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Nach DIN EN 12336 [DINEN12336:1996] ist eine Schildmaschine "eine jede Maschine für die Exkavation von Tunneln, mit der diese Exkavation entweder händisch, mechanisch oder hydraulisch im Schutze eines Schildes erfolgt, wobei sich der Schild an der Tunnelauskleidung mit Vortriebs- und/oder Steuerpressen abstützt". Schildmaschinen, auch Schild genannt, für den Rohrvortrieb sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebspressen nicht in der Schildmaschine … |
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Die Schildmaschinen mit teilflächigem Abbau sind charakterisiert durch einen offenen (SM-T1 oder SM-T2) oder geschlossenen Schild (SM-T3 oder SM-T4) und das partielle Lösen des an der Ortsbrust anstehenden Locker-/Festgesteins. Das Bohrgut wird direkt oder von einem Förderband, Kettenförderer oder einer Förderschnecke an nachgeschaltete Fördereinrichtungen (Bandförderer, Transportkarren oder Förderkübel) übergeben. In Ausnahmefällen kann das Bohrklein … |
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14.09.2005 Handschilde sind nichtmechanisierte, offene Schildmaschinen bei denen der an der Ortsbrust anstehende Boden durch Handabbau unter Verwendung von Hilfswerkzeugen (Hacke, Spaten, Schaufel oder Abbauhammer) gelöst wird (Bild 9.2.1.1) (Bild 9.2.1.1) (Bild 9.2.1.1). Die Abförderung erfolgt mit Hilfe von Förderbändern, Transportkarren oder gleisgeführten Förderkübeln (Förderloren) (Bild 9.2.1.1).
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(Bild: Offener Haubenschild mit Förderschnecke zum Bodenaustrag und hydraulisch ausfahrbarer Brustplatte für grundwasserfreie Kies-Sand-Böden (Außendurchmesser 4280 mm) [FI-Eppin]) Die natürliche Stützung der Ortsbrust bei Schildmaschinen ist immer dann gegeben, wenn der anstehende Baugrund grundwasserfrei und die Ortsbrust a priori standfest ist (Ortsbrust ohne Stützung) oder durch einen sich bildenden Erdkeil mit natürlichem Böschungswinkel ausreichend … |
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Bei der Teilstützung wird die Ortsbrustfläche in Teilabschnitte unterteilt und entweder durch natürliche Teilstützung auf Bühnen (Bühnenschilde) und/oder durch mechanische Teilstützung mittels Brustplatten gestützt (Bild 9.2.1.1.2). Bei Bühnenschilden dient diese Unterteilung zur Reduzierung der Länge des Erdkeils bzw. der Größe der Grundfläche des Schüttkegels [Scher77a]. Die Bühnen werden in Abhängigkeit des Schilddurchmessers entweder als Arbeitsbühnen … |
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Der Einsatz von Handschilden empfiehlt sich überall dort, wo sehr kurze Vortriebsstrecken einen mechanischen Bodenabbau aufgrund der hohen Vorabinvestitionen für die aufwendigere Maschinentechnik unwirtschaftlich werden lassen. Im grabenlosen Leitungsbau finden sie hauptsächlich Anwendung bei Kreuzungen von Verkehrswegen und Vortriebslängen unter 50 m sowie beim Vortrieb von Sonderquerschnitten, wie z.B. Rechteck- oder Maulprofilen mit begehbarem … |
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15.09.2005 (Bild: Geschlossener Haubenschild (Außendurchmesser 2,0 m) mit intergrierter Mikrotunnelbaumaschine vom Typ AVN 800 B (Außendurchmesser 975 mm) [FI-Herreb]) Die Schildmaschinen mit mechanisch teilflächigem Abbau entsprechen konzeptionell dem Konstruktionsprinzip des Handschildes. Sie sind charakterisiert durch einen mechanisierten, offenen (SM-T1 oder SM-T2) oder geschlossenen Schild (SM-T3 oder SM-T4) mit fest installierter Abbaumaschine für das … |
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Offene Schildmaschinen mit mechanisch teilflächigem Abbau haben aufgrund ihrer relativ geringen Kosten und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten im grundwasserfreien Locker- und Festgestein eine weite Verbreitung bei Vortriebslängen bis 1000 m gefunden [FI-Herreb]. Beim Vortrieb im Grundwasser sind Wasserhaltungsmaßnahmen (offene Wasserhaltung bzw. Grundwasserabsenkung) erforderlich (Abschnitt 4.4) (Abschnitt 12.8.2). In den Fällen, in denen dies nicht … |
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(Bild: Offener Haubenschild mit Förderschnecke zum Bodenaustrag und hydraulisch ausfahrbarer Brustplatte für grundwasserfreie Kies-Sand-Böden (Außendurchmesser 4280 mm) [FI-Eppin])
Für Spezialeinsatzfälle sind Schildmaschinen mit speziellen Abbau - und Fördereinrichtungen konzipiert und eingesetzt worden. Die Besonderheit dieser Abbauwerkzeuge besteht darin, dass die Ortsbrust nur partiell an einer einzigen Stelle im Schild, d.h. mehr oder weniger … |
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Schildmaschinen mit Druckluftstützung finden Anwendung [Krets72] :
Die Einsatzgrenzen des Vortriebes unter Druckluft werden bestimmt durch [Krets72] :
