EP2910733B1 - Schaumgenerator für eine Erddruckschild-Tunnelvortriebsmaschine und Verfahren zum Konditionieren abgetragenen Bodenmaterials als Stützmedium für ein Erddruckschild - Google Patents

Schaumgenerator für eine Erddruckschild-Tunnelvortriebsmaschine und Verfahren zum Konditionieren abgetragenen Bodenmaterials als Stützmedium für ein Erddruckschild Download PDF

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EP2910733B1
EP2910733B1 EP14156561.4A EP14156561A EP2910733B1 EP 2910733 B1 EP2910733 B1 EP 2910733B1 EP 14156561 A EP14156561 A EP 14156561A EP 2910733 B1 EP2910733 B1 EP 2910733B1
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EP
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gas
foam
chamber
pressure
supplied
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Norbert Hörlein
Eugen Kleen
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Mc-Bauchemie Mueller & Co KG Chemische Fabri GmbH
Porr Bau GmbH
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Porr Bau GmbH
Mc-Bauchemie Mueller & Co KG Chemische Fabriken GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a foam generator for a Erd horrschild tunnel boring machine with a mixing chamber having a first inlet opening for a foamable liquid and a second inlet opening for a gas and a foam outlet opening, one connected to the inlet opening for the foamable liquid copestikszu classroomvoriques and one with the inlet opening for the gas-connected gas supply device, wherein the mixing chamber has a flow chamber at one end of the inlet opening for the foamable liquid and from the other end a foam emerges, wherein a portion of the flow chamber is formed as Begasungsumble with a gas-permeable wall, wherein the Begasungsumble formed portion of the flow chamber adjacent to a pressure chamber, wherein the pressure chamber has the inlet opening for the gas and to the formed as Begasungsumble portion of the str so that the gas supplied through the inlet port enters the flow chamber through the gas permeable wall and mixes there with the foamable liquid to foam, wherein the gas supply device and the liquid supply device are formed so that the pressure of
  • the invention relates to a method for conditioning abraded soil material as a support medium for a Erd horrschild a tunnel boring machine, removed in the soil and a excavation chamber of the tunnel boring machine a foam is provided by providing at least one foam generator with a flow chamber and supplying a foamable liquid to the foam generator at one end of the flow chamber, and feeding the foam leaving the other end to the extraction chamber and mixing it with the removed soil.
  • a foam generator and a method of the type mentioned are from the CN 201 568 057 U known.
  • compressed air is supplied to an inner cylindrical chamber which is surrounded by a screen jacket.
  • the compressed air penetrates through the screen jacket into an outer chamber into which a foamable liquid is supplied.
  • the mixture of incoming air and foamable liquid is then in turn fed through a screen section through a foam exit opening.
  • a foam generator for an earth pressure tunneling machine and a method for conditioning excavated soil material as a support medium for a Erd horrschild a tunnel boring machine are also known from M. Thewe and C. Budach, "Schildvortrieb mit Erdbuchschilden: Possibility and Limitations of the Conditioning of the Support Medium", 7th Colloquium Building in Soil and Rock, Technische Akademie Esslingen, 26.-27.01.2010, S. 171-183 ,
  • a surfactant solution is first prepared by mixing water and surfactant, and this surfactant solution is fed to a foam generator where it is mixed with air. The air-surfactant solution mixture is then passed through a flow channel containing contaminants.
  • the disruptive bodies comprise grids arranged transversely to the flow direction and / or glass spheres arranged in the flow cross section between holding sieves. These bluff bodies generate turbulence and thereby foam, which is then passed into the excavation chamber.
  • the structure and size of the foam bubbles thus produced are more or less random and can not be tailored to the nature of the pending soil.
  • a foam lance in which flows into a tubular flow channel at one end of compressed air and a liquid foaming agent is sprayed onto a transversely arranged air flow baffle plate, then pressed the turbulent air-foaming agent mixture at the other end of the flow tube through a flow channel covering the porous foam generator is, wherein beyond the foam generator, the foam formed enters a housing volume and leaves the housing via an outlet opening.
  • the document US 2012/0269945 A1 discloses a dairy foam generator without tight barriers in the foamable liquid flow path.
  • the invention has for its object to provide a foam generator or a method of the type mentioned, the or a coordination of structure and size of the foam bubbles produced on the nature of the upcoming soil and at the same time an admixture of additives, the solid components in Contain form of particles, which allows formed foam.
  • the earth pressure shield tunneling machine foam generator of the present invention includes a mixing chamber having a first foamable liquid inlet port and a second gas inlet port and a foam exhaust port, a liquid supply device connected to the foamable liquid inlet port, and one with the gas inlet port connected gas supply device.
  • a first and a second inlet opening and an outlet opening further such inlet or outlet openings may also be provided.
  • the mixing chamber has a tubular flow chamber, at one end of which the inlet opening for the foamable liquid and at the other end is the foam outlet opening. This tubular flow chamber basically does not need to have either a constant or a circular cross-section and, moreover, can also be curved.
  • a section of the tubular flow chamber is designed as a gassing section with a gas-permeable porous wall.
  • the section of the tubular flow chamber designed as a gassing section is surrounded by a pressure chamber.
  • the pressure chamber has the inlet opening for the gas and surrounds the portion of the tubular flow chamber formed as Begasungsumble such that the supplied through the inlet opening under a pressure gas enters through the gas-permeable porous wall in the tubular flow chamber and there with the foamable liquid to foam mixed.
  • the gas supply device and the liquid supply device are formed so that the pressure of the gas supplied to the pressure chamber can be adjusted so that the pressure is greater than the pressure exerted by the liquid on the gas-permeable porous wall and that a desired ratio of supplied gas to supplied liquid is achieved.
  • a basic idea of the invention is to provide close-meshed barriers, such as the grids, holding sieves or glass bead packages or the one described in the above-mentioned US Pat.
  • Utility patents known porous foam generator to keep out of the flow path between Tensidatesseintritt and foam outlet, because such close-meshed barriers can enforce due to particles contained in the solution.
  • the gas supply device and the liquid supply device are designed so that the pressure of the gas supplied to the pressure chamber can be adjusted so that the pressure 0.5 to 2 bar, preferably 1 to 2 bar, greater than the pressure of Liquid is. This allows sufficient access of air for a desired ratio between foam volume flow and liquid supply, ie a desired FER (Foam Expansion Ratio).
