DE10040777A1 - Verfahren und Maschine für den Tunnelbau, Schalelement und Schalsystem - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Tunnelbau, bei dem an der Ortsbrust im Gebirge ein Schlitz um den Tunnelumfang umlaufend vorauseilend hergestellt, im Schlitz eine um den Tunnelumfang umlaufende Stützschicht aus einem aushärtenden Werkstoff gebildet und dann Material von der Ortsbrust abgetragen wird, wird zum Halten des Werkstoffs während des Aushärtens ein Schalelement in den Schlitz geschoben. Ein Schalelement (13) zum Einschalen und Stützen einer Stützschicht (10) im Tunnelbau ist an einem Stützrahmen (40) verschieblich befestigbar. Ein Schalsystem hat mehrere solcher Schalelemente und einen Stützrahmen (40), an dem die Schalelemente verschieblich befestigt sind. Eine Tunnelbaumaschine hat ein Werkzeug (12, 70), das einen um den Tunnelumfang umlaufenden Schlitz (15) an der Ortsbrust (14) im Gebirge (17) gräbt und das beweglich an einem Stützrahmen (71) befestigt ist und durch eine Steuerung (72) automatisch längs der gewünschten Bahn geführt wird. Die Maschine kann ein Schalsystem haben, wobei der Stützrahmen (71) der Tunnelbaumaschine auch derjenige (40) des Schalsystems ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zum Tunnelbau, ein Schalelement und ein Schalsystem gemäß den Oberbegriffen der unabhängi­ gen Ansprüche. Entsprechende Verfahren und Maschinen sind aus der DE 196 50 330, der DE 198 59 821 und der DE 199 14 973 bekannt.

Aus der DE 196 50 330 ist ein Tunnelbauverfahren bekannt, bei dem ausge­ hend von der Ortsbrust im Gebirge ein Schlitz um den Tunnelumfang umlau­ fend vorauseilend hergestellt, im Schlitz eine um den Tunnelumfang umlau­ fende Stützschicht aus einem aushärtenden Werkstoff gebildet und dann Ma­ terial von der Ortsbrust abgetragen wird. Der Schlitz wird von einer fast vollständig im Schlitz steckenden Maschine gegraben, die im Schlitz hinter sich eine Betoniereinrichtung sowie geeignete Schalelemente herzieht. Das Verfah­ ren wird wiederholt angewendet. Die Stützschicht kann einer um den Tunne­ lumfang umlaufenden und sich in Tunnellängsrichtung erstreckenden Spirale folgend hergestellt werden. Genauso sind einzelne Ringe vorgeschlagen wor­ den, die nacheinander in Vortriebsrichtung aufgereiht gebaut werden. Spirale bzw. Ringe können so geneigt sein, daß der obere Teil in Vortriebsrichtung weiter vorne liegt als der untere Teil. Dementsprechend kann die Ortsbrust ge­ neigt sein, so daß sie weniger einsturzgefährdet ist. Eine tatsächliche Realisie­ rung hierzu steht noch aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Maschine für den Tun­ nelbau anzugeben, die einen schnellen Vortrieb des Tunnels durch das Gebirge erlauben.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

In einem Verfahren zum Tunnelbau wird an der Ortsbrust im Gebirge ein Schlitz vorzugsweise um den Tunnelumfang umlaufend vorauseilend herge­ stellt, in den Schlitz der Kopfbereich bzw. die Vorderkante eines Schalele­ ments geschoben, damit eine vorzugsweise um den Tunnelumfang umlaufende Stützschicht aus einem aushärtenden Werkstoff, vorzugsweise Beton, herge­ stellt und dann Material von der Ortsbrust abgetragen. Die Stützschicht kann im Schlitz und/oder dahinter gebildet werden. Zum Halten des Werkstoffs (Beton) während des Aushärtens wird ein Schalelement in den Schlitz gescho­ ben.

Ein Schalelement zum Einschalen und Stützen einer Stützschicht im Tunnel­ bau ist an einem im schon gegrabenen Tunnel liegenden Stützrahmen in Tun­ nelvortriebsrichtung verschieblich befestigbar.

Ein Schalsystem weist einen Stützrahmen und mehrere unabhängig voneinan­ der bewegliche Schalelemente auf.

Eine Tunnelbaumaschine hat ein Werkzeug, das an der Ortsbrust im Gebirge einen um den Tunnelumfang umlaufenden Schlitz gräbt. Das Werkzeug ist beweglich an einem Stützrahmen befestigt und kann durch eine Steuerung au­ tomatisch längs der gewünschten Bahn geführt werden.

In einem Verfahren zum Tunnelbau werden zum Bau einer Betonschicht am Tunnelumfang Schalelemente längs eines Stützrahmens in Tunnelvortriebs­ richtung verfahren und hinter die so gebildete Verschalung Beton gefüllt. Zum Bau einer Krümmung des Tunnels kann der Stützrahmen in seiner Ausrichtung verändert werden. Die Schalelemente werden dann längs des neu ausgerichte­ ten Stützrahmens in Tunnelvortriebsrichtung weiter verfahren.

Nachfolgend werden bezugnehmend auf die Zeichnungen einzelne Ausfüh­ rungsformen der Erfindung beschrieben, es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittzeichnung zur Erläuterung des erfindungsge­ mäßen Tunnelbauverfahrens,

Fig. 2 mehrere schematische Darstellungen eines Schalelements,

Fig. 3 den vorderen Bereich eines Schalelements,

Fig. 4 den Aufbau und die Einsatzweise eines Schalsystems,

Fig. 5 verschiedene Ausführungsformen zu einstellbaren Kraftübertragungs­ elementen,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Schalsystems zur Darstellung der Vorgehens­ weise, wenn eine Krümmung im Tunnel gebaut werden soll, und

Fig. 7 eine Darstellung einer wesentlichen Komponente einer Tunnelbauma­ schine.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines zu bauenden Tunnels zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Tunnelvortriebsrich­ tung wird als z-Koordinate bezeichnet. Als Radialrichtung wird eine Richtung von der Tunnelmitte weg bzw. zu ihr hin bezeichnet, wobei dies eine Rich­ tungsangabe in einem zylindrischen Koordinatensystem wäre. Die Umfangs­ richtung entspräche dann einem Verlauf in Richtung des Tunnelumfangs. Es wird jedoch gleich hier darauf hingewiesen, daß der Tunnelquerschnitt kreis­ förmig sein kann, aber nicht muß. Der Querschnitt kann z. B. unten abgeflacht sein. Sofern von kartesischen Koordinaten ausgegangen wird, soll x vertikal nach oben zeigen, y vom Betrachter weg und z abermals in Tunnelvortriebs­ richtung.

