DE2033142B2

DE2033142B2 - Verfahren zum auskleiden eines tunnels und vortriebsschild zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE2033142B2
Application number: DE19702033142
Authority: DE
Inventors: Donald Frank Wentworth Surrey Garnett John Baron Alresford Hampshire Richardson Michael Alexander Knaresbo rough Yorkshire Rees, (Großbritannien)
Original assignee: William F Rees Ltd , Old Woking, Surrey (Großbritannien)
Priority date: 1969-09-04
Filing date: 1970-07-03
Publication date: 1973-03-15
Also published as: NL168294C; SE368248B; CH530517A; IE34332B1; DE2033142C3; CA922909A; ZA703885B; JPS4835788B1; IE34332L; NL7009894A; JPS5337655B1; US3640076A; BE752246A; DE2033142A1; AT313961B; FR2054149A5; GB1288393A; NL168294B

Description

terhin ist es zweckmäßig, wenn der erste Tübbing jedes Auskleidungsringes während der Montage der beiden anderen Tübbings durch einen Bolzen gehalten wird, welcher in eine Bohrung des Tübbings und in den Schild eingreift.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein radial nach innen gerichteter Druck auf jeden neu errichteten Auskleidungsring aufgebracht, bevor dieser mit dem zuvor errichteten Auskleidungsring verbunden wird, um an den Stoßstellen zwischen den Tübbings einen Druck in Umfangsrichtung hervorzurufen.

Um einen guten Zusammenhalt der Auskleidungsringe zu erhalten, können die Tübbings jedes Auskleidungsringes nach ihrer Montage durch ein an der Ringaußenseite in Umfangsrichtung verlaufendes Band zusammengespannt werden.

Der Aufbau eines zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vortriebsschildes kenn7eichnet sich dadurch, daß an der Schildinnenseite im Bereich der Montagestelle für den jeweils zu errichtenden Auskleidungsring ein in Umfangsrichtung des Schildes verlaufender, ringförmiger Druckschlauch angeordnet i· 1, der bei Füllung mit einem Druckmittel den errichteten Auskleidungsring mittig zum Schild ausrichtet und auf ihn einen radial nach innen gerichteten Druck ausübt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch den vorderen Abschnitt eines Tunnels,

Fig.2 halbe Querschnitte nach den Linien A-A undß-ß in Fig. 1,

F i g. 3 bis 6 Querschnitte durch den Tunnel unter Darstellung einander folgender Arbeitsschritte beim Errichten eines aus Tübbings bestehenden Auskleidungsringes,

F i g. 7 einpn vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 6 und

F i g. 8 und 9 Längsschnitte durch den oberen Teil des verwendeten Vortriebsschildes mit einem in ihm montierten Auskleidungsting.

Gemäß F i g. 1 der Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe eines aus Stahl bestehenden Vortriebsschildes 20 durchgeführt, der mit mechanisch oder hydraulisch arbeitenden Vortriebspressen 21, mit einem Druckring 22 und mit einem Druckschlauch 23 ausgestattet ist.

Tübbings, drei pro Auskleidungsring, werden ir · nerhalb dss bereits fertigen Tunnels zur rückwärtigen Seite, d.h. in den Schwanz 24 des Schildes 20 (F i g. 3) transportiert. Die Tübbings sind einander gleich und erstrecken sich je über einen Bogen von 120°.

Der erste Tübbing/ wird zunächst auf den Schildboden nach oben gekehrt aufgelegt, woraufhin ein Bolzen 25, der für eine zeitlich begrenzte Halterung vorgesehen ist, durch eine vorgeformte Bohrung des Tübbings und eine entsprechende Bohrung des Schilds 20 eingeführt wird. Danach wird der zweite Tübbing H nach vorne bewegt und mit seiner Kante an den Tübbiug ϊ angesetzt. Die andere Kante des Tübbings H wird nach oben gehoben, wodurch der Tübbing so lange verschwenkt wird, bis er die Innenseite des Schildschwanzes berührt, (F i g. 4). Ein Haitebolzen (nicht dargestellt), hält den Tübbing /7 zeitlich begrenzt in dieser Position. Daraufhin wird der dritte Tübbing Hi in entsprechender Weise an die noch freie Kante des Tübbings i angesetzt und so weit angehoben, daß die obere Kante des Tübbings Ui mit der nunmehr abgesenkten oberen Kante des Tübbings /7 in Eingriff gelangt (F i g. 5).

