DE19860259A1

DE19860259A1 - Vortriebsrohrleitung und Verfahren zu deren Bau

Info

Publication number: DE19860259A1
Application number: DE19860259A
Authority: DE
Inventors: Hans Gollwitzer
Original assignee: KIES und BETONWERK LEONHARD GO
Current assignee: GILDEMEISTER TIEF-, STAHLBETON- U. ROHRLEITUNGSBAU
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: DE19860259B4; DE29906103U1

Abstract

Bei Vortriebsrohrleitungen, die aus mindestens zwei aufeinanderfolgenden Vortriebsrohren (2, 4) bestehen, ist ein außen liegender Betonrohrkörper (5), insbesondere ein Stahlbetonrohrkörper, mit einer Außen- sowie Innenfläche (12) und ein den Betonrohrkörper (5) an seiner Innenfläche (12) auskleidender Metall-Rohr-Inliner (13) mit zwei Anschlußenden (13a, 13b) vorgesehen, wobei zwei in Einbaulage benachbarte Vortriebsrohre (2, 4) an den Anschlußenden (13a, 13b) des Metall-Rohr-Inliners (13) fluiddicht, insbesondere druckdicht, verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsrohrleitung sowie ein Verfahren zum Bau von unterirdischen Vortriebsrohrleitungen.

Die Verwendung von Vortriebsrohrleitungen für den Kanalbau, Stollenbau und dergleichen ist vor allem in unzugänglichen Gegenden mit einer hohen Dichte an immobilen Objekten, wie Bahnschienen, Teer- und Wasser- Straßen, Wohnbereiche, etc. sinnvoll, wo ein ungehinderter Verkehr von Baumaschinen überhaupt nicht oder nur unzureichend gewährleistet wer den kann.

Eine gattungsgemäße Vortriebsrohrleitung besteht aus einzelnen Vortriebs rohren, die als Fertigteile - sogenannte Rohrschüsse - an die Baustelle ge liefert werden. Dort werden die Vortriebsrohre einzeln und nacheinander in einen Schacht abgelassen und von diesem Schacht aus jeweils mit Hilfe einer Hydraulikpreßstation mit eventuell zusätzlichen Zwischenpreßstatio nen aufeinanderfolgend unterirdisch vorgetrieben. Die Steuerung der Lei tungsrichtung übernimmt dabei ein Steuerknopf am vorlaufenden Ende der Leitung. Nach der Fertigstellung des Vortriebsrohrleitung ist es möglich, Trinkwasser-, Abwasser- und Gasleitungssysteme darin anzulegen.

Ein Vortriebsrohr umfaßt einen dessen Abmessung im wesentlichen be stimmenden Betonrohrkörper, der eine sichere Aufnahme der während des Vortriebsvorganges auftretenden, sehr hohen Druckspannungen gewährlei stet. An der sogenannten Rohrglocke und dem Rohrspitzende werden dabei zwei Vortriebsrohre miteinander durch Manschettendichtungen verbunden, um vor allem eine Dichtwirkung gegen von außen in die Vortriebsrohrlei tung eindringende Medien zu erreichen.

Bei den oben genannten Vortriebsrohrleitungssystemen ist es in der Praxis nicht vorgesehen, darin unter Druck stehende Fluide unmittelbar zu trans portieren. In diesem Falle würde in der Vortriebsrohrleitung ein Innendruck - bis zu 16 bar - herrschen, der sehr hohe Zugspannungen in den Wänden der Vortriebsrohre verursache. Gerade für diejenigen Werkstoffe, wie zum Beispiel Beton, die für ein Ertragen hoher Druckspannungen ausgewählt werden, können Zugbelastungen zu lokalen Rißbildungen in dem Werkstoff und sogar zu Sprödbrüchen des Werkstoffes führen. Außerdem ist es bei der mehrteiligen Vortriebsrohrleitung wegen ihrer relativ großen Abmes sung bis zu einem Innendurchmesser von 3 m in Verbindung mit den ge nannten Innendruckverhältnissen technisch besonderes schwierig, die not wendige druckdichte Verbindung zweier hintereinander geschalteter Vor triebsrohre zu realisieren.

Von dieser Problemstellung ausgehend ist als Lösungsansatz bekannt, zu sätzliche druckdichte Wasser- und Gasleitungen in die Vortriebsrohrleitung einzubauen, was wirtschaftlich und technisch äußerst aufwendig ist.

