DE102009057520B4 - Tubbing removal with integrated adjustment element - Google Patents
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Abstract
Tübbing-Ausbau als rohrförmige Innenschale eines Tunnels oder Schachtes, der in Längsrichtung hintereinander angeordnete Rohrabschnitte aufweist, die jeweils durch einen Tübbing-Ring (2) gebildet werden und mit ihren stirnseitigen Ringflächen (6) in einer Ringfuge (3) zueinander ausgerichtet sind, wobei jeder Tübbing-Ring (2) in Umfangsrichtung aneinander gereihte Tübbings (4) aufweist, die zwischen zwei ihrer Stirnseiten (9) jeweils eine Stoßfuge (8) bilden, in der ein Verstellelement (5a, 5b) angeordnet ist, über dass der Umfang des Tübbing-Rings (2) veränderbar ist.Tubbing expansion as a tubular inner shell of a tunnel or shaft, which has pipe sections arranged one behind the other in the longitudinal direction, each of which is formed by a tubbing ring (2) and is aligned with one another with its end ring surfaces (6) in an annular joint (3), whereby Each segment ring (2) has segments (4) lined up in the circumferential direction, each of which forms a butt joint (8) between two of its end faces (9), in which an adjusting element (5a, 5b) is arranged, so that the circumference of the Tubbing rings (2) can be changed.
Description
Die Erfindung betrifft einen Tübbing-Ausbau gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a tubbing removal according to the features in the preamble of
Die technischen Grundlagen für die Errichtung moderner unterirdischer Bauten fußen vielfach auf den gesicherten Erkenntnissen des Bergbaus. Neben den durch Tunnelbauten aus der Praxis bekannten Gebirgsdurchdringungen in topografisch anspruchsvollen Gegenden erhöht sich insbesondere in dicht besiedelten Ballungsräumen die zukünftige Notwendigkeit der Auslagerung infrastruktureller Bauten unter die erschlossene Erdoberfläche. Eine hierbei mitunter durchführbare offene Bauweise geht allerdings vielfach mit starken Beeinträchtigungen der oberirdischen Nutzung während der Bauphase einher, so dass dem geschlossenen bergmännischen Vortrieb auch hier der Vorzug gegeben wird. Allen gemein ist die erforderliche Auskleidung des gewonnenen Hohlraums mit mindestens einem statisch tragfähigen Innenausbau. Neben der sicheren Lastabtragung aufliegender Erdschichten stellen insbesondere dynamische Beanspruchungen und Konvergenzverhalten beispielsweise durch Setzungen des umliegenden Erdreichs und Gesteins, hohe Anforderungen an die zu erstellende Innenschale von Tunneln und Schächten.The technical foundations for the construction of modern underground structures are often based on the proven knowledge of mining. In addition to the well-known by tunneling mountain passages in topographically demanding areas increased, especially in densely populated urban areas, the future need for the outsourcing of infrastructure buildings under the developed surface of the earth. However, this sometimes feasible open design is often associated with severe impairment of above-ground use during the construction phase, so that the closed mining propulsion is given preference here too. Common to all is the required lining of the obtained cavity with at least one structurally stable interior. In addition to the safe load transfer of overlying earth layers, in particular dynamic loads and convergence behavior, for example due to subsidence of the surrounding soil and rock, place high demands on the inner shell of tunnels and shafts to be created.
Bereits seit Mitte des 19. Jahrhunderts ist es vorbekannt, für die tragende Innenschale in Längsrichtung hintereinander angeordnete Rohrabschnitte zu verwenden, die sich wiederum aus einzelnen Segmenten, den Tübbings, zusammensetzen. Der Vorteil liegt in einer prozesssicheren und mit hoher Maßhaltigkeit verbundenen Vorfertigung der erforderlichen Bauteile, die mit einer kontinuierlichen Vortriebsgeschwindigkeit eingebracht werden können. Die Tübbings können beispielsweise aus Gusseisen oder Beton gefertigt sein, wobei die gusseiserne Variante auch als verlorene Schalung für eine anschließende Ortbetonauskleidung Verwendung findet. Tendenziell wird die einschalige Bauweise bevorzugt, die gleichzeitig optische und statische Anforderungen bei gleichzeitiger Dichtheit gegen anstehendes Wasser erfüllt.Already since the mid-19th century, it is already known to use for the load-bearing inner shell in the longitudinal direction one behind the other arranged pipe sections, which in turn consist of individual segments, the tubbing. The advantage lies in a process-safe and with high dimensional accuracy associated prefabrication of the required components, which can be introduced with a continuous propulsion speed. The tubbings can be made of cast iron or concrete, for example, whereby the cast-iron variant is also used as a lost formwork for a subsequent Ortbetonauskleidung. The single-shell design tends to be preferred, which at the same time fulfills optical and static requirements while at the same time being impermeable to water.
