用于将从岩石中待加工出的岩体进行底侧分离的方法和系统与流程

文档序号:15574029发布日期:2018-09-29 05:08阅读:288来源:国知局

德国的能源转型以及与此相关的可再生能源的大规模扩张带来了对储能器、尤其是具有非常高的储存容量的储能器的巨大需求。为此,从de102010034757b4中已知的一种大有希望的概念是势能储存器的使用,其中在液压缸中使用液压流体例如水的情况下,通过经过一个或多个管道相对于地表面提升大质量,使得质量实际上代表在液压缸中移动的活塞并且能量作为所提升的活塞的势能被储存。在这里,质量尤其可以由切割开的坚硬岩石形成,并且必要的液压缸由围绕所切割开的坚硬岩石的岩石形成。这种可以实现几百米的活塞直径和提升高度的设计的主要优点在于,设备的储存容量非常高,远远超过传统的储能式发电厂。

这种构造的势能储存器遇到的问题之一是开发一种用于将活塞的底表面与地下分离的合适方法,该底面在势能储存器的操作期间始终保持在地表面下方。因此,这也是尤其困难的,因为一方面当不存在液压流体时必须支撑切割出的活塞的高自重,这要求了大面积的支撑,但是该大面积的支撑增加了从静止位置初次提升活塞所需的压力。



技术实现要素:

因此,本发明的目的是提供一种用于将从岩石中待加工出的岩体进行底侧分离的方法并提供一种用于执行这种方法的技术系统。

该目的是通过一种具有权利要求1的特征的方法和一种具有权利要求11的特征的技术系统来实现的。本发明的有利改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的用于将从岩石中待加工出的岩体进行底侧分离的方法规定的是,从岩石中待加工出的岩体的底表面的第一部分通过移除位于底表面下方的岩石来分离,并且底表面的第二部分通过用具有两个不连接的分离层的层系统尤其是连续地替换位于底表面下方的岩石来分离,使得所述从岩石中待加工出的岩体在其底表面的该第二部分的区域中由所述层系统支撑。

在这里,术语“不连接的分离层”应理解为岩体当其从岩石中加工出时可以如此提升,使得不连接的分离层之间的距离改变,而在这里不改变分离层的结构,除了在该过程中对压力变化可能产生的弹性反应之外。因此,不连接的分离层可以完全彼此平面接触,只要它们可彼此分开并且不会相互胶合或不会通过从岩石中加工出的岩体的压力而相互焊接即可。

因此,分离层应由良好粘附在岩石和/或混凝土上的材料组成,也就是说,该材料在正常情况下相对于液压流体的穿透是水密的,并且其中在压力下,尤其是在从岩石中加工出的岩体的压力下,当该岩体仅在其底表面的第二部分上被支撑时,两个相互接触的分离层表面不相互连接或者不与介于分离层之间的中间层连接。金属板层特别良好地适合作为分离层。

通过这样用具有分离层的层系统替换从岩石中待加工出的岩体的底表面的区域中的岩体,一方面,可以确保在任何时刻都存在将从岩石中加工出的岩体的足够支撑。另一方面,通过两个不连接的分离层确保的是,加压的液压流体可以进入到该两个不连接的分离层之间,使得也可以在提升从岩石中加工出的岩体时将力导入到该岩体的底表面的第二部分中。

因此,使用根据本发明的方法产生的从岩石中待加工出的岩体的底表面以部段方式由其中移除了岩石的区域的顶部形成或者以部段方式由上分离层或与该上分离层连接的中间层形成。于是,在本说明书的术语中,顶部形成从岩石中待加工出的岩体的底表面的第一部分,并且分离层或中间层形成该底表面的第二部分。

一种优选类型的层系统可以具有两个混凝土层和两个分离层,该两个分离层各自布置在一个混凝土层的面向各自另一个混凝土层的表面上,使得一个混凝土层的分离层与另一个混凝土层的分离层邻接地分离,从而从岩石中待加工出的岩体在其底表面的第二部分的区域中由混凝土层和布置在这些混凝土层之间的分离层支撑。

在这里,岩石移除可以使用从隧道掘进和隧道掘进已知的方法和应的机器例如隧道钻掘机来完成。在替换岩石时,也可以这样移除该岩石,其中,优选地已经在岩石被移除的位置后面几米处,使用层系统执行填充,该层系统由下(即位于相对于地表面更大深度中的)混凝土层和布置在其上方的分离层、和上(即位于相对于地表面更小深度中的)混凝土层和布置在其下方的分离层组成。