  • the pressure chamber can adjoin the flow chamber on one side; Preferably, it surrounds or encloses the flow chamber partially or completely (except for the inlet and outlet ports).
  • the section of the tubular flow chamber designed as a gassing section has a constant flow cross-section.
  • the portion of the tubular flow chamber also has a circular cross-section. This simplifies the production.
  • the section of the tubular flow chamber designed as a gassing section is a hollow cylinder with a gas-permeable porous wall extending between the inlet opening for the foamable liquid and the foam outlet opening.
  • the hollow cylinder has a gas-permeable porous wall of constant thickness.
  • the gas supplied is air (i.e., compressed air) and the gas supply device is a compressor.
  • the foamable liquid is a water-surfactant mixture and the liquid supply device comprises a water-surfactant mixing device with which the quantitative ratio of water and surfactant can be adjusted.
  • a foam is provided by providing at least one foam generator with a tubular flow chamber, supplying a foamable liquid to the foam generator at one end of a tubular flow chamber, and a gas flow passage portion of the tubular flow chamber porous wall through in the flow chamber with the foamable liquid below Foaming mixed gas is supplied by the gas is supplied under a pressure which is greater than the pressure exerted by the liquid on the gas-permeable porous wall pressure of a pressure chamber which encloses the gassing section formed portion.
  • a foam generator with a Begasungs a predetermined length, a predetermined flow cross-section and a predetermined pore size and density provided and the ratio of supplied gas is adjusted to supplied liquid, so that a desired structure and size of the foam bubbles.
  • the foam exiting the other end of the tubular flow chamber is fed to the excavation chamber and mixed with the excavated soil.
  • the gas is supplied to the pressure chamber at a pressure which is 0.5 to 2 bar, preferably 1 to 2 bar, greater than the pressure of the liquid. This allows for a desired ratio between foam volume flow and fluid delivery, i. a desired FER (Foam Expansion Ratio).
  • the foam is supplied to the excavation chamber at a pressure which is 1 to 2 bar greater than the pressure in the excavation chamber. This allows the injection of desired amounts of foam.
  • the foam leaving the tubular flow chamber is fed at multiple injection sites in the excavation chamber to achieve a desired distribution of the foam.
  • the foam emerging from the tubular flow chamber can be supplied to injection sites on a cutting wheel and to a side of a pressure wall facing the excavation chamber.
  • the foam exiting the tubular flow chamber may be supplied to injection sites in a screw conveyor conveying the excavated soil from the excavation chamber.
  • the foam generator at the one end of the tubular flow chamber is supplied together with the foamable liquid, a solid.
  • the solid contains a bentonite powder or granules. The advantage of a barrier-free flow through the surfactant solution through the flow channel is utilized.
  • the foam generator is provided with a Begasungsumble a predetermined length, a predetermined flow cross-section and a predetermined pore size and density depending on the nature of the removed soil by using a selected parameters of the excavated soil serving as Begasungsumble hollow cylinder length and predetermined internal cross-section is selected with a gas-permeable porous wall predetermined pore size and density for the foam generator.
  • This allows for easy adaptation of the foam composition to changing soil conditions.
  • the differently shaped, serving as a gassing hollow cylinder can be easily replaced.
  • multiple gassing sections may be arranged in parallel in terms of flow, in which case a gassing section having the selected parameters is selected from the plurality of gassing sections arranged in parallel by blocking the supply of liquid and gas to the other gassing sections.
  • FIG. 1 shows schematically some of the present invention essential elements of a tunnel boring machine 1.
  • a cutting wheel 2 carries with the aid of peeling knives and cutting rollers the soil at a working face of the tunnel.
  • the excavated soil then falls into a excavation chamber 3.
  • the excavation chamber 3 is bounded on the back by a pressure wall 4 of the tunnel boring machine 1.
  • the excavated soil is mixed by means of mixing blades, which are located both on the cutting wheel 2 and on the pressure wall 4, and usually mixed with conditioning agents.
  • the mixture formed in the excavation chamber 3 is then withdrawn by means of a screw conveyor 5 from the excavation chamber 3 and passed to a conveyor belt 6 for removal. About the speed of the screw conveyor 5, the amount discharged from the excavation chamber 3 and thus the necessary support pressure are regulated.
  • the propulsion is over (in FIG. 1 not shown) controlled hydraulic jacking cylinder, which are supported on the back of a last-built tunnel ring, wherein the tunnel ring composed of Tuebbings mentioned reinforced concrete segments.
  • Naturally grown soils often do not have the geological properties that would be required so that only the excavated soil in the excavation chamber can serve as a support medium. Therefore, conditioning agents are added.
  • water, clays (including bentonite), polymers and foams are used as conditioning agents in earth pressure shields. While water, clays and polymers are mainly used for the conditioning of fine-grained soils, with coarse-grained soils, surfactant foams are usually introduced into the soil-filled decomposition chamber 3 in order to condition it.
  • the surfactant foams usually consist of a large proportion of air, a proportion of water and a small amount of a surfactant.
  • FIG. 1 shows a surfactant solution tank 16, to which a surfactant from a reservoir 17 and water via a line 18 are supplied.
  • the surfactant solution is fed via a line 15 to a foam generator 14.
  • the foam generator 14 is supplied via a line 19 compressed air.
  • a (in FIG. 1 not shown) control device ensures that the surfactants and the supplied water are mixed in a predetermined ratio and fed to the tank 16 and that the surfactant solution via the line 15 and the compressed air via line 19 in a predetermined ratio and at predetermined pressures the foam generator 14 are supplied.
  • a foam is produced from the surfactant solution and the compressed air, which is then fed via a line 8 to a distributor 9.
  • the distributor 9 distributes the foam via lines 10 to injection points 11 in the cutting wheel 2 and via further lines 7 to injection points 12 on the pressure wall 4 as well as injection points 13 in the screw conveyor 5.
  • a (in FIG. 1 not shown) control device controls the respective injection sites 11, 12 and 13 supplied amounts of foam by a corresponding locations of the arranged in the lines control valves.
  • FIG. 1 schematically shows only a foam generator 14.
  • a plurality of foam generators may be provided, which may alternatively be coupled into the flow path and which may also produce different foams.
  • separate foam generators may be provided for the different injection sites, allowing the parameters of the foams injected at the different injection sites to be related to the nature of the foam Mixture can be adapted to the respective injection sites.
  • the nature of the soil may change so that the parameters of the foam, such as the ratio of air and liquid or the size of the foam bubbles, can be varied depending on the soil quality detected, until a satisfactory result for propulsion is obtained becomes.
