DE3723427C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schildvortriebsmaschine
mit einem rotierenden Vortriebswerkzeug und kontinuierlichen
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 druckfesten
Gehäuse angeordnet ist, welches dichtend an die
Trennwand anschließt, wobei die Austragsöffnung des insbesondere
von der Sohle ausgehend ansteigend ausgebildeten
Abfördermittels eine Druckschleuse oder einen Schieber
aufweist und an das Gehäuse des Abfördermittels wenigstens
eine Druckluftleitung angeschlossen ist.
Aus der DE-OS 16 58 757 ist es beispielsweise bekanntgeworden,
in den oberen Bereich der Abbaukammer und in die
Förderröhren der Abförderer einer Schildvortriebsmaschine
Druckluft einzuleiten, um den den Schneidkopf umfassenden
Tunnelabschnitt unter erhöhtem und regulierbaren 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 Vortriebswerkzeuge
in einem geschlossenen Schildraum anzuordnen, in
welchen Stützflüssigkeit eingepreßt wird. Als Stützflüssigkeit
wird bei bekannten Ausbildungen Wasser oder eine Bentonit-Suspension
verwendet, wobei die Konsistenz der Stützflüssigkeit
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 derartige
Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 34 18 180
bekanntgeworden, wobei hier das mit Stützflüssigkeit vermengte
abgebaute Bodenmaterial über eine Transportvorrichtung
durch die dichtende Trennwand hindurch in eine zweite druckfest
abgeschlossene Kammer verbracht wird, in welcher eine
weitgehende Vortrennung der Stützflüssigkeit von dem abgebauten
Bodenmaterial vorgenommen wird, bevor das Hochpumpen bzw.
Hochfördern des abgebauten Materials zur Erdoberfläche
vorgenommen wird.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine einfache Schildvortriebsmaschine
der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei
bei welcher 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 steuerbar ist. Dadurch, daß im
Gehäuse des Abfördermittels wenigstens ein Pegelmeßgerät
angeordnet ist, läßt sich der Flüssigkeitsstand des hereinbrechenden
Grundwassers kontinuierlich 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 Trennwand abgetrennten
Arbeitsraum des Vortriebswerkzeuges der entsprechende Gegendruck
aufbauen, mit welchem hereindrückendes 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
meßgerät 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 (7)
1. Schildvortriebsmaschine mit einem rotierenden Vortriebswerkzeug
und kontinuierlichen 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 druckfesten Gehäuse angeordnet ist,
welches dichtend an die Trennwand anschließt, wobei die
Austragsöffnung des insbesondere von der Sohle ausgehend ansteigend
ausgebildeten Abfördermittels eine Druckschleuse
oder einen Schieber aufweist und an das Gehäuse des Abfördermittels
wenigstens eine Druckluftleitung angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (19) des Abfördermittels
(16) an einer unterhalb der Austragsöffnung
(26) gelegenen Stelle wenigstens 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 Rückschlagklappe
(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) angeschlossen
ist.
7. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfördermittel (16)
als Ketten- oder Bandförderer ausgebildet ist.
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