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Verfahren und Vorrichtung zum Vortrieb eines Tunnels mittels eines
Schildes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vortrieb eines Tunnels mittels
eines Schildes. Beim Tunnelvortrieb mittels eines Schildes in wasserführenden Schichten
ist ein wenigstens zeitweiliges Einschleusen der Mannschaft in einen Druckraum selbst
dann unvermeidlich, wenn der Schild mit einer dichten Stirnwand versehen ist, hinter
welcher die Mannschaft arbeiten kann, da bei Abweichungen des Schildes aus der vorgeschriebenen
Richtung die Mannschaft vor dem Schild arbeiten muß, um ihn mit besonderen Hilfsmitteln
wieder in die vorgeschriebene Lage zu bringen. Man hat zwar die Schilde schon mit
Lenkmitteln ausgestattet. Diese genügen jedoch nicht immer, besonders nicht beim
Durchörtern eines nicht oder nur wenig tragfähigen wasserführenden Erdreichs.
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Um in solchen Fällen dem Vortriebsschild eine tragfähige Unterlage
zu geben, hat man bereits vorgeschlagen, in einen dem Tunnel vorauseilenden Hilfsstollen
einen Fundamentsockel für den Vortriebsschild des Tunnels einzubringen. In diesem
Fall steht der vorauseilende Hilfsstollen in räumlicher Verbindung mit dem Tunnel,
und die Stelle des Anschlusses des Hilfsstollens an den Tunnel ist hier in bezug
auf einen Wasser-oder Erdreicheinbruch gefährdet. Bricht an dieser Stelle aber Wasser
oder Erdreich ein, so ist der Mannschaft der Rückzug aus dem Hilfsstollen abgeschnitten.
Infolgedessen kann es bei diesem Vortriebsverfahren notwendig werden, auch den Hilfsstollen
unter Luftüberdruck zu halten, mit der Folge, daß die in dem Hilfsstollen befindliche
Mannschaft unter erschwerten Umständen arbeiten und in kurzen Zeiträumen ausgewechselt
werden muß. Da ferner beim Vortrieb des Schildes die Auskleidung des Hilfsstollens
abgebrochen werden muß, ist die Verwendung eines an der Stirn geschlossenen Schildes
nicht möglich.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kennzeichnet sich demgegenüber dadurch,
daß zwei oder mehr Hilfsstollen außerhalb des Tunnelprofils dem Tunnel vorauseilend
vorgetrieben werden und mit einer an das Tunnelprofil grenzenden fortlaufenden,
als Führungssockel des Vortriebsschildes und als Fundamentsockel für die Tunnelauskleidung
dienende Betoneinlage versehen werden. Durch dieses Verfahren wird der Vorteil erreicht,
daß auch geschlossene Schilde, also solche, die ohne Druckluft betrieben werden,
ohne die Gefahr des Absinkens des Schildes vorgetrieben werden können.
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Zur sicheren Führung des Schildes wird an der Oberseite jedes Sockels
eine Rillenschiene
einbetoniert. Ferner sind an dem Schildboden
in die Rillenschienen eingreifende Wälzkörper angeordnet.
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Die Sicherung _der-, Mannschaft ohne Zuhilfenahme von Druckluft in
dem Vortriebsschild des Tunnels erfordert eine wasserdichte Lagerung des Vortriebsschildes.
Zu diesem Zweck sind gemäß der Erfindung verschiedene Maßnahmen und Mittel zur Abdichtung
des zwischen den Sockeln. und dem Schildboden liegenden Raumes vorgesehen, welche
in der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen erläutert und in der Zeichnung dargestellt
sind.
