DE3741954A1

DE3741954A1 - Advance machine for shield advance in tunnel construction in unstable ground and method for shield advance using such a machine

Info

Publication number: DE3741954A1
Application number: DE19873741954
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Philipp Holzmann AG
Current assignee: Philipp Holzmann AG
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1989-06-22

Abstract

In an advance machine for shield advance in tunnel construction in unstable ground, the intention is to make support in the longitudinal axis of the tunnel lining unnecessary and thus to make the tunnel construction more economical in terms of costs and working time, for which reason the shield consists of two shield parts (1, 2) which can be displaced in relation to one another in the advance direction and can be supported independently of one another against the excavation cross-section by bracing. The invention also relates to a method for shield advance using an advance machine of the said type. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art und ein Vortriebsverfahren, bei dem eine solche Maschine verwendet wird.The invention relates to a tunneling machine in Preamble of claim 1 specified type and Tunneling method using such a machine becomes.

Vortriebsmaschinen der genannten Art wurden bisher meistens einteilig ausgebildet und enthielten einen Schild mit Schildschneide, mit zylindrischem Schildmantel, mit hydraulischen Vorschubpressen, mechanischen Vorrichtungen zur Stützung der Ortsbrust bzw. einer Kammer zur Aufnahme des Stützmediums, mechanische bzw. hydraulische Bodenabbau geräte, gegebenenfalls einen Erektor für die Tübbingmontage oder Nachlaufschalung für die Ortbetonauskleidung und einen Nachläufer für Hilfsaggregate. (Handbuch "Tunnelbau" Band 1979, Kapitel F "Maschinen und Geräte", Seiten 275 bis 302, und Band 1987, Kapitel II "Tunnelvortriebs maschinen und ihr Einsatz in Lockergestein", Seiten 103 bis 138).So far, tunneling machines of the type mentioned have mostly been formed in one piece and included a label Shield cutting edge, with cylindrical shield sheath, with hydraulic feed presses, mechanical devices to support the working face or a chamber for admission of the support medium, mechanical or hydraulic soil degradation devices, possibly an erector for the tubbing assembly or trailing formwork for the in-situ concrete lining and a trailer for auxiliary units. (Manual "Tunneling" Volume 1979, Chapter F "Machines and Devices", pages 275 to 302, and Volume 1987, Chapter II "Tunneling machines and their use in loose rock ", pages 103 to 138).

Beim Auffahren im standfesten Gebirge braucht der entstehen de Hohlraum nicht oder nicht sofort durch einen Ausbau, z.B. Tübbinge, gesichert zu werden. Die Maschine wird dann in der Regel beim Bohren seitlich gegen das Gestein verspannt. Maschinen und Verfahren dieser Art sind bekannt. In nicht standfesten Böden muß der aufgefahrene Tunnelquer schnitt jedoch sofort gesichert werden, was in der Regel durch den Einbau von Tübbings noch im Bereich des Schild schwanzes erfolgt. Gegen diese Tunnelauskleidung stützt sich die Maschine beim Vortrieb nach dem heutigen Stand der Technik mit hydraulischen Pressen ab, die während des Einbaus der Tunnelauskleidung jeweils eingefahren werden.It needs to arise when driving up in stable mountains de no cavity or not immediately due to expansion, e.g. Segments to be secured. The machine will then usually when drilling sideways against the rock tense. Machines and processes of this type are known. The opened tunnel cross must be in non-stable soils However, what is usually backed up immediately by installing tubbings in the area of the sign tail is done. It supports against this tunnel lining the machine is moving at the current level the technology with hydraulic presses that during the installation of the tunnel lining will.

