DE3800046C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vortriebseinrichtung zum Auffahren eines Kalottenschlitzes, bestehend aus einem bogenförmigen Träger, der auf seitlich angeordneten Schienen auf der vorbereiteten Sohle verfahrbar und über hydraulische Kolben-Zylindereinheiten heb- und senkbar ist und in Vortriebsachsrichtung verschiebbare, den Schild bildende Vortriebsbohlen trägt, wobei die Vortriebsbohlen über hydraulische Zylinder-Kolbeneinheiten gegen das Gebirge und gegen Ausbaublöcke verspannbar sind und im Schutze des Schilds der Ausbau eingebracht wird.

Die Erfindung kann vorteilhaft zur Herstellung eines Kalottenschlitzes für Eingewölbe-Untergrundbahnhöfe in nicht standfesten Böden eingesetzt werden, bei denen die ständige Abstützung der Firste bis zum Einbringen des Ausbaus mit Fertigteilen aus Stahlbeton erforderlich ist.

Eine Schildvortriebseinrichtung mit den oben angeführten Merkmalen ist aus der DE-C-19 42 759 bekannt. Diese Vortriebseinrichtung weist ein steifes Gerüst auf, so daß die den Schild bildenden Vortriebsbohlen nur gemeinsam mit dem Gerüst in vertikaler Richtung verschiebbar sind. Es sind daher für die Einbringung der Auskleidung zusätzliche Vorrichtungen erforderlich, und es ist mit dieser Einrichtung nicht möglich, die Auskleidungsblöcke direkt ohne Abstand zum freigeschnittenen Kalottenschlitzausbruch einzubauen.

Aus der älteren, nicht vorveröffentlichten DE-A-37 26 846 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbrechen und/oder Ausbauen von Stollen oder Tunneln bekannt. Gemäß dem Verfahren werden von Stützrahmen oder Führungsbögen abgestützte Messer nacheinander vorgetrieben, und nach dem Vortrieb aller Messer schreiten die Stützrahmen weiter. Um die Aufgabe zu lösen, die Stollen ohne störende Vorrichtungsteile und aufwendige Stützrahmen ausbrechen bzw. ausbauen zu können, werden bei ruhendem System oder nach dem Vorschub aller Messer diese derart in gegenseitige, selbstragende Seitenlage gebracht, daß die Stützrahmen abgesenkt und weiterschreiten und dann wieder angehoben werden können. Um ein derartiges Verfahren zu ermöglichen, stützen sich bei der Vorrichtung, die in Form einer Haube angeordnete Messer und die Messer abstützende Führungsbögen aufweist, die Messer bei ruhendem System gegenseitig über seitliche Stützorgane ab und sind ohne sohlenseitige Verbindung selbsttragend.

Aus der SU-A-10 84 449 ist eine Vorrichtung zur Herstellung und zum Ausbau eines Kalottenschlitzes bekannt, die einen Tragrahmen mit Stützelementen an seinen Enden und Vortriebsbohlen aufweist, die auf dem Tragrahmen in Richtung von der Kalotte weg waagerecht bewegbar montiert sind.

Der Einsatz dieser Vorrichtung zur Herstellung eines Kalottenschlitzes hat jedoch den Nachteil, daß man die Ortsbrust mittels Brustverbauplatten abstützt, die zusammen mit den Stützelementen den Abbauraum versperren. Unter diesen Bedingungen ist man auf einen manuellen Abbau des Gesteins angewiesen, weil die Anwendung von mechanisierten Aggregaten dafür unmöglich ist. Zum anderen ist der Vorschub dieser bekannten Ausbauvorrichtung gegen die Ortsbrust nicht mechanisiert, weil die Umstellung der Stützelemente beim Rücken des Ausbaus in die neue Arbeitsstellung von Hand erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schildvortriebseinrichtung zum Auffahren eines Kalottenschlitzes der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine bewegliche Verbindung zwischen Schild und Rahmen in vertikaler Richtung und ein mechanisierter Ausbau direkt an der freigeschnittenen Firste möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Schildvortriebseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorzugsweise kann jede Zylinder-Kolbeneinheit einen mit seinem Gehäuse am bogenförmigen Träger angelenkten, vertikal angeordneten Hydraulikzylinder und eine Zugstange enthalten, deren eines Ende gelenkig mit der Kolbenstange des Hydraulikzylinders und deren anderes Ende gelenkig mit dem Tragrahmen verbunden ist.

