DE1159988B

DE1159988B - Verfahren zum Herstellen der Auskleidung fuer einen mittels eines Schildes vorgetriebenen Tunnel oder Stollen sowie Tunnel- oder Stollenauskleidung zur Verwendung bei diesem Verfahren

Info

Publication number: DE1159988B
Application number: DER29275A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Hertrich
Original assignee: Rheinstahl Huettenwerke AG
Current assignee: Rheinstahl Huettenwerke AG
Priority date: 1960-12-13
Filing date: 1960-12-13
Publication date: 1963-12-27
Also published as: GB1010889A

Description

Für die Auskleidung von Tunneln, z. B. U-Bahn-Tunneln, Stollen für den Bergbau od. dgl., die in Schildbauweise hergestellt werden, sind bereits Tunnelringe aus eisernen Segmenten bekannt, die in ihren parallel zur Tunnelachse verlaufenden Stoßfugen von teilzylindrischer Form so gelenkig aneinander gelagert sind, daß die Segmente eines Ringes gegeneinander um die parallel zur Tunnelachse verlaufenden Lagerachsen verschwenkbar sind. Nach dem Einbau der Ringe wird der Ringspalt zwischen Gebirge und Auskleidung mit einem Füllstoff verblasen oder verpreßt. Diese Ausführungen sind jedoch bisher aus Gründen der Einbringung der Tunnelringe auf die Anwendung in verhältnismäßig standfesten und wasserundurchlässigen Böden, wie z. B. aus festem Ton, beschränkt. In nicht standfesten, kohäsionslosen Böden, z. B. aus Sand, Kies lockerem Mergel od. dgl. mit mehr oder weniger starker Wasserführung, war die Anwendung dieser Ausführung bis heute in Frage gestellt, da befürchtet werden mußte, daß sich die Ringe infolge ihrer Nachgiebigkeit in den Gelenken schon vor und bei dem Verblasen oder Verpressen des Ringspaltes stark verformen, wodurch auch eine dauerhafte Abdichtung durch an sich bekannte Verfahren, z. B. Verstemmen, zweifelhaft erschien.

Durch die Erfindung soll ein Verfahren zum Herstellen derartiger Auskleidungen für mit Hilfe eines Schildes vorgetriebene Tunnel oder Stollen geschaffen werden, durch das die Anwendung solcher Auskleidungen auch in nicht standfesten, kohäsionslosen und wasserführenden Böden ermöglicht wird.

Um dies zu erreichen wird vorgeschlagen, daß bei dem Zusammenbau der Segmente im Schildschwanz zunächst die einzelnen Segmente jedes Ringes durch besondere Verbindungsmittel starr miteinander verbunden werden und daß später nach dem Vorrücken des Schildes und dem Verblasen oder Verpressen des Ringspaltes diese starren Verbindungen wieder gelöst werden, so daß nunmehr die einzelnen Segmente eines Ringes geringe Schwenkbewegungen gegeneinander ausführen können.

Außerdem werden gemäß einem weiterem Merkmal der Erfindung die Segmente des zuletzt zusammengebauten Ringes mit den Segmenten des vorhergehenden Ringes zunächst starr verbunden und später nach dem Verblasen oder Verpressen des Ringspaltes diese Verbindungen wieder gelöst.

Es ist bei diesem Verfahren zweifellos möglich, daß durch das Hinzutreten der Erdlasten geringfügige Durchmesseränderungen der Gelenkringe auftreten. Diese Änderungen sind auf das quasi elastische Verfahren zum Herstellen
der Auskleidung für einen mittels
eines Schildes vorgetriebenen Tunnel
oder Stollen sowie Tunnel- oder Stollenauskleidung zur Verwendung bei diesem
Verfahren

Anmelder:

Rheinstahl Hüttenwerke

Aktiengesellschaft,
Essen, Am Rheinstahlhaus 1

Dr.-Ing. Friedrich Hertrich, Oakland, Calif.

