Mobile Einhausung mit Vortriebsaggregaten

Die Erfindung betrifft eine mobile Einhausung mit einem Ständerwerk und einer Verkleidung, für temporär zu sichernde Bereiche, insbesondere für für den Verkehr freibleibende Tunnelquerschnitte im Rahmen der Sanierung oder des Ausbaus von Tunneln.

Der Bedarf für Sanierung und Ausbau vorhandener Tunnel ist in der ganzen Welt immens. Unabhängig davon, ob es sich um einen von Kraftfahrzeugen oder Zügen befahrenen Tunnel handelt, gilt es im Rahmen von Sanierung und Ausbau den Verkehr nur im notwendigen Maße zu beeinträchtigen. üblicherweise geht mit diesen Baumaßnahmen eine Reduzierung auf den noch zu nutzenden Tunnelquerschnitt einher. Im Bereich Bahn bedeutet dies, dass es häufig zur Reduzierung einer zwei- auf eine eingleisige Strecke kommt, sodass sich um den für die weitere Nutzung verbleibenden eingleisigen Tunnelquerschnitt ein entsprechender Raum für die Bauarbeiten ergibt. Dabei gilt es, den verbleibenden Tunnelquerschnitt einzuhausen, damit einerseits verhindert ist, dass vorbeifahrende Züge z. B. mit Baugeräten kollidieren können und dass andererseits vorbeifahrende Züge und auch Gleise z. B. vor Steinschlag geschützt sind. Diese portalartigen Einhausungen sind durch ein Ständerwerk gebildet, das mit einer entsprechenden Verkleidung, zweckmäßigerweise aus Blech, versehen ist. Aus der DE-OS 38 35459 ist eine Einrichtung zum Nachschneiden eines Tunnelprofils bekannt. Hierzu dient eine Maschine, die auf einem Fahrgestell eine Fräseinrichtung trägt, die mit einem in der Höhe verschwenkbaren Schneidarm versehen ist. Der Schneidarm ist im Schneidarmlager auf einem Träger installiert, der seinerseits in einem Fußlager an einem Hubglied gelagert ist. Die gesamte

Fräseinrichtung ist auf einer Schlittenanordnung gelagert, die aus einem Längsund einem Querschlitten besteht. Neben dem Nachschneiden eines Tunnelprofils fallen im Rahmen der Tunnelsanierung und des Tunnelausbaus diverse Arbeiten an. Dies sind z. B. die Sicherung des alten Tunnelgewölbes voreilend mittels Ankern, das Bohren von Sprenglöchern und deren Besetzen für das Heraussprengen des Erweiterungskranzes, das spätere Sichern dieser Erweiterung durch Spritzbeton und ggf. Anker und das Laden sowie den Abtransport der Berge. Alle vorgenannten Arbeiten müssen mit massiv bauendem Gerät um die angesprochene portalartige Einhausung herum bewerkstelligt werden. Allein aus räumlichen Gründen können während des Lokbetriebes diverse Arbeiten wie Absicherung durch Anker, das Sprengen, das Laden und der . Abtransport bisher nicht geleistet werden.

Damit stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine Einrichtung für die Sanierung und den Ausbau von Tunneln zu schaffen, bei der eine Vielzahl von Arbeiten auch bei Fortsetzung des Fahrbetriebes ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Einhausung als Traggerüst zur Aufnahme von für den Vortrieb dienenden Aggregaten ausgebildet ist.

Die Einhausung erfüllt damit über ihren eigentlichen Zweck, dem Schutz des für ein Fahrzeug, z.B. einen Zug vorgesehenen restlichen Tunnelquerschnitts hinaus eine weitere Funktion als Basis und Traggerüst für diverse dem Vortrieb dienende Aggregate, z. B. Spritzbetonmanipulator, Bohr- und Ankersetz- oder Ladegerät.

Eine besonders robuste Ausführungsform sieht dabei vor, dass die Außenseite der Einhausung mit Schienen zum Verfahren der Aggregate ausgerüstet ist, um den Einsatz verschiedener Geräte, ggf. auch gleichzeitig erreichen zu können. Damit ist eine Mobilität der Aggregate oder deren gleichzeitiger Einsatz auch unabhängig von der Bewegung der Einhausung selbst möglich.

