DE2517874A1 - Verbauschild fuer das auffahren von tunnels - Google Patents

Description

• Verbauschild für das Auffahren von Tunnels Die Erfindung betrifft einen Verbauschild für das Auffahren von Tunnels und dergleichen mit einem Stützrahmen, der das Auflager und die Führung für den Stützrahmen außenseitig umgebende Vortriebsmesser bildet, die mit dem Stützrahmen über eine Relativbewegung zwischen Stützrahmen und Vortriebsmesser ermöglichende hydraulische Schubkolbengetriebe miteinander verbinden sind.
• Es ist ein Verfahren zum Vortreiben von Tunneln oder Stollen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt, bei der dem Stützrahmen ein zusätzlicher Vortriebsrahmenteil zugeordnet ist, der jeweils mit einem oder mehreren Messern verbunden ist, wobei durch hydraulische Schubkolbengetriebe zwischen dem Stützrahmen und dem Vortriebsrahmenteil der Vorschub einzelner oder mehrerer Messer gleichzeitig erfolgt.
• Beim Auf fahren von Tunnels größerer Durchmesser verzichtet man auf dieses zusätzliche Vortriebsrahmenteil und ordnet jedem einzelnen Vortriebsmesser ein mit dem Stiitzrahmen verbundenes Schubkolbengetrieb zu.
• Beiden Verfahren ist gemeinsam, daß mit Hilfe der hydraulischen Schubkolbengetriebe jeweil 5 niir ein oder wenige Messer in das anstehende Erdreich eingedrück werden, während die -beispielsweise iiber die verstarrten Schubkolbengetriebe - mi t dem Stützrahmen verbundenen übrigen Messer infolge ihrer Re,ibung mit dem umgehenden Erdreich die beim Vorschub des einzelnen Messers entstehenden Rückstellkräfte aufnehmen, so daß der Rahmen und die mit diesem Rahmen verbundene Gesamtzahl der Messer nicht oder nicht nennenswert zurückweichen. Erst wenn alle Messer in die neue Position vorgetrieben worden sind wird durch Beaufschlagung aller zwischen den einzelnen Vortri ebsmessern u.nd dem Stützrahmen angeordneter Schubkolbengetriebe der Stützrahmen insgesamt nachgeholt; dabei ist die infolge des auf den Vortriebsmessern auflastenden Druckes gegebene Reibung zwischen Vortriebsmesser und Erdreich größer als die Reibung zwischen Vortriebsmesser und Stützrahmen, so daß der Stützrahmen nachgeholt wird.
• Die besonderen Vorteile eines derartigen Verfahrens liegen zum einen darin1 daß während des Vortriebs der einzelnen Messer bereits ständig die Ortsbriist abgearbeitet und des anfallende Haufwerk abgefahren werden kann, so daß ein relativ kontimijerliches Arbeiten ermöglicht wird; zum anderen liegt ein besonderer Vorteil darin, daß nach dem bekannten Verfahrensprinzip keine Abstützung an irgendwelchen nachfolgend eingebrachten Tunnelausbauten erforderlich ist.
• Die Fachwelt ist deshalb bisher immer dann von dem vorbeschriebenen sogenannten "Messervortriebsverfahren" abgegangen, wenn das an der Ortsbrust anstehende Material dem Verbauschild bzw. dessen Einzelteilen einen solchen Widerstand entgegensetzt, daß die Reibung zwischen der Gesamtzahl der Vortriebsmesser und' dem Erdreich zu gering wird und ein erfolgreiches Vortreiben einzelner Vortriebsmesser oder das Nachholen des Stützrahmens in Frage stellt. In diesen Fällen ist man zur Verwendung wesentlich aufwendigerer Vollschnittmaschinen oder dergleichen übergegangen, mit deren Hilfe nur Auffahrquerschnitte mit bestimmten Krümmungsradien aufgefahren werden können, während mit Hilfe eines "Messervortriebes" Auffahrquerschnitte beliebiger Gestaltung gefahren werden können. Im letzten Fall ist dies lediglich von der Ausbildung des Stützrahmens und den darauf geführten Vortriebmessern abhängig.
