DE2023208A1 - Verfahren fuer den Vortrieb eines ausgekleideten unterirdischen Ganges oder Tunnels mit eifoermigem Querschnitt - Google Patents

Description

"Verfahren für den Vortrieb eines ausgekleideten unterirdischen Ganges oder Tunnels mit eiförmigem Querschnitt"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von ausgekleideten Tunneln oder Gängen mit eiförmigem Querschnitt in einer Grosse, die zumindest für den Durchgang eines Menschen ausreicht.

Die Erfindung schafft ein Verfahren für den Vortrieb eines ausgekleideten unterirdischen Ganges oder Tunnels mit eiförmigem Querschnitt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass vor der bereits vorhandenen Auskleidung ein Tunnelstück ausgehöhlt wird und in das ausgehöhlte Tunnelstück

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

OppenauerBOro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

eine Auskleidungseinheit mit eiförmigem Querschnitt eingeführt wird, indem die Einheit durch den bereits ausgekleideten Gang oder Tunnelteil vorgeschoben wird, wobei ihre grössere Hauptachse, in Längsrichtung des Tunnels verläuft und die kleinere Achse im wesentlichen parallel zu der grösseren Achse des Tunnelabschnitte verläuft und dann die Einheit gedreht und so angebracht wird, dass sie eine Verlängerung der Auskleidung darstellt»

bm zu gestatten, dass die Einheit in ihrer Stellung gedreht wird, ist es erforderlich, dass die Aushöhlung breiter ist als die Äussenabmessungen der Einheit, und mindestens gleich der grossten Aussenabmessung der Einheit zwischen diagonal entgegengesetzten Rändern, wobei sich ein Spielraum zwischen der Aushöhlung und der Einheit ergibt, wenn diese ihre endgültige Stellung einnimmt, und es ist ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass dieser Zwischenraum mit vorgeformten Füllstücken gefüllt wird. Diese FUllstUcke können Segmentform haben und aus einem leichten, nicht komprimierbären Stoff bestehen, wie z.U. geschäumten Zementmörteln. Die Füllstücke können an Ort und Stelle vergossen werden, wobei die Vergussmasse beispielsweise durch in diesen Stücken ausgebildete Durchgänge eingeführt wird. Andererseits kann der Zwischenraum auch mit einer härtenden Flüssigkeit gefüllt werden, wie z.B. einer Zement-Sand-Vergussmasse oder mit körnigem Stoff, wie z.B. mit Eies oder mit leichten Aggregaten, die anschliessend vergossen werden können, oder unvergessen bleiben können.

Ein elastischer, flüssigkeitsdichter Dichtungsring kann zwischen der Einheit und der bereits bestehenden Auskleidung vorgesehen werden, und andererseits oder zusätzlich kann eine Zapfen- und Buchsenverbindung oder eine

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andere Ausrichtverbindung zwischen der Einheit und der bereits bestehenden Auskleidung vorgesehen werden.

Die Aushöhlung kann mit einem Schild durchgeführt werden, und der Schild kann mit Hilfe von Stempeln vorgetrieben werden, die die Gegenkraft auf die zuletzt eingebaute Auskleidungseinheit ausüben, um dadurch zu gewährleisten, dass diese Einheit fest an Ort und Stelle gedrückt wird.

Das Verfahren wird nunmehr ausführlicher beschrieben.

Das Verfahren beruht auf der Verwendung einer Tunnelauskleidung mit eiförmigem Querschnitt, die in einzelnen vollständigen Hingen oder Einheiten hergestellt wird, die jeweils kürzer sind, als ihre radialen Hauptabmessungen. Das Verfahren zur Herstellung besteht darin, dass an den Kopf des Tunnels ein Stahlschild mit ähnlicher Form aber mit grösseren Abmessungen vorgesehen wird, in dem die Aushöhlung der Erdfläche durchgeführt wird und der anschliessend von den an seiner Rückseite errichteten Betonringen vorgetrieben werden kann (z.B. durch hydraulische oder pneumatische Zylinder). Die Ringe werden von der Erdoberfläche durch einen Zugangeschacht nach unten transportiert und durch die bereits verlegten Einheiten in einer Lage transportiert, die auf zwei Achsen rechtwinklig gegenüber der Lage verdreht ist, die die Einheit lh ihrer endgültigen Stellung einnimmt, dh., mit ihrer kleineren Querschnittsabmessung in einer Linie mit der grösseren Abmessung des Tunnels.