Zum Erreichen eines möglichst großen Spielraums in Hinblick auf die Längsachsenrichtung der Einhausung wird vorgeschlagen, dass Schienen in axialer Richtung angeordnet sind. Diese können sich zwischen beiden Enden der Einhausung erstrecken, sodass die Reichweite maximal ist.

Ergänzend oder alternativ dazu ist vorgesehen, dass Schienen in radialer Richtung angeordnet sind. Diese sollten sich zumindest über die obere Hälfte der Einhausung erstrecken. Ein Winkel von in etwa 180° für entsprechend rund ausgebildete, bügelartige Schienen in radialer Richtung wird als ausreichend gesehen, um sämtliche Bereiche des die Einhausung umgebenden Tunnelquerschnitts mit den entsprechenden Gerätschaften bearbeiten zu können.

In Hinblick auf die in axialer wie in radialer Richtung verlaufenden Schienen ist daran gedacht, dass mehrere parallel angeordnete Schienenpaare vorgesehen sind, um entsprechend den Einsatz mehrerer Gerätschaften auch gleichzeitig und unabhängig voneinander gewährleisten zu können.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schienen Bestandteil einer verschieblich angeordneten Brücke sind. Auf der Brücke können die Gerätschaften in radialer Richtung verfahren werden, die Brücke selbst ist in axialer, also in Längsachsenrichtung der Einhausung verfahrbar. Damit kann ein und dasselbe Gerät sowohl in axialer als auch in radialer Richtung verfahren werden, sodass der gesamte Tunnelquerschnitt um die Einhausung herum erreicht und bearbeitet werden kann.

Es ist vorgesehen, dass als Aggregat mindestens ein Bohr- bzw. Ankersetzgerät dient. Dieses Aggregat sollte zweckmäßigerweise im vorderen Bereich der portalartigen Einhausung angeordnet sein, um vom Ablauf her gesehen die ersten Arbeiten durchzuführen, nämlich das Bohren und Setzen von Sprenglöchern bzw. das Ankern zur zusätzlichen Absicherung des Gebirges.

Ergänzend hierzu ist vorgesehen, dass als Aggregat ein Ladegerät, vorzugsweise ein Förderer dient, das ebenfalls in die portalartige Einhausung integriert ist. Hiermit kann der unverzügliche Abtransport der Berge realisiert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform dazu ist vorgesehen, dass der Förderer als Schrägförderer mit einer Ladeschürze ausgebildet ist. Das Schüttgut kann auf diese Weise über den Schrägförderer in ein Fahrzeug gefördert werden, um dann damit abtransportiert zu werden.

In diesem Sinne ist auch der Vorschlag zu verstehen, dass der Schrägförderer ausreichend Platz für ein Transportfahrzeug belassend angeordnet ist. Der Abwurf des Schrägförderers ist also in entsprechender Höhe zu positionieren, damit die LKW dort mit dem Schüttgut beladen werden können. Auch der Einsatz einer Einschienenhängebahn mit entsprechenden Transportbehältern wäre hier denkbar.

Zur Sicherung der Baustelle trägt maßgeblich bei, wenn als Aggregat mindestens ein Spritzbetonmanipulator dient. Dieser sollte sich zweckmäßigerweise im hinteren Bereich der Einhausung befinden, um eine sofortige Sicherung des verbleibenden Ausbaus nach der Sprengung zu bewerkstelligen.

Ebenso ist daran gedacht, dass als Aggregat ein hydraulischer Hammer, eine Steinfräse oder ein Schneidkopf dient. Diese sind zur Bearbeitung des Gesteins im Rahmen der Querschnittserweiterung und Tunnelsanierung vorgesehen und sollten zweckmäßigerweise ebenfalls auf der Einhausung in Längs- und/oder Querrichtung verfahrbar angeordnet sein.