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(Bild: Qualitative Darstellung des Druckluftverbrauches [FI-Baben]) Zur Gewährleistung der Standsicherheit der Ortbrust ist einerseits ein möglichst hoher Stützdruck erforderlich, andererseits erhöht sich mit zunehmendem stützenden Luftdruck aber auch die Gefahr, dass es als Folge eines zu großen pneumatischen Gradienten zu einem Grundbruch an der Geländeoberfläche und somit zu einem steigenden Luftverlust in der Arbeitskammer kommt (Ausbläser). … |
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Arbeiten in Druckluft erfordern spezielle sicherheitstechnische Anforderungen an die Drucklufteinrichtungen und besondere Sicherheitsmaßnahmen, um das Personal vor gesundheitsschädlichen Einflüssen zu schützen. In diesem Zusammenhang sind z. B. maßgebend:
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(Bild: Aufbau und Funktionsweise des Membranschildverfahrens in Anlehnung an [FI-Zübli] [Bild: S&P GmbH])
Um den Einsatzbereich der mechanisch teilflächig abbauenden Schilde mit druckluftgestützter Ortsbrust auf inhomogene Böden mit Wasserdurchlässigkeitsbeiwerten > 10-4 m/s (z.B. Sand bzw. Kies mit eingelagerten Steinen und Blöcken) zu erweitern, wurden Schildtypen entwickelt, bei denen die Druckluftstützung mit einer temporären Membran auf der … |
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Bei Schildmaschinen mit Flüssigkeitsstützung (… |
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16.09.2005 Die Schildmaschinen mit hydraulisch teilflächigem Abbau sind charakterisiert durch einen offenen oder geschlossenen Schild der Bauarten SM-T1, SM-T2, SM-T3 oder SM-T4, bei denen der an der Ortsbrust anstehende Boden mittels Flüssigkeitsstrahlen partiell gelöst wird. Das Bohrklein-Flüssigkeits-Gemisch wird hydraulisch nach über Tage abgefördert. Vertreter dieser heute nicht mehr eingesetzten, der Vollständigkeit halber dennoch nachfolgend erläuterten … |
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Projektbeispiel - Bau des Leitungsganges "Versorgungstunnel Kieler Förde" |
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Schildmaschinen mit vollflächigem Abbau (SM-V) unterscheiden sich von denen mit Teilschnittabbau (SM-T) dadurch, dass sie in einem Arbeitsgang die gesamte Ortsbrust durch einen mit entsprechenden Abbauwerkzeugen ausgerüsteten, rotierenden Bohrkopf bearbeiten und lösen. Das kennzeichnende Merkmal dieser Maschinen ist die Art der Ortsbruststützung (Tabelle 9.2) (Tabelle 9.2). |
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16.09.2005 Schildmaschinen mit vollflächigem Abbau werden in Abhängigkeit der Baugrund Verhältnisse und insbesondere des Festigkeitszustandes der Locker-/Festgesteine mit unterschiedlich ausgebildeten Bohrköpfen ausgestattet [Arnol93]. Je nach Ausführung kann der Bohrkopf neben der abbauenden auch eine Erddruck stützende Funktion übernehmen. Man unterscheidet:
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Beim Schneidrad handelt es sich um einen weitgehend offen gestalteten Bohrkopf, der nicht der mechanischen Ortsbruststützung dient ( Bild 9.2.2.1.1 a und b) (Bild 9.2.2.1.1) (Bild 9.2.2.1.1) (Bild 9.2.2.1.1) (Bild 9.2.2.1.1) (Bild 9.2.2.1.1). Seine Vorzüge liegen in der geringen Abdeckung und damit der guten Zugänglichkeit der Ortsbrust im Bedarfsfall.
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Schürfscheiben sind fast geschlossene, scheibenförmige Bohrköpfe oder Schneidräder mit verstellbaren oder festen Stützplatten mit Bodeneintrittsöffnungen, die der Größe des abzufordernden Maximalkorns angepasst sind (Bild 9.2.2.1.2) (Bild 9.2.2.1.2) (Bild 9.2.2.1.2) (Bild 9.2.2.1.2). Neben der Abbaufunktion gewinnt bei dieser Bohrkopfvariante die mechanische Stützung der Ortsbrust an Bedeutung. Schürfscheiben wirken klassierend und halten das Überkorn … |
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Felsbohrköpfe bestehen aus einer fast geschlossenen, plattenförmigen Grundkonstruktion mit in der Regel schlitzförmigen Eintrittsöffnungen (Räumerschlitzen) und sind eben mit abgerundeter Peripherie, schwach konisch oder fast konvex ausgebildet (Bild 9.2.2.1.3) (Bild 9.2.2.1.3) (Bild 9.2.2.1.3) (Bild 9.2.2.1.3) (Bild 9.2.2.1.3) (Bild 9.2.2.1.3). In den Bohrkopf sind zusätzlich die Halterungen zur Aufnahme bzw. Lagerung der Rollenmeißel eingelassen. … |
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Bei Schildmaschinen mit vollflächigem Abbau ist der Möglichkeit des Werkzeugwechsels ohne Veränderung der Stützbedingungen der Ortsbrust besondere Beachtung zu schenken. Eine Methode diese Arbeiten sicher und einfach unter Tage ohne Zurückziehen der Maschine von der Rückseite des Bohrkopfes aus durchzuführen, bietet das so genannte "Backloading-System" [Kollm00]. Beispiele für die dabei eingesetzte Befestigung der verschiedenen Werkzeuge zeigen Bild … |
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