DE4019912A1 - Vortriebsschild fuer den tunnel- oder streckenvortrieb u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vortriebsschild für den Tun­ nel- oder Streckenvortrieb u. dgl., mit im Schutze des Schildschwanzes einzubringenden Tübbing-Ringen, gegen die sich den Vortriebsschild vorpressende, an diesem angreifen­ de hydraulische Schildpressen abstützen.

Vortriebsschilde dieser Art sind in zahlreichen Ausfüh­ rungen bekannt und für den Schildvortrieb seit langem gebräuchlich (DE-PS 14 59 880, US-PS 24 66 709). Die im Schutze des Schildschwanzes angebrachten Tübbing-Ringe bil­ den im allgemeinen den endgültigen Tunnelausbau, gelegent­ lich aber auch eine Innenschalung für das Einbringen einer Ortbetonauskleidung (Zeitschrift "Bauingenieur" 1987, Sei­ ten 487 bis 492). In jedem Fall bildet die eingebrachte Tübbing-Auskleidung das Widerlager für die hydraulischen Schildpressen, mit deren Hilfe der Vortriebsschild in Vor­ triebsrichtung vorgepreßt wird. Beim Einbringen der Tüb­ bing-Ringe werden die am Vortriebsschild gelagerten Schild­ pressen eingefahren, so daß die Tübbings mittels eines Tübbing-Erektors gesetzt und an die bereits eingebrachte Tübbing-Auskleidung angebaut werden können. Während des Vorbauens der Tübbing-Ringe ruht die Vortriebsarbeit.

Es ist seit je her üblich, für die Schildpressen Hydraulik­ zylinder mit nur einer Ausfahrstufe einzusetzen, da deren Hub für das Setzen der normalerweise verwendeten Tübbings ausreicht. Insbesondere bei mehrteiligen, aus Vorlauf­ schild und Nachlaufschild bestehenden Vortriebsschilden müssen dabei langhubige Schildpressen eingesetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vortriebsschild so aus­ zugestalten, daß sich bei Vermeidung von Schildpressen über­ mäßig großer eingefahrener Baulängen auch Tübbings zum Ein­ satz bringen lassen, die gegenüber den gebräuchlichen Tübbings erheblich größere Baubreiten aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schildpressen aus Mehrfach-Teleskopzylindern mit mindestens zwei hydraulischen Ausfahrstufen bestehen. Vorzugsweise wer­ den für die Schildpressen Doppel-Teleskopzylinder mit zwei hydraulischen Ausfahrstufen verwendet.

Teleskopzylinder mit zwei oder mehr hydraulischen Ausfahr­ stufen sind in der Technik auf anderen Gebieten seit langem bekannt und gebräuchlich. Nach der Erfindung werden diese Mehrfach-Teleskopzylinder als Schildpressen eingesetzt, so daß sich bei vergleichsweise kleiner eingefahrenen Baulänge der Schildpressen große Zylinderhübe erreichen lassen. Damit ist auch die Möglichkeit gegeben, an Stelle der ge­ bräuchlichen Tübbings solche von erheblich größerer Bau­ breite einzusetzen, so daß sich die Intervalle, in denen die Tübbing-Ringe im Schutze des Schildschwanzes gesetzt werden müssen, entsprechend verlängern lassen und entsprechend die Stillstandszeiten im Schildvortrieb reduzieren lassen. Vor­ zugsweise ist die Baubreite der Tübbings größer als der Hub des Doppel-Teleskopzylinders in jeder seiner beiden Ausfahr­ stufen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Vortriebsschildes werden zweckmäßig Breittübbings mit einer Baubreite von 1500 mm bis 2000 mm, vorzugsweise von etwa 1700 mm bis 1800 mm, zum Einsatz gebracht. Die Verwendung von Tübbings größerer Längen bzw. Baubreiten hat auch den Vorteil, daß bei der Erstellung des Tübbingausbaus auch die Anzahl der Tübbingfugen und entsprechend auch die Dichtungslänge der Tübbingdichtungen sowie auch die Anzahl der für die Tübbing­ montage erforderlichen Befestigungsmittel verringert werden. Zugleich ergibt sich ein geringerer Bewehrungsaufwand und auch eine Vereinfachung in der Produktion der Tübbings. Der Gesamtaufwand für das Einbringen des Tübbingausbaus läßt sich erheblich vermindern und insgesamt die Leistung beim Tunnelvortrieb erhöhen.

