DE3826772A1 - Vortriebseinrichtung fuer den schildvortrieb oder fuer rohrvorpressbetriebe mit hydraulischer foerdereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vortriebseinrichtung für den Schildvortrieb oder für Rohrvorpreßbetriebe, mit einer in der Abbaukammer eines vorpreßbaren Schildrohres arbeiten­ den Abbauvorrichtung, mit einer die Abbaukammer abschotten­ den Trennwand, mit einer hydraulischen Fördereinrichtung für die Abförderung des Abbaumaterials aus der Abbaukam­ mer, wobei die Abförderleitung der hydraulischen Förder­ einrichtung durch die Trennwand hindurch mit der Abbau­ kammer verbunden ist, mit mindestens einer Zuführungs­ leitung zur Zuführung von Wasser und/oder Stützflüssig­ keit und/oder Druckluft in die Abbaukammer, und mit ei­ nem durch die Trennwand durchgeführten mechanischen Ab­ zugsförderer für den Abzug von Abbaumaterial aus der Ab­ baukammer und für die Übergabe des Abbaumaterials in ei­ nen Auffangbehälter.

Bei einer bekannten Schildvortriebseinrichtung dieser Art (DE-GM 85 30 392) wird mit Hilfe des aus einer Förder­ schnecke bestehenden mechanischen Abzugsförderers das hydraulisch nicht abförderbare Grobgestein aus der Ab­ baukammer abgezogen und einem Brechraum zugeführt, in dem es mit Hilfe eines Gesteinsbrechers zerkleinert wird. Das zerkleinerte Gesteinsmaterial gelangt dann hinter dem Brecheraustrag in die hydraulische Abförderleitung, so daß es mit dem Bodenmaterial aus der Abbaukammer abgepumpt wer­ den kann.

Bei einer anderen Schildvortriebseinrichtung der genannten Art wird als mechanischer Abzugsförderer ein Kettenförde­ rer eingesetzt, mit dem das Gemisch aus Bodenmaterial und Wasser bzw. Stützflüssigkeit aus der Abbaukammer in einen Druckluft-Speicherraum abgezogen wird, wo größere Steine ausgesondert und mechanisch zerkleinert werden (DE-OS 36 23 283). Das zerkleinerte Gut wird dann dem Gemisch wieder zugeführt und mit diesem über eine Förderleitung abgepumpt.

Ferner gehört ein Vortriebsschild zum Stand der Technik (DE-PS 35 37 593), der mit flüssigkeitsgestützter Orts­ brust und mit hydraulischer Bodenförderung arbeitet. Um den Vortriebsschild bei wechselnden Bodenarten einsetzen zu können, läßt er sich von hydraulischer Förderung auf eine mechanische Bodenförderung umrüsten, was durch Ein­ bau einer Förderschnecke in den im Schild eingebauten Schneckenzylinder geschieht.

Es ist im Stand der Technik ferner ein Vortriebsschild mit einem Fördersystem für die Bodenförderung vorgeschlagen worden, das aus einer Förderschnecke besteht, die das Bo­ denmaterial in Form eines Schlammes aus der abgeschotteten Abbaukammer abfördert. Dabei ist zusätzlich ein Austausch­ förderer, z.B. ein Kettenkratzförderer, vorgesehen, der dann zum Einsatz gebracht wird, wenn das Abfördern des Bodenmaterials mit Hilfe der Förderschnecke nicht möglich oder zweckmäßig ist. Der Austauschförderer ist im Schild so angeordnet, daß er sich bei Bedarf mit seinem vorderen Aufgabeende durch eine Wandöffnung der Trennwand in die Ab­ baukammer einführen läßt (DE-OS 36 27 270).