Moderne Tübbings werden heute als vorgefertigte Betonsegmente hinter geschlossenen Schildvortrieben als fertiger Unterstützungsausbau eingesetzt. Um eine in sich geschlossene und statisch tragfähige Tunnelröhre zu erhalten, müssen die einzelnen Segmente innerhalb der gebohrten Röhre miteinander jeweils zu einem umlaufenden Tübbing-Ring gekoppelt werden. Die hierzu bekannten Verbindungsanordnungen bewirken eine unbewegliche Verbindung, die eine mit lösbaren Verbindungsmitteln oder festen Ankern ausgestattete Kopplung aufweist. Insgesamt ergibt sich hierbei immer ein zuvor festgelegter Außenumfang der Innenschale, der keinerlei aktive Anpassungsmöglichkeit an den wahren Durchmesser der geschnittenen Tunnelröhre ermöglicht. Allerdings bestätigt die Praxis oftmals, dass beim Ausbrechen oder Auffahren von Tunnelröhren mitunter die Notwendigkeit besteht, den Bohrdurchmesser größer zu schneiden, um mehr Konvergenzen aufnehmen zu können. Ebenso können starke Gebirgsverformungen dazu führen, dass der Tübbing-Ring verkleinert werden muss, um sich dem verbleibenden Ausbruchdurchmesser anzupassen. Diese erforderliche Flexibilität ist bei den bekannten Systemen nicht gegeben.Modern tubbings are now used as prefabricated concrete segments behind closed shield drives as a finished support expansion. In order to obtain a self-contained and statically viable tunnel tube, the individual segments within the drilled tube must each be coupled to a circumferential tubbing ring. The connection arrangements known for this purpose bring about an immovable connection which has a coupling equipped with releasable connecting means or fixed anchors. Overall, this always results in a previously defined outer circumference of the inner shell, which does not allow any active adjustment possibility to the true diameter of the cut tunnel tube. However, the practice often confirms that when drilling or deploying tunnels, it may be necessary to cut the bore diameter to accommodate more convergences. Likewise, severe rock deformations can cause the tubbing ring to be downsized to accommodate the remaining excavation diameter. This required flexibility is not given in the known systems.
Die
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen modernen Tübbing-Ausbau zu schaffen, der trotz eines hohen Grades der Vorfertigung einen deutlich flexibleren Einsatz gegenüber den bekannten Systemen ermöglicht, um so vor Ort den in der Praxis auftretenden und im Vorfeld nur schwer bis gar nicht abschätzbaren Randbedingungen bewusst angepasst zu werden.The invention has for its object to provide a modern tubbing expansion, which allows a much more flexible use in spite of a high degree of prefabrication over the known systems, so on site occurring in practice and in advance difficult or impossible to estimate Boundary conditions to be adapted consciously.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Tübbing-Ausbau gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.The solution to this problem consists according to the invention in a tubbing construction according to the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 13. Advantageous developments are the subject of the
Die Erfindung schafft einen Tübbing-Ausbau als rohrförmige Innenschale eines Tunnels oder Schachtes, der in Längsrichtung hintereinander angeordnete Rohrabschnitte aufweist. Die Rohrabschnitte werden jeweils durch einen Tübbing-Ring gebildet, die mit ihren stirnseitigen Ringflächen in einer Ringfuge zueinander ausgerichtet sind. Hierbei weist jeder einzelne Tübbing-Ring in Umfangsrichtung mit ihren Stirnseiten aneinander gereihte Tübbings auf, wobei zwischen zwei Stirnseiten der Tübbings diese jeweils eine Stoßfuge bilden. Erfindungsgemäß ist der Umfang des Tübbing-Rings über mindestens ein Verstellelement veränderbar, so dass der Durchmesser jedes einzelnen Tübbing-Rings unabhängig von benachbarten Rohrabschnitten aktiv vergrößert oder verkleinert werden kann. Hierdurch ist der Tübbing-Ausbau an die jeweiligen Gegebenheiten des Bohrdurchmessers im Erdreich und Gestein sowie dessen Querschnittsform anpassbar, wobei die Verstellung innerhalb der Bauphase und auch nach Fertigstellung des Tübbing-Ausbaus erfolgen kann. Darüber hinaus kann auch ein vom jeweiligen Einzelfall bezüglich der Bodenbeschaffenheiten abhängiges Verhältnis von Umfang beziehungsweise Durchmesser des Tübbing-Rings zum Bohrdurchmesser umgesetzt werden.The invention provides a tubbing removal as a tubular inner shell of a tunnel or shaft, which has longitudinally successively arranged pipe sections. The pipe sections are each formed by a tubbing ring, which are aligned with their frontal ring surfaces in a ring groove to each other. In this case, each individual tubbing ring in the circumferential direction with their end faces juxtaposed tubbing, wherein between two end faces of the tubbings these each form a butt joint. According to the invention, the circumference of the tubbing ring can be changed via at least one adjusting element, so that the diameter of each individual tubbing ring can be actively enlarged or reduced independently of adjacent tube sections. As a result, the tubbing construction can be adapted to the particular conditions of the drilling diameter in the soil and rock and its cross-sectional shape, wherein the adjustment can take place within the construction phase and after completion of the tubbing removal. In addition, a ratio of the circumference or diameter of the tubbing ring to the drill diameter, which is dependent on the individual case with respect to the ground conditions, can also be implemented.
