<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Kraftübertragung und zur Dichtung in den Fugen beim Tunnelbau durch Rohrvortrieb mit dickwandigen Rohrschüssen, vorzugsweise aus Beton oder Stahlbeton
Die Herstellung von Stollen oder Tunneln durch das Vortreiben von einzelnen vorgefertigten Rohrschüssen aus Beton oder Stahlbeton ist bekannt. Bei diesem Verfahren müssen oft Vortriebskräfte in der Grössenordnung von 400 bis 1000 t angewendet werden. Dadurch erhalten die vorzutreibenden Rohre hohe Längskräfte und -spannungen und die Gesamtlänge solcher Vortriebsstrecken ist oft nur durch die Widerstandsfähigkeit des Baustoffes der Rohre gegen die hohe Längsspannung begrenzt.
Stark einschränkend in dieser Hinsicht wirkt besonders folgende Erscheinung : Beim Vortreiben der Rohre sind laufend kleinere Verbesserungen der Vortriebsrichtung nötig. Dadurch entstehen an den jeweiligen Verbesserungsstellen kleine Achsknicke, die alle nachgeschobenen Rohrschüsse mitmachen müssen, wie die Wagen eines Eisenbahnzuges beim Durchfahren einer Krümmung. Die dadurch entstehenden, wenn auch nur leichten Knicke zwischen zwei benachbarten Rohrschüssen bewirken aber eine ungleiche Spannungsverteilung über den Umfang der Stirnflächen dieser Rohre bei der Übertragung der Längskräfte, auch dann, wenn eine zusammendrückbare Fugeneinlage verwendet wird.
Es entstehen Spitzenspannungen, die die Festigkeit des Betons der Rohrwand überschreiten können. Auf jeden Fall wird die Spannungsverteilung, soweit sie vorher gleichmässig war, in unbekanntem Ausmass gestört und jeglicher Versuch, die Spitzenspannung zu berechnen, ist zum Scheitern verurteilt. Durch das Vergrössern der Wandstärke kann man einer Überbeanspruchung der Rohrwand zwar gegenwirken, aber man nimmt damit wirtschaftliche Nachteile in Kauf.
Wird zur Verminderung der Vortriebskraft eine reibungsmindernde Masse zwischen Erdboden und äusserer Rohrwand unter Druck eingebracht, dann bewirken schon kleinere Knicke in den Fugen das Undichtwerden eines Rohrstosses als Folge des Klaffens an der Aussenseite des Knickes und daher ein unerwünschtes Eindringen der plastisch-flüssigen Masse zur Verringerung der Mantelreibung in das Rohrinnere.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftübertragung und zur Dichtung in den Fugen beim Tunnelbau durch Rohrvortrieb mit dick- wandigen Rohrschüssen, vorzugsweise aus Beton oder Stahlbeton, die die vorgenannten Widrigkeiten ausschaltet.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, dass in den Fugen hohle, mit einer plastischen, flüssigen oder gasförmigen Masse gefüllte Einlagen angeordnet sind. Die erfindungsgemässen Einlagen sind auch in der Lage, Unregelmässigkeiten in der Ebene der Stirnflächen der Rohrschüsse auszugleichen. Ganz feine Unebenheiten können durch einen Anstrich aus einer zähen Masse ausgefüllt und gedichtet werden. Die Einlagen können erfindungsgemäss die Form eines ringförmigen, in sich geschlossenen Schlauches aufweisen, oder auch ein Ventil zum Einbringen oder zum Ablassen seiner Füllung haben. Das Ventilmundstück kann in einer Ausnehmung von der Stirnseite des Rohres zur inneren Laibung geführt werden, um seinen Verschluss zugänglich zu machen.
Weil der Fugenschlauch hohe Spannungen bis zu etwa 200 kg/cm2 und mehr übertragen soll, muss er Innendrücken dieser Grösse standhalten. Als Werkstoff kommen Metalle, Kunststoffe, Gummi oder Kombinationen dieser Stoffe in Frage, aber auch draht- oder textilnetzbewehrte Bauweisen.