  • the foam parameters of the invention which are described in greater detail below can then be used to set the desired foam parameters, such as the foaming rate FER and the foam pore size, depending on the soil to be used.
  • the foam generator 14 allows, in addition, a solids content, for example a clay (in particular bentonite), to be added to the surfactant solution fed in via line 15. This is for example the stabilization of loose soil. This option expands the field of application of earth pressure shields.
  • a solids content for example a clay (in particular bentonite)
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal sectional view of the foam generator according to the invention 14.
  • a housing consists of two housing shells 20, 21, which are pressed together by means of bolts 31, wherein a seal 30 between the housing halves 20 and 21 is arranged.
  • Housing half 21 shown below has an inlet opening 22 into which a surfactant solution can enter.
  • the upper housing shell 20 has a foam outlet opening 24.
  • a hollow cylinder 25 with a porous wall 26 is arranged between the housing shells 20 and 21 in such a manner that one end face 27A of the hollow cylinder 25 bears tightly against an end wall of the housing shell 21, so that the surfactant liquid flowing into the inlet opening 22 is completely immersed a flow chamber 28 enters inside the hollow cylinder 25.
  • the other end face 27B of the hollow cylinder is also tightly connected to an end face of the housing shell 20, so that the foam emerging from the flow chamber 28 exits completely from the outlet opening 24.
  • the hollow cylinder 25 can be used with a porous wall 26 between the housing shells 20 and 21, so that after assembling and tightening the bolts 31, both the hollow cylinder with its end faces 27 A and 27 B at sealing surfaces of Housing shells rests as well as both housing shells are pressed tightly together.
  • a pressure chamber 29 surrounds the hollow cylinder 25. This pressure chamber 29 is connected to an inlet port 23 for compressed air. The compressed air flowing into the pressure chamber 29 via the inlet opening 23 penetrates via the pores of the wall 26 of the hollow cylinder 25 into the flow chamber 28, so that small air bubbles are added to the surfactant solution flowing through the flow chamber 28.
  • the pore size of the foam and the ratio between liquid and air, d. H. the foaming rate, on the one hand depend on the dimensions of the hollow cylinder and the pore size of the wall 26, on the other hand on the pressure ratios, d. H. the pressure of the air in the pressure chamber 29 and the pressure of the liquid at the inlet opening 22 and the pressure in the associated with the outlet opening 24 excavation chamber 3.
  • the pressure of the foam at the outlet opening 24 preferably 1 - 2 bar above should be the pressure in the excavation chamber 3.
  • the air pressure in the pressure chamber 29 is then between 1 and 2 bar above the pressure of the surfactant-water mixture at the inlet opening 22. In the usually occurring in the excavation chamber 3 pressures then results in an air pressure in the pressure chamber 29 of 1.5 - 6.5 bar.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the in FIG. 2 schematically illustrated foam generator 14.
  • the two housing halves 20 and 21 held together with six stud bolts 31. It is in FIG. 3 to recognize the radially flanged to the housing shell 21 nozzle with the air inlet opening 23.
  • a plurality of parallelly arranged hollow cylinders with flow chambers 28 may be arranged in the pressure chamber formed by the housing shells 20, 21. It is also conceivable, conversely, for a concentric tube with a porous wall to be arranged within a cylindrical flow chamber through which the surfactant fluid flows, the compressed air being supplied to the interior of this tube, so that the air is directed outward through the porous wall is pressed into the surrounding flow chamber.
  • the porous walls between one or more pressure chambers and one or more flow chambers may be planar plates, the chambers being disposed in parallel adjacent one another.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schaumgenerator für eine Erddruckschild-Tunnelvortriebsmaschine mit einer Mischkammer, die eine erste Einlassöffnung für eine schäumbare Flüssigkeit und eine zweite Einlassöffnung für ein Gas sowie eine Schaumaustrittsöffnung aufweist, einer mit der Einlassöffnung für die schäumbare Flüssigkeit verbundenen Flüssigkeitszuführvorrichtung und einer mit der Einlassöffnung für das Gas verbundenen Gaszuführvorrichtung, wobei die Mischkammer eine Strömungskammer aufweist, an deren einem Ende sich die Einlassöffnung für die schäumbare Flüssigkeit befindet und aus deren anderem Ende ein Schaum austritt, wobei ein Abschnitt der Strömungskammer als Begasungsstrecke mit einer gasdurchlässigen Wandung ausgebildet ist, wobei der als Begasungsstrecke ausgebildete Abschnitt der Strömungskammer an eine Druckkammer angrenzt, wobei die Druckkammer die Einlassöffnung für das Gas aufweist und an den als Begasungsstrecke ausgebildeten Abschnitt der Strömungskammer derart angrenzt, dass das durch die Einlassöffnung unter einem Druck zugeführte Gas durch die gasdurchlässige Wandung in die Strömungskammer eintritt und sich dort mit der schäumbaren Flüssigkeit unter Schaumbildung mischt, wobei die Gaszuführvorrichtung und die Flüssigkeitszuführvorrichtung so ausgebildet sind, dass der Druck des der Druckkammer zugeführten Gases so eingestellt werden kann, dass der Druck größer als der von der Flüssigkeit auf die gasdurchlässige poröse Wandung ausgeübte Druck ist und dass ein gewünschtes Verhältnis von zugeführtem Gas zu zugeführter Flüssigkeit erzielt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Konditionieren abgetragenen Bodenmaterials als Stützmedium für ein Erddruckschild einer Tunnelvortriebsmaschine, bei dem Boden abgetragen und einer Abbaukammer der Tunnelvortriebsmaschine zugeführt wird, ein Schaum bereitgestellt wird, indem wenigstens ein Schaumgenerator mit einer Strömungskammer bereitgestellt wird und dem Schaumgenerator an einem Ende der Strömungskammer eine schäumbare Flüssigkeit zugeführt wird, und der an dem anderen Ende austretende Schaum der Abbaukammer zugeführt und mit dem abgetragenen Boden gemischt wird.