Schließlich ist es auch nicht mehr neu, das mittels eines Schneckenförderers aus der Abbaukammer abgezogene Boden­ material im Austragsbereich des Schneckenförderers über ein Sieb zu transportieren, wobei der Siebdurchgang in einen Sammelbehälter gelangt und aus diesem abgepumpt wird. Das grobe Gesteinsmaterial wird mittels eines Steinbrechers aufgebrochen und dem aus dem Sammelbehälter kommenden För­ derstrom zugeführt (DE-OS 35 37 780).

Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, eine Vortriebsein­ richtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die auch bei wechselnden Boden- bzw. Gesteinsverhältnissen eine zuver­ lässige hydraulische Abförderung des in der Abbaukammer anfallenden Abbaumaterials ermöglicht, auch dann, wenn der Schildvortrieb bzw. die Rohrvorpreßarbeit gegebenen­ falls auch ohne in der Abbaukammer befindliche Stützflüs­ sigkeit durchgeführt wird.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß der Auffangbehälter ein Aufbereitungsbehälter ist, der einerseits an eine Druckwasserzuleitung zur Her­ stellung eines pumpfähigen Gemischs und andererseits an die hydraulische Fördereinrichtung der Abbaukammer ange­ schlossen bzw. anschließbar ist. Vorzugsweise weist der Aufbereitungsbehälter im Bodenbereich eine mit der hydrau­ lischen Abförderleitung der Abbaukammer verbundene Anschluß­ leitung auf.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist also ein beson­ derer Aufbereitungsbehälter vorgesehen, in den der die Trennwand durchdringende mechanische Abzugsförderer, für den vorzugsweise ein Schneckenförderer verwendet wird, das in der Abbaukammer befindliche Abbaumaterial fördert, das dann im Aufbereitungsbehälter zu einem pumpfähigen Gemisch aufbereitet wird, welches sich mit Hilfe der hydraulischen Fördereinrichtung aus dem Aufbereitungsbehälter abziehen läßt. Da der Aufbereitungsbehälter an eine eigene Druck­ wasserzuleitung angeschlossen ist, kann ihm von dem me­ chanischen Abzugsförderer auch ein weitgehend wasserfreies Abbaumaterial oder ein Abbaumaterial mit einem für die hydraulische Spülförderung unzureichenden Wassergehalt zugeführt werden. Durch Wasserzugabe im Aufbereitungs­ behälter läßt sich in jedem Fall das zugeführte Abbau­ material zu einem gut pumpbaren Gemisch verarbeiten.

Mit der erfindungsgemäßen Vortriebseinrichtung ist eine hydraulische Abförderung des Bodenmaterials auch dann noch möglich, wenn sich der Vortrieb ohne Wasserzulauf oder Stützflüssigkeitszuführung zur Abbaukammer vollzieht. An­ dererseits kann aber auch bei Durchführung der Vortriebs­ arbeit mit Stützflüssigkeit (insbesondere Bentonitsuspen­ sion) und bei Druckluftzuleitung in die Abbaukammer mit unmittelbarer hydraulischer Abförderung des Gemischs aus der Abbaukammer gearbeitet werden. Dabei ist es auch mög­ lich, gleichzeitig mit hydraulischer und mechanischer Ab­ förderung zu arbeiten. Dies empfiehlt sich insbesondere auch dann, wenn das in der Abbaukammer anfallende Boden­ material größere Gesteinsbrocken einschließt, die sich nicht auf hydraulischem Wege abfördern lassen. Diese größe­ ren Gesteinsbrocken können dann auch ohne Unterbrechung der hydraulischen Förderarbeit aus der Abbaukammer in den Aufbereitungsbehälter abgezogen und in diesem entweder zer­ kleinert oder, was vorzuziehen ist, mittels einer Stein­ schleuse od.dgl. aus dem Aufbereitungsbehälter ausgetragen und gesondert abgefördert werden, z.B. mittels Transport­ wagen u.dgl. Es empfiehlt sich daher, den Aufbereitungs­ behälter mit einem Schwingsieb in Verbindung mit einer Steinschleuse zu versehen.

