DE2654422C2 - Verbauschild für den Vortrieb von Tunnels, Stollen o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbauschild für den Vortrieb von Tunnels, Stollen oder Strecken u. dgL insbesondere in wasserführenden Schichten, bestehend aus den Schildmantel bildenden, auf einem nachführbaren Stützrahmen verschiebbar abgestützten und mittels hydraulischer Pressen vorpreßbaren Vortriebsmessern, wobei mit dem Stützrahmen ein die Ausbruchswandung im rückwärtigen Bereich sichernder Nachlaufschild verbunden ist.

Aus der DE-OS 25 08 407 ist ein Verbauschild dieser Art bekannt, bei dem der Nachlaufschild aus einer im Sohlbereich offenen, kreissegmentförmigen Blechhaube besteht, in welche eine vorläufige oder auch die endgültige Auskleidung des Tunnels eingebracht werden kann.

Bei einteiligen, zylindrischen Vortriebsschilden ist es auch schon bekannt, den eigentlichen Vortriebsraum des Schildes abzuschotten, so daß die Ortsbrust auch in wasserführenden Schichten ohne Grundwassersenkung abgebaut werden kann. Solche Vortriebsschilde lassen sich aber nur mit Hilfe von gegen den endgültigen Ausbau abgestützten Pressen vordrücken, was unter Umständen erhebliche Schwierigkeiten bereiten kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbauschild der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein Vortrieb mit hohen Vortriebsleistungen auch in lockeren.

nicht-standfesten Böden und/oder in wasserführenden Schichten gefahrlos und ohne nennenswerte Bodenabsenkungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst. daß der rückwärtige Rahmenteil des Stützrahmens mit einer Schottwand versehen ist, welche mit dem ringförmigen Nachlaufschild einen zur Rückseite des Schildes hin offenen, etwa topfförmigen, den Vortriebsraum abschottenden Körper bildet.

ίο Der Nachlaufschild, welcher die Ausbruchswandung im rückwärtigen Bereich sichert und zugleich den Einbauraum für das Einbringen des Ausbaus darstellt, bildet mit der den Vortriebsraum abschottenden Schottwand einen formsteifen und stabilen topfförmigen Körper, der auch zur Aussteifung des Stützrahmens beitragen kann und an dem sich die Messerschwänze der Vortriebsmesser gleitend abstützen können. Die Abförderung des Bodenmaterials aus dem Vortriebsraum vor der Schottwand erfolgt zweckmäßig auf hydraulischem Wege. Dabei ist in den eine Vortriebsmaschine aufnehmenden und zur Örtsbrust hin offenen Vortriebsraum des Verbauschildes eine Leitung für die hydraulische Abförderung des Haufwerks hineingeführt

Die Abschottung des eigentlichen Vortriebsraumes innerhalb eines Verbauschildes hat u. a. den Vorteil, daß auch in schwierigen, nicht-standfesten uad/oder wasserführenden Böden gefahrlos mit hohen Vortriebsleistungen gearbeitet werden kann, da sich die Ortsbrust durch das vorausgehende Vorpressen der Vortriebsmesser so

jo weit sichern läSt. daß stärkere Einbrüche an der Ortsbrust weitestgehend vermieden werden. Es ist daher auch möglich, für den Abbau der Ortsbrust eine Volloder Teilschnittmaschine einzusetzen, ohne daß die Gefahr besteht, daß diese durch Einbrüche zugeschüttet

j5 wird. In wasserführenden Schichten kann der Vortrieb ohne Grundwassersenkung erfolgen. Dabei ergibt sich die Möglichkeit, mit solch hohen Vortriebsgeschwindigkeiten zu arbeiten, daß auch ohne Grundwassersenkung eine vollständige Überflutung des !tugeschotteten Vortriebsraumes nicht eintreten kann. Dabei kann zumindest von der sonst erforderlichen Stützung der Ortsbrust durch Einleiten von Druckluft, Wasser oder Bentonittrübe in den abgeschotteten Vortriebsraum abgesehen werden, so daß auch die hiermit verbundenen Kosten entfallen. Lediglich während der Stillstandszeiten kann der abgeschottete Vortriebsraum innerhalb des Verbauschildes mit den vorgenannten Maßnahmen gesichert werden. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Verbauschildes, bei der der Unterteil des Schildmantels aus einer Wanne und der Oberteil des Schildes aus einer Vielzahl von Vortriebsmessern besieht. Der wannenförmige Schildunterteil bildet zweckmäßig mit dem Stützrahmen der Vortriebsmesser sowie mit der Schottwand und dem Nachlaufring eine geschlossen vorbewegbare Einheit. Für die Vorbewegung dieser Einheit können die hydraulischen Pressen der Vortriebsmesser und/eder Pressen dienen, die dem wannenförmigen Schildunterteil zugeordnet sind und sich gegen den eingebrachten Ausbau abstützen. Da-