  • Ein Schaumgenerator und ein Verfahren der genannten Art sind aus der CN 201 568 057 U bekannt. Bei dem bekannten Schaumgenerator wird Druckluft einer inneren zylindrischen Kammer zugeführt, die von einem Siebmantel umgeben ist. Die Druckluft dringt durch den Siebmantel in eine in eine äußere Kammer ein, der eine schäumbare Flüssigkeit zugeführt wird. Das Gemisch aus eintretender Luft und schäumbarer Flüssigkeit wird dann wiederum durch einen Siebabschnitt hindurch einer Schaumaustrittsöffnung zugeführt. Durch Einstellen des Verhältnisses von zugeführter Luft und der zugeführten Menge der schäumbaren Flüssigkeit kann die Verschäumungszahl eingestellt werden.
  • Ein Schaumgenerator für eine Erddruckschild-Tunnelvortriebsmaschine und ein Verfahren zum Konditionieren abgetragenen Bodenmaterials als Stützmedium für ein Erddruckschild einer Tunnelvortriebsmaschine sind ferner bekannt aus M. Thewe und C. Budach, "Schildvortrieb mit Erddruckschilden: Möglichkeit und Grenzen der Konditionierung des Stützmediums", 7. Kolloquium Bauen in Boden und Fels, Technische Akademie Esslingen, 26.-27.01.2010, S. 171-183. Bei diesem bekannten Schaumgenerator wird zunächst eine Tensidlösung durch Mischen von Wasser und Tensid bereitgestellt und diese Tensidlösung einem Schaumgenerator zugeführt und dort mit Luft vermischt. Das Luft-Tensidlösung-Gemisch wird dann durch einen Strömungskanal geleitet, der Störkörper enthält. Die Störkörper umfassen quer zur Strömungsrichtung angeordnete Gitter und/oder im Strömungsquerschnitt zwischen Haltesieben angeordnete Glaskugeln. Diese Störkörper erzeugen Verwirbelungen und dadurch Schaum, der dann in die Abbaukammer geleitet wird.
  • Struktur und Größe der so erzeugten Schaumbläschen sind mehr oder weniger zufällig und können nicht auf die Beschaffenheit des anstehenden Bodens abgestimmt werden.
  • Ferner ist aus dem Gebrauchsmuster DE 20 2004 015 637 U1 eine Schaumlanze bekannt, bei der in einen rohrförmigen Strömungskanal an einem Ende Druckluft einströmt und ein flüssiges Schaummittel auf einen quer zur Luftströmung angeordneten Prallteller aufgespritzt wird, dann das verwirbelte Luft-Schaummittel-Gemisch am anderen Ende des Strömungsrohres durch einen den Strömungskanal überdeckenden porösen Schaumerzeuger gedrückt wird, wobei jenseits des Schaumerzeugers der gebildete Schaum in ein Gehäusevolumen eintritt und das Gehäuse über eine Austrittsöffnung verlässt. Das Dokument US 2012/0269945 A1 offenbart einen Schaumgenerator für Milchprodukte ohne engmaschige Barrieren in dem Strömungsweg für die schäumbare Flüssigkeit. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaumgenerator bzw. ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, der bzw. das eine Abstimmung von Struktur und Größe der erzeugten Schaumbläschen auf die Beschaffenheit des anstehenden Bodens und zugleich eine Beimischung von Zusätzen, die feste Bestandteile in Form von Partikeln enthalten, zu dem gebildeten Schaum ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schaumgenerator für eine Erddruckschild-Tunnelvortriebsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zum Konditionieren abgetragenen Bodenmaterials als Stützmedium für ein Erddruckschild einer Tunnelvortriebsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Schaumgenerator für eine Erddruckschild-Tunnelvortriebsmaschine umfasst eine Mischkammer, die eine erste Einlassöffnung für eine schäumbare Flüssigkeit und eine zweite Einlassöffnung für ein Gas sowie eine Schaumaustrittsöffnung aufweist, eine mit der Einlassöffnung für die schäumbare Flüssigkeit verbundene Flüssigkeitszuführvorrichtung und eine mit der Einlassöffnung für das Gas verbundene Gaszuführvorrichtung. Zusätzlich zu einer ersten und einer zweiten Einlassöffnung sowie einer Auslassöffnung können auch weitere solcher Einlass- bzw. Auslassöffnungen vorgesehen sein. Die Mischkammer weist eine rohrförmige Strömungskammer auf, an deren einem Ende sich die Einlassöffnung für die schäumbare Flüssigkeit und an deren anderem Ende sich die Schaumaustrittsöffnung befindet. Diese rohrförmige Strömungskammer braucht grundsätzlich weder einen konstanten noch einen kreisförmigen Querschnitt zu haben und kann darüber hinaus auch gekrümmt sein. Ein Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer ist als Begasungsstrecke mit einer gasdurchlässigen porösen Wandung ausgebildet. Der als Begasungsstrecke ausgebildete Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer ist von einer Druckkammer umgeben. Die Druckkammer weist die Einlassöffnung für das Gas auf und umschließt den als Begasungsstrecke ausgebildeten Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer derart, dass das durch die Einlassöffnung unter einem Druck zugeführte Gas durch die gasdurchlässige poröse Wandung in die rohrförmige Strömungskammer eintritt und sich dort mit der schäumbaren Flüssigkeit unter Schaumbildung mischt. Die Gaszuführvorrichtung und die Flüssigkeitszuführvorrichtung sind so ausgebildet, dass der Druck des der Druckkammer zugeführten Gases so eingestellt werden kann, dass der Druck größer als der von der Flüssigkeit auf die gasdurchlässige poröse Wandung ausgeübte Druck ist und dass ein gewünschtes Verhältnis von zugeführtem Gas zu zugeführter Flüssigkeit erzielt wird.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, engmaschige Barrieren, wie sie die Gitter, Haltesiebe oder Glasperlenpackungen oder der aus dem o.g. Gebrauchsmuster bekannte poröse Schaumerzeuger darstellen, aus dem Strömungsweg zwischen Tensidlösungseintritt und Schaumauslassöffnung herauszuhalten, weil sich solche engmaschigen Barrieren aufgrund von in der Lösung enthaltenen Partikeln zusetzen können.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Gaszuführvorrichtung und die Flüssigkeitszuführvorrichtung so ausgebildet, dass der Druck des der Druckkammer zugeführten Gases so eingestellt werden kann, dass der Druck 0,5 bis 2 bar, vorzugsweise 1 bis 2 bar, größer als der Druck der Flüssigkeit ist. Dies gestattet einen ausreichenden Zutritt von Luft für ein gewünschtes Verhältnis zwischen Schaumvolumenstrom und Flüssigkeitszufuhr, d.h. ein gewünschtes FER (Foam Expansion Ratio).
