DE1534678A1

DE1534678A1 - Verfahren zur Herstellung von roehrenartigen Bauwerken

Info

Publication number: DE1534678A1
Application number: DE19651534678
Authority: DE
Inventors: Hans Waldvogel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-09-22
Filing date: 1965-09-22
Publication date: 1969-04-30

Description

Dlpl.-Ing. Karl Kiekeben

Patentanwalt
1 Seriln 19, KaiserdamRi 28

P 15 54- 678 ο 8 P. 4-578

Hans Waldvogel in Zürich (Schweiz).

Verfahren zur Herstellung von röhrenartigen Bauwerken.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht im Vergleich zu den konventionellen Baumethoden einen vorteilhafteren Bau von röhrenartigen Bauwerken, zum Beispiel von Kanälen, Stollen und Kavernen für Wasserbauten, Tunnels für Straßen, Untergrundbahnen und deren Stationen, Schächten für den Bergbau und Tunnellüftungen, insbesondere beim Vorliegen ungünstiger Baugrundverhältnisse, beispielsweise wenn solche Bauten durch gebrächen, klüftigen Fels, in Molasse, Moräne und weichem Erdmaterial gebaut werden sollen.

Das vorliegende Bausystem funktioniert im wesentlichen nach dem Gleitschal—ungsprinzip. Der Bauvorgang ist vergleichbar mit der natürlichen Fortbewegungsart einer Raupe oder eines Wurmes. Diese eigenartige ruckweise Vorwärtsbewegung wird nach der vorliegenden Erfindung sinnvoll in technischer Form so gestaltet, wie in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt in der Längsachse eines im Sinne der Erfindung auszuführenden Beispiels eines Bauwerkes.

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- 2 — (Art.7§1 Abs.2*Jr, l.SafcS;.des.Ändorungsges. v. 4.9. lyo,;.

Pig. 2 zeigt die Darstellung eines Details in einer

gegenüber Fig. 1 veränderten Stellung. Die Fig. 3,4- und 5 zeigen verschiedene Querschnitte

des Erfindungsgegenständes. In Fig. 5 sind einige typische Querschnitte d, e, f in drei Sektoren unterteilt dargestellt.

Mindestens zwei hinter- oder übereinander angeordnete Gleitschalungssysteme b und c werden in gegenseitigem Abhängigkeitsverhältnis wechselweise durch von Pressen 4- erzeugte Schubkräfte vorwärts bewegt. Am Kopf des Gleitschalensystems b ist, mit Lenkrollen 27 mobil gelagert, ein Grabwerksystem a gekuppelt, das mittels Getriebe 1 in pendelnde oder kreisende Bewegung radial zum Trasse des Bauwerkes versetzt und indirekt ebenfalls durch Druck der Pressen 4- vorgetrieben wird. Das Ausbruchprofil des Bauwerkes wird durch Schneidorgane 5 des Grabwerksystems a genau begrenzt. Der Vollausbruch und die Förderung des Aushubmaterials erfolgen beispielsweise durch einen auf dem Gleitschalungssystem b aufmontierten Bagger und weitere Förderorgane, wie Förderbänder oder Rollwagen. Diese, bekannten Hilfsmittel sind auf der Zeichnung nicht dargestellt. Die das Gleitschalungssystem b bildenden Ringkonstruktionen $ und Gleitschalungen 2 ersetzen das bei den konventionellen Baumethoden übliche umständliche Verschalen und Versprießen der aufgebrochenen Hohlräume und ermöglichen eine auf den Erdmaterialaushub sofort nachfolgende Ausmauerung der Bauwerkswand^rungen in der Weise, daß in den zwischen dem Ausbruchprofil und der Gleitschalung 2 kurz,vorübergehend entstehenden Hohlraum 6 fortlaufend mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Pumpen Beton eingepreßt wird, der alle Hohlräume, auch allfällige Klüfte im Fels, dicht ausfüllt. Dadurch kann der Einsturzgefahr der Aufbruchräume auch ohne Verankerungen vorgebeugt werden, noch bevor der Druck der umliegenden Erdmassen mit der Tendenz, die aufgebrochenen Hohlräume wieder zu schließen, zur Auswirkung kommt. Der