Im Rahmen der Erfindung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, dass das Verstellelement innerhalb der Stoßfuge zwischen zwei benachbarten Tübbings angeordnet ist, wobei ein durch das Verstellelement bewirkter Abstand der Stirnseiten der Tübbings zueinander veränderbar ist. Auch wenn das Verstellelement außerhalb der Stoßfuge beispielsweise in den Tübbings oder generell neben der Ringebene angeordnet sein kann und über eine geeignete Verbindung mit den Tübbings gekoppelt ist, wird die erfindungsgemäße Anordnung des Verstellelements in Umfangsebene des Tübbing-Rings bevorzugt. Hierdurch ergibt sich ein kompaktes geschlossenes System, innerhalb dem die auftretenden Ringkräfte statisch vorteilhaft durchgeleitet werden. Überdies bewirkt die Integration des Verstellelements innerhalb der Ringebene die bestmögliche Ausnutzung des durch den Tübbing-Ausbau geschaffenen Innenvolumens.In the context of the invention, it is considered to be particularly advantageous that the adjusting element is disposed within the butt joint between two adjacent tubbings, wherein a bewirkter by adjusting the distance of the end faces of the tubbings is mutually variable. Even if the adjusting element can be arranged outside the butt joint, for example in the tubbing or generally adjacent to the ring plane and is coupled via a suitable connection with the tubbings, the arrangement according to the invention of the adjusting element in the circumferential plane of the tubbing ring is preferred. This results in a compact closed system, within which the occurring ring forces are passed through statically advantageous. Moreover, the integration of the adjusting element within the ring plane brings about the best possible utilization of the inner volume created by the segmental lining.
Das Verstellelement ist im Wesentlichen aus zwei Seitenwangen gebildet. Diese liegen sich in einer Richtung achssymmetrisch zur Stoßfuge gegenüber und erstrecken sich in Längsrichtung des Tübbing-Rings über dessen Breite jeweils zwischen zwei Ringfugen. Hierbei weist jede der Seitenwangen eine Verbindungsseite auf, die im flächigen und formangepassten Kontakt zu wenigstens einer der Stirnseiten der Tübbings steht. Neben den Möglichkeiten, die Seitenwangen beispielsweise aus einem Vollmaterial oder einem Hohlprofil zu erstellen, sind grundsätzlich auch eine Vielzahl an Materialien wie beispielsweise Kunststoffe, Hölzer oder Metalle sowie Legierungen und Materialkombinationen einsetzbar. Vorteilhafter Weise werden hierfür Hohlprofile aus Metall verwendet, deren Steifigkeit durch innen liegende Querwände erhöht wird.The adjusting element is essentially formed from two side cheeks. These lie in a direction axisymmetric to the butt joint opposite and extend in the longitudinal direction of the tubbing ring over the width of each between two annular joints. In this case, each of the side cheeks on a connection side, which is in the flat and shape-matched contact with at least one of the end sides of the tubbing. In addition to the possibilities to create the side walls, for example, a solid material or a hollow profile, in principle, a variety of materials such as plastics, woods or metals and alloys and material combinations can be used. Advantageously, hollow profiles made of metal are used for this, whose rigidity is increased by internal transverse walls.
Die Seitenwangen des Verstellelements weisen zueinander gerichtete Schrägflächen auf, deren schiefe Ebenen sich entweder von einem Außenumfang zu einem Innenumfang des Tübbing-Rings oder von dessen beiden stirnseitigen Ringflächen aus mittig zueinander erstrecken. Hierdurch wird zwischen zwei sich gegenüberliegenden Schrägflächen der Seitenwangen ein keilförmiger Spalt gebildet, der sich entweder einseitig vom Außenumfang zum Innenumfang des Tübbing-Rings oder jeweils von einer Seite der Ringflächen aus zur Mitte der Stoßfuge hin verjüngt.The side cheeks of the adjusting element have mutually directed inclined surfaces, the inclined planes extend either from an outer periphery to an inner periphery of the tubbing ring or from the two end faces of the annular surfaces from each other in the middle. As a result, a wedge-shaped gap is formed between two opposite inclined surfaces of the side cheeks, which tapers either from one side of the outer circumference to the inner circumference of the tubbing ring or each side of the annular surfaces from the center of the butt joint.
