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Die
Erfindung betrifft einen Betontübbing zum
Herstellen einer Tunnelwandung beim Tunnelbau mit einem der Tunnelinnenseite
zugewandten Bandabschnitt, wobei die Wandabschnitte der Betontübbings beim
fertigen Tunnel mit einer Kunststoff-Schicht zur Innenseite des
Tunnels abgedeckt sind.
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Aus
dem Stand der Technik sind Tübbings bekannt.
Tübbings
werden im Tunnelbau aus Gusseisen, Beton oder Stahl eingesetzt.
Betontübbings sind
Tübbings
aus Beton und sind vorgefertigte Elemente die in den Tunnel eingebracht
werden, um die Tunnelinnenwandung abzustützen. Tübbings, insbesondere Betontübbings finden
Einsatz im Tunnelbau, wenn der Tunnel mittels Schildvortrieb geschaffen wird.
Dabei werden im hintersten Teil des Schildes, im Schildschwanz,
die Tübbings
zu einem kompletten Ring zusammengefügt und gegebenenfalls verschraubt.
Schildvortriebsverfahren werden vor allem in Lockergestein und sogar
zum Teil im Grundwasser verwendet. Aus dem Stand der Technik ist
bekannt, dass Tübbings
aus Beton gegossen werden. Es ist auch bekannt, dass in dem Bereich
zwischen zwei Betontübbings
Kunststoff, insbesondere Neoporen eingesetzt wird, um den entstehenden
Tunnelring abzudichten. Auch ist ein Abdichten der gesamten Tunnelinnenwandung
durch das Aufbringen von Kunststofffolien auf die Tunnelinnenwandung
bekannt. Das Aufbringen von Kunststoff auf die Tunnelinnenwandung
erfolgt jedoch erst in Form einer Folie nach dem die Tunnelsegmente,
die Tübbings,
in den Tunnel eingebracht wurden und verbaut sind.
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Aus
dem Stand der Technik sind jedoch auch zahlreiche Nachteile der
bekannten Lösungen
bekannt. Ein Nachteil ist etwa, dass in die Schmalseiten der Tübbings Neopreneinsätze eingesetzt
werden müssen,
damit die zusammengesetzten Tübbings abdichtend
wirken. Für
die Neopreneinsätze
müssen spezielle
Hinterschneidungen im Beton vorgesehen werden. Dadurch müssen die
Betontübbings
aufwändiger
konstruiert und produziert werden.
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Wird
in dem Tunnel ein aggressives Medium geleitet, so tritt das aggressive
Medium, nach teilweisem Zersetzens der Betonoberfläche, durch
die Tunnelwandung hindurch. Als Abhilfemöglichkeit gibt es im Stand
der Technik Folien oder Schläuche,
die in den Tunnel eingebracht werden und die Innenseite der Tübbings,
also die Tunnelinnenwand, abdichten, in dem sie auf die Betontübbings aufgebracht
werden. Allerdings ist hierbei ein zusätzlicher Arbeitsgang notwendig.
Es muss in den fertigen Tunnel extra eine Folie oder ein Schlauch
eingebracht werden, die/der dann an die Tunnelinnenwandung angeklebt oder
angebracht wird.
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Aus
der
DE 198 47 360
C1 ist ein Verfahren zur Befestigung von großformatigen
Thermoplast-Auskleidungsplatten auf aus Fertigteilen bestehenden
Betonkonstruktionen bekannt. Dabei geht die Patentschrift vom Grundgedanken
aus, dass die Verbindung zwischen Thermoplastplatte und Betonuntergrund
durch eine an und für
sich bekannte Schweiß-,
Klebe- oder Schraubverbindung erfolgt. Demzufolge wird jedoch die
herkömmliche
Verbindung zusätzlich
unterstützend
entlastet, indem eine Materialverformung der Auskleidungsplatte
in eine im Bereich der Ankerstelle vorhandene Vertiefung des Betonuntergrundes
hineinbewirkt wird, mit dem Ziel, einen toleranzfreien Formschluss
zwischen Auskleidungsplatte und Vertiefung herzustellen und dadurch diesen
Formschluss einen wesentlich Teil der Haltekräfte aufzunehmen, um dadurch
Materialspannungen in der Thermoplatte an diesen Punkten zu reduzieren.