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Vortrieb der Gleitschalungssysteme b und c und des diesen vorgelagerten Grabwerksystems a erfolgt wechselweise durch Zug- und Druckpressen 4, welche auf der Ringkonstruktion 9 des Gleitschalungssystems c gelagert ist. Damit das Gleitschalungssystem c den Vorschubkräften der Pressen 4 genügend Widerstand bieten kann, werden deren Wandungen gemäß Fig. 4 durch weitere Pressen 10_r 11, die in einer senkrechten Ebene zur Gleitschalungsachse angeordnet sind, gegen die ausgeführte Mauerung 7 gepreßt, so daß eine genügende Wandreibung entsteht, um den Vorschub des Gleitschalungssystems b und des diesem vorgelagerten Grabwerksystems a mittels Pressen 4 zu bewirken (Pig. 1). Nach erfolgtem Vorschub um eine bestimmte Strecke wird der Druck der Pressen 10, 11 gelockert und umgekehrt durch deren Zugwirkung die durch Bolzen 14 gelenkige und in einzelne Segmente aufgeteilte Ringkonstruktion 9 mit Gleitschalung 8 von der Mauerung 7 abgezogen, so daß nun der dem Baufortschritt entsprechende Nachschub des Gleitschalungssystems c durch Zugwirkung der axial wirkenden Pressen 4 auf der unteren Tunnelwandung erfolgen kann (Fig. 3). Diese Bewegungen erfolgen wechselweise in kurzen Zeitintervallen entsprechend dem Fortschritt des Brdaushubes und der Tunnelmauerung. Die eigentlichen Schalungen der Gleitschalungssysteme b, c bestehen aus schmalen flexiblen Lamellen 2 und 8, die durch Ringkonstruktionen 3, 9 gestützt und geführt werden. Die Ringkonstruktionen 3> 9 werden gegenseitig durch Verbindungsglieder 12 verbunden. Die Verbindungsglieder 12 ermöglichen mittels Schraubenspindeln 13, den Abstand der Stützringe 3, 9 so zu regulieren, daß diese sich in Geraden und Krümmungen immer genau senkrecht zur Längsachse des Bauwerkes einstellen (Fig. 1 und 2), wodurch der Bauvorgang automatisch in der bestimmten Richtung erfolgen kann. Die Lamellen der Gleitschalungen 2, 8 der Gleitschalungssysteme b, c werden nur an ihrem vorderen Ende, je am vordersten Stützring des entsprechenden Gleitschalungssystems, befestigt und durch diesen nachgezogen. Durch die weiteren

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gekoppelten Stützringe flexibel geführt, gewährleisten die Gleitschalungslamellen 2, 8 eine gleichmäßige, genaue Bauausführung. Die Gleitschalungssysteme b und c sind in variablen Abständen durch die Kolbenstangen der Pumpen 4 mittels Verbindungsgliedern 29 und Schrauben 30 miteinander verbunden.