• Ein besonderes Problem ergibt sich beim Auffahren von Tunnels nach dem ansich wirtschaftlichen und vorteilhaften Messervortriebsverfahren der eingangs genannten Gattung, wenn das an der Ortsbrust anstehende Gewinnungsgut zum leichten Ausbrechen oder gar zum Fließen neigt. Selbst bei gegen die Ortsbrust geneigt verlaufend ausgebildetem Schild ist die Ortsbrust nicht ohne zusätzliche Hilfsmittel zu halten, so daß in bekannter Weise das anstehende Mineral insbesondere im oberen Bereich durch sogenannte Brustverbauplatten abgestützt werden muß.
• Diese Brustverbauplatten müssen zwangsläufig an irgend einem Bauteil des Verbauschildes abgestützt sein, so daß der von der Ortsbrust ausgehende, auf die Brustverbauplatten einwirkende Druck sich auf den Verbauschild überträgt. Dieser Druck kann - insbesondere nach längeren Standzeiten, wie beispielsweise Tisch einem Wochenende - so groß werden, das bei der folgenden Inbetriebnahme des Verbauschildes nicht die e Vortriebsmesser oder dor Stützrahmen nach vorne rücken, sondern die jeweils anderenends mit dem beaufschlagten Schubkolbengetrieben verbundenen Teile des Verbauschildes nach hinten ausweichen.
• Von dieser Problemstellung ausgehend hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, bei einem Verbauschild der eingangs genannten Gattung eine Lösung zu finden, die ein einwandfreies Vortreiben der einzelnen Vortriebsmesser bzw. Nachholen des Stützrahmens und somit einen kontinuierlichen Ablauf des Vortriebs- und Gewinnungaprozesses auch in dem Fall ermöglicht, in dem der auf die Brustplatter|einwirkende Druck den durch die Summe der Messer gebildeten Reibungswert zwischen Messer und umgebenden Erdreich übersteigt.
• Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einem Verbauschild der eingangs genannten Gattung dadurch, daß der Stützrahmen das Widerlager für dem Abbaustoß anliegende Brustplatten bildet und rückwärtig am Tunnelausbau abgestützt ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es nunmehr möglich, bei abgestütztem Stützrahmen sowohl die mit diesem verbundenen einzelnen Messer in das Erdreich vorzutreiben als auch die am Stützrahmen abgestbtzten Brustplatten gegen die Ortsbrust zu drücken.
• Die Erfindung wird vorteilhaft dadurch verwirklicht, daß die Abstützung am Tunnelausbau über einen oder mehrere längenveränderliche, in Intervallen nachbolbare, sowohl an dem Stützrahmen als auch an dem Tunnelausbau gelenkig abgestützte Ausleger erfolgt.
• Die Abstützung erfolgt dabei vorteilhaft in ausreichendem Abstand vom Abbaustoß in Ausnehmungen im Ortbeton. Dabei kann nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung die Abstützung des oder der Ausleger am Tunnelausbau im Bereich der Tunnelsohle und / oder an der seitlichen Tunnelwandung lurch etwa in halber Querschnittshöhe parallel Zu dieser verlaufende Ausleger erfolgen. Die Anordnung der Ausleger etwa in halber Querschnittshöhe und parallel zur Tunnelwandung verlaufend hat den Vorteil, daß die Abstützkräfte optimal am Stützrahmen abgesetzt werden können und der gesamte mittlere Bereich des Tunnelquerschnitts für Transport und Befahrung freibleibt.
• In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann nber auch der Ausleger als Führungs- oder Befahrungsmittel für Versorgungsaggregate und / oder als Träger für Transportmittel bzw. als verfahrbare Arbeitsbühne dienen. Diese Lösung ist besonders dann von Vorteil, wenn zwei unmittelbar rechts und links der Tunnellängsachse verlaufende Ausleger Anwendung finden, die im Bereich der Tunnelsohle in Ausnehmungen der Tunnelsohle bzw. des Ortbetonsabgestützt sind.
