Verfahren und Einrichtung zur Ausbetonierung von Tunnels, Druckstollen und Schächten mit verlorener Schalung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbeto nierung von Tunnels, Druckstollen und Schächten und eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Bei der Ausbetonierung von Bauwerken der ge nannten Art besteht in der Regel die Forderung nach der Wasserundurchlässigkeit der Auskleidung. Um diese Forderung zu erfüllen, werden in der Auskleidung was serdichte Schichten vorgesehen, wobei jeweils nach ei ner Isolierschicht die nächste Lage der Betonausklei dung folgt und so fort, bis die gewünschte Gesamtstärke der Tunnelauskleidung erreicht ist. Infolge der verschie denen nacheinander aufzubringenden und meist erst an der Baustelle gebildeten Schichten ist somit ein sehr grosser Arbeitsaufwand erforderlich.
Das neue Verfahren verringert diesen Aufwand da durch, dass die Ausbetonierung in einzelnen, in Längs richtung des Bauwerkes aufeinanderfolgenden Bauab schnitten erfolgt, dass in dem jeweils zu betonierenden Bauabschnitt zunächst eine Folie aufgespannt und mit der Folie des vorhergehenden Abschnittes verbunden wird, dass unter die Folie die verlorene Schalung in Form einzelner, vorfabrizierter Schalungsteile einge bracht wird, worauf die Folie auf die verlorene Scha lung aufgelegt wird,
und dass am kopfseitigen Ende des Bauabschnittes zwischen der Schalung und dem äusseren Gestein entfernbare Kopfschalungselemente angeordnet werden und anschliessend der Zwischen raum zwischen dem umgebenden Gestein, Folie, Scha lung und vorhergehendem Bauabschnitt mit Beton aus gegossen wird.
Die Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass wegnehmbare Kopfscha- lungselemente und Tragmittel für Verschalungsteile und Folie vorhanden sind und dass Mittel zur Verbindung der Schalungsteile der verlorenen Schalung unter sich und zur Verbindung der Folie des zu betonierenden Bauabschnittes mit der Folie des vorhergehenden Ab schnittes vorgesehen sind. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Er findungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeich nung beschrieben.
Es zeigt: Fig. 1 eine Tunnelbaustelle im Querschnitt, Fig. 2 die gleiche Tunnelbaustelle in teilweise ge schnittene Draufsicht, Fig. 3 einen Druckstollenausbau im Schnitt und Fig. 4 den Ausbau nach Fig. 3 in Draufsicht und teilweisem Schnitt.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Tunnel baustelle. Die inneren Schalungsteile der verlorenen Schalung, z. B. vorfabrizierte Betonfertigelemente 2, 3, 4 greifen über Nut und Feder 19 formschlüssig inein ander und bilden ein Gewölbe. Auf den vorfabrizier ten Schalungsteilen liegt eine Folie 15. Am kopfseitigen Ende des Bauabschnittes, zwischen der verlorenen Schalung bzw. der Folie 15 einerseits und dem äusseren Gestein 1 andererseits, befinden sich entfernbare Kopf schalungselemente 5-12.
Durchsichtige Fenster 13, 14 in den Kopfschalungselementen 5-12 erlauben die Be obachtung des Raumes hinter diesem. Die Einfüllöff- nung 16 dient zur Einfüllung des letzten Betons und zur Entlüftung. Die gesamte Tunnelauskleidung steht auf der Sohle 29 des Tunnels auf.
Fig. 2 zeigt einen Blick auf die Tunnelbaustelle von oben. Zwischen dem Gestein 1, dem Kopfschalungs- element 5 und dem vorfabrizierten Schalungsteil 4 ist der bereits eingefüllte Beton 17 sichtbar.
Die Folie 15 erstreckt sich aus dem bereits mit Beton gefüllten Raum in Längsrichtung des Tunnels weiter über ein aus Roh ren bestehendes Leichtgerüst 22 und wird von diesem so getragen, dass darunter die vorfabrizierten Schalungs- teile 2-4 eingebracht werden können. Die Abmessun gen des Traggerüstes 22 und der Folie 15 sind in Längsrichtung der Baustelle so gewählt, dass sich dar unter mehrere, durch vorfabrizierte Schalungsteile ge bildete Abschnittsteile hintereinander einbringen und gemeinsam betonieren lassen.
Mittels eines Hochfre- quenzgenerators 26 und einer Hochfrequenzschweiss- zange 25 wird die Folie 15 aus einzelnen Teilen zu sammengeschweisst.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Baustelle für einen Druckstollenausbau mit kreisförmigem Stollen querschnitt. Der kreisförmige Querschnitt ist zur Herstel lung der verlorenen Schalung aus vorfabrizierten Scha- lungsteilen besonders geeignet. Mit entsprechend ge formten Schalungsteilen 40-43 lassen sich jedoch auch andere Querschnitte, insbesondere elliptische Quer schnitte, darstellen. Die Folie 50 bildet einen dichten Schlauch um die innere Verschalung.
Die entfernbaren Kopfschalungselemente 30-38 dichten den Raum zwi schen Fels 1 und innerer Verschalung bzw. Folie 50 ab. Zur Abstützung der inneren Verschalung gegenüber dem Gestein 1 dienen Stützelemente 51-54, die an Tragrohren 61-64 angreifen.
Fig. 4 zeigt den Druckstollenausbau nach Fig. 3 in Draufsicht und teilweise im Schnitt. Es sind die nach einander eingebrachten Betonfüllungen 90, 91 zu er kennen, mit der dazwischen liegenden Verbindungs stelle 92. Die Betonfüllung 91 ist gegenüber dem noch nicht ausgekleideten Tunnelraum durch die wegnehm- baren Kopfschalungselemente 30-38 abgeschlossen. Die zu einem Schlauch verbundene Folie 50 wird von ei nem Gerüst 95 getragen.
Zur Bewegung des Gerüstes 95 mit fortschreitender Stollenauskleidung dient ein Ge rüstwagen 93, der auf Schienen 94 läuft.
Zur Erläuterung der einzelnen Verfahrensschritte bei derHerstellung einerTunnelauskleidung gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen.
Zur Vorbereitung eines weiteren zu betonierenden Tunnelabschnittes wird zunächst die Folie 15 mittels eines vom Leichtrohrgerüst 22 getragenen Gerüsthim mels ausgespannt und mittels Hochfrequenzschweissung durch die Schweisszange 25 mit der Folie des bereits betonierten Tunnelteiles verbunden.
Zur Schonung der Folie bei dem nun folgenden Einbringen der vorfabri zierten Schalungselemente ist ein Blechschild 23 vor gesehen, das einen Schutzmantel für die Folie bildet und nach der Aufstellung des ersten Gewölberinges aus vorfabrizierten Schalungsteilen um eine Wegstrek- ke, entsprechend der Breite des aus den Teilen 2-4 gebildeten Gewölberinges, in Ausbaurichtung des Tun nels weiterbewegt wird. Es werden vorzugsweise inner halb eines Bauabschnittes mehrere z.
B. vier Gewölbe teile aus vorfabrizierten Schalungsteilen in Längsrich tung des Bauwerkes nacheinander eingebracht. Erst da nach wird die Kopfschalung 5 von der bisherigen Be tonfüllung 17 gelöst und z. B. an Seilen an das kopf- seitige Ende des neuen Bauabschnittes gezogen und dort befestigt.
Bei einer Breite der Fertigschalungsteile von etwa 1 m im Grundriss und vier nebeneinander liegenden Schalungsringen steht damit verfahrensmässig genügend Zeit zur Einbringung des Rohrleichtgerüstes 22 und zur Verbindung der Folie 15 des folgenden Bau abschnittes wie auch zum Abbinden des eingefüllten Betons 17 zur Verfügung.
Die Kopfschalungselemente werden von unten her eingesetzt, d. h. zunächst die Teile 5, 12 darauf 6, 11, und zwar in dem Masse wie von der Kopfseite, d. h. der offenen Seite her, der Beton hinter die Kopfschal elemente eingefüllt und verdichtet wird. Durchs Fen ster 13 und 14 in den Kopfschalungselementen kann die mit dem Einfüllen und Verdichten des Betons be- schäftigte Bedienungsperson den Fortschritt der Arbeit beobachten.
