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Titel: Einrichtung zur Stützung und zum Abbau der Ortsbrust beim Vortrieb
von Tunnels, Stollen od.dgl. in nicht-standfesten Böden Die Erfindung betrifft eine
Einrichtung zur Stützung und zum Abbau der Ortsbrust beim Vortrieb von Tunnels,
Stollen od.dgl. in nicht-standfesten Böden, insbesondere unter Verwendung des Schildvortriebsverfahrens,
mit mindestens einem die Ortsbrust zumindest auf einer Teilfläche abdeckenden beweglichen
Abdeckelement.
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Beim Vortrieb von Tunnels, Stollen u.dgl. mit Schilden oder Messerschilden
kommt es nicht selten zu unerwünschten Erdsetzungen und sogenannten Tagbrüchen,
da des beim Abbau der Ortsbrust in Lockerböden oftmals nicht möglich ist, den Abbau
so durchzuführen, daß der Böschungswinkel der Ortsbrust erhalten bleibt. Es ist
an sich bekannt, beim Schildvortrieb in Lockerböden mit einem Brustverbau zu arbeiten,
um das unkontrollierte Hereinfließen des Bodenmaterials in den Vortriebsschild zu
unterbinden.
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Dabei werden als Brustverbau Stützbohlen oder auch Schwenkklappen
u.dgl. verwendet, die z0B0 mittels Sohwenkzylinder um quer zur Bauwerksachse verlaufende
Gelenkachsen schwenkbar sind (DE-PS 105 768, DE-AS 12 83 862)o Beim Schildvortrieb
in nicht-standfesten Böden, insbesonder in sandigen Böden, ist es auch bekannt,
im Schild in Übereinanderanordnung Bühnen vorzusehen, auf denen sich
die
Ortsbrust ausböschen kann (DE-OS 17 84 555> DE-PS 12 05 576, DE-AS 12 20 460).
Bei diesen Einrichtungen wird die Ortsbrust in eine Vielzahl übereinanderliegen
der kleiner Böschungen unterteilt, von denen aus das Bodenmaterial zu einer im Sohlbereich
liegenden Ladeeinrichtung abgezogen werden muß. Der Aufwand für den Abbau der Ortsbrust
ist bei solchen Einrichtungen beträchtlich.
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Schließlich gehört es auch schon zum Stand der Technik, in einem Vortriebsschild
einen die Ortsbrust stützenden, mit Messern bestückten Schürfschild anzuordnen,
der die gesamte Ortsbrust abdeckt und-unter ständigem Andruck gegen die Ortsbrust
im Schild auf- und abvärtsbeweglich ist, um die Ortsbrust kontrolliert abzubauen
(DE-PS 10 84 290).
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Es handelt sich hier um eine schwere Verbau- und Abbaueinrichtung,
die an einer steilstehenden Ortsbrust arbeitet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Einrichtung der eingangs genannten
Art eine großflächige Abdeckung der nicht-standfesten, zum Fließen neigenden Ortsbrust
mit mindestens einem vergleichsweise leicht bauenden Verbau-bzw. Abdeckelement zu
erzielen, welches eine kontrollierte Abförderung des Bodenmaterials bei Wahrung
des vorgegebenen Böschungswinkels ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abdeckelement
eine Gitterkonstruktion aufweist, Die Verwendung eines gitterartigen Abdeckelements
ermdglicht es, die Ortsbrust unter Vermeidung eines vollflächigen Brustverbaus mit
einem Böschungswinkel, der im allgemeinen größer ist als der natürliche Böschungswinkel,
sicher abzufangen und den vorgegebenen Böschungswinkel im Betrieb zuverlässig einzuhalten
Zur Anpassung des Böschungswinkels an die Jeweilige Bodenart empfiehlt es sich,
das
Abdeckelement in seiner Neigung veränderlich anzuordnen, zweckmäßig derart, daß
das Abdeckelement im Schild um eine quer zur Schild- bzw. Bauwerksachse verlaufende
Gelenkachse schwenkbar gelagert wird0 Mit Hilfe des gitterartigen Abdeckelements
läßt sich die geböschte Ortsbrust gezielt und kontrolliert abbauen.
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Dies läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch erreichen, daß dem Abdeckelement
eine Schwingbewegung, vorzugsweise eine hin- und hergehende Bewegung quer zur Schild-
bzwO Bauwerksachse erteilt wird. Bei dieser Schwing- bzw. Querbewegung des auf der
Böschung liegenden Abdeckelements kommt die Oberfläche der Böschung zum Fließen,
so daß das Bodenmaterial an der Oberfläche der Böschung nach unten fließt und hier
mittels einer Ladeeinrichtung verladen und abgefördert werden kann. Sobald die Schwing-
bzw.
