DE2644899B2

DE2644899B2 - Tunnelvortriebsmaschine

Info

Publication number: DE2644899B2
Application number: DE2644899A
Authority: DE
Inventors: Siegmund Dipl.-Ing. 6368 Bad Vilbel Babendererde; Reinhard Dipl.-Ing. 6050 Offenbach Bockemeyer
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1976-10-05
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1978-07-20
Also published as: US4140345A; GB1514442A; DE2644899A1; DE2644899C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Tunnelvortriebsmaschine mit einem längsverschiebbar in einem Schreitwerk gelagerten Vollschnittkopf, wobei das Schreitwerk zwei in Tuiiinellängsrichtung hintereinander angeordnete, vermittels hydraulischer Schreitzylinderkolbenanordnungen relativ zueinander längsbewegbare Gestellrahmen und einen sich über beide Gestellrahmen erstreckenden, mit Hydraulikpressen gegen die Tunnelwandumg preßbaren Messerschild aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten sowie irelativ zueinander längsverschiebbaren Schildmessern aufweist, von denen zumindest zwei unabhängig von den übrigen über ihnen zugeordnete Hydraulikpressen: gegen die Tunnelwandung preßbar sind.

Bei einer bekannten Tunnelvortriebsmaschine dieser Art (DiE-OS 22 59 249) sind die Schildmesser zum einen Teil in Längsrichtung unverschiebbar am Außenumfang des vorderen Gestellrahmens, zum anderen Teil in Längsrichtung unverschiebbar am Außenumfang des hinteren Gestellrahmens befestigt, wodurch zwei ineinandergreifende Messerschildteile gebildet sind, die abwechselnd durch die zwischen den beiden Gestellrahmen angeordneten Schreitzylinderkolbenanordnungen in Tunnellängsrichtung vorbewegbar sind. Zum Anpressen des Messerschildes an die Tunnelwandung weist der vordere Gestellrahmen einen kreiszylindrischen Innenschild auf, an welchem über zwei Hydraulikpressen ein

ίο Spreizhalbring mit den zugeordneten oberen Schildmessern und über je eine gesonderte Hydraulikpresse die zumindest zwei zugeordneten unteren Schildmesser abgestützt sind, und ist der hintere Gestellrahmen in zwei Spreizhalbringe geteilt, deren zugeordnete Enden

'5 durch je eine weitere Hydraulikpresse miteinander verbunden sind. Bei einer anderen bekannten, ähnlich aufgebauten Tunnelvortriebsmaschine (DE-OS 21 44 862) fehlen jedoch die gesonderten Hydraulikpressen für die unteren Schildmesser des vorderen Gestellrahmens und ist letzterer ebenso wie der hintere Gestellrahmen in zwei, endseitig durch Hydraulikpressen verbundene Spreizhalbringe geteilt Die Längsachse des Schnittkopfes ist bei beiden vorgenannten Tunnelvortriebsmaschinen mit Hilfe von sogenannten Richtzy- lindern bzw. Stützstangen gegenüber der Längsachse des Messerschildes verschwenkbar, so daß auch gekrümmte Tunnel vorgetrieben werden können. Die beschriebenen Tunnelvortriebsmaschinen besitzen mehrere funktioneile Nachteile: Infolge der in Längs richtung gleichsam starren Befestigung der Schildmes ser an jeweils einem der beiden Gestellrahmen des Schreitwerkes steht im Zuge des Vortriebes im günstigsten Fall nur etwa die Hälfte der Umfangsfläche des Messerschildes zum Abstützen des Schnittkopfes an der Tunnelwandung zur Verfügung. Außerdem wirken die von den Hydraulikpressen aufgebrachten Spreizkräfte im wesentlichen nur in einer Richtung, nämlich in der vertikalen. Folglich werden insbesondere bei Lockergestein und geologisch gestörten Zonen beacht liehe Störungen in die Tunnelwandung eingetragen, die beim nachfolgenden Tunnelausbau berücksichtigt werden müssen und unerwünschte Setzungen in der Geländeoberfläche nach sich ziehen können. All diese Nachteile kommen besonders beim Vortreiben von Krümmungen zum tragen. Da der Messerschild gleichsam einen starren Zylinder bildet, muß der Schnittkopf vor dem Messerschild arbeiten, so daß zwischen Schnittkopf und Messerschild lockeres Gestein hereinbrechen kann. Diese Gefahr wird noch dadurch vergrößert, daß an der Schildschneide ein Freischnitt, d. h. ein Überprofil erzeugt werden muß, der den für die gekrümmte Führung des starren Messerschildzylinders erforderlichen Steuerspalt zwischen Tunnelwandung und Messerschild schafft. Im Ergebnis sind diese Tunnelvortriebsmaschinen für den Vortrieb in Festgestein mit geologisch gestörten Zonen sowie Lockergestein im allgemeinen und für den Vortrieb gekrümmter Tunnel in derartigem Gebirge im besonderen praktisch ungeeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Tunnelvortriebsmaschine so weiterzuentwickeln, daß sie auch in geologisch schwierigen Strecken eingesetzt werden kann und stets das Gebirge weitgehend ungestört beläßt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß jedes Schildmesser mit radialem Abstand von beiden Gestellrahmen sowie mit Hilfe einer eigenen, mit einem der beiden Gestellrahmen verbundenen Vor-