然而,尤其是在非常坚硬和稳定的岩石的情况下,也可以适合于使用一种层系统,该层系统仅具有两个分离层或仅具有两个分离层以及或许布置在该两个分离层之间的弹性中间层,例如非织造织物或橡胶垫。在该情况下,足以移除待替换的岩石的是,例如使用绳锯在岩石中锯开或许仅须几厘米深的相应缝隙,然后将分离层和任何现有的中间层拉入和紧固到该间隙中,例如,在边缘处焊接和/或或许也在分离层的在缝隙内部伸展的区域中,分别在一侧用树脂胶合。

在应用这种锯切技术中,可以可选地通过再移动或再拉动滑轨来避免岩石在锯切后的塌落,使用该滑轨将凝胶引入到锯开的缝隙中用于暂时稳定。这也可以极大地便于将分离层拉入到锯开的缝隙中。

在本发明的一个特别优选的设计方案中,分离从岩石中待加工出的岩体的底表面的第一部分包括以下步骤:

-建立中央隧道;

-建立与所述中央隧道在至少一个位置处相交的周向隧道;

-建立彼此平行伸展的辅助隧道,所述辅助隧道各自建立在中央隧道和周向隧道(20)之间的直线连接,使得分别在两个彼此相邻的辅助隧道之间产生柱腹板。

因此,用术语“柱腹板”表示首先分别在两个辅助隧道或一个辅助隧道与周向隧道之间保留的岩石区域。

例如,中央隧道可以直接或通过具有井筒的进入隧道与地表面连接,或者可以直接通过进入隧道进入,该进入隧道从其中加工出岩体的岩石物料导出。尤其地,在使用进入隧道时也能够首先建立优选呈圆形伸展的周向隧道,然后构建中央隧道。这可以具有优点,因为可以在构建周向隧道时当场确定关于岩石的地质特性的信息,这些信息产生了对辅助隧道和中央隧道的走向的方向优选,因为在该方向上相关工作可以更容易地或以较少的费用来执行。

在这里应注意的是,当周向隧道不沿着待加工出的岩体的圆周伸展,而是在该圆周线内少许伸展时,可以带来优点。当待加工出的岩体的底部分离在其侧表面的加工出之前进行时尤其如此,这是有利的,因为这样侧表面与包围其的岩石的仍然存在的连接可以防止待加工出的活塞在底部分离时由于太低的支撑力而突然下沉。

如果在该方法中在侧表面分离之前建立周向隧道,则在需要建立连接的情况下,当在分离侧表面即“自上而下”分离的情况下建立与周向隧道的必要连接时,产生对周向隧道以及还有柱腹板和辅助隧道的不期望的影响或损坏。因此,优选的是,首先允许在周向隧道和在分离侧表面时产生的空闲容腔之间竖立坚硬岩石壁,然后通过钻孔或锯切穿透该坚硬岩石壁。

此外,在该方法的该特别优选的实施方式中如此进行从岩石中待加工出的岩体的底表面的第二部分的分离,即,每个柱腹板的至少一个岩层由上混凝土层和下混凝土层替换,所述上混凝土层向下由与所述上混凝土层连接的第一分离层界定,所述下混凝土层由向上由与所述下混凝土层连接的第二分离层界定。可选地,也可以在这些混凝土层中的一个或两个中嵌入配筋、冷却管和/或排水管和/或根据需要设置膨胀缝。

当然,整个柱腹板可以由如此构造的层系统替换,但是也可以在层系统的上方和/或下方保留柱腹板的岩石区域。

这尤其是在以下情况时自动发生,即,为了移除待替换的岩石,例如使用绳锯在岩石中锯开或许仅须几厘米深的相应缝隙,然后将分离层和任何现有的中间层拉入和紧固到该间隙中,例如,在边缘处焊接和/或或许也在分离层的在缝隙内部伸展的区域中,分别在一侧用树脂胶合。如果在柱腹板上执行该过程,则尤其能够将分离层的层系统从辅助隧道横向拉入到所锯开的缝隙中,这由于须在从该方向拉入时与在中央隧道和周向隧道之间的柱腹板的伸展方向上拉入相比将层系统放回缝隙中的距离显著减小而可以表示显著的简化。