Vorzugsweise werden die aus Mehrfach-Teleskopzylindern bestehenden hydraulischen Schildpressen in Verbindung mit einem einteiligen zylindrischen Kurzschild eingesetzt, dessen Baulänge kleiner sein kann als sein Durchmesser. Um eine gute Steuerung und Kurvengängigkeit des Vortriebs­ schildes zu erreichen, sollte dessen starre Länge etwa 90% bis 100% seines Durchmesser betragen. Die Baulänge des Vortriebsschildes begrenzt die maximal mögliche Tübbing­ breite. Die Verwendung von hydraulischen Teleskopzylindern mit mindestens zwei hydraulischen Ausfahrstufen für die Schildpressen bietet die Möglichkeit, bei gleicher Schild­ länge Tübbings größerer Breiten einzusetzen. In dieser Hinsicht vorteilhaft ist es auch, wenn die Abstützstellen der Schildpressen möglichst weit zur Ortsbrust hin verlegt werden. Bei einem Vortriebsschild, der in bekannter Weise mit einer die ortsbrustseitige Abbaukammer von dem Schild­ rückraum trennenden Schott- bzw. Druckwand versehen ist, werden die aus den mehrstufigen hydraulischen Teleskop­ zylindern bestehenden Schildpressen zweckmäßig so ange­ ordnet, daß sie die Druckwand durchgreifen und sich orts­ brustseitig vor der Druckwand gegen den Schild abstützen. Bei einem sogenannten Hydroschild, der mit einer vor der Druckwand liegenden, in die Abbaukammer eintauchenden Tauchwand versehen ist, wie dies z. B. aus der DE-AS 22 27 083 bekannt ist, können die genannten Schild­ pressen z. B. in Gelenken an der Tauchwand bzw. an einem die Tauchwand tragenden Schildmantelteil abgestützt werden, das Bestandteil einer ringförmigen Mantelaussteifung des Vortriebsschildes sein kann. Hierbei empfiehlt es sich, die Schildpressen zumindest auf ihrer in der Abbaukammer liegen­ den Länge, vorzugsweise in etwa rohrförmigen Ummantelungen o. dgl. einzukapseln, so daß sie der Einwirkung der in der Abbaukammer befindlichen Stützflüssigkeit entzogen sind.

Das Setzen der Tübbings erfolgt zweckmäßig mit Hilfe eines Tübbing-Erektors, der im Vortriebsschild um die Schildachse drehbar und in Richtung der Schildachse mittels hydraulischer Fahrzylinder verfahrbar ist. Dabei empfiehlt es sich, für die hydraulischen Fahrzylinder des Tübbing-Erektors ebenfalls Mehrfach- bzw. Doppel-Teleskopzylinder zu verwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen zylindrischen Vortriebsschild im Längsschnitt;

Fig. 2 in einem Teil-Längsschnitt eine geänderte Ausführungsform es erfindungsgemäßen eintei­ ligen und zylindrischen Vortriebsschildes.

Der in Fig. 1 dargestellte zylindrische Vortriebsschild 1 ist als einteiliger Kurzschild ausgeführt, dessen Baulänge kleiner ist als sein Durchmesser. Im Vortriebsschild 1 ist ortsbrustseitig eine als Vollschnittmaschine ausgebildete Vortriebsmaschine 2 bekannter Art gelagert, die im Schild mittels hydraulischer Vorschub- und Steuerzylinder 3 in Richtung auf die Ortsbrust vorschiebbar ist. Die Abförderung des Boden- bzw. Gesteinsmaterials erfolgt mittels eines Förderers 4, der durch einen Rohrkörper 5 im Vortriebsschild hindurchgeführt ist, auf den sich ein rohrförmiger Erektor­ träger 6 führt, der mit einem für diese Zwecke bekannten Erektor 7 für das Setzen der Tübbings im Schutze des Schild­ schwanzes 8 versehen ist. Der Erektor 7 ist, wie bekannt, um die Schildachse bzw. um den rohrförmigen Erektorträger 6 drehbar und mit Hilfe hydraulischer Fahrzylinder 9 in Richtung der Schildachse verfahrbar.