Insofern ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vortriebsrohrleitung zu schaf fen, die eine sichere und unmittelbare Leitung unter Druck stehender Fluide gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale ge löst. Hierbei ist vorgesehen, die Innenfläche des Betonrohrkörpers mit ei nem Metall-Rohr-Inliner auszukleiden. Die Metall-Rohr-Inliner der Vor triebsrohre werden untereinander fluiddicht verbunden, so daß eine konti nuierliche metallische Innenwand in der Vortriebsrohrleitung entsteht. Mit dieser Maßnahme kann die Vortriebsrohrleitung die durch den Druck des zu fördernden Fluids auftretenden Zugspannungen in ihren Wandbereichen schadensfrei kompensieren, während gleichzeitig die Funktion der Über nahme der Drucklasten insbesondere beim Vorschub vom "Beton- Rückgrat" des Rohres übernommen wird. Dieses trägt auch etwaige Bo denlasten ab, die vom Erdreich auf die Rohrleitung ausgeübt werden.

Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 2 bis 5 zeigen bevorzugte Möglichkeiten, eine möglichst einfache, fluiddichte Verbindung zwischen den Metall-Rohr-Inlinern benachbarter Vortriebsrohre zu schaffen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 6 vermeidet mögliche, durch das zu för derde Fluid verursachte Korrosionsschäden an den Metall-Rohr-Inlinern, indem entweder ein direkter Kontakt des Fluids mit dem Metall-Rohr- Inliner vermieden oder der Werkstoff für die Metall-Rohr-Inliner an das zu fördernde Fluid bezüglich dessen Korrosionsverhalten angepaßt wird.

Der Anspruch 8 betrifft ein Verfahren zum Bau von unterirdischen Vor triebsrohrleitungen. Die fluiddichte Verbindung zwischen dem Metall- Rohr-Inlinern benachbarter Vortriebsrohre soll erst nach dem Erreichen der Einbaulage aller Vortriebsrohre insbesondere erst dann, wenn sich die Vortriebsrohrleitung nach einer gewissen Zeit gesetzt hat, durchgeführt werden. Diese Vorgehensweise hat unter anderem zum Vorteil, daß der Rohrstrang während des Vortriebes vor allem beim Bau von Dükern gelen kig und somit steuerbar bleibt.

Die Weiterbildung gemäß Verfahrensanspruch 9 ermöglicht eine einfach zu realisierende korrosionsbeständige Auskleidung der gesamten Innenfläche der Vortriebsrohrleitung. Verfahrensanspruch 10 soll die Kraftübertragung auf die Vortriebsrohre bei deren Vortrieb ausschließlich über den Beton rohrkörper zulassen.

Weitere Vorteile, Eigenschaften und Merkmale sind der folgenden Be schreibung entnehmbar, in der zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vortriebsstrecke für eine Vor triebsrohrleitung;

Fig. 2 einen Detaillängsschnitt der Vortriebsrohrleitung gemäß Einzelheit II nach Fig. 1, wobei der Übergang zweier Vortriebsrohre in einer ersten Ausführungsform dargestellt ist; und

Fig. 3 einen Detaillängsschnitt analog Fig. 2, wobei der Übergangsbereich zweier Vortriebsrohre in einer zweiten Ausführungsform darge stellt ist.

Wie aus Fig. 1 deutlich wird, wird eine Vortriebsrohrleitung gebaut, in die in den Untergrund a erst ein Preßschacht b sowie ein Zielschacht c angelegt werden. In den Preßschacht wird eine Hydraulik-Preßstation d versenkt, die für den Vortrieb der einzelnen Vortriebsrohre 2 in Vorpreßrichtung A sorgt. Zuvor wird die Vortriebsleitung e mit einem sogenannten Schneid schuh f, der sich analog tunnelbaulichen Maßnahmen durch den Unter grund a gräbt. Sukzessive wird ein Vortriebsrohr 2 nach dem anderen ange setzt und um seine Länge von der Hydraulikpreßstation d vorgeschoben. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die Vortriebsleitung e den Zielschacht c erreicht.

Aus Fig. 2 und 3 sind Wandausschnitte eines vorderen Teiles 1 eines nachlaufenden Vortriebsrohres 2 sowie eines hinteren Teiles 3 eines vor laufenden Vortriebsrohres 4 ersichtlich. Der hintere Teil 3 ist im wesentli chen als sogenanntes Rohrspitzende ausgeführt. Die Basis des Vortriebs rohres 2, 4 ist sein Betonrohrkörper 5. Dieser kann als Stahlbetonrohrkör per ausgebildet sein, wobei sein hinteres Teil 3 mit einer Manschette 6 ver sehen ist deren äußere Abmessung zumindest gleich groß oder geringfügig kleiner als die der Vortriebsrohrleitung ist. An der Manschette 6 ist ein Ringsteg 7 mittels einer Schweißnaht 8 fest angebracht, um eine axiale Verschiebung der Manschette 6 zu verhindern.