Überdies beinhaltet das Verstellelement mindestens ein keilförmiges Spreizelement, welches zwei unter einem spitzen Winkel zu einer stumpfen Keilspitze zusammenlaufende achssymmetrisch angeordnete Druckflächen aufweist. Eine der Keilspitze gegenüberliegende Seite des Spreizelements ist hierbei als Ankerplatte ausgebildet. In der Ausführung bestehen auch hier grundsätzlich die Möglichkeiten, das Spreizelement beispielsweise aus einem Vollmaterial oder einem Hohlprofil aus den verschiedensten Materialien wie beispielsweise Kunststoffe, Hölzer oder Metalle sowie Legierungen und Materialkombinationen zu erstellen. Vorteilhafter Weise werden analog der beiden Seitenwangen des Verstellelements auch hierfür Hohlprofile aus Metall verwendet, deren Steifigkeit mindestens durch die Ankerplatte in Form einer Querwand erhöht wird.Moreover, the adjusting element includes at least one wedge-shaped spreading element, which has two axially symmetrically arranged pressure surfaces converging at an acute angle to a blunt wedge tip. One of the wedge tip opposite side of the expansion element is formed here as an anchor plate. In the embodiment, there are basically also the possibilities to create the expansion element, for example, from a solid material or a hollow profile made of various materials such as plastics, woods or metals and alloys and material combinations. Advantageously, analogous to the two side cheeks of the adjustment also hollow sections made of metal are used, the rigidity of which is increased at least by the anchor plate in the form of a transverse wall.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Spreizelement zwischen den beiden Seitenwangen des Verstellelements angeordnet ist und sich somit in dem keilförmigen Spalt zwischen zwei sich gegenüberliegenden Schrägflächen befindet. Das Spreizelement ist hierbei auf einer Geraden in Ebene der Stoßfuge zwischen den beiden Seitenwangen linear verschieblich. Hierbei stehen die Schrägflächen der Seitenwangen zumindest bereichsweise im flächigen Kontakt zu den Druckflächen des Spreizelements. Durch diese Anordnung werden die auftretenden und zu übertragenden Kräfte innerhalb des Verstellelements untereinander auf große Kontaktflächen übertragen, so dass im Hinblick auf die lineare Verschieblichkeit des Spreizelements zwischen den Seitenwangen die auftretenden Reibungen zwischen den einzelnen Bauteilen minimiert werden. Überdies reduziert das Verteilen der zu übertragenden Kräfte auf die großen Flächen die daraus resultierenden Spannungen, was sich in einer dadurch möglichen schlankeren Dimensionierung der einzelnen Bauteile des Verstellelements auswirkt.A particularly advantageous embodiment of the invention provides that the expansion element is arranged between the two side walls of the adjusting element and thus is located in the wedge-shaped gap between two opposing inclined surfaces. The expansion element is in this case linearly displaceable on a straight line in the plane of the butt joint between the two side cheeks. Here, the inclined surfaces of the side cheeks are at least partially in surface contact with the pressure surfaces of the expansion element. As a result of this arrangement, the forces occurring and to be transmitted are transmitted to one another on large contact surfaces within the adjustment element, so that the friction occurring between the individual components is minimized with regard to the linear displaceability of the expansion element between the side walls. Moreover, distributing the forces to be transmitted to the large areas reduces the resulting stresses, resulting in a possibly leaner one Dimensioning of the individual components of the adjustment affects.
Zur Erleichterung des Einbaus innerhalb der Tunnelröhre wird es als vorteilhaft angesehen, dass mindestens eine der Seitenwangen des Verstellelements mit mindestens einem der Tübbings über lösbare Verbindungsmittel gekoppelt ist oder mit mindestens einer der Stirnseiten eines Tübbings über einen geeigneten Anschluss fest verbunden ist. Hierfür weist das Verstellelement beispielsweise eine ausreichend dimensionierte Anschlussbewehrung auf, über die das Bauteil bei der Herstellung der einzelnen Tübbings aus Beton direkt mit eingegossen wird. Auf diese Weise können entweder zwei jeweils mit einem Teil des Verstellelements ausgestatteten Tübbings direkt aneinander gelegt und miteinander gekoppelt werden, wobei das Verstellelement komplettiert wird, oder ein mit dem Verstellelement verbundener Tübbing direkt über das Verstellelement mit einem benachbarten Tübbing verbunden werden. Grundsätzlich ist auch ein nachträglicher Einbau des Verstellelements möglich, wobei die Tübbings dann während des Einbauvorgangs anderweitig gegeneinander abzustützen sind.To facilitate the installation within the tunnel tube, it is considered advantageous that at least one of the side cheeks of the adjustment is coupled to at least one of the tubbing via releasable connection means or fixedly connected to at least one of the end sides of a tubbings via a suitable connection. For this purpose, the adjusting element, for example, a sufficiently dimensioned connection reinforcement, through which the component is cast directly in the production of the individual tubbings of concrete. In this way, either two each equipped with a part of the adjusting Tübbings can be placed directly against each other and coupled together, wherein the adjusting element is completed, or connected to the adjustment tubbing directly connected via the adjusting element with a neighboring tubbing. In principle, a subsequent installation of the adjustment is possible, the tubbing then during the installation process are otherwise supported against each other.
Für eine stufenlose lineare Verschiebung des Spreizelements zwischen den Seitenwangen des Verstellelements weist das Spreizelement mindestens zwei in Ebene der Stoßfuge parallel zueinander angeordnete Zuganker auf. Diese erstrecken sich von der Ankerplatte durch das Spreizelement hindurch einzeln zu rechtwinklig zur Stoßfuge angeordneten und über die lösbaren Verbindungsmittel mit jeweils zwei Tübbings gekoppelten Querlaschen. In einer anderen Variante erstrecken sich die parallel zueinander angeordneten Zuganker von der Ankerplatte durch das Spreizelement hindurch zu einem weiteren Spreizelement, wobei die Zuganker sich auch durch dieses hindurch bis zu einer nächsten Ankerplatte erstrecken. Bei der zweiten Variante stehen sich somit zwei Spreizelemente innerhalb der Stoßfuge zwischen den beiden Seitenwangen jeweils mit der stumpfen Keilspitze gegenüber.For a stepless linear displacement of the expansion element between the side walls of the adjusting element, the expansion element has at least two tie rods arranged parallel to one another in the plane of the butt joint. These extend from the anchor plate through the spreader element individually arranged at right angles to the butt joint and via the releasable connection means with two tubbing coupled cross straps. In another variant, the mutually parallel tie rods extend from the anchor plate through the spreader element through to a further expansion element, wherein the tie rods also extend through this until a next anchor plate. Thus, in the second variant, two expansion elements within the butt joint between the two side cheeks face each other with the blunt wedge tip.
