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Vortriebsschild zum Herstellen von Tunneln in rolligen Böden Die Erfindung
betrifft einen Vortriebsschild zum Herstellen von Tunneln in rolligen Böden, der
in seinem vorderen Teil mit Schneiden versehene horizontale Zwischenbühnen aufweist,
auf denen sich der an der Ortsbrust anstehende Boden abstützt.
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Es sind Vortriebsschilde zur Herstellung von Tunneln in rolligen Böden
bekannt, :die in ihren vorderen Teil mit starr am Vortriebsschild befestigten horizontalen
Zwischenbühnen :ausgestattet sind. Der .an der Ortsbrust befindliche, unter seinem
natürlichen Böschungswinkel abfallende rollLge Boden stützt sich hierbei jeweils
auf die Zwischenbühnen.
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Der Widerstand des Bodens gegen das Eindringen des mit Zwischenbühnen
ausgestatteten, vorn mit Stahlschneiden versehenen Vortriebsschil.des ist sehr groß,
so :daß der Vortriebsschild und insbesondere seine Vortriebspressen sehr kräftig
bemessen werden müssen. Der Widerstand des Bodens gegen das Eindringen des Vortriebsschildes
wird maßgeblich durch den Reibungswiderstand des an den Flächen der Zwischenbühnen
entlanggleitenden rolligen Bodens hervorgerufen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dem Eindringen des Schildes
entgegenwirkende Widerstandskraft des Bodens zu senken. Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Vortriebsschild der eingangs angegebenen Art
die Schneiden der Zwischenbühnen unbeweglich mit dem Schild verbunden sind und :die
eigentlichen Zwischenbühnen jeweils durch einen oder mehrere an die Schneide anschließende
Bandförderer gebildet sind, deren Förderrichtung in Schildlängsrichtung verläuft.
Hierdurch wird der Reibungswiderstand :des Bodens an den Zwischenbühnen und :damit
der Eindringwiderstand wesentlich vermindert.
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Weitere Merkmale des Gegenstandes der Erfindung sind aus den Unteransprüchen
ersichtlich.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den Schild im Längsschnitt, F i g. 2 den
Schild teils in Vorderansicht und teils im Querschnitt, F i g. 3 eine Zwischenbühne
teils in Draufsicht und teils im Horizontalschnitt, F i g. 4 die Zwischenbühne nach
F i g. 3 im Schnitt längs der Linie A -A und F i g. 5 die Zwischenbühne nach
F i g. 3 im Schnitt längs der Linie B-B.
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Im Sch,ildschneidring 1 (F .i g. 1 und 2) befinden sich starre Schneiden
2 und die hinter diesen angeordneten Bandförderer 3, welche Zwischenbühnen bilden,
die zur Horizontalaussteifung dienen und den vorderen Schildraum in einzelne Zellen
unterteilen. Die vom Schild schneidring 1 begrenzte Fläche wird in der Mitte durch
eine Zwischenwand 4, an der die Bandförderer befestigt .sind, lotrecht geteilt.
Die Bandförderer 3 können durch Zahnstangen 5, :die mit den Preßstempeln der Vortriebspresse
6 und mit der Antriebstrommel 32 am Abwurfende jedes Bandförderers verbunden
sind, verschoben werden. Die Zahnstange 5 ist mit .dem Preßstempel 1 der Vortriebspresse
6 durch eine Gabel 7 und einen Bolzen 8 verbunden. Im Bereich zwischen dem Bandförderer
3 und :dem Steg des Stützringes 9 werden die Zahnstangen 5 durch Laschen 10, die
an Auflageblechen 26 befestigt sind, gegen Beschädigungen geschützt.
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Im hinteren Teil :des Schildschrneidringes 1 ist an einer in Schildlängsrichtung
verschiebbaren Laufkatze 11 ein um die Schildlängsachse schwenkbarer Arm gelagert,
der :an einer in Armlängsrichtung ausfahrbaren Stange 12 einen Kübel 13 trägt, mit
dessen Hilfe der abgebaute Boden, der von :den Bandförderern 3 abgeworfen wird,
.auf den zum Abtransport dienenden Bandförderer 14 verladen wird. Die Laufkatze
11 läuft auf Rollen 22, die an einem Rahmen 23 des Schildes befestigt sind. Der
Bewegungsraum des Kübels 13 wird im unteren Schildteil nach hinten durch ein Leitblech
24 .abgeschlossen. Um ein Verschüttendes Bandförderers 14 von den Seiten her zu
verhüten, sind am Steg des Stützringes 9 mit Rüttlern ausgestattete Förderbleche
15 angebracht.