Die erfindungsgemäße Vortriebseinrichtung ist ohne weiteres wechselnden Vortriebsbedingungen, wie sie sich vor allem bei wechselnden Bodenformationen ergeben, anpaßbar. In die­ ser Hinsicht vorteilhaft ist es ferner, wenn dem mechani­ schen Abzugsförderer ein weiterer mechanischer Förderer nachgeschaltet wird und der Abzugsförderer bzw. die För­ derschnecke so ausgebildet wird, daß sie wahlweise in den Aufbereitungsbehälter oder aber auf den nachgeschalteten Förderer austragen kann. Damit ist auch eine vollständige mechanische Abförderung des Abbaumaterials unter Umgehung des Aufbereitungsbehälters möglich.

Weitere vorteilhafte Gestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den einzelnen Ansprüchen angegeben und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeich­ nung gezeigten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zei­ gen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vortriebseinrich­ tung im vertikalen Längsschnitt;

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II.

Die in der Zeichnung gezeigte Vortriebseinrichtung weist ein zylindrisches Schildrohr 1 auf, das hier als Schneid­ kopf einem im Rohrvorpreßverfahren im Erdreich vorpreß­ baren Rohrstrang 2 vorgeschaltet ist, der aus einzelnen Betonrohren besteht. Das Vorpressen des Rohrstranges er­ folgt, wie bekannt, von einer rückwärtigen Pressenstation her, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Bei längeren Vorpreßstrecken können in den Rohrstrang Zwischenpreß­ stationen eingeschaltet werden. Eine solche Zwischenpreß­ station ist in Fig. 1 bei 3 gezeigt.

Beim Schildvortrieb kann das Schildrohr 1 aber auch aus einem Zylinderschild bestehen, der, wie bekannt, mittels Schildpressen vorpreßbar ist, die sich z.B. am Tunnelaus­ bau abstützen. Das Schildrohr 1 ist zweckmäßig mittels hydraulischer Steuerzylinder 4, die sich z.B. über einen Druckring 5 gegen das vordere Ende des Rohrstranges 2 ab­ stützen, in seiner Lage einstellbar, um Richtungssteuerun­ gen und Richtungskorrekturen vornehmen zu können.

Im Inneren des Schildrohres befindet sich eine druckdichte Trennwand 6, die die zur Ortsbrust hin offene Abbaukammer 7 zur Rückseite hin abschottet. In der Abbaukammer 7 befindet sich eine Abbauvorrichtung 8, hier in Gestalt eines Schneid­ rades od.dgl., das in der Trennwand 6 gelagert ist und des­ sen Drehantrieb 9 sich hinter der Trennwand 6 befindet.

Die Vortriebseinrichtung weist ferner eine hydraulische Fördereinrichtung für die Abförderung des Abbaumaterials aus der Abbaukammer 7 auf. Die Fördereinrichtung ist mit einer oder mit mehreren Abförderleitungen 10 versehen, die durch die Trennwand 6 hindurch im Sohlbereich mit der Ab­ baukammer 7 verbunden ist bzw. sind. Mit 11 ist eine von einem Motor 12 angetriebene Baggerpumpe bezeichnet, deren Saugleitung die Abförderleitung 10 bildet und deren Pumpen­ druckleitung mit 13 bezeichnet ist. Mit Hilfe der hydrau­ lischen Fördereinrichtung kann somit das Gemisch aus Was­ ser bzw. Stützflüssigkeit und Abbaumaterial über die Ab­ förderleitung 10 aus der Abbaukammer abgezogen und abge­ fördert werden. Die Abbaukammer 7 ist im oberen Bereich an eine Zuführungsleitung 14 zur Zuführung von Wasser und/oder sonstiger Stützflüssigkeit (Wasser-Bentonitsuspen­ sion) angeschlossen. Außerdem empfiehlt es sich, die Abbau­ kammer 7 an eine Druckluftzuleitung anzuschließen, so daß die Vortriebseinrichtung auch unter Überdruck in der Abbau­ kammer oder unter Druckluftbeaufschlagung der in der Abbau­ kammer befindlichen Stützflüssigkeit gefahren werden kann.