当中央隧道和/或辅助隧道的伸展方向按照岩石的地质特性,尤其是通过岩石中的裂隙走向来定向时,可以以特别少的费用执行该方法,因为这可以大幅减少尤其是在移除岩石时的费用。

辅助隧道可以用于在替换柱腹板中的岩石时运出待替换的岩石。这优选地仅在各第二辅助隧道中进行。

此外,优选地应在辅助隧道中设置一个装置,使用该装置一方面可以供给冲洗液体,例如以便在液体存在下在工作位置或掘进位置处,例如为了冷却和/或为了粘合和运出所产生的粉尘而对岩石进行处理,另一方面可以将液体,尤其是冲洗液体在其使用后进行排出。

为替换岩石所需要的混凝土优选由固定的、优选布置在中央隧道中的混凝土供应装置,例如混凝土筒仓或用于混凝土制造的设备,通过大致平坦伸展的、根据需要可延长的管道系统,例如管系统或软管系统,例如从混凝土泵中得知的这种系统来供给。

在这里,当使用所移除的和/或所替换的岩石的至少一部分来制造为替换岩石所需要的混凝土时,优选将用于排出和供给物料的物流费用保持尽可能低。例如可以对在中央隧道中分解的并且然后存在于那里的用于制造混凝土的设备进行继续处理。

特别优选的是,在替换柱腹板中的岩石之前,待替换的岩层的上分界表面和下分界表面各自通过锯切过程来限定。例如,这能够通过使用绳锯来进行,或许在锯切时使用液体。这种“预锯切”在替换岩石时产生了所限定的破碎边缘,这尤其产生了混凝土在岩石上的改善的粘附性以及混凝土在固化时的良好散热性。

优选地,岩层的替换通过实施以下步骤来进行:

-移除柱腹板的部段中的岩层;

-运走在这里所移除的岩石;

-敷设第一分离层和第二分离层;以及

-往通过移除柱腹板的部段中的岩层而产生的空间的顶部与所述第一分离层之间的中间空间填充混凝土,并且往通过移除柱腹板的部段中的岩层而产生的空间的顶部与所述第二分离层之间的中间空间填充混凝土。

在这里,例如通过从辅助隧道移入支撑件,可以尤其在敷设时支撑下分离层,该下分离层可以在该方法阶段中承载或支撑上分离层。在敷设第一分离层和第二分离层时,也可以任选地共同敷设中间层,例如非织造织物或橡胶垫。

在这里,优选的是,在柱腹板内这些步骤连续地,也就是说柱腹板的各自直接在最后使用相应步骤所处理的部段,以及至少暂时彼此并行地在柱腹板的不同位置来执行。

换句话说,例如使用隧道钻掘机或岩石切割机,在柱腹板的与中央隧道邻接的端部处开始移除岩层,并且在朝周向隧道的方向上以连续掘进的方式从那里继续移除岩层。在对着掘进方向与其毗邻的区域中运走所移除的物料。继续对着掘进方向敷设并且或许支撑分离层,而再继续对着掘进方向在为此目的而套设的部段中已执行混凝土填充,而隧道钻掘机或岩石切割机继续预加工。应注意的是,在该方法中,除了在新柱腹板处的工作开始之外,待敷设的分离层的一端总是已嵌入到混凝土中的额定高度处,因此在敷设分离层时,下分离层即使其没有被支撑,也不会与底部接触,只要在已填充的区域和当前敷设分离层的位置之间的距离不是太大。

特别优选的是,彼此相邻的柱腹板中的岩石的替换是以彼此相反的掘进方向来执行的。为此,由多个机器或设备组成的系统只有在柱腹板处的工作完成之后才分别在周向隧道中或在中央隧道中回转并且接下来重新布置待加工的柱腹板,这可以特别良好地使用模块化构造的系统来实现。

在该方法中尤其优选的是,敷设至少一个分离层,所述分离层具有表面结构,例如沟槽或通道,并且优选尤其是在掘进方向上连续的结构,和/或在所述分离层之间存在中间层,所述中间层是多孔的或者所述中间层具有表面结构,尤其是在掘进方向上连续的结构。

尤其是在已敷设分离层的情况下液压流体可以通过表面结构从中央隧道流到周向隧道时,存在掘进方向上连续的这种结构。通过这种表面结构,在通过泵入液压流体提升从岩石中加工出的岩体的初始阶段中,显著便于将力导入到底表面的第二部分中。通过分离层之间的多孔中间层可以实现相同的效果。

