DE2623223B2 - Ringspaltdichtung fuer den tunnelvortrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringspaltdichtung für den Tunnelvortrieb, insbesondere mittels Schildvortriebsoder Rohrdurchpreßvorrichtungen, die eine im wesentlichen ringförmig ausgebildete Bürste aus gebündelten Drähten relativ hoher Elastizität und Verschleißfestigkeit aufweist.

Es ist bekannt, daß beim Auffahren von Tunneln oder Kanälen der sich beim Vorrücken des Vortriebsschildes zwischen dem Erdreich und der Tunnel- bzw. Kanalauskleidung ausbildende Ringspalt mit Zementmörtel oder sonstigen Verfesiigungsmaterialien hinterfüllt werden muß, um so ein Absacken des Erdreichs zu verhindern. Wie dazu aus Fig.! hervorgeht, erstreckt sich dann ein solcher zu hinterfüllender Ringspalt 6 beispielsweise zwischen dem Schwanz des Vortriebsschildes 2 und der Wand 4 des Schachtes t, von dem aus der Tunnel bzw. der Kanal aufgefahren wird und der als Arbeitsort für eine mittels i lubzylindern 3' bewegte Druckplatte 3 zum Vordrücken der einzelnen Auskleidungsrohre 2' in die bereits aufgefahrene Teillänge des Tunnels bzw. Kanals dienl. Um zu verhindern, daü bei der Hinterfüllung des s Ringspaltes 6 das über Löcher in den Auskk-idungsrohren 2' zugeführte Verfestigungsmaterial zurück in den Schacht 1 fließt, ist an der Schachtwand 4 eine Dichtung 5 angebracht. Diese Dichtung dient daneben der ständigen Abdichtung des Schachtes 1 gegen Grund-

so wasser, das bei dem Vorrücken des Schildes anfällt und häufig auch mit dadurch gelöstem Erdreich vermischt ist. Solche Ringspaltdichtungen können daneben auch noch unmittelbar an der Innenfläche des Schildschwanzes befestigt sein, wobei sich besonders dort verstärkte Diehlungsprobleme für die Abdichtung eines entsprechenden Ringspaltes ergeben, wo in dem Vortriebsschild ein drehbarer Bohrkopf gelagert ist, in dem dadurch dann auch noch eine dynamische Beaufschlagung der Dichtung auftritt.

ίο Aus der DT-AS 17 84 928 ist eine Ringspaltdichtung bekannt, bei der zu einzelnen mit den Enden aneinanderstoßenden Segmenten zusammengefaßte metallene Federelemente an der Innenfläche des Schwanzes eines Vortriebsschildes in Umfangsrichtung nebeneinander befestigt und durch ein unterlegtes elastisch nachgiebiges Polster über ihren freien Rand gegen die eine der beiden, den Ringspalt begrenzenden Wandflächen vorgespannt sind.

Nach der DT-PS 17 59 943 ist als ein solchen metallenen Federelementen unterlegtes Polster ein mit einem Druckmittel gefüllter elastischer Schlauch vorgesehen, und aus der DT-AS 1197 914 ist noch die Kombination zwischen einem aus Gummi bestehenden Dichtungsring und einem einer Dichtungszunge desselben unterlegten Schaumgummipolster bekannt, auch in einer Zweifachanordnung bei gleicher Ausbildung an zwei axial voneinander getrennten Stellen des Schildschwanzes. Schließlich ist noch nach der DT-OS 15 34 624 für eine solche Ringspaltdichtung die Kombination zwischen metallenen Federelementen und einem diese umhüllenden elastischen Kunststoff bekannt. Die Ringspaltdichtungen dieser Ausbildung haben sich mit unterschiedlichen Erfolgen hinsichtlich der damit en eichbaren Abdichtwirkung und der Sicherheit gegenüber einer Störanfälligkeit in der Praxis bewährt.

Die Ringspaltdichtungen der eingangs genannten Art sind bis jetzt beispielsweise in der in Fig.2 gezeigten Anordnung an dem Schwanz 12 eines Vortriebsschildes 11 verwirklicht worden. Dabei ist die Ringbürste 13 mittels einer Halteplatte 14 und Schrauben 15 an dem Schildschwanz 12 festgelegt, wodurch die einzelnen Drahtbündel, über deren Enden noch ein U-förmiges Halteglied 16 geschoben ist, ein ausreichendes Widerstandsmoment gegenüber den Kräften erhalten, die zur Erzielung der maßgeblichen Abdichtwirkung an der Ringbürste 13 bei deren Anlage beispielsweise an der Außenwand 17 eines verlegten Tunnel- bzw. Kanalrohres auftreten. Indem bei dieser Anlage die Ringbürste 13 die gestrichelt angedeutete Auslenkung erfährt, müssen die einzelnen Drähte, aus denen die Bürste aufgebaut ist, ziemlich dick sein, weil sonst nicht die für die Erzielung der Abdichtwirkung dabei maßgeblichen Kapillarkräfte entwickelt weiden. Dabei ist noch nachteilig, daß diese Kapillarkräfte auch bei einer fülligeren Ausbildung der Ringbürste ieielu durch eingefangene Steine oder sonstigere härtere Objekte geschwächt werden, so daß dann an diesen Schwächungsstellen eine andere Abdichtwirkung als dort auftritt, wo diese Kapillarkräf-

le nicht gestört sind.

