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Verfahren zum Herstellen eines Ankerausbaues, sowie
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Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
Verfahren
zum Herstellen eines Ankerausbaues, sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Ankerausbaues
von Strecken oder Tunneln beim Vor trieb mittels einer Streckenvortriebsmaschine,
wobei im Bereich der Streckenvortriebsmaschine Anker löcher gebohrt und in diese
Anker zur Festlegung des Verzuges gesetzt werden, sowie auf eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens. Beim Ankerausbau von Strecken oder Tunneln wird
in der Regel lediglich die Strecke hinter der Streckenvortriebsmaschine ausgebaut
und die Firste bleibt im Bereich der Vortriebsmaschine ungesichert. Es sind für
das Setzen von Ankern bereits mechanisierte Einrichtungen, beispielsweise Bohrwagen,
die mit Bohrlafetten und Setzeinrichtungen ausgexüstet sind, bekannt. Derartige
Einrichtungen eignen sich hauptsächlich im Streckenvortrieb mittels Bohr- und Schießbetrieb,
nicht dagegen beim Einsatz von Vortriebsmaschinen, da die Vortriebsmaschine selbst
durch einen derartigen Strecken ausbau nicht geschützt werden kann.
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Es ist weiters bereits vorgeschlagen worden, die Firste nahe der
Ortsbrust durch Anker abzusichern, wofür eine Ankerbohr- und Setzeinrichtung auf
einer Vortriebsmaschine, beispielsweise auf dem Schwenkwerk oder einem Ausleger
bei einer Teilschnittschrämmaschine, vorgesehen war. Aus Platzgründen läßt sich
aber am Schwenkwerk oder am Ausleger immer nur eine Lafette mit Bohreinrichtung
und Ankermagazin unmittelbar an einer Teilschnittschrämmaschine festlegen. Mit einer
derartigen Einrichtung ist
es zwar möglich, fallweise Anker zu setzen,
für einen ständigen Anker ausbau wäre die mit dieser Vorrichtung mögliche Arbeitsweise
zu zeitraubend. Vor allen Dingen muß bei der bekannten Einrichtung die Schrämarbeit
während des Bohrens unterbrcchen werden, da die Schrämarme mit dem Ausleger bzw.
der Bohrlafette in Kollision kämen.
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Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren zum Herstellen eines
reinen Ankerausbaues der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Streckenvortriebsmaschinenstillstandszeiten
wesentlich verringert werden können und eine sofortige Sicherung der freigelegten
Firste und damit ein Schutz der Vortriebsmaschine ermöglicht wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Ortsbrust benachbart Bohrungen in der Firste
in einer Anzahl vorgenommen werden, welche für eine Primärverankerung mit gegenüber
einer definitiven Verankerung geringerer Ankerdichte ausreicht, und hierauf in Abstand
von der Ortsbrust und vorzugsweise in einer dem hinteren Bereich der Streckenvortriebsmaschine
entsprechenden oder in einem hinter der Streckenvortriebsmaschine liegenden Streckenquerschnitt
weitere Bohrungen in die Firste eingetrieben werden, worauf weitere Anker zur Erzielung
der für die definitive Verankerung erforderlichen Ankerdichte gesetzt werden. Dadurch,
daß die Verankerung zunächst als provisorischer Ausbau ausgeführt wird, wird die
Anzahl der für das Setzen der Anker erforderlichen Bohrungen auf ein Minimum reduziert
und damit die Maschinenarbeitszeit so kurz wie möglich unterbrochen.
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Die definitive Verankerung erfolgt in einem von der Ortsbrust entfernten
Streckenquerschnitt, wofür weitere Bohrungen in die Firste eingetrieben werden,
um die erforderliche Ankerdichte für den Ankerausbau sicherzustellen. Für den Fall,
daß die für die Primärverankerung gesetzten Anker eine besonders aufwendige und
teure Konstruktion aufweisen, um ein rasches Setzen der Anker zu ermöglichen, kann
es vorteilhaft sein, diese Anker beim definitiven Ausbau der Strecke wieder zu
ziehen
und einfachere und billigere Anker zu setzen, da ja hinter der Maschine ohne Beeinträchtigung
der Maschinenarbeit eine beliebige Ankerdichte gewählt werden kann.