  • Die Druckkammer kann an die Strömungskammer einseitig angrenzen; vorzugsweise umgibt oder umschließt sie die Strömungskammer teilweise oder vollständig (mit Ausnahme der Einlass- und Auslassöffnung).
  • Bei einer Ausführungsform weist der als Begasungsstrecke ausgebildete Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer einen konstanten Strömungsquerschnitt auf. Vorzugsweise weist der Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer auch einen kreisförmigen Querschnitt auf. Dies vereinfacht die Herstellung.
  • Bei einer Ausführungsform des Schaumgenerators ist der als Begasungsstrecke ausgebildete Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer ein sich zwischen der Einlassöffnung für die schäumbare Flüssigkeit und der Schaumaustrittsöffnung erstreckender Hohlzylinder mit gasdurchlässiger poröser Wandung. Vorzugsweise weist der Hohlzylinder eine gasdurchlässige poröse Wandung konstanter Dicke auf.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das zugeführte Gas Luft (d.h. Druckluft) und umfasst die Gaszuführvorrichtung einen Kompressor. Dabei ist die schäumbare Flüssigkeit ein Wasser-Tensid-Gemisch und die Flüssigkeitszuführvorrichtung umfasst eine Wasser-Tensid-Mischvorrichtung, mit der das Mengenverhältnis von Wasser und Tensid eingestellt werden kann.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Konditionieren abgetragenen Bodenmaterials als Stützmedium für ein Erddruckschild einer Tunnelvortriebsmaschine wird Boden abgetragen und einer Abbaukammer der Tunnelvortriebsmaschine zugeführt. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des abgetragenen Bodens wird ein Schaum bereitgestellt, indem wenigstens ein Schaumgenerator mit einer rohrförmigen Strömungskammer bereitgestellt wird, dem Schaumgenerator an einem Ende einer rohrförmigen Strömungskammer eine schäumbare Flüssigkeit zugeführt wird, und einem als Begasungsstrecke ausgebildeten Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer durch dessen gasdurchlässige poröse Wandung hindurch ein sich in der Strömungskammer mit der schäumbaren Flüssigkeit unter Schaumbildung mischendes Gas zugeführt wird, indem einer Druckkammer, die den als Begasungsstrecke ausgebildeten Abschnitt umschließt, das Gas unter einem Druck zugeführt wird, der größer als der von der Flüssigkeit auf die gasdurchlässige poröse Wandung ausgeübte Druck ist. Dabei wird - in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des abgetragenen Bodens - ein Schaumgenerator mit einer Begasungsstrecke einer vorgegebenen Länge, eines vorgegebenen Strömungsquerschnitts und einer vorgegebenen Porengröße und -dichte bereitgestellt und wird das Verhältnis von zugeführtem Gas zu zugeführter Flüssigkeit eingestellt, so dass sich eine gewünschte Struktur und Größe der Schaumbläschen ergeben. Der an dem anderen Ende der rohrförmigen Strömungskammer austretende Schaum wird der Abbaukammer zugeführt und mit dem abgetragenen Boden gemischt.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Gas der Druckkammer unter einem Druck zugeführt, der 0,5 bis 2 bar, vorzugsweise 1 bis 2 bar, größer als der Druck der Flüssigkeit ist. Dies gestattet ein gewünschtes Verhältnis zwischen Schaumvolumenstrom und Flüssigkeitszufuhr, d.h. ein gewünschtes FER (Foam Expansion Ratio) .
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schaum der Abbaukammer mit einem Druck zugeführt, der 1 bis 2 bar größer als der Druck in der Abbaukammer ist. Dies gestattet das Einpressen gewünschter Schaummengen.
  • Vorzugsweise wird der aus der rohrförmigen Strömungskammer austretende Schaum an mehreren Injektionsstellen in der Abbaukammer zugeführt, um eine gewünschte Verteilung des Schaums zu erzielen. Dabei kann der aus der rohrförmigen Strömungskammer austretende Schaum an Injektionsstellen an einem Schneidrad sowie an einer der Abbaukammer zugewandten Seite einer Druckwand zugeführt werden. Zusätzlich kann der aus der rohrförmigen Strömungskammer austretende Schaum an Injektionsstellen in einer den abgetragenen Boden aus der Abbaukammer fördernden Förderschnecke zugeführt werden.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens zum Konditionieren abgetragenen Bodenmaterials als Stützmedium für ein Erddruckschild einer Tunnelvortriebsmaschine wird dem Schaumgenerator an dem einen Ende der rohrförmigen Strömungskammer zusammen mit der schäumbaren Flüssigkeit ein Feststoff zugeführt. Vorzugsweise enthält der Feststoff ein Bentonitpulver oder -granulat. Dabei wird der Vorzug einer barrierefreien Durchströmens der Tensidlösung durch den Strömungskanal ausgenutzt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schaumgenerator mit einer Begasungsstrecke einer vorgegebenen Länge, eines vorgegebenen Strömungsquerschnitts und einer vorgegebenen Porengröße und -dichte in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des abgetragenen Bodens bereitgestellt, indem anhand von ausgewählten Parametern des abgetragenen Bodens ein als Begasungsstrecke dienender Hohlzylinder vorgegebenen Länge und vorgegebenen Innenquerschnitts mit einer gasdurchlässigen porösen Wandung vorgegebener Porengröße und -dichte für den Schaumgenerator ausgewählt wird. Dies gestattet eine einfache Anpassung der Schaumzusammensetzung an sich ändernde Bodenverhältnisse. Die verschieden ausgebildeten, als Begasungsstrecken dienenden Hohlzylinder können einfach ausgewechselt werden.
  • Alternativ können bei einer Ausführungsform mehrere Begasungsstrecken strömungstechnisch parallel angeordnet sein, wobei dann aus den mehreren strömungstechnisch parallel angeordneten Begasungsstrecken eine Begasungsstrecke mit den gewählten Parametern ausgewählt wird, indem die Zufuhr von Flüssigkeit und Gas zu den anderen Begasungsstrecken gesperrt wird.
  • Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1 eine schematische Darstellung einer Tunnelvortriebsmaschine mit den für die Erfindung wesentlichen Elementen;
    • Figur 2 eine schematische Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Schaumgenerators; und
    • Figur 3 eine schematische Querschnittansicht des Schaumgenerators gemäß Figur 2.
