DE202005008250U1 - Tunnel lining comprises a frame system for fixing the fire protection plates, and an insulation layer positioned on the fire protection plates in such a way that no thermal loading results from it in cases of fire - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Tunnelausbau.The The invention relates to a tunnel construction.
Während des Vortriebs eines Tunnels wird dieser durch Sicherungsmaßnahmen gegen den Gebirgsdruck und herabfallende Steine abgestützt. Diese Sicherungsmaßnahmen müssen im Nachgang gegen Umwelteinflüsse wie Frost oder mögliche Havariefälle wie z. B. Brandeinwirkungen geschützt werden.During the Propulsion of a tunnel is this by security measures supported against the mountain pressure and falling stones. These security measures have to in the aftermath against environmental influences like frost or possible accident cases such as B. fires are protected.
Aus der Praxis ist es bekannt, als Brandschutzschicht gegen Brandeinwirkungen auf Strukturen Spritzbeton oder Spritzputz zu verwenden. Dieser ist aber schwer zu reinigen. Mitunter kommt es auch zu Festigkeitsproblemen im Kontakt mit vorhandenem Beton.Out In practice, it is known as a fire protection against fire to use structures shotcrete or spray plaster. This but it is difficult to clean. Sometimes it comes to strength problems in contact with existing concrete.
Ferner
ist aus
Darüber hinaus werden in der Praxis Calziumsilikatplatten eingesetzt. Diese sind aber schwer zu reinigen und nur eingeschränkt feuchtigkeitsbeständig.Furthermore Calziumsilikatplatten be used in practice. These are but difficult to clean and only partially resistant to moisture.
Ferner ist es bekannt, für Tunnelausbauten Platten aus Glasfaserleichtbeton zu verwenden. Solche Platten besitzen eine helle Oberfläche, gute Reinigungsfähigkeit und sind wie die anderen Platten reversibel.Further it is known for Tunnel extensions Use sheets of fiberglass lightweight concrete. Such Plates have a bright surface, good cleaning ability and are reversible like the other plates.
Gegen Bergwasser werden beim Tunnelausbau Dichtbahnen aus verschiedenen Kunststoffen eingebaut oder auch PE-Schaum verwendet. All diese Materialien sind aber brennbar und werden bei den extremen Temperaturen im Havariefall schnell zerstört und fallen eventuell ab.Versus Mountain water are used in tunnel lining sealing membranes from various Plastics incorporated or also used PE foam. All these However, materials are flammable and are at extreme temperatures quickly destroyed in case of emergency and may fall off.
Frostschutz in Tunneln wird durch Platten aus Glasschaumgranulat oder PE-Schaum realisiert. PE-Schaum verbindet Frostschutz und Regenschirmfunktion, ist aber brennbar.antifreeze in tunnels is made by plates of glass foam granules or PE foam realized. PE foam combines antifreeze and umbrella function, but it is flammable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Tunnelausbau zur Verfügung zu stellen.Of the Invention is based on the object, an improved tunnel construction to disposal to deliver.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The solution This object is achieved according to the invention with the features of the claim 1.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß für den Tunnelausbau Haltestrukturen zur Halterung von Brandschutzplatten und eine Isolierung verwendet werden, wobei die Isolierung auf der dem lichten Innenraum des Tunnels abgewandelten Seite der Brandschutzplatten derart angeordnet ist, daß im Brandfall durch die Isolierung eine thermische Belastung nicht erfolgt. Das Merkmal, daß im Brandfall durch die Isolierung eine thermische Belastung nicht erfolgt, bedeutet, daß mit der Isolierung keine weitere Brandlasten eingebracht werden. Dadurch kann ein mit dem erfindungsgemäßen Tunnelausbau ausgestatteter Tunnel im Brandfall der Hitzebelastung sehr lange standhalten. Durch die Vermeidung zusätzlicher Brandlasten trotz Isolierung wird ferner die Entstehung von Brenngasen unterbunden, wodurch die Sicherheit von Personen, die sich im Brandfall im Tunnel aufhalten könnten, erheblich verbessert wird.According to the invention is provided that for tunnel construction Support structures for supporting fire protection panels and insulation be used, with the insulation on the clear interior the tunnel modified side of the fire protection boards arranged such is that in case of fire thermal insulation does not occur due to the insulation. The Characteristic that in Fire caused by the isolation of a thermal load, means that with the insulation no further fire loads are introduced. Thereby can one with the tunnel construction according to the invention equipped tunnel in case of fire, the heat load for a long time withstand. By avoiding additional fire loads despite Insulation also prevents the formation of fuel gases, ensuring the safety of persons in the event of fire in the tunnel could stop is significantly improved.
