DE4030679A1 - Verfahren zum auffahren von untertaegigen strecken des berg- und tunnelbaus und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffahren von untertägigen Strecken des Berg- und Tunnelbaus, das im wesentlichen aus den Arbeitsvorgängen Vortrei­ ben und Ausbauen besteht, wobei zur vollständigen An­ lage des Ausbaus am Gebirge der Ausbau mit Verzug versehen und mit Baustoff hinterfüllt wird.

Eine einfache Gliederung der Arbeitsvorgänge in einem Streckenvortrieb mit Baustoffhinterfüllung läßt sich durch die Vorgänge Schneiden, Ausbauen und Hinterfül­ len beschreiben. Die bergmännische Forderung, das Ausbauen und das Hinterfüllen im direkten Bereich des Ortsvortriebes durchzuführen, hat bei den gegebenen technischen Betriebsmitteln dazu geführt, daß die Ar­ beitsvorgänge nahezu hintereinander durchgeführt wer­ den. Die Gründe hierfür liegen in den beengten Platz­ verhältnissen im Ortsbereich und verfahrensbedingten Unterbrechungen aus sicherheitstechnischen Gründen. Das Durchführen der Arbeitsvorgänge in Hintereinan­ derschaltung ergibt eine unbefriedigende Ausnutzung der Betriebsmittel, insbesondere der Vortriebs­ maschine in ihrer Laufzeit.

Diese Ausführungen gelten im Prinzip nicht nur für Streckenvortriebe mit Teilschnittmaschinen, sondern auch für konventionelle im Sprengvortrieb aufgefah­ rene Strecken. Hierbei ist lediglich der Arbeitsvor­ gang Schneiden mittels einer Teilschnittvortriebsma­ schine durch die Arbeitsschritte Bohren, Besetzen, Schießen und Laden zu ersetzen. Zwangsläufig sind die Teilarbeitsvorgänge Bohren, Besetzen, Schießen und Laden in jedem Fall nacheinander durchzuführen.

Das Konsolidieren des Gebirges mit schnelltragenden Baustoffen zur Sicherung der vor Ortsarbeit bzw. zur Sicherung gegen Stein und Kohlefall hat sich als sehr zweckmäßig erwiesen. Da jedoch bei den herkömmlichen Vortriebsverfahren nach Freischneiden eines gewissen Abschnitts durch die Teilschnitt-Vortriebsmaschine der Schneidvorgang unterbrochen werden mußte und der Ausbau bis zur Ortsbrust gesetzt werden mußte, konnte das Konsolidieren mittels Baustoffen erst als nachge­ schalteter Arbeitsgang durchgeführt werden. So wurde, um den räumlich beengten Platzverhältnissen auszuwei­ chen, erst hinter der Teilschnittmaschine ein ent­ sprechender Verzug eingebracht und der entsprechende Hohlraum wurde durch Einführen von Schläuchen von Hand mittels eines Baustoffs verfüllt. Es ist davon auszugehen, daß ein gewisses Auflockern der Ge­ birgsschichten bereits in Kauf zu nehmen ist, wenn die Konsolidierung mittels eines Baustoffs erst im nachgeschalteten Betrieb durchgeführt wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren zum Auffahren von untertägigen Strecken des Berg- und Tunnelbaus zu schaffen, wel­ ches die oben genannten Nachteile des herkömmlichen Verfahrens vermeidet, welches unter Einsparung von Kosten eine bessere Maschinenauslastung und ein kon­ tinuierliches Durchführen aller wesentlichen Arbeits­ vorgänge gleichzeitig mit einfachen Mitteln gewähr­ leistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch den Einsatz eines mehrteiligen Schalwagens vor Ort das Hinterfüllen während des Vortriebs und gleichzeitig hinter dem Schalwagen der Ausbau der Strecke durchgeführt werden.

