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Verfahren, Vorrichtung und Betonstein zur Herstellung einer Tunnel-
oder Schachtauskleidung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Tunnel- oder Schachtauskleidung aus ge-
wölbten Betonsteinen mit Hilfe eines
aus Ringabschnitten zusammengesetzten, wieder verwendbaren Montageringes.
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Die bekannten Verfahren bedienen sich eines Montageringges, der ein-
oder zweiteilig ausgebildet ist, was natürlich die Handhabung erschwert, da die
Teile außerordentlich sperrig sind, was sich besonders in dem engen Raum eines Tunnels
oder Schachts nachteilig auswirkt.
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Bei zum Auskleiden eines Tunnels verwendeten Betonsteinen ist es bekannt,
die aneinandergrenzenden Stoßflächen mit Nut oder Feder zu versehen ober aber in
den benachbarten Flächen halbzylindrische Nuten vorzusehen, in die ein Gelenkbolzen
eingeführt wird. Es ist ferner bekannt, den zuletzt einzufügenden Stein so auszubilden,
daß seine zwei in Längsrichtung des Tunnels verlaufenden Seitenflächen parallel
zueinander liegen und halbzylindrische Ausnehmungen aufweisen, die zur Aufnahme
eines Verriegelungsbolzens dienen. Weiter ist es bekannt, in den Betonsteinen Sacklöcher
vorzusehen, in die einen Montagering dur;chsetzende Schrauben eingedreht werden,
um die Betonsteine an dem Montagering zu befestigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leichtes durchführbares
Verfahren der eingangs angegebenen bekannten Art zu Herstellung einer kreisförmigen
Tunnel- oder Schachtauskleidung und gleichzeitig die hierfür erforderlichen Voraussetzungen,
nämlich eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und entsprechende Betonsteine,
zu schaffen.
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Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß die Ringabschnitte,
welche höchstens dieselbe Bogenlänge wie die Betonsteine aufweisen, mit den Betonsteinen
lösbar verbunden und zusammen mit diesen versetzt werden.
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Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist in bekannter
Weise Ringabschnitte auf, welche zu einem die Betonsteine tragenden Montagering
zusammensetzbar sind, und zeichnet sich dadurch aus, daß die Ringabschnitte eine
äußere Bogenlänge aufweisen, welche die innere Bogenlänge der Betonsteine nicht
überschreitet, und daß Vorrichtungen vorgesehen sind, um vor dem Zusammenbau der
Ringabschnitte diese mit den Betonsteinen starr, jedoch wieder lösbar zu verbinden.
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- Vorzugsweise weisen die Ringabschnitte im Querschnitt eine
nach innen offene U-Form auf. Die Flansche dieses U#Profils sind an den Enden durch
Querflansche miteinander verbunden, die zum Verbinden zweier benachbarter Ringabschnitte
mit Schraubenlöchern versehen sind.
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Tn weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Vorrichtungen zum lösbaren Verbinden der Ringabschnitte mit den Betonsteinen
jeweils aus einer den Ringabschnitt von innen nach außen durchsetzenden, in ein
Sackloch des Betonsteines eingreifenden Spreizhülse bestehen, die durch einen in
ihr gelagerten, mit einem Kegelende versehenen Spreizbolzen mittels einer am anderen
Bolzenende angreifenden Mutter aufweitbar ist.
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Zweckmäßig weist hierbei das nach innen vorstehende Ende der Spreizhülse
eine sich auf dem Steg des U-förmigen Ringabschnitts abstützende Schulter und einen
die Spreizhülse gegen Drehung sichernden, zwischen den Schenkeln des U-Profils liegenden
rechteckigen Flansch auf.
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Nach der Erfindung dient zur Bildung des oberen Schlußstückes ein
kürzerer Ringabschnitt, dessen Querflansche parallel zueinander liegen. Die beiden
benachbarten Ringabschnitte sind mit entsprechend verlaufenden Querflanschen versehen,
während alle anderen Querflansche radial gerichtet sind.
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Ein nach dem Verfahren der Erfindung verwendeter Betonstein ist dadurch
gekennzeichnet, daß etwa, in der Mitte des Betonsteins ein Sackloch vorgesehen ist,
das zum Befestigen eines der Ringabschnitte dient. und daß eine - wie an-
sich bekannt - zum Einbringen von Vergußmaterial angeordnete öffnung aus
der Mitte in Bauwerkslängsrichtung versetzt ist.
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Zweckmäßig werden die zwei jeweils am Scheitel des Tunnels zuletzt
zu versetzenden Betonsteine so ausgebildet, daß ihre am Scheitel des Tunnels in
Längsrichtung verlaufenden, aneinanderliegenden S toßflächen
schräg
zur Radialen geneigt sind und in der Mitte der Stoßflächen, wie an sich bekannt,
halbzylindrische, einander gegenüberliegende Nuten ausgespart sind, die zur Aufnahme
eines Gelenkzapfens dienen und mit einer Metallauskleidung versehen sein können.