Durch diese konstruktive Ausführung der Zylinder-Kolbeneinheiten kann die Belastung des Tragrahmens bei dessen Rücken von der Kalotte weg in die neue Arbeitsstellung in Abhängigkeit vom Gebirgsdruck reguliert werden.

Um Horizontalkräfte auf den bogenförmigen Träger beim Rücken des Tragrahmens in eine neue Arbeitsstellung übertragen zu können, ist vorteilhafterweise im bogenförmigen Träger im Bereich der Verbindung mit dem Tragrahmen eine Führung vorgesehen, in der die Zugstange der Zylinder-Kolbeneinheit geführt wird. Außerdem sichert diese Führung eine genau senkrechte Verschiebung des Tragrahmens gegenüber dem bogenförmigen Träger.

Die Schildvortriebseinrichtung zum Auffahren eines Kalottenschlitzes gestattet es, den Rückvorgang der Einrichtung zu mechanisieren und dabei schwere körperliche Arbeit des Bedienungspersonals auszuschließen sowie einen gefahrlosen Arbeitsbereich für das Personal zu gewährleisten. Darüber hinaus erlaubt es die Einrichtung, das Auffahren des Kalottenschlitzes und das Einbringen des Ausbaus, zudem direkt unter der Decke, durch die gleiche Einrichtung durchzuführen, was zeit- und kostensparend ist.

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schildvortriebseinrichtung zum Auffahren eines Kalottenschlitzes in Gesamtansicht von der Ortsbrustseite her,

Fig. 2 den Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 den Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 die Anordnung der Schildvortriebseinrichtung beim Abbau von Gestein,

Fig. 6 die Anordnung der Schildvortriebseinrichtung, bei deren Rücken in eine neue Arbeitsstellung.

Die Schildvortriebseinrichtung zum Auffahren eines Kalottenschlitzes umfaßt einen Tragrahmen 1 (Fig. 1) mit Stützelementen 2 an seinen Enden. Der Tragrahmen 1 ist im Bereich der Stützelemente 2 mit einem Mittel zur senkrechten Verschiebung des Tragrahmens 1 versehen. Im konkreten Ausführungsbeispiel des Ausbaus für den Kalottenschlitz ist das Mittel zur senkrechten Verschiebung des Tragrahmens 1 als hydraulische Kolben-Zylindereinheit 3 ausgeführt.

Auf dem Tragrahmen 1 sind Vortriebsbohlen 4 montiert, welche in Richtung von der Kalotte weg waagerecht bewegbar sind. Die Vortriebsbohlen 4 werden mit Hilfe von Hydraulikzylindern 5 ausgefahren (Fig. 2). Das Gehäuse jedes Hydraulikzylinders 5 ist am Tragrahmen 1 gelenkig befestigt und seine Kolbenstange ist gelenkig an einer Vortriebsbohle 4 angebracht. Die Anzahl der Hydraulikzylinder 5 ist der Anzahl der Vortriebsbohlen 4 gleich.

Zum Rücken des Ausbaus dienen hydraulische Zylinder-Kolbeneinheiten 6 (Fig. 3), deren Gehäuse am Tragrahmen 1 befestigt sind und deren Kolbenstangen so angeordnet sind, daß sie sich an den Auskleidungsblöcken 7 abstützen können.

Außerdem sind am Tragrahmen 1 weitere gegen die Ortsbrust abstützbare hydraulische Kolben-Zylindereinheiten 8 (Fig. 4) mit ihren Gehäusen befestigt, die entgegengesetzt zu den Zylinder-Kolbeneinheiten 6 (Fig. 3) wirken und, deren Kolbenstangen sich an der Ortsbrust abstützen können.

Die Schildvortriebseinrichtung weist einen bogenförmigen Träger 9 (Fig. 1) auf, der sich unter dem Tragrahmen 1 befindet. Der bogenförmige Träger 9 ist durch mindestens zwei, im konkreten Ausführungsbeispiel sind es vier, hydraulische Kolben-Zylindereinheiten 10 mit dem Tragrahmen 1 verbunden. Der bogenförmige Träger 9 ist mittels Stützwagen 11 auf Schienen 12 gelagert, die entlang der Sohle des vorbereiteten Stütztunnel 13 verlegt sind, und weist eine Hebevorrichtung (nicht dargestellt) auf, mit deren Hilfe er gegenüber den Schienen 12 in vertikaler Richtung gehoben und gesenkt werden kann.