• Ein besonderes erfindungswesentliches Merkmal wird darin gesehen, daß die Abstützung des Auslegers an der Tunnelsohle (oder auch an der Seitenwandung des Tunnels) mittels eines die Wirklänge des Auslegers verändernden Schubkolbengetriebes erfolgt und der Ausleger und / oder das Schubkolbengetriebe über eine Klinkvorrichtung an der Tunnelsohle bzw. an der Tunnelwandung abstützbar sind. Steht beispielsweise an den Brustverbauplatten ein starker Druck an, so könnte die Situation eintreten, daß nach Beaufschlagung aller zwischen Stückrahmen und Vortriebsmesser wirksamen Schubkolbengetriebe nicht der Stützrahmen vorschreitet, sondern die Gesamtzahl der Messer einschließlich der Stützplatten zurückweicht. Dies wird durch die erfindungsgemäße Abstützung des Auslegers verhindert.
• Das die Wirklänge des Auslegers verändernde Schubkolbengetriebe bewirkt eine Unterstützung der Vorschreitbewegung des Stützrahmens, so daß dieser auf werden Fall in seine neue Position vorschreitet. Das die Wirklänge des Stützrahmens verändernd Schubkolbengetriebe ist über die Klinkvorrichtung durch bei der Erstellung des Ortbetons im Ortbeton gefertigte Stützflächen am Ortbeton abgestützt. Hierbei verfährt man in der Praxis so, daß man bei der Erstellung des Ortbetons entsprechend profilierte Holzstücke eingießt, die später entfernt werden und so Ausnehmungen gebildet worden, an deren Stützflächen - gegebenenfalls unter Einfügung von sich Stützflächen oder dergleichen -/ die Klinken des Klinkengesperres abstiitzen können.
• Des die Wirklänge des Auslegers verändernde Schubkolbengetriebe besteht somlt aus einem Zylinder und einer Kolbenstange, die erfindungsgemäß jeder fiir sich iiber eine Klinkvorrichtung gegen den Tunnel ausbau abstützbar sind., derart, daß das mit der Kolbenstange verbundene Klinkengesperre das Nachholwiderlager für den Zylinder bildet und umgekehrt.
• Dabei verfährt man vorteilhaft so, daß beim Vorschreiten des Stützrahmens und damit beim Vorschreiten des Auslegers der Zylinder iiber zwei ihm zugeordnete Klinken in bzw. an der Tunnelwandung abgestützt ist, während die Kolbenstange soweit ausfährt, bis der erforderliche Schreitweg des Stützrahmens gefahren, d. h. der I-Iub, der 7wischen Vortriebsmesser und Stützrahmen angeordneten Schubkolbengetriebe erschopft ist. Das die Wirklänge des Auslegers verändernde Schubkolbengetriebe wird dann bis zum nächsten Schreitvorgang des Stützrahmens auf "Sperren" d. h. auf Verriegelung geschaltet.
• Damit nicht zu viele Ausnehmungen im Beton der Tunnelwandung oder an der Tunnelwandung oder nicht zu viele sonstige Widerlager für das Klinkengesperre erforderlich sind, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Hubweg des die Wirklänge des Auslegers verändernden Schubkolbengetriebes größer als der Hubweg der zwischen Stützrahmen und Vortriebsmesser wirksamen Schubkolbengetriebe. In der Praxis bedeutet dies, daß erst nach mehreren Hüben der zwischen Stützrahmen und Vortriebsmesser wirksamen Schubkolbengetriebe das der Kolbenstange des die Wirklänge des Auslegers verändernden Schubkolbengetriebes zugeordnete Klinkengesperre in eine Ausnehmung kder Betonwandung einrastet und nunmehr das Widerlager für den nachzuholenden Zylinder bildet.
• Die der Ortsbrust anliegenden Brustplatten sind erfindungsgemäß ebenfalls über etwa lin Vortriebsrichtung wirksame Schubkolbengetriebe mit dem Stützrahmen verbunden, so das beim Vorschieten des Stützrahmens diese Schubkolbengetriebe einfahren können.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispie]es näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht des erfindungsgemäi3en Verbauschildes, teilweise im Schnitt Fig. 2 eine Aufsicht suf den Verbauschild nach Fig. 1 Der Verbauschild gemäß Fig. 1 besteht in seinen wesentlichen Bauelementen aus dem Stützrahmen 1, den den Stützrahmen umgebenden Vortriebsrnersern 2 sowie den zwischen diesen beiden Teilen wirksamen Schubkolbengetrieben 3. Die Vortribsmesser 2 sind einzeln gegen den Abbaustoß 4 vordrückbar und schalen so in ihrer Gesamtheit die für den Tunnelbau gewünschte Kontur aus der anstehenden Ortsbrust heraus.
