Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zum kontinuierlichen Vortreiben und gleichzeitigen Ausbauen eines in Lockergestein zu erstellenden Tunnels mit aus Tübbingsegmenten zusammengesetzten Tübbingringen mit Hilfe einer Schildvortriebsmaschine, die einen Vorlaufschild, einen über Vorlaufpressen mit dem Vorlaufschild verbundenen und über Teleskoppressen mit einem der Länge eines Tübbingringes entsprechenden, gegenüber den Vorlaufpressen vergrößerten Hub am Tübbingausbau abstützbaren Mittelschild mit radial vor- und zurückbewegbaren Preßschilden und einen mit dem Mittelschild verbundenen Nachlaufschild aufweist, wobei in einer ersten Stufe ausgehend von ausgefahrenen Vorlaufpressen, eingefahrenen Teleskoppressen und zurückgezogenen Preßschilden die Teleskoppressen ausgefahren und die Vorlaufpressen eingefahren werden und in einer nachfolgenden zweiten Stufe nach Ausfahren und Festsetzen der Preßschilde an der Tunnelwandung die Vorlaufpressen für den Vortrieb ausgefahren werden und nach Vorziehen der Teleskoppressen ein weiterer Tübbingring eingebaut wird, und andererseits eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei die mit Hilfe von Preßstempeln radial vor- und zurückbewegbaren Preßschilde zusätzlich geführt sind.
Lockergestein meint im Rahmen der Erfindung den gesamten Lockergesteinsbereich mit seinen bindigen und nichtbindigen Böden. Die entsprechenden Hauptbodenarten sind die Kiese, Sande, Schluffe und Tone und deren Mischböden. Die Schildvortriebsmaschine ist also in grobkörnigen, feinkörnigen und gemischtkörnigen Bodenarten einsetzbar und zwar sowohl oberhalb als auch unterhalb des Grundwasserspiegels.
Im Rahmen von bekannten Maßnahmen der genannten Art (US 3 967 463 A) dient die erste Verfahrensstufe nur dem Nachholen des Mittelschildes, d.h. wird in dieser Stufe kein Vortrieb geführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kontinuierlichen Vortrieb ohne Zwangspausen für den Tübbingeinbau zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung in verfahrensmäßiger Hinsicht daß die mit dem doppelten Hub der Vorlaufpressen ein- und ausfahrenden Teleskoppressen in der ersten Stufe unter Überdrücken der Vorlaufpressen für den weiteren Vortrieb ausgefahren werden. - Nach bevorzugter Ausführungsform zum Einbauen eines Tübbingringes, wie bekannt, nur die zugeordneten Teleskoppressen vorgezogen, d.h. die übrigen Teleskoppressen in Anlage an den übrigen Tübbingsegmenten belassen.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch die zusätzliche, vom Tübbingausbau unabhängige Möglichkeit des Abfangens der Vortriebskräfte über die Preßschilde auch ein kontinuierlicher Vortrieb durchgeführt werden kann und dabei für den Tübbingringeinbau keine Zwangspausen erforderlich sind. Im Ergebnis führt die Erfindung so zu einem schnelleren und kostengünstigeren Vortrieb und Ausbau eines Tunnels.
Gegenstand der Erfindung ist, wie schon gesagt, auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die mit Hilfe von Preßstempeln radial vor- und zurückbewegbaren Preßschilde zusätzlich geführt sind; hier besteht die Erfindung darin, daß die Preßschilde mit zusätzlichen Führungsstäben in Führungssäulen geführt und mit Hilfe von Keilpressen festsetzbar sind, deren Keilstücke zwischen den freien Enden der Führungsstäbe und Schildsteifewiderlagern angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform wird mit einfachen Mitteln eine störungsfreie. Ableitung der Vortriebskräfte auf die Tunnelwandung gewährleistet; Zwängungen und Verklemmungen sind sicher unterbunden. Im allgemeinen ist es vollkommen ausreichend, wenn lediglich zwei horizontal vor- und zurückbewegbare Preßschilde vorgesehen sind. Vorzugsweise sind die Keilpressen senkrecht zur Längsachse des Mittelschildes angeordnet, und zwar insbesondere so, daß je zwei Keilpressen in entgegengesetzten Richtungen gegeneinander arbeiten, wodurch sich die entsprechenden Druckkräfte gleichsam aufheben. Im übrigen sollte der Mittelschild längs des Aussparungsrandes seiner Preßschilde eine umlaufende selbstreinigende Dichtung aufweisen, die von der Innenseite des Mittelschildes her ersetzbar ist. Mittelschild und Nachlaufschild könnten grundsätzlich zu einem einzigen Schildteil miteinander vereinigt sein. Zwecks