Wenn die Einheit in dem Schild ankommt, wird sie entweder mit der Hand oder durch eine angetriebene Hubausrüstung um zwei Achsen gedreht und in ihrer richtigen Lage eingesetzt. Die Schildabmessungen sind grosser als die Abmessungen des Tunnels, um die diagonalen Abmessungen der

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Einheit durchzulassen, wenn diese gedreht wird. Im praktischen Anwendungsfall kann diese Ubergrösse beispielsweise etwa überall 50,8 mm für eine Einheit betragen, deren grössere Aussenabmessung 1,2192 m und deren Länge 0,4572 m beträgto Dieser kleine Übergrossen-llingraum wird dadurch gefüllt, dass um jede eingesetzte Einheit Füllblöcke eingesetzt werden, die aus einem billigen, . nicb-ΐ komprimierbaren Stoff bestehen,, Dieser Füllstoff ist vorzugsweise leicht zu handhaben und hat physikalisehe Eigenschaften, die hinsichtlich der Druck- und Scherfestigkeit, der Komprimierbarkeit und der Trägheit den Eigenschaften eines gut verdichteten Bodens ähnlich sind. Der Füllstoff sollte ferner mit Handwerkzeugen in die gewünschten Formen zugerichtet werden können» Ferner sollte er vorzugsweise eine ausreichend niedrige Brechfestigkeit haben, um zu gestatten, dass örtliche Spitzenbelastungen, wie sie beispielsweise durch kleine Steinblöcke in dem umgebenden Erdreich hervorgerufen werden, durch den Füllstoff hindurchdringen können, um dadurch die llauptbetonringe von diesen Spitzenbelastusngen zu entlasten. Insbesondere wäre ein geschäumter Zementmörtel mit einer durchschnittlichen Dichte von 481 kg/m^J geeignet.

Nachdem die Füllstücke eingesetzt sind, werden die hydraulischen oder pneumatischen Zylinder für den' Schild ausgefahren. Diese schliessen zunächst die soeben angebrachte Einheit an die bereits vorhandenen Einheiten an und treiben dann den Schild um die Länge einer Einheit vor, In diesem Stadium des Betriebes wird der Erdboden an der Vorderseite des Schildes ausgegraben und durch den Tunnel zurücktransportiert. Während oder nach diesem Vorgang wird eine Zementvergussmasse in den durch die Wanddicke des Schildes hervorgerufenen ringförmigen Hohl-

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raum um den fertigen Abschnitt gepumpt.

Ein Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens ist in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht, in der

Fig. 1 eine senkrechte Längsschnittansicht durch einen Teil eines in Bau befindlichen Tunnels ist, in der eine Einheit während ilsrfs Ά'2anssportes durch den Tunnel gezeigt ist, und

Pig. 2 eine Querschnittsansicht durch einen Dichtungsring zeigt«,

In den Zeichnungen ist mit 10 eine eiförmige Betoneinheit bezeichnet, die armiert sein kann, und die in ihrer Lage während des Transportes gezeigt ist. Die Einheit hat an ihren Rändern eine Fugenausbildung, in deren Wanddicke die zapfen- und Buchsenausbildung gezeigt ist„ An dem Zapfenende wird eine Gummidichtung 13 der in Fig. 2 gezeigten Art eingesetzt, um den Durchgang von Wasser durch die Fuge zu verhindern und um ferner eine geringfügig unterschiedliche Anbringung der Einheiten zu tolerieren,, Jede Einheit ist mit Blindlöchern 11 versehen, die vor- ' zugsweise an den am weitesten vorstehenden Stellen ausgebildet sind und dazu dienen, Hubvorrichtungen aufzunehmen. Diese Löcher können auch Spreizbolzen aufnehmen, nachdem die Einheiten eingesetzt sind, so dass im Bedarfsfall Zugbänder 12 zwischen den Einheiten befestigt werden können, um die Einheiten vorübergehend zusammenzuhalten, bis die aussere Zementvergussmasse eingeführt und gehärtet ist. Diese Löcher können ferner durchgebohrt sein und notfalls als Vergusslöcher verwendet werden. In der Zeichnung sind die Füllstüeke 1Λ gezeigt, die vorzugsweise als die vier Teile eines vollständigen Ringes vorgesehen sind, wobei die Krone und das umgekehrte untere Teil die