Günstigenfalls kann in standfestem Gebirge schon die mittels Gleitschalungssystemen b und c hergestellte Betonausmauerung 7 den an die Bauwerke gestellten Anforderungen genügen. Zur Herstellung von druckfesten Bauwerken in nachgiebigem Gebirge bis lockerem Erdmaterial wird eine weitere Verstärkung der Bauwandungen, allfällig mit Armierungen, | notwendig. Ein solcher Effekt wird mit den in den Fig. 1 und 5 dargestellten weiteren Vorrichtungen erzielt. Unmittelbar nach dem Passieren des Gleitschalungssystems c wird die erste Ausmauerung.7 sofort mit Armierungen und weiteren Betonringen verstärkt. Beispielsweise erfolgt die Armierung durch I-förmige Profileisen 15» die, wie in Fig. 5 dargestellt, aus einzelnen Segmenten gegenseitig durch Bolzen 16 zu einem dem Bauprofil genau angepaßten Tübingring verbunden werden. Diese Tübinge werden, durch eine in die Flanschen 17 des I-Profils 15 eingespannte Presse 18 unter Druckvorspannung versetzt, gegen die erste Ausmauerung 7 des Bauwerkes gepreßt. Die noch freien Enden des Tübinge 15 werden mittels Flanschen 19 vorteilhaft durch Schweißen starr verbunden. Die Presse 18 wird nach erfolgtem Verband abgenommen und beim nächstfolgenden Tubing wieder eingesetzt. Zwischen diesen Stützringen oder Tübingen werden Drahtnetze 20 zur weiteren Armierung eingelegt. Dann folgt das Gleitschalungssystem e, bestehend aus Stützringen 21 und Gleitschalung 22. Zwischen der Gleitschalung 22, die in der Form ähnlich oder · abweichend sein kann gegenüber derjenigen von b und c, und , der ersten Betonausmauerung 7 wird ein weiterer Betonring 23 in der Weise hergestellt, daß durch ein weiteres, in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestelltes Pumpenaggregat

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Beton eingepreßt wird. Durch an die Gleitsciialungssysteme b, c, e angesetzte Vibratoren kann die Förderung und Verdichtung des hinter die Gleitschalungen einzubringenden Betons intensiviert werden. Nach Passieren des iileitschalungssystems e, welches jeweils entsprechend den Abständen der Stützringe oder Tübinge 15 Je um ein Betonierfeld e* durch ebenfalls auf dem Gleitschalungssystem c montierte Zugpressen 24· mit Verbindungsgliedern 25, 26 nachgezogen wird, ist das Bauwerk, mit Ausnahme allfällig noch einzubauender Installationen, vollendet. Die mittels Schraubenspindeln 26 verstellbaren Verbindungsgliedern 25 dienen wie die Glieder 12, ä 13 ebenfalls dazu, die Stützringe 21 des Gleitschalungssystems e in der genau radialen Lage zur Längsachse des Bauwerkes zu fixieren.

Gegenüber den konventionellen Bauweisen ermöglichen, beispielsweise beim Tunnelbau, die stark gepanzerten Gleitschalungen und die entsprechend den Außendrücken genügend armierten Tunnelmauerungen nach der Bauweise der vorliegenden Erfindung Straßenfahrbahnen, Hausfundamente, Werkleitungen, Kanalisationen oder andere Bauwerke mit nur geringer Überdeckung oder unmittelbar, ohne Schaden für diese Anlagen zu unterfahren. Der Verzicht auf den Tagbau ermöglicht große Einsparungen an Baukosten und Bauzeit. Ebenso ist die ungestörte Aufrechterhaltung des Oberflächenverkehrs bei dessen Ersatz durch unterirdische Anlagen nicht gering einzuschätzen. Der sich vollständig im Untergrund abwickende Baubetrieb kann ohne Belästigung durch Lärm und ohne Beschränkung durch ungünstige Witterungsverhältnisse kontinuierlich Tag und Nacht zu allen «Jahreszeiten erfolgen. Der weitgehend automatisierte Baubetrieb ermöglicht große Einsparungen an menschlichen Arbeitskräften und Installationsmaterial, wirkt sich auch allgemein in den Bauzeiten und Baukosten vorteilhaft aus und vermindert die Bauunfallgefahren.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung von röhrenartigen Bauwerken, wie Tunnels, Stollen oder Schächten, mit Hilfe von Grabwerkzeugen,' Gleitschalungssystemen und Pressen oder mechanischem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens zwei GIeitschalungssysteme (b,c) verwendet und den Vorschub der beiden Schalungssysteme wechselweise so betätigt, daß man das rückwärtige Schalungssystem (c) mit Pressen (10,11) an eine vorgängig mit Gleitschalungssystem (b) erstellte Wandauskleidung (7) preßt und derart verklemmt, daß eine genügende Abstützung entsteht, um das Schalungssystem (b) und das diesem vorgekuppelte Grabwerkzeug (a) mit Pressen (4) vorauszuschieben, und daß während dieses Vorganges in den zwischen dem Tunnelausbruchprofil, das soeben mit dem Grabwerkzeug (a) gebohrt wurde, und dem Gleitschalungssystem (b) kurz vorübergehend entstehenden Hohlraum (6) sofort und fortlaufend Wandauskleidungsmaterial eingepreßt wird, wonach man in ähnlicher Weise das rückwärtige Schalungssystem (c) mit denselben Pressen (4-) nachzieht, nachdem die Verklemmung durch die Pressen (10,11) gelockert wurde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein hinterstes drittes Gleitschalungssystem (e) in einem den Anforderungen genügenden Abstand (d) nachzieht, um zwischen dem zweiten GIe it schalungs sys-t em (c) und dem dritten Gleitschalungssystem (e) an die erste Wandauskleidung (7) mit Druckvorspannung Stützringe (15) und weiteres Armierungsmaterial (20) anzubringen und nach erfolgtem Nachziehen des dritten Gleitschalungssystems (c) den Raum zwischen diesem und der bereits erstellten ersten Wandauskleidung (7) und den Stützringen (15) mit weiterem Wandaus-