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Querbewegung abgestellt wird, kommt die Abbautätigkeit zum Stillstand,
wobei die nun stehende Böschung von dem gitterartigen Abdeckelement zuverlässig
gehalten wird.
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Zur Unterstützung der Abbauwirkung und zur Auflockerung des Bodenmaterials
an der Ortsbrust wird das gitterartige Abdeckelement vorzugsweise als Rechen ausgebildet,
der auf seiner der Ortsbrust zugewandten Seite eine Vielzahl von in die Ortsbrust
einschneidenden Rechenzähnen odOdgl.
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aufweist. Durch Änderung der Neigung des gitterartigen Abdeckelementes
und/oder der Schwingfrequenz bzw. der Geschwindigkeit der hin- und hergehenden Querbewegung
des Abdeckelementes läßt sich die Abbauleistung beeinflussen.
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Das gitterartige Abdeckelement wird vorzugsweise in einem Vortriebsschild
oder einem Slesserschild neigungsveränder lich und schwingbeweglich bzw. querbeweglich
gelagert. Dabei können im Schild auch zwei oder mehr solcher Abdeckelemente übereinander
angeordnet werden, welche die Ortsbrust
in Teilbereichen gezielt
und kontrolliert abbauen.
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Auch hier wird die Anordnung so getroffen, daß bei rubendem Abdeckelement
die Böschung stehen bleibt0 Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutern0 In der Zeichnung
zeigen: Figo 1 im Längsschnitt einen Vortriebsschild Qit einer erfindungsgemäßen
Einrichtung in starker schematischer Vereinfachung; Fig. 2 eine Ansicht in Richtung
des Pfeiles II der Fig. 1.
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In der Zeichnung ist mit 1 ein zylindrischer Vortriebsschild bezeichnet,
der auch als Messerschild ausgebildet sein kann und der etwa auf halber Höhe eine
ZwischenbUhne 2 aufweist, so daß die Ortsbrust 3 in zwei übereinanderliegende Teilböschungen
4 und 5 unterteilt wird. Der Tunnel oder ein sonstiges unterirdisches Bauwerk wird
in einem nicht-standfestenv stark rolligen oder fließfähigen Boden vorgetrieben.
Die Vortriebsrichtung ist durch den Pfeil 6 angegeben.
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Die Abstützung und der Abbau der Teilböschungen 4 und 5 erfolgt mittels
Abdeckelemente 7 und 8, die in Gelenken 9 und 10 im Schild neigungsveränderlich
und schwingbeweglich aufgehängt sind. Die Gelenkachsen 11 und 12 der Gelenke 9 und
10 verlaufen quer zur Schild- brwO Bauwerksachse, so daß die Abdeckelemente 7 und
8 zur veränderlichen Einstellung des Böschungswinkels der Teilböschungen 4 und 5
um diese Gelenkachsen, d.h. in Pfeilrichtung 13 der Fig. 1 verschwenkbar sind. Die
Verschwenkung bzw. die Einstellung der Neigung der Abdeckelemente 7 und 8 kann mit
herkömmlichen Mitteln erfolgen In Fig. 1 sind für
die Verschwenkung
des unteren Abdeckelements 8 hydrauli sche Schwenkzylinder 14 angedeutet, die sich
gegen die Zwischenbühne 2 abstützen und deren Kolbenstangen .ber eine die Schwing-
bzw. Querbewegung in Richtung der Gelenkachsen 12 zulassende Kupplung 15 mit dem
Abdeckelement 8 verbunden sind. Eine ähnliche Schwenkzylinderanordnung kann auch
für das obere Abdeckelement 7 vorgesehen werden0 Bei der Ausfuhrungsform nach Fig.
1 stützt sich das auf der Teilböschung 4 liegende Abdeckelement mit seiner unteren
Kante gegen mindestens einen Anschlag 16 ab, der mittels mindestens eines hydraulischen
Schubkolbengetriebes 17 in Pfeilrichtung 6 und in Gegenrichtung verschiebbar ist,
um den Neigungswinkel des Abdeckelementes 7 zu verändern0 Wie insbesondere Fig.