(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Verhalten der Hinterfüllung zurückzuführen, halten sich jedoch in kleinen Grenzen und können experimentell und theoretisch vorherbestimmt werden. Es wird daher in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Tunnelringe beim Zusammenbau geringfügig elliptisch, und zwar mit ihrer großen Achse lotrecht stehend, auszurichten, damit sie im Zusammenwirken mit der Erdlast später Kreisform annehmen.

Erfindungsgemäß werden ferner die Verstemmdichtungen in die Nuten an den Stoßfugen der Segmente und zwischen den Ringen erst nach dem Lösen der Verbindungen zwischen denselben eingebracht. Die für das Verfahren in Anwendung kommende Tunnel- oder Stollenauskleidung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente an ihren Stoßfugen mit zum Tunnelinneren weisenden Vorsprüngen, z. B. Nasen, Nocken od. dgl., zum Anbringen der Verbindungsmittel versehen sind.

Weiterhin sind erfindungsgemäß die Ringsegmente auch an den Stoßstellen von Ring zu Ring mit zum Tunnelinneren weisenden Vorsprüngen zum Anbringen von Verbindungsmitteln versehen.

309 770/37

Ferner sind nach der Erfindung die teilzylindrischen Gelenke der Segmente, und zwar am konvexen Teil, auf ihrer ganzen Länge mit einer Nut für eine Verstemmdichtung versehen. Diese bleibt auch im Falle von Drehungen der Gelenkteile immer tangential zu den Teilzylinderflächen, also den Dichtungsspalten gerichtet. Ebenso ist in an sich bekannter Weise auch zwischen den Flanschen der benachbarten Segmentringe eine umlaufende Nut für eine Verstemmdichtung angeordnet.

Zwischen den einzelnen Ringen ist keine Schraubverbindung vorhanden und erforderlich, da der von den Pressen des Vortriebsschildes auf die Ringe axial ausgeübte Stützdruck auch nach dem Einbau der Ringe bestehenbleibt, weil die Wandreibung an der Außenseite der Ringe ein Entspannen verhindert. Diese Wandreibung ist so groß, daß auch durch den Verstemmdruck keinesfalls ein Klaffen der Stoßfugen herbeigeführt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt:

Fig. 1 zeigt die Auskleidungssegmente in Ansicht von innen mit den zeitweilig eingebauten Verbindungsmitteln (Spannbacken und Schrauben); Fig. 2 zeigt dieselben im Schnitt gemäß der Linie

Fig. 3 zeigt die Auskleidungssegmente im Schnitt I-I mit einem anderen Verbindungsmittel (Klammer und Keil);

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die axialen Stöße der Ringe, und

Fig. 5 zeigt eine Darstellung des Herstellungsverfahrens im Halbschnitt.

Mit 1 sind die Segmente der Auskleidungsringe bezeichnet, deren Stöße 2,3 korrespondierende, teilzylindrische Form haben und jeweils ein Gelenk bilden. Im konvexen Teil dieses Gelenkes ist eine Nut 4 für die Stemmdichtung angeordnet, welche sich über die ganze Segmentbreite erstreckt. Zwischen je zwei Auskleidungsringen, welche nach Vollendung des Einbaues nicht weiter miteinander verbunden sind, ist für die Stemmdichtung eine umlaufende Nut 5 vorgesehen.

In der Nähe der Stöße 2,3 zwischen den Segmenten und an den Stoßen zwischen den einzelnen Segmentringen sind nach Fig. 1 und 2 Vorsprünge 6 angeordnet. Mit Hilfe von an diesen angreifenden Spannbacken 8, welche durch Schrauben 7 zusammengehalten werden, werden die Segmente und die Ringe beim Zusammenbau unter Aufhebung ihrer Beweglichkeit gegeneinander verspannt, wobei die Ringe nach dem vorgeschriebenen Tunnel- oder Stollenprofil ausgerichtet werden.

Nach Fig. 3 sind in der Nähe der Stöße 2,3 andersartige Vorsprünge 9 angeordnet, welche zur Aufnähme von entsprechend geformten Klammern 10 dienen, die durch Keile 11 verspannt werden.