Vor dem Hintergrund eines möglichst variablen Einsatzes des Tübbing-Ausbaus sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass ein stauchbares Nachgiebigkeitselement in der Stoßfuge zwischen zwei Tübbings angeordnet ist. Alternativ ist das Nachgiebigkeitselement ein stauchbarer Teil des Verstellelements oder wird mit diesem innerhalb des Tübbing-Rings kombiniert. Der Vorteil liegt in der Möglichkeit einer passiven umfangsseitigen Anpassung des Tübbing-Rings an mögliche Setzungen des umliegenden Erdreichs oder Gebirges. Diese Bewegungen setzen zumeist nach dem Auffahren der Tunnelröhre ein und bewirken ein Zusammendrücken der das Rohr umschließenden Gesteinsformationen. Dieser Vorgang kann unterschiedlich schnell ablaufen und bis zu einige Monate andauern. Durch das Stauchen des Nachgiebigkeitselements entzieht sich der Tübbing-Ring den dabei auftretenden Mehrbelastungen und lässt dabei eine Umlagerung der Kräfte im umliegenden Erdreich und Gestein zu. Auf diese Weise können die Tübbings deutlich wirtschaftlicher dimensioniert werden, da sie nicht den vollen, durch Setzungen und sonstige Konvergenzen begründeten Gebirgsdruck aufnehmen müssen.Against the background of a variable use of the tubbing removal, a preferred embodiment provides that a compressible compliant element is arranged in the butt joint between two tubbings. Alternatively, the compliance element is a compressible part of the adjustment element or is combined with it within the tubbing ring. The advantage lies in the possibility of a passive circumferential adaptation of the tubing ring to possible settlements of the surrounding earth or mountain. These movements usually begin after the tunnel tube has been driven in and cause the rock formations surrounding the pipe to be compressed. This process can take place at different speeds and last up to several months. Due to the compression of the compliance element, the tubbing ring eliminates the additional loads that occur while allowing a rearrangement of the forces in the surrounding soil and rock. In this way, the tubbings can be dimensioned much more economically, since they do not have to absorb the full, established by subsidence and other convergences mountain pressure.
Durch die umfangsseitige Variabilität der Tübbing-Ringe sieht eine bevorzugte Ausgestaltung des Tübbing-Ausbaus vor, dass der einzelne Tübbing-Ring über eine Koppeleinheit mit einem jeweils benachbarten Tübbing-Ring räumlich nachgiebig verbunden ist. Die Koppeleinheit zwischen den Tübbing-Ringen sowie weiteren Rohrabschnitten ist hierbei eine lösbare Verbindung. Hierdurch wird sichergestellt, dass das unterschiedliche ”Atmen” in Form von Umfangsänderungen der Tübbing-Ringe untereinander ermöglicht wird und weitestgehend spannungsfrei verlaufen kann, da benachbarte Tübbing-Ringe somit unterschiedliche Durchmesser einnehmen können, ohne durch einen starren Verbund mit benachbarten Tübbing-Ringen daran gehindert zu werden. Insgesamt werden hierdurch die einzelnen Segmente sicher und exakt untereinander positioniert bei gleichzeitiger räumlicher Bewegungsfreiheit.Due to the peripheral variability of the tubbing rings, a preferred embodiment of the segmental lining provides that the individual tubbing ring is connected in a spatially yielding manner via a coupling unit to a respective adjacent tubbing ring. The coupling unit between the tubbing rings and other pipe sections is in this case a detachable connection. This ensures that the different "breathing" in the form of circumferential changes of the tubing rings allows each other and can be largely stress-free, since adjacent tubbing rings can thus assume different diameters without being hindered by a rigid composite with adjacent tubbing rings to become. Overall, the individual segments are thus safely and accurately positioned with each other at the same time spatial freedom of movement.
Um einen dichten Kontakt zwischen dem Verstellelement und einem in Längsrichtung des Tübbing-Ausbaus benachbarten Segment innerhalb der Ringfuge zu erhalten, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass das Verstellelement zu den Ringflächen des Tübbing-Rings hin jeweils eine Aussparung für eine Dichtung aufweist. Diese Aussparung erstreckt sich hierbei jeweils über die Seiten des Verstellelements zwischen den beiden Stirnseiten der Tübbings und bildet im Querschnitt eine im Wesentlichen halbe Kreisfläche. Diese Ausführung kann grundsätzlich auch bei dem Nachgiebigkeitselement Verwendung finden. Neben der so erreichten Dichtwirkung sorgt insbesondere die Formgestaltung der Aussparung für eine sichere und lagegenaue Positionierung einer Dichtschnur innerhalb der Ringfuge, die so auch bei möglichen Verschiebungen der Tübbing-Ringe untereinander in Ebene der Ringflächen gewahrt bleibt. Die Tübbings selbst weisen an ihren Stirnseiten entsprechende Dichtungen auf, die hierdurch direkt gegeneinander oder gegen in der Stoßfuge befindliche Bauteile dichten. Beim Einsatz des Verstellelements sowie des Nachgiebigkeitselements können diese direkt mit einer das jeweilige Element vom Außenumfang her übergreifenden Dichtungen kombiniert werden. In anderen Ausführungen sind die Elemente bereits in sich gedichtet.In order to obtain a tight contact between the adjusting element and a segment adjacent to the tubbing extension in the longitudinal direction of the segmental lining, a preferred embodiment provides for the adjusting element to have a recess for a seal in each case towards the annular surfaces of the tubbing ring. This recess extends in each case over the sides of the adjusting element between the two end faces of the tubbings and forms in cross section a substantially half circular area. This embodiment can basically also be used in the compliance element. In addition to the sealing effect achieved in particular ensures the shape of the recess for a safe and positionally accurate positioning of a sealing cord within the annular joint, which is maintained even with possible displacements of the tubbing rings with each other in the plane of the annular surfaces. The tubbing itself have at their end faces corresponding seals, which thereby seal directly against each other or against components located in the butt joint. When using the adjusting element and the compliance element, these can be combined directly with a seal that overlaps the respective element from the outer circumference. In other embodiments, the elements are already sealed in themselves.