Ein weiterer Vorschlag zielt darauf ab, dass als Aggregat eine Arbeitsbühne dient, die ebenfalls in die Einhausung integriert und an dieser verstellbar angeordnet ist. Die Verstellbarkeit kann sich dabei einerseits auf eine

Verschieblich keit auf den Schienen und andererseits zusätzlich oder alternativ auf eine Verstellbarkeit durch Teleskopieren beziehen.

Eine besonders geeignete Variante sieht vor, dass die Arbeitsbühne klappbar ausgebildete Arbeitsflächen aufweist. Hierzu befinden sich entsprechend verschwenkbar gelagerte Arbeitsflächen an den Außenseiten der Einhausung, die im Bedarfsfall hoch- oder heruntergeschwenkt werden können, um im Tunnelquerschnitt einen möglichst großen Raum bearbeiten zu können. Ist hingegen nur geringer Platzbedarf beim Transport oder für den Fall vorhanden, dass andere Aggregate in Benutzung sind, können diese Arbeitsbühnen eingeklappt werden.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass die zentralen Arbeiten im Rahmen des Ausbaus und auch der Sanierung von Tunneln das Bohren und Besetzen der Sprenglöcher und die spätere Absicherung des Ausbaus durch Spritzbeton ist. Daher ist.es zweckmäßig, wenn Bohr- und Ankersetzgerät und Spritzbetonmanipulator in Vortriebsrichtung hintereinander an der Einhausung vorgesehen sind. Damit ist es letztlich möglich, zeitgleich Bohrungen herzustellen bzw. Anker zu setzen einerseits und andererseits am anderen, hinteren Ende der Einhausung mit Spritzbeton den Ausbau zu sichern und dies während des Bahnbetriebs.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Einhausung mit einem verfahrbaren Schlitten ausgerüstet ist, der eine Schnellwechsel- einrichtung trägt. Mit letzterer sind die diversen Aggregate kompatibel, so dass eine schnelle Auswechslung und dann die sofortige Inbetriebnahme möglich ist.

Es gilt, den Bahnbetrieb nach Möglichkeit in uneingeschränkterweise aufrecht zu erhalten. Daher ist es als zweckmäßig anzusehen, wenn die Einhausung auch mit einem Fahrdraht oder einer Stromschiene ausgerüstet ist. Fahrdraht oder Stromschiene, mobil gelagert, dienen als Oberleitung für E-Loks und sollten daher möglichst unterhalb der die Verfahrbarkeit der Aggregate

gewährleistenden Einhausung so angeordnet sein, dass sie vor Beschädigungen und Wasser geschützt sind. Die Einhausung kann unabhängig von dem Fahrdraht oder der Stromschiene verfahren werden.

Zusätzliche Möglichkeiten ergeben sich, wenn die Einhausung durch mindestens zwei entkoppelbare Teile gebildet ist. Je nach Bedarf bilden diese zwei oder auch mehr Teile eine Einheit im zuvor beschriebenen Sinne oder die Teile werden getrennt voneinander eingesetzt, wobei die relevanten Aggregate auf den jeweiligen Einsatzzweck abgestimmt werden. Hierdurch kann noch zusätzliche Flexibilität für den Einsatz der diversen Aggregate erreicht werden.

Dabei ist vorgesehen, dass zum Beispiel ein Teil der Einhausung als Traggerüst zur Aufnahme der zum Vortrieb dienenden Aggregate und ein Teil der Einhausung als Schutzvorrichtung ausgebildet ist. Die beiden Teile bilden dabei entweder die angesprochene Einheit im zuvor beschriebenen Sinne oder aber der rein als Schutzvorrichtung ausgebildete Teil der Umhausung wird getrennt von dem anderen, die Aggregate aufnehmenden, Teil eingesetzt.

Zusätzlich ist daran gedacht, dass die Schutzvorrichtung in der Höhe verstellbar ausgebildet ist. Zylinder gewährleisten dabei z.B. die Höhenverstellung und ggf. Anpassung an das jeweilige Gewölbe und auch zu dessen Abstützung. Auch ein mehrteiliges und/oder verfahrbares Schutzdach ist praktikabel.

Daher ist es zweckmäßig, wenn die Schutzvorrichtung auf der Einhausung verfahrbar installiert ist. Hierfür können wiederum die angesprochenen Schienen als Basis dienen.