schubzylinderkolbenanordnung an beiden Gestellrahmen längs verschiebbar gelagert ist und vermittels einer eigenen ersten Hydraulikpresse am vorderen Gestellrahmen sowie einer eigenen zweiten Hydraulikpresse am hinteren Gestellrahmen radial gegen die Tunnelwandung preßbar ist, und daß die Hydraulikpressen vermittels einer Steuereinrichtung mit unterschiedlichen Anpreßdrucken beaufschlagbar sind.

Bei der erfindungsgemäßen Tunnelvortriebsmaschine ist aufgrund der jedem Schildmesser zugeordneten Vorschubzylinderkolbenanordnung sowie Hydraulikpressen jedes Schildmesser unabhängig von den anderen Schildmessern und unabhängig von beiden Gestellrahmen längs verschiebbar. Auf diese Weise kann der Messerschild Schildmesser für Schildmesser vorgerückt werden, ohne daß die Abpratzung der übrigen Schildmesser gelöst werden muß, und können die Gestellrahmen des Schreitwerkes bei vollständig abgepratztem Messerschild nachgeholt werden. Da auch alle Schildmesser radial gegen die Tuni:elwandung gepreßt werden, wird die Tunnelwandung beim Vortrieb im geringstmöglichen Umfang singular belastet und gestört. Dieser Vorteil bleibt auch beim Vortrieb von Krümmungen erhalten. Dadurch, daß alle Schildmesser mit radialem Abstand über die Hydraulikpressen an den Gestellrahmen abgestützt sind und die Hydraulikpressen mit unterschiedlichen Anpreßdrukken beaufschlagbar sind, kann nämlich gleichsam die Längsachse des Messerschildes relativ zur Längsachse der Gestellrahmen und des Schnittkopfes verschwenkt werden, so daß es eines Überprofils nicht mehr bedarf und der Schnittkopf in den Bereich des Messerschildes zurückgezogen werden kann.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten, sich durch konstruktive Einfachheit auszeichnenden Ausführungsform im vorderen Gestellrahmen eine Mittelbühne fest angeordnet, in welcher der Vollschnittkopf gelagert und an welcher der hintere Gestellrahmen geführt ist. Die Vorschubzylinderkolbenanordnungen für die Schildmesser sind dann zweckmäßigerweise am vorderen Gestellrahmen befestigt Hinsichtlich der Abpratzfunktion der Schildmesser ergeben sich besonders übersichtliche und einfache Verhältnisse, wenn die Hydraulikpressen am Außenumfang der beiden im wesentlichen kreiszylinderförmigen Gestellrahmen angeordnet sind und jeweils in eine innere Führungslängsausnehmung des zugeordneten Schildmessers eingreifen.

