[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bohren von Tunnels, Schächten
od. dgl. mit einem Bohrkopf, welcher in Arbeitsstellung im wesentlichen den auszubrechenden
Querschnitt des Tunnels od. dgl. bestreicht.
[0002] Um einen möglichst raschen Bohrfortschritt zu gewährleisten, weisen derartige Vorrichtungen
im allgemeinen auch eigene Materialabtransporteinrichtungen auf, wodurch eine im wesentlichen
kontinuierliche Bohr-und Abbautätigkeit durchgeführt werden kann. Aus Sicherheitsgründen
ist es jedoch erforderlich, daß in der Strecke, bevor ein Bedienungsmann in den Tunnelstollen
od. dgl. vordringen darf, ein entsprechender Ausbau durchführt wird. Hiezu ist es
bereits bekannt, zwischen Abstützungen und Bohrkopf eine Bohrlafette samt Bohrmaschine
anzuordnen, wodurch zumindest im Firstbereich beispielsweise Spreiz-oder Klebeanker
angebracht werden können. Die Bohrlafette ist jedoch im wesentlichen winkelfixiert
angeordnet, sodaß lediglich eine Reihe von Ankern angebracht werden kann, die hintereinander
und zwar in Vortriebsrichtung angeordnet sind. Eine derartige Reihe von Ankern gibt
zwar eine gewisse Sicherheit, jedoch wird, insbesondere bei brüchigem Gestein, eine
derartige Ankerung nicht ausreichend sein.
[0003] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung zum Bohren
von Tunnels zu schaffen, welche es erlaubt, Bohrungen, sei es für Sprenglöcher oder
für Anker, im wesentlichen radial in allen Richtungen quer zur Vortriebsrichtung voranzutreiben
und gegebenenfalls auch in diese Löcher entsprechende Anker zu setzen.
[0004] Die erfundungsgemäße Vorrichtung zum Bohren von Tunnels, Schächten od. dgl., welche
in Vortriebsrichtung kontinuierlich und/oder diskontinuierlich bewegbar ist, mit zumindest
einem, gegebenenfalls mehrteiligen Bohrkopf, welcher in Arbeitsstellung im wesentlichen
den auszubrechenden Querschnitt des zu bohrenden Tunnels bzw. Schachtes od. dgl. bestreicht,
wobei der Bohrkopf über Fluidzylinder, Zahnstangen od. dgl. gegen das Abzubauende
schieb-und/ oder drückbar ausgebildet ist, einer oder mehreren Antriebseinheit (en)
für den Bohrkopf, zumindest einer Einrichtung zum Abtransport des abgebauten Gesteins,
einer Abstützung des Bohrkopfes im Tunnel, Schacht od. dgl. und zumindest einer Bohrlafette
mit Bohr-und Vorschubmotor zur Anfertigung von Anker-und/oder Sprenglöchern und/ oder
Setzen von Ankern quer zur Vortriebsrichtung, welche, in Vortiebsrichtung gesehen,
vor dem Bohrkopf, vorzugsweise zwischen Abstützung und Bohrkopf, angeordnet ist, besteht
im wesentlichen darin, daß zumindest eine, gegebenenfalls zwei, Bohrlafette (n) mit
Bohr-und Vorschubmotor auf eine, im wesentlichen um die Vortriebsrichtung, insbesondere
im wesentlichen um die Tunnel-bzw. Schachtachse, dreh-und lagefixierbaren, Träger,
vorzugsweise schwenk -und/oder in Bohrrichtung der Lafette (n) insbesondere über Fluidzylinder,
schiebbar angeordnet ist/sind.
[0005] Dadurch daß zumindest eine Bohrlafette auf einem drehund lagefixierbaren Träger angeordnet
ist, welcher um die Vortriebsrichtung gedreht werden kann, kann die Bohrlafette samt
Bohrmaschine im wesentlichen jede beliebige Lage einnehmen, sodaß -falls erforderlich
-selbst im Sohlenbereich entsprechende Anker angeordnet werden könnten. Anker im Sohlenbereich
können dann erforderlich werden, wenn mehrere Tunnels übereinander angeordnet sind,
oder wenn bei der Absicherung von Schächten ringsum eine Verankerung erforderlich
ist. Weiters können auch beispielsweise für Quertunnels und -schächte Sprenglöcher
angeordnet werden. Die Bohrlafette wird sodann, wenn der Träger in die Lage gedreht
wurde; welche der erwünschten Stellung der Bohrlafette entspricht, gegen die Tunneloberfläche
unter Abstützung mit einem Dorn od. dgl. verschoben bzw. in diese Lage verschwenkt.
Durch diese Vorgangsweise ist eine exakte Anfertigung der Bohrlöcher ermöglicht, wobei
gleichzeitig die freie Dreh-und Schwenkbarkeit des Trägers bei in Ruhestellung befindlichen
Lafetten gewährleistet ist.
