 mit ihrer Sohle außerhalb der kreisförmigen Umgrenzung des Strcckenqucrschnius 14 liegt. Auf diese Weise wird im Sohlcniicfstcn eine Mulde geschnitten, wie z. Ii. als Dränagegraben für die Alilciliing von zufließendem Wasser verwendet werden kann.

Die Sicherung der Vortriebsstrecke 11 erfolgt mittels eines zylindrischen Schutzmantels 16, welcher drei Schutzmanlclabschnittc 16;j. 166 und 16c umfaßt. Wie vor allein Fig. 3 zeigt, nimmt der vordere Schutzmanteiabschnitt 16a die eigentliche Vortricbsmaschinc 12 auf. Der rotierende Schneidkopf 13, der mit Schncidrollen oder sonstigen Schneid- oder Bohrwerkzeugen bestückt ist. ist in diametral einander gegenüberliegenden, horizontalen Führungsschienen 17 geführt, die über Gclcnkzapfcn 18 ar, der zylindrischen Innenwand des Schutzinantclabschnittcs 16a angclenkl sind. Die Anpressung des .Schneidkopfes 13 gegen die Ortsbrust 19 und der Vorschub des Schneidkopfes in Voririebsriehtung erfolgen mittels hydraulischer Zylinder 20, die an den Führungen 17 abgestützt sind und deren Kolbenstangen an dem in den Führungen verschiebbar geführten Maschinenkörper der Vortriebsmaschine angreifen. Die Führungsschienen 17 sind außerdem um die quer zur Vortriebsrichtung verlaufenden Achsen der Gelenkzapfcn 18 schwenkbar, so daß der Schneidkopf 13 in der Vertikalcbene verschwenkt werden kann. Dies erfolgt mittels hydraulischer Schwenkzylinder 21, welche an einem rückwärtigen Hebelarm 22 der Führungsschiene 17 angreifen und sich im hinteren Bereich gegen die Innenwand des Sehutzmantelabschnilles 16.-J abstützen. Auf diese Weise ist der Schneidkopf 13 sowohl mittels der Zylinder 20 in Vortriebsrichtung vorschiebbar als auch mittels der Zylinder 21 in der Vertikalcbene schwenkbar, wodurch sich eine gewisse Steuer- und Ausgleichsbewegung beim Vortrieb der Strecke erreichen läßt.

Dei vordere Schutzmanteiabschnitt 16a ist außerdem mit einer Abspannvorrichtung ausgerüstet, mit der er im l'irstbcrcich gegen das umgebende Gebirge verspannt werden kann. Diese Abspannvorrichtung besteht erfindungsgemäß aus oberhalb der Führungen 17 und des Maschinenkörpers der Vortriebsmaschine 12 im Schutzmanteiabschnitt 16a angeordneten klauenartigen Spreizorganen 23. die, wie vor allem Fig. 2 zeigt, an Gclenkachsen 24 angclenkt sind, welche in Vortricbsrichtung verlaufen. Die Spreizorgane 23 sind paarweise über einen Spreizzylinder 25 verbunden. Außerdem weist der Schutzmantelabschnitl 16a im oberen Bereich schlitzartigc Mantelöffnungen 26 für den Durchgriff der Spreizorgane auf. Die Anordnung ist erkennbar so getroffen, daß beim Ausschub des hydraulischen Spreizzylinders 25 die Spreizorgane 23 um ihre Gelenkachsen 24 durch die Mantelöffnungen 26 hindurch im Firstbereich gegen das umgebende Gebirge gespreizt werden, so daß der Schutzmanteiabschnitt 16a mit der darin angeordneten Vortriebsmaschine gegenüL?r dem Gebirge fest verankert wird. Dabei wird der Schutiifu-ntelabschnitt 16a im unteren Bereich gegen die Sohle der Vortriebsstrecke 11 gepreßt, was im Hinblick auf das nachfolgend noch zu beschreibende hydraulische Fördersystem von Bedeutung ist. Wie Fig.3 zeigt, sind in dem Schutzmanielabschnitt 16a oberhalb des Maschinenkörpers der Vortriebsmaschine 12 zwei Abspannvorrichtungen der vorstehend be-

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schriebenen Art parallel nebeneinander angeordnet.

