AT393716B - Verfahren zum ausbau von tunnel- oder stollenstrecken - Google Patents

Description

AT 393 716 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbau von Tunnel- oder Stollenstrecken, bei dem eine mit radialem Abstand vom Umfang der Ausbruchsoberfläche angeordnete Schalung mit Beton hinterfüllt wird, die aus einzelnen, sich in Streckenumfangsrichtung zu Schalungsbögen oder -ringen ergänzenden, in Streckenlängsrichtung miteinander verbundenen Schalungssegmenten zusammengesetzt wird. 5 Bei einem aus der DE-A-2 915 588 bekannten Streckenausbau werden im Streckenausbruch bogenförmige Gitterträger in gleichmäßigen Abständen voneinander versetzt und an der Bogeninnenseite sich jeweils zu einem Schalungsbogen ergänzende Schalungssegmente befestigt, die mit den Schalungssegmenten des in Streckenlängsrichtung nachfolgenden Schalungsbogen verschraubt werden. Die dadurch entstandene Schalung wird mit Beton hinterfüllt, für den sowohl die Gitterträger als auch die mit diesem verbundenen Schalungssegmente eine Beweh-10 rung bilden. Nachteilig bei diesem Ausbauverfahren ist, daß zum Versetzen der Gitterträger der volle Ausbruchquerschnitt der Strecke ausgeräumt sein muß und daher der Streckenvortrieb nur abwechselnd mit dem Streckenausbau durchgeführt werden kann, was den Einsatz dieses Ausbauverfahrens für schlechtes Gebirge ungeeignet macht Dort kommt es beim völligen Räumen des Ausbruchsquerschnittes häufig zu Lockerungen bzw. Einbrüchen in schon abgearbeiteten Ausbruchsbereichen, wodurch sich nicht nur eine Gefährdung der Mineure ergibt, 15 sondern auch eine Verschlechterung der Tragfähigkeit des Gebirges im Umgebungsbereich der Strecke auftreten kann.

Aus der AT-A-333 228 ist ein Ausbauverfahren bekannt, bei dem aus Fertigteilen Ausbauringe hergestellt werden, die im Ausbau verbleiben. Vor dem fertigen Ausbau muß ein größer als die Ringbreite gehaltener Ausbruch vollständig freigelegt werden, wonach ringförmige Führungsschienen angebracht werden, in die dann die 20 einander zu dem Ring ergänzenden Fertigteile in Umfangsrichtung des Tunnelvortriebes eingeschoben werden.

Aus der DE-A-2 037 172 ist ein Ausbauverfahren für Stollen unter Verwendung von Fertigteilen bekannt, die untereinander verspannt und gegebenenfalls anschließend mit Schutt hinterfüllt werden. Die einzelnen Fertigteile werden zusätzlich durch Gebirgsanker bleibend befestigt Der Ausbau besteht im wesentlichen aus Stahlprofilkappen und Holzstempeln und erscheint daher schon gattungsmäßig für einen normalen Tunnelausbau ungeeig-25 net

