DE3723427A1 - Schildvortriebsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schildvortriebsma­ schine mit einem rotierenden Vortriebswerkzeug und konti­ nuierlichen Abfördermitteln für das abgebaute Material, wobei der Arbeitsraum des Vortriebswerkzeuges über eine druckfeste, vom Abfördermittel durchsetzte Wand von einem hinteren Bereich getrennt ist und das Abfördermittel in einem druck­ festen Gehäuse angeordnet ist, welches dichtend an die Trennwand anschließt, wobei die Austragsöffnung des Abförder­ mittels eine Druckschleuse oder einen Schieber aufweist und an das Gehäuse des Abfördermittels wenigstens eine Druckluft­ leitung anschließbar ist.

Aus der DE-OS 16 58 757 ist es beispielsweise bekanntge­ worden, in die Förderröhren der Abförderer einer Schildvor­ triebsmaschine Druckluft einzuleiten, um den den Schneidkopf umfassenden Tunnelabschnitt unter erhöhtem Luftdruck zu halten.

Derartige Schildvortriebsmaschinen werden beispielsweise für den U-Bahnbau oder Tunnelbau unter der Erdoberfläche eingesetzt, wobei die Arbeitstiefe sich üblicherweise etwa 5 bis 30 m unter der Erdoberfläche befindet. In dieser Tiefe kann bereits das Grundwasserniveau liegen und in Abhängigkeit von der Bodenbeschaffenheit bzw. Bodenart ist es weiters bereits bekannt, die Schürfscheibe bzw. die Vortriebswerk­ zeuge in einem geschlossenen Schildraum anzuordnen, in welchen Stützflüssigkeit eingepreßt wird. Als Stützflüssig­ keit wird bei bekannten Ausbildungen Wasser oder eine Ben­ tonit-Suspension verwendet, wobei die Konsistenz der Stütz­ flüssigkeit von der Bodenart abhängig gewählt wird. Bei derartigen mit Stützflüssigkeit betriebenen Einrichtungen ist es bekannt, im Schild eine dichtende Querwand anzuordnen, um auf diese Weise in den Raum, in welchem die Schürfscheibe arbeitet, Stützflüssigkeit einpressen zu können. Eine der­ artige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 34 18 180 bekanntgeworden, wobei hier das mit Stützflüssigkeit vermeng­ te abgebaute Bodenmaterial über eine Transportvorrichtung durch die dichtende Trennwand hindurch in eine zweite druck­ fest abgeschlossene Kammer verbracht wird, in welcher eine weitgehende Vortrennung der Stützflüssigkeit von dem abgebau­ ten Bodenmaterial vorgenommen wird, bevor das Hochpumpen bzw. Hochfördern des abgebauten Materials zur Erdoberfläche vorgenommen wird.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine einfache Ein­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher ohne Stützflüssigkeit insbesondere dann ohne Gefährdung weitergearbeitet werden kann, wenn im Bereich der Ortsbrust ein Einbrechen von Grundwasser auftritt. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Ausbildung darin, daß im Gehäuse des Abfördermittels an wenigstens einer unterhalb der Austragsöffnung gelegenen Stelle ein Pegelmeßgerät für die Erfassung eines Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist und daß die Druckluftzufuhr in Abhängigkeit vom Pegelmeßwert steuer­ bar ist. Dadurch, daß im Gehäuse des Abfördermittels we­ nigstens ein Pegelmeßgerät angeordnet ist, läßt sich der Flüssigkeitsstand des hereinbrechenden Grundwassers konti­ nuierlich überwachen und rechtzeitig in Abhängigkeit von den Meßwerten dieses Pegelmeßgerätes der erforderliche Gegendruck zum Zurückdrängen des hereinbrechenden Grundwassers aufbauen. Durch die Verwendung einer Druckschleuse läßt sich im Gehäuse des Fördermittels und damit im durch die druckfeste Trenn­ wand abgetrennten Arbeitsraum des Vortriebswerkzeuges der entsprechende Gegendruck aufbauen, mit welchem herein­ drückendes Grundwasser wirkungsvoll zurückgehalten werden kann. Der Gegendruck wird hiebei durch Druckluft, welche an das Gehäuse des Abfördermittels angeschlossen wird, erzeugt und es wird durch Steuerung der Druckluftzufuhr das Wasserniveau im Gehäuse auf einem Niveau unterhalb der Austragsöffnung bzw. der Druckschleuse gehalten. Wenn zusätz­ lich am Gehäuse des Abfördermittels ein Schieber vorgesehen ist, lassen sich auch Wartungsarbeiten an der Druckschleuse gefahrlos vornehmen, da in jedem Fall der Raum hinter der druckfesten Trennwand gegen Wassereintritt gesichert ist. Insbesondere nach Einbringen der Ausbausegmente, beispiels­ weise von Tübbingsegmenten, welche an die Schildschwanz­ dichtung anschließen, bleibt hinter der druckfesten Trennwand ein gegen eintretendes Wasser gesicherter Arbeitsraum für die Ausbauarbeiten, welcher nicht unter Druck gesetzt ist und auf diese Weise das Arbeiten der Mannschaft erleichtert.

