EP0084365A2 - Kombinierte Tunnel- bzw. Schachtbohrmaschine mit gleichzeitigem Verschalen und Versteifen des Schachttunnels sowie Rücktransport des Aushubmaterials - Google Patents

Kombinierte Tunnel- bzw. Schachtbohrmaschine mit gleichzeitigem Verschalen und Versteifen des Schachttunnels sowie Rücktransport des Aushubmaterials Download PDF

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EP0084365A2
EP0084365A2 EP83100314A EP83100314A EP0084365A2 EP 0084365 A2 EP0084365 A2 EP 0084365A2 EP 83100314 A EP83100314 A EP 83100314A EP 83100314 A EP83100314 A EP 83100314A EP 0084365 A2 EP0084365 A2 EP 0084365A2
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/12—Devices for removing or hauling away excavated material or spoil; Working or loading platforms

Definitions

  • the combination invention relates to a machine by means of which tunnels or shafts are drilled, boarded, stiffened with concrete, cast iron or other building material and sealed with plastic without the opening of the clearing material (earth, rock, etc.) - except for the start of the drilling at the same time, the excavated material (earth, rock, etc.) is extracted when drilling the tunnels.
  • the conventional way of producing tunnels or shafts is to tear open the earth, support it and then switch on the tunnel or shaft and fill it with liquid or plastic building materials that will become hard later, then switch it off again and fill in and compress the resulting cavities with filler material .
  • the related formwork material can rarely be used again.
  • the combination invention is based on the task of proposing a combined tunnel or shaft drilling machine with simultaneous boarding and stiffening of the shaft tunnel and return transport of the excavated material, which eliminates the above-mentioned disadvantages of the previously known methods, prevents disabilities etc. and limits them to a minimum.
  • This object is achieved in that the combined machine bears a windmill wing-like overburden head that breaks down the existing material and at the same time transported into the judge under the drilling shaft on the conveyor belt below.
  • the overburden head which is located directly behind the actual drill, can also be constructed in such a way that the tunnel or shaft in each case becomes almost angular and is only slightly rounded.
  • the stiffeners of the individual clearing sheets coated with hard materials are designed in such a way that when the material is drilled and cleared, the material reaches the conveyor belt directly via the funnel.
  • the second shaft on the same shaft which is at least 2/3 the diameter of the first clearing wing and has the actual tunnel diameter as well as stiffeners that are attached so that the clearing material gets onto the conveyor belt running under the shaft.
  • a bearing At the rear end of the shaft is a bearing with a housing.
  • the hammer drill at the end of the shaft can be driven with compressed air or electrically.
  • the steel ring itself contains several nozzles on its front, to which in turn a flexible hose is connected, through which liquid or plastic, at least later hardening, building material is pressed and at the same time drives the whole combination together with the impact drill.
  • the Stablring with its outer and inner plastic spray nozzles and building material connection piece must be stiffened with a ball joint on the same shaft and strong springs between the clearing head, ball joint and bracket of the bearing on which the hydraulic cylinders are mounted, so that the pressure of the building material pumps indirectly Forward movement of the! combined machine.
  • the building material required to climb the tunnel is distributed over the entire circumference of the tunnel by means of small rollers that press the inner plastic casing until the building material hardens.
  • one of the at least three necessary steel rails is welded onto the rear end of the steel ring by means of a welding device, on which the rollers of the hydraulic cylinders run, which in turn are mounted directly behind the stiffening on the bearing mentioned above.
  • longitudinal and transverse rails are connected to the hydraulic cylinders.

Abstract

Der mit harten Schneiden versehene, windmühlenartige Abräumschlagbohrkopf - mit installierten Neutronen-, Ultraschallbeschluß- oder Laserstrahlautomaten - leitet Abraum über Versteifungen auf Förderband zum Abtransport. Abraumreste oder Wasser werden mit Saugpumpen abgesaugt.
Die von 6 Hydraulikzylindern getragene Antriebswelle wird im Meß- und Steuergehäuse - Mitte der welle hängend - per Computer, Ultraschall, Infrarot, Laser über Bildschirm nach Vorlage von Meßkarten gesteuert.
Durch Pumpen, Schläuche, Düsen und Schweißgeräte wird Isolier- und Befestigungsmaterial über einem auf der Antriebswelle mit Kugelgelenk, Lager und entspannenden Federn montierten mit äußeren und inneren Kunststoffspritzdüsen und Baustoffanschlußstutzen besetzten Stahlring und anschließenden Stahltrichter an stehenbleibendes Material angetragen.
Auf Federhalterungen montierte Rollen - ihrerseits an längs und quer mit Kugelgelenken versehenen Schienen am Stahlring befestigt- pressen lsolier- und Befestigungsmaterial bis zu dessen Erhärtung an.
Der Gesamtantrieb der mit Abräumschlagbohrkopf versehenen Antriebswelle erfolgt mittels Elektro-, Verbrennungsmotor oder Druckluft.
Bohren, Herausbefördern desAbraummaterials, Versteifen und Isolieren des Tunnels geschieht in einem Arbeitsgang.