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unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2-Nr. 1 Sotz S des Änderung*«, v. 4. 9. 1907).

kleidungsmaterial (23) auszufüllen.

3. Einrichtung zur Durch.fuh.rung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei Gleitschalungssysteme (b,c) aufweist, mit denen eine erste Wandauskleidung (7) erstellt wird, und daß mindestens eines dieser Gleitschalungssysteme Pressen (10,11) aufweist, mit deren Hilfe die Gleitschalungen zwecks Erhöhung der Reibung an die Wandauskleidung (7) gepreßt werden können, und daß die Gleitschalungssysteme (b,c) mit Pressen (4) miteinander gekuppelt sind, welche ermöglichen, die vordere Gleitschalung (b) mit am Kopf derselben beweglich gelagertem Grabwerkzeug (a) vorzuschieben und intermittierend die rückwarte Gleitschalung (c) nachzuziehen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie drei Gleitschalungssysteme (b,c,e) aufweist, von denen das hinterste (e) einen kleineren Außenumfang hat als die beiden vorangehenden, und daß Pressen (24) angeordnet sind, welche ermöglichen, das hinterste Gleitschalungssystem (e) in einem Abstand (d) nachzuziehen, der so gewählt ist, daß Stützringe (15) unter Druckvorspannung und weitere Armierungen (20) eingesetzt werden können.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gleitschalungssysteme (b,c,e) Stützringe (3,9,21) aufweisen, deren Abstand mit Verbindungsgliedern (12,25) und Schraubenspindeln (13,26) relativ zueinander verstellbar ist, und daß die Gleitschalung (2,8,22) aus Lamellen aufgebaut sind, die je nur am vordersten Stützring (3,9,21) eines jeden Gleitschalungssystems befestigt sind, so daß die Schalungen sich entsprechend der Krümmung eines gekrümmten Bauwerkes einstellen können.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende des vordersten Gleitschalungssystems (b) ein Grabwerkzeug (a) angeordnet ist, welches seinen Vorschub von den Pressen (4) über das Gleitschalungssystem (b) erhält.

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7· Einrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Grabwerkzeug (a) ringförmig ausgebildet, mit Rollenlagern (27) auf der Stützkonstruktion des Gleitschalungssystems (b) gelagert und mit Antriebsorganen (1)
versehen ist, die ihm eine rotierende oder pendelnde Drehbewegung erteilen.

8. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsorgane (1) am Rand des ringförmigen Grabwerkzeuges (a) auf letztere einwirken.

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ORIGINS