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Be&chreibung-
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Die Erfindung betrifft eine Rohrvortriebsvorrichtung mit Abschottung
der Ortsbrust, die am vorderen Ende eines Rohrstranges einen Schneidring aufweist,
mit dem ein an der Ortsbrust angreifendes angetriebenes Schneidwerkzeug zusammenarbeitet.
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In Gebieten dichter Bebauung wird es in zunehmendem Maße erforderlich,
Rohrleitungen nicht mehr im offenen Verbau, sondern in einem unterirdischen Vortrieb
zu verlegen. Gleiches gilt auch dort, wo Rohrleitungen unter wichtigen Verkehrswegen,
z.B. Autobahnen, hindurch verlegt werden müssen.
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Bei dem unterirdischen Vortrieb einer einzubauenden Rohrleitung wird
diese mittels hydraulischer Pressen von einer Baugrube aus vorgetrieben. Am vorderen
Ende eines solchen Rohrstranges ist dabei ein Schneidring angeordnet, der die Kontur
des freizuschneidenden Hohlraumes definiert. Das in dem Profil des Schneidringes
anstehende Erdreich wird durch ein zusätzliches Schneidwerkzeug gelöst und dann
z.B. mit Hilfe von in dem Rohrstrang laufenden Wagen zur Baugrube gefahren.
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Bei einem solchen Vortrieb ergeben sich dann Schwierigkeiten, wenn
der Rohrstrang in Fließsand oder ähnliches Material eintritt. Dieses Material fließt
dann in das vordere Ende des Rohrstranges hinein und es entstehen im Erdreich um
den Rohrstrang herum Hohlräume. Diese Hohlräume können dann, wenn sie nicht mit
aufwendigen Verfahren wieder ausgefüllt werden, zu Setzungen und Bauschäden von
darüber angeordneten Baukörpern führen.
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Um das Entstehen dieser unerwünschten Hohlräume zu verhindern, ist
es bereits bekannt, das Material an der Ortsbrust durch Injektionen geeigneter Verfestigungsmittel
zum Halten zu bringen. Solche Verfestigungsmittel sind aber sehr teuer,
so
daß das Arbeiten nach diesem Verfahren kostspielig und im übrigen zeitaufwendig
ist.
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Weiter ist es bekannt, daß Material an der Ortsbrust durch Frosten
zum Stehen zu bringen. Dabei ergeben. sich aber erhebliche Energiekosten.
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Schließlich ist es bekannt, in den Rohrstrang mit Abstand hinter der
Ortsbrust eine aus zwei Schotten bestehende Schleuse einzubauen; um vor der Schleuse
dann einen Überdruck aufbauen zu können. Aufgrund dieses Überdrucks, der entsprechend
der jeweiligen geodätischen Wasserhöhe zu bestimmen ist, kann einfließendes Wasser
zurückgehalten und gleichzeitig damit auch das Nachfließen von Fließsand oder dergleichen
verhindert werden. Es ist dabei aber erforderlich; daß die Arbeiter im Überdruckraum
arbeitens den sie nur durch die Schleuse betreten und verlassen können. Ein Arbeiten
unter diesen Bedingungen ist besonders erschwert und aufgrund bestehender Bestimmungen
zeitlich eng eingegrenzt. Im übrigen muß der Abtransport des gelösten Materials
ebenso wie die Zufuhr irgendwelcher Hilfsmittel jeweils durch die Schleuse erfolgen.
Dies ist sehr umständlich und äußerst zeitaufwendig.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung. besteht nun darin, bei einer
Vorrichtung der eingangs erwähnten Art das Material an der Ortsbrust durch Überdruck
zum Stehen zu bringen, ohne daß die Arbeiter in einem Druckraum arbeiten müssen
und ebenso wie Rilfsstoffe und Material jeweils eine Druckschleuse passieren müssen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs
erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Abschottung durch eine in den Rohrstrang oder
den Schneidring dichtend eingesetzte Wand gebildet ist, die Durchlässe zur Steuerung
des Antriebs des Schneidwerkzeugs, Pneumatikanschlüsse zur Einstellung des Druckniveaus
vor der Ortsbrust sowie einen
Durchlaß für einen Schrägförderer
aufweist, der ausgehend vom unteren Bereich des Schneidrings aufwärts geneigt durch
die Wand hindurch verläuft, wobei der Schrägförderer hinter der Wand einen ihn dicht
;umschließenden Mantel aufweist, der dichtend mit der Wand verbunden ist, und daß
der Auslaß des Schrägfbrderers im Bereich seines oberen Endes dichtend mit dem Einlaß
einer angetriebenen Zellenschleuse verbunden ist, deren Auslaß sich nach unten hin
öffnet.