17 symbolisiert das Gebirge, durch das der Tunnel vorzutreiben ist. 18 sym­ bolisiert den schon aufgegrabenen Tunnel. Typische Tunneldurchmesser kön­ nen zwischen 4 und 15 m liegen. 14 ist die Ortsbrust, sie liegt in Tunnelvor­ triebsrichtung am weitesten vorne und ist also die Stelle, von der aus das Tun­ nel weiter nach vorne vorgetrieben wird. 15 symbolisiert einen Schlitz, der ausgehend von der Ortsbrust 14 durch ein geeignetes Werkzeug 12 gegraben wird. Der Schlitz läuft um den Tunnelumfang herum. In ihm wird eine Stütz­ schicht 10 aus einem aushärtenden Material, vorzugsweise Beton, gebaut. Der Querschnitt des geformten Schlitzes in Fig. 1 ist im gezeigten Beispiel ko­ nisch. Er kann aber auch andere Querschnittsformen haben. 16 symbolisiert eine weitere Stützschicht, vorzugsweise abermals aus Beton, die dem weiteren Ausbau des Tunnels dient.

Zur Bildung der Stützschicht 10 wird ein Schalelement 13 in den Schlitz 15 geschoben. Das Schalelement kann einen vergleichsweise komplexen Vorder­ bereich haben, der Abdicht-, Halte- und/oder Verfüllfunkionen wahrnehmen kann. In das zwischen Schalelement 13 und Gebirge 17 sich bildende Volu­ men wird das aushärtende Material, vorzugsweise Beton 11, gegossen. Es härtet dort aus und übernimmt dann tragende Funktion. Nach dem Bau des Schlitzes bzw. nach dem Einfüllen des Betons 11 zwischen Gebirge 17 und Schalelement 13 bzw. nach dem Bau zumindest eines Teils der Stützschicht 10 wird das Material an der Ortsbrust entfernt und abtransportiert. Das Graben des Schlitzes im Bereich der Tunnelsole kann nach dem Abgraben der darü­ berliegenden Ortsbrust erfolgen. Danach wiederholt sich das Verfahren, indem weiter vorne der Schlitz 15 gebildet, das Schalelement 13 in den Schlitz ge­ schoben, das Volumen mit Beton 11 verfüllt und schließlich an der Ortsbrust 14 Material abgegraben wird.

Der vorauseilende Bau des Schlitzes erhöht die Vortriebsgeschwindigkeit, da nicht Messer gegen den Widerstand des Gebirges in die Ortsbrust eingetrieben werden müssen. Vielmehr wird das Material im Bereich der zukünftigen Stütz­ schicht vorab entfernt, was ein leichtes Vorschieben von Schalelementen er­ laubt. Je nach Komplexität des Kopfes der Schalelemente kann der eigentliche Schalbereich (das mit Beton zu verfüllende Volumen) ganz, teilweise oder gar nicht im Schlitz und dafür gar nicht, teilweise oder ganz hinter dem Schlitz bzw. der Ortsbrust liegen.

Die Ortsbrust 14 kann geneigt sein (oben in Vortriebsrichtung weiter vorne als unten). Typische Neigungswinkel wären 10 bis 45° gegen die Vertikale, vor­ zugsweise 20 bis 35°. Dementsprechend geneigt verläuft dann der Umlauf um den Tunnelumfang beim Bau des Schlitzes. Die Stützschicht kann, muß aber nicht um den Tunnelumfang umlaufend hergestellt werden. Insbesondere bei Tunneln mit großen Durchmessern kann die Stützschicht unten offen (ohne Solschluß) sein.

Bevor bezugnehmend auf die Fig. 2 und 3 Ausführungsformen eines Schale­ lements 13 beschrieben werden, wird bezugnehmend auf Fig. 4 der Einsatz der Schalelemente in einem Schalsystem beschrieben. Ganz allgemein bedeuten gleiche Bezugsziffern gleiche Merkmale, so daß auf deren abermalige voll­ ständigen Beschreibung gegebenenfalls verzichtet wird. An einem Stützrah­ men 40 im schon gegrabenen Tunnel 18 sind mehrere Schalelemente 13a, 13b befestigt. Sie sind längsverschieblich befestigt, angedeutet ist dies durch Rol­ len 41 zwischen Stützrahmen 40 und Schalelementen 13. Der Stützrahmen 40 befindet sich hinter der Ortsbrust 14 und kann sich in Tunnelrichtung nach hinten erstrecken. Die Schalelemente 13 befinden sich funktional zwischen Stützrahmen 40 und Betonschicht 10. Die Schalelemente 13 können einzeln und unabhängig voneinander in Tunnellängsrichtung verfahren werden.

Fig. 4B zeigt das Schalsystem im Schnitt. Der Schnitt liegt in Fig. 4A im hin­ teren Bereich des Schalsystems, man blickt von rechts nach links. In Fig. 4B erkennt man, daß der Stützrahmen 40 im Inneren des Tunnels 18 sich auch in Umfangsrichtung erstreckt. Mehrere Schalelemente 13a-d sind verschieblich am Stützrahmen 40 befestigt. Lediglich einige der Schalelemente sind durch Bezugsziffern bezeichnet. Die nicht bezeichneten Schalelemente können ge­ nauso aufgebaut sein wie die mit Bezugsziffern versehenen. Die Schalelemen­ te können die Stützschicht bzw. Betonschicht 10 in Umfangsrichtung ganz oder im wesentlichen vollständig abdecken, wobei beispielsweise kleine Spalten bzw. Fugen zwischen ihnen verbleiben können. Die Anlageflächen können auch mit gezielten Überlappungen vorgesehen sein. Die Schalelemente 13 können entsprechend der Krümmung des Tunnelprofils in Umfangsrich­ tung konturiert sein. In der gezeigten Ausführungsfarm sind alle Schalelemen­ te 13 als beweglich gegenüber dem Stützrahmen 40 angedeutet. Dies kann, muß aber nicht so sein. Es kann beispielsweise ein Schalelement fest mit dem Rahmen 40 verbunden sein, beispielsweise das untere. Wenn es in Tunnel­ längsrichtung verfahren werden soll, erfolgt dies zusammen mit dem Stütz­ rahmen 40, der ebenfalls im Laufe der Zeit in Tunnelvortriebsrichtung wan­ dern muß.

Schon aus den Fig. 4A und B wird ersichtlich, daß die Schalelemente 13 mehr sind als flache Schalbretter. Ihr Aufbau wird nun bezugnehmend auf die Fig. 2 und 3 näher beschrieben.

