DE2848635C3 - Zerlegbarer, aus mehreren Segmenten bestehender, einen Innen-u. einen Außenmantel aufweisender Vortriebsschild - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vortriebsschild für den Tunnelbau gemäß der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

Diese Vortriebsschilde können, da beim Bau des Tunnels unmittelbar hinter dem Vortriebsschild der die Tunnelröhre abstützende Ausbau eingesetzt wird und die lichte Weite des ausgebauten Tunnels notwendig kleiner ist als der Außendurchmesser des Vortriebsschildes, durch den Tunnel nicht unzerlegt zurückgezogen werden. Endet der Tunnel im freien Raum, beispielsweise in der Baugrube eines Bahnhofes, so kann der Vortriebsschild gewendet oder herausgehoben und, ohne ihn zu zerlegen, wieder verwendet werden. Endet abe/ der Tunnel als Sacktunnel, so kann der Vortriebsschild nur herausgeholt werden, wenn er zerlegbar ist. Es ist bekannt, den Vortriebsschild zerlegbar aus mehreren Segmenten zusammenzusetzen, die mit radial oder annähernd radial stehenden Kopfplatten aneinander anliegen und durch Schrauben verbindbar sind. Die Lage mindestens der Kopfplatten des .Schlußstückes ist dabei nicht genau radial, da diese beiden Kopfplatten, damit das Schlußstück eingesetzt und herausgenommen werden kann, zueinander zumindest parallel liegen müssen.

Ein derartiger Vortriebsschild ist beispielsweise in der GB-PS 12 45 484 beschrieben. Bei diesem bekannten Vortriebsschild erfolgt die Verbindung einander gegenüberliegender Kopfplatten durch eine an den Kopfplatten angeordnete Schwalbenschwanzführung, wobei die Kopfplatten gegen Verschiebung mittels durch sie hindurchgeführte Schraubenbolzen gesichert sind.

Die Zugänglichkeit dieser Schraubenbolzen ist bei diesem Vortriebsschild unproblematisch, da die Segmente des Vortriebsschildes ein zum Tunnelinnenraum hin offenes Profil aufweisen.

Bei einem weiteren, in der DE-OS 27 46 726 beschriebenen Vortriebsschild besitzen die Segmente ein zum Tunnelinnenraum hin geschlossenes, kastenförmiges Profil. Auch bei diesem bekannten Vortriebsschild soll die Verbindung der Segmente über Schraubenbolzen erfolgen. Diese Verbindungsart wirft aber wegen des geschlossenen Profils der Segmente erhebliche Probleme auf.

Besteht nämlich der Vortriebsschild aus Festigkeitsgründen aus einem Außenmantel und einem Innenman- tel, zwischen denen sich Ringsteifen befinden, so sind die beim Zusammensetzen aneinanderüegenden Kopfplatten nicht zugängig, und es müssen, um die Verbindungsschrauben einsetzen zu können, größere Randlöcher in den Innenmantel geschnitten werden, die dann nach Einsetzen der Schrauben wieder durch eingeschweißte Stücke verschlossen werden müssen, damit die Festigkeit des Innenmaniels nicht beeinträchtigt wird. Beim Zerlegen müssen wieder erneut Löcher in den Innenmantel gebrannt werden, um die Verbindungsschrauben zwischen den Kopfplatten herausnehmen zu können. Diese Arbeiten sind sehr umständlich und zeitraubend, und es wird deshalb oftmals vorgezogen, den Schild im Tunnel zu lassen und verloren zu geben.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß an den aneinander anliegenden Kopfplatten Zugkräfte auftreten, die in der Nähe des Außenmantels erheblich kleiner sind als an der Innenseite, daß ferner erhebliche Schubkräfte auftreten, während die Druckkräfte ohne weiteres durch die aneinander anlügenden Flächen der Kopfplatten aufgenommen werden.

Die der Erfindung zjgrunde liegende Aufgabe bestand darin, bei einem Vortriebsschild der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Bauart eine Verbindung der Kopfplatten zu schaffen, durch die die obenerwähnten Schub- und Zugkräfte aufgenommen werden, bei der aber keinerlei zusätzliche Arbeiten ausgeführt werden müssen, um die Verbindung zugänglich zu machen, ohne die Festigkeit des Innenmantels zu beeinflussen.

so Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Bei der in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildeten Verbindung der Kopfplatten nehmen die Bolzen vorzugsweise Schubkräfte, die Schrauben vorzugsweise Zugkräfte auf.