Ergänzend hierzu ist vorgesehen, dass ein Teil der Einhausung als Installationsportal für die Tunnelverkleidung ausgebildet ist. Hier ist beispielsweise an Installationsportale für Betonelemente wie Tübbinge zum Ausbau der

Tunnelverkleidung gedacht. Gleiches gilt für Systeme zur Tunnelabdichtung wie z.B. Kunststoffdichtungsbahnen. Dieser Teil der Einhausung kann separat

verfahrbar ausgebildet und mit entsprechenden Schienenabschnitten für die Verfahrbarkeit der eigentlichen Installationsvorrichtung ausgerüstet sein.

Um eine sichere und zuverlässige Entstaubung des Arbeitsbereiches gewährleisten zu können, ist außerdem vorgesehen, dass im Zusammenspiel mit einer Ansauglutte die Einhausung mit einem aufblasbaren Schlauch zur Abdichtung zum alten Tunnel ausgerüstet ist. Hiermit wird der Zwischenraum zwischen der das Portal bildenden Einhausung und dem alten Tunnel überbrückt.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine mobile

Einhausung für den Einsatz im Rahmen der Sanierung oder des Ausbaus von Tunneln geschaffen ist, mit der schneller und sicherer als bisher diverse Ausbauarbeiten gleichzeitig durchgeführt werden können. Während der für den Kraftfahrzeug- oder Zugverkehr verbleibende Tunnelquerschnitt durch die Umhausung umgeben und entsprechend gesichert ist, wird diese ohnehin vorhandene Einrichtung nun vorteilhafterweise auch dazu genutzt, diverse für den Tunnelausbau wesentliche Gerätschaften aufzunehmen. Insbesondere ist an Bohr- und Ankersetzeinrichtungen, Spritzbetonmanipulatoren, Ladegeräte oder Arbeitsbühnen gedacht. Schienen in radialer und/oder axialer Richtung an der Außenseite des durch die Einhausung gebildeten Traggerüstes gewährleisten die Verfahrbarkeit der Aggregate und damit auch deren gleichzeitigen Einsatz. Durch gleichzeitige und zumindest zeitlich minimal versetzte Arbeiten wie das Sichern des alten Tunnelgewölbes, vorauseilendes Ankern, das Verstellen des Schutzdachs, das Bohren der Sprenglöcher und das Besetzen der Bohrungen, das Sichern der Erweiterung durch Spritzbeton und Laden und Abtransport der Berge kann erheblich Zeit eingespart und letztlich ein Tunnel wesentlich schneller und damit kostengünstiger saniert werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1 eine Einhausung mit diversen Gerätschaften in

Seitenansicht,

Figur 2 die stirnseitige Ansicht zu Figur 1 ,

5 Figur 3 die Draufsicht zu Figur 1 ,

Figur 4 eine Variante zu Figur 2,

Figur 5 eine Variante zu Figur 1 ,

Figur 6 die Einhausung aus Figur 5 in stirnseitiger Ansicht,

Figur 7 die Einhausung aus Figur 5 in Draufsicht,

10 . Figur 8 eine Variante zu Figur 6,

Figur 9 eine Einhausung mit Schienen in axialer Richtung in stimseitiger Ansicht,

Figur 10 die Einhausung aus Figur 9 in Seitenansicht, Figur 11 die zweiteilige Einhausung in stirnseitiger Ansicht, 15 Figur 12 die Einhausung aus Figur 11 in Seitenansicht,

Figur 13 die Einhausung aus Figur 11 in Draufsicht, Figur 14 einen weiteren Tunnelquerschnitt, Figur 15 eine Einhausung mit Ansauglutte und Figur 16 eine Einhausung mit Installationsportal. 20