Im Rahmen der Erfindung erweist sich die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als besonders vorteilhaft, wobei zur gleichzeitigen Durchführung der Arbeitsvorgänge Schneiden, Hinter­ füllen und Ausbau eine mehrteilige, die Vortriebs­ tätigkeit überdeckende Schalung vorgesehen ist, die im wesentlichen aus einen den Baustoff aufnehmenden Schalwagen sowie in Richtung auf die Ortsbrust aus einer in den Schalwagen integrierten Schiebekappe und einer dem Schalwagen nachgeschalteten Unterstützungs­ schalung besteht, wobei der Schalwagen mit einem Schreitwert versehen ist.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Schalung ist eine Verfahrensweise im Streckenvortrieb möglich, die sich erheblich von der herkömmlichen Verfahrens­ weise unterscheidet. Die Arbeitsvorgänge des Vor­ triebs der Strecke, in welcher Form auch immer, das Ausbauen und Hinterfüllen sind nun gleichzeitig, d. h. parallel durchführbar. Es ist davon auszugehen, daß sich durch die Parallelisierung der Arbeitsvor­ gänge eine erhebliche Leistungssteigerung im Strec­ kenvortrieb ergibt.

Die Schalung, die mit einem eigenen Schreitwerk ver­ sehen ist und die unabhängig von der Vortriebsma­ schine steuerbar ausgebildet ist, hat zunächst durch die ein- und ausfahrbar in den Schalwagen integrierte Schiebekappe den Vorteil, daß sie den durch den Vor­ trieb freigelegten Hangendbereich sofort abdecken kann. Hierdurch wird einerseits die Belegschaft bei z. B. bei Montage- und Wartungsarbeiten vor Steinfall geschützt, andererseits kann durch die spezielle Aus­ bildung der der Firste angepaßten und gebogen ausge­ bildeten Schiebekappe das aus dem Firstbereich trotz­ dem herausbrechende Haufwerk gezielt zu den Strecken­ stößen hin abgeleitet werden. Eine derartige Schiebe­ kappe erspart weitere Ausbau- und Sicherungsmaßnahmen im Bereich der Ortsbrust. Darüber hinaus verhindert die Schiebekappe ein weiteres Ausbrechen des Hangend­ bereichs und beschränkt somit den Baustoffbedarf in erheblichem Umfang.

Der Schalwagen als mittlerer Teil der gesamten Scha­ lung weisten ebenso, wie die nachgeschaltete Unter­ stützungsschalung eine zum Gebirge gerichtete glatte Schalwandung auf, die es ermöglicht, den Baustoff kontinuierlich einzubringen und die nach dem teil­ weisen Aushärten des Baustoffs ein Gleiten an der Hinterfüllschicht ermöglicht, ohne diese zu zerstö­ ren. Die Baustofftransportleitung endet in einer in der Schalplatte integrierten Verschlauchung mit meh­ reren, beispielsweise radial angeordneten Anschlüssen zum Einpumpen oder Einblasen des Baustoffs.

Andererseits ist es auch vorstellbar, das Einbringen des Baustoffs über Manipulatoren vorzunehmen.

Zur Ortsbrust hin muß der Schalwagen mit einer umlau­ fenden Dichtung versehen sein, da es sich als bedeu­ tungsvoll erweist, den Baustoff in unmittelbarer Nähe der Ortsbrust vollständig einzubringen. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorteile einer volltragen­ den Baustoffschale zu nutzen.

Um eine Anpassung an unterschiedliches Sohlenniveau gewährleisten zu können, ist es von Vorteil, daß der Schalwagen und auch die nachgeschaltete Unter­ stützungsschalung, beispielsweise über Hydraulikzy­ linder höhenverstellbar ausgebildet ist, wobei sich im Sohlenbereich die Schalelemente überlappen. Um beim Vorwärtsgleiten der Schalung ein Abreißen des frisch eingebrachten Baustoffs zu vermeiden, erweist es sich als zweckmäßig, Rückhaltevorrichtungen bzw. Baustoffmatten einzubringen. Um ein eventuelles Fest­ fahren des Schalwagens an der Hinterfüllschicht zu vermeiden, kann es sich als zweckmäßig erweisen, den Schalwagen aus mindestens zwei in Streckenlängs­ richtung verlaufenden Hälften zusammenzusetzen, die quer zur Streckenlängsrichtung in gewissem Umfang gegeneinander bewegbar sind.