Praktisch die gleichen Nachteile liegen auch bei der in Fig. 3 noch gezeigten Ausbildung einer Ringspaltdichtung dieser Art vor, die dabei ebenfalls in einer Anordnung an dem Schwanz 22 d.ies Vortriebsschildes > 21 gezeigt ist. Die Ringbürste 24 ist hierbei aus gekräuselten Metalldrähten aufgebaut, die alle etwa in der Mitte um einen Kerndraht 25 herumgebogen und mittels eines jeweiligen Zugdrahtes 26 zu einzelnen Bündeln gebündelt sind. Die einzelnen Bündel sind in einem zwischen zwei mittels Schrauben 29 miteinander verschraubten Halteplatten 23 und 28 ausgebildeten Klemmspalt 27 festgeklemmt, wobei die eine I lalteplatte 23 an die Innenfläche des .Schildschwanzes 22 angeschweißt oder sonstwie mit diesem fest verbunden is ist. Durch die wellige Ausbildung der Drahte wird zwar im Vergleich zu einer glatten Oberfläche ein verbesserter Wirkungsgrad hinsichtlich der für die Abdichtwirkung maßgeblichen Kapillarkräfte erreicht, indessen unterliegen diese Kapillarkräfte auch bei einer größeren :<> Fülligkeit dor Ringbürste ebenfalls Schwächungen durch eingefangene Steine u. dgl. mit der Folge einer entsprechenden Schwächung der mit einer solchen Ringbürste erreichbaren Abdichtwirkung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Ringspaltdichtungen der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ihre Abdichtwirkung erhöht und ihre Störanfälligkeit verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ringbürste mit einem die gebündelten Drähte untereinander verbindenden, wasserfesten bzw. wasserundurchlässigen und verformbaren Dichtungsmaterial versehen ist. Es wird damit eine Ringspaltdichtung erhalten, bei der dieses Dichtungsmaterial alle zwischen den Drähten der Ringbürste bestehenden Zwischenräu- .Vi me ausfüllt. Dadurch werden die Drähte mit dem Dichtungsmaterial zu einem entsprechend geschlossenen Dichtungskörper integriert, bei dem die erzielbare Abdichtwirkung nicht mehr von der Höhe der zwischen den Drähten vorhandenen Kapillarkräfte abhängt und für die auch eine Schwächung durch zwischen die Drähte eindringende und dort gefangene Steine und ähnliche härtere Materialien ausgeschlossen ist. Unter vergleichbaren Voraussetzungen wird daher mit einer solchen Ringspaltdichtung eine höhere Abdichtwirkung mit einer geringeren Störanfälligkeit erzielt bzw. es ist möglich, zur Erzielung eines gleichen Wirkungsgrades die Ringbürste weniger füllig auszubilden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den einzelnen Unteransprüchen enaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 bis 3 die bereits erläuterten Darstellungen zum Stand der Technik und

F i g. 4 bis 6 entsprechende Darstellungen verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ringspaltdichtung.

In Fig.4 ist eine Ringspaltdichtung in einer der F i g. 3 entsprechenden Anordnung an dem Schwanz 32 eines Vortriebsschildes 31 gezeigt. Dabei ist die aus gebündelten Drähten aufgebaute Ringbürste 34 ebenfalls in dem zwischen zwei Halteplatten 33 und 38 ausgebildeten Klemmspalt 37 festgelegt, wobei die beiden Halteplatten durch Schrauben 39 zusammengehalten und die eine Halteplatte 33 an die Innenfläche des Schildschwanzes 32 entweder angeschweißt oder sonstwie damit fest verbunden ist. Die einzelnen Drähte der Ringbürste 34 sind auch hier im wesentlichen mitt'g um einen Kerndraht 35 herumgebogen und mittels eines jeweiligen Zugdrahtes 3G zu einzelnen Bündeln gebündelt. Die beiden Halteplatten 33 und 38 sind entweder konzentrisch angeordnete Büchsen, wobei dann der Klemmspalt 37 durchgehend ist und dann zweckmäßig auch die Ringbürste keine Aufteilung in einzelne Abschnitte aufweist. Oder es kann sich dabei um sektorartige Ausschnitte solcher Hülsen handeln, die jeweils einen oder mehrere Abschnitte der Ringbürste in ihrem jeweiligen Klemmspalt 37 halten, was den Vorteil einer leichteren Austauschbarkeit bei einem nur teilweise festgestellten stärkeren Verschleiß ergibt. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die Ringbürste 34 mit einem gegenüber Wasser undurchlässigen Imprägnierungsmittel, wie Gelatine, Zellulose oder einem synthetischen Harz, im wesentlichen vollständig in dessen verflüssigtem Zustand getränkt worden, und dieses Imprägnierungsmittel wurde dann zum Aushärten in einen noch elastischverformbaren Zustand gebracht, der mithin keine Beeinträchtigung der durch die Drähte bewirkten Andrückkraf; der Dichtung an die strichpunktiert angedeutete Außenwand eines verlegten Kanalrohres ergibt.