Figur 1 zeigt die Einhausung 1 mit diversen Aggregaten 2. Dies sind hier das Bohr- und Ankersetzgerät 17, 18 und der Spritzmanipulator 16 am hinteren Ende 19 der Einhausung 1. Beide sind in Längsachsenrichtung 25 der Einhausung 1 verfahrbar, wobei sich das Bohr- und Ankersetzgerät 17, 18 in Vortriebsrichtung 25 30 vor dem Spritzmanipulator 16 befindet. Entsprechend ist das Bohr- und Ankersetzgerät 17, 18 bis zum vorderen Ende 20 der Einhausung 1 verfahrbar. Das Bohr- und Ankersetzgerät 17, 18 und der Spritzbetonmanipulator 16 sind einerseits auf schienen 9, 12, 9', 12' in radialer Richtung, bezogen auf die Einhausung 1 verfahrbar. Andererseits ist die Verfahrbarkeit auch in Richtung 30 Längsachse 25 gegeben, nämlich auf den Schienen 12. Gemäß der Darstellung in Figur 1 arbeitet sich die Einhausung 1 damit im Tunnel 7 vor, indem zunächst mittels des Bohrgerätes 17 Bohrungen hergestellt werden, anschließend werden

Sprengungen durchgeführt, um den Erweiterungskranz dann über den Spritzbetonmanipulator 16 zu sichern. Die Einhausung 1 selbst bildet das Traggerüst für die diversen Aggregate 2. Sie besteht aus einem Ständerwerk 3 mit Verkleidungen 4, zweckmäßigerweise aus Blech.

Figur 2 veranschaulicht, dass die Einhausung 1 einerseits in ihrem Inneren, dem zu schützenden Bereich 5 in Form des freibleibenden Tunnelquerschnitts 6 als Schutz für die die Gleise 27 befahrenden Züge dient. An der Außenseite 8 befinden sich die Schienen 9, 12 für die Aggregate 2, von denen hier beispielhaft das Ankersetzgerät 18 gezeigt ist. Gut zu erkennen ist auch die bügelartige Konstruktion der Schienen 9, 12, die sich um etwa 180° über die obere Hälfte der Einhausung 1 erstrecken. Es verbleibt damit ein ausreichend groß dimensionierter Raum in Form des Restquerschnitts 28 für Arbeiten, die durchgeführt werden können, ohne die die Einhausung 1 durchfahrenden Fahrzeuge zu gefährden.

In diesem Restquerschnitt 28 befindet sich, wie in Figur 3 dargestellt, das hier beispielhaft dargestellte Ladegerät 26 mit Arbeitsbühne 29, die in dieser Darstellung nicht in die Einhausung 1 integriert ist. An der Außenseite 8 dieser Einhausung 1 befinden sich die beiden Brücken 21 , 21', die dort verfahrbar angeordnet sind und zur Aufnahme der diversen Aggregate 2 dienen.

Figur 4 veranschaulicht vor allem, dass mit der erfindungsgemäßen Einhausung 1 in besonders geeigneterweise der komplette Restquerschnitt 28 des Tunnels 7 außerhalb der Einhausung 1 erreichbar ist. In verschiedenen Positionen 18, 18', 18", 18'" ist hier das Ankersetzgerät 18 gezeigt, das an der Brücke 21 bzw. den Schienen 11 verfahrbar ist.

Figur 5 zeigt die Einhausung 1 beim Ankersetzen. Das Ankersetzgerät 18 befindet sich dazu am vorderen Ende 20 der Einhausung 1 , während am hinteren Ende 19 der Einhausung 1 der Spritzmanipulator 16 bereits für entsprechende Sicherung sorgt.

In stirnseitiger Ansicht ist diese Einhausung 1 nochmals in Figur 6 gezeigt.

Die diversen Variationsmöglichkeiten zeigen auch noch einmal die Figuren 7 und 8 mit dem Ankersetzgerät 18 am vorderen Ende 19 der Einhausung 1. Verschiedene Positionen des Ankersetzgerätes 18, bezeichnet mit den weiteren Bezugszeichen 18\ 18", 18"', 18"" zeigt Figur 8.

In den Figuren 9 und 10 ist eine Einhausung 1 dargestellt, bei der es primär um die Verfahrbarkeit der Aggregate 2 in Richtung der Längsachse 25 geht. Zu erkennen sind Schienen 9, 11 in axialer Richtung in Figur 10, während in Figur 9 veranschaulicht ist, dass drei Schienenpaare 13, 14, 15 parallel zueinander im oberen Bereich der Einhausung 1 angeordnet sind. Dabei dienen die Schienenpaare 14, 15 zur Aufnahme von Bohrgeräten 17, 17', während das zentrale Schienenpaar 13 zur Aufnahme eines Spritzbetonmanipulators 16 dient.

