DE3136963C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstützvorrichtung für einen Messerschild für den Vortrieb von Tunnels, Stollen u. dgl. entsprechend der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Art.

Bei einem bekannten Messerschild (DE-OS 29 37 826), der allerdings als dachförmiger Spreizschild ausgeführt ist, sind an den Fußsegmenten des Stützrahmens im vorderen und im rückwärtigen Bereich gegen die Sohle ausfahrbare, mit Bodenplatten gegen die Sohle abstützbare Rahmenstützen an­ geordnet, mit denen sich der Messerschild bei eingefahrenem, also lastfreiem Stützrahmen soweit anheben läßt, daß sich die an den Fußsegmenten des Stützrahmens angeordneten Sohlen­ messer von der Sohle leicht abheben und daher nach hinten aus ihren Messerführungen herausziehen lassen. Die hubbeweglichen Rahmenstützen dienen hier der Erleichterung der Montage und Demontage des Messerschildes. Zur Aufnahme der auf den Messerschild wirkenden Erd- bzw. Gebirgslast sind die Rahmenstützen weder bestimmt noch geeignet. Das Nachholen des mehrteiligen, spreizbaren Stützrahmens er­ folgt im übrigen nicht unter Auflast, sondern im eingefah­ renen Zustand.

Beim Einsatz von Messerschilden, deren Stützrahmen unter Last nachgezogen werden muß, stellen sich nicht selten Schwierigkeiten aufgrund sogenannter Driftbewegungen des Schildes ein. Das Driften wird durch die auf dem Messer­ schild liegende Auflast des Erdreichs hervorgerufen. Es hat sich gezeigt, daß die Hauptlast auf dem rückwärtigen Teil des Messerschild-Stützrahmens ruht mit der Folge, daß die Bodenpressung unter dem rückwärtigen Schildteil, d. h. im Bereich der Anlenkung der Nachlaufmesser, größer ist als im vorderen Schildbereich. Beim Nachziehen des Stützrahmens bäumt sich daher der Schild aufgrund der ungleichmäßigen Belastung der unterschiedlichen Haft­ reibung zwischen Stützrahmen und Messer vorne auf, wobei er sich zugleich im hinteren Bereich in die Sohle drückt. Die Sohlenmesser hinterlassen dabei in der Sohle ein Sägezahnprofil. Das Driften des Messerschildes erschwert die Schildsteuerung und kann außerdem zu unerwünschten Erdsetzungen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messerschild- Abstützeinrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszubil­ den, daß ein Ausgleich der unterschiedlichen Belastungen an der Schildschneide und am Schildende beim Nachziehen des Stützrahmens möglich und das Driften des Schildes mit den damit verbundenen Problemen unterdrückt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Mit Hilfe der im rückwärtigen Bereich des Messerschild- Stützrahmens angeordneten Rahmenstütze(n) ist es möglich, die hier wirkende höhere Auflast des Erdreiches über die Bodenplatte(n) großflächig auf die Sohle abzusetzen, so daß die spezifische Bodenpressung im rückwärtigen Schild­ bereich trotz der hier vorhandenen größeren Schildbela­ stung etwa auf das Maß der Bodenpressung im vorderen, orts­ brustseitigen Schildbereich reduziert wird. Da somit die Flächenpressung an der Streckensohle über die Schildlänge angenähert gleich groß ist, wird das störende Driften des Messerschildes vermieden. Die Rahmenstütze bildet nicht nur im Stillstand des Stützrahmens, sondern auch beim Stützrah­ menziehen ein großflächiges Abstützauflager, über das die Schildbelastung auf die Sohle abgesetzt wird. Nach dem Stützrahmenziehen kann die Bodenplatte von der Sohle ab­ gehoben und in angehobenem Zustand gegenüber dem Stütz­ rahmen nachgezogen werden. Dies läßt sich mittels geeigne­ ter Vorschubvorrichtungen, z. B. hydraulischer Schubkolben­ getriebe u. dgl., erreichen. Der Stützrahmen kann abwei­ chend von dem bekannten Spreizschild als starrer Rahmen ausgeführt werden, der infolge der Relativverschiebbar­ keit zwischen Bodenplatte und Stützrahmen unter Auflast nachgezogen werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bodenplatte mittels mindestens eines hydraulischen Hubzylinders, vorzugsweise einer Hubzylindergruppe, gegen­ über dem Stützrahmen heb- und senkbar. Die Gleitführung wird zweckmäßig von einer kräftigen Druckplatte gebildet, an der die Bodenplatte, z. B. durch formschlüssigen Um­ griff der Druckplattenränder, verschieblich gelagert ist.