Eine vollständige und einfache Regelung wird dadurch erzielt, daß unterhalb der Ebene der Austragsöffnung des Fördermittels zwei Pegelmeßgeräte in Abstand voneinander angeordnet sind, wobei das jeweils untere der beiden Pegel­ meßgeräte den Grenzwert für den minimalen und das obere der beiden Pegelmeßgeräte den Grenzwert für den maximalen Flüssigkeitsspiegelstand angibt. Eine Regelung zwischen der­ artigen Grenzwerten läßt sich in besonders einfacher Weise und ohne aufwendige Regeleinrichtungen erzielen.

Um Wartungsarbeiten am Fördermittel, welches in konven­ tioneller Weise als Schneckenförderer oder aber auch mit Vorteil als Ketten- oder Bandförderer ausgebildet sein kann, zu ermöglichen, ist die Ausbildung vorzugsweise so getroffen, daß das Fördermittel in Richtung seiner Längsachse verschieb­ bar gelagert ist, und daß das Dichtelement zwischen druck­ fester Trennwand und Gehäuse des Abfördermittels als das Gehäuse umgreifender Dichtring bzw. als Dichtmanschette ausgebildet ist. Auf diese Weise wird auch das Aufgabeende bzw. vordere Ende des Abfördermittels nach Zurückziehen des Gehäuses oder des Fördermittels in Richtung seiner Längsachse zugänglich und es können die erforderlichen Wartungsarbeiten ohne weiteres vorgenommen werden. Um derartige Wartungsarbei­ ten bei hereingebrochenem Grundwasser ohne Gefährdung der Mannschaft durchführen zu können, ist mit Vorteil die An­ schlußstelle des Gehäuses des Abfördermittels an die Trenn­ wand als an die Trennwand dichtend angeschlossener Stutzen ausgebildet und eine zum Arbeitsraum öffnende Rückschlag­ klappe im Bereich der Anschlußstelle schwenkbar angelenkt. Eine derartige Rückschlagklappe bietet auch dann, wenn sie nicht vollständig dichtend den Stutzen abschließt, eine hinreichende Drosselung für das hereinbrechende Grundwasser, so daß die erforderlichen Wartungsarbeiten am Förderer immer noch gefahrlos vorgenommen werden können.

In besonders einfacher Weise läßt sich eine derartige Rückschlagklappe beim Hineinschieben des Fördermittels in seine Arbeitsposition selbsttätig wiederum öffnen, wofür mit Vorteil die Ausbildung so getroffen ist, daß die Schwenkachse der Rückschlagklappe an der Anschlußstelle außerhalb des Querschnittes des Gehäuses bzw. des Bordbleches des Abförder­ mittels und oberhalb desselben angeordnet ist.

Die Druckschleuse, welche vorzugsweise unterhalb eines Schiebers angeordnet ist, um auch hier Wartungsarbeiten ohne Gefahr des Hereinbrechens von Grundwasser vornehmen zu können, ist in besonders einfacher Weise als Zellradschleuse ausgebildet. Eine derartige Zellradschleuse weist ebenso wie die bevorzugt als Ketten- oder Bandförderer ausgebildeten Fördermittel eine hohe Förderleistung auf, wobei allerdings wesentlich ist, daß die Zellradschleuse durch hereinbrechen­ des Grundwasser nicht überflutet werden kann, um ihre Funk­ tion sicherzustellen. Zu diesem Zweck dienen die vorgeschal­ teten und unterhalb der Ebene der Austragsöffnung angeordne­ ten Druckmeßdosen bzw. Pegelmeßgeräte.

