DE2019775A1

DE2019775A1 - Tunnelbauverfahren

Info

Publication number: DE2019775A1
Application number: DE19702019775
Authority: DE
Inventors: Rene Schafroth
Original assignee: Kaspar Winkler and Co
Current assignee: Sika Schweiz AG
Priority date: 1969-04-30
Filing date: 1970-04-23
Publication date: 1970-11-19
Also published as: CH490576A; FR2040434A1; ES379035A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges Tunnelbauverfahren. Unter dem Ausdruck "Tunnel" sollen ausser Strassentunnels und dergleichen auch andere unterirdische Hohlräume wie Stollen und Kavernen, z.B. zur Unterbringung unterirdischer Kraftwerkanlagen, Wasserreservoirs usw. verstanden werden.

Bei den bisher bekannten Tunnelbauverfahren ist bei druckhaftem und wasserführendem Untergrund die definitive und dauerhafte Trockenlegung oft mit bedeutenden Schwierigkeiten und Kosten verbunden. Im allgemeinen wird der Beton doppelwandig als ein Doppelgewölbe ausgeführt, wobei eine meist elastisch ausgebildete Wasser- und Feuchtigkeitsisolierung zwischen WR/mo <

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inneren und äusseren Beton eingebaut wird (Sandwichdichtung). Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass ein bedeutender Ausbruch erforderlich .ist, und dass in einem späteren Zeitpunkt bei sich allfällig aufdrängenden Reparaturen nicht festgestellt werden kann, wo z.B. eine Durchsickerung bei der Sandwichdichtung vorhanden ist. Bei allen Isolationen, Folien, Jutengewebebahnen ist man heute noch nicht in der Lage, durch Injektionen diese Schadenfälle zu beheben. Einzig alleine bei einer Polyester-Sandwich isolation kann man die Durchsickerung durch Kunststoffinjektionen beheben.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Tun- ψ nelbauverfahren zu schaffen, welches die genannten Nachteile ausschaltet.

Das Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass ein Stollen ausgebrochen wird, an vorbestimmten Stellen eine Anzahl Bohrlöcher in verschiedenen Richtung in die Stollenwände vorgetrieben werden, die derart entwässerten bzw. vom Wasserdruck entlasteten Stollenwände mittels einer Betonschale ausgekleidet und abgestützt werden, wobei an den Stellen, an denen die genannten Bohrlöcher in die Tunnelröhre münden zum Tunnelboden führende Aussparungen zum Ableiten des Drainagewassers belassen werden, und dass schliesslich eine Isolations- und Verkleidungsmaterialschicht auf die Betonschale aufgebracht wird.

Durch die erfindungsgemässe Art der Entwässerung bzw. durch den dadurch in den in Nahe der Tunnelröhre liegenden Zonen der Wände entlasteten Wasserdruck wird es möglich, nur noch eine einzige Betonwand anzubringen. Durch den Wegfall des einen Betonringes braucht es weniger Ausbruch und weniger Beton, was sich natürlich auch in einer wesentlichen Zeiteinsparung beim Bau des Tunnels auswirkt. Dank der Entwässerung nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird die durch Temperaturschwankungen .und Schwinden hervorgerufene Rissgefahr im Beton und die Frostgefahr in Portalnähe stark reduziert. Durch die Aussparungen zum Ableiten des Drainagewassers in der Betonauskleidung ist eine Kontrollmöglichkeit, bzw. Revisionsmöglichkeit zudem jeder-

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zeit gegeben.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand eines in der Zeichnung dargestellten, nach dem erfindungsgeinässen Verfahren gebauten "Tunnels noch etwas näher erläutert. Es zeigt: ■

Fig. 1.einen Querschnitt, rein schematisch, durch einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren gebauten Tunnel;

. Fig. 2 einen vergrösserten· Ausschnitt aus einer Seitenwand des Tunnels nach Fig. 1, und

Fig. 3 und 4 Horizontalschnitte durch die Betonaüskleidungen eines Tunnels nach Fig. 1.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen fertigen, nach dem erfindungsgemässen Verfahren gebauten Strassentunnel.

Beim Bau wurde so vorgegangen, dass zuerst ein Stollen 1 aus dem Fels 2 ausgebrochen wurde; Danach wurde der Fels (z.B. Granit, Schiefer, Gneis, Sandstein oder Nagelfluh) nach dem erfindungsgemässen Verfahren entwässert, und zwar durch Eintreiben von in verschiedenen Richtungen um etwa 2 bis 5m tief eindringenden Bohrlöchern 3,3' ,3" (s. Fig. 2). Am Ende der Bohrlöcher können Sprengpatronen (sog. Schmorsen) zum Zünden gebracht werden, wodurch sich dann Hohlräume 4, sog. Pfeifen bilden. Die Hohlräume dienen der Aufnahme von Wasser im Fels. Durch die Bohrlöcher 3,3',S", und insbesondere durch das . Äusschiessen der Hohlräume 4 ist die Gewähr gegeben, den Fels genügend zu entwässern und damit den Wasserdruck auf den später anzubringenden Auskleidebetonmantel 5 zu entlasten.

Die Bohrlöcher 3,3',3" werden jeweils von vorbestimmten Stellen der Stollenwand aus vorgetrieben.

Beim Arbeiten in lockerem Material, wie z.B. Moräne oder Trias brauchen keine Wassersammeilöcher gesprengt zu werden, da die Bohrlöcher zur Entwässerung durch Eintreiben eines perforierten Rohres in den jeweiligen Untergrund hergestellt' werden können. *.