Nachdem auf diese Weise sämtliche Köpf- schalungselemente eingebracht sind, so dass nur noch zwischen den beiden obersten Elementen 8, 9 zum Schluss eine letzte Einfüll- bzw. Entlüftungsöffnung verbleibt, kann die Betonfüllung dieses abgeschlossenen Raumes beendet werden. Darauf wird der Gerüsthim mel in den nächsten zu betonierenden Abschnitt trans portiert, ein neues Folienteil aufgelegt und mit dem vorhergehenden verbunden, usw.
Die Kopfschalungselemente 5-12 werden vorzugs weise aufblähbar ausgeführt, wodurch sich auf einfa che Weise das Einsetzen der Kopfschalungselemente, eine gute Abdichtung des zu betonierenden Raumes sowie ein bequemes Lösen der Elemente nach dem Ab binden des eingefüllten Betons ergibt.
Zum Lösen der Kopfschalungselemente von dem abgebundenen Beton braucht lediglich das zum Blähen der Elemente ver wendete Druckmittel, insbesondere Druckluft, abgelas sen zu werden, worauf sich die Elemente mittels Seilen oder ähnl. Einrichtungen vorziehen und am kopfseiti- gen Ende des nächsten zu betonierenden Abschnittes anbringen lassen. An Verbindungsstellen zwischen ein- zelnen Kopfschalungselementen, z. B. an der Stelle 18 zwischen den Kopfschalungselementen 5 und 6, kön nen lösbare Verbindungsglieder vorhanden sein.
In Anwendungsfällen, in denen die Nachteile auf blasbarer Kopfschalungselemente wie die Anfälligkeit gegen Verletzungen und das darauffolgende Entweichen des Druckmittels, eine gewisse Nachgebigkeit unter dem Druck des eingefüllten Betons vermieden werden sol len, kann man mehr oder weniger starre Kopfschalungs- elemente, insbesondere aus Holz oder Blech, verwen den.
Wie der Druckstollenausbau nach Fig. 3 zeigt, sind zur allseitigen Betonierung Stützelemente 51-54 erfor derlich, die das Gewicht der vorfabrizierten Schalungs- elemente 40-43 aufnehmen. Die Folie 50 wird hier nach Art eines wasserdichten Schlauches ausgeführt und gewährleistet wieder die Wasserundurchlässigkeit. Die Ausbetonierung des Druckstollens erfolgt sinngemäss in Abschnitten, wie dies bereits für den Tunnelausbau er läutert wurde.
Da, wie bereits erwähnt, sich hier die vorfabrizierten Schalungselemente nicht direkt am Ge stein des Stollens bzw. Tunnels abstützen können, kann man zum Befestigen der Schalungsteile eines zu beto nierenden Abschnittes zwischen diesen Schalungsele- menten und den Elementen des zuvor betonierten Ab schnittes Tragrohre 61-64 vorsehen. Die Tragrohre der einzelnen Bauabschnitte werden miteinander verbunden.
Für Tunnels, Schächte, Stollen usw. die eine Be lüftung erfordern, werden die vorfabrizierten Schalungs- teile der verlorenen Schalung schon bei der Fertigung mit entsprechenden Kanälen versehen.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind die Scha- lungsteile 2-4 der verlorenen Schalung bzw. 40-43 an ihren gegenseitigen Berührungsstellen derart ausgeführt, dass sie mittels Nut und Feder ineinanderfassen (27, 28 in Fig. 1 und 56, 57 in Fig. 3).
Durch diese oder eine ähnliche formschlüssige Ausbildung der Berüh rungsflächen zwischen den Schalungsteilen wird das Einbringen der Schalung sehr erleichtert.
Durch Herstellen der Schalungsteile aus bewehr tem Beton, kann deren Gewicht erheblich verringert, bzw. bei gleichem Gewicht ihre Festigkeit erhöht wer den. Wenn bei der Fertigung der einzelnen Schalungs- teile der verlorenen Schalung deren innere, später dem Tunnelinnern zugewandte Seite entsprechend behandelt wird,
erübrigt sich nach dem Einbringen der Schalungs- teile weitgehend ein besonderer Feinputz oder Innen anstrich.
