DE3134759A1

DE3134759A1 - Einrichtung zum herstellen einer zylindrischen ortbetonauskleidung beim vortrieb unterirdischer bauwerke, insbesondere im schild- oder messerschildvortriebsverfahren

Info

Publication number: DE3134759A1
Application number: DE19813134759
Authority: DE
Inventors: Hans-Günter 4600 Dortmund Follert; Hans Jütte
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1981-09-02
Filing date: 1981-09-02
Publication date: 1983-03-17
Also published as: JPS5847900A; FR2512103A1; BE894256A; FR2512103B1

Description

PAUNIANWALTE

Dipl.-Ing. BUSCHHOFF
DIPL.-ING. HENNlCKE
DlPL.-ING. VOLLBACH - ^t-

KAIStR WILHELM RING 24

5000 KÖLN 1

Reg.-tlr.

I Gw .8164 J Köln, den20«8«1961

UlIe nn>,»ben /l

Aoi.t Gewerkschaft Eisenhütte Westfelia 4670 Lümem

Titel: Einrichtung zu» Herstellen einer sylindrisehen Ortbetoaauskleidung beim Vertrieb u&terlrdiseher Bauwerke, iaebtsoader· im Seliild« oder Messer«· •ohildTortriebsrerfelupe»

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zua Herstellen einer zylindrischen Ortbetonauskleidung beim Vortrieb tmterirdi·· sober Bauwerke, wie vor alle« Tunnels» Stollen, Rohrkanäle u.dgl., insbesondere ia Schild- oder MeesereohildYortriebsrerfahren, Bit einer den Sohalmngsraua bildende» Innensoha· lung und einer den Sehalungerau» abirmseitig schließenden, in Vortriebsriehttmg Torbewegbaren ringförmigen Stirnschalung.

Beim Vortrieb von Tunnels, Stollen oder sonstiger röhrenförmiger Bauwerke im SonilcU» ©der MeesersohildrortriebsYerfaJb» ren ist es bekannt, hinter dem S_ehild eine Ortbetonausklei·* dung einzubringen, wobei der Ortbeton in den von einer Innenschalung und einer dom Schild naohgeföhrten Stirnsohalung gebildeten Schaluagarama geptapt wird» Bei dieser Verfahrensweise wird die Betonauskleidung abschnittsweise, also in diskontinuierlicher*'Arbeitsweise, erstellt· Das Vortreiben des Schildes erfolgt im allgemeinen mittels hydraulischer Pressen, die sioh über die Stirnsehalmmg gegen die Ortbetonauakleidong abstützen« Da der abschnittsweise ein« gebrachte Ortbeton erst abgebunden haben muß, beror er die beim Vorpressen des Sehildes auftretenden Reaktionskrift· der Pressen aufnehmen kann, ergeben sioh zwangsläufig beträchtliche 3 till stand* zeit am beim Bet oni error gang. Außer«-

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de» müssen »meist zwischen die einzelnen Betonlerabsohmitte Fugendiohtungen u.dgl. eingebracht werden.

Bs ist bereit* bekannt* ImIb Sehlldrertrie»«TerfeJbr«m eine schraubenförmige Tu*»«le.u«kleld*rg einzubringen» die aus einzelnen vorgefertigten Segmenten beeteht, welohe z.B. ait» tele eines hirnter dem Sohild idtfefünrten, «na die Sohildaohs· drehbaren Terlegeteil· ciniebraoht uad xu dem sehraut>enf«5rmigen Gebilde xuseesenge ¥e.vt werden (DE-PS 23 09 858, DS-OS 17 59 847). Auch ist es brtaant, einen dünnwandigen Sfritzbetomatuibau hinter eiaeti Messersohild einzubringen» wobei dl· Vortrlebsaesser so ausgebildet werden, daß ihre Hinterkanten eine Sohraubenfläohe bilden» deren Steigung hSohstens se groß 1st wie die rolle Vortriebslänge der Vor« triebsm*se«r bei einea Vorschub (DS-AS 26 18 582).