Der Vortriebsschild 1 wird mittels im Schildmantelbereich angeordneter, über den Schildumfang verteilter hydraulischer Schildpressen 10 in Vortriebsrichtung vorgepreßt, die mit ihren Zylinderteilen kastenförmige Mantelaussteifungen 11 durchgreifen und sich bei 12 im vorderen, ortsbrustseitigen Bereich des Vortriebsschildes in Gelenkanschlüssen am Schild abstützen, wobei die ausfahrbaren Kolbenstangen der Schild­ pressen 10 an einem gemeinsamen Druckring 13 gelenkig ange­ schlossen sind, der sich während des Schildvortriebes gegen die eingebrachte Tübbing-Auskleidung 14 abstützt. Diese bildet also beim Schildvortrieb das Widerlager für die Schildpressen 10.

Vortriebsschilde der vorstehend beschriebenen Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Wesentlich ist, daß für die Schildpressen 10 Mehrfach- bzw. Doppel-Teleskopzylinder verwendet werden, die mindestens zwei hydraulische Ausfahr­ stufen aufweisen, so daß die Schildpressen bei verhältnis­ mäßig kleiner eingefahrener Länge auf eine vergleichsweise große Länge hydraulisch ausgefahren werden können. Hydrau­ lische Teleskopzylinder mit zwei oder mehr hydraulischen Aus­ fahrstufen sind an sich bekannt und brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Bei dem Vortriebsschild 1 werden für die Tübbing-Ringe 14 Tübbings 14′ verwendet, deren Baubreite T größer ist als der Hub der für die Schildpressen 10 verwendeten Teleskop­ zylinder in jeder ihrer Ausfahrstufen. Vorzugsweise werden Tübbings 14′ eingesetzt, deren Baubreite T bei 1500 mm bis 2000 mm liegt, z. B. 1800 mm beträgt. Die für die Schild­ pressen 10 verwendeten Teleskopzylinder weisen dabei mehrere hydraulische Ausfahrstufen von jeweils 1000 mm bis 1200 mm, z. B. 1100 mm auf. Bei einer Ausfahrlänge von 1100 mm je Ausfahrstufe können somit die Doppel-Teleskop­ zylinder von ihrer voll eingefahrenen Länge um 2200 mm aus­ gefahren werden. Die Verwendung von Breittübbings 14′ für die Tübbing-Auskleidung 14 vermindert die durch das Ein­ bringen der Tübbing-Ringe 14 erforderlichen Stillstands­ zeiten beim Schildvortrieb. Die Zeichnung zeigt die Schild­ pressen 10 im voll eingefahrenen Zustand, so daß im Schild­ schwanz 8 ausreichend Freiraum für das Setzen der Breittüb­ bings 14′ vorhanden ist. Wie erwähnt, werden die Tübbings 14′ mit Hilfe des Tübbing-Erektors 7 gesetzt, der mit Hilfe der hydraulischen Fahrzylinder 9 im Schild positioniert und zum Einbau des Tübbings 14′ in Radialrichtung R ausgefahren wird. Für die hydraulischen Fahrzylinder 9 werden zweckmäßig ebenfalls mehrstufige hydraulische Teleskopzylinder, vorzugs­ weise Doppel-Teleskopzylinder mit zwei hydraulischen Ausfahrstufen eingesetzt.

