DE93519C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Bei den bisher in Anwendung gekommenen Verfahren zum· Vortreiben von Tunnels hat man entweder einen vorn offenen Schild angewendet und in diesem Falle die natürliche Böschung des in letzteren hineingeprefsten Erdreiches direct unter Luftdruck gesetzt, um einen lufterfüllten Arbeitsraum zu erhalten, oder man hat einen geschlossenen Schild benutzt, bei welchem das Erdreich sich nicht in Form einer natürlichen Böschung ablagern kann, sondern sich an zu diesem Zweck besonders vorgesehenen Querwänden staut. Im letzteren Falle kann beim Ausbringen des Erdreiches ebenfalls Prefsluft aus der Luftkammer des Vortriebapparates nach vorn . durch die Brust entweichen. Für die Praxis ist dieses Austreten von Luft aus dem Grunde von besonderem Nachtheil, weil dadurch das vor dem Schilde befindliche Grundwasser in treibende Bewegung gerä'th und das über dem Vortriebrohre stehende Erdreich derart gelockert wird, dafs etwa über demselben stehende Bauten gefährdet werden. , . .In the previously used method for driving tunnels either an open front shield is used, and in this case the natural one Embankment of the earth pressed into the latter placed directly under atmospheric pressure to have an air-filled work area, or a closed sign was used, in which the soil cannot be deposited in the form of a natural embankment, but is specially developed for this purpose provided transverse walls stow. In the latter case, when spreading the soil also pre-air from the air chamber of the propulsion apparatus to the front. through the Chest escape. For this reason, this leakage of air is of particular importance in practice Disadvantage because it causes the groundwater in front of the shield to drift Movement and the soil above the jacking pipes is loosened in such a way that that buildings standing above it are endangered. ,. .

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun ein Verfahren zum Vortreiben von Tunnels, bei welchem der vorgenannte Uebelstand dadurch beseitigt wird, dafs der vordere Theil des in bekannter Weise nach hinten durch eine feste Wand abgeschlossenen, vorn offenen Schildes beständig mit Grundwasser gefüllt erhalten wird. Das Grundwasser bildet auf diese Weise einen vollkommen . dichten Verschlufs, und da das Erdreich sich unter Wasser ablagert, so kann dasselbe eher aus-, gebracht werden, als es bei einer unter Luftdruck stehenden feuchten Böschung der Fall ist, weil eine unter Wasser stehende Böschung verhältnifsmäfsig leichter beweglich ist und das Erdreich auf derselben fast selbsttätig in dem Mafse nachrutscht, als es unten entfernt wird.The subject of the present invention now forms a method for propelling Tunnel, in which the aforesaid defect is eliminated by the fact that the front one Part of the front, which is closed off at the rear by a solid wall in a known manner open shield is kept permanently filled with groundwater. The groundwater forms in this way one perfect. tight closure, and there the earth is under If water is deposited, it can be brought out more easily than with one under atmospheric pressure standing damp embankment is the case because a submerged embankment is relatively easier to move and the soil on it almost automatically in that Mafse slips as it is removed below.

In den beiliegenden Zeichnungen sind einige Constructionen von Vorrichtungen dargestellt, welche zur Ausführung des Verfahrens verwendet werden können.In the accompanying drawings some constructions of devices are shown, which can be used to carry out the procedure.

Bei sämmtlichen veranschaulichten Vorrichtungen wird das die fertige Tunnelröhre umschlie.fsende Vortriebrohr im Innern durch eine Wand A B abgeschlossen, deren untere Oeffnung bei B mit einer Thür versehen ist.In all of the devices illustrated, the jacking pipe enclosing the finished tunnel is closed on the inside by a wall AB , the lower opening of which at B is provided with a door.

Das Vortriebrohr ist an seinem vorderen Ende C D annähernd parallel zur flachsten natürlichen Böschung, in welcher das zu durchfahrende Erdmaterial im Grundwässer sich ablagert, abgeschnitten und an diesem schrägen Ende mit einer Schneide verstärkt.At its front end C D, the jacking pipe is approximately parallel to the flattest natural embankment in which the earth material to be driven through is deposited in the groundwater, cut off and reinforced with a cutting edge at this inclined end.

Auf dem Boden des Vortriebrohres ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 eine in der Tunnelrichtung vor- oder rückwärts verstellbare, sowie durch Aufsetzen oder Abnehmen von Wandtafeln in ihrer Höhe veränderliche Querwand EF gezeichnet.On the bottom of the jacking pipe in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, a transverse wall EF which is adjustable forwards or backwards in the tunnel direction and variable in height by placing or removing wall panels is drawn.