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Eine bestimmte Ausführun- einer Tunnelatiskleidung nach der Erfindung
ist als Beispiel in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zei gt Fig.
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Tunnelauskleidung aus drei
aneinanderliegenden Betonsteinringen, von denen der eine Ring mit einem Montagering
versehen istr-Fig. 2 zum Teil eine Endansicht einer fertiggestellten Tunnelauskleidung
und zum Teil einen Querschnitt durch die Tunnelauskleidung mit dem in Stellung befindlichen
Montagering, wobei auch der Hohlraurn, in dem die Tunnelauskleidung aufgestellt
wird, und das Vergußmaterial, das den Raum zwischen Auskleidung und Tunnelwand füllt,
dargestellt ist, und Fig. 3 und 4 Teilquerschnitte durch den oberen
Ab-
schnitt bzw. den unteren Abschnitt eines Auskleidungsringes mit dem zugehörigen
Montagering. Die 'Vorrichtungen, die den klontagering an den Betonsteinen befestigen,
sind in Fig. 3 in Ansicht und in Fig. 4 im Schnitt dargestellt.
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Die einen Innendurchmesser von 1,35 m aufweisende Tunnelauskleidung
besteht aus Ringen, von denen jeder Ring in Tunnellängsrichtung eine Länge von
60 cm hat und aus neun in der Draufsicht rechteckigen, bogenförrnigen Betonsteinen
zusammengesetzt ist. Die Betonsteine haben eine Wandstärke von 80 mm und
bestehen aus verdichtetem Beton, der nach dem Schleuderverfahren oder durch hochfrequentes
Rütteln hergestellt wird. Die Betonsteine enthalten keine Bewehrung und haben ein
Gewicht von etwa 67 kg. Die angegebenen Abmessungen können geändert werden.
Im allgemeinen erhöht sich mit zunehmendem Durchmesser der Tunnelauskleidung die
Zahl und Stärke der Betonsteine. Die Zahl der Betonsteine ist vorzugsweise eine
ungerade Zahl.
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In der dargestellten Tunnelauskleidung haben alle Betonsteine, mit
Ausnahme der beiden oberen Steine, die gleiche Form. jeder der sieben unteren Betonsteine
5 hat an einer Längskante einen im Querschnitt runden Vorsprung oder eine
Feder 6 und hat in seiner anderen Längskante eine Nut, die die an dem angrenzenden
Betonstein vorhandene Feder 6 aufnimmt. Die Nut- und Federverbindungen (Fig.
3 und 4), die beim Zusammenbau mit bituminisiertem Mastix wasserdicht gemacht
werden, sind so geformt, daß sie eine begrenzte Drehung benachbarter Betonsteine
gegeneinander ermöglichen.
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Die beiden oberen Betonsteine7 und 8 weisen an ihren äußeren
Längskanten eine ähnliche Feder bzw. N ut zum Eingriff mit den benachbarten
Betonsteinen 5
auf. Die aneinander anliegenden Längskanten der Betonsteine
7 und 8, die die am Scheitel des Ringes vorhandene Stoßstelle bilden,
sind abgeschrägt, d. h., sie stehen schräg zur Radialen und sind mit einander
gegenüberliegenden Nuten halbzylindrischen Querschnitts versehen. Die Nuten haben
Metallauskleidungen 9, die in den Betonsteinen beim Betonieren befestigt
werden. Ein Gelenkzapfen 10 wird nach dem Zusammenbau der Betonsteine in
den von diesen Nuten gebildeten Kanal in Längsrichtung eingesetzt. Der Zapfen
10 (Fig. 1) besteht aus kurzen Zapfenteilen mit einem kegelförmigen
Ende zum Erleichtern des Einsetzens.
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Die Betoristeine jedes Auskleidungsringes werden in der später beschriebenen
Weise in einem Tunnel-oder Schachthohlraum 11 (Fig. 2) zusammengebaut. Nach
Einnehmen ihrer Stellung wird der zwischen der Auskleidung und der Hohlraumwand
vorhandene kaum in bekannter Weise mit Vergußmaterial 12 gefüllt. Zu diesem Zweck
sind in einigen oder, wie dargestellt, in allen Betonsteinen öffnungen
13 vorhanden, die das Einbringen dieses Vergußmaterials ermöglichen. Das
verwendete Vergußmaterial ist nicht so fest wie das Material der Auskleidungssteine.
