DE4439865C2 - Fördereinrichtung für eine Schildvortriebsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fördereinrichtung für eine Schildvortriebsmaschine mit einer druckdichten Arbeits­ kammer mit Abbauwerkzeugen und mit einer die Arbeitskammer hinten begrenzenden Dichtwand, mit einem ersten mit der Dicht­ wand druckdicht verbundenen Abförderer, der druckdicht in den oberen Bereich eines Materialübergaberaumes mündet, und mit einem weiteren Abförderer, der im unteren Bereich des Material­ übergaberaumes angeschlossen ist.

Bei Vortriebssystemen für Druckluftschilde ist es bekannt, innerhalb der mit Druckluft beaufschlagten Tunnelröhre ein Ab­ fördersystem vorzusehen. Zu diesem Zweck wurde bereits vorge­ schlagen, in Abstand hinter dem Schild eine weitere Dichtwand stationär zu errichten, welche von einem Schneckenförderer durchsetzt wurde. An der Aufgabeseite des Schneckenförderers wurde ein trichterförmiger Bunker angeordnet. Je nach Fort­ schritt des Tunnelvortriebes mußten entsprechend Förderer in den mit Druckluft beaufschlagten Abschnitt der Tunnelröhre nachge­ baut werden bzw. verlängert werden. Der Schneckenförderer selbst konnte an seinen Ein- und Ausgängen mit Schiebern verschlossen werden. Für das Verlängern der Förderer mußte allerdings Perso­ nal unter Druckluftbedingungen arbeiten, und das Abfördersystem im mit Druckluft beaufschlagten Teil der Tunnelröhre muß jeweils zum Nachbau immer wiederum eingeschleust werden, wodurch der Vortrieb behindert wird.

Insbesondere für Erddruckschilde ist beispielsweise aus der DE 36 22 851 A1 bereits bekannt geworden, einen Schneckenförder­ er unmittelbar an die hintere Dichtwand einer Arbeitskammer eines Erddruckschildes anzusetzen. Bei einer derartigen Ausbil­ dung wurde Druckluft in den Arbeitsraum eingespeist und um sicherzustellen, daß das gewonnene Material in dem gewünschten Ausmaß, welches die Aufrechterhaltung eines Erddruckes an der Ortsbrust gewährleistet, abgefördert werden kann, wurde eine zu­ sätzliche Befeuchtung bzw. eine Einspeisung von Wasser in den Arbeitsraum vorgeschlagen. Wenn der anstehende Boden nicht sehr weich ist, können Flüssigkeiten in die Arbeitskammer zugeführt werden, um eine Konsistenz des Materials bzw. Bodens zu gewähr­ leisten, welche eine einwandfreie zuverlässige Druckübertragung in der Arbeitskammer ermöglicht.

Aus der DE-PS 23 27 816 ist eine Vorrichtung zum Bodenab­ transport aus der Druckkammer eines Tunnel-Vortriebs-Schildes bekannt, bei dem eine Werkzeugscheibe im Inneren der Druckkammer am Kopf des Schildes angeordnet ist und bei dem das gelöste Material durch eine druckfeste Wand abgeführt wird. Das Trans­ portband wird nach dem Austritt aus der Druckkammer durch einen geschlossenen Kanal geführt, wobei dieser Kanal über einen schwenkbaren Teilbereich in druckfest verschließbare Transport­ behälter abgefüllt wird.

Aus der DE 36 23 283 A1 ist eine Schildvortriebsmaschine bekannt, bei der die Ortsbrust mit dem zum Vortreiben erforder­ lichen Gegendruck durch ein Medium, wie Wasser oder eine tixo­ trope Flüssigkeit beaufschlagt wird, wobei das sich in der zwischen Ortsbrust und dem Druckschild gebildeten Kammer befind­ liche fließfähige Gemisch weggefördert wird und der Abbauraum von dem schon vorgetriebenen Tunnel druckdicht über dem Druck­ schild abgeschottet wird. Hierbei wird das fließfähige Gemisch in einen hinter dem Druckschild angeordneten druckdichten getrenn­ ten Speicherraum transportiert, wo größere Teile abgetrennt und zerkleinert und schließlich wieder dem Gemisch zugeführt werden und das Gemisch über eine druckdichte Förderleitung wegtranspor­ tiert wird.