2 erkennen läßt, weisen die Abdeckelemente 7 und 8 eine Gitterkonstruktion mit einer
Vielzahl über ihre Fläche verteilt angeordneten Öffnungen 18 auf. Solche gitterartigen
Abdeckelemente 7 und 8 sind in der Lage, in nicht-standfesten und rolligen Böden
die Teilböschungen 4 und 5 bei einem Böschungswinkel, der größer ist als der natürliche
Böschungswinkel, zuverlässig zu halten, ohne daß es hierbei zu einem unkontrollierten
Hereinbrechen oder Hereinfließen des Bodenmaterials in den Schildraum kommt, Zum
Abbau der Ortsbrust bzw. der Teilböschungen 4 und 5 wird den gitterartigen Abdeckelementen
7 und 8 eine Schwingbewegung, vorzugsweise eine hin- und hergehende Querbewegung
in Richtung der Pfeile 19 der Fig. 2 erteilt. Diese Querbewegung erfolgt in Richtung
der Gelenkachsen 11 und 12. Es versteht sich, daß die Gelenke 9 und 10 so ausgebildet
sind, daß diese Schwingbewegungen möglich sind. Die Schwing- bzwO Querbewegungen
in Pfeilrichzwang 19 läßt sich mit Hilfe üblicher Antriebe, z.B. Zylinderantriebe,
Zugmittelantriebe
oder auch iit Hilfe von herkönlichen Schwingungserzeugern beverkatelligen.
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Im Betrieb sind die gitterartigen Abdeckelemente 7 und 8 unter einer
Neigung eingestellt, die der Beschaffenheit des Bodenmaterials entspricht, in der
Regel derart, daß der Böschungswinkel der Teilböschungen 4 und 5 etwas großer ist
als der natürliche Böschungswinkel, unter dem sich die Ortsbrust ohne Verwendung
der Abdeckelemente 7 und 8 einstellen würde. Die gitterartigen Abdeckelemente 7
und 8 sind als Rechen ausgebildet; sie weisen an ihrer den Teilböschungen 4 und
5 zugewandten Seite eine Vielzahl über die Fläche verteilt angeordneter Rechenzähne
20 auf, die bei der Schwing- bzw. Querbewegung das Bodenmaterial an den Teilböschungen
4 und 5 etwas auflockern und dadurch den Fluß des Bodenmaterials an den Teilböschungen
4 und 5 unterstützen. In Sohlbereich des Vortriebsschildes ist eine Ladeeinrichtung
21 mit einem nach hinten ansteigenden Ladeförderer 22 angeordnet. Das im Abbaubetrieb
über die untere Teilböschung 5 hinwegbewegte gitterartige Abdeckelement 8 hat die
Wirkung, daß die Oberfläche der Teilböschung 5 zum Fließen kommt, wodurch das Bodenmaterial
der Ladeeinrichtung 21 zufließt.
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Das an der oberen Teilböschung 4 durch das als Rechen ausgebildete
Abdeckelement 7 abgebaute Bodenmaterial fließt an der Zwischenbühne 2 in eine Schurre,
einen Kanal 23 od.dgl., der das Bodenmaterial ebenfalls der Ladeeinrichtung 21 zuführt.
Der Jeweilige Neigungswinkel der Abdeckelemente 7 und 8 bzw. der Böschungsvinkel
der Teilbbschungen 4 und 5 wird in Anpassung an die Bodenart so eingestellt, daß
bei Stillstand der Abdeckelemente die Teilböschungen 4 und 5 stehenbleiben, das
Abfließen des Bodenmaterials an diesen Teilbb'schungen also aufhört. Mit Hilfe der
Abdeckelemente 7 und 8 ist es möglich, den 3eweils eingestellten Böschungsvinkel
im Abbaubetrieb exakt
einzuhalten.
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Insbesondere bei kleineren Schilddurchmessern kann es genugen, wenn
im Schild nur ein einziges gitterartiges und vorzugsweise als Rechen ausgebildetes
Abdeckelement an der Ortsbrust vorgesehen wird. Bei größeren Schilddurchmessen können
auch mehr als nur zwei gitterartige Abdeckelemente im Schild gelagert werden. Es
besteht auch die Möglichkeit, zur Abförderung des Bodenmaterials den Abdeckelementen
eine von der Pfeilrichtung 19 abweichende Schwingbewegung zu erteilen, z.B. eine
Schwingbewegung senkrecht zur Pfeilrichtung 19 bzw, in Richtung der Neigung der
Böschung. Die Aufhängung der Abdeckelemente im Schild kann konstruktiv beliebig
ausgeführt werden.
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Die Verwendung mehrerer Abdeckelemente oder der Aufbau des oder der
Abdeckelemente aus einzelnen lösbar ungeordneten Teilelementen hat den erheblichen
Vorteil, daß die Abdeckelemente oder Teilelemente hiervon von der Ortsbrust entfsrnt
werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Ortsbrust ausböscht. Auf diese
Weise können gefahrlos st6-rende Einachitisse wie größere Steine od. dgl. entfernt
werden.
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