DE3125082A1

DE3125082A1 - Verfahren und tunnelvortriebsmaschine zur herstellung von tunnelquerschnitten mit querschnittsveraenderungen

Info

Publication number: DE3125082A1
Application number: DE19813125082
Authority: DE
Inventors: Egon 3000 Hannover Theelen; Werner 3160 Lehrte Wippig
Original assignee: BADE AND THEELEN GmbH
Current assignee: Sandvik Mining and Construction GmbH
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE3125082C2

Description

Verfahren und Tunnelvortriebsmaschine zur Herstellung von
Tunnelquerschni tten mit Querschnittsveränderungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Tunnelvortriebsmaschine zum Auffahren von Tunnelröhren mit beliebigen Profilquerschnitten, bei dem von einer selbständig arbeitenden Pilot Bohrmaschine zunächst ein kreisförmiger Querschnitt ausgebohrt wird.
Es ist bekannt, kreisrunde Tunnelquerschnitte ohne Schwierig-Reiten mit Maschinen aufzufahren. Jedoch war bisher das- Auffahren von Tunnelröhren mit veränderlichen Querschnitten mit maschinentechnischen Einrichtungen nicht möglich. Da maschinentechnische Einrichtungen zum Auffahren von Querschnitten mit Aufweitungen nicht möglich waren, war der Bau von Tunnelröhren mit Aufweitungen unwirtschaftlich und blieb beschränkt auf die Anwendung der üblichen Bohr- und Schießtechnik oder es wurden Teilschnittmaschinen verwendet, die ebenfalls als unwirtschaftlich galten.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, Tunnelröhren mit beliebigen Aufweitungen herzustellen. Insbesondere war es erwünscht, Tunnelröhren vorzugsweise mit Huteisenprofil herzustellen. Bei dieser Aufgabenstellung wurde davon ausgegangen, daß der Querschnitt des Hufeisenprofils fast vollständig als erforderlicher Profilraum für doppelgleisige Strecken, d. h. Eisenbahnen, U- und S-Bahnen benutzt werden kann. Hierbei wird der sonst bei dem Auffahren von kreisrunden Querschnitten nutzlose Überprofil-Querschnitt vermieden. Insbesondere bei zweigleisigen Eisenbahnstrecken wird nämlich ein wesentlich kleinerer Aufbruchquerschnitt benötigt, so daß ein wesentlich geringerer Aufwand für den Ausbau der Tunnelröhre notwendig ist.
Ausgehend von dem bekannten Verfahren zum Auffahren von Tunnelröhren unter Verwendung einer selbständig arbeitenden Pilot-Bohrmaschine besteht die Erfindung darin, daß hinter dem Bohrkopf der Pilot-Bohrmaschine weitere Bohrköpfe angeordnet sind, die zusätzlich zu dem kreisförmig ausgebauten Querschnitt Aufweitungen des bestehenden Profils auffahren, so daß ein beliebiger Querschnitt entsteht. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist auf jeder Seite des Querschnitts je ein Bohrkopf angeordnet, der den ursprunglich kreisrunden Querschnitt auf einen Hufeisenquerschnitt aufweitet. Erfindungsgemäß ist hierbei die Richtung der Drehachse der Aufweit-Bohrköpfe zwischen Achsparallele und winkliger Anordnung einstellbar.
Eine bevorzugte Ausrührungsform einer Vorrichtung zur Ausführung des erwähnten Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die hinter dem Bohrkopf angeordneten Bohrköpfe mit Antriebsgehäuse zum Aufweiten des Tunnelquerschnitts radial verstellbar sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die einzeln angetriebenen Bohrköpfe durch mechanische oder elektronische Steuerung oder durch Kopieranordnungen steuerbar, so daß Aufweitungen mit vorgegebener Kurve erzielt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auf einem hohlen Tragring Gelenkarme angeordnet, die über ein Gelenk und einen Arm Bohrköpfe tragen, die ihren Anpreßdruck durch ein Schubkolbengetriebe erhalten, das an beiden Enden durch Gelenke an das Tragsystem angeschlossen ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind auf einem Tragring Führungen mit Klemmplatten angeordnet, die untereinander durch Lenker verbunden sind und wobei zwischen den Klemmplatten hydraulisch angetriebene Schubkolben vorgesehen sind, durch die der Abstand zwischen den Klemmplatten- einstellbar ist. Die Schubkolben können auch paarweise angeordnet sein und sind dann einzeln und für sich steuerbar.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet die Möglichkeit, den wesentlich größeren Teil des erwünschten Tunnelquerschnitts mit einer normalen Bohrmaschine auszubohren und danach mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Bohrköpfe anzusetzen, die die AuRweitungaren nach einer vorgegebenen Kurve herstellen. Hierbei kann durch die auf dem Tragring angeordneten Vorrichtungen ein sehr genaues Aufweiten erzielt werden, so daß als Endergebnis ein Punnelquerm schnitt entsteht, der insbesondere bei zweigleisigen Gleisstrecken nur den unbedingt erforderlichen Querschnittsraum enthält.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Schnittansicht; Fig. 2 zeigt eine Teilansicht von den wichtigsten Mitteln zum Antrieb der Bohrköpfe an beweglichen Gelenkarmen, Fig. 3 zeigt die Gesamtansicht der Bohrköpfe an beweglichen Gelenkarmen mit den wesentlichsten Mitteln zur Führung der Bohrköpfe zum Aufweiten.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung der Ortsbrust 1 mit dem Bohrkopf 2, der mit Werkzeugen jeder Art versehen sein kann um einen kreisrunden Querschnitt auszubohren. Mit 3 ist die Antriebsachse des Bohrkopfes 2 bezeichnet, die durch hydraulische Preßstempel 4 mit Anpreßgliedern 6 geführt ist. Diese Anpreßglieder dienen gleichzeitig zur Abstützung des ausgebohrten Tunnelquerschnitts.
