EP0101831A2 - Vortriebsmaschine zum maschinellen Auffahren von Tunneln und Strecken - Google Patents

Vortriebsmaschine zum maschinellen Auffahren von Tunneln und Strecken Download PDF

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EP0101831A2
EP0101831A2 EP83106407A EP83106407A EP0101831A2 EP 0101831 A2 EP0101831 A2 EP 0101831A2 EP 83106407 A EP83106407 A EP 83106407A EP 83106407 A EP83106407 A EP 83106407A EP 0101831 A2 EP0101831 A2 EP 0101831A2
Authority
EP
European Patent Office
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drill head
tunnel
axis
machine
cutting head
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83106407A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0101831A3 (de
Inventor
Heinz Horst
Johannes Dr.-Ing. Henneke
Helmut Podelleck
Friedrich Paul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0101831A3 publication Critical patent/EP0101831A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK 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
    • E21D9/11—Making by using boring or cutting machines with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
    • E21D9/112—Making by using boring or cutting machines with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines by means of one single rotary head or of concentric rotary heads
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK 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
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
    • E21D9/0875—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket
    • E21D9/0879—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK 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
    • E21D9/1086—Drives or transmissions specially adapted therefor

Definitions

  • the invention relates to tunneling machines for mechanically opening tunnels and sections using the full-cut method, consisting of a machine frame that can be braced in the tunnel or in the section and is gradually moved forward on which the drilling head equipped with tools is rotatably mounted and can be moved relative to the machine frame by a feed path against the face .
  • a practiced solution to the problem consists in excavating large tunnel cross sections in two stages in order to avoid geological difficulties.
  • H First, create a pilot tube from which the surrounding mountains can be consolidated if necessary. This pilot tube is then expanded to the final tunnel diameter in a second pass.
  • Such a method is very time-consuming and costly.
  • the present invention has for its object to provide a tunneling machine of the type described above, with which it is possible to dig large tunnel or route cross sections in one step, even in geologically difficult, for. B. fragile and brittle mountains.
  • the invention proposes that the rotary plane of the drill head is inclined in the direction of advance, the axis of rotation of the drill head making an angle between 20 and 50, preferably 30 and 45 * , in a vertical plane with the longitudinal axis of the tunnel or line.
  • the entire area of the drill head is also conceivable to secure the entire area of the drill head with a full shield.
  • the drives for the drill head are preferably arranged closely behind the drill head, axially parallel to the drill head axis.
  • the proposal of the invention inevitably creates a tunnel or route cross-section which is elliptical in projection, such a cross-section is often desired, especially in the case of large tunnel cross-sections.
  • the opening of traffic tunnels is made easier with a tunnel boring machine of the type proposed here, because two adjacent traffic arteries are generally provided there, that is to say a greater width than the height of the tunnel is to be aimed for.
  • FIG. 1 An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below. It shows a tunneling machine in a shield.
  • the machine essentially consists of the drilling head (2) equipped with tools (1), the gear housing (3) with the drive units (4).
  • the machine frame (5) is pressed with the drill head over the feed cylinder (6).
  • a bracing unit (7) serves as an abutment.
  • the machine can also be supported on the segments by hydraulic cylinders (9).
  • the area up to the face can be secured by a sign (10).
  • This shield (10) can be a rigid full shield. It can also be single shields, e.g. B. be pressed hydraulically.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem, eine Vortriebsmaschine zum maschinellen Auffahren von Tunneln und Strecken im Vollschnittverfahren zu schaffen, die in vorteilhafter Weise in gebrächem und nachbrüchigem Gebirge bzw. zur Durchörterung geologischer Störungen einsetzbar ist. Bekannte Maschinen sind bereits mit äußerst flachen - gegenüber früher konischen - Bohrköpfen ausgestattet, um eine entsprechend vertikale Ortsbrust mit größstmoglicher Stabilität des Gesteinsverbandes zu erstellen. Trotzdem treten nach wie vor Schwierigkeiten durch Kollabieren der Ortsbrust und des Hangenden auf. Zur Lösung des Problems schlägt die vorliegende Erfindung vor, die Drehebene des Bohrkopfes (2) der Vortriebsmaschine in Vortriebsrichtung geneigt anzuordnen, wobei die Drehachse des Bohrkopfes (2) mit der Tunnel - bzw. Streckenlängsachse in senkrechter Ebene einen Winkel zwischen 20 und 50, vorzugsweise 30 und 45° schließt. Gegebenenfalls kann der durch den geneigten Bohrkopf (2) gebildete Bereich der Ortsbrust-Böschung durch einen das Hangende stützenden Schild (10) gesichert sein.