Method and device for concreting tunnels, pressure tunnels and manholes with lost formwork The invention relates to a method for concreting tunnels, pressure tunnels and manholes and a device for carrying out the method.
When concreting structures of the type mentioned, there is usually a requirement for the lining to be impermeable to water. To meet this requirement, what watertight layers are provided in the lining, the next layer of concrete lining follows after each egg ner insulating layer and so on until the desired total thickness of the tunnel lining is reached. As a result of the different layers to be applied one after the other and usually only formed at the construction site, a very large amount of work is required.
The new method reduces this effort because the concreting takes place in individual, successive Bauab in the longitudinal direction of the building, that in the construction section to be concreted, a film is first stretched and connected to the film of the previous section that under the film the lost formwork is brought in in the form of individual, prefabricated formwork parts, after which the film is placed on the lost formwork,
and that at the head end of the construction section between the formwork and the outer rock removable head formwork elements are arranged and then the space between the surrounding rock, foil, formwork and the previous construction section is poured with concrete.
The device for carrying out the method is characterized in that removable head formwork elements and support means for formwork parts and foil are available and that means for connecting the formwork parts of the permanent formwork to one another and for connecting the foil of the construction section to be concreted with the foil of the previous Ab cut are provided. Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawing.
1 shows a tunnel construction site in cross section, FIG. 2 shows the same tunnel construction site in a partially cut plan view, FIG. 3 shows a pressure tunnel expansion in section and FIG. 4 shows the expansion according to FIG. 3 in a top view and partial section.
Fig. 1 shows a cross section through a tunnel construction site. The inner formwork parts of the permanent formwork, e.g. B. prefabricated precast concrete elements 2, 3, 4 engage via tongue and groove 19 positively inein other and form a vault. On the prefabricated formwork parts is a foil 15. At the head end of the construction section, between the lost formwork or foil 15 on the one hand and the outer rock 1 on the other hand, there are removable head formwork elements 5-12.
Transparent windows 13, 14 in the head formwork elements 5-12 allow Be observation of the space behind this. The filling opening 16 is used for filling the last concrete and for ventilation. The entire tunnel lining stands on the floor 29 of the tunnel.
Fig. 2 shows a view of the tunnel construction site from above. Between the rock 1, the top formwork element 5 and the prefabricated formwork part 4, the already filled concrete 17 is visible.
The film 15 extends from the space already filled with concrete in the longitudinal direction of the tunnel over a lightweight frame 22 made of pipes and is supported by this in such a way that the prefabricated formwork parts 2-4 can be introduced underneath. The dimensions of the supporting framework 22 and the film 15 are selected in the longitudinal direction of the construction site so that under several, ge formed by prefabricated formwork sections can be introduced one behind the other and concreted together.
The film 15 is welded together from individual parts by means of a high-frequency generator 26 and high-frequency welding tongs 25.
Fig. 3 shows a section through a construction site for a pressure tunnel expansion with a circular tunnel cross-section. The circular cross-section is particularly suitable for producing permanent formwork from prefabricated formwork parts. With appropriately shaped formwork parts 40-43, however, other cross-sections, in particular elliptical cross-sections, can also be represented. The film 50 forms a tight tube around the inner casing.
The removable head formwork elements 30-38 seal the space between rock 1 and the inner formwork or foil 50. Supporting elements 51-54, which act on supporting tubes 61-64, serve to support the inner casing against the rock 1.
Fig. 4 shows the pressure tunnel expansion according to Fig. 3 in plan view and partially in section. The concrete fillings 90, 91 introduced one after the other can be seen with the connection point 92 in between. The concrete fill 91 is closed off from the tunnel space that has not yet been lined by the removable head shuttering elements 30-38. The film 50, which is connected to form a tube, is supported by a framework 95.
To move the frame 95 as the tunnel lining progresses, a Ge scaffolding trolley 93, which runs on rails 94, is used.