  • Figur 1 zeigt schematisch einige für die vorliegende Erfindung wesentliche Elemente einer Tunnelvortriebsmaschine 1. Ein Schneidrad 2 trägt mit Hilfe von Schälmessern und Schneidrollen den Boden an einer Ortsbrust des Tunnels ab. Der abgetragene Boden fällt daraufhin in eine Abbaukammer 3. Die Abbaukammer 3 wird rückseitig von einer Druckwand 4 der Tunnelvortriebsmaschine 1 begrenzt. In der Abbaukammer 3 wird der abgetragene Boden mit Hilfe von Mischflügeln, die sich sowohl am Schneidrad 2 als auch an der Druckwand 4 befinden, durchmischt und üblicherweise mit Konditionierungsmitteln vermengt. Das in der Abbaukammer 3 gebildete Gemisch wird dann mittels einer Förderschnecke 5 aus der Abbaukammer 3 abgezogen und auf ein Förderband 6 zum Abtransport geleitet. Über die Drehzahl der Förderschnecke 5 werden die aus der Abbaukammer 3 abgeführte Menge und somit der nötige Stützdruck geregelt. Der Vortrieb wird über (in Figur 1 nicht dargestellte) hydraulische Vortriebszylinder geregelt, die sich rückseitig an einem zuletzt errichteten Tunnelring abstützen, wobei sich der Tunnelring aus Tübbings genannten Stahlbetonsegmenten zusammensetzt.
  • Natürlich gewachsene Böden haben oftmals nicht diejenigen geologischen Eigenschaften, die erforderlich wären, damit allein der abgetragene Boden in der Abbaukammer als Stützmedium dienen kann. Deshalb werden Konditionierungsmittel zugemischt. Gegenwärtig werden Wasser, Tone (unter anderem Bentonit), Polymere und Schäume als Konditionierungsmittel bei Erddruckschilden eingesetzt. Während Wasser, Tone und Polymere hauptsächlich für die Konditionierung von feinkörnigen Böden herangezogen werden, werden bei grobkörnigen Böden üblicherweise Tensidschäume in die mit gelöstem Boden gefüllte Abbaukammer 3 eingebracht, um diesen zu konditionieren. Die Tensidschäume bestehen normalerweise aus einem Großteil Luft, einem Anteil Wasser und einer geringen Menge eines Tensids.
  • Zur Herstellung der Tensidschäume wird zunächst eine Tensidlösung bereitgestellt, indem Wasser und Tensid in einem vorgegebenen Verhältnis zusammengeführt und zur Tensidlösung vermischt werden. Figur 1 zeigt einen Tensidlösungstank 16, dem ein Tensid aus einem Vorratsbehälter 17 und Wasser über eine Leitung 18 zugeführt werden. Die Tensidlösung wird über eine Leitung 15 einem Schaumgenerator 14 zugeführt. Zugleich wird dem Schaumgenerator 14 über eine Leitung 19 Druckluft zugeführt. Eine (in Figur 1 nicht gezeigte) Steuervorrichtung sorgt dafür, dass die Tenside und das zugeführte Wasser in einem vorgegebenen Verhältnis gemischt und dem Tank 16 zugeführt werden und dass die Tensidlösung über die Leitung 15 sowie die Druckluft über die Leitung 19 in einem vorgegebenen Mengenverhältnis und bei vorgegebenen Drücken dem Schaumgenerator 14 zugeführt werden.
  • In dem nachfolgend näher beschriebenen Schaumgenerator 14 wird aus der Tensidlösung und der Druckluft ein Schaum erzeugt, der dann über eine Leitung 8 einem Verteiler 9 zugeführt wird. Der Verteiler 9 verteilt den Schaum über Leitungen 10 an Injektionsstellen 11 im Schneidrad 2 und über weitere Leitungen 7 an Injektionsstellen 12 an der Druckwand 4 sowie Injektionsstellen 13 im Schneckenförderer 5.
  • Eine (in Figur 1 nicht dargestellte) Steuereinrichtung steuert die den jeweiligen Injektionsstellen 11, 12 und 13 zugeführten Schaummengen durch ein entsprechendes Stellen der in den Leitungen angeordneten Stellventile.
  • Figur 1 zeigt schematisch nur einen Schaumgenerator 14. Bei alternativen und/oder bevorzugten Ausführungsformen können auch mehrere Schaumgeneratoren vorgesehen sein, die alternativ in den Strömungsweg eingekoppelt werden können und die auch unterschiedliche Schäume erzeugen können. Es können alternativ auch separate Schaumgeneratoren für die unterschiedlichen Injektionsstellen vorgesehen sein, was es ermöglicht, dass die Parameter der Schäume, die an den unterschiedlichen Injektionsstellen injiziert werden, an die Beschaffenheit der Mischung an den jeweiligen Injektionsstellen angepasst werden können.
  • Während des Vortriebs kann sich die Beschaffenheit des Bodens ändern, so dass die Parameter des Schaumes, wie beispielsweise das Verhältnis von Luft und Flüssigkeit oder die Größe der Schaumbläschen, in Abhängigkeit von der festgestellten Bodenqualität variiert werden können, bis ein für den Vortrieb zufriedenstellendes Ergebnis erreicht wird. Durch Vorversuche kann man für eine jeweils anzutreffende Bodenzusammensetzung eine optimale Porengröße des Tensidschaumes ermitteln. Auf der Grundlage dieser experimentell ermittelten Zusammenhänge kann man mit Hilfe des nachfolgend näher beschriebenen erfindungsgemäßen Schaumgenerators dann in Abhängigkeit vom anstehenden Boden die gewünschten Schaumparameter einstellen, wie beispielsweise die Aufschäumrate FER und die Schaumporengröße. Darüber hinaus gestattet es der erfindungsgemäße Schaumgenerator 14, dass zusätzlich der über Leitung 15 zugeführten Tensidlösung ein Feststoffanteil, beispielsweise ein Ton (insbesondere Bentonit) zugegeben werden kann. Dies dient beispielsweise der Stabilisierung von Lockerböden. Durch diese Möglichkeit wird das Einsatzgebiet von Erddruckschilden erweitert.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Längsschnittansicht des erfindungsgemäßen Schaumgenerators 14. Ein Gehäuse besteht aus zwei Gehäuseschalen 20, 21, die mittels Schraubbolzen 31 zusammengepresst werden, wobei eine Dichtung 30 zwischen den Gehäusehälften 20 und 21 angeordnet ist. Die in Figur 2 unten dargestellte Gehäusehälfte 21 weist eine Einlassöffnung 22 auf, in die eine Tensidlösung eintreten kann. Die obere Gehäuseschale 20 weist eine Schaumauslassöffnung 24 auf. Im Inneren des Schaumgenerators 14 ist zwischen den Gehäuseschalen 20 und 21 ein Hohlzylinder 25 mit poröser Wandung 26 derart angeordnet, dass eine Stirnseite 27A des Hohlzylinders 25 dicht an einer stirnseitigen Wandung der Gehäuseschale 21 anliegt, so dass die in die Einlassöffnung 22 einströmende Tensidflüssigkeit vollständig in eine Strömungskammer 28 im Inneren des Hohlzylinders 25 eintritt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die andere Stirnseite 27B des Hohlzylinders ebenfalls dicht mit einer Stirnfläche der Gehäuseschale 20 verbunden, so dass der aus der Strömungskammer 28 austretende Schaum vollständig aus der Auslassöffnung 24 austritt.
