DE2544834C3

DE2544834C3 - Vorrichtung zum Abteufen von Schächten in nicht standfestem Gebirge

Info

Publication number: DE2544834C3
Application number: DE2544834A
Authority: DE
Inventors: Theodor Ing.(grad.) 4300 Essen Thiehofe
Original assignee: GEWERKSCHAFT WALTER 4300 ESSEN DE
Current assignee: GEWERKSCHAFT WALTER 4300 ESSEN DE
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1975-10-07
Publication date: 1982-04-22
Also published as: FR2327390B1; DE2544834A1; GB1562223A; FR2327390A1; CA1056857A; DE2544834B2; US4107930A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abteufen von Schächten in nicht standfestem Gebirge, bestehend aus einem Vortriebsschild in vertikaler Anordnung und mit einer offenen Schildbrust, einer konischen Schildschneide, einem Schildmantel, einem Schildschwanz sowie Vortriebspressen zur Abstützung an dem bereits eingebrachten Schachtausbau.

Das Abteuf' π von Schächten in standfestem Gebirge wird in der Regel mittels Bohr- Schieß- und Ladearbeit durchgeführt, wobei der Ausbau satzweise mitgeführt wird.

Das Niederbringen von Schäcnten in nicht standfestem Gebirge kann beispielsweise nach dem Senkschachtverfahren erfolgen.

Beim Senkschachtverfahren wird der Schachtausbruch mittels manuelfer oder maschineller Ladearbeit von der Schachtsohle aus hergestellt, wobei häufig das Druckkammerverfahren angewandt wird. Der fertige Schachtausbau, der am unteren Ende einen stählernen Schneidschuh besitzt, sinkt infolge seines Eigengewichtes oder durch zusätzliche Belastung. Dem Niedersenken entsprechend wird eine Wandungsröhre unter Tage aufgebaut und dem Abteuffortschritt entsprechend verlängert.

Es ist eine Vorrichtung zum Niederbringen von Senkbrunnen oder Senkschächten bekannt, bei der nach anfänglich und beliebig weit in üblicher Weise bewerkstelligtem Niederbringen des Schachtes, dessen Trennung in einen oberen und einen unteren Schachtteil vorgenommen wird, von denen der obere Schachtteil nunmehr an der Senkung nicht langer teilnimmt, sondern im Erdreich befestigt wird und den in der sich öffnenden Fuge zwischen unterem und oberem Schachtteil angeordneten Vortriebspressen zum Niederpressen des unteren Schachtteils als Widerlager dient (vgl. DE-PSl 24 053).

Man kennt auch eine Vorrichtung zum Umhüllen einer eisernen, von unten einzubauenden Schachtring' four beim Abteufe« von Schichten in schwimmenden Gebirgen mit an die Schachtringtour angedichtetem Senkschuh, wobei zwischen dent Raum, welchen die nach oben verlängerte Umkleidung des Senkschuhes und der oberste Rand des Senkschuhes zwischen der Schachtringtour und der Umkleidung des Senkschuhes lassen, Zementbetonmörtel eingeführt wird, der abgebunden zur Umhüllung und Abdichtung der Schachtringe und zur gleichzeitigen Abdichtung des Senkschuhes gegen die Schachtringtour dienen soll (vgl. DE-PS 1 99 486).

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Herstellung von Schächten aus Eisenbeton wird ein eiserner Senkschacht mit Schneide in den Boden versenkt, alsdann über der Schneide im unteren Teil des Senkschachtes zwischen inneren Schalungsringen, einem unteren waagerechten Formring und der Senkschachtwand ein Eisenbetonring eingestampft wird, nach dessen Erhärten der Senkschacht weiter abgesenkt wird (vgl. DE-PS 3 02 089).