Eine weitere Variante der Erfindung zeigen die Figuren 11, 12 und 13, nämlich eine durch zwei entkoppelbare Teile 22 und 23 gebildete Einhausung 1. Diese sind hier im entkoppelten Zustand dargestellt, wobei ein Teil 22 der Einhausung 1 als Traggerüst zur Aufnahme der zum Vortrieb dienenden Aggregate 2 ausgebildet ist, während der andere Teil 23 eine reine

Schutzvorrichtung 24 ohne Aggregate bietet. Auch hier ist das Bohrgerät 17 als Aggregat 2 in zwei verschiedenen Positionen 17, 17' dargestellt, um die Flexibilität dieser Einhausung 1 zu unterstreichen. Bei dieser Ausführungsform sind die Bohrgeräte 17 und der Spritzmanipulator 16 als Aggregate 2 fest an dem durch den Teil 22 der Einhausung 1 gebildeten Portal angeschlagen.

Figur 14 zeigt die Einhausung 1 mit an deren Außenseite 8 befindlichen Arbeitsbühnen 33, 33'. Die Arbeitsflächen 34, 34' sind dabei in die Pfeilrichtungen 49 und 15 klappbar ausgebildet. Diese befinden sich direkt an dem Portal und müssen nicht über separate Fahrzeuge in den Arbeitsbereich gebracht werden. Ferner ist auch der mit dem Bezugszeichen 45 versehene, als Oberleitung für E- Loks dienende Fahrdraht zu erkennen. Dieser Fahrdraht 45 befindet sich

unterhalb der Schiene 12 im Bereich der Oberkante des verbleibenden Tunnelquerschnitts 6. Die Schutzvorrichtung 24 ist in der Höhe über Zylinder 56, 57 verstellbar ausgebildet.

5 Figur 15 veranschaulicht, wie die Schutzvorrichtung 24 zur Absicherung des alten Tunnelquerschnitts 52 beim Sprengen dient und sich hierzu im vorderen Bereich der Einhausung 1 befindet. Die Schutzvorrichtung 24 kann verfahrbar angeordnet sein. Beispielhaft sind bei dieser Einhausung weitere Aggregate, Hydraulikhammer, Bohr- und Ankersetzgerät mit den Bezugszeichen 40, 17 und 10 18 versehen. Mit dem Bezugszeichen 43 ist die Ansauglutte bezeichnet, die im Zusammenspiel mit dem aufblasbaren Schlauch 44 zwischen altem Tunnelquerschnitt 52 und Einhausung 1 gewährleistet, dass die Entstaubung funktioniert.

15 Schließlich zeigt Figur 16 insbesondere das zusätzliche Installationsportal

46 als weiteren entkoppelbaren Teil 32 der Einhausung. über dieses Installationsportal 46 können Beton- und andere Ausbauelemente, wie z. B. Tübbinge für die Tunnelauskleidung mittels der auf dem Installationsportal 46 vorgesehenen Installationsvorrichtung 48 installiert werden. Auch diese 0 Installationsvorrichtung 48 wiederum ist auf Schienen 53, 54 in axialer bzw. radialer Richtung verfahrbar. Mit dem Bezugszeichen 40 ist der Hammer bezeichnet, mit 16 der Spritzbetonmanipulator. Weiterhin ist das Ladegerät 36 in Form des Förderers 37 bzw. Schrägförderers 38 mit der Ladeschürze 39 und dem oberen Abwurf 55 zu erkennen. Als Transportfahrzeug 41 dient hier ein LKW 42, 5 der vorteilhafterweise die Tübbings antransportieren kann, um anschließend die über das Ladegerät 36 zugeführten Berge abtransportieren zu können. Die erfindungsgemäße Einhausung 1 bietet alternativ oder ergänzend auch die Möglichkeit des Transports über eine Einschienenhängebahn.