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Beim Arbeiten dieser Vorrichtung wird das Material an der Ortsbrust
durch Überdruck und damit in der an sich einfachsten Weise zum Stehen gebracht,
so daß beim Rohrvortrieb nur dasjenige Material entfernt wird, daß im Profilquerschnitt
des Schneidringes liegt. Es kommt also nicht zur Bildung von Hohlräumen um den Rohrstrang
herum. Dabei ist es aber nicht erforderlich, daß die Arbeiter in einem Überdruckraum
arbeiten und daß sie beim Ein- und Ausfahren jeweils eine Druckschleuse passieren
müssen. Dies führt dazu, daß längere Arbeitszeiten zugelassen sind und daß die Zu-
und Abfuhr von Hilfsmitteln und abgebautem Erdreich erheblich erleichtert wird.
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Der in den Raum vor der Wand hineinreichende Schrägförderer baut den
hier vorliegenden Überdruck nicht ab, da sein Mantel mit der Wand dichtend verbunden
ist und sein Innenraum durch eine Zellenschleuse ständig gegenüber dem Atmosphärendruck
abgedichtet ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein,
daß der Zellenschleuse ein weiterer im Rohrstrang angeordneter Schrägförderer nachgeschaltet
ist. Die Anordnung eines weiteren Schrägfbrderers im Anschluß an die Zellenschleuse
kann dann erforderlich sein, wenn unter dem Auslaß der Zellenschleuse nicht genügend
Freiraum zum Einfahren eines Kübels oder dergleichen verbleibt. Zwischen dem Auslaß
der Zellenschleuse und dem zweiten Schrägförderer ist eine dichtende Verbindung
nicht erforderlich.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein,
daß der bzw. die Schrägförderer Schneckenförderer sind.
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Dabei schließt sich das rohrförmige Gehäuse des ersten Schneckenförderers
dichtend an die Wand an.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein,
daß der Antrieb des bzw. der Schneckenförderer mit dem Antrieb der Zellenschleuse
gekoppelt ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß der mögliche Durchsatz
der Zellenschleuse gleich oder größer ist als dies der vom ersten Schneckenförderer
zugefUhrten Materialmenge entspricht. Entsprechendes kann auch fUr den zweiten Schneckenförderer
gelten.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein,
daß die Antriebe für den bzw. die Schneckenförderer und für die Zellenschleuse mechanisch
miteinander gekoppelt sind.
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Für alle Förderer sowie für die Zellenschleuse kann ein gemeinsames
Antriebsaggregat vorgesehen sein; dem ein geeignetes Getriebe nachgeschaltet ist,
über das die einzelnen Förderer und die Zellenschleuse angetrieben werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein;
daß die Wand mindestens ein Fenster aufweist. Es ist dann fEr einen in Vorschubrichtung
des Rohrstranges hinter der Wand stehenden Arbeiter möglich, die Ortsbrust zu beobachten
und z.B. Felsbrocken oder anderweitige- Störungen in diesem Bereich festzustellen.
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Die erfindungs-gemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein,
daß in der Wand mindestenst ein dichtend verschließbares Mannloch vorgesehen ist.
Durch dieses Mannloch kann nach Abbau des Überdrucks ein Arbeiter in den Raum vor
der Wand gelangen, um irgendwelche Störungen zu beheben oder einzelne Werkzeuge
auszuwechseln.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein,
daß in den Raum vor der Wand mindestens ein Manipulator hineinreicht, dessen Betätigungselement
dichtend aber beweglich durch die Wand hindurchgeführt ist. Ein solcher Manipulator
kann die Form einer Schaufel, eines Stochers oder dergleichen haben. Der Manipulator
ist von dem Bereich hinter der Wand aus bedienbar und kann dazu verwendet werden,
die Aufnahme des Materials durch den Schrägförderer zu verbessern, Steine zur Seite
zu schieben o-der dergleichen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein,
daß der bzw. die Schrägforderer im Rohrstrang an dessen Wandung angehängt sind.