Der Zusammenbau der Segmente ist ohne zusätzliche Schweißarbeiten möglich, da die nahe dem Außenmantel angeordneten Bolzen beim Zusammensetzen lediglieh in die Ausnehmungen am äußeren Rand der benachbarten Kopfplatte eingeschoben werden und die Bolzen und Schrauben innerhalb des Innenmantels ohne weiteres vom Tiinnelinnenraum her zugänglich sind.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsge-

f>5 mäßen Vortriebsschildes ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.

Durch die zusätzliche Befestigungsmöglichkeit in den äußeren Abschnitten der Segmente durch Bolzen wird

eine besonders gute Fixierung der Segmente erreicht, weil die zusätzlichen Bohrungen als Paßbohrungen ausgeführt werden können. Es besteht an dieser Stelle dann auch eine zusätzliche Spannmöglichkeit. In diesem Zusammenhang sind Bolzen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 besonders vorteilhaft anzuwenden.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einer, aus mehreren Segmenten bestehenden Vortriebsschild in axialer Richtung gesehen,

Fig.2 eine Aufsicht auf eine Kopfplatte eines der Segmente gesehen nach der Schnittlinie !1-II in F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch das Ende des anschließenden Segments, geschnitten nach der Linie III-III in Fig.l,

F i g. 4 einen Querschnitt durch die Verbindungsstelle zweier Kopfplatten, geschnitten nach der Linie IV-IV in F ig. 2 und 3,

Fi g. 5 eine weitere Ausführungsform der Kopfplatte nach F i g. 3,

Fig.6 einen Spannbolzcn zum Verbinden der Kopfplatten.

Wie in F i g. 1 dargestellt, besteht der Vortriebsschild aus dem äußeren Mantel 3 und dem inneren Mantel 4, die in üblicher Weise durch Ringsteifen 5 miteinander verbunden sind. Der Schild ist aus fünf Segmenten 1 zusammengesetzt, wobei vier große Segmente je einen Winkelbereich von nahezu 90° einnehmen und ein fünftes kurzes Segment als Schlußstück eingesetzt ist. An den Verbindungsstellen sind die Segmente mit Kopfplatten 2 versehen, die aneinander anliegen und über den Innenmantel 4 nach innen herausragen. Bei der Ausführungsform nach Fig.2 bis 4 sind an die Kopfplatte 2a nahe dem äußeren Rand Bolzen 6 so angeschweißt, daß zwischen den Bolzenköpfen und der Kopfplatte 2a ein Zwischenraum ist, der der Dicke der Kopfplatte 2b des anschließenden Segments entspricht. An den den Bolzen 6 entsprechenden Stellen sind in der Kopfplatte 2b Ausschnitte 8 vorgesehen. Auf diese Weise ist e^ möglich, die Kopfplatte 2b, wie insbesondere aus F i g. 4 ersichtlich, von unten an die Kopfplatte 2a anzuschieben, so daß die Bolzen 6 in den Ausschnitten 8 der Kopfplatte 2b liegen und die Bolzenköpfe über den Rand der Ausschnitte greifen, so daß auf diese Weise nahe dem Außenmantel eine zugfeste Verbindung erhalten wird. In den aus dem Innenmantel 4 herausragenden Teilen der Kopfplatten 2a und 2b sind ebenfalls Bohrungen vorgesehen, und zwar Bohrungen größeren Durchmessers zur Aufnahme starker Bolzen, die die Schubkräfte aufnehmen, und kleinere Bohrungen zur Aufnahme hochfester Schrauben, die die Zugkräfte aufnehmen. Nach Einsetzen der Bolzen 7 und der hochzugfesten Schrauben 9 sind die beiden Kopfplatten so fest miteinander verbunden, daß diese Verbindung die während des Vortriebes im Schild auftretenden Zug-, Schub- und Druckkräfte aufnehmen kann. Eine andere Art der Verbindung zeigt F i g. 5. Die Ringsteifen 5 weisen in der Regel öffnungen auf, in die beim Vortrieb die Vortriebspressen eingesetzt werden. Durch diese öffnungen ist wenigstens einer der beiden Endabschnitte zugängig, während an der Gegenseite zusätzlich Randlöcher vorgesehen sein können. In diesen Endabschnitten können in den Kopfplatten 2 Bohrungen 12 vorgesehen sein, in die, nachdem die zu verbindenden Kopfplatten aneinandergelegt sind, Spannbolzen 10 oder/und hochzugfeste Schrauben eingesetzt werden können, wobei man zum Anziehen der Schrauben durch die öffnungen 11 in den ersten und letzten Abschnitt hineingreifen kann. Eine gleiche Verbindung wäre an sich auch in den Abschnitten zwischen den folgenden Ringsteifen möglich, doch sind die Abstände der Ringsteifen in der Regel zu groß, um den zwe'ten oder gar den dritten Abschnitt durch die öffnungen 11 mit der Hand zu /reichen. Es müssen dann zum Einsetzen und Anziehen der Schrauben oder der Spannbolzen Spezialwerkzeuge verwendet werden. Es ist deshalb einfacher, die öffnungen zum Einsetzen der Spannboizen nur in den Endabschnitten vorzusehen, während in den dazwischenliegenden Abschnitten nahe dem äußeren Rand entweder keine Zugkräfte aufnehmenden Verbindungen bestehen, was möglich ist, weil die in den Endabschnitten eingesetzten Spannbolzen in der Lage sind, die Zugkräfte aufzunehmen oder in den mittleren Abschnitten die Steckverbindung nach F i g. 2 bis 4 anzuwenden.