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Zum Erleichtern des Zusammensetzens der Betonsteine zu einem Auskleidungsring
wird ein oder werden mehrere aus Metall bestehende Montageringe verwendet, die aus
einzelnen Ringabschnitten zusammengesetzt sind. Diese Ringabschnitte werden abnehmbar
an den einzelnen Auskleidungssteinen befestigt und zeitweilig miteinander verbunden,
um einen starren Tragring zu bilden. jeder Montagering besteht aus sieben Ringabschnitten
14, die an den Betonsteinen 5 befestigt werden, ferner aus zwei abgeänderten
Ringabschnitten 15, die an den Detonsteinen 7
und 8 befestigt
werden, und aus einem Schlußstück 16. jeder Ringabschnitt 14, 15 und
16 hat die Form eines offenen Kastens, der aus einer zylindrisch
ge-
krümmten Platte besteht, die so geformt ist, daß sie dicht an der Innenfläche
der Auskleidungssteine anliegt. An den vier Kanten dieser Platte sind nach innen
ragende Flansche angeordnet. Wenn die zehn Ringabschnitte mit ihren kurzen Querflanschen
in der dargestellten Weise aneinandergelegt werden, bilden sie gemeinsam einen geschlossenen
Ring von U-förmigem Querschnitt., Alle Ringabschnitte 14 und 15 weisen eine
Befestigungsvorrichtung auf, die aus einer - Spreizhülse 17
besteht,
die eine in der zylindrisch gekrümmten Platte vorhandene Bohrung nach außen durchsetzt.
Diese Spreizhülse 17 wird in ein an der Innenfläche des zugehörenden Auskleidungssteines
5, 7 oder 8 befindliches Sackloch 18 eingesetzt und dann gespreizt,
so daß sich die Hülse an die, Wandung dieses Sackloches 18 anlegt. Die Spreizhülse
17 hat eine Schulter, die ihre Bewegung nach außen im Ringabschnitt begrenzt,
und trägt außerdem einen rechteckigen Flansch19, der zwischen die in Umfangsrichtung
sich erstreckenden Flansche des Ringabschnittes eingreift und die Spreizhülse
17 gegen Verdrehen sichert. Der aus dem gekrümmten Steg des Ringabschnittes
nach außen vorstehende Teil der Spreizhülse 17 ist in Radialrichtung geschlitzt,
und der Endabschnitt der Hülseninnenfläche verjüngt sich nach innen konisch (Fig.
4). Am dieser Kegelfläche liegt der entsprechende Endkegel eines Spreizbolzens 20
an, der in der Spreizhülse 17 gelagert ist. Das Innenende des Bolzens 20
ist in eine Gewindemutter 21 eingeschraubt, die auf einer am Innenende der Spreizhülse
17 befindlichen Kappe 22 aufliegt, so daß beim Drehen der Gewindemutter 21
der Bolzen 20 in der Hülse 17 nach innen gezogen wird. Die Spreizhülse
17 wird dabei ausgedehnt oder gespreizt und legt sich fest an die Wandung
des in dem Betonstein befindlichen Sackloches 18 an.
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Zum Errichten eines Auskleidungsringes werden die Ringabschnitte 14
und 15 an den entsprechenden Betonsteinen 5,- 7 und 8- befestigt.
Der unterste Betonstein 5 wird aufgelegt, und andere Betonsteine werden an
jeder Seite angesetzt. Die Querflansche der Ringabschnitte 14 werden dabei aneinander
mittels Schrauben befestigt. Der Betonstein 7 mit seinem Ringabschnitt
15 wird dann in ähnlicher Weise aufgestellt und die Ringabschnitte verschraubt.
Dann wird der Betonstein 8 mit seinem Ringabschnitt 15
aufgestellt
und auch dieser Ringabschnitt verschraubt. Die Ringabschnitte 15 enden kurz
vor der zwischen den Betonsteinen 7 und 8 vorhandenen Stoßstelle.
Dieser Umstand sowie die abgeschrägte Stoßstelle zwischen den Betonsteinen
7 und 8 ermöglicht ein be-
quemes Einsetzen der Betonsteine.
Der aus Ringabschnitten bestehende Montagering wird dann durch Einsetzen des Schlußstückes
16 zwischen beiden Ringabschnitten 15 geschlossen. Die aneinanderstoßenden
Querflansche dieser drei Ringabschnitte liegen nicht in Radialrichtung wie die anderen
Querflansche der Ringabschnitte, sondern verlaufen parallel zueinander. Nachdem
die Betonsteine versetzt sind, werden die Zapfen 10 in die in den Betonsteinen
7 und 8 befindlichen aneinanderliegenden Nuten eingesetzt, so daß
der aus Betonsteinen zusammengesetzte Ring verriegelt ist. Die Ringabschnitte werden
dann abgenommen und zum Errichten eines anderen Auskleidungsringes verwendet, oder
der Montagering kann bis zum Vergießen und/oder bis nach Fertigstellung des anschließenden
Auskleidungsringes in seiner Stelhing bleiben.
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Alle Betonsteine sind auch an den Querfugen mit Nut und Feder
23 versehen (Fig. 1), so daß der aus den zusammengesetzten Betonsteinen
gebildete Ring an dem einen Ende einen ringförmigen Vorsprung (Feder) und in dem
anderen Ende eine ringförmige Nut hat, die den ringförmigen Vorsprung (Feder) des
angrenzenden Ringes aufnimmt.