Die Aufgabe der dem Schalwagen nachgeschalteten und mit diesem über mehrere in Streckenlängsrichtung an­ geordnete Zylinder verbundene Unterstützungsschalung besteht darin, den noch nicht vollständig ausgehärte­ ten Baustoff in seiner Form zu halten und Maschine sowie Belegschaft vor herabfallendem Material zu schützen. Die konstruktive Ausführung der Unter­ stützungsschalung ist mit der des Schalwagens zu ver­ gleichen. Die Längenbegrenzung der mehrteiligen Scha­ lung ist durch die Länge der Teilschnittmaschine so­ wie durch die Aushärtezeit des Baustoffs vorgegeben. Die Schalung kann unabhängig von der Teilschnittma­ schine mit einer eigenständigen, elektrohydraulischen Steuerung versehen sein, die unabhängig von dem Vor­ trieb der Teilschnittvortriebsmaschine ein gleitendes Schreiten der mehrteiligen Schalung ermöglicht.

Die Konsolidation des Gebirges mittels einer Hinter­ füllschicht erlaubt es, den endgültigen Stahlbogen­ ausbau gleichzeitig unmittelbar hinter der mehrtei­ ligen Schalung mit bekannten Hilfseinrichtungen ein­ zubringen. Dabei wird weder der Vortrieb noch das Hinterfüllen in irgendeiner Form beeinträchtigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Streckenvortriebs unter Verwendung einer Teilschnittvortriebsmaschine und der erfindungsgemäßen Schalung im Schnitt und

Fig. 2 eine teilweise Vorderansicht auf das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist in schematisierter Form und gechnitten eine Strecke 1 wiedergegeben, wobei der Vortrieb über eine Streckenvortriebsmaschine 18 durchgeführt wird. Die mehrteilig ausgebildete Schalung besteht im we­ sentlichen aus einem den erforderlichen Streckenquer­ schnitt aufweisenden Schalwagen 2 mit einer glatten Außenwandung, dem in Richtung auf die Ortsbrust 3 eine über nicht dargestellte hydraulische Zylinder ein- und ausfahrbare Schiebekappe 4 vorgeschaltet ist.

Die Schiebekappe 4 ist, wie aus dem Schnitt nach Fig. 2 zu entnehmen ist, der Firste 7 entsprechend ge­ bogen ausgeführt und kann mehrteilig ausgebildet sein. Der Schalwagen 2 ist über hydraulische Einrich­ tungen in Form von Zylindern 11 mindestens in der Höhe verstellbar ausgebildet, damit Ungleichmäßigkei­ ten in der Sohle 8 ausgeglichen werden können. Dazu sind flexible bzw. sich gegenseitig überlappende Ele­ mente innerhalb des Schalwagens erforderlich.

Weiterhin ist, wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, in den Schalwagen 2 eine Verschlauchung 16 mit radial angeordneten Anschlüssen 17 zum Einbringen des Bau­ stoffs vorgesehen. Die Verschlauchung 16 ist an die zentrale Baustoffleitung 15 angeschlossen.

Dem Schalwagen 2 nachgeschaltet ist eine von der Kon­ struktion dem Schalwagen 2 ähnelnde Unterstützungs­ schalung 5 vorgesehen, die über Zylinder 13, die ent­ sprechend in Längsrichtung angeordnet sind, mit dem Schalwagen 2 verbunden ist. Zwischen dem Schalwagen 2 und der Unterstützungsschalung 5 ist ein Schreitwerk 6 vorgesehen, das aus Horizontal- bzw. Streckenlängs­ richtung angeordneten Hydraulikzylindern besteht. Der Vortriebsmaschine nachgeschaltet ist ein Förderer 19. Hinter der Schalung wird der Ausbau 23 mit Hilfe ei­ ner Ausbauhilfe 20 eingebracht, die im wesentlichen aus einem verfahrbaren Montagetisch 21 und einem ebenfalls verfahrbaren Manipulator 22 besteht.