bo durch, daß der Schiidmantel im Sohlbereich aus einer geschlossenen Wanne besteht, ergibt sich eine zuverlässige Abdichtung des abgeschotteten Vortriebsraumes gegenüber der rückwärtigen Tunnelstrecke, während andererseits mit Hilfe der im Firstbereich angeordneten Vortriebsmesser der Ausbruchsquerschnitt zuverlässig gesichert werden kann, so daß unerwünschte Bodensetzungen und Einbrüche an der Ortsbrust nicht auftreten können.

Der ringförmige Nachlaufschild dient, wie erwähnt als rückwärtiger Arbeitsraum, in den die Tunnelauskleidung eingebracht werden kann. Dies läßt sich mit Hilfe eines Erektors bewerkstelligen, der innerhalb des Nachlaufschildes an der Schottwand oder an die Schottwand tragenden Stützen gelagert ist. Bodensetzungen lassen sich dadurch weitestgehend unterdrücken, daß der Ringspalt am Außenumfang des ringförmigen Nachlaufschildes mit Hilfi einer aushärtenden Verpreßmasse. wie insbesondere Spritzbeton, verpreßt wird. ι ο

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. I einen erfindungsgemäßen Verbauschild im Längsschnitt: is

Fig.2 einen Querschnitt durch den Verbauschild nach Fig. 1.

Der dargestellte Verbauschild weist einen zylindrischen Schildmantel auf. dessen Unterteil von einer ringsegmentförmigen Wanne 10 aus einem ausgesteiften Kastenprofil und dessen übriger Umfangsbereich von einer Vielzahl von Vortriebsmessern 11 gebildet ist. Die Vortriebsmesser 11 sind an einem gemeinsamen Stützrahmen 12 abgestützt und geführt, der aus Rahmenteilen 13 und 14 besteht, die mit der Wanne 10 starr verbunden sind. Die Vortriebsmesser 11 sind mittels hydraulischer Preßzylinder 15 einzeln oder gruppenweise in Vortriebsrichtung vorpreßbar. Die Preßzylinder 15 stützen sich an dem rückwärtigen Stützrahmen 14 ab und greifen mit ihren Kolbenstangen bei 16 gelenkig an jo den Vortriebsmessern 11 an.

Der Rahmenteil 14 des Stützrahmens 12 ist mit einer Schottwand 17 versehen, welche den eigentlichen Vortriebsraum 18 vor der Ortsbrust 19 gegenüber dem rückwärtigen Bereich der Tunnelstrecke 20 abschottet. J5 In dem Vortriebsraum 18 ist eine als Vollschnittmaschine ausgebildete Vortriebsmaschine 21 mit angetriebenem Schneidkopf 22 gelagert. Die Vortriebsmaschine 21 weist auf diametral gegenüberliegenden Seiten Lagerarme 23 auf. die in Lageröffnungen 24 des Stützrahmen- -»o teils 13 abgestützt und geführt sind.

Für die Abfördcrung des Bodenmaierials aus dem Vortriebsraum 18 ist eine hydraulische Fördereinrichtung mit einer Saugleitung 25 vorgesehen, welche durch die Schottwand 17 hindurchgeführt ist und in Nähe des -ts Bodens der Wanne 10 vor der Ortsbrust 19 endet. Die Leitung 25 ist außerhalb des Vortriebsraumes 18 mit einer Förderpumpe 26 verbunden, die zusammen mit ihrem Antrieb 27 auf einem Nachlaufwagen 28 angeordnet ist. welcher auf Schienen 29 in der Tunnelstrecke fahrbar ist. Für die Zuführung von Wasser in den Vortriebsraum 13 ist eine Leitung 30 vorgesehen, welche ebenfalls durch die Schottwand 17 hindurchgeführt ist.

