WO1984002740A1 - Combined machine for drilling tunnels, respectively wells, with simultaneous coffering and shoring of the tunnel for the well, as well as rear transport of the cuttings - Google Patents

Description

Kombinierte Tunnel- bzw. Schachtbohrmaschine mit gleichzeitigem Verschalen und Versteifen des Schachttunnels sowie Rücktransport des Aushubrnaterials .

Die Kombinationserfindung 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 kuststoffversiegelt 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 Verkehrsbehinderungen 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 Bauzeiten 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 der vorhandenen 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 wiήdmühlflügelartigen Abräumkopf trägt, der das bestehende Material abbaut und zugleich in den Trichter 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 Materialien beschichteten Abräumblätter sind so angelegt, daß beim Bohren 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 anschließt, wird von einer mindestens 2 m langen, tragenden Welle geführt. Daran anschließend befinden sich auf der gleichen Welle fest montiert die zweiten - den mindestens 2/3 Durchmesser des ersten Abräumflügels übersteigenden - Abräumflügel mit dem eigentlichen Tunneldurchmesser sowie Versteifungen die so angebracht sind, daß das Abraummaterial auf das unter der Welle laufende Förderband gelangt.

Am hinteren Ende 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 steuerbar aber letzten Endes doch aufeinander abgestimmt - die ihrerseits wiederum auf fest eingeschweißten Stahlschienen 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 Stahlring mit seinen äußeren und inneren Kunststoff-Spritzdüsen und Baustoffanschlußstutzen muß mit einem 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 Versteifung des Tunnels benötigte Baustoff wird durch kleine Rollen, die die innere Plastikverschalung angepreßt auf den ganzen Umfang des Tunnels bis zur Erhärtung des Baustoffes verteilt .

Durch den Stahlring hindurch wird mittels Schweißgerät unmittelbar am hinderen Ende des Stahlringes 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 Rolle mit einer Federhalterung an den Schienen verbunden sein.

Claims

A n s p r ü c h e :

1. Verfahren zur Herstellung von Tunneln bzw. Schächten, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine kombinierte, über Computer und Hydraulikzylinder steuerbar 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 Abraum 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.