Aufgabe der Erfindung ist es₉ eine Einrichtung der eingangs genannten Art» bei der ein tragfihiger B«tonausbau bzw, eine Betonröhre in Ortbetonrerf ahr^n unter Verwendung einer Innensehalung und «iner Stirnsaht llung hergestellt wird» se auszugestalten» dad gröBere Stli:.standszeit«n» wie si· bis·* her beim absehnittswelSen Betonieren In Kauf genemen werden mußten» rermieden werden und d*»j:e»ÄB der Ortbetonausbau bzw· die Ortbetonröhre auoh im kontlnuierllohen Verfahren erstellt werden kann.

Dl··· Aufgab· wird erfindungsgemiie dadurch gelöst» daß die Stirnsohalung um die Bawwerkeaehiie drehbar 1st und daß ihre der Ortbetenaußkleidung zugewandte Stirnfltehe naoh Art einer SohraubemflÄohe ausgebildet 1st.

Mit dieser Ausgestaltung der erfIndungsgenlfien Einrichtung 1st es mCglioh, in Zuge der Vortfleb·erbeit eine zylindrische Ortbetonröhre kontinuierlich herzustellen» indem die Stirnsohalung kontinuierlich um ihre Aohse gedreht und zu-

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gleich in die eich dabei zwischen ihrer SchraubenflMehe und der bereits fertiggestellten QrtbetonrSbre »ffnenden Spaltriume der Ortbeton eingepumpt wird· Da sieh bei der Drehbewegung der Stirnsehalung zwischen ihrer Sehraubenfliohe and der Betonrdmre jeweils »or verhiltnismtfig klein· Spaltraune auf wechselnden, in Bmfangsriehtung wandernden Bereichen öffnen, wird sichergestellt, daß sich die Stirmschalung Jederzeit auf ihre» größeren Umfangsbereioh an dem bereits verdichteten und erhirteten Beton abstützt· Infolgedessen ist es aSglioh, die Betenierarbeiten, ebenso wie die Vor« triebsarbeit, weitgehend kontinuierlich unter Vermeidung lingerer Stillstandszeiten durohauführen. Die Stirnsohalung findet hierbei jederzeit ein tragfähiges Widerlager an den bereits erhirteten Partien des Ortbetone, so daß sieh auoh ein kontinuierliches Vorpressen des Schildes bzw« des die Stirnsohalung tragenden 3ehildteiles erreichen lißt_# Mit Hilfe der rotierenden Stirnechalung läßt sich dieser Schild·· teil zugleich in Yortrieosriehtung rorprcssen· Dabei besteht auoh die Möglichkeit, an der rotierenden StirnsohaluBg hy« draulisehe Vorsohubpressen ffir den Vorschub des Sohildes abzustützen·

Die zur Drehachse der Stirnsohalung sohraubenf5rsdg verlaufende Stirnfläche der Stimsohalung weist sveekaieig eine der Ganghöhe bzw· der Steigung der SchraubenflMehe entsprechende, vorzugsweise parallel zur Vortriebsaehse verlaufe»» de Stufe auf, an der mindestens eine Betensufülurangsleitung mundet, Ober die der Punpbeton kontinuierlich zugeführt wird« Vorzugsweise ist die Stirnschalung an eimern Sohildsohwanz oder Xaohlaufsohild eimes Vortriebs- oder Messersohildes drehbar gelagert· Wie erwihnt, können zwischen der Stirnsohalung und dem Vortriebsschild oder ggf· auoh dem Stützrahmen des Messerschildes hydraulische Vorsebsbpressem angeordnet sein, die sieh mittels Druekatüeke gegen die Stirnechalung abstützen, wobei die Stirnschalung aber ge« genüber den Drucketücken drehbar ist·