Bei unterschiedlicher Konsistenz bzw. unterschiedlicher Bodenbeschaffenheit ist es aber nun erforderlich, kurzfristig verschiedene Verfahren, wie beispielsweise die Verwendung des Erddruckes zur Stützung oder aber lediglich den Einsatz von Druckluft zum Verhindern eines Wassereinbruches einzusetzen, und es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung eine Fördereinrich­ tung für eine Schildvortriebsmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei unterschiedlichen Bodenbeschaffenheiten in einer Schildvortriebsmaschine mit Druckluftbetrieb, Erddruckbe­ trieb oder Hydrobetrieb einsetzbar ist, mit der eine Belastung des Personals vor Ort mit Druckluft vermeidbar ist und mit der auch bei unterschiedlichen, z. B. auch körnigen Bodenverhältnis­ sen bei Einsatz von Druckluft die gewünschte Druckverhältnisse in der Arbeitskammer sicher aufrechterhalten werden und eine effiziente Abförderung des Materials sichergestellt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Fördereinrichtung für eine Schildvortriebsmaschine der eingangs genannten Art im wesentlichen darin, daß der Materialübergabe­ raum als Pufferspeicherraum ausgebildet ist, daß für die druck­ luftdichte Abschottung des Pufferspeicherraumes zum zweiten Ab­ förderer die im Pufferraum gespeicherte Materialschüttung vorge­ sehen ist, und daß das Schüttungsniveau und die Konsistenz des Materials im Pufferspeicherraum regelbar ist. Dadurch, daß der Materialübergaberaum als Pufferspeicherraum ausgebildet ist, wird eine zusätzliche Druckluftschleuse geschaffen, in welche auch körniges Material ohne übermäßige Befeuchtung, wie sie bei weichem Böden kritisch wird, sicher ausgetragen werden kann, ohne daß es zu einem Druckluftabfall in der Arbeitskammer des Schildes kommt. Dadurch, daß nun an dem unteren Bereich des Pufferspeicherraumes ein weiterer Förderer angeschlossen ist, und dieser erste Abförderer in einen oberen Bereich des Puffer­ spei­ chers mündet, wird ein zusätzlicher, dichtender Materialquer­ schnitt aufgebaut, welcher bei beliebiger Ausgestaltung der För­ derer einen Druckverlust verhindert und eine wesentlich effi­ zientere Regelung und Anpassung ermöglicht, als dies bei Verwen­ dung nur eines Förderers, insbesondere bei Verwendung eines ein­ zigen Schneckenförderers, möglich wäre. Das im Pufferspeicher­ raum gespeicherte Material erlaubt eine Niveaukontrolle und die Einstellung einer bestimmten Mindestbefüllungshöhe, so daß auch bei sehr trockenem Material ein druckfester Abschluß sicherge­ stellt werden kann. Mit Vorteil ist die Ausbildung hiebei so ge­ troffen, daß der Pufferspeicherraum Anschlüsse für eine Druck­ luftzufuhr aufweist. Auf diese Weise kann sowohl die Arbeitskam­ mer als auch der Pufferspeicherraum unter einen definierten Druck gesetzt werden, wodurch das erste Abfördermittel nicht mit Druckunterschieden beaufschlagt wird und eine besonders sichere und effiziente Abförderung aus der Arbeitskammer gewährleistet ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Schildvor­ triebsmaschine ist der Pufferspeicherraum mit einer Einrichtung zum Befeuchten bzw. Besprühen des gespeicherten Materials ausge­ stattet. Eine derartige Ausbildung ist insbesondere bei Abförde­ rung von sehr trockenem Material von Vorteil, da ein derartig befeuchtetes bzw. mit Wasser versetztes Material eine wesent­ liche bessere Abdichtung auch bei geringer Füllhöhe im Puffer­ speicher gewährleistet.

