DE1708690A1

DE1708690A1 - Beton Tuebbing

Info

Publication number: DE1708690A1
Application number: DE19681708690
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Fastenau; Volker Dr-Ing Hahn
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1968-03-09
Filing date: 1968-03-09
Publication date: 1971-06-03

Description

Beton Tübbing Die Erfindung bezieht sich auf-einen Beton Tübbing für den Tunnel-Stollen- oder Schachtausbau, mit an den _ Stirnseiten angeordneten Vorrichtungen zum Abdichten der sich zwischen zwei aneinandergesetzten Tübbings bildenden Stossfugen. _ Bei der Herstellung von Tunneln und Schächten werden die. Mandungen mit schalenartigen, vorgefertigten Elementen, sogenannten Tübbings ausgebaut, die in zunehmendem Umfang aus Stahlbeton hergestellt werden. Wenn derartige Tunneln oder Schächte in Wasser führendem Boden verlegt werden, sobereitet vor allem die Abdichtung der an den Stirnseiten zwischen zwei aneinandergesetzten TUbbings sich bildenden Stossfugen erhebliche Schwierigkeiten, da es wegen der #usseren Delastungenlund infolge von Schwingvorgängen zu unvermeidlichen geringen gegen- seitigen Bewegungen der Tübbings kommt.
Es ist bereits 'aus der deutschen Auslegeschrift . 1 238 945 bekannt, in den Fugenspalt zwischen zwei Betonfertigteilen eine Profilschnur aus Gummi oder ähnlichem Werkstoff einzulegen oder einzupressen. -Hierzu ist es jedoch notwendig, daß die einander benachbarten Bauteile sich an der Dichtzone gegenseitig überlappen. Ein weiterer aNachteil besteht darin, daß das Einbringen der Profilschnur in der Praxis sehr schrbrig ist und daß das fernzu--haitende Wasser durch den Beton hindurch um die Dichtung herumlaufen kann. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß die Elastizität der Profilschnur im Kufe der Zeit naohläeat und dass dann bei zu geringem Anpressdruck die Dichtwirkung verloren geht.
iEn iet auch schon bekannt, zur wasserdichten Ver-bindung von zwei aneinander$ue®ttenden Betonfertig- teilen in jede Stirnseite jedes Fertigteils Yugenrandstreiten einzubetonieren, die aus- ,thermoplastischem Wirkstoff bestehen und an ihren aus dem Beton heraus ragenden Randzonen nach dem Zusammensetzen der Bertigteile miteinander verschweisst werden können. Derartige Dichtvorrichtungen aus Fugen und Streifen könkn jedoch bei Tübbings für den Tunnel-oder Schachtausbau nicht befriedigen, weil in diesem Falle die Tübbings unmittelbar aneinAergesetzt werden und dann die zu verschweissenden Randstreifen nicht oder nur sehr schwer für ein Schweissgerät zugänglich sind. Ausserdem ist das Verschweissen von Hand ein zeitraubender Arbeitsgang und kann bei bereits bestehendem Wasserandrang nicht ausgeführt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,. an ihren Stirnseiten abdichtbare Beton-Tübbings zu schaffen, die zur Übertragung von mechanischen Kräften, insbesondere Druckkräften mit diesen Stirnseiten unmittelbar aneinandergesetzt werden können. Ausserdem soll die Df&tung auch starken äusseren Belastungen bei den unvermeidlichen Bewegungen der Tübbings in 'erlegtem Zustand widerstehen können. Erfindungsgemäss wird bei einem Beton-Tübbing der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, daß die Stirnflächen entlang der Wölbungsinnenseite schwach gegenüber der Stirnflächenebene geneigte Randzonen haben, die beieAndergesetzten Tübbings eine im Querschnitt keilförmige Fuge . ergeben, und daß ferner an diesen Randzonen ein bandförmiger, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellter Randstreifen sitzt, der mit wenigstens einen, annähernd senkrecht abstehenden Rückensteg in den Beton eingebettet ist A'und daß ausserdem ein elastisches Keilband zum Eintreiben in die zwischen zwei einander gegenüberstehenden Randstreifen verbleibende keilförmige Fuge vorgesehen ist. Bei der für einen erfindungsgemäss ausgerüsteten und ausgebildeten Tübbing$ verwendbaren Dichtvorrichtung wird das Eintreiben des geiles wesentlich erleichtert, wenn.derKeil einen gegenüber seinen elastischen Mantelzonen wesentlich härteren Kern vorzugsweise aus Holz, Metall oder Stahl enthält. Da sowohl die Mantelzonen des Kernes als auch der Randstreifen, welcher bei derHerstellung des Tübbings mit seinem Rückensteg in den Beton eingebettet wird, aus elastischem @Xunststoff und wegen der weiter unten näher erläuterten--Gründe zweckmässig aus thermoplastischem gunstestoff bestehen, können diese Teile in einfacher und'gosten sparender Weise als Profilstränge auf einer Strangpresse-sprit$gepresst werden. Bei einem solcher Art hergestelltem Keilband besteht der Kern dann ebenfalls aus einem Band aus einem Werkstoff, der sich unter

