DE2033142C3

DE2033142C3 - Verfahren zum Auskleiden eines Tunnels und Vortriebsschild zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE2033142C3
Application number: DE2033142A
Authority: DE
Inventors: John Baron Alresford Hampshire Garnett; Donald Frank Wentworth Surrey Rees; Michael Alexander Knaresborough Yorkshire Richardson
Original assignee: WILLIAM F REES Ltd OLD WOKING SURREY (GROSSBRITANNIEN)
Current assignee: WILLIAM F REES Ltd OLD WOKING SURREY (GROSSBRITANNIEN)
Priority date: 1969-09-04
Filing date: 1970-07-03
Publication date: 1979-02-08
Also published as: BE752246A; JPS4835788B1; NL168294C; FR2054149A5; GB1288393A; JPS5337655B1; IE34332L; AT313961B; NL168294B; ZA703885B; DE2033142B2; CH530517A; IE34332B1; SE368248B; DE2033142A1; US3640076A; CA922909A; NL7009894A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 als auch einen Vortriebsschild zum Durchführen des Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren der genannten Art bestehen die Auskleidungsringe aus drei Tübbings bzw. Blechplatten (DE-AS 19 93 802), welche innerhalb des Vortriebsschildes zusammengesetzt und nach dem Heraustreten aus dem Schildschwanz auf einen größeren Durchmesser ausgeweitet werden. Bei derartigen Verfahren sind die Blechplatten im allgemeinen durch eine Hilfskonstruktion gehalten, derart, daß sich ihre Enden innerhalb des Vortriebsschildes im Firstbereich überlappen. Werden die Auskleidungsringe aus dem Schildschwanz herausgedrückt und nachfolgend auf einen größeren Durchmesser aufgeweitet, dann ist es mit Hilfe zusätzlicher, außerhalb des Schildschwsinzes befindlicher Werkzeuge, Gerüste od. dgl. erforderlich, den Auskleidungsring jeweils an die bereits errichtete Auskleidung anzupassen. Im allgemeinen bedeutet dies, daß der Auskleidungsring angehoben werden muß, um die achsmittige Ausrichtung auf die bereits gefertigte ι Auskleidung vorzunehmen.

Bei der Fertigung von Tunnels, deren Auskleidungsringe beispielsweise einen Innendurchmesser von 900 mm bei einem inneren Schilddurchmesser von etwa 1060 mm besitzen, ist es nicht mehr möglich, das

tu Zusammensetzen der Tübbings mit Hilfe von Hilfsgerüsten oder mit Hilfe besonderer Werkzeuge vorzunehmen. Auch ist bei derartigen, schnell zu errichtenden Tunnels erforderlich, die Verbindung der Auskleidungsringe mit der bereits fertigen Auskleidung ohne großen

ι¹» Aufwand und in möglichst kurzer Zeit vornehmen zu können.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß der Montageaufwand pro Auskleidungsring und somit für die gesamte Auskleidung möglichst gering gehalten werden kann. ■

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1

2^r> gekennzeichnet

Der Aufbau eines zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vortriebsschildes kennzeichnet sich durch die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentenspruchs 3.

Durch das Verfahren zum Auskleiden eines Tunnels ist es möglich, ohne besondere Hilfswerkzeuge od. dgl. Gerüst etc. auszukommen. Die einzelnen Tübbings werden im Inneren des Vortriebsschildes zusammengesetzt, wobei vorzugsweise der erste Tübbing jedes > Auskleidungsringes auf den Schildboden aufgelegt wird. Die beiden weiteren Tübbings werden an den beiden Enden des ersten Tübbings angesetzt und nach außen verschwenkt, derart, daß mindestens einer der Tübbings über seine endgültige Stellung ausgeschwenkt wird, um durch Einwärtsschwenken des bzw. der über die endgültige Stellung hinausgeschwenkten Tübbings den Auskleidungsring zu schließen.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist darin zu sehen, daß nicht nur das Zusammensetzen der

'^r· Auskleidungsringe im Inneren des Vortriebsschildes bzw. des Schildschwanzes geschieht, sondern daß auch die mittige Ausrichtung bzw. Anpassung an die bereits gefertigte Auskleidung im Inneren des Vortriebsschildes vorgenommen wird. Zu diesem Zweck ist am Innenum-

■>·> fang des Vortriebsschildes ein ortsfest gehaltener, durch Druckmittel aufblasbarer Druckschlauch vorgesehen, welcher die einzelnen Tübbings nach Montage derselben umgibt Durch Einleiten von Druckmittel wird der Druckschlauch expandiert, derart, daß er vom Boden

v. des Vortriebsschildes angehoben und mittig auf die außerhalb des Schildschwanzes befindliche Auskleidung ausgerichtet wird. Nunmehr kann der gefertigte Auskleidungsring durch an sich bekannte Mittel, so beispielsweise durch Betätigung von Vortriebspressen

)0 des Vortriebsschildes aus dem Schildschwanz herausgedrückt und an die bereits gefertigte Auskleidung angedrückt und mit dieser verbunden werden.