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Un der Stirnschalung die Drehbewegung so erteilen, kann si· •inen Zahnkranz aufweisen· Dabei ist nlndestens ein Drehs»» trieb vorgesehen, dessen angetriebene· Ritzel in Zahneingriff sit de« Zahnkran« steht« Der Zahnkranz kann an eine« Ringkragen od.dgl· der StirnsohaTung «ageordnet sein. Die Anordnung wird vorteilhaft erweis«.> so getroffen, dafi dss bzw· die Ritzel zwisohen parallelen Lngerringen des Drehlagers angeordnet ist bzw· eind, wobei die Ritzelwelle(n) sohildseitig aus den Drehlager herausgeführt ist bzw· sind·

Die Srflndung wird naehfolgend in Zusammenhang mit den in der Zeiohmmg dargestellten Ausführung· seispiel näher er«* läutert« In der Zeiohmmg zeigen;

Fig. 1 in -vertikalen Langssohn:.tt den rückwärtigen Teil eines Sehila·· bzw· seines Naohlauf»child·· nit der hier angeordneten drehbaren Stirnsohalvng;

Fig· 2 in gruSeren Maßstab ein·) Teilansieht der dreh*· baren Stirnsohalung nebit Drehantrieb in Axialsohnitt;

Fig« 3 in sohenatisoher Verein !aohsmg eine perspektirisehe Darstellung der drehbaren Stirnsohalung nebst Innenaohalung und Betonzuführung?

Fig. h ebenfalls in rereinfachter perspektivischer Darstellung die Anordnung oaeh Fig. 4 nit den bereits fertiggestellten Teil der röhrenförmigen Ortbetonauskleidung.

Sin (nicht dargestellter) Vortriebsschild oder Messersohild weist einen zylindrischen Schild3ehwanz oder Naohlaufschild 10 auf, an dessen zylindrisoher Innenwand ein Drehlager 11 für eine un die Schild- bzw· Vorsehubaohse drehbare Stirnsohalung 12 angeordnet 1st· Die ringfömige Stirnsohalung 12 besteht aus einen stabilen Kastenprofil mit einen zur

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Sohildseite hin weisenden Ringkragen 13» Die Stirnschalung 12 verschließt stirnseitlg einen Sohalungsraum 14, in den zur Erstellung der röhrenförmigen Betonauskleiduag 15 der Ortbeton eingebracht wird. Mit 16 ist eine zylindrische Innensohalung bezeichnet, die im Zuge der Vortriebsarbeit in Vortriebsriohtmng 17 den Schild naehgeführt oder abschnittsweise umgesetzt wird« Die Stirnschalung 12 kann an der zylindrischen AuBenflache der Innenschalung 16 geführt sein· Sie ist gegenüber der Innensehalung 16 mittels einer umlaufenden Dichtung 18 abgedichtet«

Das am hinteren Ende des Sohildschwanzes bzw» des Naehlaufsohildes 10 angeordnete drehlager 11 besteht gemäß Fig. 2 aus zwei an der zylindrischen Innenwand des Schildschwanzes bzw* des NaohlaufSchilde 3 befestigten Lagerringen 19 und 20, die den Ringkragen 15 dicht umschließen· Zur Abdichtung des Ringkragens 13 gegenüber den beiden Lagerringen 19 und 20 sind an letzteren umlaufende Dichtungen 21 uad 22 auge·» ordnet«

An der gegenüberliegenden Seite ist die Stirnschalung 12 mittels einer Ringnut-Federverbindung 24 formschlüssig, jedoch drehbar mit dem lagerring 20 verbunden·