• Über ein Gelenk 19 an einer rückwürtigen Verlängerung 20 den Stützrahmnes 1 - die gleichzeitig eine rückwärtige Verlängerung einer Zwischenbühne 21 bildet - ist in vertikaler Ebene schwenkbar ein Ausleger 7 befestigt, der sich mit seinem rückwärtigen Ende am Tunnel ausbau 6 abstützt.
• In dem aufgezeichneten Ausführungsbeispiel erfolgt die Abstützung über ein Schubkolbengetriebe 12 im Ortbeton 9 im Bereich der Tunnelsohle 10. Die Abstützung erfolgt dabei in einem solchen Abstand vom Stützrahmen 1, in dem der Ortbeton bereits ausreichend ausgehärtet ist. Wie aus der Fig. 1 erkennbar ist der Ausleger 7 etwas unterhalb der Tunnelmitte am Stützrahmen 1 gelenkig befestigt, weil in diesem Bereich die Kräfte am günstigsten in den Stützrahmen einzuleiten sind.
• Die rückwärtige Abstützung am Schubkolbengetriebe 12 erfolgt ebenfalls über ein Gelenk 22, das sich an einer Konsole 23 auf der Kolbenstange 16 des Schubkolbengetriebes 12 befindet.
• Während in der Zeichnung lediglich der Ausleger 7 als solcher dargestelt ist, kann er jedoch gleichzeitig als Träger von Förderintitteln oder dergleichen dienen, die der Befahrung, dem Transport znr Ortsbrust oder dem Abtransport von an der Ortsbrust hereingewonnener Materialien oder dergleichen dienen.
• Das Schubkolbengetriebe 12, mit dessen Hilfe die Wirklänge des Auslegers 7 veranderbar Ist, arbeitet wie fo1gt: Der Zylinder 15 des Schubkolbengetriebes 12 trägt an seinem dem Abbaustoß zugewandten Ende eine Brücke 24, die in ihren beiden äußeren Bereichen der Führung und Lagerung der Klinken 14, 14' einer Klinkvorrichtung dient. Diese Klinken 14 und 14' stütz-en sich an Stützflächen 13 ab, die bereits ei der Erftellung des Ortbetons durch Ausnehmungen 8 im Ortbeton gebildet werden.
• wird nun die Kolbenstange 16 in ausfahrendem Sinne beaufschlagt, so wird über den Ausleger 7 der Stützrahmen 1 gegen die Otrbrust bewegt, bis der Hub der Schubkolbengetriebe 3 erschöpft ist.
• Dabei hat die dem Kolbenstangenkopf zugeordnete Klinke 14'' noch nicht die nächsfolgende Ausnehmung 8 im Ortbeton erreicht. Erst nach einem doppelten oder mehrmaligen Vorscheiten des Stützrahmens 1 ist der Hub der Kolbenstange 16 erschöpft, so daß nunmehr die Kolbenstange 16 mit ihrer zugeordneten Klinke 14'' in die nächste Ausnehmung 8 einrastet derart, daß die Kolbenstange 16 das Widerlager zum Nachholen des Zylinders 15 bildet.
• Aus der Fig. 1 ist ferner ersichtlich, daß die Brustplatten 5'in Vortriebsrichtung (Pfeil 17) über weitere Schubkolbengetriebe 18 mit dem Stützrahmen 1 verbunden sind. Die hydraulische Schaltung ist so getroffen, daß während des Schreitvorganges des Stützrahmens 1 der Abbaustoß 4 weiter unterftijtzt b3.ei.bt, d. h. die Schubkolbengetriebe 18 bleiben weiter beaufschlagt und pressen weiter die Brustplatten 5 gegen den Abbaustoß 4 an, wobei allerdings die den Stützrahmen 1 vorrückenden Schubkolbengetriebe 3 sowie das zusätzliche Schubkolbengetriebe 12 eine solche Druckkraft ausbringen, daß die unter Druck stehenden, die Brustplatten abstütz-enden Schubkolbengetriebes 18 unter Druck eingefahren werden und die Druckflüssigkeit aus diesen Schubkolbengetrieben über ein einstellbares Überdruckventil abfließt.