In F i g. 5 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der das Dichtungsmaterial 40 nur an die eine Außenseite der Ringbürste 34 angeschichtet ist. Als geeignete Außenseite für diese Anschichtung erweist sich die dem abzudichtenden Ringspalt zugewandte Seite, so daß der beispielsweise in diesen Ringspalt eingefüllte Zementmörtel keine Möglichkeit hat, in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Drähten vorzudringen. Bei Verwirklichung einer solchen Anschichtung des Dichtungsmaterials 40 kann es noch zweckmäßig erscheinen, das Dichtungsmaterial beispielsweise mit Stahlwolle oder einem anderen Fasermaterial oder Aufschäummittel zu vermischen, um so die Abdichtwirkung noch weiter zu verstärken. Im übrigen bringt das Dichtungsmaterial noch den zusätzlichen Vorteil der Verhinderung einer Korrosion der Drähte, wodurch die Verschleißfestigkeit entsprechend dauerhafter wird.

In der Fig. 6 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der insgesamt zwei Ringbürsten 43 und 44 verwirklicht sind, die über einen Zwischenraum 45 voneinander getrennt sind. Jede Ringbürste ist mittels eines eigenen Halteringes 46 bzw. 46' und Schrauben 47 bzw. 47' an den Schwanz 42 eines Vortriebsschildes 41 angeschraubt. Der Zwischenraum 45 zwischen den Ringbürsten ist ausgefüllt beispielsweise mit einem Fett, das über eine Zuleitung 48 zugeführt wird. Solches Fett wirkt wasserabstoßend, so daß eine gleichartige Verstärkung der Abdichtwirkung erhalten wird, wenn die Ringbürsten 43 und 44 außen an den Kanalrohren 49 anliegen.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß sich die Ringspaltdichtung überall dort zum Einsatz eignet, wo bis jetzt solche Dichtungen zum Abdichten gegenüber dem Erdreich von Ringspalten im Kanalbau oder im Tunnelbau eingesetzt wurden. Was die für die Ringbürsten benutzten Drähte anbetrifft, so eignen sich dafür sowohl glatte Stahldrähte, Klavierdrähte oder auch aus synthetischen Harzen bestehende Drähte sowie ebenfalls gekräuselte Drähte, wobei letztere zweckmäßig miteinander verzwirbelt -verden, bevor sie das Dichtungsmaterial erhalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

• I Putcmunsprüche:

1. Ringspalldichlung für den Tunnel vortrieb, insbesundere mittels Schildvortriebs- oder Rohrdurchpreßvortriebsvorriehtungen, die eine im wesentlichen ringförmig ausgebildete Bürste aus gebündelten Drähten relativ hoher Elastizität und Verschleißfestigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbürste (34, 43, 44) mit einem die gebündelten Drähte untereinander verbindenden, wasserfesten bzw. wasserundurchlässigen und verformbaren Dichtungsmaterial (40) versehen ist.

2. Ringspalldichlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbürste (34, 43, 44) ungeteilt oder in eine Mehrzahl einzelner Abschnitte aufgeteilt ist und entweder mittels eines einheitlichen oder ebenfalls geteilt ausgeführten Befestigungselemenis (38, 46, 46') für die Abdichtung eines Ringspalts (6) angeordnet ist.

3. Ringspaltdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungsmaterial (40) ein Imprägnierungsmitlei verwendet wird, das sich verflüssigen läßt und bei Umgebungstemperaturen in einen elastisch-verformbaren Zustand aushärtet.

4. Ringspaltdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägnierungsmittel (40) aus der Gruppe der Gelatine, Zellulose oder synthetischen Harze ausgewählt ist.

5. Ringspaltdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial (40) an wenigstens einer Außenseite der Ringbürste (34) angeschichtet ist.

6. Ringspaltdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial (40) mit verschleißfesten Fasern, insbesondere mit Stahlwolle, versetzt ist.

7. Ringspaltdichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei über einen im wesentlichen ringförmigen Zwischenraum (45) voneinander getrennte Ringbürsten (43, 44), deren Dichtungsmaterial den Zwischenraum (45) ausfüllt.

8. Ringspalldichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial ein viskoses Material, insbesondere ein Fett, ist.