In der Vergangenheit wurden bereits Ausführungen bekannt, bei denen auch in Verbindung mit Schildvortrieb in nicht standfesten Böden die Auskleidung in Ortbeton erfolgte. Dies brachte jedoch erhebliche Probleme bei der Abstützung der Vortriebspressen mit sich, da der frische Beton nicht tragfähig ist und die Vortriebskräfte erst in einem bestimmten Bereich hinter der Ortsbrust auf die Tunnelauskleidung abgegeben werden können. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich beim Ausbau mit Wellentübbings, wie dies z.B. bei Tunnelbauten im Bergsenkungsgebiet erfolgt. Wenn eine derartige Auskleidung mit einer Schild vortriebsmaschine kombiniert wird, ergeben sich ebenfalls relativ große Probleme mit der Ableitung der Vortriebskräf te. ("Technischer Bericht" der Philipp Holzmann AG, "Tunnelbau in Stahlbauweise" am Beispiel Stadtbahnbau Gelsenkirchen im Bergsenkungsgebiet).In the past, versions were already known where also in connection with shield jacking in not stable floors, the lining was made of in-situ concrete. However, this brought considerable problems in the support of the jacking presses because the fresh concrete is not sustainable and the propulsive forces only in a certain area behind the face on the Tunnel lining can be delivered. Similar Difficulties arise when expanding with wave tubbings, like this e.g. for tunnel construction in the subsidence area he follows. If such a lining with a shield tunneling machine is also combined relatively big problems with the derivation of the jacking force te. ("Technical Report" from Philipp Holzmann AG, "Tunnel construction in steel construction" using the example of light rail construction Gelsenkirchen in the subsidence area).

Ein Nachteil des Schildvortriebes besteht dann darin, daß bei Ortbetonauskleidungen, metallischen Wellenprofilen u.Ä. und gegebenenfalls auch bei anderen Tübbingauskleidun gen (Stahlbeton-Gußeisentübbings) bislang zum Teil erheb liche Verstärkungen allein für die Bedürfnisse der Baudurch führung erforderlich werden, die zu unwirtschaftlichen Lösungen führen.A disadvantage of shield driving is then that with in-situ concrete linings, metallic wave profiles etc. and possibly also with other tubbing linings gene (reinforced concrete cast iron tubbing) up to now partly raised reinforcements solely for the needs of the construction leadership will be required, which is too uneconomical Lead solutions.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vortriebsmaschine und ein Verfahren unter Verwendung einer solchen zu schaffen, die diese Nachteile vermeiden und bei denen keine Abstützung der Vortriebsmaschine geqen die Tunnelauskleidung erforderlich ist.The invention is therefore based on the object Tunneling machine and method using it to create one that avoids these disadvantages and where there is no jacking machine support geqen the tunnel lining is required.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vortriebsmaschine aus zwei in Vortriebsrichtung gegeneinander verschiebbaren, unabhängig voneinander, vorzugsweise horizontal gegen den Ausbruchsquerschnitt durch Verspreizung abstützbaren Schildteilen besteht. Diese Lösung wird hier erstmals für den Tunnelbau in nicht standfesten Böden vorgeschlagen.According to the invention, this object is achieved by that the tunneling machine from two in the direction of advance mutually displaceable, independently of one another, preferably horizontally against the excavation cross section there are shield parts that can be supported by expansion. This solution is used here for the first time for tunnel construction non-stable floors suggested.

Nach weiterer Ausgestaltung dieser Erfindung werden die Funktionen nebst den hierfür erforderlichen Maschinen und Geräten sinnvoll auf die beiden Schildteile aufgeteilt.After further development of this invention the functions in addition to the machines required for this and devices sensibly divided between the two shield parts.

Ein weiterer wesentlicher Teil der Erfindung besteht in einem Verfahren zum Schildvortrieb beim Tunnelbau unter Verwendung einer solchen Vortriebsmaschine, wobei in einem ersten Arbeitstakt der vordere Schildteil nicht gespreizt, der hintere Schildteil gespreizt und der vordere Schildteil vorgetrieben wird, und anschließend in einem zweiten Arbeitstakt der vordere Schildteil gespreizt, der hintere Schildteil nicht gespreizt und der hintere Schildteil nachgeschoben oder nachgezogen wird.Another essential part of the invention is in a procedure for shield driving in tunnel construction using such a tunneling machine, wherein the front part of the shield is not in a first work cycle spread, the rear part of the shield spread and the front shield part is driven, and then the front part of the shield in a second cycle spread, the rear part of the shield not spread and the rear part of the shield pushed or pulled becomes.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing is an embodiment of the invention for example.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 und 2 die zwei Arbeitstakte eines Verfahrens unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vortriebsmaschine in einer schematischen Draufsicht auf die Vortriebsmaschine. Fig. 1 and 2, the two working strokes of a method using the tunneling machine according to the invention in a schematic plan view of the tunneling machine.