Um eine hinreichend hohe Beschickung und damit eine hinrei­ chend gute Dichtwirkung zu gewährleisten, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß der Pufferspeicherraum sich über mehr als die halbe Höhe des Tunnelquerschnittes und vorzugsweise mehr als den halben Tunnelquerschnitt erstreckt. Insgesamt kann der Pufferspeicherraum so ausgebildet sein, daß die Arbeit im Tunnel kaum behindert wird, wobei bei entsprechend länger bauen­ den Pufferspeicherräumen zur besseren Nivellierung die Ausbil­ dung mit Vorteil so getroffen ist, daß am Boden des Pufferspei­ cherraumes Querfördermittel zum Bewegen von Material zur Aus­ tragsöffnung angeordnet sind.

Sowohl die Eingänge als auch die Ausgänge der Fördermittel können in an sich bekannter Weise mit Absperrschiebern ausge­ stattet werden, um einen zusätzlichen dichtenden Verschluß zu gewährleisten. Mit Vorteil ist die Ausbildung hierbei so ge­ troffen, daß die Abfördermittel von Schneckenförderern gebildet sind und wenigstens an ihren Abwurfenden Sperrschieber auf­ weisen.

Um eine effiziente Niveauregulierung und damit eine ent­ sprechende Sicherheit für die Aufrechterhaltung des gewünschten Druckes zu gewährleisten, ist mit Vorteil die Ausbildung so ge­ troffen, daß der Pufferspeicherraum mit Sensoren zum Erfassen des Füllstandes ausgestattet ist.

Die an den Schild angeschlossene und mit dem Schild im we­ sentlichen starr verbundene Abfördereinrichtung kann hiebei un­ abhängig von der gewünschten Betriebsart und insbesondere ohne aufwendigem Umbau sowohl als Druckluftschild als auch für einen reinen EPB-Betrieb, d. h. einen Erddruckschild, eingesetzt werden. Bei entsprechender Bodenbeschaffenheit kann ohne zusätz­ lichen Umbau auch eine Betriebsweise als Hydroschild gewählt werden, wobei bei allen Betriebsarten gewährleistet wird, daß nur der Abbauraum nicht aber die Strecke mit Druckluft beauf­ schlagt wird, so daß im Anschluß an die Arbeitskammer atmosphäri­ sche Bedingungen für den weiteren Tunnel- bzw. Streckenausbau vorliegen.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Pufferspeicherraum er­ laubt eine einfache Ankoppelung sekundärer Abfördersysteme.

Die Materialschleuse, wie sie von dem Pufferspeicherraum ausgebildet wird, kann in einfacher Weise so ausgebildet sein, daß genügend Freiraum im Tunnelquerschnitt als Zugang zu dem eigentlichen Vortriebssystem verbleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher er­ läutert.

In der Zeichnung ist mit 1 das Arbeitswerkzeug bezeichnet, welches im Inneren eines Schildes 2 angeordnet ist. Eine hintere druckfeste Dichtwand 3 begrenzt den Arbeitsraum bzw. die Ar­ beitskammer, in welcher die Arbeitswerkzeuge 1 rotierbar ange­ ordnet sind. An diese Dichtwand 3 schließt ein erster, von einem Schneckenförderer gebildeter Abförderer 4 an. Weiters ist an die Dichtwand 3 ein Anschluß 5 für die Zufuhr von Druckluft vorge­ sehen. Das Abwurfende des ersten Schneckenförderers 4 weist ei­ nen Sperrschieber 6 auf und mündet in einen Pufferspeicherraum 7. Die Mündung ist hiebei im oberen Bereich des Pufferspeicher­ raumes 7 angeordnet, wohingegen aus dem unteren Bereich des Pufferspeicherraumes 7 die Abförderung über einen weiteren Schneckenförderer 8 erfolgt. Auch hier sind wiederum Absperr­ schieber 6 sowohl am aufgabeseitigen als auch am abwurfseitigen Ende des Schneckenförderers 8 vorgesehen. Die Übergabe erfolgt in der Folge an beliebig ausgestaltete weitere Abfördermittel 9.