根据本发明的用于将从岩石中待加工出的岩体进行底侧分离的系统至少具有以下组成部分:

-掘进单元,用于移除岩层;

-运走单元,用于运走由所述掘进单元移除的岩石;

-敷设单元,用于敷设第一分离层和与所述第一分离层不连接的第二分离层;以及

-填充单元,具有:至少一个混凝土供给装置,用于往通过移除岩层而产生的空间的顶部与所述第一分离层之间的中间空间填充混凝土;至少一个混凝土供给装置,用于往通过移除岩层而产生的空间的顶部与所述第二分离层之间的中间空间填充混凝土;以及模板。

在这里,作为掘进单元可以使用已知的隧道钻掘机或隧道掘进机。

运走单元可以例如是输送带系统,其运输方向大致垂直于隧道掘进方向朝辅助隧道定向或者在垂直于隧道掘进方向朝辅助隧道的方向上具有至少一个分量(在矢量意义上),使得可以使用该输送带系统将由掘进单元移除的岩石从柱隧道的区域输送到辅助隧道中,然后从那里可以使用输送带系统将该岩石继续输送到中央隧道中。或许,运走单元也可以集成到掘进单元中来实施。

符合目的地,敷设单元具有用于第一和第二分离层的材料储备件,该材料储备件可以例如由分离层材料的相应辊实施,使得当敷设单元在掘进方向上移动时分离层滚动。符合目的地,分离层的起点根据开始掘进的隧道中的当前掘进方向被锚定,例如在中央隧道或周向隧道的(混凝土)饰面中。如果柱腹板的部段已经重新填充,则分离层的位于其中的部段连接到混凝土并因此同样固定。因此,在分离层的敷设过程的任何时刻,分离层的在这样的固定点和当前滚动点之间的部段要么大致在空间中自承载地伸展,要么由支撑装置支撑,该支撑装置可以例如从辅助隧道的方向横向移入。

填充单元具有以下主要组成部分:至少一个混凝土供给装置,用于往通过移除岩层而产生的空间的底部与第一分离层之间的中间空间填充混凝土;至少一个混凝土供给装置,用于往通过移除岩层而产生的空间的顶部与第二分离层之间的中间空间填充混凝土;以及模板,所述模板确保了向通过分离层彼此分离的、通过移除岩层而产生的空间中借助混凝土供给装置填入的混凝土以柱腹板的相应部段的形式固化。

应当理解,对于分离层和混凝土供给装置,必须在模板中存在模板进入开口。

应指出的是,用于往通过移除岩层而产生的空间的底部与第一分离层之间的中间空间填充混凝土的混凝土供给装置和用于往通过移除岩层而产生的空间的顶部与第二分离层之间的中间空间填充混凝土的混凝土供给装置不必强制性地如此实施,使得两个空间可以同时填充,从而该特征也可以在以下情况时实现,即,混凝土管道首先连接到填充接管,该填充接管穿过模板壁通到其中一个空间中,然后在该房间被填充之后,混凝土管道连接到填充接管,该填充接管穿过模板壁通到另一个空间中。

尤其有利的是,在作为一方的运走单元和/或掘进单元与作为另一方的敷设单元和/或填充单元之间存在可从辅助隧道进入的空间。该空间例如在以下情况时是非常有用的,即,在运走中存在问题,在掘进单元中需要进行技术干预,混凝土供给不能正常工作或者在敷设单元中需要干预,例如更换分离层辊。

如已经提到的,优选的是,在替换柱腹板中的岩石时,同时实施在柱腹板内在不同位置处的不同加工步骤。为了实现这一点,有利的是,至少一个掘进单元、至少一个运走单元、至少一个敷设单元或至少一个填充单元可移动地来实施,当所述各单元布置在履带式车辆上时情况尤其如此。特别优选的是,将所有这些单元设计成可各自移动、尤其是也可共同移动。

然而,通常有利的是,掘进单元、运走单元、敷设单元和/或填充单元可彼此分离,也就是说,彼此不是不可分离地连接。其原因在于,这样可以使用该系统以最有效的方式执行该方法,其中,在相反的掘进方向上执行在彼此相邻的柱腹板中的替换过程,而无需建造具有大横截面或直径的周向隧道和辅助隧道,因为各个单元可以前后相继地拆卸和翻转。