Description

  • Die Erfindung betrifft Vortriebsmaschinen zum maschinellen Auffahren von Tunneln und Strecken im Vollschnittverfahren, bestehend aus einem im Tunnel bzw. in der Strecke verspannbaren und schrittweise vorwärtsbewegbaren Maschinenrahmen an dem der mit Werkzeugen bestückte Bohrkopf drehangetrieben gelagert und gegenüber dem Maschinenrahmen um einen Vorschubweg gegen die Ortsbrust bewegbar ist.
  • Ein großes technisches Problem beim Auffahren von Tunneln und Strekken, insbesondere großer Querschnitte besteht in der Durchörterung geologischer Störungen, d. h. in der Stabilität der Ortsbrust und des Hangenden bis zum Einbringen des Tunnelausbaus. Die Entwicklung der Vollschnitt-Vortriebsmaschinen im vergangenen Jahrzehnt hat daher international zu äußerst flachen - gegenüber früher konischen - Bohrköpfen geführt, die eine entsprechend vertikale Ortsbrust mit bisher größtmöglicher Stabilität des Gesteinsverbandes erstellen.
  • Trotzdem treten in nachbrüchigem und gebrächem Gebirge nach wir vor Schwierigkeiten durch Kollabieren der Ortsbrust und des Hangenden auf, die häufig zum Stillstand des Maschinenvortriebs führen und vorübergehend einen manuellen Vortrieb erforderlich machen.
  • Eine praktizierte Lösung des Problemes besteht darin, zur Vermeidung geologischer Schwierigkeiten große Tunnelquerschnitte zweistufig aufzufahren, d. h. zunächst eine Pilotröhre zu erstellen, aus der heraus das umgebende Gebirge gegebenenfalls verfestigt werden kann. Diese Pilotröhre wird dann in einem zweiten Durchgang auf den Tunnel-Enddurchmesser erweitert. Ein derartiges Verfahren ist jedoch sehr zeit-und kostenaufwendig.
  • Ausgehend von diesen Problemen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vortriebsmaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, große Tunnel- bzw. Streckenquerschnitte einstufig aufzufahren, und zwar auch im geologisch schwierigen, z. B. nachbrüchigen und gebrächen Gebirge.
  • Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Drehebene des Bohrkopfes in Vortriebsrichtung geneigt ist, wobei die Drehachse des Bohrkopfes mit der Tunnel- bzw. Streckenlängsachse in senkrechter Ebene einen Winkel zwischen 20 und 50, vorzugsweise 30 und 45* schließt.
  • Durch die Neigung des Bohrkopfes in Vortriebsrichtung erhält die Ortsbrust bei einer derartigen Tunnelauffahrung die Neigung einer naturlichen Böschung, wie sie sich beim Auslaufen bzw. Hereinbrechen geologisch gestörter Gesteinspartien ergeben würde. Eine derartig geneigte Ortsbrust verhindert von vornherein zunächst einmal das Kollabieren der Ortsbrust sowie das nachfolgende Hereinbrechen des Hangenden.
  • Wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen ist, daß mindestens der durch den geneigten Bohrkopf gebildete Bereich der - Ortsbrust-Böschung durch einen das Hangende stützenden Schild gesichert ist, so läßt sich ein optimaler Schutz der Maschine bis zum Einbringen des endgültigen Ausbaus hinter dem Schild bzw. hinter der Maschine erzielen.
  • Es ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch denkbar, den gesamten Bereich des Bohrkopfes durch ein Vollschild zu sichern. Die Antriebe für den Bohrkopf sind vorzugsweise dicht hinter dem Bohrkopf achsparallel zur Bohrkopfachse angeordnet.
  • Zwar wird durch den Vorschlag der Erfindung zwangsläufig ein Tunnel- bzw. Streckenquerschnitt aufgefahren, der in der Projektion eliptisch ist, doch ist gerade bei großen Tunnelquerschnitten ein solcher Querschnitt häufig gewünscht. Z. B. das Auffahren von Verkehrstunneln wird mit einer Vortriebsmaschine der hier vorgeschlagenen Art erleichtert, weil in der Regel dort zwei nebeneinanderliegende Verkehrsadern vorgesehen sind, also eine größere Breite als Höhe des Tunnels anzustreben ist.
  • Aber auch bei Tunneln und Strecken oder auch Wasserstollen, bei denen der eliptische Querschnitt ansich unwichtig ist, ist die durch die Erfindung erzielte Stabilisierung der Ortsbrust und des Hangenden außerordentlich vorteilhaft und darüberhinaus der eliptische Querschnitt nicht störend.
  • Es ist zwar bereits bei Schildmaschinen für den Vortrieb in Weichgestein bzw. Lockerböden vorgeschlagen worden, leicht nach vorn geneigte Schneidköpfe zu verwenden, da in Lockerböden die Stabilität der Ortsbrust ein noch größeres Problem darstellt, derartige Schneidköpfe besitzen jedoch nur Schäl-Schlitze, durch die bei der Drehung bzw. beim Oszilieren des Schneidkopfes das Lockergestein hereinläuft. Allenfalls sind derartige Schneidköpfe mit starren Schneidmeißeln bzw. Schälmessern besetzt. Die Neigung derartiger Schneidköpfe liegt auch nur bei wenigen Grad.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt eine Vortriebsmaschine in einem Schild. Die Maschine besteht im wesentlichen aus dem mit Werkzeugen (1) bestückten Bohrkopf (2), dem Getriebegehäuse (3) mit den Antriebseinheiten (4). Der Maschinenrahmen (5) wird mit dem Bohrkopf über die Vorschubzylinder (6) vorgedrückt. Als Widerlager dient eine Verspanneinheit (7). Bei einem Ausbau des Tunnels mit Tübbingen (8) kann die Maschine sich auch über Hydraulik-Zylinder (9) an den Tübbingen abstützen. Der Bereich bis zur Ortsbrust kann durch ein Schild (10) abgesichert werden. Dieses Schild (10) kann ein starres Vollschild sein. Es können auch Einzelschilde sein, die z. B. hydraulisch angedrückt werden.