Um den vollständigen Ausbau des Förderers für weiter­ gehende Wartungsarbeiten zu ermöglichen, ist mit Vorteil das dem Arbeitsraum abgewandte Stirnende des Gehäuses von einem lösbaren oder öffenbaren Wandteil gebildet. Auf diese Weise können einzelne Kratzförderer bzw. einzelne Elemente des Abfördermittels zugänglich gemacht werden, wobei alternativ hierzu das Gehäuse des Abfördermittels seitliche Öffnungen aufweisen kann, welche ebenso wie die dem Arbeitsraum abge­ wandte Stirnfläche des Gehäuses druckfest verschließbar sind.

In besonders einfacher Weise kann der Aus- und Einbau des Fördermittels unter Verwendung eines Erektors vorgenommen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläu­ tert. In dieser zeigen Fig. 1 das Vorderende einer erfindungs­ gemäßen Schildvortriebsmaschine und Fig. 2 das austragsseitige Ende des Förderers der Schildvortriebsmaschine nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Schild 1 einer Schildvortriebsmaschine 2 dargestellt, in welchem ein Schneidrad 3 drehbar gelagert ist. Der Antrieb des Schneidrades, welches die Abbauwerkzeuge trägt, ist schematisch mit 4 angedeutet. Der Schild 1 bildet zusammen mit einer druckfesten Trennwand 5 eine druckfeste Kammer aus, innerhalb welcher das Schneidrad 3 rotierbar und in Richtung seiner Rotationsachse 6 verschiebbar und schwenk­ bar gelagert ist. Die Hauptlagerung der Antriebswelle 7 des Schneidrades ist hiebei mit 8 bezeichnet. Zur Verbindung der Antriebswelle 7 mit dem Schneidrad 3 sind Spannsätze 9 vorgesehen. Ein Stützrahmen 10 wirkt mit dem Schneidrad zusammen, wobei zur Feineinstellung ein Stützplattenzylinder 11 vorgesehen ist. Die Lagerung wird von einem Lagerjoch 12 getragen, welches über Vorschubzylinder 13 an der druckfesten Trennwand 5 abgestützt ist. Zur Verschiebung des Schildes in Vortriebsrichtung sind Vortriebspressen 14 vorgesehen, welche an einem Druckring 15 abgestützt sind.

Das Abfördermittel 16 ragt in der Arbeitsstellung in den durch die druckfeste Trennwand 5 abgetrennten Raum hinein und die Anschlußstelle für das Abfördermittel 16 ist als Stutzen 17 ausgebildet, welcher eine Manschettendichtung 18 trägt. Das Gehäuse 19 des Abfördermittels steckt in dieser Man­ schettendichtung 18 in der Betriebslage des Förderers, wodurch ein elastischer, dichtender, Anschluß des Gehäuses 19 an den durch die Trennwand 5 druckfest abgedichteten Raum erfolgt.

Innerhalb des Stutzens 17 ist eine Rückschlagklappe 20 um eine oberhalb des Abfördermittels 16 angeordnete Schwenk­ achse 21 schwenkbar angelenkt und diese Klappe 20 wird bei Einschieben des Fördermittels 16, beispielsweise durch die Bordwand eines Bandförderers, in Richtung des Pfeiles 22 geöffnet. Der Schild ist über Gelenkzylinder 23 mit dem Schildhinterteil verbunden und der Ausbau schließt an eine Schildschwanzdichtung 24 an, wobei dies in Fig. 2 näher erläutert ist.

In Fig. 2 ist wiederum das Gehäuse 19 des Abfördermittels ersichtlich, wobei die durchgezogenen Linien die Arbeitspo­ sition bezeichnen. Mit strichlierten Linien ist eine zurück­ gezogene Position des Gehäuses 19 des Fördermittels ange­ deutet, wobei diese zurückgezogene Position mit 19′ bezeich­ net ist. Diese zurückgezogene Position erleichtert die Wartungsarbeiten am Fördermittel, wobei bei Zurückziehen des Fördermittels die Rückschlagklappe 20 entgegen der Richtung des Pfeiles 22 in Fig. 1 einen weitgehend dichtenden Abschluß des Arbeitsraumes des Schneidrades 3 gegenüber dem dahinter­ liegenden ausgebauten Bereich sicherstellt.