Je nach der Lage der natürlichen Böschung des Erdmaterials im Vortriebrohr kann die Oeffnung bei B mehr oder weniger verschlossenDepending on the position of the natural slope of the earth material in the jacking pipe, the opening at B can be more or less closed

und die Querwand E F nach Bedarf vor- oder rückwärts verstellt, sowie niedriger oder höher eingesetzt werden. . ■ ■and the transverse wall EF can be adjusted forwards or backwards as required, and can be used lower or higher. . ■ ■

Zwischen den Wänden A B und E F (Fig. ι und 2) bildet sich aus dem Grundwasser des Erdreiches eine Art Sumpf, in welchen das Erdmaterial aus dem Vorraum ABCD seiner natürlichen Böschung entlang unter Grundwasser in dem gleichen Mafse hineingleitet oder hineinrieselt, wie es aus dem Sumpfe am Fufse der natürlichen Böschung mit Baggern, Schaufeln, Sandpumpen oder ähnlichen Geräthen entfernt wird.Between the walls AB and EF (Fig. 1 and 2) a kind of swamp is formed from the groundwater of the earth, into which the earth material from the anteroom ABCD slides along its natural slope under groundwater to the same extent as it does from the Marshes at the foot of the natural embankment are removed with excavators, shovels, sand pumps or similar devices.

Das Vortreiben des Vortriebrohres in der Tunnelrichtung geschieht unter Anwendung hydraulischen oder sonst ausreichenden Druckes so weit in das stehende Erdreich hinein, dafs die natürliche Böschung des Erdreiches immer in dem Innern des Vortriebrohres liegt und Einstürze des vor oder über dem Vortriebrohre liegenden Erdbodens nicht zu gewärtigen sind.The driving of the jacking pipe in the tunnel direction is done using application hydraulic or otherwise sufficient pressure so far into the standing earth that the natural slope of the earth always lies in the interior of the jacking pipe and Collapses of the ground lying in front of or above the jacking pipes are not to be expected.

Das Auftreten treibender Bewegungen in dem zu durchfahrenden Boden — in der Regel als das Vorkommen von Triebsand, fliefsendem Moor oder ähnlich bezeichnet — wird nun, wie schon angedeutet, dadurch vermieden, dafs der Raum ABC stets mit Wasser gefüllt bleibt und die Gleichgewichtslage der Materialtheile des Erdreiches durch Pumpen oder dergleichen Manipulationen nie in gewaltsamer Weise gestört wird.The occurrence of driving movements in the ground to be traversed - usually referred to as the occurrence of drift sand, flowing moor or the like - is now, as already indicated, avoided by the fact that the room ABC is always filled with water and the equilibrium of the material parts of the The soil is never violently disturbed by pumping or similar manipulations.

Aus dem Arbeitsraum ABEFGH wird das Wasser wie bei Arbeiten in Taucherkammern oder Senkkasten durch Druckluft ausgetrieben. An der rückwärtigen Abschlufswand G H der Tunnelröhre oder über einem Schacht oberhalb der fertigen Tunnelstrecke A H befinden sich die für die Ein- und Ausschleusung von Personen und Materialien- erforderlichen Luftschleusen.The water is driven out of the work area ABEFGH by compressed air as when working in diving chambers or caissons. The air locks required for the entry and exit of people and materials are located on the rear end wall G H of the tunnel tube or above a shaft above the finished tunnel section AH.

Durch Regulirung des Luftüberdruckes im Arbeitsraum ABEFGH wird der Wasserspiegel in dem Sumpfe zwischen den Wänden A B und E F {Flg. 1 und 2) so hoch gehalten, dafs die Oeffnung bei B in der Wand AB vom Grundwasser dauernd verschlossen bleibt. Ueberschüssige Luft entweicht durch das Rohr xy \ aus dem Arbeitsraum ins Freie, sobald der Luftdruck im Arbeitsraum so grofs wird, dafs der Wasserstand im Sumpfe die Unterkante des Rohres xy ^ erreicht oder sonst unter eine bestimmte Grenze niedergesenkt wird. An Stelle des Rohres xy \ kann übrigens in der Wand G H der Arbeitskammer auch ein Sicherheitsventil angeordnet werden, durch welches man überschüssige Druckluft nach aufsen abziehen lassen und somit den Wasserstand in dem Sumpfe auf der gewünschten Höhe erhalten kann. Am Boden der Arbeitskammer sich ansammelndes Wasser kann leicht in den Sumpf gepumpt werden. Der Eintritt von Luft in den Vorraum ABC und schädliche Wirkungen eines gewaltsamen Luftaustrittes nach oben bei C oder sonstwo am vorderen Ende des Vortriebrohres werden durch den dauernden Wasserabschlufs der Oeffnung B verhütet.By regulating the excess air pressure in the working area ABEFGH, the water level in the sump between the walls AB and EF {Flg. 1 and 2) kept so high that the opening at B in wall AB remains permanently closed by the groundwater. Excess air escapes through the pipe xy \ from the working space to the open air as soon as the air pressure in the working space becomes so great that the water level in the sump reaches the lower edge of the pipe xy ^ or is otherwise lowered below a certain limit. Instead of the pipe xy \ , a safety valve can also be arranged in the wall G H of the working chamber, through which excess compressed air can be drawn outwards and thus the water level in the sump can be maintained at the desired height. Water that collects at the bottom of the working chamber can easily be pumped into the sump. The entry of air into the anteroom ABC and the harmful effects of a violent escape of air upwards at C or elsewhere at the front end of the jacking pipe are prevented by the permanent water drainage of opening B.