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

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Tunnelvortriebsmaschine und

F i g. 2 einen Querschnitt A-A durch den Gegenslland nach F ig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Tunnelvortriebsmaschine besitzt einen Vollschnittkopf 1, der längsverschiebbar 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 einen Messerschild 5 auf, welcher radial gegen die Tunnelwandung bzw. das Gebirge preßbar ist und aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Schildmessern 6 besteht jedes Schildmesser 6 des sich über beide Gestellrahmen 2, 3 erstreckenden Messerschildes 5 ist vermittels einer eigenen, mit dem vorderen Gestellrahmen 2 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. Im vorderen Gestellrahmen 2 ist eine Mittelbühne 10 fest angeordnet, in welcher der Vollschnittkopf 1 vermittels einer Vorschubeinrichtung il längsverschiebbar in Lagerungen 12 gelagert ist und an welcher der hintere Gestellrahmen 3 mit Führungslängsnuten 13 geführt ist Die Hydraulikpressen 8,9 sind am Außenumfang der beiden im wesentlichen kreiszylinderförmigen Gestellrahmen 2, 3 angeordnet und greifen jeweils in eine innere Führungslängsausnehmung 14 des zugeordneten Schildmessers 6 ein. Die Schildmesser 6 sind mit radialem Abstand von den Gestellrahmen 2, 3 gelagert, während

3υ die Hydraulikpressen 8, 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 10 angeordnetes Transportband 15 nach hinten abgeführt Danach werden die Schildmesser 6 einzeln nacheinander nachgeschoben. Hierzu 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 Schild messer 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 9 gelöst, wird der hintere Gestellrahmen 3 vermittels der Schreitzylinderkolbenanordnungen 4 nachgeholt und werden die hinteren Hydraulikpressen 9 erneut betätigt. Alsdann wiederholt sich der beschriebene Funktionsablauf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tunnelvortriebsmaschine mit einem längsverschiebbar in einem Schreitwerk gelagerten Vollschnittkopf, wobei das Schreitwerk zwei in Tunnellängsrichtung hintereinander angeordnete, vermittels hydraulischer Schreitzylinderkolbenanordnungen relativ ineinander längsbewegbare Gestellrahmen und einen sich Ober beide Gestellrahmen erstreckenden, mit Hydraulikpressen gegen die Tunnelwandung preßbaren Messerschild aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten sowie relativ zueinander längsveirschiebbaren Schildmessern aufweist, von denen zumindest zwei unabhängig von den übrigen über ihnen zugeordnete Hydraulikpressen gegen die Tumnelwandung preßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Scnildmesser (G) mit radialem Abstand von beiden Gestellrahmen (2, 3) sowie mit Hilfe einer eigenen, mit einem der beiden Gestellrahmen (2, 3) verbundenen Vorschubzylinderkolbenanordnungen (7) an beiden Gestellrahmen (2, 3) längsverschiebbar gelagert ist und vermittels einer eigenen ersten Hydraulikpresse (8) am vorderen Gestellrahmen (2) sowie einer eigenen zweiten Hydraulikpresse (9) am hinteren Gestellrahmen (3) radial gegen die Tunnelwandung preßbar ist, und daß die Hydraulikpressen (8,9) vennittels einer Steuereinrichtung mit unterschiedlichen Anpreßdrui:ken beaufschlagbar sind.

2. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Gestellrahmen (2) eine Mittelbühne (10) fest angeordnet ist, in welcher der Vollschnittkopf (1) gelagert und an welcher der hintere Gestellrahmen (3) geführt ist

3. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubzylinderkolbenanordnungen (7) am vorderen Gestellrahmen (2) befestigt sind

4. Tunnelvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpressen (8,9) am Außenumfang der beiden im wesentlichen kreiszylinderförmigen Gestellrahmen (2,3) angeordnet sind und jeweils in eine innere Fülhrungslängsausnehmung (4) des zugeordneten Sch ildmessers (6) eingreifen.