Als in die öffnungen 12 einsetzbarer Spannbolzen dient zweckmäßig ein zweiteiliger Bolzen, wie er in F i g. 6 dargestellt ist. Der Bolzen 10 besteht aus einem dickwandigen, zylindrischen Körper 13, der stark genug ist, die Schubkräfte aufzunehmen und der an einem Ende einen fester. Kopf 14 besitzt. Am anderen Ende ist ein Kopf 15 aufsteckbar, der durch eine Schraube 16 gegen den festen Kopf 14 gezogen wird, so daß die zwischen den beiden Köpfen 14 und 15 liegenden Kupfplatten 2 fest gegeneinander gepreßt werden. Ein so ausgebildeter Bolzen vermag nicht nur Schubkräfte, sondern auch Zugkräfte aufzunehmen. Solche Spannbolzen können auch an dem innen vorstehenden Rand der Kopfstücke für die Spannbolzen 7 verwendet werden.

Ein so ausgebildeter zerlegbarer Schild kann am Ende des Tunnels ohne Schweißarbeit einfach durch Lösen der Schrauben und Bolzen zerlegt werden, wobei zuerst das schmale, als Schlußstück dienende Segment nach innen herausgezogen wird, worauf auch die übrigen Segmente herausgenommen und durch den fertigen Tu:·««·] zurücktransportiert werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zerlegbarer, aus mehreren Segmenten bestehender, einen Innen- und einen Außenmantel aufweisender Vortriebsschild, dessen Segmente mit radial oder annähernd radial stehenden Kopfplatten versehen sind, die durch Schrauben verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Tunnelinnenraum hineinragenden Kopfplatten (2; 2a, 2b) einerseits durch nahe dem Außenmantel (3) in die Kopfplatten (2; 2a, 2b) einsetzbare oder eingeschweißte Bolzen (6 bzw. 10) und andererseits durch ihren in den Tunnelinnenraum hineinragenden Bereich durchgreifende Bolzen (7) und/oder zugfeste Schrauben (9) miteinander verbindbar sind, wobei die in der Mitte des Außenmantels (3) angeordneten Bolzen (6) nahe dem äußeren Rand der einen Kopfplatte (2a) eingesetzt oder eingeschweißt s^:nd, und die mit dieser Kopfplatte (2a) zu verbindende benachbarte Kopfplatte (2b) am äußeren Rand zur Aufnahme der Bolzen (6) nach außen offene Ausnehmungen (8) aufweist.

2. Zerlegbarer Vortriebsschild nach Anspruch 1, bei dem zwischen Innen- und Außenmantel mehrere im Abstand voneinander angeordnete Ringsteifen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den äußeren Abschnitten der Segmente zwischen den dort befindlichen Ringsteifen (5) in den Kopfplatten (2) nahe dem Außenmantel (3) zusätzlich Bohrungen (12) zur Aufnahme von Bolzen (10) vorgesehen sind, die durch in den äußeren Ringsteifeif (5) in an sich bekannter Weise vorgesehene öffnungen (11) einsetzbar sind.

3. Vortriebsschild nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (10) aus zwei zusammensteckbaren Teilen (13, 15) bestehen, die durch eine Schraube (16) zusammenspannbar sind.