 1 Strecke
 2 Schalwagen
 3 Ortsbrust
 4 Schiebekappe
 5 Unterstützungsschalung
 6 Schreitwerk
 7 Firste
 8 Sohle
 9 Gebirge
10 Hinterfüllschicht
11 Hydraulikzylinder (Höhe)
12 Kufe
13 Hydraulikzylinder (Verbindung)
14 Dichtelement
15 Baustoffleitung
16 Verschlauchung
17 Anschlüsse
18 Vortriebsmaschine
19 Fördermittel (nachgeschaltet)
20 Ausbauhilfe
21 Montagetisch
22 Manipulator
23 Ausbau

Claims (14)

1. Verfahren zum Auffahren von untertägigen Strecken des Berg- und Tunnelbaus, das im wesentlichen aus den Arbeitsvorgängen Schneiden und Ausbauen besteht, wo­ bei zur vollständigen Anlage des Ausbaus am Gebirge der Ausbau mit Verzug versehen und mit Baustoff hinterfüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Einsatz eines mehrteiligen Schalwagens vor Ort das Hinterfüllen während des Vortriebs und gleichzei­ tig hinter dem Schalwagen der Ausbau der Strecke durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortrieb durch eine Teilschnittvortriebsma­ schine durchgeführt wird, wobei der Schalwagen in Verbindung mit der Schiebekappe und der Unter­ stützungsschalung gegenüber dem Gebirge über die Länge der Vortriebsmaschine eine kontinuierliche Schalung bildet und über ein eigenes Schreitwert dem Vortrieb in Anpassung an die Geschwindigkeit folgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des gleichzeitig durchgeführten Vortriebs und Hinterfüllens mindestens der durch den Vortrieb freigelegte Hangendbereich durch eine in den Schalwa­ gen integrierte Schiebekappe abgedeckt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß nach dem Hinterfüllen und dem Schreiten des Schalwagens der teilweise ausgehär­ tete Baustoff durch eine mit dem Schalwagen verfahr­ bare Unterstützungsschalung gehalten wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Auf­ fahren von untertägigen Strecken des Berg- und Tun­ nelbaus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Durchführung der Arbeitsvorgänge Schneiden, Hinterfüllen und Ausbau eine mehrteilige, die Vortriebstätigkeit überdeckende Schalung vorge­ sehen ist, die im wesentlichen aus einem den Baustoff aufnehmenden Schalwagen (2) sowie in Richtung auf die Ortsbrust (3) aus einer in den Schalwagen (2) inte­ grierten Schiebekappe (4) und einer dem Schalwagen (2) nachgeschalteten Unterstützungsschalung (5) be­ steht, wobei der Schalwagen (2) mit einem Schreitwerk (6) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebekappe (4) innerhalb des Schalwagens (2) in dessen Firstbereich über Hydraulikzylinder ein- und ausfahrbar ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebekappe (4) mehrteilig und der Firste (7) angepaßt gebogen ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalwagen (2) und auch die Unterstützungs­ schalung (5) über Hydraulikzylinder (11) mindestens in der Höhe verstellbar ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalwagen (2) und die Unterstütungszahlung (5) über mehrere in Streckenlängsrichtung angeordnete Hydraulikzylinder (13) miteinander verbunden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schalwagen (2) und der Unter­ stützungszahlung (5) ein aus Hydraulikzylindern be­ stehendes Schreitwerk (6) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalwagen (2) an dem zur Ortsbrust (3) ge­ richteten Ende, und zwar auf der zum Gebirge (9) ge­ richteten Seite ein umlaufendes Dichtelement (14) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalwagen (2) und die Unterstützungsschalung (5) eine zum Gebirge (9) gerichtete, glatte Außenwan­ dung aufweisen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schalwagen (2) über eine entsprechende Verschlauchung (16) integriert beispielsweise radial angeordnete Anschlüsse (17) zum Einbringen von Hinterfüllmaterial vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der mehrteiligen Schalung (2, 4, 5) in Abhängigkeit der Vortriebsmaschine (18) und der Aus­ härtezeit des Hinterfüllmaterials gestaltbar ist.