Ankerungen für einen Tunnelausbau sind ferner aus der DE-C-3012 613 bekannt

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Ausbau von Tunnel- oder Stollenstrecken, bei dem die Vortriebs- und Ausbaugeschwindigkeit der Strecke erhöht und das Gebirge frühzeitig abgestützt werden kann, so daß auch bei schlechtem Gebirge die Gefahr von Lockerungen oder Einbrüchen weitgehend vermieden 30 wird.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß als selbsttragende, wieder verwendbare Schalungsteile ausgebildete Schalungssegmente verwendet und diese entsprechend dem Ausbruchsfortschritt vor dem jeweils zuletzt versetzten und mit Beton hinterfüllten Schalungsbogen oder -ring mit diesem Schälungsbogen oder -ring in Streckenlängsrichtung frei vorkragend verbunden und dann im Zuge der Versetzung nacheinander 35 einzeln oder gemeinsam mit Beton hinterfüllt werden, wobei vorzugsweise bei einer gemeinsamen Hinterfüllung im Ring benachbarte Schalungssegmente auch untereinander verbunden werden, und daß nach Beendigung des Ausbruches, des Schalungsversatzes und der Betonhinterfüllung im Bereich dieses Schalungsbogens oder -ringes an die nunmehr um einen Schalungsbogen oder -ring verlängerte Schalung entsprechend dem fortgesetzten Strek-kenausbruch die Schalungssegmente für einen weiteren Schalungsbogen oder -ring freikragend angesetzt werden. 40 Da keine verlorenen und in diesem Fall meist nur aus dünnen Blechen bestehende Schalungen, sondern wieder verwendbare Schalungsteile zum Einsatz kommen, ist es rinnvoll, diese Schalungssegmente selbsttragend mit vergleichsweise großer Eigenfestigkeit auszubilden, so daß über sie auch hohe Lasten abgetragen werden können. An einen solchen mit Beton hinterfüllten Schalungsbogen kann daher ein Schalungssegment in Streckenvortriebsrichtung frei vorkragend angesetzt werden, so daß die Strecke schon im Bereich eines Ausbruchsegmentes 45 ausgebaut werden kann, während im Bereich eines anderen Ausbruchsegmentes gleichzeitig Vortriebsarbeiten durchgeführt werden. Es ist daher nicht notwendig, den vollen Ausbruchsquerschnitt auszuräumen, ehe mit der Montage der Schalungssegmente begonnen wird. Durch die bevorzugte Verbindung von im Ring benachbarter Schalungssegmente bei einer gemeinsamen Hinterfüllung wird die Belastungsfähigkeit der Schalung durch die entstehende Gewölbewirkung erhöht Über die Verbindung der Schalungssegmente in Streckenlängsrichtung 50 müssen die jeweils auftretenden Lasten abgetragen werden können. Da aufgrund der Belastung durch die Beton hinterfüllung mit einer radial einwärts gerichteten Kraftkomponente gerechnet werden muß, ist im Bereich der Mitte der Bogenlänge eines Schalungssegmentes für eine entsprechend zugfeste Verbindung zwischen den Segmenten zu sorgen. Die im Bereich der Bogenenden der Schalungssegmente auftretenden Druckkräfte können über die aneinanderstoßenden Stirnseiten einfach abgetragen weiden. Die zugfeste Verbindung im Bereich der Segment-55 mitte kann vorteilhaft über Zuganker erfolgen, die sich auch in Form von Schnellkupplungen einsetzen lassen.

Bereits die für sich an einen bereits fertiggestellten Schalungsbogen angesetzten und mit Beton hinterfüllten Schalungssegmente können Lockerungen oder Einbrüche in dem ihnen zugeordneten Ausbruchsbereich wirksam verhindern.

Werden in üblicher Weise im Bereich der Ortbrust der Strecke Gebirgsanker gesetzt, so können in Weiterbil-60 düng der Erfindung die Schalungssegmente nach ihrem Ansetzen an den jeweils letzten, mit Beton hinterfüllten Schalungsbogen oder -ring mit wenigstens einem vorher versetztem Gebirgsanker lösbar verbunden werden, um eine zusätzliche Abstützung der Schalungssegmente gegenüber dem Gebirge zu erzielen. -2-

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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausbau von Tunnel- oder Stollenstrecken kann an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 die Vortriebsstrecke eines Tunnels mit einem Ausbau nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem schematischen Axialschnitt, Fig. 2 diese Strecke in einem schematischen Querschnitt, Fig. 3 einen segmentweisen Ausbau eines Teilausbruches des vollen Ausbruchquerschnittes in einem Querschnitt im Bereich der Ortsbrust der Strecke, Fig. 4 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebaute Tunnelstrecke im Querschnitt mit einer Fördereinrichtung für die Schalungssegmente und Fig. 5 eine Tunnelstrecke mit einem Tunnelbagger zum Versetzen der Schalungssegmente in einem Axialschnitt.