Ferner ist eine Senkbrunnengründung mit Druckluft bekannt, wonach ein Senkbrunnen zunächst bis auf eine durch den Luftdruck vorgegebene Tiefe abgesenkt wird, eine an dem Senkbrunnen lösbar befestigte Senkschneide unter Aufrechterhaltung des zulässigen Luftdrucks durch Vortriebspressen, die sich gegen den Senkbrunnen abstützen, unter allmählichem Aufbau eines weiteren unteren Senkbrunncns auf der Senkschneide abgesenkt wird (vgl. DE-PS 4 13491).

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Absenken von zweiteiligen, mit Schneiden versehenen Senkkästen, Schachtrohren od. dgl, wird eine mit Pressenkammern versehene Fuge zwischen dem Schneidenteil und dem aufgehenden Schaft durch einen verlängerten Schneidenmantel gedeckt. Der Schneidenteil wird nach Freilegen und Unterfahren der Schneide durch Abstützung gegen den Schaft mit Vortriebspressen abwärts gepreßt (vgl. DE-AS 11 57 163).

Man kennt weiter eine Vorrichtung zum Vortreiben eines Tunnels oder Stollens in wasserführenden Feinbis Mittelsand, bei dem die Vortriebsarbeiten unter Druckluft von einem Druckluftraum aus durchgeführt werden. Hier befindet sich der Vortriebsschild in im wesentlichen horizontaler Anordnung und trägt Brustpressen, die den Brustverzug gegen das anstehende Gebirge andrücken (vgl. DF.-AS 1: 38 083).

Außerdem ist ein Vortriebsschild für den Tunnel- und Stollenbau mit Zwischenbühnen vor der Ortsbrust bekannt, die mit der übrigen Schildkonstruktion fest verbunden und in Vortriebsrichtung mit Schneiden versehen sind. Die Schneiden sind im wesentlichen in Schildlangsrichtung verschiebbar gelagert und an Zwischenbühnen über starke Druckfedern abgestützt (vgl. DE AS 12 22 527).

Endlich ist ein Preßkegel zum Abteufen von Senkschächten in schwimmendem Gebirge in Verbindung mit einem Senkschacht bekannt, wobei zwischen dem eine gemauerte Schachtwand bildenden Senkschacht und dem Preßkegel ein weiterer eiserner Senkschacht angeordnet ist. Der Preßkegel weist eine Mehrzahl von sich nach unten konisch erweiternden dicht nebeneinander angeordneten Röhren auf, durch welche sandiges oder schwimmendes Gebirge der äußeren Schachtsohle auf der Preßkegelsohle in den Schacht hereingewonnen und von denen ein Teil als Spülröhren benutzt wird. Schließplatten ermöglichen das teilweise oder gänzliche Schließen der Röhren, welches beim Eintritt größerer Schlämmungen erforderlich werden kann- Dadurch ist man in der Lage, den Austritt des Gebirges auf der Preßkegelsohle nach Belieben zu Vermehren oder einzuschränken- Für den Teufvorgang ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Bei normalen Gebirgsverhältnissen sinken der Preßkegel, der äußere gemauerte und mit einem Senkschuh

ausgerüstete Senkschacht sowie der innere eiserne Senkschacht gleichzeitig. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß der Preßkegel festsitzt, während die beiden Senkschächte gleichzeitig sinken. Ferner kann der Preßkegel mit dem inneren Senkschacht sinken, während der äußere Senkschacht festsitzt und umgekehrt können der Preßkegel und der innere Senkschacht festsitzen, während der äußere Senkschacht sinkt. Durch diese bekannten Maßnahmen sind die Probleme um die Regulierung der Absinkgeschwindigkeit des Vortriebsschildes beim Abteufen von Schächten in nicht standfestem Gebirge in Schildbauweise nicht maßgebend beeinflußt worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abteufen von Schächten in nichtStandfestem Gebirge der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, wonach sich die Absinkgeschwindigkeit des Vortriebsschildes in zu durchfahrenden Fließzonen unschwer regulieren läßt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Schildvortriebsvorrichtung dadurch, daß an dem Schildmsntel eine a!s Ringbühne ausgebildete Arbeitsbühne angebracht ist und sich an d:_ konischen Schneidflächen ein sich unter Verengung des offenen Schildquerschnitts konisch verjüngender Bodenring anschließt, und daß innerhalb der Arbeitsbühne in ihrer Stellung veränderbare Abstützplatten zur beliebigen Verengung der Durchtrittsöffnung des Vortriebsschildes einsetzbar sind.