Das dem Schneidrad 3 abgewendete Ende 25 des Gehäuses des Fördermittels weist eine Austragsöffnung 26 auf, welche durch einen Schieber 27 verschließbar ist. Unterhalb der Austragsöffnung ist eine Zellradschleuse 28 angeordnet, über welche das geförderte Material auf ein weiteres Abförder­ mittel 29 abgeworfen werden kann. Im Gehäuse des Abförder­ mittels sind unterhalb der Ebene der Austragsöffnung 26 zwei Pegelmeßgeräte 30 und 31 angeordnet, welche den Wasserstand im Förderer erfassen. Sobald der Pegel den durch das Pegel­ meßgeräte 31 erfaßten Grenzwert erreicht, muß Preßluft über eine Leitung 32 in das Gehäuse 19 eingepreßt werden, um auf diese Weise den Wasserspiegel abzusenken. Zur Regelung der erforderlichen Preßluftmenge dient der untere der beiden Pegelmeßgeber, welcher in Fig. 2 mit 30 bezeichnet ist. Sobald der Wasserstand dieses Niveau erreicht hat, wird die Zufuhr von Preßluft über die Leitung 32 wiederum abgestellt, um Ausbläser zu vermeiden.

Die rückwärtige Stirnwand 25 des Gehäuses 19 kann öffenbar oder abnehmbar ausgebildet sein, um einen voll­ ständigen Ausbau des Förderbandes bzw. des im Gehäuse ent­ haltenen Fördermittels zu ermöglichen. Das Gehäuse des Fördermittels ist vorteilhaft als Rahmen des Fördermittels ausgebildet.

Der Ausbau, welcher an die Schildschwanzdichtung an­ schließt, wird von Ausbausegmenten gebildet, welche über eine Rollenbahn 33 vorgebracht werden können. Es kann jedoch auch Ortsbetonausbau verwendet werden. Zum Ausrichten und Setzen der einzelnen Ausbausegmente sind Erektoren 34 vorgesehen, welche über Rollen 35 an einer Fahrbahn 36 im Inneren von bereits ausgebauten Ringen verfahrbar sind. Es sind weiters Positionier-Zylinderkolbenaggregate 37 vorgesehen, über welche die Tübbingsegmente in die richtige Position für den Ausbau gebracht werden können.

Die Zellradschleuse 28 kann zu Wartungszwecken von dem Austragsende 26 des Gehäuses 19 des Abfördermittels abge­ nommen werden, wobei in diesem Falle aus Sicherheitsgründen der Schieber 27 geschlossen werden kann.

Claims (9)

1. Schildvortriebsmaschine mit einem rotierenden Vor­ triebswerkzeug und kontinuierlichen Abfördermitteln für das abgebaute Material, wobei der Arbeitsraum des Vortriebswerk­ zeuges über eine druckfeste, vom Abfördermittel durchsetzte Wand von einem hinteren Bereich getrennt ist und das Ab­ fördermittel in einem druckfesten Gehäuse angeordnet ist, welches dichtend an die Trennwand anschließt, wobei die Austragsöffnung des Abfördermittels eine Druckschleuse oder einen Schieber aufweist und an das Gehäuse des Abförder­ mittels wenigstens eine Druckluftleitung anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (19) des Abförder­ mittels (16) an wenigstens einer unterhalb der Austrags­ öffnung (26) gelegenen Stelle ein Pegelmeßgerät (30, 31) für die Erfassung eines Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist und daß die Druckluftzufuhr in Abhängigkeit vom Pegelmeßwert steuerbar ist.

2. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Ebene der Austragsöffnung (26) des Fördermittels (16) zwei Pegelmeßgeräte (30, 31) in Abstand voneinander angeordnet sind.

3. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (16) in Richtung seiner Längsachse verschiebbar gelagert ist und daß das Dichtelement zwischen druckfester Trennwand (15) und Gehäuse (19) des Abfördermittels (16) als das Gehäuse umgreifender Dichtring bzw. als Dichtmanschette (18) ausgebildet ist.

4. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstelle des Gehäuses (19) des Abfördermittels (16) an die Trennwand (5) als an die Trennwand dichtend angeschlossener Stutzen (17) ausgebildet ist und daß eine zum Arbeitsraum öffnende Rückschlagklappe (20) im Bereich der Anschlußstelle schwenkbar angelenkt ist.

5. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (21) der Rückschlag­ klappe (20) an der Anschlußstelle außerhalb des Querschnittes des Gehäuses (19) bzw. des Bordbleches des Abfördermittels (16) und oberhalb desselben angeordnet ist.

6. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Austragsöffnung (26) des Fördermittels (16) eine Zellradschleuse (27) ange­ schlossen ist.

7. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfördermittel (16) als Ketten- oder Bandförderer ausgebildet ist.

8. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Arbeitsraum abgewandte Stirnende (25) des Gehäuses (19) von einem lösba­ ren oder öffenbaren Wandteil gebildet ist.

9. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (16) mittels eines Erektors (34) aus- und einbaubar ist.