Gemäß den Fig. 1 und 2 wird der Ausbruch (1) der vorgetriebenen Tunnelstrecke mit einer mit Abstand von der Ausbruchsoberfläche angeordneten Schalung (2) versehen, die mit Beton (3) hinterfüllt wird. Diese Schalung (2) setzt sich aus einzelnen in Streckenlängsrichtung hintereinandergereihten Schalungsbögen (7) zusammen, die aus einzelnen, selbsttragenden Schalungssegmenten (4) bestehen. Der Streckenvortrieb erfolgt in üblicher Weise durch Abschlagsprengungen, für die zunächst im Bereich der Ortsbrust (5) Bohrungen zur Aufnahme des Sprengstoffes gesetzt werden. Nach der Sprengung muß das Abschlagmaterial (6) ausgeräumt werden, um Platz für das Versetzen der Schalung (2) zu schaffen. Ist das Abschlagmaterial (6) zumindest soweit ausgeräumt, daß eines der Schalungssegmente (4) für den an den zuletzt hergestellten Schalungsbogen (7) anschließenden Schalungsbogen (7) angefördert und versetzt werden kann, kann bereits ein solches Schalungssegment (4) in Strek-kenlängsrichtung frei vorkragend mit dem entsprechenden Schalungssegment (4) des Schalungsbogens (7) verbunden werden, wie dies beispielsweise in den Fig. 3 und 5 dargestellt ist. Zur Verbindung des neuen Schalungsegmentes (4) mit dem entsprechenden Schalungssegment (4) des Schalungsbogens (7) werden in Streckenlängsrichtung verlaufende Zuganker (8) eingesetzt, die die im Bereich der größten Bogenhöhe des vorkragenden Schalungssegmentes (4) auftretenden Zugkräfte auf den letzten Schalungsbogen (7) übertragen. Die im Bereich der Segmentenden wirksamen Druckkräfte können einfach Ober die aneinanderstoßenden Stirnflächen der Schalungssegmente (4) abgetragen werden und bedürfen daher keiner besonderen Verbindungskonstruktionen. Um jedoch ein ungewolltes gegenseitiges Versetzen der in Streckenlängsrichtung aneinanderstoßenden Schalungssegmente (4) zu verhindern, können die Schalungssegmente (4) im Bereich ihrer Enden mit in Rastausnehmungen eingreifenden Kupplungsansätzen (9) versehen sein, wie dies in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist. Damit diese frei vorkragenden Schalungssegmente (4) mit Beton (3) hinterfüllt werden können, muß der Spalt zwischen der Ausbruchoberfläche und dem Schalungssegment (4) stimseitig abgedichtet worden, was in herkömmlicher Weise durch eine abnehmbar angesetzte Stimschalung durchgefiihrt wild. Ist diese Schalung vorbereitet, so kann bereits mit dem Hinterfüllen begonnen werden. Während der Hinterfüllung der Schalungssegmente (4) mit Ortbeton (3) kann entweder das Ausräumen des Abschlagmaterials (6) beendet oder ein neuer Abschlag vorbereitet werden, indem beispielsweise Brustbohrungen und gegebenenfalls Ankerbohrungen gesetzt werden. Während dieser Bohrarbeiten können neue Schalungssegmente (4) für das Ansetzen eines weiteren Schalungsbogens (7) vorbereitet werden, um nach der Sprengung und dem Ausräumen des Abschlagmaterials (6) diese Schalungssegmente (4) an den vorher hergestellten Schalungsbogens (7) ansetzen zu können. Zu diesem Zweck muß jedoch die Stirnschalung von dem zuletzt hergestellten Schalungsbogen (7) abgenommen werden, was ohne weiteres möglich ist, weil die Betonhinterfüllung (3) in der Zwischenzeit soweit abgebunden ist, daß kein Ausrinnen mehr zu befürchten ist. Der Tunnelausbau kann somit entsprechend der Vortriebsgeschwindigkeit zügig durchgeführt werden.

Da nach einem für das Abnehmen der Schalung (2) ausreichenden Abbinden der Betonhinterfüllung (3) die Schalungssegmente (4) hiefür abgenommen und wieder verwendet werden können, kann bei einer bestimmten Schalungslänge (4) zur Vorbereitung der neu anzusetzenden Schalungssegmente (4) die Schalung (2) im Bereich ihres der Ortsbrust (5) abgekehrten Endes entsprechend abgebaut werden.