Mit Rücksicht auf die Druckpufferung im Pufferspeicherraum ist die konkrete Ausbildung des ersten und des zweiten Abför­ derers 4 bzw. 8 von untergeordneter Bedeutung. Wesentlich ist lediglich, daß der Arbeitsraum des Schildes 2 druckfest mit dem Pufferspeicherraum 7 verbunden ist, und daß im Pufferspeicher­ raum 7 eine bestimmte Mindestbeschickungshöhe a oberhalb der Oberkante des zweiten Abförderermittels sichergestellt ist, um eine entsprechende Abdichtung zu gewährleisten.

Für den Fall, daß körniges Material in den Pufferspeicher­ raum 7 gefördert wurde, ist mit Vorteil ein Wassereintrag 10 an der Oberkante des Pufferspeicherraumes 7 vorgesehen, über wel­ chen Wasser über die Materialschicht verteilt werden kann. Um eine sichere Nivellierung zu gewährleisten, ist am Boden des Pufferspeicherraumes 7 ein Querförderer 11 angeordnet, so daß die gewünschte Schichtstärke a sicher aufrecht erhalten werden kann.

Auch an den Pufferspeicherraum 7 mündet über einen Anschluß 5 eine Druckluftleitung, so daß ein entsprechender Druck sowohl im Arbeitsraum des Schildes 2 als auch im Pufferspeicherraum 7 aufrecht erhalten werden kann. Hiefür kann die gleiche Druck­ luftzuleitung verwendet werden, wodurch insgesamt der erste Ab­ förderer 4 von Druckdifferenzen freigehalten wird. Mit Rücksicht auf die durch den Pufferspeicherraum gewährleistete Dichtung dann anstelle eines Schneckenförderers für den ersten Förderer ein beliebiger, dem jeweiligen zu fördernden Material angepaß­ ten, Förderer eingesetzt werden. Um jedoch unterschiedliche Be­ triebsarten ohne aufwendigen Umbau zu ermöglichen, sind bevor­ zugt sowohl der erste als auch der zweite Abförderer 4 bzw. 8 als Schneckenförderer ausgebildet.

Claims (7)

1. Fördereinrichtung für eine Schildvortriebsmaschine mit einer druckdichten Arbeitskammer mit Abbauwerkzeugen (4) und mit einer die Arbeitskammer hinten begrenzenden Dichtwand (3), mit einem ersten mit der Dichtwand (3) druckdicht verbundenen Abför­ derer (4), der druckdicht in den oberen Bereich eines Material­ übergaberaumes mündet, und mit einem weiteren Abförderer (8), der im unteren Bereich des Materialübergaberaumes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialübergaberaum als Pufferspeicherraum (7) ausgebildet ist, daß für die druckluft­ dichte Abschottung des Pufferspeicherraumes (7) zum zweiten Abförderer (8) die im Pufferraum gespeicherte Materialschüttung vorgesehen ist, und daß das Schüttungsniveau und die Konsistenz des Materials im Pufferspeicherraum (7) regelbar ist.

2. Schildvortriebsmaschinen nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Pufferspeicherraum (7) Anschlüsse (5) für eine Druckluftzufuhr aufweist.

3. Schildvortriebsmaschinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicherraum (7) mit einer Ein­ richtung (10) zum Befeuchten bzw. Besprühen des gespeicherten Materials ausgestattet ist.

4. Schildvortriebsmaschinen nach Anspruch 1, 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicherraum (7) sich über mehr als die halbe Höhe des Tunnelquerschnittes und vorzugsweise mehr als den halben Tunnelquerschnitt erstreckt.

5. Schildvortriebsmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Pufferspeicherraumes (7) Querfördermittel (11) zum Bewegen von Material zur Austrags­ öffnung angeordnet sind.

6. Schildvortriebsmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfördermittel von Schnecken­ förderern (4) gebildet sind und wenigstens an ihren Abwurfenden Sperrschieber (6) aufweisen.

7. Schildvortriebsmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicherraum (7) mit Sensoren zum Erfassen des Füllstandes ausgestattet ist.