Ferner verjüngt sich der Betonrohrkörper 5 des Nachlaufrohres 2 am Rohr spitzende derart, daß sich die Manschette 6 über das Ende des hinteren Teils 3 hinaus in den durch die Verjüngung entstanden Freiraum des Nachlaufrohres 2 erstreckt. Eine Verbindung zwischen Manschette 6 und dem Vortriebsrohr 2 ist mit Hilfe von Dichteinrichtungen hergestellt.

Hierbei sind zwei Dichtringe 9', 9" vorgesehen. Der eine 9' ist zu der Man schette 6 und dem Rohrspitzende in einer in dem Betonrohrkörper 5 einge arbeiteten, umlaufenden Nut 9a untergebracht. Der andere 9" ist zwischen der Manschette 6 und dem hinteren Teil 3 des Vorlaufrohres 4 in einem Endabsatz fest verankert, wobei die Dichtlippe 9b des Dichtringes 9" gegen das angefaste Ende des Rohrspitzendes drückt.

Um eine gleichmäßige Krafteinleitung bzw. Kraftausleitung von dem Nachlaufrohr 2 auf das Vorlaufrohr 4 zu gewährleisten, ist zwischen diesen ein Holzring 10 angeordnet. Der Holzring 10 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Stirnfläche 11 beider Vortriebsrohre 2, 4.

An der Innenfläche 12 des Betonrohrkörpers 5 ist ein Metall-Rohr-Inliner 13 vorgesehen, der jede Innenfläche der hintereinander angeordneten Be tonrohrkörper einer Vortriebsrohrleitung vollständig auskleidet. Der Me tall-Rohr-Inliner 13 umfaßt zwei Anschlußenden 13a, 13b, die entsrep chend der beiden Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 fluiddicht, ins besondere druckdicht, miteinander verbunden sind. Ein Metall-Rohr-Inliner 13 mit einer sehr hohen Zugfestigkeit ist durch Verwendung einer geeig neten Stahlsorte als Material sichergestellt.

Die in Fig. 2 dargestellte, fluiddichte Verbindung zweier hintereinander geschalteter Vortriebsrohre 2, 4 wird mit Hilfe eines Dichtungseinsatzes 14 realisiert, der bei einer zylindrischen Vortriebsrohrleitung als Einsatzring ausgeführt ist. Dieser Dichteinsatz 14 überbrückt den durch die Anordnung des Holzringes entstandenen Spalt 15, indem er die Anschlußenden 13a, 13b der Metall-Rohr-Inliner 13 des jeweiligen Vortriebsrohres 2, 4 innen seitig ausreichend für eine Befestigung des Dichteinsatzes 14 überlappt. Die Befestigung des Dichteinsatzes 14 am Metall-Rohr-Inliner 13 ist mit tels umlaufender Schweißnähten 16 realisiert, womit schließlich eine fluid dichte Verbindung zwischen den beiden benachbarten Vortriebsrohren 2, 4 vorliegt.

Um jeglicher Korrosion an dem Metall-Rohr-Inliner 13, dem Dichteinsatz 14 sowie den Schweißnähten 16 vorzubeugen, ist bereits herstellerseitig eine Zementmörtelauskleidung 17a vorgesehen, wobei der Bereich 18 für das Anbringen des Dichteinsatzes 14 ausgespart bleiben soll. Der ausge sparte Bereich 18 wird erst dann mit einer korrosionbeständigen Masse 17b aufgefüllt, wenn die Vortriebsrohre 2, 4 sich in Einbaulage befinden und die fluiddichte Verbindung zwischen den einzelnen Vortriebsrohren 2, 4 hergestellt ist. Unter dem Begriff der Einbaulage soll auch verstanden sein, daß ein gewisser Wartezeitraum wegen des Setzens der Vortriebsrohrlei tung eingehalten werden soll, damit keine Undichtigkeiten vor allem am Übergang benachbarter Vortriebsrohre durch nachträgliche Setzbewegun gen auftreten können. Dieser Setzzeitraum hängt insbesondere von der Be schaffenheit der baustellenseitigen Bodenverhältnisse ab.