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gleiche Form aufweisen und die beiden Seitenstücke einander gleich sind. Diese Einheiten sind mit in Längsrichtung verlaufenden Löchern 15 mit einem Durchmesser von etwa 25*4 nua versehen, die an der Awssenflache jedes zweiten Ringes enden, so dass das Vergiessen des von dem Schild zurückgelassenen ringförmigen Hohlraums von innerhalb des Schildes aus vorgenommen werden kami₀

Als eine Alternative zu der soeben beschriebenen Verwendung von Füllstücken kann der ringförmige Hohlraum auch fortlaufend während des Schildvortriebs mit einer geeigneten, härtenden Flüssigkeit oder eimera körnigen Stoff gefüllt werden, der in Rohrleitungen 25 gepumpt und durch Öffnungen 26 öurela einen in der Rückseite des Schildes befestigten Füllring 27 eingeführt werden kann. Geeignete härtexüie StrSmungsmedien wären Sand-Zemejnt-Vergussmassesa, hydraulischer Mörtel ©eier ähnliche Stoffe, und körnige Stoffe köaaen öisrela ©im tafttragverfahr©B eingeführt werden und Ikönaen Ki©@_? Saai. oder andere billige Füllstoffe sein.

Diese Arten für das Füllen des Hohlraumes sind besonders dann geeignet, wenn die Einheiten in Längsrichtung durch Bolzen miteinander verbunden werden, da die Abstützung der Einheiten, die hinter dem Schild la dem Boden zurückgelassen werden, -ständig durch den eingeführten Füllstoff aufrechterhalten wird«

Der Schild 1? besteht aus Stahl, äer allgemein eia© Wanddicke von 19j©5 mm hat₉ und enthält ©ine Reih® pneumatischer oder hydraulischer Zylinder 18, deren Stempel sowohl gegen die Betonrimgeinlieit als aracto gegeai die Füllstücke drücken. Diese Stempel werden ¥©m einem versteiften Stahlring 19 getragen, der am taa Schild ö©~

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festigt ist. Der Schild weist eine bei 20 gezeigte Schneidkante auf und kann in den Fällen, in denen der Böschungswinkel der Erdfläche flach ist, mit einer gleitenden Stahlhaube 21 versehen sein.

Das oben beschriebene Herstellungs- und Vortriebverfahren hat den Vorteil, dass die Einheiten, druckfest gegenüber nach innen gerichteten Drücken sind, dass die Bohrung glatt ist und dass nur eine geringe Anzahl von leckfähigen Fugen vorhanden ist.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ( ±.J Verfahren für den Vortrieb eines ausgekleideten unterirdischen Ganges oder Tunnels mit eiförmigem Quersohnitt, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verkleidung ein Tunnelstück ausgehöhlt wird und in das ausgehöhlte Tunnelstück eine Auskleidungseinheit mit eiförmigem Querschnitt dadurch eingeführt wird, dass die Einheit durch den bereits ausgekleideten Gang oder Tunnelteil mit ihrer grösseren Hauptachse in Längsrichtung des Tunnels und mit der kleineren Achse in wesentlichen parallel zu der grösseren Achse des Tunnelquerschnitts transportiert wird und dann die Einheit so gedreht und angeordnet wird, dass sie eine Verlängerung der Auskleidung bildet.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aushöhlung grosser ist als die Aussenabmessungen der Einheit und mindestens gleich der maximalen Aussenabmessung der Einheit zwischen diagonal entgegengesetzten Händern ist, so dass sich ein Spielraum zwischen der Aushöhlung und der Einheit ergibt, wenn diese ihre endgültige Lage einnimmt, und dass dieser Spielraum anschliessend mit einem Füllstoff angefüllt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff eine härtende Flüssigkeit öder ein körniger Stoff ist, der in den Spielraum gepumpt wird.

   k. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff aus vorgeformten Füllstücken besteht oder vorgeformte Füllstücke umfasst.

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   5o Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstücke aus geschäumtem Zementmörtel bestehen,,

   6. Verfahren nach den Ansprüchen h oder ¹J, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstücke an Ort und Stelle vergossen werden.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aushöhlung in einem Schild M durchgeführt wird, und dass der Schild durch Zylinder vorgetrieben wird, die ihre Gegenkraft auf die zuletzt angebrachte Verkleidungseinheit ausüben.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Verklei— dungseinheifcen durch in axialer Kichtung des Tunnels oder Ganges verlaufende Zugteile aneinander befestigt werden.

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