  • Wenn die Gehäuseschalen 20 und 21 voneinander getrennt sind, kann der Hohlzylinder 25 mit poröser Wandung 26 zwischen die Gehäuseschalen 20 und 21 eingesetzt werden, so dass nach dem Zusammensetzen und dem Festziehen der Schraubbolzen 31 sowohl der Hohlzylinder mit seinen Stirnflächen 27A und 27B an Dichtflächen der Gehäuseschalen anliegt als auch beide Gehäuseschalen dicht aufeinander gepresst sind. Im Inneren der Gehäuseschalen 20 und 21 umgibt eine Druckkammer 29 den Hohlzylinder 25. Diese Druckkammer 29 ist mit einer Einlassöffnung 23 für Druckluft verbunden. Die über die Einlassöffnung 23 in die Druckkammer 29 einströmende Druckluft dringt über die Poren der Wandung 26 des Hohlzylinders 25 in die Strömungskammer 28 ein, so dass kleine Luftbläschen der durch die Strömungskammer 28 strömenden Tensidlösung zugemischt werden. Dabei entsteht ein Schaum, der durch die Auslassöffnung 24 austritt. Die Porengröße des Schaums sowie das Verhältnis zwischen Flüssigkeit und Luft, d. h. die Aufschäumrate, hängen einerseits von den Abmessungen des Hohlzylinders und der Porengröße der Wandung 26 ab, andererseits von den Druckverhältnissen, d. h. dem Druck der Luft in der Druckkammer 29 und dem Druck der Flüssigkeit an der Eintrittsöffnung 22 sowie dem Druck in der mit der Auslassöffnung 24 verbundenen Abbaukammer 3. Hierbei ist zu beachten, dass der Druck des Schaumes an der Auslassöffnung 24 vorzugsweise 1 - 2 bar über dem Druck in der Abbaukammer 3 liegen sollte. Der Luftdruck in der Druckkammer 29 liegt dann zwischen 1 und 2 bar über dem Druck des Tensid-Wasser-Gemisches an der Einlassöffnung 22. Bei den üblicherweise in der Abbaukammer 3 auftretenden Drücken ergibt sich dann ein Luftdruck in der Druckkammer 29 von 1,5 - 6,5 bar.
  • Figur 3 zeigt eine Querschnittsansicht des in Figur 2 schematisch dargestellten Schaumgenerators 14. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Gehäusehälften 20 und 21 mit sechs Bolzenschrauben 31 zusammengehalten. Es ist in Figur 3 der radial an die Gehäuseschale 21 angeflanschte Stutzen mit der Lufteintrittsöffnung 23 zu erkennen.
  • Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche alternative Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise können in der von den Gehäuseschalen 20, 21 gebildeten Druckkammer mehrere parallel angeordnete Hohlzylinder mit Strömungskammern 28 angeordnet sein. Auch ist es umgekehrt denkbar, dass innerhalb einer zylindrischen Strömungskammer, die von der Tensidflüssigkeit durchströmt wird, ein beispielsweise konzentrisches Rohr mit einer porösen Wandung angeordnet ist, wobei die Druckluft dem Innenraum dieses Rohres zugeführt wird, so dass die Luft über die poröse Wandung nach außen in die sie umgebende Strömungskammer gedrückt wird. Bei noch einer anderen Ausführungsform können die porösen Wandungen zwischen einer oder mehreren Druckkammern und einer oder mehreren Strömungskammern ebene Platten sein, wobei die Kammern parallel benachbart zueinander angeordnet sind.

Claims (19)

  1. Schaumgenerator (14) für eine Erddruckschild-Tunnelvortriebsmaschine (1) mit
    einer Mischkammer, die eine erste Einlassöffnung (22) für eine schäumbare Flüssigkeit und eine zweite Einlassöffnung (23) für ein Gas sowie eine Schaumaustrittsöffnung (24) aufweist,
    einer mit der Einlassöffnung (22) für die schäumbare Flüssigkeit verbundenen Flüssigkeitszuführvorrichtung (15 - 18) und
    einer mit der Einlassöffnung (23) für das Gas verbundenen Gaszuführvorrichtung (19),
    wobei die Mischkammer eine Strömungskammer (28) aufweist, an deren einem Ende sich die Einlassöffnung (22) für die schäumbare Flüssigkeit befindet und aus deren anderem Ende ein Schaum austritt,
    wobei ein Abschnitt der Strömungskammer (28) als Begasungsstrecke mit einer gasdurchlässigen Wandung (26) ausgebildet ist,
    wobei der als Begasungsstrecke ausgebildete Abschnitt der Strömungskammer (28) an eine Druckkammer (29) angrenzt,
    wobei die Druckkammer (29) die Einlassöffnung (23) für das Gas aufweist und an den als Begasungsstrecke ausgebildeten Abschnitt der Strömungskammer (28) derart angrenzt, dass das durch die Einlassöffnung (23) unter einem Druck zugeführte Gas durch die gasdurchlässige Wandung (26) in die Strömungskammer (28) eintritt und sich dort mit der schäumbaren Flüssigkeit unter Schaumbildung mischt, und
    wobei die Gaszuführvorrichtung (19) und die Flüssigkeitszuführvorrichtung (15 - 18) so ausgebildet sind, dass der Druck des der Druckkammer (29) zugeführten Gases so eingestellt werden kann, dass der Druck größer als der von der Flüssigkeit auf die gasdurchlässige Wandung (26) ausgeübte Druck ist und dass ein gewünschtes Verhältnis von zugeführtem Gas zu zugeführter Flüssigkeit erzielt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungskammer eine rohrförmige Strömungskammer (28) mit einer eine poröse gasdurchlässige Wandung (26) aufweisenden Begasungsstrecke ist und sich die Schaumaustrittsöffnung (24) an dem anderem Ende der rohrförmigen Strömungskammer (28) derart befindet, dass keine engmaschigen Barrieren in dem Strömungsweg zwischen der Einlassöffnung (22) für die schäumbare Flüssigkeit und der Schaumaustrittsöffnung (24) vorhanden sind.
