DE3622276C2

DE3622276C2 -

Info

Publication number: DE3622276C2
Application number: DE19863622276
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Bilfinger und Berger Bau AG
Current assignee: Bilfinger SE
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1993-06-17
Also published as: DE3622276A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung mit einer Austragseinrichtung für eine Schildvortriebsvorrichtung, welche eine mit einer Schottwand abgeschottete, mit Überdruck beaufschlagbare Abbaukammer aufweist und bei der das Haufwerk über eine verschließbare Austragsöffnung aus der unter Überdruck stehenden Abbaukammer in den unter atmosphärischen Druck stehenden rückwärtigen Raum austragbar ist, wobei für den Abtransport des Haufwerks aus der Abbaukammer ein in den Abbauraum geführter Förderer vorgesehen ist, dessen Materialaufgabeöffnung innerhalb des Abbauraumes liegt und das Abbaumaterial nach Passieren der verschließbaren Aufgabeöffnung nach unten auf den Förderer fällt.

Die Technik des Schildvortriebs vorzugsweise unter Druck erhaltung im Abbauraum ist dem Fachmann an sich bekannt.

Zum Stand der Technik wird auf folgende Literaturstellen hingewiesen:

a) DE-PS 30 15 146 mit der Bezeichnung "Schildvortriebsmaschine für Tunnel und Strecken";
b) DE-PS 32 38 953 mit der Bezeichnung "Hydro- oder Druckluftschild für Lockerboden";
c) DE-OS 29 26 288 mit der Bezeichnung "Verfahren zum Bodenabbau bei Schildvortrieben mit flüssigkeitsgeschützter Ortsbrust und Vortriebsschilds zur Durchführung des Verfahrens";
d) DE-OS 32 29 268 mit der Bezeichnung "Abbauvorrichtung, insbesondere zur Verwendung beim Schildvortrieb mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust";
e) GB-PS 20 29 477 mit der Bezeichnung "Herstellung eines Tunnels nach dem Schild-Vortriebsverfahren";
f) EP-PS 00 42 993 mit der Bezeichnung "Tunnelvortriebsverfahren mit Abschirmungsschild" und
g) DE-PS 35 37 593 mit der Bezeichnung "Vortriebsschild".

Zum Stand der Technik ist ferner auf das sogenannte EPB-System hinzuweisen, das dem Fachmann wohl bekannt ist und sich auf ein "Earth-Pressure-Balance-System" bezieht.

Zu den oben genannten Literaturstellen a) bis d) des Standes der Technik ist festzustellen, daß, obwohl diese Verfahren in vielfältiger Weise die Bedürfnisse des modernen Tunnelbaus, insbesondere unter Druckerhaltung im Abbauraum befriedigen können, insbesondere noch als Bedürfnis nach einer beschleunigten Ausführung des Schildvortriebs besteht. Ferner besteht in der Fachwelt das Bedürfnis, den Anwendungsbereich des bekannten Erddruck-Prinzips wesentlich zu erweitern, d. h. größere Abbaustücke zu ermöglichen.

Ferner besteht das dringende Bedürfnis, beim Vorliegen fester Bodenschichten, das Abbaumaterial nicht mehr schneckengängig machen zu müssen.

Zur Literaturstelle e), nämlich der GB-PS 20 29 477 ist festzuhalten, daß dort eine Materialaustragseinrichtung für eine Schildvortriebseinrichtung beschrieben ist, bei der die Schnecke in den Abbauraum hineinragt, wobei die Aufgabe des Materials nicht unterbrochen wird. In der GB-PS 20 29 477 ist ferner nicht offenbart, daß ein verschließbarer Auslaß innerhalb des Abbauraums angeordnet ist.

Die Literaturstelle f), nämlich die EP-PS 00 42 993 beschreibt ein Tunnelvortriebsverfahren mit Abschirmungsschild sowie eine zur Durchführung des Verfahrens dienende Tunnelvortriebsmaschine, bei der keine Druckmeßeinrichtung, sondern lediglich eine druckempfindliche, dünne und damit bewegliche Wand, die aber nicht zur Steuerung der Verschlußorgane des verschließbaren Auslasses dient, beschrieben ist.

Die Literaturstelle g), nämlich die DE-PS 35 37 593 beschreibt ein Vortriebsschild, der eine Umstellung von hydraulischer Förderung auf mechanische Förderung unter Tage zuläßt. Dabei besteht die Fördereinrichtung aus einem Schneckenförderer, der infolge des Fehlens von Einrichtungen zur gesteuerten und geregelten Zufuhr des Abbauguts leicht verstopfen kann, was besonders dann der Fall sein wird, wenn das Abbaugut aus beliebigen Anteilen von Wasser und unterschiedlich großen abgebauten Erdbrocken besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die einen beschleunigteren Vortrieb und eine wesentliche Erweiterung des Anwendungsbereichs des Erddruckprinzips (d. h. größere Abbaustücke) ermöglicht und bei der das Abbaumaterial nicht schneckengängig gemacht werden muß.