Der Vorraum A B C ist begehbar eingerichtet, um das Abgleiten des Erdmaterials längs seiner natürlichen Böschung in den Sumpf überwachen, mit Hülfe geeigneter Werkzeuge fördern und Hindernisse, welche der Vorwärtsbewegung des Vortriebrohres sich entgegenstellen sollten, durch directen Angriff beseitigen zu können.The anteroom ABC is made accessible to monitor the sliding of the earth material along its natural slope into the swamp, to convey it with the help of suitable tools and to be able to remove obstacles which should oppose the forward movement of the jacking pipe by direct attack.

In Fig. ι ist zur Begehbarmachung des Raumes ABC am oberen Theile der Wand A B eine Schleusenkammer abcd angedeutet, durch welche ein Arbeiter aus dem Arbeitsraum ABEFGH in den mit Wasser gefüllten Vorraurn ABC sich ein- und ausschleusen kann. Dieses Ein- und Ausschleusen geschieht in ähnlicher Weise wie das Ein- und Ausschleusen in comprimirte Luft, nur mit dem Unterschied, dafs der Arbeiter, anstatt in Luft, in Wasser, eingeschleust wird und darum in einen Taucheranzug eingekleidet sein mufs.In Fig. 1, a lock chamber abcd is indicated on the upper part of the wall AB to make room ABC accessible, through which a worker can move in and out of the water-filled vestibule ABC from the work room ABEFGH. This entry and exit takes place in a similar manner to entry and exit in compressed air, the only difference being that the worker is introduced into water instead of air and must therefore be dressed in a diving suit.

Die zum Athmen nöthige Druckluft entnimmt der in den Taucheranzug eingekleidete Arbeiter aus dem Arbeitsraum ABEFGH durch einen Luftzuführungsschlauch, welchen er an einer Oeffnung in der Schleusenwand a d oder in der Thür dieser Wand nach seinem Eintritt in die Schleusenkammer durch eine Schraubenverbindung befestigt hat. Sobald der Innenraum der Schleusenkammer abcd nach Oeffnung der Schleusenhähne in der Kammer durch den Arbeiter mit Wasser sich gefüllt hat, kann der Arbeiter die seitlichen Thüren ef der Schleusenkammer (Querschnitt Q-R, Fig. 3 und 4) im Wasser öffnen und durch die Thüröffnungen hindurch auf einen an der Wand A B auf Höhe c d (Fig. 1) befestigten Steg austreten, von hier aus das Abgleiten des Erdmaterials beobachten, fördern und seine sonstigen Arbeiten verrichten.The compressed air necessary for breathing is taken by the worker dressed in the diving suit from the work room ABEFGH through an air supply hose which he has fastened to an opening in the lock wall ad or in the door of this wall after his entry into the lock chamber by means of a screw connection. As soon as the interior of the lock chamber abcd has filled with water after the lock cocks in the chamber have been opened by the worker, the worker can open the side doors ef of the lock chamber (cross section QR, Fig. 3 and 4) in the water and through the door openings exit a web attached to the wall AB at height cd (Fig. 1), from here observe the sliding of the earth material, promote it and do its other work.

In Fig. 2 ist der Raum ABC durch Querwände MNOP in kleinere Arbeitskammern eingetheilt.In Fig. 2, the room ABC is divided into smaller working chambers by transverse walls MNOP.