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Zur Herstellung der Tunnelröhre 16 wird Beton mittels des Rohres 17
in den Raum zwischen dem Schildschwanz 18 und der im Tunnelinneren verschiebbaren
Schalung 19 eingebracht und dann mit Hilfe der Stempel der Vortriebspressen 6 und
des
Druckringes 20 verdichtet. Bei Verwendung von Fertigteilen,
beispielsweise Stahlbetonfzrtigtellen, wird in üblicher Weise verfahren.
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Jede der Schneiden 2 der Zwischenbühnen (F i g. 3) ist einerseits
.am Schildschneidring 1 und andererseits an der lotrechten Zwischenwand 4 befestigt.
An ,der Zwischenwand 4 und an Seitenblechen 27, die am Schildschneidring 1 befestigt
sind und Aussteifungsrippen 28 aufweisen,. sind außerdem Rohrrahmen 29 für die Bendförderer
3 angebracht, die .in Schildlängsrschtung ausxichbar sind und es gestatten, die
Förderbänder 30 mittels der Spannmuffen 31 zu spannen. An jedem der Rahmen 29 sind
die am Abwurfende des Förderbandes angeordnete Antriebstrommel 32
und die
Umlenktromm@el 33,gelagert.
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Der Bandförderer wird nach dem Einstellen in seiner Lage fixiert,
indem die Achsenden der Umlenktrommel33 und der Antniebstromme132 das Horizontalschlitze
eingeführt werden, die in den lotrechten Rippen 34 des Bleches 27 und in den Laschen
35 der lotrechten Zwischenwand 4 vorgesehen sind, worauf Verriegelungsstücke 36
angebracht werden. An das längere Achsenende 40 der Antriebstrommel 32 ist eine
hydraulisch fernbetätigte Reibungsbremse 37 mit Spielraum angeschlossen, die ebenfalls
an der Unterseite des Seitenbleches 27 befestigt ist.
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Der Ringkolben der Bremse 37 überträgt den Druck auf den Reibring
38, der mit dem Achsende 40 drehfest verbunden ist.
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Um die Drehzahl der Antriebstrommel 32 und die Geschwindigkeit des
Förderbandes 30 des Bandförderers 3 zu ändern, ist außer der Reibungsbremse 37 ein
Wechselgetriebe 21 vorgesehen.
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Durch Verschieben des Rädervorgeleges 41 längs der Namen der
Antriebswelle 42 kann die Antriebsfirommel 32 mit.drei verschiedenen Geschwindigkeiten
angetrieben werden. Zum Verbinden der Antriebswelle 42 des Wechselgetriebes 21 mit
dem Achsende 40 der Antriebstrommel .dient eine mit einer Feder versehene Klinkenkupplung
43, die es gestattet, die Drehbewegung der Antriebswelle 42 auf das Achsende 40
der Antriebstrommel in nur einer Richtung zu übertragen. Auf der Welle 39 des Wechselgetriebes
21 ist das Antriebsritzel 44 befestigt, das mit Hilfe der ZAn sbange 5, die
in dem Kitzel 44 kämmt, gedreht wird.
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An .dem Rohrrahmen 29 sind Zwischenrollen 45 gelagert und im vorderen
Querrohr 46 des Rahmens 29 verkürzte Rollen 47 eingebaut, die das Förderband 30
unterstützen. Um einen seitlichen D.urchhang des Bandes 30 zu vermeiden, sind am
Rahmen 29 noch seitlich Rollen 48 angebracht.
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Anschließend wird die Wirkungsweise näher erläutert.
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Nach Beendigung eines vorhergehenden Schildvortriebhubes wird gleichzeitig
mit dem Zurückziehen der Preßstempel der Vortriebspressen 6 mit dem Druckring 20
und der verschiebbaren Schalung 19 in den Raum zwischen dem Schildschwanz 18 wund
der Schalung 19 erneut Beton über das Rohr 17 eingebracht.
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Inzwischen wird je nach den bodenmechanischen Kennwerten des Bodens
das Rädervorgelege 41 des Wechselgetriebes 21 fernumgeschaltet und
in die erforderliche Lage gebracht.