Claims (4)

1. Vortriebsmaschine zum maschinellen Auffahren von Tunneln und Strecken im Vollschnittverfahren, bestehend aus einem im Tunnel bzw. in der Strecke verspannbaren und schrittweise vorwärtsbewegbaren Maschinenrahmen, an dem der mit Werkzeug bestückte Bohrkopf drehangetrieben gelagert und gegenüber dem Maschinenrahmen um einen Vorschubweg gegen die Ortsbrust bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehebene des Bohrkopfes (2) in Vortriebsrichtung geneigt ist, wobei die Drehachse des Bohrkopfes (2) mit der Tunnel- bzw. Streckenlängsachse in senkrechter Ebene einen Winkel zwischen 20 und 50, vorzugsweise 30 und 45* schließt.
2. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens der durch den geneigten Bohrkopf (2) gebildete Bereich der Ortsbrust-Böschung durch einen das Hangende stützenden Schild (10) gesichert ist.
3. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der gesamte Bereich des Bohrkopfes durch ein Vollschild gesichert ist.
4. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebe (4) des Bohrkopfes dicht hinter dem Bohrkopf (2) achsparallel zur Bohrkopfachse angeordnet sind.
EP83106407A 1982-07-31 1983-07-01 Vortriebsmaschine zum maschinellen Auffahren von Tunneln und Strecken Withdrawn EP0101831A3 (de)

