DE2555780B2

DE2555780B2 - Ringspaltabdichtung für Schildvortriebsmaschinen

Info

Publication number: DE2555780B2
Application number: DE19752555780
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Wayss and Freytag AG
Current assignee: Wayss and Freytag AG
Priority date: 1975-12-11
Filing date: 1975-12-11
Publication date: 1978-08-17
Also published as: BE839864A; NL7602804A; GB1497509A; DE2555780C3; DE2555780A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten des Ringspaltes zwischen dem Schildschwanzbiech einer Schildvortriebsmaschine und der Tunnelauskleidung, die aus mehreren im Abstand hintereinander angeordneten, an die jeweilige Dichtfläche anpreßbaren Dichtungselementen besteht, von denen zumindest eines fest am Schildschwanzbiech angebracht und an die Außenfläche der Tunnelauskleidung anpreßbar ist.

Bisher wurde die Abdichtung des Ringspaltes durch eine oder mehrere am Schwanzblech fest und dicht befestigte Dichtungsvorrichtungen bewirkt, die mit mehr oder weniger großem Druck an die Außenseite der Auskleidung angepreßt wurden. Beispielsweise sind Dichtungen bekannt, bei denen dicht nebeneinander auf dem Umfang an der Innenseite des Schildschv/anzes angeordnete federndnachgiebige Blechlamellen durch ein Schaumgummipolster an die Außenfläche der Auskleidung angepreßt werden. Bei einer anderen Dichtung ähnlicher Art wird anstelle des Schaumgummipolsters ein aufblasbares Luftkissen verwendet Es sind auch Dichtungskonstruktionen bekannt, bei denen ίο ein elastisches, auf dem Umfang des Schildschwanzes montiertes Verschleißband von einem Hochdruckschlauch an die Auskleidung angedrückt wird, und schließlich gibt es Kombinationen aus hintereinander angeordneten Lamellen und Schlauchdichtungen.
Allen diesen Dichtungen ist gemeinsam, daß sie beim Vortrieb des Schildes unter ständigem Anpreßdruck stehen. Wegen der Rauhigkeit der Außenseiten der Auskleidung — bedingt allein schon durch die zahlreichen Stöße der Ausbauelemente — sind solche Dichtungen hohem Verschleiß ausgesetzt. Zudem wurde wegen der Unebenheit der Außenseite der Auskleidung eine vollständige sichere Abdichtung gegen drückendes Grundwasser und gegen Eindringen von Mörtel beim Verpressen der Schildspur mit diesen Dichtungsausführungen nicht erreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Ringspalt noch wirksamer sowohl gegen drückendes Grundwasser als auch gegen Eindringen von Verpreßmörtel beim Hinterpressen der Auskleidung abzudichten, um den Tunnel ohne Drucklufthaltung auffahren zu können. Außerdem soll der Verschleiß der Dichtelemente beim Vortrieb wesentlich herabgesetzt werden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß von mindestens zwei vorgesehenen Dichtungselementen das in Vortriebsrichtung hintere Dichtungselement fest mit dem Schildschwanzbiech verbunden und gegen die Außenseite der Tunnelauskleidung anpreßbar ist, während das in Vortriebsrichtung vordere Dichtungselement unabhängig vom Vortrieb des Schildes relativ zum Schildschwanzbiech längs des Ringspaltes bewegbar, gegen die Innenfläche des Schildschwanzbleches gleitbar abgedichtet und gegen die Außenfläche der Tunnelauskleidung dichtend anpreßbar ist.
Im einzelnen wird dies durch folgende Maßnahmen erreicht: Die Abdichtung gegen die rauhe Auskleidung wird nur in Ruhe befindlichen Dichtungselementen übertragen, die notwendige bei der Schildbewegung wirksame gleitende Dichtung dagegen wird auf die glatte Innenseite des Schildmantels verlegt. Dadurch wird der Verschluß erheblich vermindert.