Der Ringkragen 13 trägt an seinem Außenumfang einen Zahnkranz 25, mit dem ein ar getriebenes Ritzel 26 im Zahneingriff steht, welohes zwischen den beiden Lagerringen 19 und 20 auf einer Ritzelvelle 27 befestigt ist« Die Ritzelwelle 27 ist sehildseitjg aus dem Drehlager herausgeführt uad über eine Gelenkwell e 28 mit einem Drehantrieb 29 verbunden. Über den Drehantreib 29, die angetriebene Gelenkwelle 28 und das mit den Zahnkranz 25 kämmende Ritzel 26 kann die Stirnschalung ' 2 um ihre Achse kontinuierlich gedreht werden· Anstelle nur eines einzigen Drehantriebes 29

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können auch mehrere Drehantriebe für die Drehung der Stlrnsohalung 12 rorgesehea werden«

Die der fertiggestellten Betonumkleidung 15 zugewandte Stirnfliehe 30 der Stiraaohalung 12 iat ala Sohraubenfläehe ausgebildet, deren Sehraubenaohse mit der Mittelachse der Stirnsehalung und demgemäß mit der Achse der Betenröhre 15 zusammenfällt· Die Sohraubenfläofce 30 weist eine ihrer Ganghöhe bzw· ihrer Steigung entsprechende Stufe 31 auf, die etwa parallel zur Bauwertcsaohee verläuft und an der mindestens eine durch die 3tirnsohalurg 12 hindurohgeführte Betonzuführungsleitung 32 bei 33 mündet.

Die Schraubenform der Stirnfläche 30 läit sich den Efc· 1 «ad 3 entnehmen,, Die Sehraubenflfe.ohe 30 bildet einen einzelnen Schraubengang, der sieh rom cer Stelle 30^f am Grund der Stufe 31 in Umfangsriohtung stetig ansteigend bis zu der Stelle 30" an der Außenkante der Stufe 31 erstreckt· Bei der Drehbewegung der Stirnsehalurg 12 in Pfeilrichtung 34 öffnen sich im Bereich der Stufe 31 der Sohraubenfläohe 30 zwischen dieser und der Stirnfläche der bereits fertiggestellten Betonröhre 15 Spalträumc 14, die mit der Drehbewegung der Stirnsohalung 12 umlauft η und dabei durch den über die Leitung 32 zugeführten, über die öffnung 33 austretenden Ortbeton in dem MaBe, in dem sie «ich öffnen, mit dem Ortbeton rerfüllt werden· Auf dem größeren Umfangsbereieh ist der Ortbeton bereits so weit verdichtet und erhärtet, daß seine Stirnfläche eine tragfiihige Abtützfläohe für die Sohraubenfläohe 30 der Sttrasohalung 12 bildet· Die Stirosohalung 12 führt aufgrund der Schraubenfläohe 30 bei ihrer Drehbewegung in Pfeilrichtung 34 zugleich eine Axialbewegung in Yortriebsrichtung 17 aus, die zum Vorschub des die Stirnsohalung tragenden Schildteils 10 ausgenutzt werden kann· Ss ist erkennbar, daß bei kontinuierlicher Drehbewegung der Stimsohalung 12 und kentinuierlr.oher Zuführung des Ortbe-

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tons über die Leitung 32 eine zusammenhängende zylindrische Betonröhre herstellbar i.rfc, die, wie in Fig· 4 durch die strichpunktierten Schraubenlinien angedeutet ist, gleichsam schraubenförmig aufgebaut wird« An dem Drehlager 11 können sich hydraulische Vorschubpressen 35 abstützen, die zum Vorpressen des (nicht dargestellten) Vortriebsschildes oder des Stutzrahmens eines Mossersohildes dienen, der dem die Stirnschalung 12 tragenden Nachlaufsohlld 10 vorgeschaltet ist. Die Kolbenstangen dar Vorschubpressen 35 stützen sich über Druckstücke 36 gegei das Drehlager 12 ab» Die Druckstücke 36 sind mit der S tirnschalung nicht drehschlüssig verbunden, so daß sich dLe Stinischalung 12 gegenüber den Druckstücken 36 drehen kann« Ein an der Stirnschalung angeordneter, den Lagerring 19 hintergreifender Haltering 23 verhindert das Hängenbleiben der drehbaren Stirnschalung am Beton, wenn mit den Vrrsohubzylindezn 35 geschoben wird·