Fig. 2A zeigt ein Schalelement 13 schematisch von der Seite, Fig. 2B schema­ tisch von oben (Blick auf die Schalfläche, also die am Beton anliegende Flä­ che).

Ganz allgemein haben die Schalelemente 13 zumindest die Aufgabe, den flüs­ sigen Beton so lange zu halten, bis er abgebunden hat und sich selbst tragen kann. Wenn schnell bindender Beton verwendet wrd, kann dieses Abbinden binnen einiger Minuten erfolgen, beispielsweise innerhalb einer Zeit von we­ niger als 15 min. vorzugsweise weniger 6 min. Der Beton hält sich dann zwar selber, ist aber noch nicht so weit durchgehärtet, daß er auch tragfähig gegen­ über externen Lasten (nämlich dem außen anliegenden Gebirge 17) ist. Dieses Durchhärten kann mehrere Stunden dauern. Bis es abgeschlossen ist, ist der Beton noch nicht voll tragfähig, so daß zum Auffangen externer Lasten eine weitere Unterstützung des Betons auch nach dessen Verfestigung aus dem flüssigen Zustand heraus notwendig ist. Auch diese Aufgabe kann von den Schalelementen 13 übernommen werden. Damit trägt der vordere Teil eines Schalelements 13 den noch flüssigen bzw. gerade abbindenden Beton, wäh­ rend der hintere Teil zur Stützung des noch jungen, noch nicht vollständig durchgehärteten Betons und insbesondere zur Aufnahme der über dem Beton liegenden Last dient.

In der Seitenansicht der Fig. 2A liegt die Betonschicht 10 über der Fläche 21. Unter der Komponente 22 liegt im Einsatz der Stützrahmen 40 des Schalsy­ stems. In den Fig. 2A-C ist links in Vortriebsrichtung vorne, rechts ist in Vortriebsrichtung hinten. 21 symbolisiert ein Schalbrett, dessen in der Figur nach oben zeigende Oberfläche am Beton anliegen kann. In der Regel wird das Schalbrett aus einem metallischen Material bestehen oder ein solches aufwei­ sen. Unter dem Schalbrett 21 liegt ein Schalrahmen 22, der vorzugsweise bie­ gesteif ist. Er kann eine vergleichsweise massive Konstruktion aufweisen. Schalbrett 21 und Schalrahmen 22 können in Tunnelvortriebsrichtung gegen­ einander unverschieblich miteinander verbunden sein. Dies kann beispielswei­ se durch eine vergleichsweise starre Befestigung 24 im vorderen Bereich des Schalelements 13 geschehen.

Zwischen Schalbrett 21 und Schalrahmen 22 sind Kraftübertragungselemente 23 vorgesehen, die einstellbar sind. Sie können hinsichtlich ihrer Abmessung und/oder hinsichtlich der durch sie übertragenen Kraft einstellbar sein. Es kann sich bei ihnen beispielsweise um mit Fluid befüllbare Kissen oder um Hydrauliken handeln, wie dies bezugnehmend auf Fig. 5 später erläutert wird.

Ganz allgemein sind zumindest Teile der radial außen liegende Schalfläche des Schalbretts 13 in Radialrichtung des Tunnels verstellbar. Dies kann bei­ spielsweise durch die einstellbaren Kraftübertragungselemente 23 erfolgen. Die Einstellbarkeit der Kraftübertragungselemente 23 kann mehreren Zwecken dienen.

Zum einen wird es dadurch möglich, das gesamte Schalsystem im Tunnel so auszurichten und zu verfahren, daß Krümmungen des Tunnels gebaut werden können. Zum anderen können durch das Zulassen gezielter Verformungen, insbesondere Schrumpfungen bzw. Stauchungen des noch jungen Betons, be­ stimmte Punkte in der Gebirgskennlinie angefahren werden, wie dies in der DE 199 14 973 insbesondere bezugnehmend auf dort Fig. 6 und 7 beschrieben ist. Die dort beschriebenen Kriterien können somit als Steuerungs- bzw. Rege­ lungsziel einer Ansteuerung für die einstellbaren Kraftübertragungselemente 23 dienen.

In Fig. 2A liegt vorne (links) derjenige Teil des Schalelements, der in den Schlitz 15 an der Ortsbrust 14 geschoben wird. Auch in diesem Bereich ist das Schalbrett 21 im wesentlichen eben. Ganz allgemein erstreckt sich somit das Schalbrett 21 in Umfangsrichtung und in Tunnelvortriebsrichtung. In Fig. 2A ist die Ebene lediglich durch eine seitliche Schürze 27 verdeckt, die sich aus der Ebene des Schalbretts 21 heraus hin zum Fels in radialer Richtung erstreckt. Mit der Schürze 27 wird der flüssige Beton am seitlichen Abfließen gehindert. Im Bereich hinter der Schürze 27 wird von schon abgebundenem Beton ausgegangen, so daß ein seitliches Stützen nicht mehr erforderlich ist. Es wird darauf hingewiesen, daß das Volumen, das durch das Vorschieben ei­ nes Schallbretts entsteht, auch durch Schürzen benachbarter Schalbretter ge­ schlossen werden kann. Dies kann insbesondere bei einer geneigten Ortsbrust der Fall sein, wo Schalbretter eben wegen der Neigung in Vortriebsrichtung (z-Koordinate) unterschiedliche Positionen haben. Ein Schalbrett kann somit Schürzen aufweisen, die nicht (nur) der Abdichtung des eigenen Schalvolu­ mens dienen, sondern (auch) der des Schalvolumens des Nachbarschalbretts. Solche Schürzen können am Schalbrett seitlich und vor dem eigenen Schalvo­ lumen liegen.

Fig. 2B zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Schalelement 13. Bezogen auf die Einbaulage im Einsatz erfolgt der Blick von radial außen nach radial innen. Unter dem Schalbrett 21 sind gestrichelt der Schalrahmen 22 und die einstellbaren Kraftübertragungselemente 23 angedeutet. Vorne (linke) liegen Schürzen 27a (seitlich) und 27b (vorne) zum Halten des flüssigen Betons. Je nach Einbaulage können auch zwei seitliche Schürzen 27a auf beiden Seiten des Schalbretts 21 oder auch gar keine seitliche Schürze 27a vorgesehen sein.

Das Schalbrett 21 ist vorzugsweise so aufgebaut, daß es in bestimmtem Um­ fang gezielt deformierbar ist, insbesondere in Radialrichtung. Um solche De­ formierungen zuzulassen, können Schlitze 25 im Schalbrett vorgesehen sein, die geeignet positioniert und dimensioniert sind. Gezeigt ist eine Ausführungsform, in der seitliche Schlitze vorgesehen sind, die in Tunnelvortriebsrichtung voneinander beabstandet sind. In der Mitte des Schalbretts kann ein "Rückgrat" verbleiben. Durch solche Schlitze sinkt die Eigensteifigkeit des Schalbretts 21, und einzelne Teile desselben können unabhängig voneinander durch die einstellbaren Kraftübertragungselemente 23 in ihrer Lage oder hin­ sichtlich der von ihnen übertragenen Kraft eingestellt werden.