出于类似的原因,还优选的是,所述系统具有至少两个或多个掘进单元,特别优选地另外还分别具有至少两个运走单元、敷设单元或填充单元,其中,相同类型的单元各自模块化地彼此连接,其中,相同类型的单元分别模块化地彼此连接,使得它们可彼此平行地插入到相同的截面中。因此,不仅可以利用周向隧道的曲率,而且将在过渡到下一柱腹板时翻转系统所需的隧道直径保持较低。

然而应指出的是,原则上能够将具有与柱腹板的宽度对应的工作宽度的机器的运输通过周向隧道返回到中央隧道,使得模块化结构在此方面不必强制性的。例如,分离层辊可以将长度预先设定为相应的柱腹板的长度来提供,然后用于这些辊的任何承载结构可以通过周向隧道来运走。在掘进单元已经足够远地推入到柱腹板中以允许导入分离层辊之后,用于加工下一柱腹板的下一分离层辊才通过辅助隧道被供给并且被带到敷设位置处。

还有利的是,至少一个掘进单元、至少一个运走单元、至少一个敷设单元或至少一个填充单元具有支撑在隧道壁上的装置和/或支持在隧道壁上的装置,例如,可以液压操作的立柱、支柱或张紧索。

附图说明

以下参照示出实施例的附图详细说明本发明。在附图中:

图1示出了在从岩石中待加工出的岩体的底表面上通过移除岩石而待生成的结构的示意图;

图2示出了在截面中在柱腹板上使用绳锯的锯切处理的示意图;

图3示出了从辅助隧道观察,用于将从岩石中待加工出的岩体进行底侧分离的系统的示意性横截面图;

图4示出了清楚表明从上方观察的用于将从岩石中待加工出的岩体进行底侧分离的系统的模块化结构的概略图;

图5a示出了从辅助隧道观察,替换柱腹板中的岩层的变型例的第一子步骤的示意图,其中使用绳锯进行待替换的岩石的移除;

图5b示出了从辅助隧道观察,替换柱腹板中的岩层的变型例的第二子步骤的示意图,其中使用绳锯进行待替换的岩石的移除;

图6a示出了在用第一层系统替换锯切出的岩层之后的柱腹板的横截面;

图6b示出了在用第二层系统替换锯切出的岩层之后的柱腹板的横截面;

图6c示出了在用第三层系统替换锯切出的岩层之后的柱腹板的横截面;

图6d示出了柱腹板的横截面,其中用第四层系统完全替换了形成柱腹板的岩石。

具体实施方式

图1示出了在从岩石中待加工出的岩体的底表面上通过移除岩石而待生成的结构的示意图,这些结构共同形成该底表面的第一部分。在这里示出了在从岩石中待加工出的岩体的侧壁尚未被分离的时刻的仰视图,这些侧壁的未来走向由虚线l概略表示。这对应于优选的构造顺序,因为这样能够无风险地分离岩体的底表面,因为侧壁仍然被围绕的岩石包围。

可以看到中央隧道10、周向隧道20以及彼此平行伸展的辅助隧道30,该周向隧道20在该实施例中呈圆形以112.5m的内半径r1和125m的外半径r2伸展,该辅助隧道30具有隧道宽度b,该隧道宽度b可以例如是5米。辅助隧道30在该例中与中央隧道10成直角地伸展,其中,两个彼此相邻的辅助隧道30的相应中心线m彼此以距离d伸展,该距离d可以例如是25米。中央隧道10可以通过未示出的井筒或未示出的进入隧道进入。

尤其地,可以在中央隧道10中可选地布置例如以混凝土筒仓的形式的局部固定的混凝土供应装置11,然后从该混凝土供应装置11可以通过根据需要可延长的柔性管道系统12来引导,该管道系统12分别敷设在恰好需要混凝土的辅助隧道30中并且在图1中通到已选出的辅助隧道30中,但是该管道系统12根据实际需要也可以敷设到其他辅助隧道30中。在这里,管道系统12应尽可能平坦地伸展。

此外,在中央隧道10中可以布置有优选可符合需求定制的输送带系统13用于运走所移除的或所替换的岩石,该输送带系统13也通到辅助隧道30中,其中,然而,输送带系统13可以如此改造,使得其分别通到另一辅助隧道30中或者分支成使其通到更多的辅助隧道30中。