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Die Zeichnung veranschaulicht das neue Verfahren und die zu seiner
Durchführung dienenden Einrichtungen an einigen Ausführungsbeispielen. Im einzelnen
zeigt Fig. i eine schematische Darstellung der Sockel und des Vortriebsschildes
für den Haupttunnel und einen Nebentunnel im Querschnitt, Fig. einen Sockel im Querschnitt,
Fig.3 eine andere Ausführungsform des Sockels im Querschnitt in größerem Maßstab,
Fig. 4. die Führungsteile für den Schild in größerem Maßstab und Fig. 5 einen Teil
des Tunnelausbaus in einem Schnitt senkrecht zur Tunnelachse und Fig.6 den Vortriebsschild
mit Führungssockel im Längsschnitt.
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Zu Beginn der Vortriebsarbeit werden von einem oder mehreren Schächten
aus; je nach den Verhältnissen, zwei oder mehr Hilfsstollen a in Seiten- und. Höhenrichtung
möglichst genau in der dem aufzufahrenden Tunnel zu gebenden Richtung vorgetrieben.
Die Lage dieser Hilfsstollen in bezug auf den zu erstellenden Tunnel ist hierbei
so zu wählen, daß sie seitlich etwas über den Tunnel vorstehen und daß ihre Oberkante
mit der Unterkante des zukünftigen Tunnels fluchtet. Nachdem diese Hilfsstollen
bis zudem nächsten Schacht oder dem nächsten Ausgang vorgetrieben sind, werden auf
der Stollenauskleidung i (s. Fig. 2) in geeigneten Längsabständen voneinander Querträger
2 und auf diesen oben rillenförmige Führungsschienen 3 für den Vortriebsschild gelagert,
und zwar letztere in solcher Höhe; daß ihre Oberkante etwa mit der Oberkante des
Stollens und der Unterkante des vorzutreibenden Tunnels fluchtet. Ferner werden
die Führungsschienen 3 genau parallel zueinander verlegt. In Fig. i sind zwei derartige
Hilfsstollen. dargestellt; bei breiteren Tunnelprofilen sind drei oder mehr derartiger
Hilfsstollen vorzutreiben und mit Führungsschienen 3 auszurüsten. Alsdann werden
die Stollen a von vorn her nach rückwärts fortschreitend mit Beton gefüllt, und
zwar, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, bis zur Oberkante der Führungsschienen 3. Hierbei
werden, wie Fig. i und 2 veranschaulichen, beiderseits der Führungsschienen 3 schmale
Rinnen 4 und an der Innenseite der Stollen. je eine U-förmige Rinne 5 genau parallel
zueinander in die Betonsockel eingeschnitten. Die Rinnen werden mit fein geschnittenem
und durchknetetem Ton ausgefüllt.
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Anstatt die Stollen a bis zu dem nächsten Ausgang aufzufahren und
die Sockelmasse von vorn nach rückwärts fortschreitend einzubringen, kann gemäß
der in Fig. 3 veranschaulichten Verfahrensweise bereits während des Auffahrens der
Hilfsstollen a die Sockelmasse eingebracht werden, indem auf längs des Stollens
angeordneten Trägern 21 die Führungsschienen 3 enthaltende Betonplatten 31 gelagert
werden und unter diesen. der Sockel cl aus Betonmasse hergestellt wird. In dem Sockel
cl wird ein Arbeitsgang c2 freigelassen. Zweckmäßig wird die Sockelmasse cl außen
mit einer Tondichtung cl versehen, um ein Eindringen von Wasser in den Stollen zu
verhüten. Die Platten 31 sind mit einer oberen Längsrinne 32 versehen, welche ebenfalls
mit Tonmasse ausgefüllt ist. Ferner wird der zwischen der Sockelplatte 31 und der
Stollenoberseite verbleibende Zwischenraum mit Tonmasse ausgefüllt.