Fig. 2C zeigt eine perspektivische Darstellung eines Schalbretts 21. Man blickt von radial (Tunnelradius) innen auf das Schalbrett, also letztendlich auf die andere Seite als die, auf die in Fig. 2B geblickt wird. Fig. 2C deutet an, daß das Schalbrett 21 in Tunnelumfangsrichtung profiliert bzw. gebogen sein kann. Abermals sind Schlitze 25 zu sehen, die die oben beschriebene Funktion haben. Mit 23 ist ein Kraftübertragungselement symbolisiert. Die Schlitze können auch ganz durchgehend sein, beispielsweise in Umfangsrichtung, so daß ein Schalbrett aus mehreren Einzelelementen besteht. Bei Einzelelementen können diese auch überlappend vorgesehen sein, so daß weniger von einem Schlitz als vielmehr von einer Trennung zu sprechen wäre. 29 symbolisiert eine Versteifung des "Rückgrats", die je nach Bedarf die mechanische Steifig­ keit festlegen kann. Bei Einzelelementen wäre die Versteifung die Verbindung der Einzelelemente 24 symbolisiert eine vergleichsweise feste Verbindungs­ einrichtung, mit der das Schalbrett 21 mit dem (nicht gezeigten) Schalrahmen 22 verbunden werden kann.

Die Kraftübertragungselemente 23 wirken somit zwischen Schalbrett 21 und Schalrahmen 22. Letzterer ist vergleichsweise biegesteif, während ersteres so ausgelegt ist, daß bestimmte Formgebungen einstellbar sind oder durch äußere Last möglich werden. Die Verbindung 24 zwischen Schalbrett und Schalrah­ men ist vorzugsweise so, daß sie keine Verschiebungen der beiden Komponen­ ten gegeneinander in Tunnelvortriebsrichtung zuläßt. Sie kann auch in Tunnel­ radialrichtung starr sein.

Fig. 3 zeigt Ausführungsformen des Kopfes des Schalbretts 21. Unter "Kopf" wird der vorne liegende Teil des Schalbretts verstanden. Die Fig. 3A und B zeigen, daß die Vorderkante des Schalbretts nicht rechtwinklig zu den Seiten­ kanten verlaufen muß. Es kann ein Winkel gewählt werden, der an die Nei­ gung der Ortsbrust angepaßt ist und der anders als rechtwinklig ist. Der Win­ kel kann von der Lage des Schalbretts im Schalsystem abhängen. Die Vorder­ fläche 32 des Schalbretts kann gegenüber der Radialrichtung des Tunnels ab­ gewinkelt sein. Es ergibt sich dadurch eine markante Kante 35, mit der entwe­ der (unten im Tunnel) in den Schlitz gefallenes Material beim Vorschub des Schalbretts unterfahren oder mit dem gegebenenfalls noch fest in den Schlitz stehendes Material in geringem Umfang abgeschabt werden kann.

Fig. 3B zeigt, daß die seitliche Schürze 27a so ausgebildet ist, daß sie sich nach hinten verjüngt. Dadurch wird das Ausschalen erleichtert, die Schürze löst sich leicht vom stehenden Beton, wenn sie zusammen mit dem Schalele­ ment 13 nach vorne geschoben wird. Die Länge L der seitlichen keilförmigen Schürze 27a ist vorzugsweise länger als der Vorschub V des Schalelements 13 in einem Arbeitsgang. Die Keilform wird so gewählt, daß sichergestellt ist, daß im folgenden Arbeitsgang noch im Fließquerschnitt ausreichend dimensionierte Verbindungen zu nicht mit Beton verfüllten Räumen bestehen (die aufgrund eben des Vorhandenseins der seitlichen Schürze 27a entstanden), so daß im folgenden Arbeitsgang (ein Schritt weiter vorne) Beton in das ehemals von der keilförmigen Schürze eingenommene Volumen fließen kann, so daß auch diese noch verfüllt sind. Die Höhe H des Kopfes des Schalbretts 21 ent­ spricht im wesentlichen etwa der Dicke der zu fertigenden Betonschicht 10.

Der Schnitt der Fig. 3C zeigt, daß Profilierungen der Schürzen so sein können, daß sich ein System von Nut und Federn ergibt. Dies ist durch die abgewinkel­ te Innenwand 33 der vorderen Schürze 27b angedeutet. Weiter hinten gestri­ chelt angedeutet ist die Art und Weise, wie die in unterschiedlichen Arbeits­ schritten gebildeten Stützschichtringe nach Art von Nut und Feder ineinander­ greifen.

Gebirgenahe Bereiche der Schürzen 27 können beheizbar sein. Dadurch kann eine weitere Beschleunigung des Abbindens des flüssigen Betons erreicht werden (beispielsweise hin zu Zeiten von weniger als 10 s). Verbleibende Undichtigkeiten zwischen radialer Außenkante einer Schürze und umgeben­ dem Fels werden dadurch schnell durch ausgehärteten Beton zugesetzt. Die beheizbaren Bereiche sind in Fig. 3B und C durch Bezugsziffer 34 angedeutet. Es kann sich beispielsweise um die gebirgenahen Kanten der Schürzen 27 handeln.

Mit Bezugsziffer 36 ist ganz allgemein eine Einrichtung angedeutet, mittels derer Beton in den sich beim Vorschub des Schalelements 13 ergebenden Freiraum zwischen Schalraum und Gebirge gefördert werden kann. Schematisch ist lediglich eine Leitung gezeigt. Es kann sich jedoch um mehrere Leitungen und eine Mischeinrichtung handeln, die beispielsweise Beton und Beschleuni­ ger (zum Beschleunigen des Abbindens) unmittelbar vor dem Auslaß mitein­ ander vermischen. Der Einlaß kann durch die Wand der vorderen Schürze 27b erfolgen. Allgemein kann das Verfüllen des beim Vorschub des Schalelements 13 entstehenden Volumens "synchron" zum Vorschub erfolgen. Das Volumen wird so mit Beton verfüllt, wie es beim Vorschub entsteht. Dadurch wird ver­ hindert, daß Material vom umgebenden Gebirge in das zu verfüllende Volu­ men fällt, so daß eine ungestörte Betonschicht entsteht.