In Kombination mit der Aussparung an dem Verstellelement wird es als besonders vorteilhaft angesehen, dass in der Ringfuge zwischen den Tübbing-Ringen und weiteren Rohrabschnitten insgesamt eine sich jeweils über die Ringflächen umlaufend erstreckende Dichtung eingegliedert ist. Durch die geschlossene Gestalt in Form eines O-Rings werden die Ringflächen gegeneinander sicher gegen mögliches Eindringen von umgebendem Wasser gedichtet. Neben möglicherweise anstehendem Grundwasser ist dies grundsätzlich auch bei allen Ausführungen unterhalb der Wasseroberfläche vorzusehen. Auch wenn die Dichtung beispielsweise aus einzelnen Abschnitten zusammengesetzt ihre dichtende Wirkung entfalten kann, wird in vorteilhafter Weise hierfür eine einteilige kreisförmige Vollgummidichtung verwendet. Der Pressdruck innerhalb der Ringfuge durch die Kopplung der Tübbing-Ringe untereinander reicht aus, um den notwendigen Dichtheitsgrad zu erreichen. Durch die Ausbildung einer umlaufenden Ringnut innerhalb der Ringflächen analog der Aussparung des Verstellelements werden auch die jeweiligen Bewegungen der Rohrabschnitte untereinander sicher durch Verformungen und lagegenaue Fixierung der Dichtung aufgenommen.In combination with the recess on the adjusting element, it is considered particularly advantageous that in the annular joint between the Tübbing rings and other pipe sections in total one is incorporated in each case over the annular surfaces circumferentially extending seal. The closed shape in the form of an O-ring, the annular surfaces are sealed against each other against possible penetration of surrounding water. In addition to possibly pending groundwater, this is to be provided in principle for all versions below the water surface. Even if the seal composed, for example, of individual sections can develop their sealing effect, advantageously a one-piece circular solid rubber seal is used for this purpose. The pressing pressure within the annular joint by the coupling of the tubbing rings with each other is sufficient to achieve the necessary degree of tightness. Due to the formation of a circumferential annular groove within the annular surfaces analogous to the recess of the adjusting element, the respective movements of the tube sections with one another are reliably absorbed by deformations and positionally accurate fixation of the seal.
Speziell unter extremen Bedingungen sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Dichtung aus einem Vollmaterial oder einem mit unterschiedlichen Medien befüllbaren radial flexiblen Schlauch gebildet ist. Durch das Einbringen eines Mediums in das Innere des Schlauchs wird eine elastische Querschnittsänderung der Schlauchdichtung bewirkt, die auch bei fehlendem oder nur geringem Anpressdruck innerhalb der Ringfuge ihre dichtende Wirkung erzielt, indem sie selbst den notwendigen Anpressdruck durch Volumenzuwachs erzeugt. Über ein von der Innenseite des Tübbing-Ausbaus erreichbares Ventil, welches als Stichleitung eine Verbindung zum Inneren der Dichtung schafft, kann auch im Nachhinein ein Befüllen sowie Verpressen der Dichtung erfolgen. Neben gasförmigen Medien können beispielsweise auch dauerelastische oder aushärtende Materialien in die Dichtung eingebracht werden. Vorteilhafterweise ist die Schlauch-Dichtung hierfür mit einer zweiten Stichleitung ausgestattet, über die ein innerhalb der Dichtung befindliches und beim Nachverpressen verdrängtes Medium austreten kann.Especially under extreme conditions, a further embodiment of the invention provides that the seal is formed from a solid material or a radially flexible hose which can be filled with different media. By introducing a medium into the interior of the hose, an elastic cross-sectional change of the hose seal is effected, which achieves its sealing effect even in the absence of or only low contact pressure within the annular joint, by itself generates the necessary contact pressure by volume increase. A valve which can be reached from the inside of the segmental lining and which creates a connection to the interior of the seal as a branch line can also be used to fill and press the seal in retrospect. In addition to gaseous media, it is also possible, for example, to introduce permanently elastic or hardening materials into the seal. Advantageously, the hose seal for this purpose is equipped with a second spur line, via which a located within the seal and displaced during repressing medium can escape.