Mit dem rückwärtigen Rahmenteil 14 des Stützrahmens 12 ist ein ringförmiger Nachlaufschild 31 verbunden. auf welchem sich die Vortriebsmesser 11 mit verjüngten Messerschwänzen 32 gleitend abstützen. Der ringförmige Nachlaufschild bildet zusammen mit der Schottwand 17 einen zur Tunnelstrecke hin offenen topfförmigen Körper. Im Inneren des Nachlaufschildes w) 31 ist ein an sich bekannter Erektor33 mit zwei Erektorarmen 34 und hieran angeordneten Greiferköpfen 35 gelagert. Der um die Tunnelachse schwenkbare Erektor 33 ist an Stützen 36 gelagert, welche Bestandteil der Schottwand 17 sind und diese versteifen. Der Nachlauf- t>5 wagen 28 wird zweckmäßig an dem Erektor oder an der Schottwand bzw. den StüUen 36 über ein Zugglied angeschlossen, so daß er von dem Stützrahmen des Verbausehildes mitgenommen wird.

Mit Hilfe des Erektors können Tübbingsegmente 37 in den Nachlaufschild 31 eingebracht werden. Dies erfolgt zweckmäßig unter Einlegen von nachgiebigen Dichtungen 38, die den Unifangsspalt zwischen der Innenwandung des ringförmigen Nachlaufschildes 31 und der Umfangswand des Tübbingringes 37 abdichten. In den Spaltraum 39 zwischen dem AuGenumfang des Tübbingausbaus und der Ausbruchswandung wird eine härtbare Verpreßmasse. insbesondere Spritzbeton, eingepreßt, welche den Spaltraum ausfüllt und einen dichten Anschluß des Tübbingausbaus an die Ausbi'uchswandung bewirkt. Die Dichtungen 38 verhindern, daß die Verpreßmasse in den Innenraum des Nachlaufschildes 31 fließt. Die Dichtungen 38 bleiben nach dem Verpressen als verlorene Dichtungen in dem Spaltraum 39 zurück.

Während der Vortriebsarbeit werden die Vortriebsmesser H miltelsder Preßzylinder 15 einzeln oder gruppenweise in die Ortsbrust 19 vorgepreC·'. wodurch diese insbesondere im Firstbereich so weit gesichert werden, daß keine Bodeneinbrüche eintreten können. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 11 vorgepreßt sind, kann die starre Wanne 10 zusammen mit dem Stützrahmen 12 nachgeholt werden, was mit Hilfe der Preßzylinder 15 und/oder mit Hilfe weiterer Pressen erfolgen kann, die sich an dem endgültigen Tübbingausbau 37 abstützen. Das Einbringen des Tübbingausbaus in den Nachlaufschild 31 und das Verpressen des Spaltraunies 39 erfolgt während der Vortriebsarbeit. Die Wanne 10 erstreckt sich von der Sohle nach oben bis zu einer Stelle, die unterhalb der Lagefungen 23,24 der Vortriebsmaschine 21 liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   J. Verbauschild für den Vortrieb von Tunnels, Stollen oder Strecken u. dgL insbesondere in wasserführenden Schichten, bestehend aus den Schildmantel bildenden, auf einem nachführbaren Stützrahmen verschiebbar abgestützten und mittels hydraulischer Pressen vorpreßbaren Vortriebsmessern, wobei mit dem Stützrahmen ein die Ausbruchswandung im rückwärtigen Bereich sichernder Nachlaufschild verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Rahmenteil (14) des Stützrahmens (12) mit einer Schottwand (17) versehen ist. welche mit dem ringförmigen Nachlaufschild einen zur Rückseite des Schildes hin offenen, etwa topfförmigen. den Vortriebsraum (18) abschottenden Körper bildet
2. 2. Verbauschild nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in den eine Vortriebsmaschine (21) aufnehmenden und zur Ortsbrust (19) hin offenen Vortriebsraum (18) des Verbauschildes eine Leitung (25) für die hydraulische Abförderung des Haufwerks hineingeführt ist.
3. 3. Verbauschild nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil des Schildmantels aus einer Wanne (10) und der Oberteil des Schildes aus einer Vielzahl von Vortriebsmessern (11) besteht.
4. 4. Verbauschild nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der wannenförmige Schildunterteil (10) mit dem Stützrahmen '12) der Vortriebsmesser (11) sowie mit der Schottwand (17) und dem Nachlaufring (31) eine gesch!·· tsen vorbewegbare Einheit bildet.
5. 5. Verbauschild nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wannenförmige Schildunterteil (10) mit sich gegen den eingebrachten Ausbau abstützenden Pressen versehen ist.