den zum Eintreiben des Keils ausgeübten Hammerschlägen

Eintreiben des

nur sehr wenig verformt. Um das/Keils zu erleichtern

wird zweckmeassig zwischen den Mantel des Keilbandes und dessen Kern eine Einlage vorgesehen, die eine grössere Elastizität als der Mantel hat.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einer Dichtvorrichtung für einen erfindungsgemäss gestalteten und ausgerüsteten Tübbing das Keilband und der mit dem Tübbing nach dessen Herstellung fest verbundene Randstreifen jeweils an ihren einander zugekehrten Seiten eine die-Selbsthemmung des Keils erhöhende Riffelung,vorzugsweise eine Riffelung mit äägezahnförmigem Querschnitt haben.
Vornehmlich im Tunnelbau verlässt man sich nicht gern auf nur eine einzige Dichtungsmassnahme, wenn man eine unbedingt zuverlässige Dicht LgkeL t erzielen will. Man ist vielmehr bestrebt, mehrere Dichtungsmassnahmen -vorsehen zu können, die zwar nicht unbedingt gleich von Anfang an zur Wirkung kommen müssen, aber bei Eintritt einer Undichtigkeit wirksam werden können. Wenn die Randstreifen und die Keilbänder in der oben angedeuteten Weise aus thermoplastischem .Kunststoff hergestellt werden, so ist es möglich, mit Hilfe von zwischen dem Keil und die Randstreifen eingelegten Heizdrähten den thermoplastischen Stoff mit Hilfe des elektrischen Stromes soweit aufzuschmelzen, däß diese beiden Teile miteilnder verschweissen, wodurch sich eine vollkommen homogene-Verbindung zwischen den vorgefertigten Bet on-Tübbings ergibt. Bei einer konstruktiv besonders vorteilhaften -Ausbildung des Keilbandes ist vorgesehen, die Heizdrähte unmittelbar in die aus thermoplastischem Werkstoff bestehende Mantelzone des Keilbandes einzuarbeiten und zwar vorzugsweise in die für die Erhöhung der Selbsthemmung vorgesehene Riffelung an der Aussenseite des Keilbandmantels. In diesem Falle kann das thermoplastische Material als elektrische Isolierung der Helzdrä hte wirken.
Weitere Einzelheiten und zwecknö,usige Weitert)Ildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in I Verbindung mit den nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungs-. beispielen. 1-,Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeiepiel stehen sich zwei vorgefertigte Stahlbeton-Tübbings 1 und 2 mit ihren Stirnseiten 3 und ¢ mit geringem Abstand gegenüber. Der nur-einen Teil der Tübbingwandstärke umfassende Ausschnitt läsest erkennen, daB die schalenförmig ausgebildeten und einen Zylindersektor darstellenden Tübbings 1 und 2 nicht genau g7.s_chachsigzueinander,sondern den in der Praxis häufig vorkommenden Fällen entpprechend geringfügig radial zueinander. versetzt wiedergegeben sind. Entlang den Innenwandseiten 5,6 der beiden Tübbings ist an den Stirnseiten eine Randzone 7 bzw. 8 vorgesehen, weüuhe in Pig. 1 mit strichpunktierten linienhervorgehoben ist und gegenüber der Stirnflächenebene, in welcher die bei 3 bzw. 4 angegebene Stirnseite liegt, um einen kleinen Winkel 4 von etwa 100 geneigt. An diesen geneigten, eine Art Anbhasung bildenden Randzonen, die bei aneinandergesetzten Tübbings eine im Querschnitt keilförmige, sich gegen den Innenraum des Tunnels, Stollens oder Schachtes sich öffnende Fuge ergeben, sind-erfindungsgemäss die nachstehend beschriebenen Vorrichtungen zur Fugenabdichtung angeordnet. Diese Vorrichtungen bestehen im wesentlichen aus je einem bandförmigen, aus thermoplastischem Kunststoff stranggepressten Randstreifen 10, der an seiner Rückseite zwei einstückig mit ihm verbundene Rückenstege 11 und 12 hat, und aus einem zwischen diesen beiden