Dies kann innerhalb des Schilds mit drei einander gleichen Tübbings durchgeführt werden, weil der Schildinnendurchmesser ausreichend größer ist als der Außendurchmesser des Auskleidungsrings. Bei einem Auskleidungsring mit einem Innendurchmes-

ser von 900 mm und einer Wanddicke von 60 mm reicht ein innerer Schilddurchmesser von etwa 1060 mm aus, um innerhalb des Schilds die Tübbings zu einem Auskleidungsring zusammensetzen zu können. Der Innendurchmesser des Schildschwanzes ist also nicht wesentlich größer als der Außendurchmesser des Auskleidungsringes, da das Zusammenfügen der Tübbings so durchgeführt wird, daß der auf dem Rücken liegende Tübb' ^ direkt auf den Schildboden aufgelegt wird, um den Schilddurchmesser voll auszunutzen.

Die Tübbingstoßflächen können vor dem Zusammenfügen mit einem geeigneten wasserdichten Dichtungsmaterial beschichtet werden, beispielsweise mit Materialien auf Bitumenbasis.

Wenn der Zusammenbau des Tübbings vollendet ist, wird Flüssigkeit oder Gas unter Druck in den um den Umfang gelegten Druckschlauch 23 eingeführt. Der Druckschlauch besteht aus einem flexiblen, undurchlässigen Material und ist in dem Ringraum zwisehen der Außenseite des Auskleidungsrings und der Innenseite des Schildschwanzes vorgesehen. Der Druckschlauch bewirkt einen Druck in Umfangsrichtung an den Stoßstellen zwischen den Tübbings unu hebt zugleich den gesamten Auskleidungsring auf die Mittellinie des Schilds an. Ein Dn:ckschlauch 23 mit einer Nennweite von 50 mm und einer Wanddicke von etwa 2 mm, welcher in einem Ringraum von 25 mm Breite eingeführt und auf einen Druck von 7 kp/cm belastet wird, erzeugt im Ring eine Druckkraft von etwa 1260 kp in Umfangsrichtung, wobei die Anlageflache am Umfang des Auskleidungsrings etwa 1120 cm² beträgt. Auf diese Weise ist es möglieh, den Auskleidungsring zu verspannen. Nunmehr kann der aus Stahl bestehende Bolzen 25 aus dem auf dem Rücken liegenden Tübbing / herausgenommen werden.

Der Auskleidungsring wird daraufhin durch die Vortriebspressen 21 rückwärtsgerichtet gedrückt und mit dem zuvor errichteten Auskleidungsring 26 verbunden. Der Schild wird gleichfalls nach vorne in Richtung de* Gebirges verschoben; die Erd- bzw. Gesteinsschicht wird an der Vorderseite des Schilds abgetragen und über den bereits gefertigten Abschnitt zum Tunneleingang transportiert, wo die Gesteins-und Erdmassen abtransportiert werden können.

Der Schild beläßt den Auskleidungsring in einer

vorgegebenen Lage, welche durch einen Ring 27 aus einem passenden, elastischen Materia! bestimmt wird. Der Ring 27 besteht beispielsweise aus Hartholz und übt einen radialen Druck auf den Auskleidungsring aus. Der Druckschlauch 23 wird nunmehr entlüftet bzw. es wird aus ihm Flüssigkeit abgelassen. Wenn der Schild um eine Ringlänge nach vorne bewegt ist, wird Zementbrei 28 oder ein anderes geeignetes Füllmaterial unter Druck durch die vorgefertigten Halterungsbohrungen der Tübbings zwisehen den Auskleidungsring und das umgebende Gebir«e, also die umgebenden Erd- oder Gesteinsmas-

sen eingebracht. Dies kann auch durch Längsbohrungen im Schildschwanz geschehen.