Der vordere Schulzmantelabschnilt 16.; ist über doppeltwirkende hydraulische Vorschubzylinder 27 mit dem sich hieran anschließenden Schiit/mantelabschnitl 16/) verbunden (Γ i g. 1 und 4). Die Kolbenstangen dieser Zylinder sitid am hinteren Finde des Schutzmantelab schnittes lö.i bei 28 angelenki, wahrend sich die Zylinder bei 29 an dem nachfolgenden Sehutzmantelab schnitt I6i> gelenkig abstützen. Durch Ausschub tier Zylinder 27 kann daher der gesamte vordere Schul/ mantelabschnitl 16.; zusammen mit der Vortriebsmaschine 12 um den Zylinderhub in Vortriebsrithlung vorgeschoben werden. Hierbei ist die Abspannvorrichtung am vorderen .Schutzmantelabschnitt 16.7 gelöst, so daß in diesem !"all nur die Abspannvorrichtung in dem nachfolgenden .Sehut/mantelabschnitt 16/) gegen das umgebende Gebirge abgestützt ist. Der rückwärtige Schutzmanlelabschnitt 16/) bildet demgemäß das Widerlager beim Vorschub des vorderen .Schutzmantel abschnittes 16.;.

Die Abspannvorrichtung des als Nachläufer folgen den Schutzmaiitelabsehnittes 16/) ist in den l·' i g. 4 und ^r> mit JO bezeichnet. Aus l·'i g. 5 ist zu ersehen, daß aus dem zylindrischen Schut/manlelabschnitt 16/) durch einen horizontalen, in der Mittelebene des Schutzmantels liegenden Schnitt eine halh/ylindrischc Schale 16/)' herausgelrennt ist. die sich nur über eine ['eillange des Schutzmantelabschnitis 16/) erstreckt. Die Trenustelle ist in F i g. 5 bei Jl angedeutet, Fs ist infolgedessen möglich, das Zylindersegment 160'gegen die Firste der Strecke 11 anzupressen. Dies erfolgt mittels hydraulischer Zylinder 52, die sich an Konsolen 11 im unteren Feil des Scliutzmanlelabschnittes Ib/) abstützen und deren Kolbenstangen bei 14 an dem oberen Zylindersegment 166'angelenkt sind, so daß beim Ausschub der Zylinder 12 das obere Zylindersegment gegen die Firste und damit auch der übrige Teil des Sehut/mantelabschnittes 16/) gegen die Sohle verspannt wird. Auf diese Weise läßt sich eine unbedingt sichere Verankerung des hinleren Schutzmantelabschnittes 16/)erreichen.

An den Schutzmantelabschnitt 160 ist rückseitig über Laschen 15 der Sehutzmantelabschnilt 16c· gelenkig angehängt, welcher die gesamte Versorgungseinrichtung der Vortriebseinrichlung aufnimmt, und zwar insbesondere das hydraulische Pumpenaggregat nebst Antrieb für die Versorgung der verschiedenen hydraulischen Verbraucher sowie die erforderlichen Vorrichtungen für das hydraulische Fördersystem. Diese Teile sind in Fig.4 lediglich angedeutet; sie bedürfen keiner näheren Erläuterung.

Der rückwärtige Schutzmantelabsehnitt 16c endet in einem Abstand von etwa 2 bis 4 m vor der Erweiterungsstelle E(Fig. 1), wo die Vortriebsstrecke 11 auf den Solldurchmesser der Strecke 14 erweitert wird. Diese Erweiterungs- und Nachreißarbeiten können in herkömmlicher Weise, z. B. durch Spreng- und Schießarbeit, vorgenommen werden. Es besteht die Möglichkeit, hierfür auch mechanische Vortriebs- oder Nachreißvorrichtungen zu verwenden. Der erweiterte Streckenbereich unmittelbar hinter der Erweiterungsstelle E wird mittels eines Schutzrohres 36 aus Stahl gesichert, welches dem Vortrieb entsprechend mitgeführt wird. An dieses Schutz- oder Arbeitsrohr 36 schließt sich rückseitig der endgültige Ausbau an. Dieser besteht aus Rohrabschnitten 37, die in bekannter Weise im Rohrvorpreßverfahren von der Baugrube 10 aus mit Hilfe einer Vorpreßstation 38 vorgepreßt werden.