Diese Aufgabe wird bei einer Fördereinrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verschließbare Materialaufgabeöffnung des als Förderband oder Förderrohr ausgebildeten Förderers aus einem über Schubkolbengetriebe (12a, 12b) angetriebenen Klappenventil (2a, 2b, 2a′′, 2b′′) mit variablen Klappenöffnungsweiten besteht und für die fülldruckabhängige Steuerung und/oder Regelung der Öffnungsweite des Klappenventils bzw. des Klappenrückstelldruckes der Fülldruck in der Abbaukammer über im rückwärtigen Schneidkegel vorgesehene Druckmeßeinrichtungen meßbar ist.

Die Erfindung läßt sich insbesondere für hydraulischen Schildvortrieb, druckluftgestützten Schildvortrieb, flüssigkeitsgestützten Schildvortrieb und bei Erddruckschildern vorteilhafterweise ein setzen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in der Weise gear beitet werden, daß der nach dem Abbau in den Schneidkegel eindringende Boden dort so komprimiert wird, daß er erst nach Erreichen eines vorgegebenen Stützdruckes die ent sprechend vorgespannten Verschlußkappen zur Bandübergabe aufdrückt. Vorteilhaft bei dieser Variante ist die Beibe haltung der leistungsfähigen Bandförderung für relativ hohe Vortriebsgeschwindigkeiten.

Im Gegensatz zu einer ausschließlichen Schneckenförderung besteht bei dieser Ausführungsform die Möglichkeit, in festeren Bodenschichten nicht die Notwendig keit, das Abbaumaterial durch künstliche Flüssigkeits zufuhr und Zerkleinerungswerkzeuge schneckengängig zu machen.

Gerade bei dem vorgenannten Förderprinzip ist ein Fest fahren oder Blockieren sicher auszuschließen. Alle Teile, die nach dem Abbauvorgang in den Schneidkegel eindringen, werden problemlos nach kurzem Förderweg über die ausrei chend dimensionierte Öffnung der Verschlußkappe auf das Transportband aufgegeben.

Als Einsatzbereich für die beschriebene Technik sind ins besondere halbfeste bis weiche Böden mit mäßigem Wasser drang geeignet. Während Stehzeiten können darüberhinaus die sogenannten "Flood-Control-Doors" des Bohrkopfes ge schlossen werden.

Die Verschlußklappen werden über hydraulische Zylinder be tätigt und können über einen hydraulisch-pneumatischen Mechanismus auch bei unterschiedlicher Öffnungsweite un ter einem konstanten Schließdruck gesetzt werden. Mit dieser "federnden" Verschlußautomatik gelingt es auf ein fache Weise auch bei unterschiedlichen Vortriebsgeschwin digkeiten über variable Öffnungsweiten einen vorgegebenen Stützdruck konstant zu halten. Der wirksame Stützdruck wird auch hier über Druckmeßdosen im rückwärtigen Schneidkegel ermittelt und dient zur Festlegung des erforderlichen Schließdruckes. Zur Vermeidung ungewollter Hebung bei überhöhtem Stützdruck werden die Vortriebspressen nach dem Überschreiten einer vorgegebenen Öffnungsweite der Verschlußklappen automatisch abgeschaltet.

Zur Begehung des Schneidkegels wird dieser nach dem Verschluß der vorderen "Flood-Control-Doors" leergefahren, wobei hierfür über eine separate Schaltung die Verschlußklappen der Bandübergabe automatisch geöffnet werden. In dieser Situation zeigt sich ein besonderer Vorteil des doppelten Verschlußsystems, da hierbei die Räumung des Schneidkegels unter atmosphärischen Bedingungen erfolgen kann.

Sind anschließend Arbeiten an der Ortsbrust erforderlich, so werden die Verschlußklappen der Bandaufgabe luftdicht verschlossen und der Abbauraum unter Druckluft gesetzt. Nach dem Einschleusen des Personals über die vorhandene Personenschleuse können dann Arbeiten bei geöffneten "Flood- Control-Doors" ausgeführt werden.

Das Wesen vorliegender Erfindung wird anhand der Fig. 1-4 weiterhin erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt eines Schildvortriebs zum Tunnelbau unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch ein erfindungs gemäß anzuwendendes Ventilorgan, das aus einer auf einem Ventilgehäuse angeordneten Zwei- Klappenventil besteht, unter dem das Förder band angeordnet ist,

Fig. 4 die Anordnung der Fig. 3 nach einer Drehung von 90°, wobei insbesondere die Anflanschung des Ventilgehäuses an der Schottwand (= Druck wand) dargestellt ist.

In allen Figuren sind die gleichen bzw. analogen Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

In Fig. 1 ist der Abbauraum mit dem Bezugszeichen 1, das Ventilgehäuse mit Ventilorgan mit 2, die Druck wand (= Schottwand) mit 3, das unterhalb des Ventil organs angeordnete Förderband, das die Schottwand (= Druckwand) durchläuft, mit 4, der rückwärtige Raum mit 5, ein das Überdruck (Luftüberdruck) im Abbauraum erzeugender Kompressor mit 6, die Ortsbrust mit 7, das noch abzubauende Material mit 8 und das Verfahr gestänge mit 9 bezeichnet.