Um den Fortgang der Arbeit zu beschleunigen, kann ein schnell härtendes Füllmaterial verwendet werden, beispielsweise hochtonerdehaltiger Zementbrei. Falls ein schnell aushärtendes Füllmaterial nicht verwendet wird, kann das Verriegeln der Tübbings mit Metallbändern vorgenommen werden. Diese werden an die Außenseite des Auskleidungsringes angelegt und in passender Weise zusammengezogen. So kann beispielsweise ein dünnes, aus Stahl bestehendes Band 30 (Fig. I₅ 8 und 9) von etwa 15 mm Breite und 1 mm Dicke verwendet werden, dessen Durchmesser demjenigen des Schildschwanzes entspricht. Die Tübbings werden in bereits beschriebener Weise zusammengefügt, während das Band 30 an der Innenseite des Schildschwanzes mittels passender Bügel 31 gehalten wird. Diese treffen axial mit den drei Bohrungen 32 für den Zementbrei in dem jeweiligen Auskleidungsring zusammen. Wenn der Druckschlauch 23 unter Druck steht, wird der Durchhang des Stahlbandes durch eine der oberen Bohrungen 32 hindurch mit einem passenden Werkzeug ergriffen und als Schlaufe durch die Bohrungen gezogen. Ein Keil 35 wird daraufhin durch die Schlaufe geführt. Der Keil wird in die Schlaufe getrieben und das Band 30 spannt somit an; das Band wird aus den Bügeln gezogen und am Umfang des Auskleidungsringes verspannt. Das Montageverfahren wird daraufhin wie zuvor genannt fortgesetzt. Nach Aushärten des Zementbreis können die Keile 35 abgezogen und die Schlaufen abgeschnitten werden, während die Bohrungen geschlossen bzw. abgeglichen werden. An der Rückseite der Tübbings kann

is eine Nut vorgesehen sein, welche zur Aufnahme des Stahlbandes dient und welche genügend tief ausgeführt ist, um das Band flächeneben mit der Außenseite des Auskleidungsrings zu halten. Auf diese Weise kann das gesamte Bauteil leicht durch den Ring 27 des Schilds geführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

einen radial nach innen gerichteten Druck ausübt. Patentansprüche: 5 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausklei-

1. Verfahren zum Auskleiden eines Tunnels den eines Tunnels unter Verwendung eines Vorunter Verwendung eines Vortriebsschildes, des- triebsschildes, dessen Innendurchmesser grcüer ist sen Innendurchmesser größer ist als der Außen- als der \ußendurchmei,ser der AusKleidung, welche durchmesser der Auskleidung, welche aus anein- aus aneinandergereihten Auskleidungsnngen besteht, andergereihten Auskleidungsringen besteht, von io von & nen jeder innerhalb des Schildes aus mehreren denen jeder innerhalb des Schildes aus mehreren Tübbings errichtet und danach an den zuvor ernch-Tübbings errichtet und danach an den zuvor er- teten Auskleidungsring angedruckt und mit mm verrichteten Auskleidungsring angedrückt und mit bunden wird, worauf der Schild vorwärts bewegt und ihm verbunden wird, worauf der Schild vorwärts- Füllmaterial in den Ringraum zwischen Auskleidung bewegt und Füllmaterial in den Ringraum zwi- 15 und umgebendem Gebirge eingebracht wird.

sehen Auskleidung und umgebendem Gebirge Ferner betrifft die Erfindung einen Vortriebsschild eingebrach'wird, dadurch gekennzeich- zum Durchführen des Verfahrens,
net, daß jeder Auskleidungsring aus drei sich Bei den bekannten Verfahren der vorstehend anjeweils über einen Bogen von 120' erstrecken- gegebenen Art bestehen die Auskleidungsringe in der den Tübbings errichtet wird, indem zunächst ein 20 Regel aus einer größeren Zahl von Tübbings, zumir,-erster Tübbing (/) an die Innenseite des Schildes dest jedoch aus vier Tübbings pro Ring. Aus der giö-(20) angelegt wird und anschießend die beiden ßeren Tübbingzahl pro Ring folgt ein verhältnismäanderen Tübbings (// und ■//) nacheinander an ßig großer Zeitaufwand für das Nacheinanderversetden ersten Tübbing (/) angesetzt und nach außen zen der Tübbing» und außerdem ist oft eine Abstütverschwenkt werden, wobei zumindest der zweite 25 zung der bereits versetzten Tübbings erforderlich, so-Tübbing über seine endgültige Stellung hinausge- lange der jeweilige Auskleidungsring noch nicht geschwenkt wird, und dann durch Einwärtsschwen- schlossen ist. Fs ist ferner bereits bei Tunnelauskleiken des bzv>. der über die endgültige Stellung düngen bekannt, Auskleidungsringe aus gekrümmten h'nausgeschwenkten Tübbh ^s der Auskleidungs- Blechplatte oder Ausbaubcgen in nur drei Segring geschlossen wird, worauf der neu errichtete 30 mente zu unterteilen, doch besteht bei diesen Aus-Auskleidungsring innerhalb 'es Schildes mittig kleidungsringen, sofern sie eine gewisse radifle Dicke ausgerichtet wird, um danach an den zuvor er- haben, das Problem, daß bei ihrer Montage ein Arrichteten Auskleidungsring (26) angedrückt und beitsraum benötigt wird, der nicht unerheblich grömit diesem verbunden zu werden. ßer als der Raum ist, den der fertige Auskleidungs-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 ring nachher einnimmt.