Fig. 3D zeigt den Kopfbereich eines Schalelements, wie es im Schlitz 15 steckt. Eine Zunge 38 kann sich vom Schalvolumen aus nach vorne (z- Richtung) erstrecken. Es können beispielsweise in der Zunge 38 Abdichtein­ richtungen 37 vorgesehen sein, mit denen Abdichtungen zum Gebirge 17 hin vorgenommen werden können. Es kann sich beispielsweise um befüllbare Kis­ sen handeln. Sie können mit warmem Wasser gefüllt werden. Die Abdichtein­ richtung kann auch eine Einrichtung zum Einbringen von schnell aushärtendem Material (bspw. Bauschaum) zwischen Schalbrett 13, insbes. Zunge 38 und Gebirge 17 sein. Es kann sich auch um weitere Zugabeeinrichtungen für Be­ schleuniger handeln, die das Abbinden des Betons beschleunigen. 36b und c symbolisiert verschiedenen Leitungen für etwa Beton und Beschleuniger, 36a eine Mischeinrichtung. Der Einlaß in das Schalvolumen ist vorne unten im Schalbrett 21.

Fig. 3E zeigt eine mechanische Ausführung einer Abdichteinrichtung 39. Es handelt sich um vorne um eine Achse 39b schwenkbar gelagerte Keile 39a, die elastisch gegen das Gebirge gedrückt werden. Hinten sind sie geschlossen, damit sie nicht mit Beton verfüllt werden. Auch sie können mit beheiztem Fluid gefüllt sein. Für ein Schalelement 13 können mehrere Keile 39a über dessen Breite verteilt vorgesehen sein.

In Fig. 4A ist durch Bezugsziffer 43 eine Steuerung bzw. Regelung für die verschiedenen Komponenten des Schalsystems gezeigt. Ganz allgemein kann die Steuerung bzw. Regelung 43 Signale von einer Sensorik 44 empfangen und nach deren Maßgabe Aktorik 42 geeignet ansteuern, insbesondere die Kraftübertragungselemente 23.

Die Länge eines Schalelements 13 in Tunnelvortriebsrichtung kann größer als der halbe Tunneldurchmesser oder größer als der ganze Tunneldurchmesser sein. Soweit auf Tunneldurchmesser Bezug genommen wird und der Tunnel­ querschnitt nicht kreisförmig ist, wird auf den größtmöglichen Durchmesser Bezug genommen. Typische Tunneldurchmesser können zwischen 4 und 15 m liegen, vorzugsweise zwischen 6 und 10 m. Der Stützrahmen 40 des Schalsy­ stems hat in Tunnelvortriebsrichtung vorzugsweise mindestens die halbe Län­ ge eines Schalelements, weiter vorzugsweise mindestens 2/3 der Länge eines Schalelements in Tunnelvortriebsrichtung. Über den Tunnelumfang können 4 bis 20 Schalelemente vorgesehen sein, vorzugsweise 6 bis 15. Ihre Abmessung in Umfangsrichtung kann 1 bis 4 Meter betragen, vorzugsweise 2 bis 3,5 Me­ ter.

Fig. 5 zeigt Ausführungsformen der einstellbaren Kraftübertragungselemente. Fig. 5A zeigt schematisch fluid-befüllbare Kissen 50, die für die Aufnahme der jeweils gewünschten Drücke etc. ausgelegt sind. Über einen Anschluß 51 und eine Leitung 52 steht das Kissen 50 mit einer Hydraulikquelle 53 in Fluidverbindung. Dazwischen können noch geeignete Ventile etc. liegen. Durch 54 ist ein Drucksensor mit einer Ableitung 55 angedeutet. Der Druck­ sensor kann Teil der Sensorik 44 sein und im Kissen 50 liegen oder auch an einer damit in Fluidverbindung stehenden Stelle in der Leitung 52. Wenn das Kissen 50 mit Fluid befüllt wird, dehnt er sich aus. Wenn Fluid abgelassen wird, wird er kleiner. Denkbar sind einerseits Volumensteuerung (so daß eine bestimmte Abmessung erreicht wird) oder Drucksteuerung (so daß entspre­ chend F = p . A eine bestimmte Kraftübertragung erreicht wird).

Als Fluid kann ein kompressibles oder unkompressibles Medium oder eine Mischung hiervon gewählt werden. Denkbar sind beispielsweise Luft oder Hydrauliköl. Im Einsatz würde das Kissen 50 zwischen Schalbrett 21 und Schalrahmen 22 liegen.

Fig. 5B zeigt schematisch eine andere Ausführungsform. Zwischen Schalbrett 21 und Schalrahmen 22 ist eine mehr oder minder herkömmliche Hydraulik 56 angedeutet. 57 und 58 sind Kraftübertragungselement, die vorgesehen sein können, um einen allzu punktuellen Krafteintrag auf Schalbrett und/oder Schalrahmen 22 zu vermeiden. Auch hier ist eine Kraft- oder Abmessungs­ steuerung denkbar.

Die Verwendung von Kissen hat den Vorteil, daß sie in unaufwendiger Weise Scherbewegungen zwischen Schalbrett und Scharahmen (in z-Richtung und/oder in Umfangsrichtung) zulassen bzw. aufnehmen können. Bezugnehmend auf Fig. 6 werden Überlegungen hinsichtlich der Frage erläu­ tert, wie das Schalsystem "um die Kurve" fahren kann, also wie eine Krüm­ mung des Tunnels gebaut werden kann.

Um Kurven im Tunnelbau auffahren zu können, ist es erfindungsgemäß vor­ gesehen, zunächst natürlich den Schlitz an der Ortsbrust entsprechend der ge­ wünschten Geometrie zu graben. Bei engen Kurven können sich dabei (abhängig natürlich auch von der Länge des Vortriebs pro Umlauf der Stütz­ schicht) Verschiebungen im Vergleich der einzelnen Umläufe zueinander von bis zu einigen Zentimetern ergeben, typisch jedoch 0 bis 10 Millimeter. Das Graben des Schlitzes ist insoweit eher unproblematisch, dies kann durch eine geeignete Positionsregelung der Grabvorrichtung eingesteuert bzw. eingeregelt werden.