je zu einem der Tübbings gehörenden Randstreifens eintreibbaren Keilband 20. Sowohl der kürzere, der Innenwand 5 bzw. 6 benachbarte Rückensteg 11 als auch der weiter aussen liegende Rückensteg 12 sind in den Beton des Tübbings.eingebettet und tragen Verstärkungsrippen 13 zur besseren Verankerung des Randstreifens mit dem Tübbing. Ausserdem verhindern diese Rippen in Verbindung mit den Rückenstegen daB das ausserhalb der Dichtzone anstehende Wasser den Randstreifen 10 umlaufen kann. Der@eine sofort wirksame Abdichtung der Fuge ergebende Keil 2o hat einen ebenfalls im Strangpresaverfahren hergestellten, aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Mantel 21 und einen mittig eingesetzten bandförmigen Metallkern 22. Ausserdem ist zwischen den Metallkern 22 und dem Mantel 21 eine aus Moosgummi bestehende Einlage 23 vorgesehen, welche eine wesentlich höhere Elastizität als der Mantel 21 aufweist. Wenn zum Eintreiben des Kernes 2o, der mit einem Pfeil angedeuteten Richtung auf den Metallkern 22 geschlagen wird; so wird die Schlagkraft vorne in den Keil nahe der Keilspitze @-2¢ eingetragen. Der. Keil wird somit in die Öffnung zwischen den beiden Randstreifen 1o nicht hineingedrückt,sondern von dem vorauseilenden Kern 22 hineingezogen. Durch den Zug wird der aus elastischem Material bestehende Keil dünner und lässt sich dadurch leichter eintreiben. - ---- -@ Wenn die Kraftwirkung aufhört, so wird der während des Schlages gestreckte Keil wieder dicker und kann sich dann besonders gut an die Randstreifen 1o anpressen. Um die Selbsthemmung des hingetriebenen Keils zu erhöhen und zu verhindern, daß der Keil unter dem anstehenden Wasserdruck aus der'Fuge herausgedrückt werden --kann, ist an der dem Keil zugewandten Aussenseite des Randstreifens 1o eine im Querschnitt sägezahnförmige, als-- Widerhaken wirkende Riffelung 15 und an der Aussenseite des Kernmantels 21 eine i hierzu komplexe Riffelung 26 vorgesehen.
-------------- --------------------------- i Um eine zusätzliche Dichtwirkung zu erzielen, sind in der Riffelung im thermoplastischen Mantel 21 des Kerne,"-------Heizdrähte 2¢ auf jeder Keilbreitseite vorgesehen. Diese Heizdrähte sind bei der Herstellung '.des Mantels 21 in diesen mit- eingearbeitet worden, so daB der thermoplastische Wirkstoff des Mantels-21 gleichzeitig als gegenseitige Isolierung der Heizdrähte.24 untereinander wirken kann. Wenn die Heizdrähte an eine Stromquelle geeigneter Spannung angeschlossen werden, wird der Werkstoff des Kefmantels 21 und der Werkstoff des mit diesem verspannten Rtandstreifen 1o aufge-' -schmolzen, wobei diese beiden Teile innig miteinander verschweissen und eine homogene, vollkommen dichte Verbidnung ergeben.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispieles können die Heizdrähte auch nachträglich, jedoch vor dem Eintreiben des Kerns-auf die Keiloberfläche aufgeschweisst werden, wobei vorzugsweise solche Drähte verwendet-werden die mit einer Isolierung aus dem gleichen thermoplastischen Werkstoff versehen sind, aus welchem die Randstreifen 10 und der Keilmantel 21 hergestellt ist.