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Aus
der
DE 1 979 434 U ist
eine verlorene Schalung für
Betonkörper,
insbesondere für
Betonrohre, in Form von aus Kunststoff bestehenden Schalungswänden, bekannt,
wobei die Schalungswände mit
zwei in einem Winkel zueinander verlaufenden Scharen von Vorsprüngen versehen
sind.
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Aus
der
DE 42 18 710 C1 ist
eine Anlage zum Herstellen von herkömmlichen Tübbingen für eine Tunnelauskleidung bekannt.
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Es
ist somit Aufgabe der Erfindung die Nachteile wie sie im Stand der
Technik vorliegen zu vermeiden.
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Eine
gattungsgemäße Lösung der
Aufgabe wird dadurch erreicht, dass die Wandabschnitte der einzelnen
Betontübbings
bereits beim Herstellen der Betontübbings mit einer Kunststoff-Schicht
versehen sind und dass die Kunststoff-Schicht als verlorene Schalung
eine Betonformvorrichtung zur Ausformung des Betontübbings umfasst.
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Es
wird durch die Betontübbings
nach Anspruch 1 möglich,
selbstabdichtende, mechanischbelastbare und sich im zusammengebauten
Zustand selbstabdichtende Betontübbings
zur Verfügung
zu stellen. Der Betontübbing
wird auch durch diese Ausgestaltung besonders schnell hergestellt.
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Im
Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten näher erläutert.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Kunststoff-Schicht Vorsprünge zum
Befestigen der Betonschicht aufweist. Der Tübbing, welcher zum Großteil aus
Beton besteht, wird dann besonders haltbar mit der Kunststoff-Schicht
verbunden, wenn die Kunststoff-Schicht Vorsprünge aufweist, welche von der Betonschicht
umgeben werden. Nach Erstarren der Betonschicht ist die Kunststoff-Schicht
untrennbar mit der Betonschicht verbunden und bildet einen haltbaren
Betontübbing.
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Um
eine besonders gute Abdichtung der Betontübbings zueinander zu erreichen,
ist es besonders empfehlenswert, wenn der Betontübbing zumindest teilweise an
drei, vorzugsweise zumindest teilweise an fünf Außenflächen eine Kunststoff-Schicht aufweist.
Durch eine derartige Ausgestaltungsvariante ist gewährleistet,
dass zwischen zwei aneinander stoßenden Betonflächen immer
eine Kunststoff-Schicht befindlich ist. Dadurch ist eine Abdichtung
des Bereiches zwischen den Betontübbings gewährleistet. Die der Tunnelinnenseite
zugewandte Seite des Betontübbings
ist mit einer Kunststoff-Schicht versehen, welche inert gegen aggressive
Medien ist. Es ist somit ausgeschlossen, dass ein Zersetzen des
Betonbestandteils des Betontübbings durch
aggressive Medien erfolgen kann.
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Besonders
schnell lässt
sich die spezifische Form des Betontübbings dann erreichen, wenn
die Kunststoff-Schicht eine Betonformvorrichtung zur Ausformung
des Tübbings
umfasst.
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Um
ein Herunterfallen der Kunststoff-Schicht von dem Betonbestandteil
des Betontübbings
dauerhaft zu vermeiden, ist es besonders empfehlenswert und von
Vorteil, wenn die Kunststoff-Schicht mit dem Betontübbing verbunden
ist.
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Wenn
der Betontübbing
die Form eines Hohlzylindersegmentes aufweist, so lassen sich beim
Zusammenbau der Betontübbings
einfache Röhren
kreieren.
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Um
einen Einsturz des Tunnels zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn
der Betontübbing
eine Dicke von mehr als 10 cm aufweist.
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Um
eine wirtschaftliche Nutzung des Tunnels zu ermöglichen ist es von besonderem
Vorteil, wenn der Innendurchmesser des Tunnels eine bestimmte Mindestgröße hat.
Dabei ist es von besonderen Vorteil, wenn die Krümmung der, der Tunnelinnenseite zugewandten
Seite, einen Radius von mehr als 100 cm, vorzugsweise mehr als 400
cm aufweist.