Durch die längliche Ausrichtung des Schalsystems und durch sein flächiges Anliegen an der Innenseite der Betonschicht 10 wäre aber a priori ein Vor­ schieben des Schalsystems immer nur geradeaus möglich, da das System zwar vorne frei wird, aber hinten durch den schon gebauten Tunnel geführt bleibt. In Fig. 6 entspricht die Geradeausrichtung der gestrichelten Linie 66. Nun kann es natürlich bei Tunnels gewünscht sein, diese einer Kurve folgend zu bauen, stark übertrieben angedeutet durch Linie 67. Die Kurve kann dabei wahlweise in der horizontalen und/oder in der vertikalen Ebene liegen. Im Straßenbau liegen Radien R von Tunnelverläufen selten unter 500 m. Im U- Bahnbau können sie jedoch beispielsweise bei Wendepunkten bis zu 150 m eng werden. Es muß dafür Sorge getragen werden, daß insbesondere die Füh­ rung der Maschine durch die hinten liegende Stützschicht nicht zu ungewollter Geradeausfahrt führt.

Damit auch das Schalsystem dem gekrümmten Weg folgt, ist vorgesehen, den Stützrahmen 40 des Schalsystems entsprechend der gewünschten Krümmung neu im Tunnel auszurichten. Die Verschiebung der Schalelemente 13 und damit auch der Bau weiterer Abschnitte der Stützschicht erfolgen dann zu­ künftig entsprechend der neuen Ausrichtung. Beim Neuausrichten des Stütz­ rahmens 40 wird dieser dabei die Schalrahmen 22 in die neue Ausrichtung "mitnehmen", während aufgrund der einstellbaren Kraftübertragungselemente 23 die Schalbretter 21 nach wie vor am Tunnelumfang anliegen. Beim weite­ ren Vorschub der Schalelemente 13 werden diese dann entlang der geänderten Ausrichtung vorgeschoben, so daß sie der geänderten Bahn folgen.

Zur Ausrichtung des Stützrahmens 40 ist eine Ausrichteinrichtung vorgesehen. Sie kann eine Lagesteuerung bzw. Lageregelung aufweisen. Die Ausrichtein­ richtung kann beispielsweise eine schematisch angedeutete Einstell­ einrichtung 60 aufweisen. Es kann sich beispielsweise um eine Einrichtung handeln, die mechanisch zwischen Stützrahmen 40 und der Betonschicht 10 wirkt. Sie kann beispielsweise am hinteren Ende des Stützrahmens 40 ange­ bracht sein. Es kann sich um Hydraulikzylinder handeln, die funktional zwi­ schen Stützrahmen 40 und Tunnelwand bzw. Betonschicht 10 liegen und die das hintere Ende des Stützrahmens entsprechend den geometrischen Anforde­ rungen "herumdrücken".

Im Beispiel der Fig. 6 wird angenommen, daß bisher längs einer geraden Linie 66 das Tunnel vorgetrieben wurde. 61 symbolisiert eine gedachte Längsachse des Schalsystems. Ab sofort soll das Tunnel längs der Kurve 67 vorgebracht werden. Demzufolge wäre es notwendig, für das nächste Segment der Stütz­ schicht die Längsachse der Schalvorrichtung auf die neue Richtung 62 auszu­ richten. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Komponente 60a ausgefahren wird, während die Komponente 60b kleiner gemacht wird. Beispielsweise kann es sich bei den Komponenten 60 um hydraulisch betriebene Stempel handeln. Um eine Bewegung in beiden Raumrichtungen (auf/ab bzw. links/rechts) zu ermöglichen, wären mindestens drei Komponenten möglich, die über den Umfang des Stützrahmens verteilt an der Tunnelwand angreifen. Wenn die Längsachse des Stützrahmens 40 von der ehemaligen Ausrichtung 61 auf die neue Ausrichtung 62 eingestellt ist, werden auch die Führungen der Schalelemente 13 dementsprechend verändert ausgerichtet sein. Schematisch angedeutet ist dies im Übergang von Stützrahmenkante 63 auf die neue Kante 64. Dementsprechend wird auch der weitere Vorschub der Schalelemente ent­ sprechend der neuen Richtung erfolgen.

Die Komponenten 60 können auch zur Verrollungskontrolle ausgelegt sein bzw. verwendet werden. Tunnelbaumaschinen neigen (wegen unsymmetri­ scher Last oder wegen aufgebrachter externer Momente) zum Verrollen um die z-Achse. Durch die Elemente 60 kann ein gegenhaltendes Moment um die z- Achse eingeleitet werden. Die Elemente 60 wären dann so zu positionieren und anzusteuern, daß Kräftepaare erzeugt werden, die um die z-Achse das ge­ wünschte Moment liefern. Diese Kräfte können denen zum Lenken des Rah­ mens wie oben beschrieben überlagert werden.

In einer bestimmten Ausführungsform können die Schalelemente 13 bei­ spielsweise so aufgebaut sein, daß sie in radialer Richtung vorne starr und nach hinten radial einstellbar sind. Dann wird insbesondere vorne die Stütz­ schicht 10 entsprechend den neu ausgerichtet vorgefahrenen Köpfen der Schalelemente 13 gebildet. Nach hinten erfolgt weiterhin die Stützung der Stützschicht durch die wegen der einstellbaren Kraftübertragungselemente 23 nach wie vor anliegenden Schalbretter 21.

In Fig. 6 ist eine in radialer Richtung starre Verbindung zwischen Kopf eines Schalelements 13 und dem Stützrahmen 40 durch eine dicke Verbindung zwi­ schen beiden angedeutet. Mit 65 ist allerdings eine Drehbeweglichkeit der Verbindung angedeutet, so daß das "Herumheben" des Stützrahmens 40 den vorne noch jungen Beton nicht über die Maßen quetscht oder staucht.

Anstelle einer separat vorgesehenen Einstelleinrichtung 60 können deren Funktionen auch von den einstellbaren Kraftübertragungselementen 23 über­ nommen werden. Wenn beispielsweise Kissen gemäß Fig. 5A verwendet wer­ den und ein Herumheben entsprechend Fig. 6 erfolgen soll, müßten die unte­ ren Kissen aufgepumpt und die oberen Kissen entsprechend abgelassen wer­ den, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Die jeweiligen Steuerungsmaßnahmen können auch im Rahmen einer Regelung erfolgen. Eine Positionssen­ sorik bzw. Lagesensorik ist dann vorteilhafterweise einzusetzen, nach deren Maßgabe die Ansteuerung der einzelnen Komponenten erfolgen kann. Ein ra­ dial starrer Durchmesser des Schalsystems kann an einer Stelle in Tunnel­ längsrichtung vorgesehen sein (in Fig. 6 vorne), dies muß aber nicht so sein. Vielmehr können auch vorne einstellbare Kraftübertragungselemente vorgese­ hen sein. Wenn eine radial starre Verbindung vorgesehen ist, kann diese vorne liegen. Dies muß aber nicht so sein. Sie kann beispielsweise auch in der Mitte oder hinten liegen.