Die Verwendung von Brandschutzplatten im Zusammenhang mit den Haltestrukturen hat ferner den Vorteil, daß Bewegungsfugen ausgebildet werden können, wodurch selbst bei hohen Temperaturunterschieden Spannungen und damit ein Verschleiß vermieden werden können. Zudem erlauben es Brandschutz-Platten in besonders einfacher Weise, Reparaturen und Inspektionen durchzuführen.The Use of fire protection boards in connection with the retaining structures also has the advantage that movement joints can be trained whereby even at high temperature differences voltages and thus avoiding wear can be. In addition, fire protection panels allow repairs in a particularly simple manner and inspections.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Tunnelausbaus gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Isolierung im wesentlichen aus einem thermoplastischen Material besteht, welches hinter dem Brandschutzplatten derart verlegt ist, daß im Brandfall hinter den Brandschutzplatten ein Überdruck entsteht, der einen Sauerstoffzutritt zu der Isolierung damit deren Entflammung mindestens während einer Verzögerungszeit verhindert. Diese konstruktive Maßnahme erlaubt es, auf bekanntes thermoplastisches Isoliermaterial und dessen Verarbeitungstechniken zurückzugreifen und dennoch mit der Erfindung einen sicheren Tunnelausbau zur Verfügung zu stellen.at a first preferred embodiment a tunnel construction according to the invention is provided that the Insulation essentially of a thermoplastic material which is installed behind the fire protection boards, that in the Fire situation behind the fire protection boards an overpressure arises, the one Oxygen access to the insulation so that their ignition at least while a delay time prevented. This constructive measure allows it to be known thermoplastic insulating material and its processing techniques recourse and yet with the invention a safe tunneling available put.
Zu der gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform vorgesehenen Art der Anordnung der Isolierung sei darauf hingewiesen, daß selbst bei einer Verlegung der Brandschutzplatten mit Fugen sich schon aufgrund der Größe der Brandschutzplatten hinter diesen Zonen ausbilden, die lediglich an ihren Rändern für einen Gaszu- bzw. Gasaustritt offen sind. In einem Brandfall, bei dem die Brandschutzplatten erwärmt werden, wird zunächst die sich hinter den Brandschutzplatten befindende Feuchtigkeit in eine Gasphase übertreten und so als Gasstrom einen Zutritt von Sauerstoff verhindern. Nach einem Verbrauch dieser Feuchtigkeit wird des weiteren das thermoplastische Material der Isolierung, bei dem es sich vorzugsweise um Polyethylen handelt, sich wegen der durch die Brandschutzplatten gebildeten Abschirmung und der hinter dieser herrschenden lediglich geringeren Temperatur nur zersetzen und dadurch kontinuierlich zu dem hinter den Brandschutzplatten gewünschten Überdruck beitragen, wodurch ein Sauerstoffzutritt zu der Isolierung und damit deren Entflammung verhindert wird.To the first one preferred embodiment provided for the type of arrangement of the insulation, it should be noted that yourself when laying the fire protection boards with joints already due to the size of the fire protection boards behind form these zones, which only at their edges for a Gaszu- or gas outlet are open. In case of fire, in which the fire protection panels are heated, will be first The moisture behind the fire protection panels is in one Gas phase transgress and so as gas flow prevent access of oxygen. To Consumption of this moisture is further the thermoplastic Material of insulation, which is preferably polyethylene acts, because of the ones formed by the fire protection plates Shielding and the ruling behind this only minor Only decompose temperature and thereby continuously to the rear the fire protection plates desired overpressure contribute, allowing oxygen access to the insulation and thus their ignition is prevented.