Um eine besonders sichere Verschweissung zwischen dem Keil 20 und dem Randstreifen 10 zu erzielen, ist es vorteilhaft, wie beim Beispiel nach Fig. 1 und 2 angedeutet, mehrere Heizdrähte 24 parallel nebeneinander vorzusehen oder in Mäander-Form anzuordnen, um auf diese Weise eine flächige Verschweissung zu erreichen, die auch bei eventuell zwischen diesen Schichten vorhandenen Verunreinigungen noch eine ausreichend grosse Schweisszone zu erzielen. Auch bei starkem Wasserandrang braucht auf eine derartige Verschweissung nicht verzichtet zu werden, da bereits die Keilspitze den Wasserandrang weitgehend fernhält und etwa zwischen den Randstreifen 10 und den Keil eingedrungene Feuchtigkeit beim Erwärmen der Heizdrähte leichtverdampft werden kann. In-Fig, 2 ist angedeutet, wie zusätzlich zu den in.Fig. 1 angegebenen Dichtmaßnahmen eine noch weitergehende Dichtung erzielt werden kann, indem man in dem Zwickel zwischen dem Keilmantel 21 am dickeren Keilende und dem Randstreifen 10 eineweitere Schweißzone schafft. Hierzu ist in diesen Zwickel je einer von zwei thermoplastischen Schweißdrähten oder Schweißsträngen28 eingelegt und in ansich bekannter Weise mit einem handelsüblichen Schweißgerät so aufgeschmolzen, daß eine durchgehende Schweißnaht erzielt wird. Zusätzlich zu dieser Verschweißung oder sich in Verbindung mit. dieser kann an der Innensee eine zusätzliche Stützkonstruktion 29 in Form von Zementmörtel oder ähnlichem vorgesehen werden. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 haben die aus thermoplastischem Werkstoff stranggepressten Randstreifen 10 an ihrer dem Tunnelinnenraum zugekehrten Seite je eine Dichtlippe 30. Die freibewegliche Länge dieser Dichtlippen beträgt etwa das Doppelte bis zweieinhalbfach der grössten am Rücken des Keiles 20 gemessenen Keilbreite und erlaubt es, daß die Dichtlippen zweier .. i einander gegenüberstehender Randstreifen 1o i i in bekannter Weise miteinander verschweisst werden können, wie das in Fig. 3 bei der Schweißstelle 31 angedeutet ist. Anstelle einer Schweißstelle kann man in üblicher Weise auch Klemmleisten vorsehen, wobei es jedoch in jedem Falle vorteilhaft ist, daB dank der durch den Keil 2o bereits erzielten Dichtung die Verbindung der beiden Dichtlippen im Trockenen erfolgen kann. Der zwischen dem Rücken des Keiles 2o-und den Dichtlippen 30 entstehende Hohlraum 32 kann durch Einpressung von Flüssigkeiten odeilGasen auf Undurchlässigkeit geprüft werden.
In Fig. 4 ist eine Stoß- unü Kreuzungsstelle von drei nebeneinander liegenden, nur ausschnith-, weise wiedergegebenen Tübbings 34, 35 und 36 .dargestellt. Ausser den drei Keilbändern 37, 38 und 39 ist zur Fugenabdichtung ein Keilstück 40 vorgesehaig, das in Fig. 5 in perspektivischer Darstellung wiedergegeben ist. Das Keilstück hat Pyramidenform und kann abweichend von dem dargestellten quadratischen Querschnitt auch rechteckigen Querschnitt haben. Es enthält einen harten, aus Holz, Metall oder Stahl hergestellten,'fast bis zur Keilspitze reichenden Stift 41, der -@-zentral angeordnet ist und die zum Eintreiben des Keilstückes notwendigen, mit einem Hammer auf sein vorstehendes Ende auszuführenden Schläge in die Keilspitze einträgt. Der ringsum'laufende, aus thermoplastischem Material bestehende Keilmantel 42 wird hierbei gestrickt und die zwischen dem Stift 41 und dem Mantel angeordnete'Einlage 43 aus Weichgummi zusammengepresst. Sobald die vom Stift ausgeübte Zugkraft nachlässt, kann sich der Keil,verkürzen und dabei dicker werden, wie dies oben bei den Keilbändern 2o beschrieben ist. In analoger Weise wie die Keilbänder enthält das Keilstück..2o einen auf die Mäntelfläche 42 spiralförmig aufgewickelten Heizdraht 44, dessen Ende bei 46 und 47 angedeutet sind. Durch Ansohliessen dieses Heiz-' drahtes an eine Stromquelle kann dann die Verschweissung mit Teilbändern 37,38 und 39 und einem einzelnen, zum Tübbing 34 gehörenden, jedoch in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Randstreifen erfolgen.