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Schließlich kann die erfindunsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein,
das der bzw. die Schrägforderer auf dem unteren Bereich des Rohrstranges abgestützt
sind.
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Im folgenden Teil der Beschreibung wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1: einen Axialschnitt durch
den vorderen Bereich eines Rohrstranges der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig.
2: eine Stirnansicht auf die Vorrichtung gemäß Pfeil 2 in Fig. 1, Fig. 3: einen
Schnitt durch die Vorrichtung nach der Linie 3 - 3 in Fig. 1 und Fig. 4: eine Ansicht
in Richtung des Pfeils 4 in Fig. 1.
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In den Figuren ist das vordere Rohr 1 eines Rohrstranges dargestellt.
Diesem Rohr 1 ist ein Schneidring 2 vorgesetzt, dessen Außendurchmesser im wesentlichen
dem Außendurchmessers des Rohrs 1 entspricht. Der Schneidring 2 hat eine kegelige
Innenfläche 3, welche in Verbindung mit seiner zylindrischen Außenfläche 4 ergibt;
daß sich der Schneidring 2 zu seinem von dem Rohr 1 entfernt liegenden Ende hin,
also in Richtung auf die Ortsbrust 9, in seiner Wandstärke verjüngt.
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Über geeignete Halterungen 5 ist im wesentlichen zentrisch im Schneidring
ein Antrieb 6 für eine Bohrwelle 7 vorgesehen.
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Dieser Antrieb kann pneumatisch oder hydraulisch betätigt sein. Auf
der Bohrwelle 7 ist im AusfGhrungsbeispiel ein zweiflügeliger Bohrpropeller 8 oder
ein anderes Gerät zum Lösen des Erdreichs an der Ortsbrust 9 vorgesehen.
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In das vordere Ende des Rohrstranges ist eine Abschottung in Form
einer Wand 10 eingesetzt, die gemäß Fig. 1 zwischen dem letzten Rohr 1 und dem Schneidring
2 dichtend festgelegt ist, aber auch in anderer Weise dichtend mit dem Schneidring
2 oder dem Rohr 1 verbunden sein kann. Durch die Wand 10 führt ein rohrfbrmiges
Gehäuse 11 eines Schneckenförderers 12 hindurch, wobei das Gehäuse 11 gegenüber
der Wand 10 abgedichtet ist. Der Schneckenförderer 12 hat eine Wendel 13, die in
den unteren Bereich des vom Schneidring 2 eingefaßten Hohlraums hineinragt. Der
Schneckenförderer 12 steigt nach hinten hin an und ist bei der beschriebenen Ausführungsform
mittels einer Kette 14 oder dergleichen im oberen Bereich des Rohres 1 angehängt.
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Es ist ferner ein stabförmiger Manipulator 15 vorgesehen, dessen Stiel
16 durch eine Öffnung in der Wand 10 hindurchführt, wobei diese Öffnung mittels
einer Manschette 17 verschlossen ist, die eine Bewegung des Stiels 16 zuläßt, dabei
aber eine Abdichtung der Öffnung sicherstellt.
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Ferner, ist ein Mannloch 18 in der Wand 10 vorgesehen, durch das ein
Arbeiter in den Raum vor der Wand 10 gelangen kann.
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Dieses Mannloch 18 ist mit einem Deckel 19 dichtend verschließbar.
Der Deckel 19 ist aus einem durchsichtigen Material hergest.ellt, so daß er gleichzeitig
als Fenster zur Beobachtung des Arbeitsablaufs im Raum vor der Wand 10 dienen kann.
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In die Wand 10 ist ferner ein Ventil 20 eingesetzt, an das eine Druckleitung
angeschlossen werden kann, um den im Raum vor der Wand 10 gewünschten Überdruck
einstellen zu können.
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Ferner ist ein Überdruckventil 21 in der Wand angeordnet.