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DE3228696 1982-07-31
DE19823228696 DE3228696A1 (de) 1982-07-31 1982-07-31 Vortriebsmaschinen zum maschinellen auffahren von tunneln und strecken

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Publication Number Publication Date
EP0101831A2 true EP0101831A2 (de) 1984-03-07
EP0101831A3 EP0101831A3 (de) 1984-05-16

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ID=6169849

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EP83106407A Withdrawn EP0101831A3 (de) 1982-07-31 1983-07-01 Vortriebsmaschine zum maschinellen Auffahren von Tunneln und Strecken

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DE (1) DE3228696A1 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE945981C (de) * 1952-04-01 1956-07-19 Korfmann Gmbh Maschf Streckenvortriebsmaschine, insbesondere fuer den Braunkohlen-Tiefbau
US3486794A (en) * 1967-04-24 1969-12-30 John R Tabor Tunneling machine with inclined cutting wheel
DE1935068A1 (de) * 1968-07-10 1970-03-05 Smith Internat Inc Antriebsanlage fuer oszillierend arbeitende Tunnelvortriebsmaschine
DE1658761C3 (de) * 1963-09-13 1975-05-28 Smith Industries International, Inc., Los Angeles, Calif. (V.St.A.) Vortriebsschild für den Tunnelbau
DE2327816B2 (de) * 1973-06-01 1975-11-13 Bade & Co Gmbh, 3160 Lehrte Vorrichtung zum Bodenabtransport aus der Druckkammer eines Tunnel-Vortriebs-Schildes
AT334856B (de) * 1973-12-07 1977-02-10 Atlas Copco Ab Verfahren zum schrittweisen vortrieb einer ortsbrust im untertagebau und vorrichtung zur durchfuhrung des verfahrens
DE2829053B2 (de) * 1978-07-01 1980-11-13 Bade & Theelen Gmbh, 3160 Lehrte Lagerung für das Schneidrad eines mit durckluft- oder flüssigkeitsabgestützter Ortsbrust arbeitenden Vortriebsschildes
DE2925505A1 (de) * 1979-06-25 1981-01-15 Holzmann Philipp Ag Vortriebsschild

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE945981C (de) * 1952-04-01 1956-07-19 Korfmann Gmbh Maschf Streckenvortriebsmaschine, insbesondere fuer den Braunkohlen-Tiefbau
DE1658761C3 (de) * 1963-09-13 1975-05-28 Smith Industries International, Inc., Los Angeles, Calif. (V.St.A.) Vortriebsschild für den Tunnelbau
US3486794A (en) * 1967-04-24 1969-12-30 John R Tabor Tunneling machine with inclined cutting wheel
DE1935068A1 (de) * 1968-07-10 1970-03-05 Smith Internat Inc Antriebsanlage fuer oszillierend arbeitende Tunnelvortriebsmaschine
DE2327816B2 (de) * 1973-06-01 1975-11-13 Bade & Co Gmbh, 3160 Lehrte Vorrichtung zum Bodenabtransport aus der Druckkammer eines Tunnel-Vortriebs-Schildes
AT334856B (de) * 1973-12-07 1977-02-10 Atlas Copco Ab Verfahren zum schrittweisen vortrieb einer ortsbrust im untertagebau und vorrichtung zur durchfuhrung des verfahrens
DE2829053B2 (de) * 1978-07-01 1980-11-13 Bade & Theelen Gmbh, 3160 Lehrte Lagerung für das Schneidrad eines mit durckluft- oder flüssigkeitsabgestützter Ortsbrust arbeitenden Vortriebsschildes
DE2925505A1 (de) * 1979-06-25 1981-01-15 Holzmann Philipp Ag Vortriebsschild

Also Published As

Publication number Publication date
EP0101831A3 (de) 1984-05-16
DE3228696A1 (de) 1984-02-09

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18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19850420

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: PODELLECK, HELMUT

Inventor name: PAUL, FRIEDRICH

Inventor name: HORST, HEINZ

Inventor name: HENNEKE, JOHANNES, DR.-ING.