Im Schildrohr 1 bzw. in dem ihm folgenden Rohrkörper befin­ det sich ein mechanischer Abzugsförderer 15 in Gestalt ei­ ner von der Trennwand 6 nach hinten ansteigenden Förder­ schnecke, die mit ihrem vorderen Aufnahmeende die Trenn­ wand 6 im Sohlbereich durchdringt, während sie mit ihrem rückwärtigen Austrag 16 oben an einen Aufbereitungsbehäl­ ter 17 angeschlossen ist. Mit 18 ist der Antrieb der För­ derschnecke bezeichnet. Der Aufbereitungsbehälter 17 ist im Kopfbereich an eine eigene Druckwasserzuleitung 19 an­ geschlossen, die, wie Fig. 1 zeigt, über eine Zweiglei­ tung 20 mit darin angeordnetem Absperrventil 21 an die zu der Abbaukammer 7 führende Druckwasserzuleitung 14 an­ geschlossen ist. Mit Hilfe der Förderschnecke 15 kann Ab­ baumaterial im unteren Bereich aus der Abbaukammer 7 ab­ gezogen und oben in den Aufbereitungsbehälter 17 abgegeben werden. In dem Aufbereitungsbehälter 17 wird das aufgegebe­ ne Abbaumaterial gegebenenfalls durch Wasserzuführung über die Leitung 19 zu einem pumpfähigen Gemisch aufbereitet, das dann im unteren Bereich des Aufbereitungsbehälters 17 bei 21 (Fig. 1) hydraulisch mit Hilfe der Pumpe 11 abge­ zogen wird. Der Anschluß 21 des Aufbereitungsbehälters 17 wird zu diesem Zweck mit der Abförderleitung 10 z.B. über ein Zweigstück verbunden. In dem Leitungssystem können Ab­ sperrventile 22 und 23 angeordnet werden, so daß mit Hilfe der Pumpe 11 wahlweise das Abbaumaterial aus der vorderen Abbaukammer 7 oder aus dem Aufbereitungsbehälter 17 abge­ fördert werden kann. Auch läßt sich die Anordnung so tref­ fen, daß eine gleichzeitige hydraulische Abförderung aus der Abbaukammer 7 und dem Aufbereitungsbehälter 17 möglich ist.

Wie vor allem Fig. 2 zeigt, befindet sich im Aufbereitungs­ behälter 17 ein von einem Schwingantrieb 24 in Schwingung versetzbares Schwingsieb 25. Das von der Förderschnecke 15 oben in den Aufbereitungsbehälter 17 abgeworfene Abbau­ material fällt auf das Schwingsieb 25, wobei grobes Ge­ steinsmaterial u.dgl. auf dem geneigten Schwingsieb in eine Steinschleuse 26 fällt, aus der es dann in einen Transportwagen 27 abgezogen werden kann, der auf einem Gleis 28 im Vorpreßrohr läuft. Der Siebdurchgang gelangt in den Bodenbereich des Aufbereitungsbehälters 17 und wird hier, wie oben beschrieben, hydraulisch abgefördert.

Die Förderschnecke 15 und der Aufbereitungsbehälter 17 bil­ den mit der ortsbrustseitigen Abbaukammer 7 ein druckdich­ tes System.