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Es können aber ohne weiteres die für die Primärverankerung gesetzten
Anker zusätzlich zu den weiteren Ankern, welche hinter der Streckenvortriebsmaschine
gesetzt werden, in der Firste verbleiben. Die Trennung des Ankerausbaues in einen
einem provisorischen Ausbau entsprechenden Ausbauschritt und einen nachfolgenden
vollstindigen Assbauscritt ermöglicht die sofortige Sicherung der freigelegten Firste
ohne übermäßig lange Maschinenstillstandszeiten in Kauf nehmen zu müssen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
weist wenigstens eine an der Streckenvortriebsmaschine orientierbar gelagerte Bohreinrichtung
auf. Bei der bekannten Einrichtung dieser Art war die Bohreinrichtung an einem Manipulatorarm
gelagert, welcher das Einsetzen der Bohreinrichtung in verachiedene Positionen relativ
zur Firste ermöglichte. Die Steuerung eines solchen Manipulators ist aber überaus
aufwendig und zeitraubend.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, daß die Bohreinrichtung(en)
an einem Tragrahmen in Umfangsrichtung dieses Rahmens verschiebbar festgelegt ist
(sind), daß der Tragrahmen sich wenigstens über einen Teil der Firste und der Seitenwände
des Streckenprofiles unter Einhaltung eines lateralen Abstandes zur Firste und den
Streckenseitenwänden erstreckt und daß der Tragrahmen schwenkbar und/oder in Streckenvortriebsmaschinenlängsrichtung
verschiebbar an der Streckenvortriebsmaschine gelagert ist. Dadurch, daß die Bohreinrichtung(en)
in einem sich wenigstens über einen Teil der Firste und der Seitenwände des Streckenprofiles
unter Einhaltung eines lateralen Abstandes zur Firste und den Streckenseitenwänden
erstreckenden Tragrahmen in Umfangsrichtung dieses Rahmens verschiebbar festgelegtist(sind),
ist eine rasche Positionierung der Ankerbohr- und-setzeinrichtungen möglich, wobei
aufgrund des Tragrahmens auch die Möglichkeit geschaffen wird, eine wesentlich größere
Anzahl
von Ankerbohr- und-setzeinrichtungen gleichzeitig zu betätigen. Dadurch, daß der
Tragrahmen mit den Bohreinrichtungen schwenkbar und/oder in Streckenvortriebsmaschinenlängsrichtung
verschiebbar an der Streckenvortriebsmaschine gelagert ist, läßt sich der gesamte
Tragrahmen rasch aus einer Position, in welcher er die Schrämarbeit behindern würde,
das heißt, nahe der Ortsbrust, in eine zurückgezogene Stellung bewegen, in welcher
dem weiteren Schrämen nichts im Wege steht. In dieser zurückgezogenen Stellung kann
nun mit der gleichen Vorrichtung die für den definitiven Ankerausbau erforderliche
Ankerdichte erzielt werden, wofür es aber auch möglich ist, daß zusätzlich zu dem
an der Schrämmaschine gelagerten Rahmen ein weiterer Bohreinrichtungen tragender
Rahmen vorgesehen ist, welcher in Längsrichtung der Streckenvortriebsmaschine verschiebbar
und hinter derselben angeordnet ist, und dessen Verschiebebewegung vorzugsweise
mit der Verschiebebewegung des Fahrwerkes der Streckenvortriebsmaschine gekoppelt
ist. Ob mit dem an der Maschine gelagerten Tragrahmen mit den Böhreinrichtungen
das Auslangen gefunden wird, um sowohl die provisorische als auch die definitive
Verankerung durchzuführen, hängt in erster Linie von der Gesteinsbeschaffenheit
und der Arbeitsgeschwindigkeit der Streckenvortriebsmaschine ab. Wenn für das Setzen
der definitiven Verankerung der Zeitraum, in welchem der Tragrahmen sich in seiner
von der Ortsbrust zurückgezogenen Stellung befindet, ausreicht, ohne daß ein zu
großer nicht gesicherter Abschnitt der Firste freigelegt wird, genügt es, lediglich
mit der an der Streckenvortriebsmaschine gelagerten Bohr- und Setzeinrichtung zu
arbeiten. Bei besonders brüchigem Hangenden kann eine gesonderte Einrichtung für
den definitiven Ankerausbau von Vorteil sein, wenn die Vortriebsgeschwindigkeit
relativ hoch ist.