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Darüber hinaus können Druck- und andere Meßgeräte in der Wand 10 untergebracht
sein. Weiter können nicht dargestellte Leitungen für den Antrieb 6 durch die Wand
hindurchführen.
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Der Schneckenförderer 12 hat einen Auslaßstutzen 25, der dichtend
mit einem Einlaßstutzen -26 einer Zellenschleuse 27 verbunden ist. Diese Zellenschleuse
27 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 28 und aus einem auf
einer Welle 29 sitzenden Zellenrad, dessen sechs. Flügel 30 an den Innenwänden des
Gehäuses 28 dichtend geführt sind.
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Das Gehäuse 28 weist einen nach unten offenen Auslaßstutzen 31 auf.
Zwischen dem Einlaßstutzen 26 und dem Auslaßstutzen 35 liegt sowohl im Uhrzeigersinn
als im Gegenuhrzeigersinn in jeder Position des Zellenrades mindestens ein Flügel
30, so daß keine Verbindung zwischen dem am Auslaßstutzen 31 herrschenden Atmosphärendruck
und dem im Einlaßstutzen 26 liegenden Überdruck zustandekommt.
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Der Schneckenförderer 12 hat einen in den Zeichnungen nur schematisch
angedeuteten Antrieb 32, während die Zellenschleuse 27 mit einem ebenfalls nur schematisch
angedeuteten Antrieb 33 versehen ist. Diese Antriebe sind vorzugsweise
Pneumatik-
oder Hydraulikmotoren. Sie können durch pneumatische oder hydraulische Steuerungsmittel
in ihrer Drehzahl so aufeinanderabgestellt sein, daß der Durchsatz des Schneckenfbrderers
12 nicht größer ist als der mögliche Durchsatz der Zellenschleuse 27.
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In Fig. 1 ist unter dem Auslaßstutzen 31 ein Kübelwagen 34 plaziert,
der im Rohrstrang verfahrbar ist.
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Bei dem Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Rohrstrang
hydraulisch unterirdisch vorgeschoben. Wenn der Schneidring 2 dabei in einen Bereich
eindringt, in dem die Ortsbrust 9 nicht steht, sondern das hier anfallende Material
dazu neigt, von selbst in den Schneidring'2 hineinzufließen und dabei Hohlräume
um den Schneidring 2 und das Rohr 1 zu bilden, dann wird über eine nicht dargestellte;
an das Ventil 20 angeschlossene Druckluftleitung ein Überdruck in dem Raum vor der
Wand 10 aufgebaut, welcher der geodätischen Wasserhöhe in der vorliegenden Tiefe
entspricht. Dieser Überdruck verhindert das Einfließen von Wasser und das selbsttätige
Nachfließen von Erdreich.
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Mittels des Schneidringes 2 und des Bohrpropellers 8 wird nun das
an der stehenden Ortsbrust vorliegende Material gelöst.
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Es sammelt sich im unteren Bereich des Schneidringes 2 und bildet
dort eine Anhäufung, welche das untere Ende der Wendel 13 des Schneckenförderers
12 umgibt. Wenn nun der Antrieb 32 eingeschaltet wird, dann zieht die Wendel 13
das hier befindliche Material in das Gehäuse 11 hinein. Das Material verläßt dann
den Schneckenförderer 12 durch den Auslaßstutzen 25.
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Über den Einlaßstutzen 26 gelangt dann das Material in eine der in
Drehrichtung aufeinanderfolgenden Zellen der Zellenschleuse 27. Bei Drehung des
Zellenrades wird nun das in den einzelnen Zellen befindliche Material bis zu dem
Auslaßstutzen 31 mitgenommen, wobei die die Zellen begrenzenden Flügel 30 eine Abdichtung
darstellen. Aus dem Auslaßstutzen 31 gelangt das Material dann in einen Kübelwagen
34.
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Wenn aus Platzgründen ein Kübelwagen 34 nicht unter dem Auslaßstutzen
31 Platz finden sollte, so ist es möglich, das Material ohne jegliche Abdichtung
in den Einlaßstutzen eines weiteren Schrägförderers einfallen zu lassen, dessen
Auswurfende dann in größerer Höhe zu liegen kommt.