Alternativ zu der oben genannten im wesentlichen aus einem thermoplastischen Material bestehenden Isolierung ist gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Isolierung im wesentlichen aus einem im wesentlichen mineralischen Baumaterial besteht. Ein solches im wesentlichen mineralisches Baumaterial ist beispielsweise ein Spritzputz oder Spritzbeton, in welchem Poren ausgebildet sind, wobei diese Poren z. B. durch Schaumbildner oder gasbildende Porenbildner wie z. B. Al-Pulver auch durch thermoplastische Partikel, die im Bezug auf die mineralische Matrix Fehlstellen darstellen, erzeut werden können. Es ist unmittelbar einsichtig, daß durch Schaumbildner oder auch durch mechanischen Eintrag gebildete Luftporen nicht zur Brandlast beitragen und daß ein mineralisches Material nicht brennbar ist. Selbst wenn – wie gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform vorgesehen – die Poren durch thermoplastische Partikel gebildet sind, trägt eine solche Isolierung nicht zur Brandlast bei, denn eine Entflammung dieser Artikel ist durch das sie umgebende mineralische Material, welches einen Luftzutritt verhindert, nicht möglich, wobei das mineralische Material auch kühlend wirkt.alternative to the above essentially of a thermoplastic Material existing insulation is according to a second preferred embodiment the invention provides that the Insulation essentially of a substantially mineral Construction material exists. Such a substantially mineral building material is for example a spray plaster or shotcrete, in which pores are formed, these pores z. B. by foaming or gas-forming pore formers such. B. Al powder also by thermoplastic particles, which are defects in relation to the mineral matrix, can be made. It is immediately obvious that by foaming agent or also formed by mechanical entry air pores not to fire contribute and that a mineral Material is not flammable. Even if - as in a more preferred embodiment provided - the Pores formed by thermoplastic particles carries one such insulation does not contribute to the fire load, because a fire this article is characterized by the surrounding mineral material, which prevents air access, not possible, with the mineral Cooling material too acts.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Halterung der Brandschutzplatten Haltestrukturen vorgesehen sind, die als Skelettstrukturen ausgebildet sind. Mit dem Begriff Skelettstruktur wird zum Ausdruck gebracht, daß diese Strukturen die wesentliche Tragaufgabe für die Brandschutzplatten erfüllen, so daß es nicht mehr – wie im Stand der Technik – erforderlich ist, die Brandschutzplatten im Gebirge oder einer anderen Tunnelwandung zu verankern. Die Skelettstrukturen geben die Form des Tunnelausbaus vor, so daß sich beispielsweise Ausbrüche in einem Gebirge nicht mehr wie im Stand der Technik gravierend auswirken.According to one further preferred embodiment the invention is provided that for holding the fire protection panels Holding structures are provided which are formed as skeleton structures. The term skeletal structure expresses that this Structures fulfill the essential task for the fire protection boards, so that it is not more than in the prior art - required is the fire protection panels in the mountains or another tunnel wall to anchor. The skeletal structures give the shape of the tunnel construction before, so that for example, outbreaks in a mountain no longer serious as in the prior art impact.
Wenn die Haltestrukturen für die Brandschutzplatten an Skelettstrukturen ausgebildet sind, ist es ferner möglich, außerhalb des Tunnels und ggf. in spezialisierten Produktionswerken eine Vorfertigung durchzuführen, was den Aufwand an der Baustelle erheblich reduziert.If the support structures for the fire protection plates are formed on skeletal structures, is it is also possible outside of the tunnel and, if necessary, in specialized factories, prefabrication perform, which considerably reduces the effort on the construction site.