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Um in jeder Stellung des Tragrahmens gleichzeitig in verschiedenen
Streckenguerschnitten Ankerbohrungen zu setzen und insbesondere um die Ankerbohrungen
an genau vorbestimmten Punkten setzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Bohreinrichtungen
relativ zum Rahmen im wesentlichen
parallel zur Streckenvortriebsmaschinenlängsachse
verschiebbar festgelegt sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung
kann die Ausbildung so getroffen sein, daß der Rahmen mit der Streckenvortriebsmaschine
über ein hydraulisches Abspannglied verbunden ist und um eine quer zur Streckenvortriebsmaschinenlängsachse
verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist. Durch die Verschwenkung des Rahmens läßt
sich eine Kollision der Bohreinrichtungen mit dem Schrämarm verhindern. Gleichzeitig
lassen sich durch Verschwenkung des Tragrahmens von der Radialen zur Streckenlängsachse
abweichende Bohrungen für die Anker setzen, wenn dies erforderlich erscheint.
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Die Ausbildung kann aber in besonders bevorzugter Weise auch so getroffen
sein, daß der Rahmen über Lenker, insbesondere Parallelogrammlenker, mit der Streckenvortriebsmaschine
verbunden ist, wobei die Anlenkachse des oder der Lenker(s) an der Streckenvortriebsmaschine
parallel zu der Anlenkachse des oder der Lenker(s) am Rahmen und quer zu der Streckenvortriebsmaschinenlängsachse
verlauft. Auf diese Weise kann der Rahmen über seinen Verschiebeweg immer in einer
Ebene senkrecht auf die Streckenvortriebsmaschinenlängsachse geführt werden, wodurch
die einfache exakte Positionieruny der Bohreinrichtungen erleichtert wird. Wenn
die Anlenkachse des oder der Lenker() an der Streckenvortriebsmaschine mittig zwischen
dem Vorder- und Hinterende des Fahrwerkes angeordnet ist, läßt sich der maximale
Verschiebeweg zwischen einer zur Ortsbrust vorgeschobenen und einer von dieser Ortsbrust
zurückgezogenen Lage des Tragrahmens realisieren, wodurch die Maschine von bei der
Bohrarbeit möglicherweise herabfallendem Gestein freigehalten wird.
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In besonders einfacher Weise ist die Ausbildung so getroffen, daß
eine Mehrzahl von Bohreinrichtungen durch Abstandhalter starr miteinander verbunden
ist und daß die-Bohreinrichtungen oder die Abstandhalter in Führungen des Rahmens
eingreifen und yemeinsam in Umfangsrichtung des Rahmens verschiebbar sind. Bei einer
derartigen Mehrzahl
von Bohreinrichtungen kann die Führung beispielsweise
längs eines Kreisbogens ausgebildet sein und die die Bohreinrichtungen verbindenden
Abstandhalter ergeben eine Art Gestell, welches über Gleitflächen oder Rollen in
der Führung des Rahmens verschiebbar ist. Bei einer derartigen Mehrzahl von Bohreinrichtungen
genügt es naturgemaß, nur einen relativ geringen Verschiebeweg in Umfangsrichtung
des Rahmens vorzusehen, wobei dieser Verschiebeweg maximal gleich dem Abstand der
Bohreinrichtungen im Umfang des Tragrahmens gewählt werden kann.