Die größere Dichtigkeit gegenüber drückendem Grundwasser ergibt sich damit gleichzeitig und zwangsläufig: Die gleitende Dichtung gegen glatten Stahl läßt sich zuverlässiger bewerkstelligen als gegen rauhe Flächen. Eine sich ruhend einer rauhen Fläche anpassende Dichtung hat einen höheren Wirkungsgrad als jede über Unebenheiten hinweggleitende Dichtung. Außerdem trägt auch der verminderte Verschleiß an den Dichtungspolstern zu einer verbesserten Dichtwirkungbei.

Zum Schutz der ganzen Dichtungskonstruktion gegen grobe Verunreinigungen wird zweckmäßig am Schildschwanzende ein drittes Dichtungselement in herkömmlicher Ausführung angeordnet und außerdem der Raum zwischen den Dichtungselementen, der sich während des Vorschubs kontinuierlich verändert, mit Luft, Suspension oder einem anderen Sperrmedium ausgefüllt, dessen Druck durch Zu- und Ableitungen

über Regler dem Druck des außenstehenden Wassers oder auch Injektionsgutes angepaßt wird. Hiermit wird ,-üe Wirksamkeit der Schiidschwanzabdichtung zusätzlich verbessert

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Verschieben des vorderen Dichtungselementes mit Hilfe der Vortriebspressen zu lösen. Da der Kolben jedoch gegenüber dem Dichtungselement einen um den Arbeitsraum zum Versetzen eines Ausbauringes größeren Weg zurücklegt muß ein Zwischenglied eingeschaltet werden, das diese Wegdifferenz — z.B. durch eine Langlochführung von der Länge des Arbeitsraumes — ausgleicht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt die Fig. 1—3 Schnitte parallel zur Tunnelachse durch den Ringspalt am Schildschwanz und die Dichtungsvorrichtung mit den verschiedenen zeitlich aufeinanderfolgenden Stellungen der einzelnen Dichtungselemente.

In F i g. 1 ist die Stellung der Dichtungselemente am Ende eines Vortriebsabschnittes vor der Montage der Tunnelausbau-Einheit dargestellt, das hintere Element ist dabei zur Abdichtung angepreßt.

Den Zustand nach der Montage der nächsten Ausbau-Einheit zeigt F i g. 2. Die Dichtung des vorderen Elementes ist bereits angepreßt, die Dichtung des hinteren Elementes ist für den weiteren Vortrieb des Schildes gelöst. Die Stellung der Dichtungselemente am Ende des Vortriebs gibt F i g. 3 an.

In vergrößertem Maßstab zeigt Fig.4 eine Ausführungsform des vorderen Dichtungselementes.

Der Ringspalt 1 wird begrenzt vom Schildschwanzblech 2 außen und der Tunnelauskleidung 3 innen. Am Schildschwanzbledi 2 ist das hintere Dichtungselement 4 der Abdichtungsvorrichtung mit der lösbaren Dichtung 5 befestigt. Davor ist das vordere vom Schildvortrieb unabhängig bewegbare Dichtungselement 6 mit der lösbaren ruhenden Dichtung 7 und der gleitenden Dichtung 8 angeordnet. Der zwischen den vorderen und hinteren Dichtungselementen 4 und 6 befindliche Raum des Ringspaltes 1 kann mit einem Sperrmedium ausgefüllt werden. Ein zusätzlich am Schildschwanzende angeordnetes, in bekannter Weise ausgebildetes drittes Dichtungselement 9 verschließt den Ringspalt gegen von außen eindringende Verunreinigungen durch Bodenteile oder Verpreßinörtel.

Das hintere Dichtungselement 4 ist am Schildschwanz 2 dicht befestigt und besitzt eine gegen die Außenfläche des Tunnelausbaus 3 anpreßbare und wieder lösbare Dichtung 5 (hier als aufblasbare Schlauchdichtung dargestellt).