Es empfiehlt sich weiterhin, am hinteren Ende des Stütz­ rahmens im Seitenabstand zueinander, d. h. in Nähe der beiden Seitenstöße der Strecke, zwei Rahmenstützen der genannten Art mit jeweils einer heb- und senkbaren und verschieblich geführten Bodenplatte anzuordnen. Der Unter­ gurt am rückwärtigen Ende des Stützrahmens wird vorzugs­ weise als Kasten ausgebildet, welcher den bzw. die hydrau­ lischen Hubzylinder aufnimmt. Um die Hubzylinder gegen Querkräfte zu schützen, werden auf der Druckplatte zweck­ mäßig Rohrstücke befestigt, in welchen sich die Zylinder­ rohre der Hubzylinder paßgenau führen. Es versteht sich, daß die Bodenplatte bzw. Bodenplatten eine kürzere Länge haben als der Stützrahmen, da sie diesen nur im rückwärti­ gen Bereich gegen die Sohle abzustützen braucht bzw. brau­ chen.

Der Messerschild wird zweckmäßig an den beiden Seiten auf, vorzugsweise paarweise angeordneten, Sohlenmessern abgestützt, die mittels Pressen gegenüber dem Stützrahmen vortreibbar sind, wie dies aus der DE-OS 29 37 826 be­ kannt ist. Das Nachholen der Bodenplatte(n) läßt sich in besonders einfacher Weise dadurch bewerkstelligen, daß sie mit dem benachbarten, mittels einer Presse vorschiebbaren Sohlenmesser zu einer Vorschubeinheit gekuppelt wird bzw. werden. Dies läßt sich mit Hilfe von Mitnehmern, z. B. lösbaren Mitnehmerbolzen od. dgl., bewerkstelligen. Ferner empfiehlt es sich, an der Unter­ seite der Bodenplatte(n) Zähne oder sonstige Vorsprünge anzubringen, die verhindern, daß die Bodenplatte beim Nachziehen des Stützrahmens durch den Reibschluß mit ihrer Druckplatte mitgenommen wird, und die außerdem bei unzurei­ chendem Reibschluß zwischen den Vortriebsmessern und dem umgebenden Erdreich die Sohlenreibung soweit erhöhen, daß sich der Stützrahmen auch unter schwierigen Arbeits­ bedingungen mit Hilfe der den einzelnen Vortriebsmessern zugeordneten hydraulischen Pressen zuverlässig nachziehen läßt. Zwischen Druckplatte und Bodenplatte kann eine Gleit­ schmierung eingebracht werden.

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

Fig. 1 einen Messerschild mit einer erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung im Querschnitt durch den Messerschild;

Fig. 2 den Messerschild mit Abstützvorrichtung nach Fig. 1 im Längsschnitt.

Der dargestellte Messerschild besteht in bekannter Weise aus den einzelnen Vortriebsmessern 10, die sich an einem gemeinsamen Stützrahmen 11 abstützen und ein dem Profil des aufzufahrenden Tunnels od. dgl. entsprechendes Schild­ dach bilden. Zwischen jedem Vortriebsmesser 10 und dem Stützrahmen 11 ist ein doppeltwirkender hydraulischer Preß­ zylinder 13 gelenkig eingeschaltet. Der Stützrahmen 11 be­ steht aus zwei Stützrahmenteilen 14 und 15, die über Längs­ gurte 15′ und ggf. Diagonalverstrebungen zu einem starren Rahmengestell verbunden sind. Der von den Vortriebsmessern 10 gebildete Messermantel ist an der Sohle 12 offen. Die Vortriebsmesser 10 weisen, wie bekannt, rückwärtige Messer­ verlängerungen, sogenannte Messerschwänze oder Nachlauf­ messer 16 auf, die im allgemeinen gelenkig an den hinteren Enden der Vortriebsmesser 10 bei 17 angeschlossen werden und die gemeinsam einen an der Sohle offenen Nachlaufschild bilden, in den die Tunnelauskleidung, z. B. ein Ortbetonaus­ bau, eingebracht wird.

Der Stützrahmen 11 ruht auf Sohlenmessern 18, die paarweise an den Außenseiten des Schildes in Nähe der beiden Seiten­ stöße der Strecke angeordnet sind. Die Sohlenmesser 18 füh­ ren sich in T-Nutführungen 19 an den untenliegenden Quer­ gurten 20 der Stützrahmenteile 14 und 15. Zwischen den ein­ zelnen Sohlenmessern 18 und dem rückwärtigen Stützrahmen­ teil 15 des Stützrahmens 11 sind ebenfalls doppeltwirkende hydraulische Preßzylinder 13 gelenkig eingeschaltet. Ent­ sprechende T-Nutführungen 19 dienen auch zur Zwangsführung der Vortriebsmesser 10 am Stützrahmen 11.

Im Zuge der Vortriebsarbeit werden die einzelnen Vortriebs­ messer 10 mit Hilfe der ihnen zugeordneten Preßzylinder 13 in Vortriebsrichtung V einzeln oder gruppenweise vorgetrie­ ben, wobei sich die Preßzylinder an dem stehenden Stützrah­ men 11 abstützen. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 10 und auch die Sohlenmesser 18 vorgetrieben sind, wird der Stütz­ rahmen 11 nachgezogen. Dies geschieht in herkömmlicher Weise durch Druckbeaufschlagung der Preßzylinder 13 in Einschub­ richtung. Beim Stützrahmenziehen bilden die im Reibschluß mit dem umgebenden Erdreich stehenden Messer 10 und 18 das Widerlager für die Preßzylinder 13.

Die Auflast des Erdreiches wirkt auf die Vortriebsmesser 10 und ihre nachlaufenden Messer 16. Dabei ruht die Hauptlast auf dem rückwärtigen Stützrahmenteil 15 des Stützrahmens 11. Infolgedessen ist die Bodenpressung im rückwärtigen Schild­ bereich größer als im vorderen Schildbereich in Nähe der Ortsbrust 21. Dies führt dazu, daß sich beim Stützrahmen­ ziehen der Schild aufgrund der zu überwindenden unterschied­ lichen Haftreibung zwischen Stützrahmen und Vortriebsmesser im vorderen Bereich aufbäumt und im hinteren Bereich in die Sohle 12 drückt. Die Sohlenmesser 18 hinterlassen dabei in der Sohle Eindrückspuren in Gestalt eines Sägezahnprofils. Um diese durch die Schildbelastung bewirkte Driftbewegung zu unterdrücken, ist am rückwärtigen Ende des Stützrahmens 11 mindestens eine Rahmenstütze 22 angeordnet. Bei dem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel ist nur eine einzige Rahmen­ stütze 22 vorgesehen, die zwischen den Sohlenmesserpaaren am rückwärtigen Stützrahmenteil 15 angeordnet ist. Im all­ gemeinen empfiehlt es sich, an dem rückwärtigen Stützrahmen­ teil 15 zwei derartige Rahmenstützen 22 im Seitenabstand zu­ einander vorzusehen.

Die Rahmenstütze 22 weist eine gegen die Sohle 12 absenkbare Bodenplatte 23 auf, die an einer kräftigen Druckplatte 24 in Vortriebsrichtung V verschieblich gelagert ist, was z. B. da­ durch bewerkstelligt wird, daß die Bodenplatte 23 die Seiten­ ränder der Druckplatte 24 formschlüssig umgreift, so daß hier T-Nutführungen 25 gebildet werden. Die Druckplatte 24 ist zu­ sammen mit der Bodenplatte 23 heb- und senkbar an dem rück­ wärtigen Stützrahmenteil 15 des Stützrahmens 11 angeordnet. Der untere Quergurt 20 des rückwärtigen Stützrahmenteils 15 ist kastenförmig ausgebildet und nimmt zwei parallel neben­ einander angeordnete hydraulische Schubkolbengetriebe 26 auf, deren Kolbenstangen an der Druckplatte 24 angreifen. An der Oberseite der Druckplatte 24 sind zwei Hülsen 27 befestigt, in welchen sich die Zylinderrohre der Hubzylinder 26 paßgenau führen. Die Zylinderrohre der Hubzylinder 26 sind daher der Einwirkung von Querkräften entzogen.

Durch Ausschub der Hubzylinder 26 läßt sich die Bodenplatte 23 zur Abstützung an der Sohle 12 bringen. Es wird auf diese Weise im rückwärtigen Bereich des Stützrahmens 11 ein zu­ sätzliches Auflager geschaffen, über welches die Schildlast auf die Sohle 12 abgesetzt wird. Da, wie erwähnt, die Haupt­ last auf den rückwärtigen Stützrahmenteil 15 wirkt, wird durch die hier vorgesehene zusätzliche Abstützung über die Bodenplatte 23 die Flächenpressung über die gesamte Schild­ länge vergleichmäßigt, so daß sich die Sohlenmesser 18 im rückwärtigen Schildbereich nicht tiefer in die Sohle ein­ drücken können als im vorderen, stoßnahen Schildbereich.