Anstelle dieser Tunnelauskleidung kann aber auch

eine andere Auskleidung, /.. IJ. ein Tübbingausbau, eingebracht werden.

Im Inneren des voizupressenden Rohrslranges und des Arbeiisrohres )6 befindet sich ein mechanischer Forderer, hier ein Keitenkratzforderer 19, der in Vortriebsrichtung verschiebbar in dem Rohrstrang gelagert ist und dessen nach oben hochgefuhrtes Austragende 40 im Lingangshcrcich der Strecke liegt. Der Förderer 19 kann an den Schutzmantel 16 der

ίο Vorlriebsslrecke angehängt werden, so daß er von diesem entsprechend dem Streckenvortrieb nachgezogen wird. Das untere Aiifgubccnde 41 des Förderers liegt im Lingangsbereich der Vortriebsstrecke Il unterhalb der Frweiterungsstrecke /:" und bildet hier eine l.adestation für die Verladung des beim Erweitern der Strecke anfallenden Haufwerks. Wie F i g. b zeigt, weist der Förderer W an der l.adestation 42 von dem Umfang der Vortriebsstrecke Il schräg nach unten /u den Seilenwiinden ties Förderers trichterförmig geneig-

2c te Auffang- und (ileitplatten 45 auf, welche das beim Nachreißen der Strecke im Frweiterungsbereich /:' herabfallende Gestein in das Förderlnim des Förderers leiten. Da die Vorliiebssirecke 11 im .Sohlenbereich der aufzufahrenden Strecke 14 vorgetrieben wird, fallt der überwiegende Teil des beim Nachreißen der Strecke anfüllenden Gesteins unter Schweikraflwirkung unmittelbar in den Förderer 19. Lediglich das in den Zwickeln 44 /u beiden Seiten des Förderers 19 entstehende Gestein muß gesondert in den Förderer verladen werden, was von I land oder mittels (nicht dargestellter) mechanischer Ladegeräte bewirkt weiden kann. Ls empfiehlt sich, die Auffang- und Gleitplatten 41 schwenkbar an den SeilenwaYiden des Förderers so anzuordnen, daß sie um einen gewissen Winkelbelrag nach unten in den genannten Zwickel eingeschwenkt werden können, wie dies in F i g. h bei 41' dargestellt ist. In dieser Stellung können die Aiiffang- und Glcitplaltcii 41 festgelegt werden. Das beim Nachreißen der Strecke anfallende Haufwerk füllt dann auf die nach unten geklappten Auffang- und Gleitplatten, worauf diese nach oben in die voll ausgezeichnete Stellung geschwenkt werden, um das aufliegende Haufwerk zum Abfluß in den Förderer 19 zu bringen. Auf diese Weise ist es möglich, zusätzlich noch das im oberen Bereich der beiden Zwickel 44 gelöste Haufwerk mechanisch in den Förderer zu verladen.

Die Abförderung des beim Vortrieb der Vortriebsstrecke U anfallenden Materials erfolgt mittels einer besonderen Fördereinrichtung, die hier aus einem hydraulischen Fördersystem besteht. Wie vor allem Fig. 3 zeigt, ist im rückwärtigen Bereich des Schutzmantelabschnittes I6.1 eine von der Sohle nach oben bis etwa zur Mittelachse des Schutzmantels aufragende Schottwand 45 angeordnet, weiche in dem vorderen Schutzmantelabsehnitt 16a ein Wasserbassin 46 bildet, in welchem während des Betriebes ein annähernd konstanter Wasserspiegel aufrechterhalten wird. Die Zuführung des Frischwassers erfolgt über eine Leitung 47, weiche durch die Schottwand 45 abdichtend hindurchgeführt und längs durch die Strecke verlegt ist. Im rückwärtigen Streckenbereich 14 ist die Frischwasserleitung 47 zusammen mit sonstigen Zuführungsleitungen in einem kastenförmigen Bodenraum 48 des Förderers 39 verlegt, wie aus Fig.6 erkennbar. Das Wasserbassin 46 ist zu der Ortsbrust 19 hin offen, so daß das von dem Schneidkopf 13 der Vortriebsmaschine gelöste Gut in das Wasserbad fällt und als Trübe bzw. als Wasser-Feststoffsuspension über eine Saugleitung 49