besserer Lenkbarkeit der Schildvortriebsmaschine empfiehlt es sich jedoch, den Mittelschild und den Nachlaufschild über Koppelpressen miteinander zu verbinden. Jedenfalls wird man die Anordnung zweckmäßigerweise so treffen, daß der Mittelschild mit seinem vorderen Ende im Vorlaufschild angeordnet ist und der Nachlaufschild einen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Vorlaufschildes aufweist. Insoweit ist es günstig, wenn der Nachlaufschild mit seinem vorderen Ende im Mittelschild angeordnet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Die Schildvortriebsmaschine dient dem kontinuierlichen Vortreiben und gleichzeitigen Ausbauen eines in Lockergestein zu erstellenden Tunnels mit aus Tübbingsegmenten zusammengesetzten Tübbingringen 1. Wie Fig. 1 zeigt, weist die Tunnelvortriebsmaschine in ihrem grundsätzlichen Aufbau einen Vorlaufschild 2, einen Mittelschild 3 und einen Nachlaufschild 4 auf. Der Mittelschild 3 weist einen etwas kleineren Durchmesser als der Vorlaufschild 2 auf und ist mit seinem vorderen Ende unter Zwischenschaltung einer umlaufenden Stopfdichtung 5 im Vorlaufschild 2 angeordnet. Entsprechend weist der Nachlaufschild 4 einen etwas kleineren Durchmesser als der Mittelschild 3 auf und ist der Nachlaufschild 4 mit seinem vorderen Ende unter Zwischenschaltung einer weiteren umlaufenden Stopfdichtung 6 im Mittelschild 3 angeordnet. Der Mittelschild 3 ist über Vorlaufpressen 7, die über den Schildumfang verteilt angeordnet sind, mit dem Vorlaufschild 3 verbunden und über Teleskoppressen 8, die ebenfalls über den Schildumfang verteilt angeordnet sind, am Tübbingausbau 9 abstützbar. Diese Vorlaufpressen 7 arbeiten mit dem halben Hub der Teleskoppressen 8, während letztere mit einem Hub arbeiten, der der (in Tunnellängsrichtung gemessenen) Länge eines Tübbingringes 1 entspricht (vgl. Fig. 3). Der Mittelschild 3 und der Nachlaufschild 4 sind über Koppelpressen 10 miteinander verbunden, die wiederum über den Schildumfang verteilt angeordnet sind.
Wie man aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 unschwer verifiziert, ist der Mittelschild 3 mit zwei radial bzw. horizontal vor- und zurückbewegbaren Preßschilden 11 versehen. Dem Vor- und Zurückbewegen dieser Preßschilde 11 dienen jeweils vier Preßstempel 12, die einerseits im Bereich der Ecken der Preßschilde 11 an diesen angreifen und andererseits an einer Schildaussteifung 13 befestigt sind. Zusätzlich ist jeder Preßschild 11 neben den Preßstempel 12 mit vier Führungsstäben 14 versehen, die in Führungssäulen 15 geführt sind. Die ausgefahrenen Preßschilde 11 sind zur Entlastung der Preßstempel 12 mit Keilpressen 16 festsetzbar, deren Keilstücke 17 zwischen den freien Enden der Führungsstäbe 14 und Schildsteifewiderlagern 18 angeordnet sind. Wie die Fig. 1 und 2 deutlich zeigen, sind die Keilpressen 16 senkrecht zur Längsachse 19 des Mittelschildes 3 angeordnet, wobei jeweils zwei Keilpressen 16 gegeneinander arbeiten. In Fig. 2 erkennt man ferner noch, daß der Mittelschild 3 längs des Aussparungsrandes 20 seiner Preßschilde 11 eine umlaufende selbstreinigende Dichtung 21 aufweist, die von der Innenseite des Mittelschildes 3 her ersetzbar ist.
Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung wird nunmehr anhand der Fig. 3 erläutert; gemäß Fig. 3a) wird in einer ersten Stufe davon ausgegangen, daß die Vorlaufpressen 7 ausgefahren, die Teleskoppressen 8 eingefahren und die Preßschilde 11 zurückgezogen sind. Zum Vortrieb werden nunmehr die Teleskoppressen 8 ausgefahren und dabei die Vorlaufpressen 7 durch Überdrücken eingefahren. Diesen Zustand zeigt Fig. 3b). In einer nunmehr nachfolgenden zweiten Stufe werden die Preßschilde 11 ausgefahren und an der Tunnelwandung festgesetzt. Daraufhin werden die Vorlaufpressen 7 für den weiteren Vortrieb ausgefahren. Zugleich wird ein weiterer Tübbingring 1 eingebaut, indem nacheinander die Teleskoppressen 8 der einzeln einzubauenden Tübbingsegmente vorgezogen werden, das Tübbingsegment eingebaut und anschließend die Teleskoppressen 8 wieder an letzterem abgestützt werden. Diesen Zustand zeigt Fig. 3c). Wie man feststellt, ist der Zustand gemäß Fig. 3c) derselbe wie der gemäß Fig. 3a), d.h., das beschriebene Spiel kann nunmehr von vorne beginnen.