Mit 5 ist die Begrenzung des kreisförmigen Tunnelquerschnitts gekennzeichnet. Hinter den Abstützelementen 4, 6 ist die Vorrichtung zum Aufweiten des Tunnelquerschnitts dargestellt. Sie ist angeordnet auf einem hohlen Tragring 8, von dem der innere Ring als Tragachse qirkt. Die gesamte Vorrichtung ist bestimmt zum Aufweiten des Tunnelquerschnitts gemäß der Darstellung bei 7.
Wie aus der Darstellung erkennbar ist, beginnt dort der aufgeweitete Bereich 9, der durch ein Tragglied 25 abgestützt ist.
Der Bohrkopf 14 ist über einen starren Arm 16 und das Gelenk 17 sowie einen Gelenkring 13 auf dem Tragring 8 angeordnet. Der Bohrkopf 14 ist so angeordnet, daß er in Richtung der Antriebsachse 3 wirkt. Es wäre aber auch möglich, den Bohrkopf 14 radial wirken zu lassen.
Die Darstellung in Fig. 2 zeigt zunächst nur den Antrieb der Bohrköpfe, während die zusätzlichen Teile in Fig. 3 dargestellt sind. Wie ohne weiteres erkennbar ist, wird der Anpreßdruck des Bohrkopfes 9 durch ein Schubkolbengetriebe 10 erzeugt, das am oberen Ende 11 und am unteren Ende 12 gelenkig angeschlossen ist.
Der Bohrkopf 9 wird durch einen Gelenkarm 13 geführt, der sich gegen den Tragring 8 abstützt. Zwischen dem Gelenkarm 13 und dem Bohrkopf 9 ist ein starrer Arm 16 angeordnet, der um das Gelenk 17 schwenkbar ist. Mit 15 sind Versteifungen des Armes 16 bezeichnet.
In Fig. 3 sind zusätzlich diejenigen Mittel dargestellt, die die Führung des Bohrkopfes 14 entlang einer vorgegebenen Kurve bewirken. An einem Haltering 20, der im unteren Teil geöffnet ist, sind auf beiden Seiten dieses Halteringes Vorrichtungen dargestellt, die an den Enden Klemmplatten 21 aufweisen, die vorzugsweise hydraulisch bedient werden können. Die Darstellung auf der linken Seite lißt außerdem Lenker 22 erkennen, die eine Anpassung an die Krümmung des Halteringes 20 möglich machen Ferner ist jeweils ein Paar von Hubzylindern 23 vorgesehen, die die Aufgabe haben, eine schrittweise Bewegung der Klemmvorrichtungen möglich zu machen und zwar derart, daß auf einer Seite eine Klemmvorrichtung 21 gelöst und danach von den Hubzylindern 23 verschoben wird.
Auf diese Weise ist es möglich, den Achspunkt 17 längs des Halteringes 20 zu verschieben, so daß der Bohrkopf 14 längs einer vorgegebenen Kurve arbeiten kann. Die Steuerung des Bohrkopfes 14 kann dabei vorzugsweise durch Elektronik, aber auch durch mechanische Kurvenelemente erfolgen. Wie die Darstellung in Fig. 3 erkennen läßt, gelingt es auf diese Weise den Arbeitsaufwand beim Ausbohren des Profils erheblich zu verringern, so daß auch der Aufwand für das Abtransportieren des Erdmaterials erheblich verringert wird.
Wie die Darstellung in Fig. 3 ferner erkennen läßt, besitzt der Haltering 20 im unteren Teil eine oeffnung so daß der Abtransport des Erdmaterials nicht behindert ist.
Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Auffahren von Tunneiröhren mit beliebigen Profliquerschnitten, bei dem von einer selbstSndig arbeitenden Pilot-Bohrmaschine zunächst ein kreisförmiger Querschnitt ausgebohrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Bohrkopf der Pilot-Bohrmaschine weitere Bohrköpfe angeordnet sind, die zusätzlich zu dem kreisförmig ausgebohrten Querschnitt Aufweitungen des bestehenden Profils auffahren, so daß ein beliebiger Querschnitt entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Querschnitts je ein Bohrkopf enge ordnet ist, der den ursprünglich kreisrunden Querschnitt auf einen Hufeisenquerschnitt aufweitet 30 Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Drehachse der Aufweitbohrköpfe zwischen achsparalleler und winkliger Anordnung einstellbar ist.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe (14) mit Antriebsgehäuse zum Aufweiten des Tunnelquerschnitts radial verstellbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzeln angetriebenen Bohrköpfe (14) durch mechanische oder elektronische Steuerung oder durch Kopieranordnung steuerbar sind, so daß Aufweitungen mit vorgegebener Kurve erzielt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem hohlen Tragring (8) Gelenkarme (13) angeordnet sind, die über ein Gelenk (17) und einen Arm (16) Bohrköpfe (14) tragen, die ihren Anpreßdruck durch ein Schubkolbengetriebe (10) erhalten, das an beiden Enden durch Gelenke (11, 12) angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Tragring (2o) Führungen mit Klemmplatten (21) angeordnet sind, die untereinander durch Lenker (22) verbunden sind und wobei zwischen den Klemmplatten (21) hydraulisch angetriebene Schubkolben (23) vorgesehen sind, durch die der Abstand zwischen den Klemmplatten einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubkolben (23) paarweise angeordnet und einzeln für sich steuerbar sind.