Mit dem Bezugszeichen 19 ist das Abbaugut gekennzeichnet.

In Fig. 2 ist der teilweise geöffnete sogenannte Flood-Control-Verschluß der Schildvortriebsmaschine, die Schneidräder und Messerbalken aufweist, dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 2a und 2 b sind die Verschluß klappen des Ventilorgans, das im vorliegenden Fall als "Zwei-Klappenventil" ausgebildet ist, gekennzeichnet.

Die Pfeilstrecken 10 zeigen zwei maximale Öffnungs weiten des Flood-Control-Verschlusses; die Pfeil strecke 11 einen geschlossenen Sektor des Flood-Control- Verschlusses.

In der Fig. 3 ist wieder eine Ausführungsform des Zwei-Klappenventilorgans dargestellt; die Klappen tragen wiederum die Bezugszeichen 2a und 2b. Durch die Hydraulikzylinderanordnung 12a befindet sich die Ventilorgan-Klappe 2a in maximal geöffneter Arbeits stellung; durch maximales Ausfahren der Hydraulik zylinderanordnung 12b befindet sich gleichzeitig die Klappe 2b des Ventilorgans in maximal geschlossener Stellung. Zwischen beiden Stellungen läßt sich durch entsprechende Steuerung bzw. Regelung der Hydraulik zylinder jede beliebige Öffnungsweite von maximaler Öffnung bis zur völlig geschlossenen Stellung des Ventilorgans erreichen. Die strichlierte Darstellung 2a′ und 2b′ zeigt die sogenannte optimale Arbeitsstellung des Ventilorgans, in der das Abbaugut auf das darunter angeordnete Förderband im freien Fall gelangt, wobei das Obertrum des Förderbands 4 das Bezugszeichen 4′ und das Untertrum des Förderbands das Bezugszeichen 4′′ trägt. Die starre, das Förderband tragende Konstruktion weist das Bezugszeichen 13 auf.

Das eigentliche Ventilorgan nebst darunter angeordnetem Förderband ist nach der Ausführungsform der Fig. 3 in einem Kasten angeordnet, der seinerseits in einem zylindrisch ausgebildeten Gehäuse 15 angeordnet ist, das seinerseits an der Druckwand (= Schottwand) be festigt, beispielsweise angeflanscht ist.

Mit dem Bezugszeichen 16 ist die gegebenenfalls vor handene Ausstieg-Personenschleuse gekennzeichnet. Die Oberfläche der Ventilklappen ist mit den Bezugs zeichen 2a′′ und 2b′′ gekennzeichnet; diese Flächen sind vorzugsweise rechteckig ausgebildet und an der Oberkante von Kasten 14 bzw. Gehäuse 15 auf an sich bekannte Weise angelenkt.

Die Elemente der Fig. 3 sind in Fig. 4 nochmals in einer um 90° gedrehten Ansicht dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 3 ist wiederum die Druckwand (= Schottwand) gekennzeichnet, an die das Gehäuse 15 an den Stellen 15a angeflanscht ist. Ein Material leitblech trägt das Bezugszeichen 17.

Die Umlenkrolle des Transportbandes (Förderbands) trägt das Bezugszeichen 18.

Mit 12a und 12b ist wiederum die Hydraulikzylinder anordnung zum Öffnen bzw. Schließen der Klappen des Ventilorgans bezeichnet.

Claims

1. Fördereinrichtung mit einer Austragseinrichtung für eine Schildvortriebsvorrichtung, welche eine mit einer Schottwand abgeschottete, mit Überdruck beaufschlagbare Abbaukammer aufweist und bei der das Haufwerk über eine verschließbare Austragsöffnung aus der unter Überdruck stehenden Abbaukammer in den unter atmosphärischen Druck stehenden rückwärtigen Raum austragbar ist, wobei für den Abtransport des Haufwerks aus der Abbaukammer ein in den Abbauraum geführten Förderer vorgesehen ist, dessen Materialaufgabeöffnung innerhalb des Abbauraumes liegt und das Abbaumaterial nach Passieren der verschließbaren Aufgabeöffnung nach unten auf den Förderer fällt, dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare Materialaufgabeöffnung des als Förderband oder Förderrohr ausgebildeten Förderers aus einem über Schubkolbengetriebe (12a, 12b) angetriebenen Klappenventil (2a, 2b, 2a′′, 2b′′) mit variablen Klappenöffnungsweiten besteht und für die fülldruckabhängige Steuerung und/oder Regelung der Öffnungsweite des Klappenventils bzw. des Klappenrückstelldruckes der Fülldruck in der Abbaukammer über im rückwärtigen Schneidkegel vorgesehene Druckmeßeinrichtungen meßbar ist.

2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappenventil als Zwei-Klappenventil ausgebildet ist.

3. Fördereinrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilorgan ein Rückstellkraft aufweist.

4. Fördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft mechanisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch ausgebildet ist.