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Nach der Fertigstellung der Sockel wird an dem Ausgangsschacht der
Stollen a auf den Führungsschienen 3 der zum Vortrieb des Hauptstollens dienende
Schild b (Fig. i) mittels Wälzkörper 6 gelagert. Der Vortriebsschild b endet vorn
in eine übliche Messerschneide 7 und trägt am vorderen Ende des Schildbodens der
Rillenform der Führungsschienen 3 angepaßte Schaber 8 (Fig.4), welche zum Ausgleich
ihrer Abnutzung mittels eines Keiles g spreizbar sind. Der Vortriebsschild b weist
ferner in die Tonschicht der Rillen 4 eingreifende untere Längsbleche io auf, wie
Fig. i veranschaulicht. Diese sind vorn mit einer Schneide versehen und verdicken
sich, nach ihrem hinteren Ende zu. Sie greifen in die Tonschicht der Rinnen 4 ein
und pressen beim Vortrieb des Schildes infolge ihrer nach hinten zunehmenden Dicke
den Ton zusammen. Hierdurch wird das Eindringen von nassem Erdreich oder Wasser
zu den Wälzkörpern 6 des Vortriebsschildes und deren Lauffläche verhütet. Durch
die Schaber 8 wird bei dem Vortrieb des Schildes b die Rinne der Führungsschienen
vor den Wälzkörpern freigelegt. Bei der Ausführungsform nach. Fig. 3 weist der Schild
b statt der Längsbleche io in die Rinne 32 der Sockelplatten eingreifende, an ihrem
unteren Ende seitlich abgebogene Füße ioi auf.
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Im Innern des Vortriebsschildes befinden sich mechanisch bewegbare
Tonpressen 21, 22,
die in Öffnungen 23 des Schildbodens münden.
Mittels dieser Pressen wird entsprechend dem Vorrücken des Schildes b durch die
Bödenöffnung 23 Ton herausgedrückt. Lezterer wird durch den Schildboden auf die
Oberfläche des zwischen den Fundamentsockeln c befindlichen Erdreichs aufgestrichen.
Wird. der Boden des Schildes b auf seiner Außenseite nach hinten abwärts geneigt
ausgebildet, so erfolgt außer dem Aufstreichen auch noch ein Pressen der Tonschicht.
Diese auf die Erdoberfläche aufgestrichene Tonschicht hat den Zweck, einen Wasserdurchtritt
zwischen der Oberfläche der Sockel und dem Schildboden in Richtung nach hinten zu
verhüten.
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Der Schild b läuft bei seinem Vortrieb auf den Wälzkörpern 6 und wird
von den Schienen 3 genau in. der vorgeschriebenen Richtung geführt.
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Zum Auffahren der Hilfsstollen a können ebenfalls Vortriebsschilde
benutzt werden. Für den Fall, daß unter dem Haupttunnel oder seitlich desselben
unter Zuhilfenahme der Fundamentsockel c 'noch ein oder mehrere Nebentunnel vorgetrieben
werden sollen, beispielsweise zu dem Zweck, den Haupttunnel ausschließlich dem Fuhr`,verksverkehr
überlassen zu können und den oder die Nebentunnel für den Fußgängerverkehr oder
zur Verlegung von Leitungen, Kanälen o. dg1. verwenden zu können, findet der in
Fig. i veranschaulichte U-förmige Vortriebsschild d Verwendung. Dieser wird erst
vorgetrieben, nachdem die Auskleidung des Haupttunnels darüber fertiggestellt ist.
Dieser Vor triebsschild d wird, wie Fig. i zeigt, mittels Rollen 4o in den Rinnen
5 der Fundamentsockel geführt und in üblicher Weise vorgetrieben.
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Gleichzeitig mit dem Vorrücken des Vortriebsschildes b wird in dessen
hinterem Teil die Tunnelauskleidung aufgebaut. Hierzu können, wie Fig. 5 veranschaulicht,
die in dem Sockel c einbetonierten Führungsschienen 3 dienen, auf denen die Auskleidungsstützen
33 mit einem Fußstück 331 gelagert werden. Der Schildboden ist hierzu an seinem
hinteren Ende so gestaltet, daß die Längsschienen 3 frei zugänglich sind.