Die Erfindung hat erkannt, daß sich ein Schildvortrieb auch zum Abteufen von Schächten einsetzen läßt, jedoch nur dann, wenn dafür Sorge getragen wird, daß die Absinkgeschwindigkeit in den zu durchfahrenden Fließzonen reguliert werden kann. Absinken meint das vertikale Eindringen des Vortriebsschildes in das i=> GeNr^; ·.' .!^c lediglich seines Eigengewichtes, also ohne arbeitende Vortriebspressen. Letztere können jedoch das Eindringen des Vortriebsschildes in das Gebirge unterstützen und besorgen in festeren Zonen in zunehmendem Maß den Vortrieb. Eine zu hohe AbsinkgeSwhwmdigkeit in Fließzonen bedeutet zu starkes Eindringen des fließfähigen Gebirges in den Vortriebsschild und dadurch bedingtes übermäßiges Abwandern des auf der Außenseite gegen den Vortriebsschild und den nachfolgenden Schachtausbau anstehenden Gebirges bzw. einer dort bereits eingebrachten Hinterfiiliung.

F.? besieht dann die Gefahr, daß der Schacht »absäuft«. Diese Gefahr wird nach Lehre der Erfindung dadurch ausgeschaltet, daß die Absinkgeschwindigkeit des Vortriebsschildes durch Verengung oder Erweiterung des offenen Schildquerschnitts in Anpassung an die jeweilige.i Gebirgsverhältnisse reguliert wird. Der Ausbau des Schachtes, der an den Schildschwan/ anschließt, welcher den Schachtausbau teilweise umfassen kann, mag in üblicher Weise Beton-Ausmauerung sein oder aus Tübbingen bzw. Stahlsegmenten bestehen. Durch Übereinanderbau von Tübbingen beispielsweise entsteht eine geschlossene wasserdichte Säule, die abschließend mit Beton hinterfüllt oder auch z. B. mit einer Suspension hinterpreßt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Abstützung des Vortriebsschildes gegen das eindringen^ de Gebirge und umgekehrt um so größer, je stärker das Gebirge durch den Schildquerschnitt in den Vortriebsschild einzudringen versucht, je lockerer also des Gebirge ist Auf diese Weise erfolgt gleichsam eine automatische Reguliei't/ng der Absinkgeschwindigkeit.

Pieser Regulierungseff;kt wird dadurch noch vergrößert, daß innerhalb der Arbeitsbühne in ihrer Stellung veränderbare Abstützplatten zur beliebigen Verengung der Durchtrittsöffnung des Vortriebsschildes einsetzoar sind. Zu diesen Maßnahmen wird man bevorzugt dann greifen, wenn besonders lockere Fließzonen durchfahren werden müssen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Schächte in nicht standfestem Gebirge auf besonders einfache und wirtschaftliche Weise abteufen lassen. Es ha; sich herausgestellt, daß sich der sonst nur für Tunnelbauten bekannte Schildvortrieb auch für das Abteufen von Schächten in nicht standfestem Gebirge verwenden läßt, und zwar selbst dann, wenn schwimmendes Gebirge mit extremen Fließzonen durchfahren werden muß. Stets läßt sich die Absinkgeychwindigkeit ebenso wie die Vortriebsgeschwindigkeit so regulieren, daß ein »Absaufen« des entstehenden Schachtes ausgeschlossen ist. Darüber hinaus läßt sich mit d-*m erfindungsgemäßen Vortriebsrchild besonders -ichnell und sicher arbeiten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellendem Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 in schematiseher Darstellung einen Schildvortrieb im Zuge des Abteufens eines Schachtes bei verhältnismäßig standfestem Gebirge,

F i g. 2 den Gegenstand nach F i g. 1 beim Durchfahren von nicht standfestem Gebirge mit geringer Druckfestigkeit und F i g. 3 den Gegenstand nach F i g. 1 beim Durchfahren extremer Fließzonen und schwimmendem Gebirge.