Jede hydraulische Zylinder-Kolbeneinheit 10 (Fig. 5) enthält einen vertikal angeordneten Hydraulikzylinder 14, dessen Gehäuse am bogenförmigen Träger 9 gelenkig befestigt ist, und eine Zugstange 15. Ein Ende der Zugstange 15 ist gelenkig mit der Kolbenstange 16 des Hydraulikzylinders 14 und das andere Ende gelenkig mit dem Tragrahmen 1 verbunden.

Die Zugstange 15 ist in einer Führung 17 angeordnet, die im bogenförmigen Träger 9 im Bereich ihrer Verbindung mit dem Tragrahmen 1 ausgebildet ist.

Sämtliche Kolben-Zylindereinheiten 10 (Fig. 1) sind gleichmäßig über die Länge des bogenförmigen Trägers 9 verteilt angeordnet. Dies bewirkt eine gleichmäßige Verteilung der Belastung.

Der bogenförmige Träger 9, an dem das Aggregat (nicht dargestellt) zur Herstellung des Kalottenschlitzes geführt ist, besteht aus Über- und Untergurten mit Rollbahnen für den Transport und den Einbau der Auskleidungsblöcke 7 (Fig. 2), wobei das Fräserarbeitsorgan 18 (Fig. 5) des Aggregates zur Herstellung des Kalottenschlitzes über den bogenförmigen Träger 9 bewegbar ist. Je nach Art des vorgesehenen Abbaus können ein oder zwei Fräserarbeitsorgane 18 vorgesehen sein.

Die Schildvortriebseinrichtung zum Auffahren und Ausbau eines Kalottenschlitzes arbeitet wie folgt.

In der Ausgangsstellung ist der bogenförmige Träger 9 (Fig. 1, Fig. 5) über die Stützwagen 11 auf den Schienen 12 in den Stütztunnels 13 gelagert, d. h. er befindet sich gegenüber dem Tragrahmen 1 in abgesenkter Stellung (in Fig. 1 mit einer Strichlinie angedeutet). Der Tragrahmen 1 stützt sich dabei mit seinen Stützelementen 2 an den Betonfundamenten in den Stütztunnels 13 ab, wobei seine Lage bezüglich des bogenförmigen Trägers 9 mit Hilfe der hydraulischen Kolben-Zylindereinheiten 10 festgelegt ist. Die Vortriebsbohlen 4 (Fig. 6) sind in Richtung der Ortsbrust vorgeschoben, berühren diese jedoch nicht und schaffen somit einen Sicherheitsabstand für das Fräserarbeitsorgan 18 (Fig. 5).

Im Schutz der Vortriebsbohlen 4 (Fig. 2) verlegt man auf dem bogenförmigen Träger 9 einen Satz Auskleidungsblöcke 7 ohne Schlußblock. Dieser Satz Auskleidungsblöcke ist der Form des Gewölbes des Kalottenschlitzes angepaßt. Danach hebt man mit Hilfe der Hebevorrichtung (nicht dargestellt) den bogenförmigen Träger 9 (Fig. 1) über die Schienen 12 an und reguliert gleichzeitig mittels der Hydraulikzylinder 14 (Fig. 5) und den Zugstangen 15 die Lage des Tragrahmens 1. Zusammen mit dem bogenförmigen Träger 9 wird auch der auf ihm liegende Satz der Auskleidungsblöcke 7 angehoben und an die untere Fläche der Vortriebsbohlen 4 gepreßt (Fig. 2).

Die Kolben-Zylindereinheiten 6 (Fig. 3) zum Rücken werden eingeschaltet und pressen mit ihren Kolbenstangen jedes Paar der Auskleidungsblöcke 7 an den vorher verlegten und befestigten Teil der Auskleidung. Dabei werden zur Aufnahme der Reaktionskräfte, die beim Anpressen der neu zu verlegenden Auskleidungsblöcke 7 auftreten, die an der Ortsbrust abstützbaren Kolben-Zylindereinheiten 8 (Fig. 4) benutzt, deren Kolbenstangen bis zum Anschlag an der Ortsbrust ausgefahren werden, wodurch die Auskleidungsblöcke 7 zusätzlich gehalten werden.

In der gegenüber den Schienen 12 (Fig. 1) angehobenen Stellung des bogenförmigen Trägers 9 beginnt man mit dem Abbau des Gesteins mittels des Fräserarbeitsorgans 18 (Fig. 5), das sich über den bogenförmigen Träger 9 aus einem seitlichen Stütztunnel 13 (Fig. 1) bewegt.

