DE1099467B - Verfahren zum Quervorspannen einer Auskleidung aus Mauerwerk oder Beton fuer Druckstollen, Schaechte oder Eisenbahntunnel - Google Patents

Description

• Verfahren zum Quervorspannen einer Auskleidung aus Mauerwerk oder Beton für Druckstollen, Schächte oder Eisenbahntunnel Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Quervorspannen einer Auskleidung aus Mauerwerk oder Beton für Druckstollen, Schächte oder Eisenbahntunnel. Da es in seiner Anwendung verschieden ist, wird es für die Anwendungsgebiete getrennt beschrieben. 1. Druckstollen Die Wasserstollen werden, soweit es sich um Druckstollen handelt, immer ausgekleidet. Dies ist notwendig, um eine glatte Wandung herzustellen, die eine möglichst geringe Reibung gewährleistet. In der Regel wird für die Auskleidung Beton verwendet. Auf die Auskleidung wirken Zugkräfte ein, weil das Druckwasser die Auskleidung nach außen drängen will. Diese Zugkräfte verursachen in der Auskleidung manchmal Risse, wenn keine Gegenkräfte vorhanden sind. Solche Risse treten auch auf, wenn für die Auskleidung Stahlbeton zur Verwendung gelangt. Die Rundeisen werden auf Zug beansprucht und dehnen sich. Sobald die Beanspruchung der Stähle über 300 kg/cm2 beträgt, beginnt der Beton bereits zu reißen. Demnach hat sich gezeigt, daß bewehrter Beton für die Auskleidung nicht geeignet ist. Um diese Mängel zu vermeiden, sind Auskleidungen unter Vorspannung gesetzt worden. Dies wurde bisher durch Umschnürung mit Stahleinlagen erreicht oder aber durch Hinterpressung mit Mörtel, wobei im letzteren Falle das hinter der Auskleidung anstehende Gebirge als Widerlager wirkt und somit zur Erzeugung der Quervorspannung herangezogen wird. Beide Verfahren haben den Nachteil, daß sie im Ausbau schwierig sind und mehrere Arbeitsgänge erfordern. Die Kosten sind demnach hoch.
• Um dies zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung der Preßdruck auf das Bauwerk in dessen Längsrichtung und auf dessen Umfang verteilt aufgebracht und die Quervorspannung durch die hierbei auftretende und das Gebirge behinderte Querdrehung bewirkt. Dies geschieht mittels Pressen, welche auf den gesamten Umfang der Verkleidung verteilt angesetzt sind und den Preßdruck ausüben. Statt der Pressen können auch Druckkissen od. dgl. verwendet werden. Zwischen den Pressen 3 werden die Flächen 4 frei gelassen, welche nach Aufbringen des verlangten Preßdruckes zum Ausfüllen der gedrückten Auskleidung benutzt werden, so daß nach Entfernung der Pressen 3 die Deformation in Längsrichtung erhalten bleibt.
• Infolge der Deformation in Längsrichtung tritt eine Querdehnung ein, die sich in der Hauptsache nach dem Stolleninnern bewegt, weil die Auskleidung nach außen vom Gebirge über eine äußere Betonschicht 5 abgestützt wird. Damit die Deformation in Längsrichtung gefördert wird, kann zwischen äußerem Beton und innerer Auskleidung 1 eine Schmierschicht 6 aus bituminösem Material oder ähnlichem eingebracht werden. Da es sich bei der Auskleidung um gewölbte Flächen handelt, muß durch die Querdehnung eine Verkürzung der inneren Leibung der Auskleidung 1 eintreten, was erhebliche Druckspannungen zur Folge hat. Bei späterem Wasserinnendruck müssen, wie bekannt, zunächst diese Druckspannungen abgebaut werden, bevor Zugspannungen auftreten können. Je nach Größe des Preßdruckes 2 und der Wirksamkeit der Schmierschicht 6 können die Abstände der Preßquerschnitte mehr oder weniger groß gewählt werden. Auf alle Fälle können. die Zonenlängen wesentlich größer gemacht werden als bei dem bisher üblichen Verfahren mit Radialdrücken. Auch ist das Aufbringen des Preßdruckes wesentlich einfacher und die Gewißheit der Verteilung auf den Umfang besser zu gewährleisten als bei den übrigen. Verfahren. Dies trifft auch hinsichtlich eines anderen Verfahrens zu, das Druckkissen parallel zur Längsachse im Querschnitt vorsieht und welches Drücke tangential zur Auskleidung erzeugt. 2. Eisenbahntunnel Die Abdichtung von Eisenbahntunneln macht im allgemeinen Schwierigkeiten. In früherer Zeit wurde hinter der Auskleidung ein Hohlraum ausgebrochen, damit eine Foliendichtung auf die Auskleidung aufgebracht werden konnte. Der Hohlraum wurde danach wieder ausgepackt. Das zutretende Gebirgswasser lief auf der Foliendichtung zu einer Rinne äb.,Der Nachteil dieser Methode war der große Ausbruch und die damit verbundenen Kosten. Es zeigte sich auch, daß die Foliendichtung sehr empfindlich gegen Spitzendrücke ist und an solchen Stellen in der Regel zerstört wurde.