abgesaugt werden kann. Die Leitung 49 ist ebenfalls durch die aufragende Scliottwand 45 abdichtend hindurchgeführt und im riiikwartigen Sireckenbereich in dem ISodenkasten 45 des I örderers 59 verlegt. Die Pumpe und die sonstigen Hinrichtungen für das S hydraulische fördersystem befinden sich in dem Sehut/mantelabschnilt Ihr. Die über die Leitung 44 aus dem Wasserbassin abgezogene I'iiibe wird einer Klärvorrichtung b/w. einem Absetzer oil. ilgl. /ugeführt. in welcher die feststoffe abgeschieden werden. Das geklärte Wasser wird dann als Frischwasser liber die Leitung 47 in das Wasseibassin 46 zurückgeführt. Aus [■'ig. i ist zu erkennen, daß die Vortriebsmaschine mit ihrem Maschinenkörper zumindest teilweise im Inneren des Wasserbassins liegt und dal) der Schneidkopf I 1 der Vortriebsmaschine im linieren !!ereich im Wasser!-..id arbeitet.

Wahrend des Vortriebs wird der Schneidkopf I i der Vortriebsmaschine mit I lilfe der Vorschub/.ylinder 20 in Vortriebsrichtung vorgeschoben, wobei der Sebut/man telabschnilt 16.) der Vortriebsmaschine mit Hilfe der beschriebenen Abspannvorrichtung gegen this umgebende (jebirge b/w. Lrdreich abgespannt ist. Sobald der Hub der Zylinder 20 erschöpft ist, wird der Scbut/man lelabschniit lh,/ nach Lösen seiner Verspaiiniing nut Hilfe der Zylinder 27 vorgeschoben, welche sich an dem anschließenden .Schiit/manlelabschnitt lh/) absliil/en. der hierbei mit seiner Abspannvorrichtung gegen das Gebirge verspannt ist. Nach dem Vorschub ties vorderen Schut/mantelabscbnittes lh,/ wird durch \c entgegengesetzte Druckbeaufschlagiing der Zylinder 27 der hintere Schut/mantelabschnilt lh/) und der sich hieran anschließende rückwärtige Schul/m.intelabschnitt Ihr nachgezogen, llicihei kann zugleich der l'orderer 59 in Vorlriebsricliiimg n.u hgesi hleppi werden, nachdem zuv or die Strecke mi I 1 w eileriingsbe reich /:' um eine entsprechende Abschlagl.ingc auf den endgültigen SireckeiKiiierschnitt ervteitcii woidcn M Anschließend wird dann der Kohrstraiir i7 und .l.r-Aibeilsrohr lh um der Vorpießslatioii IH 11111 cm entsprechendes M,ill weiter vorgeprellt.

Zur Abdichtung des Wasseil).issins4hi-it ,1111 hinteren I nde des Schuizmautclahschmiics lh,/ hinter der Schotiwand 45 eine Dichtung angeoidnei. die. au- 111 den I¹ i g. 2 und i gezeig 1, .ms einem etwa h.ilbkieislor migen Ringsegmenl 51 besteht, vvckhei uullels Spannvorrichtungen 52. hier Spannst hrauben. abdith tend gegen die geschnittene Streikenw.ind anprcßhar ist. Die Dichtung kann an ihrer •Xulleiik.inte mü einer verschleißfesten Dichtleiste, einem nachgiebigen DkIh wulst 55 od. dgl. versehen sein. Auf dice Weise wird verhindert, dall das im Wasseilussin lh stehende Wasser von der Orisbiiist her inner dem SiIn iiitzmau tel.ibschnitl lh./ n.ieh hinten dun h die Sn ei ke abllielll. Wahrend des Vortriebes wird aullerdem del Si hui/ mantelabschiiitt lh./ von seiner gegiti die I liste anpreßbaren Abspannvorrichtung im sohlenbeicu h gegen die Sireckeuwaiidiiiig angepiclli so d.iii hier durch bereits eine weitgehende Abdii lining erzielt wild

Wie in !■' i g. I angedeutet, kann ,in dem 1111 kw.11 ligen Schutzmanlelalisi hnilt Ihr eine ein und .iiism liiebb.u e Abschirmung 50 .iiigeordnet scm. welihc den iibeih.in gendeii Naehreillstoli an der N.iiln eillslelle / inner fangt. Beim Nat Iu eitlen wird diese Abstimmung in den Schutziuantelabsi limit Ihr eingel.ihren

llicizu Ϊ HIaII 'Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vortrieb unterirdischer Strekken, wie Tunnel, Stollen od. dgl., bei dem eine gegenüber dem .Sollquerschnitt der fertigen Strecke kleinere Vortriebsstrecke exzentrisch zur Streckenachse vorgetrieben wird, deren Umfang im Sohlenhereich mit dem Umfang des endgültigen SoIi-(|tiLT.schnittes im wesentlichen zusammenfällt oiler diesen überschneidet, und bei dem hinter der Vortriebssirecke die Ortsbnist auf den endgültigen Sollquerschnitt erweitert wird, wobei zur Einbringung des endgültigen Streckenausbaus vorzugsweise das Rohrvorpreßverfahren angewendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt kleinere kreisförmige Vortriebsstrecke

(11) mit Hilfe einer an sich bekannten, in einem miiführbaren Schutzmantel (16) arbeitenden VoIlschnitt-Si recken vortriebsmaschine au I gefahren wird

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Auffahren der Vortriebsstrecke (11) anfallende Can auf hydraulischem Wege und das beim Erweitern der Strecke anfallende Ciut mittels eines mechanischen Förderers abgefördert wird.

}. Voririebseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I und/oder 2, bestehend aus einer in einem aus mehreren miteinander verbundenen Abschnitten bestehenden Schutzmantel angeordneten Vollschnitt-Strecken vortriebsmaschine, bei der der Schutzmantel mit einer Vorschub und einer Abspannvorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (U) der Vortriebsmaschine (12) einen Arbcitsdurchmesser und der die Vortriebsmaschine aufnehmende Schutzmantel (16) einen Aulkndurchmcsser aufweisen, der wesentlich kleiner ist als der Solldurchmes scr der aufzufahrenden Strecke, und daß der Schutzmantel sich im wesentlichen über die gesamte l.iinge der Vortriebsstrecke (II) erstreckt, wobei er im rückwärtigen Teil der Vortriebsslrecke um etwa eine Abschlaglänge vor dem Stoß der Erweiterungsstelle endet.

4. Vortriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (16), in an sich bekannter Weise, aus mehreren gegeneinander beweglichen und vorzugsweise gelenkig verbundenen .Schutzmantelabschnitten (16a, 166, t6c)besteht.

5. Vortriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (16), in an sich bekannter Weise, einen die Vortriebsmaschine

(12) aufnehmenden Schutzmantelabschnitt (16a,¹ und einen sich rückseitig dahinter anschließenden, gegen das umgebende Gebirge abspannbaren Schutzmantelabschnitt (16b) aufweist, wobei beide Schutzmantelabschnitte über hydraulische Vorschubzylinder (27) vorschiebbar und nachziehbar verbunden sind.

6. Vortriebseinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (16) einen dritten, gelenkig angehängten rückwärtigen Schutzmantelabschnitt (16c,¹ aufweist, welcher das Antriebs- und Versorgungssystem aufnimmt.