Claims

A n s p r ü c h e --1. Beton-Tübbing für den Tunnel-, Stollen oder-Schachtausbau, mit an den Stirnseiten. angeordneten Vorrichtungen zum Abdichten der sich zwischen zwei aneinandergesetzten Tübbings bildenden Fugen, dadurck gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Tübbings entlang der Wölbungsinnenseite schwach gegenüber der Stirnflächenebene (3,4) geneigte Randzonen (7,8) haben, die bei .aneinandergesetzten Tübbings (1,2) eine im Querschnitt keilförmige Fuge ergeben, und daß an diesen Randzonen ein bandförmiger, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellter Randstreifen (10) sitzt, der mit wenigstems einem, annähernd senkrecht abstehenden Rückensteg (11,12) in den Beton eingebettet ist, und daß ferner ein elastisches Keilband@(2o) zum Eintreiben in die zwischen zwei einander gegenüberstehenden Randstreifen verbleibende keilförmige Fuge vorgesehen ist. 2. Dichtvorrichtung für einenTübbing nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, das das Keilband einen gegenüber seinen Mantelzonen (21) wesentlich härteren Kern (22), vorzugsweiae.-.,aus-Holz, Metall oder Stahl enthält. 3. Dichtvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,*daß zwischen dem Mantel (21) des Keilbandes (2o) und dem Kern (22) eine Einlage (23) vorgesehen ist, die eine grössere Elastizität als -der Mantel hat. ¢, Dichtvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, das das Keilband (2o) und der Randstreifen (1o) eine die Selbsthemmung des Keils erhöhende Riffelung(15 bzw. 26) vorzugsweiseeine Riffelung mit sägezahnförmigem Querschnitt haben. 5. Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - ¢, . dadurch gekennzeichnet, das der Randstreifen (1®) um.die Mantelzone (21) des Keils (2o) aus thermoplastischem Kunststoff bestehen. 6. Dichtvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstems einem der thermoplastischen Teile, vorzugsweise in der Riffelung(26) des Keilbandes (2o) elektrische Heizdrähte (2q-) vorgesehen sind. . Dichtevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Rückensteg (11,12) des Randstreifens (1o) eine zur besseren Verankerung im Beton dienende Verstärkungsrippe (13) aufweist. B. Dichtevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Randstreifen (10) zwei annähernd senkrecht abstehende Rückenstege (11,12) aufweist. 9. Dichvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,* dadurch gekennzeichnet, daß der Randstreifen (10) eine ausserhalb des Betons verbleibende, sich an die Anlagefläche des Keils (20) anschliessende Dichtlippe (30) aus thermoplastischem Werkstoff aufweist.. 1o, Dichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet., daß für Kreuzungsstellen pyramidenförmige Keilstücke (40) vorgesehen sind, die mit einem den harten gern bildenden Mittel-1 1 Stift (41) ausgrüstet sind, der bis nahe an die Keilspitze reicht. .11. Dichtvorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch. -gekennzeichnet, daß das'Keilstückt (4o).zwischem dem Mittelstift (41) uhd seinem vorzugsweise aus thermoplastischem Werkstoff bestehenden Mantel (42) eine Einlage (43) aus Weich-Gummi enthält. 12. Dichtvorrichtung nach'Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf oder im thermoplastischem Mantel (42) des Keilstücks (40) wenigstens ein . Reizdraht (44), vorzugsweise in mehreren spirälenförmigen Windungen vorgesehen ist 13. Verfahren zum "Abdichten von Tübbings nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilband (2o) hew_ die Keilstücke (4o) durch Schlag oder Duck auf ihren harten gern (22) 41) in die geil zwischen zwei Randstreifen verbleibende/Fuge

eingetrieben werden. I -14. Yerfähren nach Anspruch 13 unter Verwendung von Keilbändern bzw. Keilstücken mit nus.thermoplastischem Werkstoff bestehendem Mantel, dadurch gekennzeiehnet, daß vor dem Eintreiben des Keilbandes bzw. des Keilstückes zwischen dieses und die ebenfalls aus thermoplastischem Werkstoff bestehenden Randstreifen Heizdrähte eingelegt werden.