In Fig. 5 ist mit 12 der Vortriebsschild bezeichnet, welcher durch hydraulische bzw. pneumatische Pressen 13, die sich auf die bereits fertig montierten Auskleidungsringe, bestehend aus den Segmenten 1, abstützen, in das Gebirge vorgetrieben wird. Die Segmente der drei letzten Ringe sind noch miteinander durch Klammern 10 und Keile 11 verbunden.

Auf der Außenseite des Schildes 12 sind an mehreren Stellen am Umfang Rohre 14 mit Blasdüsen 15 angeordnet, durch die z. B. während des Vortriebes Sand oder ein ähnlicher druckbeständiger Stoff in den Ringspalt 16 zwischen den Ausbauringen und dem Gebirge eingeblasen wird. Um ein Austreten der Hinterfüllung in den Tunnelraum zu vermeiden, ist zwischen den Ausbauringen und dem Schild 12 ein mit dem Schildschwanz 17 verbundener, manschettenartiger Dichtring 18 angeordnet.

Auf der Außenseite des Schildes 12 sind vor den Rohren 14 besondere Keilstücke 19 angeordnet, durch welche das Profil des Ausbruchs an diesen Stellen entsprechend erweitert wird.

Entsprechend dem Vortrieb des Schildes werden die Verbindungselemente von den Segmenten entfernt und danach die Stemmdichtungen in die Nuten 4 und 5 eingebracht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen der Auskleidung für einen mittels eines Schildes vorgetriebenen Tunnel oder Stollen, bei dem die Auskleidung aus in einzelne Segmente unterteilten Ringen zusammengesetzt wird, deren Segmente in ihren parallel zur Tunnelachse verlaufenden Stoßfugen so gelenkig aneinander gelagert sind, daß die Segmente eines Ringes gegeneinander um die parallel zur Tunnelachse verlaufenden Lagerachsen verschwenkbar sind, und bei dem der Ringspalt zwischen Gebirge und Auskleidung mit einem Füllstoff verblasen oder verpreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Zusammenbau der Segmente im Schildschwanz zunächst die einzelnen Segmente jedes Ringes durch besondere Verbindungsmittel starr miteinander verbunden werden und daß später nach dem Vorrücken des Schildes und dem Verblasen oder Verpressen des Ringspaltes diese starren Verbindungen wieder gelöst werden, so daß nunmehr die einzelnen Segmente eines Ringes geringe Schwenkbewegungen gegeneinander ausführen können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente des zuletzt zusammengebauten Ringes mit den Segmenten des vorhergehenden Ringes zunächst starr verbunden werden und daß später nach dem Verblasen oder Verpressen des Ringspaltes diese Verbindungen wieder gelöst werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe beim Zusammenbau geringfügig elliptisch, und zwar mit ihrer großen Achse lotrecht stehend, derart vorgerichtet werden, daß sie im Zusammenwirken mit der Erdlast später Kreisform annehmen.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstemmdichtungen in die Nuten an den Stoßfugen der Segmente und zwischen den Ringen erst nach dem Lösen der Verbindungen zwischen denselben eingebracht werden.

5. Tunnel- oder Stollenauskleidung zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente an ihren Stoßfugen mit zum Tunnelinnern weisenden Vorsprüngen, z.B. Nasen, Nocken od. dgl., zum Anbringen der Verbindungsmittel versehen sind.

6. Tunnel- oder Stollenauskleidung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente auch an den Stoßstellen von Ring zu

Ring mit zum Tunnelinnern weisenden Vorsprüngen zum Anbringen von Verbindungsmitteln versehen sind.

7. Tunnel- oder Stollenauskleidung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die teilzylindrischen Gelenke der Segmente, und zwar am konvexen Teil, auf ihre ganze Länge mit einer Nut für eine Verstemmdichtung versehen sind.

8. Tunnel- oder Stollenauskleidung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Flanschen der benachbarten Segmentringe in an sich bekannter Weise eine umlaufende Nut für eine Verstemmdichtung angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 840 262.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen