DE102007019276A1

DE102007019276A1 - Wasserquerguder Tunnelbau in einen mit Schienen ausgelegten Tunnelverbau

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Publication number: DE102007019276A1
Application number: DE102007019276A
Authority: DE
Original assignee: Heinze Peter Dr-Ing
Current assignee: Heinze Peter Dr-Ing
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2008-11-13

Abstract

Verfahren nach den Darstellungen in Bild 1–3 für den Bau von Tunnelbauwerken mittels vorgefertigter Tunnelsektionen aus Beton, vorwiegend bei Querung von Flüssen angewandt, welche in einem tunnel-querschnittsgerecht, planeben ausgehobenem, durchgängig trassengraduietern Tunnelverbau im dem trassenlang wasserführenden Teil des Tunnelverbaus, die Tunnelsektionen einzeln oder in einem selbsttätig wasserdichtend, gelenkig miteinander verbundenem, gesamtheitlichen Verband auf endlich langen, mehrsträngigen, über Distanzhalterungen miteinander verkoppelten, durch ihre jeweilige Baubreite bodenverdichtend und Unebenheiten in der Tunnelverbausohle ausgleichend wirksamen, eingedükerten Führungsschienen, durch Ziehen oder Schieben voll eigenlastig oder teillastig gelenzt, von einem oder beiden Ufern aus eingerollt oder gleitend eingezogen oder eingeschoben werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Beschicken mit Tunnelsektionen zur Verringerung der Leistungsaufwandes während der Montage die Führungsschienen im Tunnelverbau mit achsgelagerten Rollelementen, z. B. Walzen und/oder Kugeln bestückt sind, auf welchen die Tunnelsektionen geführt und hierbei ohne Zuhilfenahme aufwendiger Meß- und Kontrollinstrumente in den tunnelverbau linearexakt einrollen,
daß die konstruktive Ausbildung der...