Der erfindungsgemäße Tübbing-Ausbau wird somit höchsten Ansprüchen an einen modernen und in der Handhabung flexiblen einschaligen Innenausbau eines unterirdischen Ausbaus gerecht. Durch die Möglichkeit einer sich den jeweiligen Gegebenheiten umfangsseitig aktiv anpassbaren Ausgestaltung jedes einzelnen Tübbing-Rings ergibt sich im praktischen Einsatz ein jeweils individueller Mehrwert, der eine vereinfachte Handhabung und einen deutlich erhöhten Gestaltungsspielraum generiert. Insgesamt wird der Einbau erleichtert und mitunter beschleunigt, da die sonst starre Form der Innenschale problemlos und sicher angepasst werden kann. Sofern die Verstellmöglichkeit sowie Nachgiebigkeit nicht mehr gewünscht ist, können beispielsweise einzelne Tübbing-Ringe oder der gesamte Tübbing-Ausbau durch späteres Verpressen mit Beton dauerhaft ausgesteift werden. Durch die Kombination mit passiven Nachgiebigkeitselementen und räumlich nachgiebigen Koppeleinheiten steht dem Fachmann nunmehr ein vor Ort anpassungsfähiges und leistungsstarkes Baukastensystem für den modernen Innenausbau unterirdischer Ausbauten, insbesondere von Tunneln und Schächten, zur Verfügung.The tubbing expansion according to the invention thus meets the highest demands on a modern and flexible single-shell interior design of an underground construction. Due to the possibility of a circumference actively actively adaptable design of each individual tubbing ring results in practical use each individual value added, which generates a simplified handling and a significantly increased scope for design. Overall, the installation is facilitated and sometimes accelerated because the otherwise rigid shape of the inner shell can be easily and safely adjusted. If the adjustment and compliance is no longer desired, for example, individual tubbing rings or the entire tubbing expansion can be permanently stiffened by subsequent compression with concrete. Due to the combination with passive compliance elements and spatially flexible coupling units, the person skilled in the art now has an adaptable and high-performance modular system for the modern interior finishing of underground structures, in particular of tunnels and shafts.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described below with reference to several embodiments schematically illustrated in the drawings. Show it:
Mit Blick in Tunnellängsrichtung stellt
Zur besseren Darstellung der einzelnen Komponenten des Verstellelements
Auf einer der Verbindungsseite
Die sich jeweils zu den stirnseitigen Ringflächen
Eine der Keilspitze
In
In
Die
In
In
In einer weiteren Variante stellt
Eine weitere Variante einer Koppeleinheit
In der praktischen Anwendung wird zur Errichtung einer langgestreckten unterirdischen Tunnelstrecke in der Regel eine Schildvortriebseinrichtung eingesetzt, welche eine zusätzliche Vorrichtung zum Tübbing-Einbau aufweist. Hierbei wird ein rotierendes rundes Schneidwerkzeug in das Bergmaterial vorgeschoben. Dieser als Schild bezeichneter Fräser weist Aussparungen auf, über die das herausgeschnittene Material mittels Förderbändern abtransportiert wird.In practical application, a shield tunneling device is generally used for the construction of an elongated underground tunnel section, which has an additional device for tubbing installation. Here, a rotating round cutting tool is advanced into the mountain material. This designated as a blade cutter has recesses over which the cut out material is removed by means of conveyor belts.
Im so genannten Nachläufer hinter dem Schild wird die frisch geschnittene Tunnelöffnung direkt mit hintereinander angeordneten Rohrabschnitten ausgekleidet. Diese Rohrabschnitte stellen ein einschaliges Tragwerk dar, welches neben den statischen Ansprüchen auch den Anforderungen an die Wasserundurchlässigkeit genügt. Hierfür werden die Ringabschnitte jeweils aus einem Tübbing-Ring
Um sich den örtlichen Gegebenheiten und Anforderungen bestmöglich anzupassen, werden unterschiedlich vorkonfektionierte Tübbings
In Bereichen, in denen mit dynamischen, hohen Drücken sowie großem Konvergenzverhalten gerechnet werden muss, wird der Tübbing-Ring
In Bereichen, in denen beim Auffahren der Tunnelröhre der Durchmesser der Tunnelbohrung größer geschnitten werden muss, wird der Tübbing-Ring
Um die jeweiligen Umfangsänderungen sowie Verschiebungen der einzelnen Rohrabschnitte untereinander zu ermöglichen, wird jeder einzelne Tübbing-Ring
Damit die einzelnen Rohrabschnitte auch in der Ringfuge
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Tübbing-AusbauTubbing expansion
- 22
- Tübbing-RingTubbing ring
- 33
- Ringfugeannulus
- 44
- Tübbingstubbing
- 5a5a
-
Verstellelement in
8 Adjustment element in8th - 5b5b
-
Verstellelement in
8 Adjustment element in8th - 66
-
Ringflächen von
2 Ring surfaces of2 - 77
-
Dichtung zwischen
3 Seal between3 - 88th
-
Stoßfuge zwischen