Description

  • Die Kombinationaerfindung betrifft eine Maschine, mittels der Tunnels oder Schächte ohne vorheriges Aufreißen des Abräummaterials (Erde, Gestein etc.) - ausgenommen der Ansatz der Bohrung - in einem Arbeitsgang gebohrt, verschalt, mit Beton, Guß oder sonstigem Baustoff versteift und kunatstoffversiegelt werden, wobei gleichzeitig das Aushubmaterial (Erde, Gestein etc.) beim Bohren der Tunnels herausgefördert wird.
  • Die konventionelle Art der Herstellung von Tunnels oder Schächten besteht darin, daß man die Erde aufreißt, abstützt und dann den Tunnel oder Schacht einschalt und mit flüssigem oder plastischen, später hart werdenden Baustoffen ausfüllt, danach wieder ausschalt und die entstandenen Hohlräume mit Ausfüllmaterial ausfüllt und verdichtet.
  • Die bisher bekannten Verfahren sind ausgesprochen zeitaufwendig, mit hohen Lohnkosten und durch die jeweilige Absperrung des Bausektors mit Verkehrabehinderungen und erheblichen Unannehmlichkeiten (Lärmbelästigung etc.) für die Verkehrsteilnehmer und Anwohner verbunden.
  • Nach den bisher bekannten Verfahren kann auch das verwandte Schalmaterial selten nochmals eingesetzt werden.
  • Die bisher bekanntlich anzusetzenden Material- und Lohnkosten fallen nach den umständlichen Verfahren - abgesehen von erheblichen Lärmbelästigungen und Verkehrsbehinderungen der Anwohner und Verkehrsteilnehmer - neben in Kauf zu nehmenden langen Dauzeiter erheblich ins Gewicht.
  • Auch die Umweltbelastungen sind nach den bisherigen Verfahren außerordentlich hoch.
  • Der Kombinationserfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine kombinierte Tunnel- bzw. Schachtbohrmaschine mit gleichzeitigem Verschalen und Versteifen des Schachttunnels sowie Rücktransport des Aushubmaterials vorzuschlagen, die die vorstehend aufgezählten Nachteile der bisher bekannten Verfahren beseitigt, Behinderungen etc. verhindert und auf ein Mindestmaß beschränkt.
  • Damit entfallen:
    • Absperren ganzer Wohngebiete für den Verkehr, Aufreißen dervorhandenen Straßendecken, Verbrauch erheblichen Schalungsmaterials, bisher hohe Lärmbelästigungen und Umweltbelastungen und damit gleichzeitig bisher anfallende enorme Lohnkosten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die kombinierte Maschine einen windmühlflügelartigen Abraumkopf trügt, der das bestehende Material abbaut und zugleich in den rrichter unter der Bohrwelle auf das darunterlaufende Förderband transportiert.
  • Dabei kann der Abraumkopf, der sich unmittelbar hinter dem eigentlichen Bohrer befindet, auch so konstruiert sein, daß der Tunnel oder Schacht jeweils fast kantig wird und lediglich leicht abgerundet wird.
  • Die Versteifungen der einzelnen mit harten Haterialien beschichteten Abräumblätter sind so angelegt, daß beim Bohron und Abräumen des Materials dieses direkt über den Trichter auf das Förderband gelangt.
  • Der mit harten Material beschichtete Bohrer, an den sich der erste Abräumflügel anschlisßt, wied von einer mindestens 2 m langen, tragenden Welle geführt. Daran anschließend befinden sich auf der gleichen Welle fent montiert die zweiten - den mindestens 2/3 Durchmesser des ersten Abräumflügels überateigenden - Abräumflügel mit dem eigentlichen Tunneldurchmesser sowie Versteifungen die so angebracht sind, daß das Abraummaterial auf das unter der Welle laufende Förderband gelangt.
  • Am hinteren Endo der Welle befindet sich ein lager mit Gehäuse.
  • Auf der gleichen Welle, aber vorn unmittelbar hinter der Versteifung des Abräumkopfes sind mindestens drei Hydraulikzylinder - einzeln steuerber aber letzten Endes doch aufeinander abgestimmt - die ihrerseits wiederum auf fest eingeschweißten Stahlachienen laufen, aufmontiert.
  • Über diese Hydraulikzylinder wird durch Meßgeräte an der Bohrmaschine der Bohr- und Abräumkopf in der gewünschten Richtung gesteuert.
  • Die am Ende der Welle angesetzte Schlagbohrmaschine kann mit Druckluft oder elektrisch angetrieben werden.