  2. Schaumgenerator (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführvorrichtung (19) und die Flüssigkeitszuführvorrichtung (15 - 18) so ausgebildet sind, dass der Druck des der Druckkammer (29) zugeführten Gases so eingestellt werden kann, dass der Druck 0,5 bis 2 bar, vorzugsweise 1 bis 2 bar, größer als der Druck der Flüssigkeit ist.
  3. Schaumgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (29) die Strömungskammer (28) zumindest teilweise umschließt.
  4. Schaumgenerator nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der als Begasungsstrecke ausgebildete Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer (28) einen konstanten Strömungsquerschnitt aufweist.
  5. Schaumgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Begasungsstrecke ausgebildete Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer (28) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
  6. Schaumgenerator nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass der als Begasungsstrecke ausgebildete Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer (28) ein sich zwischen der Einlassöffnung (22) für die schäumbare Flüssigkeit und der Schaumaustrittsöffnung (24) erstreckender Hohlzylinder (25) mit gasdurchlässiger poröser Wandung (26) ist.
  7. Schaumgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (25) eine gasdurchlässige poröse Wandung (26) konstanter Dicke aufweist.
  8. Schaumgenerator nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas Luft ist und dass die Gaszuführvorrichtung einen Kompressor umfasst.
  9. Schaumgenerator nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die schäumbare Flüssigkeit ein Wasser-Tensid-Gemisch ist und dass die Flüssigkeitszuführvorrichtung (15 - 18) eine Wasser-Tensid-Mischvorrichtung (16) umfasst, mit der das Mengenverhältnis von Wasser und Tensid eingestellt werden kann.
  10. Verfahren zum Konditionieren abgetragenen Bodenmaterials als Stützmedium für ein Erddruckschild einer Tunnelvortriebsmaschine, wobei
    Boden abgetragen und einer Abbaukammer der Tunnelvortriebsmaschine zugeführt wird,
    in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des abgetragenen Bodens ein Schaum bereitgestellt wird, indem
    wenigstens ein Schaumgenerator mit einer rohrförmigen Strömungskammer bereitgestellt wird,
    dem Schaumgenerator an einem Ende einer rohrförmigen Strömungskammer eine schäumbare Flüssigkeit zugeführt wird, und
    einem als Begasungsstrecke ausgebildeten Abschnitt der rohrförmigen Strömungskammer durch dessen gasdurchlässige poröse Wandung hindurch ein sich in der Strömungskammer mit der schäumbaren Flüssigkeit unter Schaumbildung mischendes Gas zugeführt wird, indem einer Druckkammer, die den als Begasungsstrecke ausgebildeten Abschnitt umschließt, das Gas unter einem Druck zugeführt wird, der größer als der von der Flüssigkeit auf die gasdurchlässige poröse Wandung ausgeübte Druck ist,
    wobei - in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des abgetragenen Bodens - ein Schaumgenerator mit einer Begasungsstrecke einer vorgegebenen Länge, eines vorgegebenen Strömungsquerschnitts und einer vorgegebenen Porengröße und -dichte bereitgestellt wird und das Verhältnis von zugeführtem Gas zu zugeführter Flüssigkeit eingestellt wird, so dass sich eine gewünschte Struktur und Größe der Schaumbläschen ergeben,
    wobei keine engmaschigen Barrieren in dem Strömungsweg zwischen den beiden Enden der rohrförmigen Strömungskammer vorhanden sind, und der an dem anderen Ende der rohrförmigen Strömungskammer austretende Schaum der Abbaukammer zugeführt und mit dem abgetragenen Boden gemischt wird.
  11. Verfahren zum Konditionieren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas der Druckkammer unter einem Druck zugeführt wird, der 0,5 bis 2 bar, vorzugsweise 1 bis 2 bar, größer als der Druck der Flüssigkeit ist.
  12. Verfahren zum Konditionieren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum der Abbaukammer mit einem Druck zugeführt wird, der 1 bis 2 bar größer als der Druck in der Abbaukammer ist.
  13. Verfahren zum Konditionieren nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der rohrförmigen Strömungskammer austretende Schaum an mehreren Injektionsstellen in der Abbaukammer zugeführt wird.
  14. Verfahren zum Konditionieren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der rohrförmigen Strömungskammer austretende Schaum an Injektionsstellen an einem Schneidrad sowie an einer der Abbaukammer zugewandten Seite einer Druckwand zugeführt wird.
  15. Verfahren zum Konditionieren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der rohrförmigen Strömungskammer austretende Schaum zusätzlich an Injektionsstellen in einer den abgetragenen Boden aus der Abbaukammer fördernden Förderschnecke zugeführt wird.
  16. Verfahren zum Konditionieren nach einem der Ansprüche 10 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaumgenerator an dem einen Ende der rohrförmigen Strömungskammer zusammen mit der schäumbaren Flüssigkeit ein Feststoff zugeführt wird.
  17. Verfahren zum Konditionieren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoff ein Bentonitpulver oder - granulat enthält.
  18. Verfahren zum Konditionieren nach einem der Ansprüche 10 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumgenerator mit einer Begasungsstrecke einer vorgegebenen Länge, eines vorgegebenen Strömungsquerschnitts und einer vorgegebenen Porengröße und -dichte in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des abgetragenen Bodens bereitgestellt wird, indem anhand von ausgewählten Parametern des abgetragenen Bodens ein als Begasungsstrecke dienender Hohlzylinder vorgegebenen Länge und vorgegebenen Innenquerschnitts mit einer gasdurchlässigen porösen Wandung vorgegebener Porengröße und -dichte für den Schaumgenerator ausgewählt wird.
  19. Verfahren zum Konditionieren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass aus mehreren strömungstechnisch parallel angeordneten Begasungsstrecken eine Begasungsstrecke mit den gewählten Parametern ausgewählt wird, indem die Zufuhr von Flüssigkeit und Gas zu den anderen Begasungsstrecken gesperrt wird.
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