kennzeichnet, daß der erste Tübbing (/) jedes Der Erfindung liegt die Auigabe zugrunde, ein

Auskleidungsringes auf den Schildboden aufge- Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, legt wird. bei dem der Montageaufwand pro Auskleidungsring

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch möglichst gering gehalten wird.

gekennzeichnet, daß der erste Tübbing (/) jedes 40 Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsge-Auskleidungsringes während der Montage der maß darin, daß jeder Auskleidungsring aus drei sich beiden anderen Tübbings (U and Hi) darch einen jeweils über einen Bogen von 120° erstreckenden Bolzen (25) gehalten wird, welcher in eine Boh- Tübbings errichtet wird, indem zunächst ein erster rung des Tübbings (/) und in den Schild (20) ein- Tübbing an die Innenseite des Schildes angelegt wird gieift. 4.5 und anschließend die beiden anderen Tübbings nach-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 einander an den eisten Tübbing angesetzt und nach bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial außen verschwenkt werden, wobei zumindest der nach innen gerichteter Druck auf jeden neu er- zweite Tübbing über seine endgültige Stellung hinrichteten Auskleidungsring aufgebracht wird, ^e- ausgeschwenkt wird, und dann durch Einwärtsvor dieser mit dem zuvor errichteten Ausklei- 50 schwenken des bzw. der über die endgültige Stellung dungsring verbunden wird, um an den Stoßstellen hinausgeschwenkten Tübbings der Auskleidungsring zwischen den Tübbings einen Druck in Umfangs- geschlossen wird, worauf der neu errichtete Auskleirichtung hervorzurufen, dungsring innerhalb des Schildes mittig ausgerichtei

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 wird, um danach an den zuvor errichteten Auskleibis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tübbings 55 dungsring angedrückt und mit diesem verbunden zi jedes Auskleidungsringes nach ihrer Montage werden.

durch ein an der Ringaußenseite in Umfangsrich- Durch die Verwendung von nur drei Tübbings prc

tung verlaufendes Band (30) zusammengespannt Auskleidungsring wird die Montagedauer erheb'ict werden. verkürzt. Der erforderliche Bedarf an Arbeitsraun

6. Vortriebsschild zum Durchführen des Ver- 60 wird dadurch befriedigt, daß der erste Tübbing wäh fahrens nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge- rend der Montage des Auskleidungsr'nges nicht mi kennzeichnet, daß an der Schildinnenseite im Be- der bereits errichteten Auskleidung fluchtet, sonden reich der Montagestelle für den jeweils zu errich- an die Schildinnenseite angelegt wird und erst de tenden Auskleidungsring ein in Umfangsrichtung fertig zusammengesetzte Auskleidungsring in eia des Schildes verlaufender, ringförmiger Druck- 65 mittige Lage zu der bereits errichteten Auskleidun; schlauch (2Λ) angeordnet ist, der bei Füllung mit gebracht wird.

einem Druckmittel den errichteten Auskleidungs- Vorzugsweise wird der erste Tübbing jedes Aus

ring mittig zum Schild (20) ausrichtet und auf ihn kleidungsringes auf den Schildbogen aufgelegt. Wei