Wenn die Skelettstrukturen ein Rahmensystem bilden, sind auch bei geringen Materialstärken sehr hohe Festigkeiten erreichbar.If The skeletal structures form a frame system, are also at low Material thickness very high strength achievable.
Wenn die Skelettstrukturen selbsttragend ausgebildet sind, ist – wenn überhaupt – im Tunnel nur noch ein geringer Verankerungsaufwand erforderlich.If the skeletal structures are self-supporting, is - if any - in the tunnel only still a small anchoring effort required.
Wenn die Skelettstrukturen gegenüber den Gebirge festgelegt sind, wird dadurch die Sicherheit in der Bauphase erhöht.If the skeletal structures opposite the mountains are fixed, thereby the security in the Construction phase increased.
Wenn die Haltestrukturen ein auf die Masse der Brandschutzplatten abgestimmtes Rastermaß aufweisen, läßt sich eine besonders rationelle Vorfertigung erreichen.If the retaining structures a tuned to the mass of fire protection panels Have pitch, let yourself achieve a particularly rational prefabrication.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Isolierung als Drainage ausgebildet, um Tropf-, Sicker- und/oder Regenwasser abzuleiten. Auf diese Weise werden mit dem erfindungsgemäßen Tunnelausbau gemäß der bevorzugten Ausführungsform sicher unterschiedliche Funktionen erfüllt, nämlich ein besonders wirkungsvoller Schutz sowohl gegen Frost als auch gegen Bergwasser als auch ein Schutz des Tunnels im Havariefall gegen Brandeinwirkungen.According to one preferred embodiment of Invention, the insulation is designed as a drainage to drip, Seepage and / or Drain rainwater. In this way, with the tunnel construction according to the invention according to the preferred embodiment certainly fulfills different functions, namely a particularly effective Protection against both frost and mountain water as well Protection of the tunnel in the event of an accident against fire.
Vorzugsweise bestehen die Brandschutzplatten im wesentlichen aus Glasfaserleichtbeton, da dieser einer Brandbelastung sehr lange standhält. In dem Glasfaserleichtbeton verhindern die Glasfasern, daß der Beton durch die Hitzebelastung frühzeitig Risse erhält.Preferably the fire protection boards consist essentially of fiberglass lightweight concrete, because it withstands a fire exposure for a very long time. In the fiberglass lightweight concrete prevent the glass fibers that the Concrete receives cracks early due to the heat load.
Die Isolierung ist in dem Tunnelausbau als Element des Frostschutzes vorgesehen, in dem die Isolierung verhindert, daß austretendes Gebirgswasser zu Eisbildung führt. Durch die Isolierung kann das Gebirgswasser auch im Winter hinter den Brandschutzplatten abfließen und abgeleitet werden. Vorzugsweise wird eine Isolierung verwendet, die Polyethylen-Schaum (PE-Schaum) enthält, da ein solcher Schaum eine hohe Wärmedämmung bewirkt und auch bei anstehenden Wasser nicht verwittert. Aus der Praxis bekannte PE-Schaum-Bahnen und PE-Schaum-Platten haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen.The Insulation is in the tunnel construction as an element of antifreeze provided that the insulation prevents leaking mountain water leads to ice formation. Due to the insulation, the mountain water can also be behind in the winter drain off the fire protection panels and be derived. Preferably, an insulation is used, The polyethylene foam (PE foam) contains as such a foam a high thermal insulation causes and weathered even with pending water. From practice Known PE foam sheets and PE foam sheets have proven to be special proved advantageous.
Alternativ oder ergänzend zu dem PE-Schaum ist vorgesehen, daß die Isolierung mineralisches Porenmaterial enthält. Solches Porenmaterial ist unbrennbar und damit für die Anwendung im Tunnelbau besonders gut geeignet. Alternativ ist – wie oben dargelegt – daß die Isolierung Kunststoffpartikel, insbesondere Styroporkügelchen enthält.alternative or in addition to the PE foam is provided that the insulation mineral Contains pore material. Such pore material is incombustible and therefore for use in tunneling especially suitable. Alternatively, as stated above, the insulation Plastic particles, in particular polystyrene beads contains.