Reference is made to FIGS. 1 and 2 to explain the individual method steps in the production of a tunnel lining according to the method according to the invention.
To prepare a further tunnel section to be concreted, the foil 15 is first stretched out by means of a scaffold frame carried by the lightweight pipe frame 22 and connected to the foil of the already concreted tunnel part by means of high frequency welding through the welding tongs 25.
To protect the film when the pre-fabricated shuttering elements are then introduced, a sheet metal shield 23 is provided, which forms a protective jacket for the film and, after the first vault ring has been set up, is made of pre-fabricated shuttering parts a distance corresponding to the width of the parts 2-4 formed vault ring, is moved further in the direction of expansion of the tunnel. There are preferably several z.
B. four vault parts made of prefabricated formwork parts in the longitudinal direction of the building introduced one after the other. Only then after the head formwork 5 is released from the previous Be tonfüll 17 and z. B. pulled on ropes to the head end of the new construction section and fastened there.
With a width of the prefabricated formwork parts of about 1 m in plan and four formwork rings lying next to each other, there is procedurally enough time to introduce the lightweight pipe scaffolding 22 and to connect the foil 15 of the following construction section as well as to set the poured concrete 17.
The head formwork elements are inserted from below, i.e. H. first the parts 5, 12 on 6, 11, to the same extent as from the head side, d. H. the open side, the concrete is poured in and compacted behind the head shell elements. The operator busy with filling and compacting the concrete can observe the progress of the work through windows 13 and 14 in the head formwork elements.
After all the scalloped formwork elements have been introduced in this way, so that a final filling or ventilation opening only remains between the two uppermost elements 8, 9, the concrete filling of this closed space can be ended. The scaffolding sky is then transported to the next section to be concreted, a new foil part is placed and connected to the previous one, etc.
The head formwork elements 5-12 are preferentially designed to be inflatable, which results in the insertion of the head formwork elements, a good seal of the area to be concreted and a convenient release of the elements after the Ab bind the poured concrete.
To loosen the top formwork elements from the set concrete only needs the pressure medium used to expand the elements, in particular compressed air, to be abas sen, whereupon the elements by means of cables or the like. Prefer equipment and have it attached to the head end of the next section to be concreted. At connection points between individual head formwork elements, e.g. B. at the point 18 between the head formwork elements 5 and 6, NEN releasable links may be present.
In applications in which the disadvantages of blowable head formwork elements such as the susceptibility to injury and the subsequent escape of the pressure medium, a certain resilience under the pressure of the poured concrete should be avoided, one can use more or less rigid head formwork elements, in particular made of wood or Sheet metal, use.
As the pressure tunnel expansion according to FIG. 3 shows, support elements 51-54 are required for concreting on all sides, which absorb the weight of the prefabricated formwork elements 40-43. The film 50 is designed here in the manner of a watertight hose and again ensures water impermeability. Concreting of the pressure tunnel is carried out analogously in sections, as was already explained for the tunnel lining.
Since, as already mentioned, the prefabricated formwork elements cannot be supported directly on the rock of the adit or tunnel, support tubes 61 can be used to fasten the formwork parts of a section to be concreted between these formwork elements and the elements of the previously concreted section -64 provide. The supporting tubes of the individual construction sections are connected to one another.
For tunnels, shafts, tunnels, etc. that require ventilation, the prefabricated formwork parts of the permanent formwork are provided with appropriate channels during manufacture.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the shuttering parts 2-4 of the permanent shuttering or 40-43 are designed at their points of mutual contact in such a way that they engage one another by means of tongue and groove (27, 28 in FIGS. 1 and 56 , 57 in Fig. 3).
By this or a similar form-fitting design of the contact surfaces between the formwork parts, the introduction of the formwork is made much easier.
By making the formwork parts from reinforced concrete, their weight can be significantly reduced, or their strength increased for the same weight who the. If during the manufacture of the individual formwork parts of the permanent formwork, the inner side later facing the tunnel interior is treated accordingly,
After the shuttering parts have been installed, a special fine plaster or interior coating is largely unnecessary.