In den Figuren ist eine Vorrichtung zum Abteufen von Schächten in nicht standfestem Gebirge 1 dargestellt, die gekennzeichnet ist durch einen für Tunnelbauten bekannten Schildvortrieb mit konischer Schildschneide, Vortriebsschild bzw. Schildmantel 2, Vortriebspressen 3. Arbeitsbühne 4. Schildschwanzdichtung 5 und in dem /■usbau 6 des Schachtes nachrückender Maschinenbühne 7. Die Vortriebspressen 3 sind hydraulische Pressen. Der Schachtausbau 6 erfolgt mittels Tübbingen. der Schacht kann aber auch ausgemauert oder anders ausgekleidet werden. Jedenfalls wird .n SchilObauweise gearbeitet, wozu der Schildmantel 2 in vertikaler Anordnung und mit offener Schildbrust in das Gebirge vorgetrieben wird. Der offene Schildquerschnitt Q läßt sich in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des zu durchfahrenden Gebirges 1 zur Regulierung der Absinkgeschwindigkeit des Schildmantels 2 verkleinern oder wieder vergrößern, während der Schachtausbau 6 im Rereich des Schildschwanzes 8 erfolgt, welcher die zuletzt gesetzten Tübbinge umfaßt. Der Schachtausbau 6 wird mit Beton hinterfüllt, im dargestellten Beispiel mi! einer Suspension hinterpreßt. Die Arbeitsbühne 4. die eine Ringbühne ist, weist einen an den zylindrischen Schildmantel 2 mit konischen Schneidflächen 9 anschließenden, sich un jr Verengung des Schildquerschnitts Q konisch verjüngenden Bodenring 10 zur Abstützung gegen eindringendes Gebirge 1 auf. Das Eindringen von Gebirge 1 kann dadurch weiter reduziert werden, daß in den Schildmantel 2 Abstützplatten 11 unter Bildung eines Bodenringes mit den Schildquerschnitt beliebig stark verengender Durchtrittsöffnung 12 einsetzbar sind. Die Abstützplatten 11 können an die Arbeitsbühne 4 angeschlossen werden, vorzugsweise unterhalb der

Arbeitsbühne 4 angeschraubt werden. Die Maschinenbühne 7 ist ebenfalls als Ringbühne ausgebildet und mittels Zylinderkölbenaiiordnung 13 gegen den Schachtausbau 6 verspannbar. Sie ist eine Bühne für hydraulische Aggregate, Elektro-Schränke, Greifbaggeraufhängung, Betonaufgabe, Pumpstationen usw.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Abteufen von Schächten in nichtstandfestem Gebirge, bestehend aus einem Vortriebsschild in vertikaler Anordnung und mit einer offenen Schildbrust, einer konischen Schildschneide, einem Schildmantel, einem Schildschwanz sowie Vortriebspressen zur Abstützung an dem bereits eingebrachten Schachtausbau, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schildmantel eine als Ringbühne ausgebildete Arbeitsbühne (4) angebracht ist und sich an die konischen Schneidflächen (9) ein sich unter Verengung des offenen Schildquerschnitts (Q) konisch verjüngender Bodenring (tO) anschließt, und daß innerhalb der Arbeitsbühne (4) in ihrer Stellung veränderbare Abstützplatten (11) zur beliebigen Verengung der Durchtrittsöffnung (12) des Vortriebsschildes einsetzbar sind.