Sobald die Ortsbrust in der Breite einer Vortriebsbohle 4 abgebaut ist (Fig. 5), das Fräserarbeitsorgan 18 ist dabei über dessen Abmessung hinausgeführt, schaltet man den entsprechenden Hydraulikzylinder 5 ein und schiebt diese Vortriebsbohle 4 an die Ortsbrust vor. Die Vortriebsbohle 4 verläßt folglich den Raum über dem zu verlegenden Auskleidungsblock 7 und unterdeckt somit den neu aufgefahrenen Gewölbebereich.

So erfolgt eine allmähliche, mit dem Abbau der Ortsbrust fortschreitende Abdeckung des Gewölbes durch die Vortriebsbohlen 4 über die ganze Abbaufront. Nach Ausfahren sämtlicher Vortriebsbohlen 4 wird in der Mitte des Gewölbes der Auskleidungsschlußblock (nicht dargestellt) mittels Sonderpressen (nicht dargestellt) eingedrückt.

Daraufhin wird der bogenförmige Träger 9 mittels der Hebevorrichtung (nicht dargestellt) auf die Schienen 12 (Fig. 1) der Stütztunnel 13 abgesenkt. Der bogenförmige Träger 9 ist in bezug auf den Tragrahmen 1 abgesenkt, wobei die gegenseitige Stellung mittels der Kolben-Zylindereinheiten 10 reguliert wird. Der Tragrahmen 1 bleibt dabei in der oberen Lage.

Dann wird das als Zylinder-Kolbeneinheit 3 ausgeführte Mittel zur vertikalen Bewegung des Tragrahmens 1 abgeschaltet und somit der Tragrahmen 1 freigegeben.

Daraufhin schiebt man den Tragrahmen 1 vor, indem die Kolben-Zylindereinheit 6 (Fig. 6) zum Rücken betätigt wird, wobei sich diese gegen die verlegten Auskleidungsblöcke 7 abstützt. Dabei werden die Kolben-Zylindereinheiten 8 (Fig. 4) entlastet.

Gleichzeitig erfolgt durch die Hydraulikzylinder 14 und die Zugstangen 15 der Kolben-Zylindereinheiten 10 (Fig. 5) das Rücken des bogenförmigen Trägers 9 in die neue Arbeitsstellung.

Der Zyklus wiederholt sich.

Claims (3)

1. Schildvortriebseinrichtung zum Auffahren eines Kalottenschlitzes, bestehend aus einem bogenförmigen Träger (9), der auf seitlich angeordneten Schienen (12) auf der vorbereiteten Sohle verfahrbar und über hydraulische Kolben-Zylindereinheiten (3) heb- und senkbar ist und in Vortriebsachsrichtung verschiebbare, den Schild bildende Vortriebsbohlen (4) trägt, wobei die Vortriebsbohlen (4) über hydraulische Zylinder-Kolbeneinheiten gegen das Gebirge und gegen Ausbaublöcke (7) verspannbar sind und im Schutze des Schildes der Ausbau eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem bogenförmigen Träger (9) und den Vortriebsbohlen (4) ein weiterer bogenförmiger Tragrahmen (1) vorgesehen ist, an dem sich die Vortriebsbohlen (4) abstützen, daß die hydraulischen Zylinder-Kolbeneinheiten (3) an den Enden des bogenförmigen Tragrahmens (1) angeordnet sind und daß der Tragrahmen (1) am Träger (9) über zumindest zwei in diesem geführte vertikal angeordnete hydraulische Zylinder-Kolbeneinheiten (10) heb- und senkbar abgestützt und mit dem Träger (9) verfahrbar ist.

2. Schildvortriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zylinder-Kolbeneinheit (10) einen mit seinem Gehäuse am bogenförmigen Träger (9) angelenkten, vertikal angeordneten Hydraulikzylinder (14) und eine Zugstange (15) aufweist, deren eines Ende gelenkig mit der Kolbenstange (16) des Hydraulikzylinders (14) und deren anderes Ende mit dem Tragrahmen (1) gelenkig verbunden ist.

3. Schildvortriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Träger (9) im Bereich der Verbindung mit dem Tragrahmen (1) eine Führung (17) aufweist, in der die Zugstange (15) geführt ist.