Aus jeder dieser Kammern läfst sich das Grundwasser durch aus dem Hauptraume ABEFGH zu entnehmende und durch in den Querwänden A B, MN, O P oder deren Thüren angebrachte Ventile hindurchströmende Druckluft ganz öder theilweise nach unten so weit verdrängen, bis die Arbeiter in diese Einzelkammern eintreten und ihre Arbeiten gerade so wie in kleineren Taucherkammern oder Senkkästen verrichten können.From each of these chambers the groundwater can be displaced completely or partially downwards through compressed air, which can be taken from the main room ABEFGH and through valves installed in the transverse walls AB, MN, OP or their doors, until the workers enter these individual chambers and theirs Work just like you can do in smaller diving chambers or caissons.

Der Ein- und Austritt in bezw. aus einer solchen Kammer in die nächste geschieht durchThe entry and exit in resp. from one such chamber to the next happens through

zwischen die Scheidewände AB, MN, OP eingebaute Luftschleusen mit seitlichen Ausbezw. Eintrittsthüren hindurch in folgender Weise:between the partition walls AB, MN, OP built-in air locks with lateral Ausbezw. Entrance doors through in the following way:

Nach dem Eintritt in die Luftschleuse I zwischen den Wänden AB und MN schliefst der Arbeiter die Thür in der Wand A B •(Fig. 2) hinter sich zu, öffnet hierauf den Luftdurchgangshahn in dieser Thür, sowie auch die Lufthähne in den beiden Seitenthüren ef (Fig. 3 und 4) und läfst die Druckluft aus dem Hauptarbeitsraum durch die Luftschleuse I hindurch in die seitlich von dieser Luftschleuse gelegenen Theile des Raumes zwischen den Wänden A B und MN so lange einströmen, bis das Wasser aus diesen seitlichen Raumtheilen, welche offenen, verlegbaren Boden haben, nach unten genügend verdrängt ist, um die Seitenthüren ef öffnen zu können. Zu viel nachgeströmte Luft entweicht aus den Einzelkammern durch Abführungsrohre in ähnlicher Weise wie aus der Hauptarbeitskammer ABEFGH. After entering the air lock I between the walls AB and MN, the worker closes the door in the wall AB • (Fig. 2) behind him, then opens the air cock in this door, as well as the air cocks in the two side doors ef ( 3 and 4) and lets the compressed air flow from the main work room through the air lock I into the parts of the space between the walls AB and MN located to the side of this air lock until the water flows out of these side parts of the room, which are open, relocatable Have bottom, is pushed down enough to be able to open the side doors ef. Too much air that has flowed in escapes from the individual chambers through discharge pipes in a manner similar to that from the main working chamber ABEFGH.

Der Eintritt in den Raum zwischen den Querwänden MN und O P geschieht in ähnlicher Weise durch die Luftschleuse II (Fig. 2).The entry into the space between the transverse walls MN and OP takes place in a similar manner through the air lock II (FIG. 2).

Die Arbeitskammer MNOP kann übrigens auch so weit nach vorn gelegt oder in einer solchen Weise gestaltet werden, dafs der obere Theil der vorderen Abschlufswand derselben unmittelbar auf die Böschung zu liegen kommt. Die beabsichtigten Wirkungen der Zurückhaltung der Prefsluft und der Bildung einer unter Wasser stehenden natürlichen Böschung werden dadurch nicht beeinträchtigt.Incidentally, the working chamber MNOP can also be placed so far forward or designed in such a way that the upper part of the front end wall of the same comes to lie directly on the embankment. The intended effects of the retention of the pre-air and the formation of a natural embankment under water are not impaired.

Durch das Verdrängen des Wassers aus den Arbeitsräumen zwischen den Querwänden ist es möglich, den Wasserstand vor der Wand A B in treppenförmigen Abstufungen ungefähr parallel zur natürlichen Böschung des Erdmaterials einzustellen. By displacing the water from the working spaces between the transverse walls, it is possible to set the water level in front of the wall AB in step-like steps approximately parallel to the natural slope of the earth material.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist die Begehung des Raumes ABC in folgender noch einfacherer Weise gedacht:In the embodiment according to FIG. 5, the inspection of room ABC is intended to be even simpler as follows:

Die Wand EF schliefst hier das Vortriebrohr ganz ab und ist mit Personen- und Materialschleusen ausgerüstet.The wall EF here completely closes off the jacking pipe and is equipped with man and material locks.

Der Sumpf zwischen den Wänden A B und EF ist gröfser und mit Grundwasser so hoch gefüllt, dafs der in einen Taucheranzug gekleidete Arbeiter, welcher die zum Athmen erforderliche Luft durch eine Schlauchleitung aus dem Räume EFGH erhält, nur in den Sumpf einzusteigen braucht und alsdann unter der Wand AB oder durch eine in dieser Wand befindliche Thür, zu deren beiden Seiten derselbe Wasserdruck vorhanden ist, hindurch in den Raum ABC gelangen kann, ohne weitere Schleusen zu passiren.The swamp between the walls AB and EF is larger and so deeply filled with groundwater that the worker dressed in a diving suit, who receives the air required for breathing through a hose from the EFGH , only needs to enter the swamp and then under the Wall AB or through a door in this wall, on both sides of which the same water pressure is present, can pass into room ABC without having to pass further locks.

