DE2644899A1

DE2644899A1 - Tunnelvortriebsmaschine

Info

Publication number: DE2644899A1
Application number: DE19762644899
Authority: DE
Inventors: Siegmund Dipl Ing Babendererde; Reinhard Dipl Ing Bokemeyer
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1976-10-05
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1978-04-06
Also published as: US4140345A; DE2644899B2; GB1514442A; DE2644899C3

Description

Patentanmeldung

Hoehtief AG für Hoch- und Tiefbauten vorm. Gebr. HeIfmann

Rellinghauser Str. 53-57

4300 Essen

Tunnelvortriebsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Tunnelvortriebsmaschine mit einem längsverschiebbar in einem Schreitwerk gelagerten Vollschnittkopf, wobei das Schreitwerk zwei in Tunnellängsrichtung hintereinander angeordnete, vermittels hydraulischer Schreitzylinderkolbenanordnungen relativ zueinander längsbewegbare Gestellrahmen und eine radial gegen die Tunnelwandung preßbare Abpratzanordnung aufweist.

Bei aus der Praxis bekannten Tunnelvortriebsmaschinen

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dieser Art besteht die Abpratzanordnung aus zumindest zwei Pratzen jeweils am vorderen und hinteren Gestellrahmen. Der Vollschnittkopf wird gegen einen abgespannten Gestellrahmen vorwärtsgedrückt, während gleichzeitig der andere nichtabgespannte Gestellrahmen vorfährt, um beim nächsten Vortriebsabschnitt das Widerlager für den Vollschnittkopf zu bilden. Derartige Tunnelvortriebsmaschinen zeichnen sich durch eine verhältnismäßig große Vortriebsgeschwindigkeit aus. Um dem Vollschnittkopf ein festes Widerlager zu bieten, müssen die Pratzen jedoch mit erheblichem Druck gegen das Gebirge gestützt werden. Bei geringer Gebirgsfestigkeit wird hierbei die Fels- bzw. Bodenstruktur zerstört. Hierdurch wird der Vortrieb behindert, weil das Schreitwerk nicht genügend abgespannt werden kann. Außerdem wird die Bedienungsmannschaft durch herabfallende Gesteinsbrocken gefährdet. Insbesondere bei geologischen Störungen reicht die Gebirgsfestigkeit für eine einwandfreie Abpratzung nicht aus. Dadurch wird bei Tunneln mit unterschiedlichen Gebirgseigenschaften der Einsatz von an sich wirtschaftlichen Vollschnittmaschinen verhindert.

Bekannt sind zwar auch sogenannte Messervortriebsmaschinen mit einem das Gebirge mehr oder weniger vollständig abschirmenden Messerschild aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten und einzeln vorbewegbaren Vortriebsmessern. Derartige Messervortriebsmaschinen sind jedoch nur für weiches, nachgiebiges Felsgestein geeignet, d. h. bei wechselnden Gebirgseigenschaften ebenfalls nicht einsetzbar.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lunne!vortriebsmaschine der eingangs genannten Gattung so weiter zu entwickeln, daß sie unter Beibehaltung des wirtschaftlichen ¥ortriebes auch in geologisch schwierigen Strecken eingesetzt werden kann.

öle Erfindung besteht darin, daß die Abpratzanordnung aus einem sich über beide Gestellrahmen erstreckenden Messerseiiild aus einer Mehrzahl von in Utnfangsrichtung nebeneinander angeordneten Schildmessern besteht und daß jedes SeM-ldtnesser vermittels einer eigenen, mit einem der beiden Qestelirahmen verbundenen Vorsehubzylinderfcolbenanordnung längsversehiebbar an beiden ßestellraimen gelagert sowie vermittels einer eigenen ersten Hydrauiikpresse am vorderen Gesiellrataien imd einer eigenen zweiten Uyciraislikpresse am hdlateren Gestellrahmen gegen die Tunnelwandtaig preßbar ist.

Erf'indioasgsgemäß wird also der Messersöhilö bekannter Messervorfelebsmasehinen als Abpratzanordnung ein@T VallsehöittmaseMne eingesetzt» Hieraus ergeben sich folgende ¥orteilei Bnreh die Möglichkeit, einzelne Schildmesser von der Tunnelleibung zu lösen und dann, ohne Kontakt mit dem Boden vorzuschieben, kann die Maschine auch durch druckhaftes Gebirge fateeiu Der Gebirgsdruck wird vom gesamten Messerschild aufgenommen, nur auf die Breite des jeweils bewegten Messers tmß die Scherfestigkeit des Gebirges selbst die Belastung übernehmen, wozu in aller Regel auch druckhaftes Gebirge, in der Lage ist. Auch beim Vorschub eines der beiden Gestellrahmen bleiben die Schildmesser gegen die Tunnel-

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wandung gepreßt und zwar durch die Hydraulikpressen des anderen GestellralMens. So werden auch kleinere Auflockerungen des umgebenden Gebirges mit Sicherheit vermieden. Bas Gebirge kann sich nicht entspannen und behält seine Eigentragf ä-Mgkeit. Die im städtischen Verkehrstunnelbau so gefürchteten Setzungen in der Geländeoberfläehe werden weitgehend vermieden. Der Ausbau des Tunnels hinter der Vortriebsmaschine kann wirtschaftlicher ausgeführt werden, weil er gegen ein weitgehend ungestörtes Gebirge eingebracht wird. Die dauernde direkte Abstützung des Gebirges während des gesamten Vorferiebsvorganges ist auch von großer Bedeutimg beim Auf fahren· von Tunneln·

die weitere Atosgestalfciasg bestehen, ita Rahmen der Er-

nehrere Möglichkeiten. So ist aach einer bevorzugten, sieh dtircJa konstruktive Einfaahiieit auszeichnenden Ausftibrtizigsfcrni itn vorderen- Gestellrahmen eine Mittelbühne fest angeordnet, in weicher der Vollschnittkopf gelagert und an welcher dei³ hintere Gestellrahmsn geführt ist. Die YorsciyabzylinderfcolbenanordBungen für die Sohildmesser sind dann zweckmäßigerweise am vorderen Gestellrahmen befestigt <, Hinsichtlich der Abpratzfunktion der Schildmesser ergeben sich besonders übersichtliche miü einfache Verhältnisse, wenn die Hydraulikpressen am Auflenumfang der beiden im wesentlichen kreiszyiinderförmlgen Gestellrahmen angeordnet sind und Jeweils in eine innere Führungslängsausnehmung des zugeordneten Schildmessers eingreifen. Der beschriebene Aufbau läßt auch auf einfachste Weise eine Steuerung der Vortriebsmaschine in. jede beliebige Richtung zu, indem die

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Sohildmesser mit radialem Abstand von den Gestellrahmen gelagert sind und die Hydraulikpressen vermittels einer Steuereinrichtung mit unterschiedlichen Anpreßdrucken beaufschlagbar sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Tunnelvortriebsmaschine und

Fig. 2 einen Querschnitt A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Tunnelvortriebsmaschine besitzt einen Vollschnittkopf 1, der längsversohiebbar in einem Schreitwerk gelagert ist. Das Schreitwerk weist zwei Gestellrahmen 2, 3, welche in Tunnellängsrichtung hintereinander angeordnet und vermittels hydraulischer Schreitzylinderkolbenanordnung 4 relativ zueinander längsbewegbar sind, und eine Abpratzanordnung auf, welche radial gegen die Tunnelwandung bzw. das Gebirge preßbar ist.

Die Abpratzanordnung besteht aus einem sich über beide Gestellrahmen 2, j5 erstreckenden Messerschild 5 aus einer Mehrzahl von in Umfangsriohtung nebeneinander angeordneten Schildmessern 6. Jedes Schildmesser 6 ist vermittels einer eigenen, mit dem vorderen Gestellrahmen 2 verbundenen Vorschubzylinderkolbenanordnung ¹J längsverschiebbar an beiden

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Gesteilrahmen 2, 3 gelagert sowie vermittels einer eigenen ersten Hydraulikpresse b am vorderen Gestellrahmen 2 und einer eigenen zweiten Hydraulikpresse 9 am hinteren Gestellrahmen £3gegen die Tunnelwandung preßbar.