• Auf Grund dessen wurde in neuerer Zeit des öfteren lediglich ein Torkretputz an der Innenleibung angebracht. Die Dichtung, die früher auf dem Rücken der Auskleidung lag, wurde somit nach innen verlegt. Die Nachteile dieses Torkretputzes, welcher einen sehr hohen Zementgehalt besitzt, zeigten sich an den großen Schwindspannungen. Diese führten zu Rissen, welche den Wasserdurchlauf gestatten. Man ist deswegen in neuerer Zeit bemüht, durch bessere Verfahren die geschilderten Nachteile zu beseitigen..
• Gemäß der Erfindung wird parallel zur Längsrichtung des Tunnels, also senkrecht zum Gewölbequerschnitt 7, ein Preßdruck 8 aufgebracht, sobald der vorher aufgetragene Mörtelputz 9 entsprechend fest geworden ist. Durch den Preßdruck 8 wird der Mörtelputz 9 ebenfalls auf Druck vorgespannt. Der Preßdruck wird mittels Pressen oder Druckkissen 10, die in bestimmten Abständen im Tunnel provisorisch eingebaut werden, zur Wirksamkeit gebracht. Sobald der Preßdruck den erforderlichen Wert erreicht hat, werden die zwischen den Pressen bzw. Druckkissen freien Flächen 11 zubetoniert, so daß bei Entfernen der Pressen bzw. Druckkissen 10 der Preßdruck erhalten bleibt. Tritt danach Schwinden im Mörtel ein, so muß zunächst die Druckvorspannung abgebaut werden, bis Zugspannungen auftreten. Da die Höhe der Druckspannungen so gewählt wird, daß etwa die gleichen Deformationswege entstehen, kann der Mörtel keine Zugspannungen erhalten. Er bleibt damit rissefrei.
• Durch das Aufbringen der Druckkraft in Längsrichtung der Tunnelröhre tritt eine willkommene Verengung der Röhre durch Querdehnung ein. Infolgedessen wird der Umfang der inneren Tunnelflächen kleiner, da es sich um einen Bogen handelt, was aber nur durch Deformation der inneren Flächen infolge von Druckspannungen senkrecht zur Längsachse möglieh ist. Die Rechnung ergibt, daß durch Verkürzung der inneren Tunnelleibung höhere Druckkräfte erzeugt werden als durch die aufgebrachte Vorspannkraft in Längsrichtung des Tunnels. Damit wird also auch in der Richtung senkrecht zur Tunnellängsachse ebenfalls auf den Torkretmörtel eine Druckspannung erzeugt, die Risse infolge von späteren Schwindspannungen und Temperaturbewegungen ausschaltet. Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel für einen Druckstollen und einen Eisenbahntunnel erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Druckstollen im Längsschnitt; Fig. 2 den Querschnitt des Druckstollens, Fig. 3 einen Eisenbahntunnel im Längsschnitt, Fig.4 den Querschnitt des Eisenbahntunnels.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE. 1. Verfahren zum Quervorspannen einer Auskleidung aus Mauerwerk oder Beton für Druckstollen, Schächte oder Eisenbahntunnel, wobei das das Bauwerk -umschließende Gebirge mit zur Erzeugung der Quervorspannungen herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck auf das Bauwerk in dessen Längsrichtung und auf dessen Umfang verteilt aufgebracht und die Quervorspannüng durch die hierbei auftretende und das Gebirge behinderte Querdehnung bewirkt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Gebirge und die Außenwandung des Bauwerkes eine Schmierschicht einggbracht wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen des Preßdruckes auf die Innenleibung des Bauwerkes ein Torkretputz aufgebracht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift J 3544 V/84a (bekanntgemacht am 22.9.1955) ; österreichische Patentschrift Nr. 168 383; Hans Möll, Spannbeton, Berliner Union Stuttgart, 1954, S.230.