Die zweite Ausführungsform nach Fig. 3 zeigt eine alternative Ausfüh rungsform bezüglich der fluiddichten Verbindung der Metall-Rohr-In liner 13 zweier benachbarter Vortriebsrohre 2, 4. Der Metall-Rohr-Inliner 13' des Vorlaufrohres 4 ist an seinem Anschlußende 13a derart nach außen abgesetzt, daß das Anschlußende 13a mit seiner Innenfläche 19 an der Au ßenfläche 20 des über das Ende des Rohrspitzendes reichende Anschlußen des 13b des Metall-Rohr-Inliners 13" anliegt. Eine fluiddichte, insbesonde re druckdichte, Verbindung der beiden sich überlappenden Metall-Rohr- Inliner 13', 13" wird, durch eine Schweißnaht 21 realisiert. Der gegenüber Fig. 2 entgegen der Vorpreßrichtung A versetzte, ausgesparte Bereich 18 für die fluiddichte Verbindung wird ebenfalls mit der korrosionsbeständi gen Masse 17b nachträglich aufgefüllt.

Claims

1. Vortriebsrohrleitung bestehend aus mindestens zwei aufeinanderfolgen den Vortriebsrohren (2, 4), die umfassen

- einen Betonrohrkörper (5), insbesondere einen Stahlbeton-Rohrkörper, mit einer Außen- sowie Innenfläche (12) und
- einen den Betonrohrkörper (5) an seiner Innenfläche (12) auskleidenden Metall-Rohr-Inliner (13), insbesondere Stahlrohrinliner, mit zwei An schlußenden (13a, 13b), wobei zwei in Einbaulage benachbarte Vor triebsrohre (2, 4) an den Anschlußenden (13a, 13b) des Metall-Rohr- Inliners (13) fluiddicht, insbesondere druckdicht, verbunden sind.

2. Vortriebsrohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur fluiddichten Verbindung der Metall-Rohr-Inliner (13) benachbarter Vortriebsrohre (2, 4) die Metall-Rohr-Inliner (13) an ihren Anschlußenden (13a, 13b) mittels eines Dichteinsatzes (14) verbunden ist.

3. Vortriebrohrleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichteinsatz (14) als die Anschlußenden (13a, 13b) der Metall-Rohr-lnliner (13) überlappender Einsatzdichtung ausgebildet ist.

4. Vortriebsrohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur fluiddichten Verbindung der Metall-Rohr-Inliner (13) benachbarter Vortriebsrohre (2, 4) sich die jeweiligen Anschlußenden (13a, 13b) gegen seitig überlappen und fluiddicht miteinander verbunden sind.

5. Vortriebsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die fluiddichten Verbindungen durch Schweißnähte (16, 21) realisiert sind.

6. Vortriebsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet, durch eine korrosionsbeständige Beschichtung (17a, 17b), insbesondere eine Zementmörtelbeschichtung, auf ihrer Innenseite.

7. Vortriebsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen für das zu fördernde Fluid korrosionsbeständigen Metall-Rohr- Inliner (13).

8. Verfahren zum Bau von einer unterirdischen Vortriebsrohrleitung, wo bei:

- ein Vortriebsrohr (2, 4) mit Betonrohrkörper (5) in einem Preßschacht bezüglich einer Hydraulik-Preßstation positioniert wird,
- zwischen den vorzutreibenden Vortriebsrohren (2, 4) ein Kraftübertra gungselement (10) angeordnet wird und
- die Vortriebsrohre (2, 4) hintereinander entlang einer Vortriebsrichtung (A) unter dem Einfluß der Hydraulik-Preßstation vorgetrieben werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Vortriebsrohre (2, 4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 nach dem Erreichen der Einbaulage der Vortriebsrohre (2, 4) zwischen ihren Me tall-Rohr-Inlinern (13) fluiddicht verbunden werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall- Rohr-Inliner (13) herstellerseitig mit einer korrosionsbeständigen Ausklei dung (17a) versehen wird, wobei in einem von dieser Schicht ausgesparten Bereich (18) die fluiddichte Verbindung zwischen zwei benachbarten Me tall-Rohr-Inlinern hergestellt und anschließend die ausgesparten Bereiche (18) mit einer korrosionsbeständigen Masse (17b) aufgefüllt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeich net, daß das Kraftübertragungselement (10) ausschließlich an den Stirnflä chen (11) des Betonrohrkörpers (5) angeordnet wird.