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Wenn der rollige Boden eine .geringe Haftfähigkeit aufweist, wird
das Rädervorgelege 41 in die mittlere Stellung gebracht, bei der die Geschwindigkeit
des Förderbandes .30 .glesah der VersteRungsgeschwindigkeit der Zahnstange 5, d.
h,. der SchilldvOrtricbs-P cr, schwindigkeit, ist.
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Wenn die Haftfähigkeit des Bodens noch weiter sinkt, so wird das Rädervorgelege
41 so verstellt, daß es nicht mit anderen 'Zahnrätl;em ,im Einriff steh. Hierbei
wird keine Zwangsbewegung von der Zahnstange 5 auf den Bandförderer 3 übertragen.
In diesem Fall beginnt die Reibungsbremse 37 zu arbeiten, in die, je nach dem Haftfähi
gkeitswert des Bodens, entsprechender Flüssigkeitsdruck übertragen wird. Im äußersten
Fall kann,das Förderband 30 des Bandförderers mit Hilfe der Bremse 37 stillgesetzt
werden.
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Wenn :dagegen der Boden eine höhere Haftfähigkeit besitzt, so wird
das Rädervorgelege 41 des Wechselgetriebes 21 in die äußerste rechte Stellung gebracht,
in welchem Fall die Geschwindigkeit des Bandes 30 die Verstellgeschwindigkeit der
Zahnstange 1,5- bis 2mal übertrifft.
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Wenn die Zellen schnell entleert werden müssen, wird das Rädervorgelege
41 in die äußerste linke Lage gebracht. In diesem Fall übertrifft die Geschwindigkeit
des Bandes 30 die Verstellgeschwindigkeit der Zahnstange 3- bis 4mal.
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Da die Wechselgetriebe 21 und die Bremsen 37 von einem Pult aus gesteuert
werden, kann der Vorgang leicht automatisiert werden.
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Die Stempel der V.ortriebspressen werden in Bewegung gesetzt, nachdem
die erforderliche Getriebestufe eingeschaltet oder ein bestimmter Druck in der Bremse
37 .geschaffen worden isst.
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Die Stempel der Vortriebspressen 6 stützen sich durch den Druckring
20 .auf den schon eingebrachten Beton der fertigen Tunnelröhre 16 ab und treiben
den ganzen Schild voran. Der von den Bandförderern 3 herabfallende und in der unteren
Zelle anfallende Boden wird von dem an der Stange 12 befestigten Kübel
13 aufgenommen, :der keine Rückwand gegenüber dem Leitblech 24 hat. Der mit
Boden gefüllte Kübel 13 wird längs des Leitbleches 24 so hoch geschwenkt, daß :der
Boden über die obere Kants des Leitbleches auf eines der Förderbleche 15 frei-herabfallen
kann. Wenn sich auf den Förderblechen 15 der Boden staut, so werden die Rüttler
25 ,eingeschaltet. Wenn -bei nächstfolgendem Vortriebshub in einer der Zellen eine
Veränderung der Bodeneigenschaften und des Verhaltens des Bodens festgestellt wird,
so wird auch die Geschwindigkeit des Bandes 30 des Bandförderers 3 bzw. der Druck
in der Bremse 37 geändert.
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Unterschiedliche Geschwindigkeiten der Bandförderer 3 bzw. unterschiedliche
Drücke in ihren Bremsen 37 werden vorgegeben, wenn die Arbeitsrichtung des Schildes
in der horizontalen oder vertikalen Ebene geändert werden soll.
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Der auf den Bandförderer 14 aufgegebene Boden wird weiter anderen
Tunnelfördereinrichtungen zugeführt.
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Wenn die Steuerung der Schildbewegung, z. B. -in der horizontalen
Ebene, mit Hilfe der Bandförderer 3 nicht .ausreichend wirkungsvoll ist, kann durch
wahlweises Abbauen des Bodens mittels des Kübels 13 merkbare Hilfe geleistet werden.
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Da der Kübel 13 sowohl in radialer Richtung wie auch um das
Gelenk, in dem er aasgelenkt ist, beweglich ist, kann ein wahlweises Abbauen des
Bodens leicht ,durchgeführt werden. Nachdem der ganze Boden im Raum hinter den Zwischenbühnen
ausgehoben
ist, wird der Kübel 13 etwas angehoben. Damit
wird der Vortriebszyklus beendet.