Description

Problem und Nachteile der bekannten Verfahren bestehen darin, daß sie einem sehr hohen Aufwand an Transporttechnik, teils unter Wasser aufgestellten Stelleinrichtungen und fernwirksame Justierungs- und Kontrolleinrichtungen erfordern.
Bei Flußquerungen mit Schiffsverkehr sind bei offen angelegten Tunnelbaugruben Behinderungen vorhanden. Auch sind auffüllende Einspülungen möglich. Diesem Problem wurde mit der Einführung eines planeben ausgehobenen, abdeckbaren Tunnelverbau begegnet.
Hierbei schwimmen Tunnelsektionen nach dem U-Boot-Prinzip zum Einbauort. Zur Gewährleistung ihrer Schwimmfähigkeit, z. B. durch erforderliche Abschottungen, notwendige Lenztanks zum Steigen und Senken während des Montagevorganges, ist ein großer baulicher und steuerungstechnischer Aufwand notwendig. Ein Kontrolle des Montageablaufes ist nur fernvisuell möglich.
Hohe Montagegenauigkeiten werden u. a. dadurch erreicht, daß die einschwimmenden oder abzusenkenden Tunnelsektionen auf vorher justiert verlegte Absetzplatten verlegt und mit schrägen Stirnwänden mit Konsolträgern, bestückt mit Arretierungsdornen, versehen sind. Sich hierbei ergebende Hohlräume zwischen den Auflageplatten unter den abgesenkten Tunnelsektionen, werden seitlich über die gesamte Länge tragwirksam verfüllt. Ein Durchspülen wird seitlich angebrachte flexible Streifenbänder verhindert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vereinfachung der technologischen Verfahren zu erreichen. Das neue Verfahren basiert auf der angeführten Technologie des Positionierens einschwimmender Tunnelsektionen in einem temporärem, planeben ausgehbobenen Tunnelverbau nach DE 10156950 .
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bekannte Tunnelbautechnologien zu vereinfachen und auch den ohne den großen Aufwand an Überwachungs- und Steuerungseinrichtungen exakt montagesicher zu machen.
Erreicht wird es durch das Eindükern mehrsträngiger, miteinander durch Distanzhalterungen verbundene Führungsschienen, die Montage der Tunnelsektionen im Tunnelverbau als einrollende offene Röhren, die auch während des Montagevorganges jederzeit personen-visuell kontrolliert werden können.
Patentrecherche
Die Anwendung vorgefertigter Tunnelsektionen bei wasserquerenden Tunnelbauwerken erfolgen nach den bisher bekannten technologischen Verfahren:
Anlegen einer quer zum Wasserlauf ausgehobenen offenen Grube, in welche die vorgefertigten Tunnelsektionen abgesenkt werden. Dies geschieht mittels Hebetechnik von Schiffen aus oder nach dem Lenzsystem von Unterseebooten mit Antrieben für Tauchen, Steigen und Schubantrieben. ( JP 2003003483 )
Üblich ist auch das Absenken und die Führung der Tunnelsektionen, verbunden mit räumlicher Lagekorrektur mittels aufgestellter Unterwasser-Seilwinden. ( JP 2004256990 )
Das Aufsetzen der Tunnelsektionen erfolgt an den vorderen Eckpunkten auf Platten, welche die zu verbindenden Tunnelsektionen gemeinsam tragen. Zwecks genauer Positionierung und Erlangung von Montagegenauigkeiten, bisher von weniger als 3 cm, haben die Tunnelsektionen stirnseitig wechselseitige Konsolträger mit selbst einfädelnden Arretierungsdornen. ( JP 02027095 , US 3901038 )
Die Dichtung der Tunnelsektionen erfolgt gemäß dem Hüllumfang durch umlaufende, vollelastische oder schlauchartige Dichtungsbänder in verschiedensten Ausführungen, die entweder an der gegenüberliegende planebene Seite der Tunnelsektion direkt anliegen oder in ein offenes Gegenstück eingeführt werden. ( JP 2002021099 )
Die räumliche Verformbarkeit der Dichtungsbänder unterbindet das weitere Eindringen des umgebenden Wassers während der Montage. Mit der vollständigen Reihung der Tunnelsektionen und die auftriebssichernde Verlandung der Tunnelsektionen als abgeschlossen vorausgesetzt, kann mit der Entwässerung der noch wassergefüllten Tunnelsektionen begonnen und anschließend der Innenausbau vorgenommen werden. ( EP 0892872 )
Sofern auftriebswirksame Verlandungen nicht ausreihen, werden in die Bodenplatte des Tunnels als Sicherungsmaßnahmen auch Bodenanker eingelassen. ( JP 11336102 , EP 0552064 )
Bei axialer Montage der Tunnelsektionen sind die Stirnflächen der Tunnelsektionen im rechten Winkel zur Tunnelachse ausgeführt. Bei Absenkmontage sind die Stirnflächen der Tunnelsektionen geneigt. Unterhalb der Tunnelsektionen auftretende Hohlräume werden von außen oder aus dem Inneren der Tunnelsektion voll gespült. Zwecks Verhinderung des Durchspülen unterhalb der Tunnelsektionen auf deren andere Seite, sind an den Aufstandsflächen längsseitige Bänder angelegt. Vor dem Verfüllen werden die Tunnelsektionen über Spindeln in ihrer Lage justiert. ( JP 63027625 )
Die Lagekontrolle der Tunnelsektionen als jeweils zwei zueinander zu fügenden Elementen erfolgt mittels besonderer Hilfsvorrichtungen und wird telemetrisch überwacht. ( JP2002081086 , JP 2001349936 , EP 0225359 )
Bei Tunnelquerungen von Flüssen werden auch Fließgewässers umgeleitet. Das Tunnelbauwerk wird dann in offener Bauweise in einer tiefliegenden, trassenlangen Baugrube errichtet. Dieses Verfahren findet in der Regel wegen möglicher Hochwassergefährdungen nur bei kleineren Flußläufen und möglichst ohne Schiffsverkehr Anwendung. Dieses verfahren findet auch bei Tunnelreparaturen Anwendung. ( JP 2003090026 )
In einem trassierten Baugraben werden die Tunnelsektionen von einer Uferseite mit fallender Gradiente aus aneinander gereiht und in wachsender Länge gesamtheitlich im Taktverfahren eingeschoben. Die erste Tunnelsektion hat als Planierungshilfe ein horizontal geneigtes Stirnschild. In einem trassierten Baugraben werden die Tunnelsektionen von der Uferseite aus mit einem Kran eingehoben. Hierbei ist deren Oberseite für die Kran befahrbar ausgeführt. Mit dem Absetzen jeder weiteren Tunnelsektion verlängert sich die Fahrbahn des Hebezeuges. ( JP 1310094 )
Tunnelquerungen in schiffsbefahrenen Gewässern werden oberseitig mit einer auflastigen, mächtigen Sicherheitsschicht aus Schiffsankerbelastungen und gegen das Eindringen von Wasser versehen. ( JP 11323976 )
Mit dem Anlegen eines quer zum Wasserlauf planeben ausgehobenen Tunnelverbaus werden vorgefertigte Tunnelsektionen uferseitig von einer Einschwimmgrube aus in den Tunnelverbau eingeschwommen und über die gesteuerten Lenztanks in den Tunnelsektionen auf Position abgesenkt. Der Tunnelverbau ist eine temporär wirksame Monatgehilfe für die Errichtung eines Tunnelbauwerkes. Die Schiffahrt wird durch die Montage der Tunnelsektion nicht oder bei schmalen Flüssen durch Einbahnstraßenregelung nur minimal beeinträchtigt. Zwecks Erhöhung der Auftriebssicheiheit sind die Tunnelsektionen sind nach oben verjüngend ausgeführt. ( DE 10156950 )
Tunnelsektionen werden auf Massivschläuchen, Bändern oder anderen Unterlage in einer offenen Baugrube eingebracht. ( JP 09256400 , JP 08193339 )
In offene Tunnelbaugräben werden Festkonstruktionen für das Verrollen von Tunnelsektionen eingebaut ( JP 06058089 )
Für die Montage von Tunnelsektionen gibt es Vorrichtungen zum Verschieben schwerer Bauteile, insbesondere zum Verschieben eines Unterwassertunnels. ( DE 3333857 )
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10156950 [0005, 0019]
- JP 2003003483 [0008]
- JP 2004256990 [0009]
- JP 02027095 [0010]
- US 3901038 [0010]
- JP 2002021099 [0011]
- EP 0892872 [0012]
- JP 11336102 [0013]
- EP 0552064 [0013]
- JP 63027625 [0014]
- JP 2002081086 [0015]
- JP 2001349936 [0015]
- EP 0225359 [0015]
- JP 2003090026 [0016]
- JP 1310094 [0017]
- JP 11323976 [0018]
- JP 092564003 [0020]
- JP 08193339 [0020]
- JP 06058089 [0021]
- DE 3333857 [0022]