Im vorderen Gestellrahmen 2 ist eine Mittelbühne Io fest angeordnet, in welcher der Vollschnittkopf 1 vermittels einer Vorschubeinrichtung Ii längsverschiebbar in Lagerungen 12 gelagert ist und an welcher der hintere Gestellrahmen 3 mit Führungslängsnuten 13 geführt ist. Die Hydraulikpressen b, j sind am Außenumfang der beiden im wesentlichen kreiszylinderförmigen Gestellrahmen 2, 3 angeordnet und greifen jeweils in eine innere Führungslängsausnehmung l4 des zugeordneten Schildmessers 6 ein. Die Schildmesser 6 sind mit radialem Abstand von den Gestellrahmen 2, 3 gelagert, während die Hydraulikpressen b, 9 vermittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung mit unterschiedlichen Anpreßdrucken beaufschlagbar sind, um so die Vortriebsmaschine in eine vorgegebene Richtung lenken zu können.

Die in der Ausgangsstellung dargestellte Tunnelvortriebsmaschine arbeitet folgendermaßen: Der Vollschnittkopf 1 wird bei abgepratztem Messerschild 5 vermittels der Vorschubeinrichtung 11 um eine Schneidlänge vorgetrieben. Ausbruch wird über ein unter der Mittelbühne Io angeordnetes Transportband 15 nach hinten abgeführt. Danach werden die Schildmesser 6 einzeln nacheinander nachgeschoben. Hierzu

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werden die beiden zugeordneten Hydraulikpressen 8, 9 entlastet und das Schildmesser 6 durch Betätigen der zugeordneten Vorschubzylinderkolbenanordnung 7 vorgeschoben sowie anschließend vermittels der Hydraulikpressen 8, 9 wieder festgesetzt. Sind alle Sohildmesser 6 vorgeschoben, werden alle Hydraulikpressen 8 am vorderen Gestellrahmen 2 entlastet, wird der vordere Gestellrahmen 2 vermittels der Schreitzylinderkolbenanordnungen 4 vorgeschoben und werden danach die vorderen Hydraulikpressen 8 wieder angespannt. Abschließend werden die hinteren Hydraulikpressen gelöst, wird der hintere Gestellrahmen 3 vermittels der Schreitzylinderkolbenanordnungen 4 nachgeholt und werden die hinteren Hydraulikpressen 9 erneut betätigt. Alsdann wiederholt sich der beschriebene Punktionsablauf.

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Claims

26U899 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen - fr -Patentansprüche:

1. Ttmnelvortriebsmaschine mit einem längsverschiebbar in einem Schreitwerk gelagerten Vollschnittkopf, wobei das Schreitwerk zwei in Tunnellängsrichtung hintereinander angeordnete, vermittels hydraulischer Schreitzylinderkolbenanordnungen relativ zueinander längsbewegbare Gestellrahmen und eine radial gegen die Tunnelwandung preßbare Abpratzanordnung aufweist, dadurch gekennzeichn et, daß die Abpratzanordnung aus einem sich über beide Gestellrahmen (2, 3) erstreckenden Messerschild (5) aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Schildmessern (6) besteht und daß jedes Schildmesser (6) vermittels einer eigenen, mit einem der beiden Gestellrahmen (2, 3) verbundenen Vorschubzylinderkolbenanordnung (7) längsverschiebbar an beiden Gestellrahmen (2, 3) gelagert sowie vermittels einer eigenen ersten Hydraulikpresse (8) am vorderen Gestellrahmen (2) und einer eigenen zweiten Hydraulikpresse (9) am hinteren Gestellrahmen (3) gegen die Tunnelwandung preßbar ist.

2. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Gestellrahmen (2) eine Mittelbühne (lo) fest angeordnet ist, in welcher der Vollschnittkopf (l) gelagert und an welcher der hintere Gestellrahmen (3) geführt ist.

3. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Vorschubzylinderkolbenanordnungeri (7) am vorderen Gestellrahmen (2) befestigt sind.

4. Tunnelvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis ß, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpressen (8, 9) am Außenumfang der beiden im wesentlichen kreiszylinderförmigen Gestellrahmen (2, Ji) angeordnet sind und jeweils in eine innere Pührungslängsausnehmung (]A) des zugeordneten 8childmessers (6) eingreifen.

5. Tunnelvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sohildmesser (6) mit radialem Abstand von den Gestellrahmen (2, j5) gelagert sind und die Hydraulikpressen (8, 9) vermittels einer Steuereinrichtung mit unterschiedlichen Anpreßdrucken beaufschlagbar sind.

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