Der Werkstoff der Fugeneinlagen muss in der Lage sein, die aus dem Innendruck in seiner Wand entstehendenZugspannungen aufzunehmen, ohne aus der Fuge herauszuquellen, hiezu sind erfindungsgemäss an der Aussen- und/oder der Innenseite der Einlagen ringförmige Abstützungen für die Fugeneinlagen angeordnet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche einige beispielsweise Ausführungsformen schematisch veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt der einen Ausführungsform, Fig. 2 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform und Fig. 3 einen Schnitt durch die Fuge, etwa in der Mitte der Rohrwand in Umfangsrichtung und in die Bildebene abgewickelt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, stehen die Rohrschüsse mit ihren Stirnseiten 1 a und 2 a in geringem Abstand gegeneinander. Der Abstand gibt der Fugeneinlage 3 Raum, deren Füllung 4 unter Druck steht. Ein Aussenring 5 verhindert
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
beiden Rohrschüsse. Der Mantel der reibungsmindernden Flüssigkeit 7 kann nicht durch Eindringen derselben in die Fuge vermindert werden.
Das Erdreich 8 verliert seine Stütze nicht.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf Fugeneinlagen, denen nur die Aufgabe zukommt, als elastischer, dichtender und dichter Schlauch zu wirken und die sich an die Wände des von ihnen eingenommenen Raumes voll anlegen, weshalb die seitliche Ausdehnung im Sinne eines Herausquellens aus der Fuge durch besondere Bauteile verhindert wird. Es können dann Schläuche aus wenig zugfesten Stoffen verwendet werden, ähnlich dem Prinzip bei Fahrzeugluftreifen mit Schläuchen.
Fig. 2 zeigt die Anordnung eines zusätzlichen Innenringes 6, der wie der Aussenring 5 aus Stahl sein kann. Diese beiden Ringe können das Herausquellen des Fugenschlauches schon verhindern. Zur Schonung des Fugenschlauches können erfindungsgemäss noch besondere Stützringe 9 oder 10 dienen. Der Stützring 9 hat einen U-förmigen Querschnitt, wird zweckmässig aus einem weicheren Metall hergestellt und kann den äusseren oder den inneren Schlauchrand stützend umschliessen, um der Schlauchwand scharfe Knicke zu ersparen. Gefördert durch den Innendruck des Fugenschlauches kann er ein Atmen in der Fuge mitmachen. Der Stützring 10 hat im wesentlichen Rechteckquerschnitt, lediglich die dem Schlauche zugewandte Seite ist hohl, damit die Fugeneinlage sich ohne Knick anlegen kann.
Auch diese Art von Stützring kann innen oder aussen angeordnet werden. Sie wird zweckmässig aus einem hochelastischen oder plastischen Stoff hergestellt. Durch die Fugeneinlage erhält er, im Querschnitt betrachtet, allseitigen Druck, so dass er, wenn die Fuge sich klaffend öffnet, auch dann noch an die Stirnflächen 1 a und 2a der Rohrschüsse anliegt. Ein U-förmiger Metallring als Stützring 9 kann einen Innenring 6 entbehrlich werden lassen.
Die Fugeneinlage kann gemäss Fig. 3 auch in mehrere Teilabschnitte, dem Umfang folgend, unterteilt sein, die jedoch zum Zwecke des Druckausgleiches in der Füllung untereinander mit druckfesten Rohren oder Schläuchen verbunden sind. Zwischen diesen Teilabschnitten 3a und 3 b der Fugeneinlage in Fig. 3 sind Zwischenstücke 11 anzuordnen, die ähnliche elastische Eigenschaften haben müssen, wie die Stützringe 10. Zwei Abschnitte 3 a und 3 b der Fugeneinlage und das Zwischenstück 11 sind im Schnitt dargestellt. Das Zwischenstück 11 hat eine Länge, die etwa der Wanddicke des Rohres gleichkommt. Die Aufteilung der Fugeneinlage in mehrere Abschnitte wird besonders dann vorteilhaft sein, wenn der Rohrquerschnitt nicht rund ist, sondern die Form eines Vieleckes hat.
Für jede Seite kann dann ein Abschnitt verwendet werden, wenn eine auf Gehrung gearbeitete Fugeneinlage vermieden werden soll.
PATENTANSPRÜCHE : l. Vorrichtung zur Kraftübertragung und zur Dichtung in den Fugen beim Tunnelbau durch Rohrvortrieb mit dickwandigen Rohrschüssen, vorzugsweise aus Beton oder Stahlbeton, dadurch gekennzeichnet, dass in den Fugen hohle, mit einer plastischen, flüssigen oder gasförmigen Masse gefüllte Einlagen angeordnet sind.