In der Zeichnung bezeichnet 1 den vorderen Schildteil mit der Spreizung 1 a. Mit 2 ist der hintere Schildteil mit der Spreizung 2 a bezeichnet. Nach Fig. 1 ist die vordere Spreizung 1 a in Pfeilrichtung 3 eingefahren, die hintere Spreizung 2 a in Pfeilrichtung 4 ausgefahren und der vordere Schildteil 1 wird in Pfeilrichtung 5 vorgetrieben. Die Spreizungen 1 a, 2 a sind als spreizbare Schildmantelteile ausgebildet.In the drawing, 1 denotes the front part of the shield with the spread 1 a . With 2 the rear part of the shield is designated with the spread 2 a . According to Fig. 1, the front spreading a 1 is retracted in the direction of arrow 3, the rear spreading 2a extended in the direction of arrow 4 and the front shield member 1 is driven in the arrow direction. 5 The spreads 1 a , 2 a are designed as expandable shield shell parts.

Nach Fig. 2 ist die vordere Spreizung 1 a in Pfeilrichtung 4 ausgefahren und die hintere Spreizung 2 a in Pfeilrichtung 3 eingefahren. In diesem Zustand kann der hintere Schildteil 2 in Pfeilrichtung 5 nachgezogen oder nachgeschoben werden.According to FIG. 2, the front spreading 1a is extended in the direction of arrow 4 and the rear spreading a 2 retracted in direction of arrow 3. In this state, the rear shield part 2 can be pulled or pushed in the direction of the arrow 5 .

Es ist ersichtlich, daß durch diese Vortriebsmaschine und das zugehörige Verfahren die Aufgabe gelöst und insbesondere eine wirtschaftliche Methode des Schildvor triebs geschaffen wird.It can be seen that through this tunneling machine and the associated method solved the task and especially an economical method of shielding drive is created.

Claims

1. tunneling machine for shield tunneling during tunnel construction in non-stable soils, characterized in that the shield consists of two mutually displaceable in the direction of advance against each other, independently of each other against the excavation cross-section by spreading shield parts ( 1 , 2 ).

2. tunneling machine according to claim 1, characterized in that the shield parts ( 1 , 2 ) are horizontally spread.

3. tunneling machine according to claim 1 or 2, characterized in that the front shield part ( 1 ) contains the functions of soil removal, breast support for water and soil and abutment for the rear shield part ( 2 ) and the necessary machinery and equipment.

4. boring machine according to claim 3, characterized in that the rear shield part ( 2 ) press the functions of propulsion, optionally erector, cavity compression and abutment for the front shield part ( 1 ) and the necessary machinery and equipment.

5. tunneling machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the two plate parts (1, 2) extendable and retractable, spreadable against the onset cross-section shield shell parts (1 a, 2 a) have.

6. boring machine according to claim 5, characterized in that the shield shell parts ( 1 a , 2 a ) are horizontally retractable and extendable.

7. A method for shield driving in tunnel construction using a tunneling machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that in a first working cycle the front shield part ( 1 ) is not spread against the excavation cross section, the rear shield part ( 2 ) spread against the excavation cross section and the front part of the shield ( 1 ) is axially bened and then in a second working cycle the front part of the shield ( 1 ) is spread against the cut-out cross-section, the rear part of the shield ( 2 ) is not spread against the cut-out cross-section and the rear part of the shield ( 2 ) is pushed or pulled axially becomes.

8. The method according to claim 7, characterized in that in the first working cycle, a spread ( 1 a) of the front shield part ( 1 ) is retracted and a spread ( 2 a ) of the rear shield part ( 2 ) is extended, and that in the second working cycle, the spread ( 1 a ) of the front shield part ( 1 ) is extended and the spread ( 2 a ) of the rear shield part ( 2 ) is retracted.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the shield parts ( 1 , 2 ) are spread horizontally.