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Nach dem Entwässern wird der Stollen mit einer einzigen Betonschale 5 ausgekleidet und abgestützt. An den Stellen, an denen die Bohrlöcher 3,3',3" in die Tunnelröhre münden, werden Wasserdrainageschächte 6,6' usw. freigelassen, in welchen das aus den Bohrlöchern 3,3',3" austretende Wasser zum Tunnelboden bzw. Untergrund abgeleitet wird.

Die Stollenwände können mit Ortsbeton oder mittels vorfabrizierten Betonelementen ausgekleidet werden.

Bei unerwartet grossem Wasserandrang können nach dem Auskleiden von den Aussparungen bzw. Schächten 6,6' aus noch zusätzliche Entwässerungs-Bohrlöcher hergestellt werden.

Bei eventuellen Wasserdurchbrüchen nach dem Drainieren des Felsens kann die Oberfläche des ausgebrochenen Profils zusätzlich abgedichtet und das Wasser ebenfalls in die Schächte 6,6' eingeleitet werden.

Der Auskleidungsbeton 5 übernimmt den ihm zugedachten Teil des Gebirgsdruckes und kann zu diesem Zweck mit Füllihjektionen und passender Granulometrie eng mit dem Untergrund bzw. den Stollenwänden verbunden werden, ohne dass das¹'Injektionsgut die Bohrlochdrainage im Felsen stört. Die Bohrlochdrainage kann im übrigen nach einer Injektion zu jeder Zeit gereinigt werden.

Wie bereits erwähnt, ist der Auskleidungsbeton 5 in vorzugsweise rege!massigen Abständen entsprechend den örtlichen geologischen Gegebenheiten durch bis auf den Untergrund durchgehende Aussparungen (Schächte) 6 unterbrochen. Bei einer Auskleidung mittels vorfabrizierter Elemente werden die Abstände von der Grosse der Elemente bestimmt.

Wie bereits erwähnt, dienen diese Schächte der konzentrierten Abfuhr des aus den Bohrlöchern 3,3' , 3" austretenden Wassers in die am Tunnelboden vorgesehenen Drainageleitungen 7 (s. Fig. 1), der nachträglichen Reinigung oder Erweiterung der Bohrlöcher, sowie der Vornahme einer eventuellen Vorabdichtung. Um beim Auskleiden mit Ortsbeton eine Mehrarbeit durch Ausschalen der Schächte zu vermeiden, können an'den für

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die Aussparungen, vorgesehenen Stellen vorübergehend Kerne 8, z.B. Kunststoffblöcke (Styren) angeordnet werden. .Die Kernblöcke 8 können auf der normalen Schalung oder der Stollenwand befestigt werden (Fig. 3).

Die Schächte 6 werden durch eine abnehmbare Konstruktion (z.B. Platten 9) wasserdicht abgeschlossen. Im Bereich von Zonen, in denen mit Gefriertemperaturen gerechnet werden muss, werden die Platten 9 entsprechend isoliert. .

Nach erfolgter Ausbetonierung wird die innere Betonschale 5 starr isoliert. Als Isolierschicht 10 eignen sich besonders starre Dünnputze auf der Basis von kunststoffvergütetem Zementputz (z.B. "Sika 101"). Um einen einwandfreien Beton zu erhalten, empfiehlt sich die Beigabe eines Zusatzmittels (z.B. "Frioplast").

Selbstverständlich können die Aussparungen zum Ableiten des Drainagewassers auch in mehrere Kammern unterteilt werden, von denen eine der eigentlichen Wasserabführung und eine weitere, von der ersten wasserdicht getrennte Kammer der Aufnahme von Installationen, z.Ö.Lüftungsanlagen, Beleuchtungsanlagen "u-sw*. dienen kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Tunnelbauverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stollen ausgebrochen wird, an vorbestimmten Stellen eine Anzahl Bohrlöcher in die verschiedenen Richtungen in die Stollenwände vorgetrieben werden, die derart entwässerten bzw. vom Wasserdruck entlasteten Stollenwände mittels einer Betonschale ausgekleidet und abgestützt werden, wobei an den Stellen, an denen die genannten Bohrlöcher in dieTunnelröhre münden zum Tunnelboden führende Aussparungen zum Ableiten des Drainagewassers belassen werden, und dass schliesslich eine Isolationsund Verkleidungsmaterialschicht auf die Betonschale aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Bohrlöcher etwa 2-5 m tief in die Stollenwände vorgetrieben' werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden von wenigstens einigen der Entwässerungsbohrungen durch Zünden von Sprengladungen zusätzliche Hohlräume ausgeschossen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anbringen der Betonschale zusätzliche Entwässerungsbohrungen vorgenommen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die genannten Bohrlöcher wenigstens zum Teil perforierte Rohre eingelegt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Bohrlöcher durch Eintreiben von perforierten Rohren in die Stollenwände hergestellt werden, wobei die

.Rohre in den Wänden belassen werden.

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7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stollenwände mit Ortsbeton ausgekleidet werden. "

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stollenwände mit vorfabrizierten Betonelementen ausgekleidet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die,der Drainagewasser-Ableitung dienenden Aussparungen gegen das Tunnelinnere wasserdicht abgeschlossen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Betonieren der Tunnelauskleidung an den als Aussparungen freizulassenden Stellen vorübergehend Kerne angeordnet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Auskleidungsbetons mit einer starren Isolierschicht versehen wird.

12. Verfahren nach Anspruch -1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht aus einem starren Dünnputz auf der Basis von kunststoffvergütetem Zementputz besteht.

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