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Besonders
inert gegen aggressive Medien und lange haltbar, sowie formstabil
sind Betontübbings
dann, wenn der Kunststoff faserverstärkt ist, insbesondere durch
Glasfaser oder Kohlefaser.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Betontübbings für das Herstellen
einer Tunnelwandung im Tunnelbau, wobei die Randabschnitte des Betontübbings zur
Innenseite des Tunnels mit einer Kunststoff-Schicht abgedeckt werden.
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Aus
dem Stand der Technik ist das Gießen von Betontübbings in
einer Schalung aus Holz bekannt. Auch ist bekannt, dass in die Schalung
noch verstärkende
Verstrebungen in Form von Stahlmatten eingebracht werden können. Im
Stand der Technik haben sich je doch Nachteile bezüglich der
Abdichtung der Betontübbings
zueinander und bezüglich
des Zeitbedarfes bei der Herstellung von Betontübbings gezeigt.
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Es
ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung die bestehenden Nachteile
zu vermeiden und schneller und effizienter, d.h. mit weniger Kostenintensivität, Betontübbings herzustellen.
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Diese
Aufgabe wird gattungsgemäß dadurch gelöst, dass
die Kunststoff-Schicht auf den Wandabschnitten des Betontübbings bereits
beim Herstellen des Betontübbings
angeordnet wird und dass der Betontübbing in einer von der Kunststoffschicht
umfassten, verlorenen Schalung ausgeformt wird.
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Es
gibt Kunststoffe die inert gegen aggressive Medien sind und den
Betontübbing
vor zersetzendem Einfluss schützen.
Ein solcher Kunststoff ist auch kostengünstig und haltbar. Die Folge
ist ein kostengünstiges
Verfahren zum Herstellen eines Betontübbings, wird ein solcher Kunststoff
verwendet. So ist ein haltbarer Schutz für die Betonschicht des Betontübbings in
den Tunnel einbringbar.
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Es
ist auch von besonderem Vorteil wenn der Betontübbing in einer Schalung aus
Kunststoff geformt wird. Die Schalung lässt sich dann nach herkömmlicher
Weise schnell und kostengünstig
herstellen.
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Besonders
vorteilhaft ist auch, wenn in die Schalung Beton eingebracht wird
und dieser darin an Vorsprüngen
der Schalung integral befestigt wird. Ein Herunterfallen der Schalung
vom Beton wird dadurch vermieden. Ein haltbarer Betontübbing ist
die Folge.
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Im
Folgenden wird eine Ausgestaltungsform anhand einer Zeichnung näherer erläutert.
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Es
zeigen
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1 einen
Betontübbing
in perspektivischer Darstellung gemäß der Lehre der Erfindung und
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2 eine
Schalung aus Kunststoff in perspektivischer Ansicht gemäß der hier
beanspruchten Lehre der Erfindung.
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In 1 ist
ein Betontübbing 1 dargestellt. Der
Betontübbing 1 hat
die Form eines Hohlzylindersegmentes. Werden mehrere Betontübbings 1 zusammengesetzt,
so ergibt sich ein Hohlzylinder, der den Tunnel formt. Die Betontübbings 1 bilden
im zusammengesetzten Zustand die Tunnelwandung. Der Innenseite des
Tunnels ist eine Seite des Betontübbings 1 zugewandt,
und zwar die Innenseite 2. Die der Tunnelinnenseite abgewandte
Seite des Betontübbings
wird hier als Außenseite 3 bezeichnet. Der
Tübbing
weist zwei Längsseiten 4 und
zwei Schmalseiten 5 auf. Mehrere Betontübbings 1 werden beim
Formen der Tunnelwandung aneinander gesetzt, wobei sich zumindest
jeweils zwei Längsseiten 4 berühren und/oder
zwei Schmalseiten 5 berühren.
Der Betontübbing 1 weist
einen Kern aus Beton auf, der außen von Kunststoff umgeben
ist. Der Betontübbing
weist auf der Innenseite 2, auf den Längsseiten 4 und auf
den Schmalseiten 5, jeweils außen, eine Kunststoff-Oberfläche auf.