Beim Nachziehen des Stützrahmens 11 bleibt die Abstützung über die Bodenplatte 23 erhalten. Die Druckplatte 24 glei­ tet über die ruhende Bodenplatte 23. Um anschließend die Bodenplatte 23 nachzuholen, werden die Hubzylinder 26 ein­ gefahren, so daß sich die Bodenplatte 23 von der Sohle 12 abhebt. In angehobenem Zustand kann dann die Bodenplatte 23 mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung in die Ausgangs­ lage vorgeschoben werden.

Das Nachholen der Bodenplatte 23 läßt sich in besonders ein­ facher Weise dadurch bewerkstelligen, daß sie mittels Mit­ nehmer, z. B. Mitnehmerbolzen 28, mit den benachbarten Soh­ lenmessern mechanisch gekuppelt wird, so daß sie beim Vor­ treiben dieser Sohlenmesser mit Hilfe der ihnen zugeordneten Pressen 13 mitgenommen wird. Anschließend kann dann die Kupplung der Bodenplatte 23 mit den Sohlenmessern durch Entfernen der Mitnehmerbolzen 28 wieder gelöst werden.

Die Bodenplatte 23 wird zweckmäßig an ihrer Unterseite mit Zähnen 29 od. dgl. versehen, um die Haftwirkung an der Sohle 12 zu erhöhen. Außerdem kann zwischen die Druckplatte 24 und die Bodenplatte 23 eine Gleitschmierung eingebracht werden.

Claims (9)

1. Abstützvorrichtung für einen Messerschild für den Vor­ trieb von Tunnels, Stollen u. dgl., mit an einem nach­ ziehbaren, aus verstarrten Stützrahmenteilen gebildeten Stützrahmen abgestützten und geführten, mittels Pressen vortreibbaren Vortriebsmessern, die einen an der Sohle zwischen seitlichen Sohlenmessern offenen Schildmantel bilden und die mit einen Nachlaufschild bildenden, vor­ zugsweise gelenkig angeschlossenen Nachlaufmessern ver­ sehen sind, wobei am Stützrahmen mindestens eine heb- und senkbare Rahmenstütze mit einer gegen die Sohle aus­ fahrbaren und abstützbaren Bodenplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenstütze (22) und die zur großflächigen Auflage auf der Sohle vorgesehene Bodenplatte (23) nur am rückwärti­ gen Ende des Stützrahmens (11) vorgesehen sind, und daß eine die Relativbewegung in Vortriebsrichtung zwischen der Rahmenstütze (22) und der Bodenplatte (23) bei Be­ lastung ermöglichende Gleitführung vorgesehen ist.

2. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitführung (25) der Bodenplatte (23) mittels mindestens eines hy­ draulischen Hubzylinders (26), vorzugsweise einer Hub­ zylindergruppe, gegenüber dem Stützrahmen (11) heb- und senkbar ist.

3. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gleitführung von einer Druckplatte (24) gebildet ist, an der die Bodenplatte (23), z. B. durch form­ schlüssigen Umgriff der Druckplattenränder, ver­ schieblich gelagert ist.

4. Abstützvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Untergurt (20) am rückwärtigen Ende des Stützrahmens (11) als Kasten ausgebildet ist, wobei in dem Kasten der bzw. die hydraulischen Hubzylinder (26) angeord­ net ist bzw. sind.

5. Abstützvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß auf der Druckplatte (24) Rohrstücke (27) befestigt sind, in welchen sich die Zylinderrohre der Hubzylinder (26) führen.

6. Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des Stützrahmens (11) im Seitenab­ stand zueinander zwei Rahmenstützen (22) mit jeweils einer heb- und senkbaren und an einer Gleitführung verschieblich geführten Bodenplatte (23) angeordnet sind.

7. Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte(n) (23) der Rahmenstütze(n) (22) mit dem mittels einer Presse vortreibbaren benachbarten Sohlenmesser (18) zu einer Vorschubeinheit kuppelbar ist bzw. sind.

8. Abstützvorrichtung nach Anspruch 7, gekenn­ zeichnet durch lösbare Mitnehmerbol­ zen (28) für die Kupplung der Bodenplatte(n) mit dem oder den Sohlenmesser(n) (18).

9. Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Bodenplatte(n) (23) Zähne (29) od. dgl. angeordnet sind.