Wenn die Isolierung nach Art eines Spritzbetons auftragbar ist, ist ein Einbau der Isolierung mit besonders geringem Personalaufwand möglich. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Isolierung so auch ein isolierender Spritzbeton vorgesehen.If the insulation in the manner of a shotcrete is applicable, is a Installation of the insulation with particularly low personnel costs possible. According to one preferred embodiment The invention is as insulation as well as an insulating shotcrete intended.
Wenn die Isolierung als plattenförmiges Baumaterial ausgebildet ist, hat dies den Vorteil, daß sich auch kurze Tunnel mit dem erfindungsgemäßen Tunnelausbau kostengünstig ausstatten lassen.If the insulation as a plate-shaped Building material is formed, this has the advantage that also equip short tunnels cost-effectively with the tunnel construction according to the invention to let.
Wenn gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform die mechanischen Eigenschaften der Isolierung konstruktiv genutzt werden, können dadurch andere Sicherungsmaßnahmen entsprechend schwächer dimensioniert werden, was insgesamt zu einem verringerten Aufwand führt.If according to a particularly preferred embodiment, the mechanical properties of the insulation are used constructively, can As a result, other security measures are dimensioned correspondingly weaker, resulting in a total of reduced effort.
Wenn zum Schutz der Isolierung vor Durchfeuchtung eine Membrane vorgesehen ist, kann dadurch eine übermäßige Gewichtsbelastung des Tunnelausbaus verhindert werden.If To protect the insulation from moisture before a membrane provided This can cause excessive weight bearing Tunnel removal can be prevented.
Wenn die Haltestrukturen für die Brandschutzplatten an Skelettstrukturen ausgebildet sind, ist es ferner möglich, außerhalb des Tunnels und ggf. in spezialisierten Produktionswerken eine Vorfertigung durchzuführen, was den Aufwand an der Baustelle erheblich reduziert.If the support structures for the fire protection plates are formed on skeletal structures, is it is also possible outside of the tunnel and, if necessary, in specialized factories, prefabrication perform, which considerably reduces the effort on the construction site.
Wenn die Skelettstrukturen ein Rahmensystem bilden, sind auch bei geringen Materialstärken sehr hohe Festigkeiten erreichbar.If The skeletal structures form a frame system, are also at low Material thickness very high strength achievable.
Wenn die Skelettstrukturen selbsttragend ausgebildet sind, ist – wenn überhaupt – im Tunnel nur noch ein geringer Verankerungsaufwand erforderlich.If the skeletal structures are self-supporting, is - if any - in the tunnel only still a small anchoring effort required.
Wenn die Skelettstrukturen gegenüber den Gebirge festgelegt sind, wird dadurch die Sicherheit in der Bauphase erhöht.If the skeletal structures opposite the mountains are fixed, thereby the security in the Construction phase increased.
Wenn die Haltestrukturen ein auf die Masse der Brandschutzplatten abgestimmtes Rastermaß aufweisen, läßt sich eine besonders rationelle Vorfertigung erreichen.If the retaining structures a tuned to the mass of fire protection panels Have pitch, let yourself achieve a particularly rational prefabrication.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert und beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervorgehen:The Invention will be described below with reference to a specific embodiment explained and described, wherein further advantageous embodiments and Further developments of the invention from the description in connection to emerge with the drawings:
Es zeigen:It demonstrate:
Der
in
Das
Rahmensystem
Auf
dem Rahmensystem
Der
Tunnelausbau
Die
Bekleidung des Rahmensystems
Ergänzend dazu
sind in Umfangsrichtung des Tunnelausbaus
Als Alternative zu den PE-Schaumbahnen kann als Isolierung ein mineralisches Dämmmaterial in Form von Spritzbeton mit Styropor als Leichtzuschlag eingesetzt werden. Hier kann das Rahmensystem rückseitig mit Ankern ausgestattet werden und die Rahmen in den Spritzbeton integriert werden, so dass die größere Dicke der Isolierung, welche aufgrund der niedrigeren Dämmwirkung notwendig ist, zu einer stärkeren Dicke des Gesamtsystems führen kann.When Alternative to the PE foam sheets can be a mineral insulation Insulation material in Form of shotcrete with polystyrene used as lightweight aggregate become. Here, the frame system can be equipped with anchors on the back and the frames are incorporated into the shotcrete, so that the greater thickness the insulation, which due to the lower insulation effect necessary, to a stronger one Thickness of the entire system can lead.