Da bei dieser Anordnung der Luftdruck vor und hinter der Wand EF von verschiedener Gröfse ist, erscheint die Anordnung der erwähnten Schleusen in der Wand E F am Platze.Since with this arrangement the air pressure in front of and behind the wall EF is of different magnitude, the arrangement of the locks mentioned in the wall EF appears in place.

Die Regulirung der Gröfse des Abstandes zwischen der Aufsenwand der fertigen Tunnelröhre und der Innenfläche des Vortriebrohres ist durch Stellschrauben bewirkt gedacht, welche mit Gewinde durch die Wandungen des fertigen Tunnels an verschiedenen Stellen durchgeschraubt sind. Diese Schrauben können auch zur Einstellung des Vortriebrohres in seine richtige Lage bei der Durchfahrung von Curvenstrecken dienen.The regulation of the size of the distance between the outer wall of the finished tunnel tube and the inner surface of the jacking pipe is thought to be effected by adjusting screws threaded through the walls of the finished tunnel at various points are. These screws can also be used to set the jacking pipe in its correct position when driving through curved sections to serve.

Zur Dichtung des Zwischenraumes zwischen Vortriebrohr und Tunnelrohrwandung ist die Umlage von Schlauchringen um die Tunnelröhre herum vorgesehen, welche durch Druckwasser- oder Druckluftfüllung zum Anschwellen zu bringen sind und an die Wandflächen sich dicht anpressen lassen.To seal the space between the jacking pipe and the tunnel pipe wall, the Transfer of hose rings around the tunnel tube is provided, which is caused by pressurized water or compressed air filling are to be made to swell and to the wall surfaces let it press tightly.

Anstatt übrigens das im Schilde anstehende Erdreich in nur einer Böschung sich ablagern zu lassen, kann man den offenen Schild auch so construiren, dafs mehrere über einander liegende Böschungen entstehen. Zu diesem Zweck ist es nur nöthig, im vorderen Theile des Schildes in der in Fig. 6 angegebenen Weise horizontale Wände w anzuordnen. An der Rückseite der letzteren werden zweckmäfsig Klappen ν angebracht, welche bei eintretenden Betriebsschwierigkeiten nötigenfalls geschlossen werden können, für gewöhnlich aber offen bleiben, so dafs während des normalen Betriebes die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 6 sowohl in Bezug auf das Abschliefsen der Prefsluft wie auch in Hinsicht auf die freie Ablagerung des Erdreiches den vorbeschriebenen Einrichtungen vollkommen gleichwerthig ist. Der Schild kann bei Constructionen der in Fig. 6 gezeichneten Art wenig geneigt oder vertical abgeschnitten sein.Incidentally, instead of letting the earth in the shield be deposited in just one embankment, the open shield can also be constructed in such a way that several embankments lie on top of one another. For this purpose it is only necessary to arrange horizontal walls w in the front part of the shield in the manner indicated in Fig. 6. On the back of the latter, flaps ν are expediently attached, which can be closed if necessary, but usually remain open in the event of operational difficulties, so that during normal operation the mode of operation of the device according to FIG with regard to the free deposition of the soil is completely equivalent to the facilities described above. In constructions of the type shown in FIG. 6, the shield can be slightly inclined or cut off vertically.

Claims

Patent Claims:

1. Procedure for driving the shield closed at the rear by a solid wall and open at the front in such a way that the inside of the shield lying between the cutting edge (CD) and the wall (ABEF) is always filled with groundwater, for the purpose of determining the level of the groundwater to keep unchanged in front of the shield, to prevent the escape of compressed air from the work space to the front and to enable the deposition of the soil cut out by the shield from the pending mountains within the shield under groundwater.

2. To carry out the method according to claim ι a shield whose wall (AB EF)

has a sump (BE) open to the working chamber, in which the groundwater is kept in equilibrium by compressed air, whereby the front and rear walls of the sump can be adjustable and also closable, while an excess of the compressed air is provided by the wall (HG) Safety valves or through a drain pipe (xy \) reaching into the sump to the outside.
To carry out the method according to claim ι. a sign in which the accessible sump is located in front of a lock located in the closed wall (EF).

In addition 4 sheets of drawings.