Die einzelnen Schalungssegmente (4) können mit den gesetzten Gebirgsankem (10) verbunden werden, was eine zusätzliche Abstützung der Schalungssegmente (4) gegenüber dem Gebirge ermöglicht. Die Schalungssegmente (4) eines Schalungsbogens (7) werden mit einem gegenseitigen Abstand in Umfangsrichtung an den jeweils letzten Schalungsbogen (7) frei vorkragend angesetzt Der dadurch entstehende Spalt kann zur Hinterfüllung des Schalungsbogens (7) mit Beton (3) auf der Bogenaußenseite durch einfache Abdeckungen (11) verschlossen werden, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist

Die frei vorkragenden, zur Lastabtragung ihrer Betonhinterfüllung (3) geeigneten Schalungselemente (4) lassen einen Teilausbruch (12) für den Ausbau der Tunnelstrecke zu, was vor allem im schlechten Gebirge erhebliche Vorteile mit sich bringt. In Fig. 3 ist ein solcher Teilausbruch (12) schematisch angedeutet. Der herzustellende volle Ausbruchquerschnitt ist durch die strichpunktierte Linie (13) angedeutet. Man erkennt, daß im Bereich des Teilausbruches (12) bereits ein Schalungssegment (4) versetzt und mit Beton (3) hinterfüllt werden kann, bevor in anderen Bereichen mit Ausbruchsarbeiten begonnen wird, so daß Lockerungen und Einbrüche im Bereich dieses Teilausbruches (12) durch den segmentweise vorgetriebenen Einbau verhindert werden kann. Mit einem weiteren Teilausbruch (14) kann auch eine weitere segmentweise Abstützung durch ein zusätzliches Schalungssegment (4) erreicht werden, bevor der volle Querschnitt ausgebrochen wird, wie dies mit der Bezugslinie (15) angedeutet ist.

Zur Förderung der zu versetzenden Schalungssegmente (4) zur Ortsbrust (5) der Strecke gibt es verschiedene Möglichkeiten. Werden an der Innenseite der Schalungssegmente (4) sich zu einer Fahrbahn ergänzende Schienenstücke (16) od. dgl. angebracht, wie dies für das Firstsegment in der Fig. 4 eingezeichnet ist, so kann die -3-

Claims (2)

1. AT 393 716 B Förderung der Schalungssegmente (4) über entsprechende Förderwagen (17) entlang dieser Fahrbahn erfolgen, wobei wegen der zur Schalung (2) parallelen Ausrichtung der geförderten Schalungssegmente (4) eine ausreichend große Durchfahrtsöffnung für andere Baugeräte fieibleibt Entsprechend dar Fig. 5 werden die einzelnen Schalungssegmente (4) mit Hilfe eines Tunnelbaggers (18) versetzt, dessen Schaufel zu diesem Zweck eine entsprechende Segmentaufnahme aufweist. Die einzelnen Schalungssegmente (4) können in diesem Fall mit Hilfe eines Ladewagens od. dgl. zur Ortsbrust (5) gefördert werden. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Ausbau von Tunnel- oder Stollenstrecken, bei dem eine mit radialem Abstand vom Umfang der Ausbruchsoberfläche angeordnete Schalung mit Beton hinterfüllt wird, die aus einzelnen, sich in Streckenumfangsrichtung zu Schalungsbögen oder -ringen ergänzenden, in Stieckenlängsrichtung miteinander verbundenen Schalungssegmenten zusammengesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als selbsttragende, wieder verwendbare Schalungsteile ausgebildete Schalungssegmente (4) verwendet und diese entsprechend dem Ausbruchsfortschritt vor dem jeweils zuletzt versetzten und mit Beton hinterfüllten Schalungsbogen (7) oder -ring mit diesem Schalungsbogen (7) oder -ring in Streckenlängsrichtung frei vorkragend verbunden und dann im Zuge der Versetzung nacheinander einzeln oder gemeinsam mit Beton (3) hinterfüllt werden, wobei vorzugsweise bei einer gemeinsamen Hinterfüllung im Ring (7) benachbarte Schalungssegmente (4) auch untereinander verbunden werden, und daß nach Beendigung des Ausbruches, des Schalungsversatzes und der Betonhinterfüllung (3) im Bereich dieses Schalungsbogens oder -ringes (7) an die nunmehr um einen Schalungsbogen oder -ring (7) verlängerte Schalung (2) entsprechend dem forgesetzten Streckenausbruch die Schalungssegmente (4) für einen weiteren Schalungsbogen oder -ring (7) frei voikragend angesetzt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalungssegmente (4) nach ihrem Ansetzen an den jeweils letzten, mit Beton (3) hinterfüllten Schalungsbogen oder -ring (7) mit wenigstens einem vorher versetzten Gebirgsanker (10) lösbar verbunden werden. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -4-