可选地,所移除的或所替换的岩石也可以使用布置在中央隧道中的破碎设备14破碎并且直接用于混凝土供应装置11中的混凝土制造,以减少运输需求。

在辅助隧道30之间,岩石连接装置首先保留在从岩石中待加工出的岩体的底表面与周围岩石之间,即柱腹板40。然后,在该柱腹板40的区域中,底表面的第二部分通过用具有两个不连接的分离层的层系统替换位于底表面下方的岩石来分离,然而,该两个不连接的分离层不位于图1所示的平面中并且因此在该图中看不到。下面进一步参照图6a至图6e说明这种层系统及其在柱腹板中的布置的例子。

图2示出了使用绳锯50在柱腹板40上的切割过程的示意图,绳锯50具有切割绳51、导轮52和驱动轮53。图2中的观察方向与图1中的观察方向相同,但是这里,所示的截面位于绳锯50的当前截面中。

一方面,如图5a和图5b中示例所示,这种切割过程可以在非常稳定的岩石中使用,以便将具有两个分离层和一个可选的中间层的层系统拉入到在这里产生的缝隙中,该缝隙可以任选地在此期间通过引入凝胶来稳定。这些层系统进一步在下面的图6a至图6c中示意性地例示。

另一方面,这种切割过程也可以在待移除的岩层在其移除之前的上边缘和/或下边缘的高度上执行,以便在它们被移除之前被移除,以将在移除岩层时产生的空间的顶部和/或底部保持相对平滑并且没有破碎边缘。在某些类型的岩石的情况下,在用尤其另外还具有混凝土层的相应较厚的层系统,例如图6d和图6e中所示的层系统替换较厚的岩层时,这可以有助于实现混凝土层与该顶部或该底部的改善的连接。

图3示出了从辅助隧道30观察,用于将从岩石2000中待加工出的岩体进行底侧分离的系统1000的示意性横截面图,使用该辅助隧道30可以用这种较厚的层系统替换具有高度h的这种较厚的岩层,该厚度h可以例如是2m。在这里,系统1000通过柱隧道40的岩石2000在掘进方向v上工作。

系统1000由以下组成:

-掘进单元1100,用于移除岩层,该掘进单元1100实施为隧道钻掘机;

-运走单元1200,用于运走由掘进单元1100移除的岩石,该运走单元1200实施为输送带;

-敷设单元1300,用于敷设第一分离层1310和与第一分离层1310不连接的第二分离层1320,具有第一分离层储备辊1330和第二分离层储备辊1340;以及

-填充单元1400,具有:混凝土供给装置1410,用于往通过移除岩层而产生的空间的底部1421与第一分离层1310之间的中间空间填充混凝土;和混凝土供给装置1430,用于往通过移除岩层而产生的空间的顶部1441与第二分离层1320之间的中间空间填充混凝土;以及模板1450,该模板1450在掘进方向上和在朝辅助隧道30的方向上封闭中间空间1420,1440并且因此限定模板容腔,该模板容腔在与掘进方向相反的方向上由已经固化的混凝土层1501,1502封闭。

在根据图3的实施方式中,在模板容腔中,更准确地说,在中间空间1420中设置有支撑件1460用于支撑第一分离层1310,这些支撑件1460可以从辅助隧道30横向移入并且共同浇注混凝土。此外,在图3所示的实施例中,在作为一方的运走单元1200和掘进单元1100与作为另一方的敷设单元1300和填充单元1400之间存在可从辅助隧道3030进入的空间1600。

模板1450通过支柱1451,1452支撑在模板容腔1421外部的区域中在顶部1421或底部1441上。

图4是通过俯视图清楚表明从上方观察的用于将从岩石中待加工出的岩体进行底侧分离的系统1000的模块化结构的概略图。可以看出,掘进单元1100、运走单元1200、敷设单元1300和填充单元1400各自由在垂直于掘进方向的方向上并排地布置在辅助隧道30所在的平面中的四个模块组成,即,掘进单元模块1100a-d、运走单元模块1200a-d、敷设单元模块1300a-d和填充单元模块1400a-d,这允许即使在相对狭窄的空间中也能使系统在柱腹板40的端部翻转用于加工下一柱腹板40。

图5a和图5b示出了从辅助隧道30观察,替换柱腹板40中的岩层2000的变型例的示意图,其中使用绳锯50进行待替换的岩石的移除;

在图5a所示的第一步骤中,使用切割绳51在柱腹板40的岩石2000中锯开缝隙3200,在该缝隙3200中可选地再引导,例如再拉动或再推动第一运输杆3300,该第一运输杆3300具有用于凝胶液体3440的供给管道3310并且在其与锯切方向vv相反的一侧具有凝胶喷嘴3320,通过该凝胶喷嘴3320往缝隙3200填充凝胶液体3440。在这里,通过柱腹板40的岩石2000的锯切方向也可以是从辅助隧道30到相邻的辅助隧道30的方向。