[0006] Weist der Träger zumindest zwei Bohrlafetten auf, die, in Vortriebsrichtung gesehen,
voneinander unterschiedlichen Abstand von dem Bohrkopf aufweisen, und gegebenenfalls
in Vortriebsrichtung gesehen einen Winkel zwischen 45 und 90° einschließen, so können
bei einer Stellung des Trägers gleichzeitig zumindest zwei Bohrlöcher ausgeführt werden,
wobei diese Bohrlöcher entweder in Reihe hintereinander angeordnet sein können, oder
auch einen Winkel miteinander einschließen. Weiters ist durch die, in Vortriebsrichtung
gesehene, Anordnung hintereinander auch denkbar, daß beispielsweise eine zweite Bohrlafette
über einen weiteren Träger am ersten Träger angeordnet ist, welche Träger voneinander
unabhängig bewegbar sind.
[0007] Ist der Träger auf einer eigenen Abstützung zwischen Bohrkopf und Bohrkopfabstützung
angeordnet, welche vorzugsweise unabhängig von diesen in und entgegen der Vortriebsrichtung
bewegbar ist, so können entweder entsprechend dem Bohrvortrieb oder auch unabhängig
davon zwischen Bohrkopf und Abstützung für denselben mit eigener Arbeitsgeschwindigkeit
Bohrlöcher niedergebracht werden. Eine besonders einfache und robuste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ergibt sich dann, wenn der Träger einen Zahnkranz aufweist,
über welchen jener mittels eines Ritzels drehbar ist.
[0008] Eine besonders ruhige Lagerung des Bohrkopfes und damit eine im wesentlichen erschütterungsarme
Lagerung des Trägers ergibt sich dann, wenn der Bohrkopf über den Antrieb und/oder
Schubstützen, der bzw. die durch die Bohrkopfabstützung geführt ist bzw. sind, insbesondere
gleitend bzw. rollend geführt ist.
[0009] Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in welcher eine Tunnelbohrmaschine
- schematisch dargestellt ist, näher erläutert.
[0010] Der in Fig. 1 dargestellte Tunnel 1 mit Achse a weist einen im wesentlichen kreisrunden
Querschnitt mit einem Durchmesser von 4,5 m auf. Am Boden des Tunnels befinden sich
Vorschubplatten 2, welche entsprechend dem Bohrfortschritt voreinander gelegt werden.
Auf den Bodenplatten ist ein mit diesem lösbar verbundener Bock 3 angeordnet, welcher
Fluidzylinder 4 aufweist. Durch die Bohrkopfabstützung 5 (schematisch im Schnitt dargestellt)
wird die Antriebsachse 6 für den Bohrkopf gleitend geführt. Die Antriebsachse 6 wird
durch die Antriebseinheit 7 angetrieben, welche ihrerseits wieder über die Fluidzylinder
4 vorort bewegt werden kann. Am zum abzubauenden Ende des Tunnels ist der Bohrkopf
8 angeordnet. Dieser Bohrkopf 8 trägt am äußeren Umfang Räder 9, mit welchen er sich
rollend am Tunnelquerschnitt abstützen kann. Der Abbau geht nun so vor sich, daß über
die Fiuidzyiinder 4 die Antriebseinheit 7 vorort gerückt wird, welche über die Antriebsachse
6 den Bohrkopf 8 einerseits bewegt und anderseits gegen die Ortsbrust drückt. Das
hiebei abgebaute Material wird über eine Vorrichtung, die nicht näher dargestellt
ist, hinter den Dock gebracht und dort über Förderbänder od. dgl. aus dem Tunnel verbracht.
Sind die Fluidzylinder 4 im wesentlichen ausgefahren, so ist es erforderlich, daß
der Bock vorort nachgezogen wird. Dies geschieht derart, daß die Fixierung des Bockes
auf den Vorschubplatten gelöst wird, worauf die Fluidzylinder betätigt werden. Dadurch
wird der Bock näher vorort geschoben. Sodann wird der Bock mit den Unterlagsplatten
wieder fixiert und es wird nunmehr über die Fluidzylinder über eine in der Zeichnung
nicht dargestellte, Stütze die Bohrkopfabstützung 5 ebenfalls nach vorne geschoben.
Sodann wird eine neue Vorschubplatte Richtung vorort gelegt. Die Bohrkopfabstützung
wird sodann wieder mit einer Stütze 10 abgestützt. Sodann ist die Tunnelbohrmaschine
wieder voll einsatzfähig. Vor der Bohrkopfabstützung ist eine weitere Abstützung 11
vorgesehen, auf welcher ein Träger 12 mit Zahnkranz 13 im wesentlichen um die Achse
a, die mit der Vortriebsrichtung übereinstimmt, drehbar angeordnet ist. Der Träger
12 ist über einen eigenen Motor mit Ritzel 14 drehbar. Der Träger weist weiters zwei
Bohrlafetten samt Bohrmotor, Vorschubmotor u. dgl. 15, 16 auf. Diese beiden Bohrlafetten
sind in Achsrichtung hinterinander angeordnet, sodaß -wie aus der Zeichnung deutlich
ersichtlich -eine freie Bewegbarkeit der beiden Bohrlafetten zueinander gegeben ist.