Der erfindungsgemäße Tunnelausbau gemäß der ersten Ausführungsform ist sowohl im allgemeinen Betriebsfall als auch im Brandfall besonders effektiv.Of the Tunnel construction according to the invention according to the first embodiment is particularly effective both in general operation and in case of fire.
Im allgemeinen Betriebsfall dient der PE-Schaum als Membran zum Ableiten des Bergwassers zur Kanalisation und als Frostschutz. Die Aestuver T Platten bieten eine helle und leicht reinigbare Oberfläche, die ein polygonal geformtes Tunnelprofil beschreibt.in the In general operation, the PE foam serves as a membrane for discharging of the mountain water to the sewer system and as antifreeze. The estuaries T panels provide a bright and easily cleanable surface that describes a polygonal shaped tunnel profile.
Im Brandfall schützen die Aestuver T Brandschutzplattenlatten die Tunnelkonstruktion bzw. das Gebirge vor Brandeinwirkung und hohem Temperatureintrag.in the Protect fire the Aestuver T fireplate slats support the tunnel construction the mountains from the effects of fire and high temperature.
Der PE-Schaum wird im Brandfall hinter den Platten kontrolliert ohne Entflammung zerstört. Bei der Zerstörung des Schaums entstehen Kohlendioxid und Wasser, zwei nichtbrennbare ungiftige Stoffe. Weiterhin verhindern Wasserdampf und Kohlendioxid eine Entflammung und der entstehende Überdruck begrenzt ein Eindringen von Sauerstoff.Of the PE foam is controlled in case of fire behind the plates without Destroying fire. In the destruction The foam produces carbon dioxide and water, two non-combustible non-toxic substances. Furthermore, prevent water vapor and carbon dioxide an ignition and the resulting overpressure limits penetration of oxygen.
Bei der Verwendung des Spritzbeton wird der Brandschutz durch die AESTUVER T Platten sichergestellt. Die Styroporzuschläge werden teilweise zerstört werden, stellen aber keine zusätzliche Brandlast oder Gefährdung dar.at the use of shotcrete is the fire protection by the AESTUVER T plates ensured. The styrofoam surcharges will be partially destroyed, but do not provide additional Fire load or hazard represents.
Der Tunnelausbau, der auch als System „Feuer Wasser Frost„ bezeichnet werden könnte, vereint so trotz seiner an sich einfachen Struktur die drei wichtigen Funktionen, nämlich
- 1. Ableitung des Bergwassers
- 2. Frostschutz des Gebirges/Beton und des Bergwassers
- 3. Brandschutz
- 1. Derivation of the mountain water
- 2. Frost protection of mountain / concrete and mountain water
- 3. Fire protection
Die
in
Der
Betrag, den die umgeschlagenen Enden sich nach innen erstrecken,
ist etwa 7,2 mm, wobei dies durch e angezeigt ist. An ihrem inneren
Ende weisen die umgeschlagenen Enden
Die
in
Der
Tunnelausbau
Die
Brandschutzplatten
Die
Rahmen
Um
die einzelnen Rahmen
Die
Positionieranker
Wie
bei der ersten Ausführungsform
ist eine Isolierung aus PE-Schaumbahnen
Bei
dem Tunnelausbau
Der
vorstehend im Detail beschriebene Aufbau des Tunnelausbaus
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