Claims (10)

Patent ansprüche:

1. Verbauschild für das Auffahren von Tunnels und dergleichen mit einem Stützrahmen, der das Auflager und die Führung für den Stützrahmen außenseitig umgebende Vortriebsmesser bildet, die mit dem Stützrahmen über eine Relativbewegung zwischen Stützrahmen und Vortriebsmesser ermöglichende hydraulische Schubkolbengetriebe mit einander verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Stützrahmen (1) das Wi-derlager für an dem Ausbaustoß (4) anliegende Brustplatten (5) bildet und rückwärtig am Tunnelausbau (6) abgestützt ist.

2. Verbauschild nach Anspruch 1, d a du r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Abstützung am Tunnelausbau (6) über einen oder mehrere längenveränderliche, in Intervallen nachholbare, sowohl an dem Stützrahmen (1) als auch an dem Tunnelausbau gelenkig abgestütze Ausleger (7) erfolgt.

3. Verbauschild nach Anspruch 1 und 2 , d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abstützung des Auslegers (7) in ausreichendem Abstand vom Abbaustoß (4) in Ausnehmungen (8) im Ortbeton (9) erfolgt.

4. Verbauschild nach Anspruch 1 und / oder einem oder mehreren der vorhergehenden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Abstützung des oder der Ausleger (7) am Tunnelausbau (6) im Bereich der Tunnelsohle (10) und / oder an der seitlichen Tunnelwandung (11) durch etwa in halber Querschnittshöhe parallel zu dieser verlaufende Ausleger erfolgt.

5. Verbauschild nach Anspruch 1 und / oder einem oder mehreren dPr vorhergehenden, d a d u r c h g e k e n n -z e i e h n e t , daß der oder die Ausleger (7) als Führungs- oder Befahrungsmittel für Versorgungsaggregate, al s Träger für Transportmittel und / oder als verfahrbare Arbeitsbühne dienen.

6. Verbauschild nach Anspruch 1 und / oder einem oder mehreren der vorhergehenden, d a d ii r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Abstützung des Auslegers (7) an der Tunnel sohle (10) mittels eines die Wirklänge des Auslegers verändernden Schubkolbengetriebes (12) erfolgt und der Ausleger und / oder das Schubkolbengetriebe über eine Klinkvorrichtung (14, 14', 14 " ) an der Tunnelsohle abstützbar sind.

7. Verbauschild nach Anspruch 1 und / oder einem oder mehreren der vorhergehenden, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h bei der Erstellung des Ortbetons (9) im Ortbeton gefertigte Stützflächen (13) für die Abstützung der Klinkvorrichtung (14, 14', 14").

8. Verbauschild nach Anspruch 1 und / oder einem oder mehreren der vorhergehenden, <3 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das die Wirklänge des Auslegers (7) verändernde Schubkolbengetriebe (12) aus einem Zylinder (15) und einer Kolbenstange (16) besteht, die jeder für sich über eine Klinkvorrichtung (14, 14', 14'') gegen den Tunnelöausbau (6) abstützbar sind, derart, daß das mit der Kolbenstange verbundene Klinkengesperre das Nachholwiderlager für den Zylinder bildet und um gekehrt.

9. verbauschilf nach Anspruch 1 und / oer einen oder mehreren der vorhergehenden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Hubweg des die Wirklänge des Auslegers (7) verändernden Schubkolbengetriebes (12) größer ist als der Hubweg der zwischen Stützrahmen (1) und Vortriebsmesser (2) wirksamen Schubkolbengetriebe (3).

10. Verbauschild nach Anspruch 1 und / oder einem oder mehreren der vorhergehenden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Brustplatten (5) über etwa in Vortriebsrichtung (Pfeil 17) wirksame Schubkolbengetriebe (18) mit dem Stützrahmen (1) verbunden sind.

L e e r s e i t e