Allgemein kann das Schalsystem modular in der Weise aufgebaut sein, daß ein "Standard"-Stützrahmen 40 vorgesehen ist, mit dem verschiedene Tunnel­ durchmesser und -geometrien abgedeckt werden können. Die Anpassung an die konkret gewünschten Maße und (Querschnitt-)Geometrien erfolgt durch geeignete Auslegung und dimensionierung der Schalbretter.

Fig. 7 zeigt perspektivisch wesentliche Komponenten einer Tunnelbaumaschi­ ne, wie sie zur Umsetzung eines der oben beschriebenen Verfahren verwendet werden können. Es handelt sich um diejenigen Maschinenteile, die den umlau­ fenden Schlitz an der Ortsbrust im Gebirge raben. Vorne (in Fig. 7 links) sitzt ein Grabwerkzeug 70, das automatisch, gegebenenfalls aber auch manuell längs der gewünschten Bahn geführt werden kann, so daß der nachher mit Beton zu verfüllende Schlitz 15 auf diese Weise gegraben werden kann.

Das Werkzeug 12, 70 kann beispielsweise ein Schneidkopf oder ein Fräskopf sein. Beispielhaft dargestellt ist ein Längsschneidkopf 70, der sich um die Längsachse des Armes, an dem er angebracht ist, dreht. Der Kopf steckt je­ weils in dem zu bauenden Schlitz, wird kreislinien- oder spiralförmig (gegebenenfalls jeweils geneigt) geführt und fräst auf diese Weise Material aus der Ortsbrust.

Das Werkzeug selbst ist an einem ersten Arm 73 befestigt, der um eine in der oberen Tunnelhälfte liegende erste Achse 74 drehbar ist. Im wesentlichen kann durch die Drehung um diese Achse eine Auf- und Abbewegung des Werk­ zeugs erfolgen. Eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung, die ebenfalls not­ wendig ist, um möglichen Geometrien des zu bauenden Schlitzes folgen zu können, kann durch einen translatorischen Freiheitsgrad erreicht werden. Hier­ zu kann der erste Arm 73 beispielsweise ein- und ausfahrbar vorgesehen sein, oder die Aufhängng der ersten Achse 74 kann in z-Richtung verschieblich ge­ staltet sein.

Anstelle eines translatorischen Freiheitsgrades ist es möglich, einen zweiten rotatorischen Freiheitsgrad vorzusehen, beispielsweise die erste Achse 74 an einem zweiten Arm 75 liegend vorzusehen, wobei der zweite Arm um eine zweite, vorzugsweise in der unteren Tunnelhälfte liegende Achse 76 drehbar ist. Durch die Drehung um die zweite Achse 76 wandert der Teil des zweiten Arms, der die erste Achse trägt, vorwärts und rückwärts, so daß insoweit die gewünschte Bewegung entsteht.

Allgemein ist der Bewegungsmechanismus des Werkzeugs so gewählt, daß keine Translationsbewegung notwendig ist, sondern daß das Werkzeug über rotatorische Bewegungen geführt werden kann. Die geometrischen Verhältnis­ se sind vorzugsweise so, daß in zumindest einer Arbeitsposition (Werkzeug steckt im zu grabenden Schlitz) die beiden Achsen sich vertikal übereinander befinden, insbesondere die erste Achse vertikal über der zweiten Achse.

Um die seitliche Bewegung des Werkzeugs 12, 70 zu erlauben, kann eine dritte Achse 77 vorgesehen sein. Um sie herum ist vorzugsweise der erste Arm 73 schwenkbar. Erste und zweite Achse erstrecken sich vorzugsweise horizon­ tal. Fig. 7A und B zeigen, daß der zweite Arm 75 rahmenförmig aufgebaut ist. Dadurch ergibt sich eine verbesserte mechanische Stabilität des Aufbaus. Die dritte Achse 77 kann mehr oder minder direkt an der zweiten Achse 76 ange­ bracht sein. Die beiden Achsen können rechtwinklig aufeinander stehen und/oder sich im Raum schneiden.

Die Ausführungsform mit einem translatorischen und zwei rotatorischen Frei­ heitsgraden hat den Vorteil, daß sie kleinere Baugrößen erlauben kann.

Die Einstellung der Position des Werkzeugs kann beispielsweise mittels Hy­ draulikkolben 78 erfolgen. Diese können Teil einer Regelung sein, wobei eine Regelungseinrichtung 72 Signale von einer Sensorik 77 empfängt und die Aktorik, insbesondere die Hydraulikkolben 78 geeignet ansteuert. Der gesamte Aufbau kann in einen Stützrahmen 71 eingehängt sein, der sich im schon ge­ grabenen Tunnel befindet. Die zweite Achse 76 kann somit fest im Stützrahmen 71 liegen, vorzugsweise dort in der unteren Hälfte. Der zweite Arm 75 kann durch einen am Stützrahmen 71 angreifenden Hydraulikzylinder 78a be­ tätigt werden. Der zweite Arm 75 kann durch einen oder mehrere Hydrau­ likzylinder 7% hauptsächlich in horizontaler Richtung bewegt werden, sofern der zweite Hydraulikzylinder 78b beispielsweise im Stützrahmen oben oder unten angreift. Die Verdrehung des ersten Arms 73 um die dritte Achse 77 kann durch zwei Hydraulikzylinder 78c und 78d erfolgen, die zwischen erstem und zweitem Arm 73, 75 wirken.

79 bezeichnet eine Fördereinrichtung. Sie ist als Schnecke aufgebaut, die sich zusammen mit dem Schneidknopf bzw. Fräskopf 12, 70 dreht und die somit losgegrabenes Material aus dem Schlitz herausfördert, soweit dies nicht schon durch die Schwerkraft geschieht. Wenn sich das Material hinter der Ortsbrust befindet, kann es durch herkömmliche Schuttereinrichtungen (Bagger, Förder­ band, Saugeinrichtungen) abtransportiert werden.

Das Werkzeug 70 kann so ausgelegt sein, daß es nach dem Graben eines Um­ laufes des Schlitzes die dann stehengebliebene Ortsbrust entfernt, bzw. löst, um dann weiter vorne den nächsten Arbeitsschritt zu beginnen. Für die Ma­ schine kann eine Verrollungskontrolle wie weiter oben beschrieben vorgese­ hen sein. Es können mehrere Werkzeuge vorgesehen sein, bspw. eines zum Graben des Schlitzes und eines zum Abgraben des Materials von der Orts­ brust.

In einer besonderen Ausführungsform werden die oben beschriebene Tunnel­ baumaschine und das oben beschriebene Schalsystem miteinander kombiniert. Sie weisen dann einen gemeinsamen Stützrahmen 40, 71 auf, an dessen Au­ ßenseite die Schalelemente 13 befestigt und bei dem innen das verschwenkba­ re Werkzeug 12, 70 eingehängt ist. Lediglich eine Verrollungskontrolle ist dann notwendig.