Die Abstützung weist weiters Hydraulikzylinder 20, 21 auf, sodaß diese unabhängig
von der Bohrkopfabstützung 5 bewegt werden kann. Für die Anfertigung von Bohrlöchern
wird nun so vorgegangen, daß die Bohrlafetten in erwünschter WinkelsteJlung zueinander
am Träger angeordnet sind, sei es, daß die Bohrlafetten entsprechend angeschraubt
werden, oder daß ein weiterer Träger am ersten Träger angeordnet ist, welcher die
weitere Bohrlafette trägt. Der Träger wird sodann in die gewünschte Lage, d.h. Winkelposition
und axiale Position verbracht, wonach anschließend gleichzeitig zwei Bohrlöcher verfertigt
werden können. Sind weitere Bohrlöcher in anderen radialen Richtungen erwünscht, so
kann der Träger nunmehr über Motor und Ritzel 14 über den Zahnkranz 13 in eine weitere
Stellung gedreht werden, wonach neu die Bohrungen niedergebracht werden. Sind in diesem
Axialbereich sämtliche Bohrlöcher durchgeführt, so kann der Träger sodann über die
Hydraulikzylinder 20, 21, die gegebenenfalls teleskopierbar sind, vorgeschoben werden.
In dieser neuen Axialstellung können sodann weiter Bohrungen durchgeführt werden.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, reichen die Lafetten in Ruheposition nicht bis
zur Tunneloberfläche, sondern müssen entweder über einen Hydraulikzylinder gegen die
Tunneloberfläche geschoben oder geschwenkt werden, sodaß der Abstützdom 22 jeweils
an die Tunneloberfläche zum Anleigen kommt. Es können auf dem Träger auch parallel
zueinander angeordnete Bohriafetten vorgesehen sein, die dann auch in Achsrichtung
denselben Abstand vom Bohrkopf aufweisen.
1.Vorrichtung zum Bohren von Tunnels (1), Schächten od. dgl., welche in Vortriebsrichtung
kontinuierlich und/oder diskontinuierlich bewegbar ist, mit zumindest einem, gegebenenfalls
mehrteiligen Bohrkopf (8), welcher in Arbeitsstellung im wesentlichen den auszubrechenden
Querschnitt des zu bohrenden Tunnels (1) bzw. Schachtes od. dgl. bestreicht, wobei
der Bohrkopf (8) über Fluidzylinder (4), Zahnstangen od. dgl. gegen das Abzubauende
schieb-und/ oder drückbar ausgebildet ist. einer oder mehreren Antriebseinheit (en)
(7) für den Bohrkopf (8), zumindest einer Einrichtung zum Abtransport des abgebauten
Gesteins, einer Abstützung (11) des Bohrkopfes im Tunnel (1), Schacht od. dgl. und
zumindest einer Bohrlafette - (15, 16) mit Bohrund Vorschubmotor zur Anfertigung von
Anker-und/oder Sprenglöchern und/oder zum Setzen von Ankern quer zur Vortriebsrichtung,
welche, in Vortriebsrichtung gesehen, vor dem Bohrkopf (8), vorzugsweise zwischen
Abstützung - (11) und Bohrkopf (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
eine, gegebenenfalls zwei Bohrlafette (n) (15, 16) mit Bohr-und Vorschubmotor auf
einem, im wesentlichen um die Vortriebsrichtung, insbesondere im wesentlichen um die
Tunnel -bzw. Schachtachse (a), dreh-und lagefixierbaren, Träger (12), vorzugsweise
- schwenk-und/ oder in Bohrrichtung der Lafette (n) - (15, 16), insbesondere über
Fluidzylinder, - schiebbar angeordnet ist/sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) zumindest
zwei Bohrlafetten (15, 16) aufweist, die in Vortriebsrichtung (a) voneinander unterschiedlichen
Abstand vom Bohrkopf (8) aufweisen, und gegebenenfalls in Vortriebsrichtung gesehen,
einen Winkel zwischen 45° und 90° einschließen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12)
auf einer eigenen Abstützung (11) zwischen Bohrkopf - (8) und Bohrkopfabstützung (5)
angeordnet ist, welche vorzugsweise unabhängig von diesen in und entgegen der Vortriebsrichtung
(a) bewegbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12)
einen Zahnkranz (13) aufweist, über welchen jener über ein Ritzel (14) drehbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf
(8) über den Antrieb (7) und/oder Schubstützen, der bzw. die durch die Bohrkopfabstützung
(5) geführt ist bzw. sind, insbesondere gleitend bzw. rollend gerführt ist.