Durch Regelung der Drehgeschwindigkeit der Stirnschalung 12 und der Betonzuführung läßt sioh der Betonierfortschritt bestimmen·

L e θ r s θ t

Claims

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PATENTANWÄLTE

DlPL.-ING. BUSCHHOFF

DlPL.-ING. HENNICKE

DlPL.-ING. VOLLBACH

K AISER-WILHEIM-RIN > 24
5000 KÖIN 1

Rn₁) Ni.

^Aktenz-^: [ GwJBi64J KDLN, de,, 20.8.1981

bitte angeben /

Am,i Gewerkschaft Bisenhütte Westfalla 4670 Lünen

Titelt Einrichtung zu« Herstellen eimer sylindrisehen Ortbetonauskleidung bein Vortrieb unterirdischer Bauwerke, insbesondere im Schild- oder Messer*· sehildvortriebsverfahren

Ansprüche:

1· Einrichtung zum Herstellen einer zylindrischen Ortbeton« auskleidung od.dgl· bei» Vortrieb unterirdischer Bauwerke ₉ wie vor allen Tunnels, Stollen, Rohrkanäle u.dgl·, insbesondere im Schild- oder MessersohildTortriebsverfahren» mit einer den Sehalungsraum bildenden Sohalung und einer den Sohalungsraum stirnseitig schließenden, in Vertriebsriohtung vorbewegbaren ringförmigen Stirnschalung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stlrnsohalung (12) ται die Bauwerksaohse drehbar ist und daß ihre der Ortbetozxauakleidung (15) zugewandte Stirnfläche (30) nach Art einer Schraubenfläche auegebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zur Drehachse der Stlrnsohalung (12) schraubenförmig verlaufende Stirnfläche (30) der Stlrnsohalung (12) eine der Ganghöhe der Sehraubenfläche entsprechende Stufe (31) aufweist, wobei an oder in Nähe der Stufe (31) mindestens eine Betonzuführungeleitung (32) mündet.

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3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Stirnsohalung (12) an einem Sohildschwamz oder Nachlaufschild (10) eines Vortriebs·» oder Measerachildes drehbar gelagert ist«
4« Einrichtung nach eine» der Ansprüche 1 bis 3» da» durch gekennzeichnet, daß zwischen der Stirnsohalung (12) und dem Vortriebsschild oder dem Stützrahmen des Messerschildes hydraulische Vorschub«* pressen (35) angeordnet sind, die sioh mittels Druckstüoke (36) gegen die Stirnsohalung abstützen, wobei die Stirnsohalung gegenüber den Druckstüeken (30) dreh*· bar ist·
5» Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daS die Stirnsohalung (12) einen Zahnkranz (25) aufweist und daß mindestens ein Drehantrieb (29) vorgesehen ist, dessen angetriebenes Ritzel (26) im Zahaeingriff mit dem ^-e^n^raTiz steht·
6· Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch ge« kennzeichnet , daß der Zahnkranz (25) an einem Ringkragen (13) der Stirnsohalung (12) angeordnet ist·
7« Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da«» durch gekennzeichnet, daß an der zylindrischen Innenwand des Sehildsehwanzee bzw· des Nachlaufsehildes (10) ein Drehlager (11) für die Stirn« schalung (12) angeordnet ist·

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8. SiarloktuBg naeh Aoepruoh 7, dadurch gekennzeichnet , daß das bzw· die Ritzel (26) zwitohen parallelen Lagerringen (19» 20) des Drehlagere (11) angeordnet ist bzw· sind, wefeei die Ritzelwelle (27) »ohildseitig au* den Drehlager herausgeführt ist.