Auf der Oberfläche der
Außenseite 3 weist
der Betontübbing 1 Beton
auf.
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Der
Betontübbing 1 hat
geneigte Längsseiten 4.
Die Längsseiten 4 stehen
orthogonal auf der Innenseite 2 und auf der Außenseite 3.
Die Außenseite 3 und
die Innenseite 2 ist gekrümmt. Der Krümmungsradius der Innenseite
sollte größer als
1 m sein. Der Krümmungsradius
der Außenseite
sollte größer als
1,2 m sein. Die Entfernung zwischen Außenseite und Innenseite ist
die Dicke d. Im Zentrum des Tunnels befindet sich der Mittelpunkt
m. Der Krümmungsradius
der Innenseite 2 der Betontübbings 1 ist mit hohen
Tübbings 1 mit
der Abkürzung
r bezeichnet und findet seinen Ursprung im Mittelpunkt M.
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In 2 ist
die Schalung 6 zum darin Ausformen des Betontübbings 1 aus 1 dargestellt.
In den 1 und 2 weist sowohl der Betontübbing 1 als
auch die Schalung 6 eine Kunststoff-Schicht 7 auf.
In 2 ist die Schalung 6 zum überwiegenden Teil
aus Kunststoff. Wein 1 weist die Schalung 6 eine
Innenseite 2 auf, welche auf der Tunnelinnenseite am eingebauten
Betontübbing 1,
eine Längsseite 4 auf
der einen Seite und eine Längsseite 4 auf
der anderen Seite der Schalung 6 auf, sowie zwei sich gegenüberliegende
Schmalseiten 5 zwischen den Längsseiten 4 auf. Die
Schmalseiten 5 und die Längsseiten 4 stehen
orthogonal auf der Innenseite 2. Die Schalung 6 bildet
einen oben offenen Kasten, der eine gekrümmte Grundplatte, in Form der
Innenseite 2 aufweist. In der Innenseite 2 zwischen
den Längsseiten 4 und
den Schmalseiten 5, nach oben ragend, von der Tunnelinnenseite 6,
sind Vorsprünge 8 eingearbeitet.
Die Vorsprünge 8 haben
eine gerippte Oberfläche.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise und Wirkungsweise der Erfindung
kurz erläutert.
Eine Schalung 6 wird aus Kunststoff geformt. Dabei weist die
Schalung 6 auf der Außen seite
eine Kunststoff-Schicht 7 auf. In das Innere werden Vorsprünge 8 eingearbeitet.
Die Vorsprünge 8 weisen
von der Innenseite 2 der Schalung 6 in das Innere
der Schalung 6, von der Tunnelinnenseite weg. Es ist auch
möglich separate
Vorsprünge 8 in
die Schalung 6 als nicht-integralen Bestandteil einzubringen.
In die Schalung 6 wird in einem nächsten Arbeitsschritt Beton
eingegossen. Es ist auch möglich
vor dem Eingießen
von Beton in die Schalung 6 noch verstärkende Bewährungselemente aus Stahl, wie
etwa Stahlmatten einzubringen. Der dann aushärtende Betontübbing 1 wird
später
in der Tunnelwandung verbaut. Dadurch dass der Betontübbing 1 auf
der Innenseite 2, also der der Tunnelinnenseite zugewandten
Seite, eine Kunststoff-Schicht 7 aufweist, und in einer
speziellen Ausgestaltungsform auch auf allen Längs- und Schmalseiten eine
Kunststoff-Schicht 7 auf
der Außenseite
aufweist, ist gewährleistet,
dass ein Medium, welche in dem Inneren des Tunnels fließt nicht den
Beton des Betontübbings 1 angreifen
kann, da die zusammengesetzten Betontübbings 1 durch die Kunststoff-Schicht 7 abgedichtet
sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsvariante wird
als Kunststoff ein faserverstärkter
Kunststoff verwendet. Neben der Verstärkung mittels Kohlefasern, hat
sich die Verwendung von Glasfasern bewährt. Aber auch verstärkte Thermoplaste
sind verwendbar, genauso wie unverstärkte Kunststoffe.