7. Vortriebseinrichtung nach Anspruch 3 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Vortriebsmaschine (12) aufnehmende Schiitzmantclabschriitt (16a,) mit Mantelöffnungen (36) fiir ein- und ausfahrbare, gegen das umgebende Gebirge verspannbare Klauen oder Spreizorgane (23) od. dgl. versehen ist.

8. Voririebseinrichtung nach Anspruch 3 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Vortriebsmaschine (12) aufnehmende Schulzmantel (I6j^ein Wasserbassin (46) eines hydraulischen Förderersystems fü·.' das anfallende I laufwerk aufweist.

9. Vortricbseinrit'htung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserbassin (46) zur Ortsbrust hin offen ist und der Schneidkopf (I 3) der Vortriebsmaschine (12) in dem Wasserbassin (46) arbeitet.

10. Voririebseinrichtung nach Anspruchs oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Schutzmantel (16) eine von der Sohle nach oben bis höchstens etwa in den minieren Manielbereich aufragende Scholtwand (45) angeordnet ist.

11. Vortriebseinrichliing nach Anspruchs oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenkörper der Vortriebsmaschine (12) im Wasserbassin oder unmittelbar darüber liegt.

IZ Vortriebseinrichliing nach Anspruch i oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am oder im Schutzmantel (16) die im Firstbereich gegen das umgenende Gebirge abspseizbare Abspannvorrichtung (23 bis 25) angeordnet ist.

13. Vortriebseinrichliing nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abspannvorrichtung Sprei/arme (2!) aufweist, welche um im Firstbereich des Scluit/nianiels (16) liegende Gelenkachsen (24) durch ebenfalls im Firsibereieh liegende Manielöffnungen (26) des Schtit/mantels hindiirchschwenkbar sind.

14. Vortriebseinrichtung nach Anspruch I 2 und 1 i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abspannvorrichtung (2J bis 26) oberhalb des Wasserbassins (46) im Schutzmantel (16) angeordnet ist.

I¹J. Vortriebseinrichtung nach Anspruch IO oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Schottwand (45) außerhalb des Wasseibassins (46) eine Vorschubund/ndcr Schwenkvorrichtung (21) fiir den Schneidkopf (13) der Vortriebsmaschine im Schutzmantel (16) angeordnet ist.

Ib. Vortriebseinrichliing nach einem der Anspruches bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schutzmantel (16) eine im .Sohlenbereich gegen die Sohle anpreßbare, vorzugsweise aus einem Ringsegment bestehende Dichtung angeordnet ist.

17. Vortriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Schutzmantel (16) der Vortriebsmaschine oder ein hiermit verbundener zylindrischer Mantelabschnitt {16b) mehrteilig ausgebildet ist und mindestens ein den Schutzmantel zu einem geschlossenen Rohr ergänzendes Zylindersegment (16/)'^ aufweist, welches gegen das Gebirge anpreßbar ist.

18. Vortriebseinrichtung nach einem der Anspruches bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schutzmantel (16) oder einem hiermit verbundenen Schutzmantelabschnitt eine den Nachreißstuß unterfangende ein- und ausfahrbare Abschirmung (50) angeordnet ist.

Γ). Vortriebseinrichtung nach einem der Anspni-

ehe J bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nachreißslelle (E) unterhalb des Nachreißstoßes eine Ladevorrichtung (42) angeordnet ist, welche mit von der Streckenwand zur Sohle hin geneigten, das herabfallende Haufwerk in einei: Förderer (39) leitenden Auffang- und iileilplallen (43) versehen ist.

20. Vortriebseinriehtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander geneigten Auffang- und (ileilplatten (45) ;m zur Sireckenachse parallele Achsen schwenkbar sind.

21. Vortriebseinrichtiing nach einem der Ansprüche 3 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (39) im Hodenbereich einen Aufnahme raum (48) für die Leitung (47, 49) des hydraulischen Fördersystems aufweist.

22. Vortriebseinrichtiing nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke im Bereich der Nachreißstelle (I) von einem iiiitführbaren Arbeitsrohr (i6)ausgeHcidet ist.