Claims

Verfahren nach den Darstellungen in Bild 1–3 für den Bau von Tunnelbauwerken mittels vorgefertigter Tunnelsektionen aus Beton, vorwiegend bei Querung von Flüssen angewandt, welche in einem tunnel-querschnittsgerecht, planeben ausgehobenem, durchgängig trassengraduietern Tunnelverbau im dem trassenlang wasserführenden Teil des Tunnelverbaus, die Tunnelsektionen einzeln oder in einem selbsttätig wasserdichtend, gelenkig miteinander verbundenem, gesamtheitlichen Verband auf endlich langen, mehrsträngigen, über Distanzhalterungen miteinander verkoppelten, durch ihre jeweilige Baubreite bodenverdichtend und Unebenheiten in der Tunnelverbausohle ausgleichend wirksamen, eingedükerten Führungsschienen, durch Ziehen oder Schieben voll eigenlastig oder teillastig gelenzt, von einem oder beiden Ufern aus eingerollt oder gleitend eingezogen oder eingeschoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beschicken mit Tunnelsektionen zur Verringerung der Leistungsaufwandes während der Montage die Führungsschienen im Tunnelverbau mit achsgelagerten Rollelementen, z. B. Walzen und/oder Kugeln bestückt sind, auf welchen die Tunnelsektionen geführt und hierbei ohne Zuhilfenahme aufwendiger Meß- und Kontrollinstrumente in den tunnelverbau linearexakt einrollen, daß die konstruktive Ausbildung der Führungsschienen eine von den Seiten aus machbare, voll tragwirksame stützende Unterfüllung unter die positionsgerecht eingerollten Tunnelsektionen ermöglicht und durch eine die Unterseite der Tunnelsektionen seitlich überragenden, spaltoffenen Flansch, ein Durchspülen der Verspülmasse verhindert.
Nach Anspruch 1 die fallenden und steigenden Neigungen von Trassengraduierungen eines Tunnelbauwerkes einen selbsttätigen Abtrieb der einrollenden Tunnelsektionen bis zum Tiefpunkt der Gradiente des Tunnelbauwerkes ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die trassengraduierungen eines Tunnelbauwerkes während der Montage einen durch den kommunizierenden, teilweisen Lastenausgleich der im Verband einrollenden Tunnelsektionen, den Leistungsaufwand verringert, indem die nachschiebend montierten Tunnelsektionen von einer über dem Wasserspiegel liegenden, trockenen Montagerampe aus die bereits im Tunnelverbau befindlichen Tunnelsektionen im Steigungsbereich der Tunnelgradiente bis zur gegenüberliegenden trockenen Zielrampe mit hinaufschieben.
Nach Anspruch 1 die Tunnelsektionen einzeln auf uferseitigen schrägen Rampen zueinander als durchgängig offene Röhrenkörper montiert werden können und als Verband im Taktverfahren in den Tunnelverbau nach einem Zug- oder Schubverfahren eingebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Tunnelsektionen nicht schwimmfähig abgeschottet werden müssen, voll geflutet sind, bei Bedarf eine ständige Begehung ermöglichen und auch während des Einrollens auf den Führungsschienen jederzeit personen-visuell kontrolliert werden können.