Das vordere Dichtungselement 6 besteht aus einem Tragring 10, an dem eine z. B. durch Schrauben

ίο nachstellbare gleitende Dichtung 8 gegen das Schwanzblech 2 und eine gegen den Ausbau anpreßbare und wieder lösbare ruhende Dichtung 7 befestigt ist. Ein Gleitlager 11 verhindert ein Verkanten des Dichtungselementes 6 im angepreßten Zustand im Ringspalt. Für das vordere Dichtungselement 6 werden vorteilhaft, wie im Beispiel dargestellt, die Vortriebspressen 12 als Schubglieder benutzt. Diese sind durch Zwischenglieder 13 über Langlochführungen mit den Dichtungselementen 6 verbunden. Die Langlöcher gleichen mit einem Spiel von der Länge des für den Einbau der Auskleidung erforderlichen Arbeitsraums den Unterschied des Pressenweges gegenüber dem Weg des Dichtungselementes 6 aus.
Die Wirkungsweise der Dichtungsvorrichtung ist folgende: Während des Schildvortriebs übernimmt das vordere ringförmige Dichtungselement 6 die Abdichtung des Ringspaltes 1, während das hintere Dichtungselement 4, bei dem die Dichtung 5 jetzt gelöst ist, mit dem Schild um die Breite einer Tunnelausbau-Einheit 3 gegen das vordere Dichtungselement 6 vorwärts bewegt wird. Das vordere Dichtungselement 6 bleibt dabei in Ruhe. Mit einem elastischen Dichtungskissen 7 ist es an der Außenseite der Auskleidung angepreßt. Gegen den inneren glatten Schildmantel dichtet ein besonders ausgewählter verschleißfester Werkstoff 8 gleitend ab. Das vordere Dichtungselement 6 ist an einem steifen Ring 10 befestigt, der durch konzentrisch angeordnete Schubglieder ¹²/i3, die sirh gegen den Schild abstützen, in der Ruhelage fettgehalten oder aber, nachdem ein Vortrieb beendet und eine weitere Tunnelausbau-Einheit eingebaut ist, in die um die Breite einer Einheit vorverschobene neue Position gezogen wird. Während der Zeit des Vorverschiebens übernimmt das hintere Dichtungselement 4, das sich dann in Ruhe befindet und gegen die Auskleidung 3 angepreßt ist, die Abdichtung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abdichten des Ringspaltes zwischen dem Schildschwanzblech einer Schildvortriebsmaschine und der Tunnelauskleidung, die aus mehreren im Abstand hintereinander angeordneten, an die jeweilige Dichtfläche anpreßbaren Dichtungselementen besteht, von denen zumindest eines fest am Schildschwanzbiech angebracht und an die Außenfläche der Tunnelauskleidung anpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß von mindestens zwei vorgesehenen Dichtungselementen das in Vortriebsrichtung hintere Dichtungselement (4) fest mit dem Schildschwanzbiech (2) verbunden und gegen die Außenseite der Tunnelauskleidung (3) anpreßbar ist, während das in Vortriebsrichtung vordere Dichtungselement (6) unabhängig vom Vortrieb des Schildes relativ zum Schildschwanzbiech (2) längs des Ringspaltes (1) bewegbar, gegen die Innenfläche des Schildschwanzbleches (2) gleitbar abgedichtet und gegen die Außenfläche der Tunnelauskleidung (3) dichtend anpreßbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere bewegliche Dichtungselement (6) über Schubglieder (12) (beispielsweise hydraulische) längsbewegbar ist, die sich auf einen Ring am Schildmantel abstützen.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des vorderen Dichtungselementes (6) die Vortriebspressen (12) benutzt werden und zwischen Druckplatte und Dichtungselement ein Zwischenglied eingeschaltet ist, das den Unterschied zwischen dem Preßenweg und dem Weg des Dichtungselementes ausgleicht.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ruhenden Dichtungen, wie an sich bekannt, jeweils aus einem elastischen Schlauch bestehen, der zum Anpressen mit einem geeigneten Medium (z. B. Luft, Wasser, öl) füll- und ausweitbar ist.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ruhenden Dichtungen in an sich bekannter Weise aus einem elastischen Material, z. B. Schaumgummi, bestehen, dessen Form durch geeignete Maßnahmen so veränderbar ist, daß der Ringspalt abdichtbar ist.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schild mit Vorrichtungen zum Füllen des Raumes zwischen den Dichtungselementen mit einem unter regelbarem Überdruck stehenden Sperrmedium, beispielsweise Luft, Wasser oder Bentonitsuspension, versehen ist.