Bei Bedarf kann dem mechanischen Abzugsförderer 15, der auch aus einem anderen mechanischen Förderer, z.B. einem Kettenförderer, bestehen kann, ein weiterer mechanischer Förderer 29, z.B. ein Förderband, ein Kettenförderer od.dgl., nachgeschaltet werden, der längs durch den Rohr­ strang bzw. den Tunnel verlegt wird und dessen Aufgabe­ ende sich unterhalb des Austragsendes der Förderschnecke 15 befindet. Der Austrag 16 der Förderschnecke in den Aufberei­ tungsbehälter 17 kann in diesem Fall geschlossen werden, so daß das von der Förderschnecke aus der Abbaukammer 7 abge­ zogene Fördergut über den Austrag 16′ (Fig. 2) dem Förde­ rer 29 zur Weiterförderung aufgegeben wird. Es empfiehlt sich, in dem den Aufbereitungsbehälter 17 aufnehmenden Raum Haltevorrichtungen od.dgl. anzuordnen, an denen im Bedarfsfall der Förderer 29 befestigt bzw. gelagert wer­ den kann. Die im Schneckengehäuse befindliche angetriebene Förderschnecke weist zweckmäßig in ihrem die Öffnung 30 der Trennwand 6 durchgreifenden Endbereich keine Schnecken­ welle auf, so daß sie besser geeignet ist, auch grobstücki­ ges Gesteinsmaterial aufzunehmen und aus der Abbaukammer 7 zum Aufbereitungsbehälter 17 zu befördern. Eine solche Schneckenausführung ist bekannt.

Es besteht auch die Möglichkeit, die hydraulische Abförder­ leitung 10 durch den Aufbereitungsbehälter 17 hindurchzu­ führen, wobei die Kammer unterhalb des Schwingsiebes über einen Anschluß mit der Leitung 10 verbunden sein kann.

Claims (7)

1. Vortriebseinrichtung für den Schildvortrieb oder für Rohrvorpreßbetriebe, mit einer in der Abbaukammer ei­ nes vorpreßbaren Schildrohres arbeitenden Abbauvorrich­ tung, mit einer die Abbaukammer abschottenden Trenn­ wand, mit einer hydraulischen Fördereinrichtung für die Abförderung des Abbaumaterials aus der Abbaukam­ mer, wobei die Abförderleitung der hydraulischen För­ dereinrichtung durch die Trennwand hindurch mit der Abbaukammer verbunden ist, mit mindestens einer Zufüh­ rungsleitung zur Zuführung von Wasser und/oder Stütz­ flüssigkeit und/oder Druckluft in die Abbaukammer und mit einem durch die Trennwand durchgeführten mechani­ schen Abzugsförderer für den Abzug von Abbaumaterial aus der Abbaukammer und für die Übergabe des Abbau­ materials in einen Auffangbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehäl­ ter ein Aufbereitungsbehälter (17) ist, der einerseits an eine Druckwasserzuleitung (19) zur Herstellung eines pumpfähigen Gemischs und andererseits an die hydraulische Fördereinrichtung (10, 11, 12) der Abbaukammer (7) ange­ schlossen bzw. anschließbar ist.

2. Vortriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Ab­ zugsförderer (15) ein Schneckenförderer ist.

3. Vortriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Verbindung des Aufbereitungsbehälters (17) mit der hydraulischen Abförderleitung (10) der Abbaukammer (7) ein oder mehrere Absperrventile (22, 23) angeordnet sind.

4. Vortriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Aufbereitungsbehälters (17) ein Schwingsieb (25) in Verbindung mit einer Steinschleuse (26) angeord­ net ist.

5. Vortriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem mechanischen Abzugsförderer (15) ein weiterer mechani­ scher Förderer (29) nachgeschaltet ist, und daß der Ab­ zugsförderer (15) wahlweise in den Aufbereitungsbehäl­ ter (17) oder in den nachgeschalteten mechanischen För­ derer (29) austrägt.

6. Vortriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag der im Aufbereitungsbehälter (17) angeordneten Steinschleuse (26) oberhalb eines Gleises (28) für Schienentransport­ wagen (27) angeordnet ist.

7. Vortriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Abbaukammer (7) endende Abförderleitung (10) durch den Aufbereitungsbehälter (17) hindurchgeführt ist.