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Um das Setzen von Bohrungen in verschiedenen Querschnittsebenen der
Strecke gleichzeitig zu ermöglichen, sind vorteilhaft die Bohreinrichtungen an teleskopisch
ausfahrbaren mit dem Rahmen verbundenen Zylinder-Kolben-Aggregaten festgelegt, deren
Längsachse im wesentlichen parallel zu der Streckenvortriebsmaschinenlängsachse
verläuft. Da es bei einer Ausbildung, bei welcher der Rahmen stets in einer Vertikalebene
zur Streckenlängsachse verbleibt, vorteilhaft sein kann, Bohrungen in von der Radialen
auf die Streckenlängsachse abweichenden Richtungen zu setzen, können die Bohreinrichtungen
aus einer parallel zu der durch den Rahmen aufgespannten Ebene verlaufenden Ebene
unter Vermittlung eines hydraulischen Zylinder-Kolben-Aggregates aus schwenkbar
gelagert und mit dem Rahmen verbunden sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert. In dieser
zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Strecke mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und Fig. 2 eine Ansicht des Tragrahmens der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II-II
der Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Strecke mit einer abgewandelten
Vorrichtung zum Setzen der Anker und Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles
IV-IV der Fig. 3 auf den Tragrahmen der Vorrichtung gemäß Fig. 3.
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Die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 besteht aus einem an der Schrämmaschine
im Bereich des Raupenfahrwerkes angeordneten Lagerbock 1, mit dem über ein Gelenk
2 ein als Portal 3 ausgebildeter Tragrahmen verbunden ist, welcher
durch
einen Verstellzylinder 4 gerichtet werden kann. Dieses Portal trägt mehrere Ausleger
5, an denen ungefähr vertikal angeordnete Lafetten 6 samt Antrieb sowie ein Ankermagazin
angeordnet sind. Die Ausleger können wie in Fig. 2 dargestellt, um ein bestimmtes
Maß a entlang des Portals verfahren werden, so daß in einer Querschnittsebene ein
Ausleger samt Lafette in mehreren Löchern bohren bzw. Anker setzen kann. Weiters
sind die Ausleger auch, wie in Fig. 1 dargestellt, um ein bestimmtes Maß b in Streckenlängsrichtung
verfahrbar, so daß von einem Maschinenstandpunkt aus in mehreren Streckenquerschnittsebenen
geankert werden kann. Durch den Verstellzylinder 4 kann das Portal 3 in die gewünschte
Lage gebracht werden, was von der Ausbildung und Lage der Hangendschichten abhängt.
Eine ungefähr vertikale Stellung des Tragrahmens bzw. Portals wird aber die Regel
sein.
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Von der Maschine wird mittels einer Anhängevorrichtung ein zweiter
als Portal ausgebildeter Tragrahmen 7 nachgezogen, welcher auf einer Kufe 8 angeordnet
ist. In diesem zweiten Tragrahmen 7 sind Bohr- und Setzeinrichtungen 9 in analoger
Weise wie die Bohr- und Setzeinrichtungen 6 verschiebbar gelagert und es kann mit
dieser zweiten Bohreinrichtung die Ankerung vervollständigt werden.
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Bei der Ausbildung nach Fig. 3 ist an der Streckenvortriebsmaschine
10 wiederum ein Lagerbock 11 festgelegt.