4 Butt joint between4 - 99
-
Stirnseiten von
4 End faces of4 - 10a10a
-
Seitenwangen von
5a Side cheeks of5a - 10b10b
-
Seitenwangen von
5b Side cheeks of5b - 11a11a
-
Spreizelement von
5a Spreading element of5a - 11b11b
-
Spreizelement von
5b Spreading element of5b - 1212
-
Nut von
2 Groove of2 - 13a13a
-
Aussparung von
5a Recess of5a - 13b13b
-
Aussparung von
5b Recess of5b - 14a14a
-
Verbindungsseite von
10a Connection side of10a - 14b14b
-
Verbindungsseite von
10b Connection side of10b - 15a15a
-
Schrägflächen von
10a Sloping surfaces of10a - 15b15b
-
Schrägflächen von
10b Sloping surfaces of10b - 16a16a
-
Keilspitze von
11a Wedge tip of11a - 16b16b
-
Keilspitze von
11b Wedge tip of11b - 17a17a
-
Ankerplatte von
11a Anchor plate of11a - 17b17b
-
Ankerplatte von
11b Anchor plate of11b - 18a18a
-
Druckflächen von
11a Pressure surfaces of11a - 18b18b
-
Druckflächen von
11b Pressure surfaces of11b - 19a19a
-
Zuganker von
5a Tie rods of5a - 19b19b
-
Zuganker von
5b Tie rods of5b - 20a20a
-
Wartungsöffnungen von
5a Maintenance openings of5a - 20b20b
-
Wartungsöffnungen von
5b Maintenance openings of5b - 2121
-
Querlaschen von
5b Cross straps of5b - 2222
-
Verbindungsmittel von
5b Connecting means of5b - 2323
-
Querwände von
10b Transverse walls of10b - 2424
-
Führungswände von
11b Guide walls of11b - 2525
-
Schlitze von
10b Slits of10b - 2626
-
Führungsschlitze von
23 Guide slots of23 - 27a27a
-
Nachgiebigkeitselement in
8 Compliance element in8th - 27b27b
-
Nachgiebigkeitselement in
8 Compliance element in8th - 27c27c
-
Nachgiebigkeitselement in
8 Compliance element in8th - 27d27d
-
Nachgiebigkeitselement in
8 Compliance element in8th - 2828
-
Hohlkammern von
27a ,27b ,27c ,27d Hollow chambers of27a .27b .27c .27d - 2929
-
Stege von
27a ,27c ,27d Footbridges of27a .27c .27d - 30a30a
-
Längswände von
27a Longitudinal walls of27a - 30b30b
-
Längswände von
27b Longitudinal walls of27b - 30c30c
-
Längswände von
27d Longitudinal walls of27d - 31a31a
-
Querwände von
27a Transverse walls of27a - 31b31b
-
Querwände von
27c Transverse walls of27c - 31c31c
-
Querwände von
27d Transverse walls of27d - 32a32a
-
Aussparung von
27a Recess of27a - 32b32b
-
Aussparung von
27b Recess of27b - 32c32c
-
Aussparung von
27c Recess of27c - 32d32d
-
Aussparung von
27d Recess of27d - 3333
-
Rohrkörper von
27b Tubular body of27b - 3434
-
Zwischensteg von
27b Gutter of27b - 3535
-
Seitenwange von
27c Sidewall of27c - 36a36a
-
Koppeleinheit in
3 Coupling unit in3 - 36b36b
-
Koppeleinheit in
3 Coupling unit in3 - 36c36c
-
Koppeleinheit in
3 Coupling unit in3 - 36d36d
-
Koppeleinheit in
3 Coupling unit in3 - 36e36e
-
Koppeleinheit in
3 Coupling unit in3 - 36f36f
-
Koppeleinheit zwischen
2 Coupling unit between2 - 37a37a
-
Gegenlager von
36a Counter bearing of36a - 37b37b
-
Gegenlager von
36b Counter bearing of36b - 37c37c
-
Gegenlager von
36c Counter bearing of36c - 37d37d
-
Gegenlager von
36d Counter bearing of36d - 37e37e
-
Gegenlager von
36f Counter bearing of36f - 38a38a
-
Ringelement von
36a Ring element of36a - 38b38b
-
Ringelement von
36b Ring element of36b - 3939
-
Koppelplatten von
36a Coupling plates from36a - 40a40a
-
Bolzen von
36c Bolts of36c - 40b40b
-
Bolzen von
36d Bolts of36d - 40c40c
-
Bolzen von
36e Bolts of36e - 40d40d
-
Bolzen von
36f Bolts of36f - 41a41a
-
Federelement von
36c und36d Spring element of36c and36d - 41b41b
-
Federelement von
36e Spring element of36e - 4242
-
Lagerblech von
36e Bearing plate of36e - 43a43a
-
Kantblech von
36e Folding sheet of36e - 43b43b
-
Kantblech von
36f Folding sheet of36f - 4444
-
Stichleitung von
7 Stub line from7 - 4545
-
Verschlusskörper von
44 Closure body of44 - AA
-
Außenumfang von
2 Outer circumference of2 - BB
-
Innenumfang von
2 Inner circumference of2 - CC
-
Abstand zwischen
9 distance between9
Claims (13)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200910057520 DE102009057520B4 (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Tubbing removal with integrated adjustment element |
PCT/DE2010/001392 WO2011069481A2 (en) | 2009-12-10 | 2010-12-01 | Tubbing works with integrated adjusting element |
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DE200910057520 DE102009057520B4 (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Tubbing removal with integrated adjustment element |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1400004A (en) * | 1971-06-30 | 1975-07-16 | Gb Sec Of State Environment | Tunnel lining |
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-
2009
- 2009-12-10 DE DE200910057520 patent/DE102009057520B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-12-01 WO PCT/DE2010/001392 patent/WO2011069481A2/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011069481A3 (en) | 2012-06-28 |
WO2011069481A2 (en) | 2011-06-16 |
DE102009057520A1 (en) | 2011-06-16 |
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