Der konkrete Bau eines Ringes bzw. Ringteiles (bei unvollständigem Umlauf) der Stützschicht erfolgt so, daß der Werkzeugkopf den Schlitz fräsend um den Tunnelumfang herumgeführt wird. In Fig. 4B kann man beispielsweise an­ nehmen, daß er sich im Uhrzeigersinn um den Tunnelumfang herum bewegt. Man kann z. B. annehmen, daß der Werkzeugkopf sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Position A in Fig. 4B am Tunnelumfang an der Ortsbrust be­ findet. Er bewegt sich dann abwärts. Wenn die Position B passiert ist kann das Schalelement 13d nach vorne geschoben werden, so daß abermals ein Stück der Stützschicht gebaut werden kann, indem das sich ergebende Volumen zwi­ schen Schalbrett und Berg mit flüssigem Beton verfüllt wird. Wenn im weite­ ren Verlauf der Fräskopf die Position C passiert hat, wird das nächste Schale­ lement 13E nach vorne geschoben, usw. Beim Vorschieben eines Schalele­ ments können die einstellbaren Kraftübertragungselemente kurzzeitig entlastet werden, damit die Reibung zwischen Schalbrett und Beton nicht unnötig groß wird.

Claims (28)

1. Verfahren zum Tunnelbau, bei dem an der Ortsbrust im Gebirge ein Schlitz vorzugsweise um den Tunnelumfang umlaufend vorauseilend hergestellt, eine Stützschicht aus einem aushärtenden Werkstoff gebildet und dann Material von der Ortsbrust abgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Halten des Werkstoffs während des Aushärtens ein Schalelement in den Schlitz geschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalele­ ment in Tunnelvortriebsrichtung in den Schlitz vorgeschoben wird, wobei das zwischen Schalelement und Gebirge während des Vorschubs entste­ hende Volumen augenblicklich mit dem Werkstoff verfüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Um­ fangsrichtung des Tunnels mehrere Schalelemente vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung nacheinander und dem den Schlitz grabenden Werk­ zeug folgend in Tunnelvortriebsrichtung vorgeschoben werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschicht einer um den Umfang geschlosse­ nen Linie folgend hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stützschicht einer um den Umfang umlaufenden Spirallinie folgend hergestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der im Umlauf obenliegende Teil der Stützschicht in Tunnelvortriebsrichtung weiter vorne gebildet wird als der im Umlauf untenliegende Teil.

7. Schalelement (13) zum Einschalen und Stützen einer Stützschicht (10) im Tunnelbau, dadurch gekennzeichnet, daß es an einem im schon gegrabe­ nen Tunnel liegenden Stützrahmen (40) in Tunnelvortriebsrichtung ver­ schieblich befestigbar ist.

8. Schalelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die radial außen liegende Schalfläche in Radialrichtung des Tunnels verstellbar ist.

9. Schalelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß es ein radial außen liegendes Schalbrett (21) und einen radial innen liegen­ den Schalrahmen (22) aufweist, die vorzugsweise in Tunnelvortriebsrich­ tung vorne fest miteinander verbunden (24) sind.

10. Schalelement nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen Schalbrett und Schalrahmen einstellbare Kraftübertragungselemen­ te (23) liegen.

11. Schalelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungselemente (23) hinsichtlich einer ihrer Abmessungen und/oder der übertragenen Kraft einstellbar sind.

12. Schalelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalbrett (21) mehrere Elemente oder einen oder mehrere Schlitze (25) aufweist, die sich in Tunnelumfangsrichtung erstrecken.

13. Schalelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es in Tunnelvortriebsrichtung eine Länge von min­ destens dem halben, vorzugsweise mindestens dem ganzen (größten) Tunneldurchmesser hat.

14. Schalelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es im vorderen Bereich auch ein oder mehrere sich radial erstreckende Schürze (27) aufweist.

15. Schalelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß gebirge­ nahe Bereiche (34) einer Schürze (21) beheizbar sind.

16. Schalsystem im Tunnelbau, gekennzeichnet durch mehrere Schalelemen­ te (13a, b) nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 15, und einen Stützrahmen (40), an dem ein oder mehrere der Schalelemente in Tunnel­ vortriebsrichtung verschieblich befestigt sind.

17. Schalsystem nach Anspruch 16 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalrahmen (22) gegenüber dem Stützrahmen (40) verschieblich ist.

18. Schalsystem nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch eine Ausrichteinrichtung, die die Lage des Stützrahmens (40) im Tunnel ein­ stellen und ändern kann.

19. Schalsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ richteinrichtung eine am in Tunnelvortriebsrichtung hinteren Ende des Stützrahmens angebrachte Einstelleinrichtung (60) aufweist, mit der das hintere Ende des Stützrahmens seitlich und vertikal verschoben werden kann.

20. Schalsystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichteinrichtung auch zur Vornahme einer Verrollungskontrolle dient.

21. Tunnelbaumaschine mit einem Werkzeug (12, 70), das einen um den Tunnelumfang umlaufenden Schlitz (15) an der Ortsbrust (14) im Gebir­ ge (17) gräbt, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug beweglich an einem Stützrahmen (71) befestigt ist und durch eine Steuerung (72) automatisch längs der gewünschten Bahn ge­ führt wird.

22. Maschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug einen Schneid- oder Fräskopf aufweist.

23. Maschine nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug an einem ersten Arm (73) befestigt ist, der um eine in der obe­ ren Tunnelhälfte liegende erste Achse (74) drehbar ist.

24. Maschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ach­ se (74) an einem zweiten Arm (75) liegt, der um eine zweite, vorzugswei­ se in der unteren Tunnelhälfte liegende Achse (76) drehbar ist.

25. Maschine nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Arm (73) um eine dritte Achse (77) in einer weiteren Raumrichtung drehbar ist.

26. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 25, gekenn­ zeichnet durch ein Schalsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 20, wobei der Stützrahmen (71) der Tunnelbaumaschine auch der­ jenige (40) des Schalsystems ist.

27. Verfahren zum Tunnelbau, vorzugsweise nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bau einer Betonschicht am Tunnelumfang Schalelemente längs eines Stützrahmens in Tunnelvortriebsrichtung verfahren werden und hinter die so gebildete Verschalung Beton gefüllt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bau ei­ ner Krümmung des Tunnels der Stützrahmen in seiner Ausrichtung ver­ ändert wird und die Schalelemente längs des neu ausgerichteten Stütz­ rahmens verfahren werden.