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An diesem Lagerbock 11 sind zwei Lenker 12 angelenkt, deren anderes
Ende an dem als Portalbogen ausgebildeten Tragrahmen 13 angreift. Durch die Lenker
12 wird eine Parallelogrammführung geschaffen, wodurch der Tragrahmen 13 in zu seiner
Ebene 14 parallelen Layen in Streckenlängsrichtung 15 verschoben werden kann. Die
Lenker 12 sind an quer zur Streckenvortriebsmaschinenlängsachse 16 verlaufenden
Achsen 17 am Lagerbock 11 angelenkt und die Anlenkachsenl8 der Lenker 12 am Tragrahmen
13 verlaufen parallel zu den Anlenkachsen 17. Der Tragrahmen 13 ist hiebei in Fig.
3 in seiner zur Ortsbrust 19 vorgeschobenen Lage dargestellt, wobei die sich durch
Verschwenken der Lenker 12 ergebende, von der Ortsbrust zurückgezogene Lage, strichliert
mit 13' angedeutet ist. In Fig. 3 ist eine Bohr- und Setzeinrichtung
20
an einem Ausleger 21 festgelegt. Der Ausleger 21 ist von einem in Richtung der Streckenvortriebsmaschinenlängsachse
16 längs des Doppelpfeiles 22 teleskopisch ausfahrbaren Zylinder-Kolben-Aggregat
23 gebildet und mit dem Tragrahmen 13 verbunden. Der Ausleger 23 kann jedoch quer
zu seiner Längsachse längs des Umfanges des Tragrahmens 13 verschoben werden, wie
aus Fig. 4 hervorgeht.
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Am Ausleger 21 greift ein weiteres Zylinder-Kolben-Aggregat 24 an,
welches ein Anheben und Absenken der Bohr-und Setzeinrichtung 20 in Richtung des
Doppelpfeiles 25 erlaubt. Darüberhinaus kann eine Verschwenkbarkeit der Bohr-und
Setzeinrichtung 20 aus einer zur Ebene 14 des Tragrahmens 13 parallelen Ebene heraus
vorgesehen sein.
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In Fig. 4 ist der Schrämarm der Streckenvortriebsmaschine 11 mit
26 und der Schrämkopf mit 27 bezeichnet. An das Hinterende der Streckenvortriebsmaschine
11 ist über Seile oder Ketten 28 ein Schlitten 29 angeschlossen, welcher von der
Streckenvortriebsmaschine 11 nachgezogen werden kann.
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Der Schlitten 29 trägt hiebei weitere Tragrahmen -30 für Bohr- und
Setzeinrichtungen 31, mit welchen der definitive Ankerausbau vorgenommen werden
kann.
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Die Anlenkachsen 17 der Lenker 12 befinden sich zwischen den vorderen
und hinteren Rädern des Raupenfahrwerkes 32 der Streckenvortriebsmaschine 10. Die
Ladeeinrichtung 33 fördert das geschrämte Material auf die Fördervorrichtung 34,
welche in einfacher Weise am Schlitten 29 abgestützt ist.
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In Fig. 4 wurden die Bezugszeichen der Fig. 3 beibehalten. Die Bohr-
und Setzeinrichtungen 20 sind, wie aus dieser Fig. 4 ersichtlich ist, über Abstandhalter
35 zu einem Gerüst verbunden. Mit den Abstandhaltern sind Rollen 36 verbunden, welche
in eine Führung 37 des Tragrahmens 13 eingreifen. Die Verschiebung der Bohr- und
Setzeinrichtungen 20 kann auf diese Weise im Sinne des Doppelpfeiles 38 erfolgen,
wobei in jeder VcLSchiebelage längs des Umfanges des Tragrahmens 13 mehrere Ankerbohrungen
gleichzeitig vorgetrieben und mehrere Anker gleichzeitig gesetzt werden können.
Die Verschiebung
in Richtung des Pfeiles 38 braucht nicht über
den Abstand der einzelnen Bohr- und Setzeinrichtungen voneinander hinaus ermöglicht
zu ierden.Der Tragrahmen 1 4 ist kleiner als das Streckenprofil, wobei ein lateraler
Abstand c zwischen Tragrahmen 13 und der Innenwand 39 der Strecke eingehalten wird.