  • Zwischen dem Abräumkopf und dem dahinter befindlichen Stahlring sind mehrere Kunststoff-Spritzdüsen bzw. Schweißgeräte angebracht, die nach dem Abbau der Abraummaterialien durch Auftragen eines Kunststofffilmes ein Abbröckeln des noch bestehenden Materials nach dem Ausbohren und Abräumen verhindert.
  • Der Stahlring selbst enthält mehrere Stutzen an .seiner Vorderseite, an die wiederum ein flexibler Schlauch angeschlossen ist, durch den mittels Druck flüssiger oder plastischer, jedenfalls später hart werdender Baustoff gepreßt wird und zugleich zusammen mit der Schlagbohrmaschine die ganze Kombination mit vorantreibt.
  • Durch die an Baustoffpumpen angeschlossenen flexiblen Schläuche und die ihrerseits am Stahlring sitzenden Stutzen wird je nach Richtungsänderung - gesteuert über Hydraulikzylinder - mehr oder weniger Baustoff eingepreßt.
  • Der Stablring mit seinen äußeren und inneren Kunststoff-Spritzdüsen und Baustoffanschlußstutzen muß mit ainem Kugelgelenk auf der gleichen Welle und starken Federn zwischen Abräumkopf, Kugelgelenk und Halterung des Lagers, auf dem die Hydraulikzylinder aufmontiert sind, derart versteift werden, daß indirekt der Druck der Baustoffpumpen die Vorwärtsbewegung der ! kombinierten Maschine mitfördert.
  • Der jeweils zur Versteigung des Tunnels benötigte Baustoff wird durch kleine Rollen, die die innere Plastikverschalung anpreßt auf den ganzen Umfang des Tunnels bis zur Erhärtung des Baustoffes verteilt.
  • Durch den Stahlring hindurch wird mittels Schweißgerät unmittelbar am hinßeren Ende des Stahlrings eine der mindestens drei notwendigen Stahlschienen aufgeschweißt, auf denen die Rollen der Hydraulikzylinder laufen, die ihrerseits unmittelbar hinter der Versteifung auf dem vorstehend erwähnten Lager angebracht sind.
  • Mit dem gebohrten Tunnel laufend sind an den Hydraulikzylindern längs- und querschienen verbunden.
  • Diese Schienen mit einer bestimmten Länge müssen mit Kugelgelenken längs und quer zur Ermöglichung einer Richtungsänderung durch kleine Rollen mit einer Federhalterung an den Schienen verbunden sein.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Tunneln bzw. Schächten, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine kombinierte, über Computer und Hydraulikzylinder steuerbare Schlagbohrmaschine in einem Arbeitsgang unmittelbar nach dem Bohren das Abraummaterial herausbefördert, der Tunnel verschalt und mit isolierten Baustoffen sicher versteift wird.
2. Kombinierte Maschine zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar hinter dem Bohr- und Abräumkopf Kunststoffspritzdüsen oder auf Rollen rotierende Schweißgeräte sofort nach dem Bohren auf das stehenbleibende Material eine Kunststoffschicht aufbringen, hinter der ein auf der Bohrwelle mit Kugelgelenk und Versteifungen gelagerter Stahlring mit Anschlußstutzen und flexiblen Schläuchen zum Einpressen von Baustoffen mittels Pumpen an den elastischen Kunststoff gepreßt wird, wobei auf der Innenseite des Stahlringes wiederum Kunststoffspritzdüsen oder Schweißgeräte Kunststoff in jeweils bestimmbarer Stärke auftragen, während kleine, auf Federhalterungen an längs- und querlaufenden, mit Kugelgelenken versehenen Schienen gelagerte Rollen den eingepreßten Baustoff auf einem jeweils regulierbaren Maß halten, während im Zentrum die mit Hydraulikzylindern auf eingeschweißten Schienen beweglich geführte Welle an ihrem hinteren Ende durch eine Schlagbohrmaschine angetrieben wird, wobei der beim Bohren anfallende Abbraum durch einen unter der Welle befindlichen trichterförmigen Einlaufstutzen unmittelbar auf das abtransportierende Förderband gelangt, während an den Hydraulikzylindern Baustoffpumpen und Restmaterialien absaugende Staubsauger angebracht sind.
EP83100314A 1982-01-15 1983-01-15 Kombinierte Tunnel- bzw. Schachtbohrmaschine mit gleichzeitigem Verschalen und Versteifen des Schachttunnels sowie Rücktransport des Aushubmaterials Withdrawn EP0084365A3 (de)

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