然后,在图5b所示的第二步骤中,第二运输杆3301在锯切方向vv上或在与其相反的方向上通过用绳锯50锯开的缝隙3200来引导。在运输杆3301的在移动方向上的前侧设置有冲洗喷嘴3312,当用于稳定锯切缝隙3200的凝胶液体3440被引入到锯切缝隙3200内时,通过供给管道3311向该冲洗喷嘴3312供给冲洗液体,以溶解凝胶液体3440。

在运输杆3301的与移动方向相反的一侧,使用紧固元件3530紧固作为分离层的高密度传送带3520,这些高密度传送带3520各自在其面向岩石2000的一侧具有粘附涂层3521,3522。在高密度传送带3520之间布置有非织造织物3525或有结橡胶垫,该非织造织物3525使用紧固元件3535紧固在运输杆3301上。因此,可以将该层系统通过运输杆3301的移动拉入到缝隙3200中。

下面参照图6a至图6e介绍在用相应的层系统替换柱腹板40的岩层之后的层系统的不同变型例。

图6a示出了在用第一层系统140替换锯切出的岩层之后的柱腹板40的横截面,该第一层系统140由两个分离层141,142即下分离层141和上分离层142组成,下分离层141和上分离层142直接相互邻接。下分离层141具有以沟槽143形式的表面结构。

图6b示出了在用第二层系统240替换锯切出的岩层之后的柱腹板40的横截面,该第二层系统240由两个分离层241,242即下分离层241和上分离层242组成,在下分离层241和上分离层242之间布置有多孔非织造织物243形式的中间层,该多孔非织造织物243分别与分离层241和242直接邻接。在这里,分离层241和242分别在其面向岩石2000的一侧设置有可选的粘附涂层3521,3522。代替多孔非织造织物243形式的中间层,例如也可以使用布置在相同位置处的有结橡胶垫。

图6c示出了在用第三层系统440替换锯切出的岩层之后的柱腹板40的横截面,该第三层系统440由两个混凝土层443,444即下混凝土层443和上混凝土层444和两个分离层441,442即下分离层441和上分离层442组成,该两个分离层441,442各自布置在一个混凝土层443,444的面向各自另一个混凝土层444,443的表面上,下分离层441和上分离层442各自具有以沟槽445,446形式的表面结构。

图6d示出了柱腹板40的横截面,其中形成柱腹板40的岩石完全由第四层系统540替换,该第四层系统540由两个混凝土层543,544即下混凝土层543和上混凝土层544、和两个分离层541,542即下分离层541和上分离层542、以及布置在这些层之间的中间层545组成,该两个分离层541,542各自布置在一个混凝土层443,444的面向各自另一个混凝土层544,543的表面上,该中间层545又是多孔的,例如可以实施为非织造织物或具有在掘进方向上连续的表面结构,例如实施为带槽的或有结的橡胶垫。

附图标记说明:

10中央隧道

11混凝土供应装置

12管道系统

13输送带系统

14破碎设备

20周向隧道

30辅助隧道

40柱腹板

50绳锯

51切割绳

52导轮

53驱动轮

140,240,

440,540层系统

141,142,241,242,

441,442,

541,542分离层

143,445,446沟槽

243非织造织物

443,444,543,544混凝土层

545中间层

1000系统

1100掘进单元

1100a-d掘进单元模块

1200运走单元

1200a-d运走单元模块

1300敷设单元

1300a-d敷设单元模块

1310第一分离层

1320第二分离层

1330,1340分离层储备辊

1400填充单元

1400a-d填充单元模块

1410,1430混凝土供给装置

1420,1440中间空间

1421底部

1441顶部

1450模板

1451,1452支柱

1460支撑件

1501,1502混凝土层

1600可进入的空间

2000岩石

3200缝隙

3300,3301运输杆

3310凝胶液体供给管道

3311冲洗液体供给管道

3320凝胶喷嘴

3440凝胶物质

3520高密度传送带

3521,3522粘附涂层

3525非织造织物

3530,3535紧固元件

b隧道宽度

h高度

d相邻辅助隧道中线的距离

r1内半径

r2外半径

v掘进方向

vv锯切方向

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