Der in Fig. 2 gezeigte zylindrische einteilige Vortriebs­ schild 1 ist als Hydroschild ausgebildet. Er weist vor einer im Schild angeordneten Druckwand 15, die die orts­ brustseitige Abbaukammer gegenüber dem Schildrückraum abschottet, eine Tauchwand 17 auf, die in die in der Abbau­ kammer 16 befindliche Stützflüssigkeit eintaucht. Die aus den mehrstufigen hydraulischen Teleskopzylindern bestehenden Schildpressen 10 durchgreifen die Druckwand 15 und sind ortsbrustseitig vor der Druckwand 15 im Schildmantelbereich gegen den Vortriebsschild abgestützt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel stützen sich die Schildpressen 10 in Gelenken 18 an der Tauchwand 17 bzw. an einer diese tragen­ den Schildmantelteil 19 ab, das von einer ringförmig um­ laufenden Aussteifung des Schildmantels gebildet ist.

Dabei sind die Schildpressen 10 zumindest auf ihrer in der Abbaukammer 16 liegenden Länge eingekapselt, so daß sie der Einwirkung der Stützflüssigkeit entzogen sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die Schildpressen mit ihren Zylinderrohren im Inneren von rohrförmigen Ummante­ lungen 20, die sich von der Tauchwand 17 über die Druckwand 15 hinweg bis in den Schildrückraum erstrecken. Diese Um­ mantelungen können von am Schildmantel fest angeordneten Rohren oder von Aussteifungsteilen des Schildmantels gebildet werden. Auch in Fig. 2 sind die Schildpressen 10 in einge­ fahrenem Zustand gezeigt, in dem sie sich beim Einbringen der neu zu setzenden Tübbings 14′ befinden. Diese Anordnung der Schildpressen mit den weit zur Ortsbrust hin liegenden Abstützstellen ermöglicht in Verbindung mit den für die Schildpressen verwendeten zweistufigen Schildpressen die Verwendung von Tübbings großer Längen bzw. Baubreiten T bei zugleich verhältnismäßig kleiner Baulänge des Vortriebs­ schildes.

Claims (8)

1. Vortriebsschild für den Tunnel- oder Streckenvortrieb u. dgl., mit im Schutze des Schildschwanzes einzubrin­ genden Tübbing-Ringen, gegen die sich den Vortriebsschild vorpressende, an diesem angreifende hydraulische Schild­ pressen abstützen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schildpressen (10) aus Mehr­ fach-Teleskopzylindern mit mindestens zwei hydrau­ lischen Ausfahrstufen bestehen.

2. Vortriebsschild nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Baubreite (T) der Tübbings (14′) größer ist als der Hub der die Schild­ pressen (10) bildenden Doppel-Teleskopzylinder in jeder ihrer beiden Ausfahrstufen.

3. Vortriebsschild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tübbings (14′) aus Breittübbings mit einer Baubreite (T) von 1500 mm bis 2000 mm, vorzugsweise 1800 mm, bestehen.

4. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er als einteiliger zylindrischer Kurzschild ausgebildet ist, dessen Baulänge kleiner ist als sein Durchmesser.

5. Vortriebsschild,wobei im Schild eine die ortsbrust­ seitige Abbaukammer von den Schildrückraum trennende Druckwand angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schildpressen (10) die Druck­ wand (15) durchgreifen und ortsbrustseitig vor der Druckwand gegen den Schild abgestützt sind.

6. Vortriebsschild nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schildpressen (10) an einer in die Abbaukammer (16) eintauchenden Tauchwand (17) bzw. einem diese tragenden Schild­ mantelteil (19) abgestützt sind.

7. Vortriebsschild nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schildpressen (10) zumindest auf ihrer in der Abbaukammer (16) liegenden Länge, vorzugsweise in rohrförmigen Ummante­ lungen (20), eingekapselt sind.

8. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei im Vortriebsschild ein um die Schildachse drehbarer und in Richtung der Schildachse mittels hydraulischer Fahr­ zylinder verfahrbarer Tübbing-Erektor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzylinder (9) des Tübbing-Erektors (7) ebenfalls aus Mehrfach- bzw. Doppel-Teleskopzylindern bestehen.