Das Verfahren ist auf sehr einfache Weise innerhalb kürzester Zeit durchführbar, ohne daß die Arbeiten der

" Montage und des Ausrichtens des Auskleidungsringes durch äußere Einflüsse, d. h. durch Gestein od. dgl. beeinträchtigt sind. Innerhalb des Schildschwanzes kann ein einzelner Arbeiter die Arbeiten der Montage und

der Verbindung mit der Auskleidung vornehmen, ohne daß hierzu besondere Hilfsgeräte oder Werkzeuge erforderlich sind.

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

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch den vorderen Abschnitt eines Tunnels,

Fig. 2 halbe Querschnitte nach den Linien A-A und B-BiiiF ig. 1,

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

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

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

Gemäß Fig. 1 der Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe eines aus Stahl bestehenden Vortriebsschildes 20 durchgeführt, der mit mecha- :o nisch oder hydraulisch arbeitenden Vortriebspressen 21, mit einem Druckring 22 und mit einem Druckschlauch 23 ausgestattet ist

Tübbings, drei pro Auskleidungsring, werden innerhalb des bereits fertigen Tunnels zur rückwärtigen Seite, d.h. in den Schwanz 24 des Schildes 20 (Fig.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 x> Bolzen 25, der für eine zeitlich begrenzte Haltering vorgesehen ist, durch eine vorgeformte Bohrung des Tübbings und eine entsprechende Bohrung des Schilds 20 eingeführt wird. Danach wird der zweite Tübbing ü nach vorne bewegt und mit seiner Kante an den r> Tübbing 1 angesetzt. Die andere Kante des Tübbings ü wird nach oben gehoben, wodurch der Tübbing so lange verschwenkt wird, bis er die Innenseite des Schildschwanzes berfthrt, (Fig.4). Ein Haltebolzen (nicht dargestellt), hält den Tübbing ü zeitlich begrenzt in dieser Position. Daraufhin wird der dritte Tübbing in in entsprechender Weise an die noch freie Kante des Tübbings / angesetzt und so weit angehoben, daß die obere Kante des Tübbings Ui mit der nunmehr abgesenkten oberen Kante des Tübbings ü in Eingriff -n gelangt (F ig. 5).

Dies kann innerhalb des Schilds mit drei einander gleichen Tübbings durchgeführt werden, weil der Schildinnendurdvmesser ausreichend größer ist als der Außendurchmesser des Auskleidungsrings. Bei einem vi Auskleidungsring mit einem Innendurchmesser 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 Innendurch- v, messer 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 Tübbing 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 Druckschiauch 23 eingeführt Der Druckschlauch besteht aus einem flexiblen, undurchlässigen Material und ist in dem Ringraum zwischen der Außenseite des Auskleidungsrings und der Innenseite des Schildschwanzes vorgesehen. Der Druckschlauch bewirkt einen Druck in Umfengsrichtung an den StoCstellen zwischen den Tübbings und hebt zugleich den gesamten Auskleidungsring auf die Mittellinie des Schilds an. Ein Druckschlauch 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 Anlagefläche am Umfang des Auskleidungsrings etwa 1120 cm² beträgt Auf diese Weise ist es möglich, den Auskleidungsring zu verspannen. Nunmehr kann der aus Stahl bestehende Bolzen 25 aus dem auf dem Rücken liegenden Tübbing i 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 des Gebirges verschoben; die Erd- bzw. Gesteinsschicht wird an der Vorderseite des Schilds abgetragen und über den bereits gefertigen 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 Material 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 zwischen den Auskleidungsring und das umgebende Gebirge, also die umgebenden Erd- oder Gesteinsmassen 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 Auskleidungsrings angelegt und in passender Weise zusammengezogen. So kann beispielsweise ein dünnes, aus Stahl bestehendes Band 30 (F i g. 1, 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 gebogen. 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 eine Nut vorgesehen sein, welche zur Aufnahme des Stahlbandes dient und weiche genügend tief ausgeführt ist, um das Band flächeneten mit der Außenseite des AusM»idungsrings zu halten. Auf diese Weist kann das gesamte Bauteil leicht durch den Ring 27 des Schilds geführt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprache:

1. Verfahren zum Auskleiden eines Tunnels unter Verwendung eines Vortriebsschildes, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Auskleidung, welche aus aneinandergereihten Auskleidungsringen besteht, von denen jeder innerhalb des Vortriebsschildes aus drei sich jeweils Ober einen Bogen von 120° erstreckenden Tübbings errichtet wird, indem zunächst ein erster Tübbing an die Innenseite des Schildes angelegt wird und anschließend die beiden anderen Tübbings nacheinander an den ersten Tübbing angesetzt und nach außen verschwenkt werden, wobei zumindest der zweite Tabbing Ober seine endgültige Stellung hinausggeschwenkt wird, und dann durch Einwärtsschwenkeit des bzw. der über die endgültige Stellung hinausgeschwenkten Tübbings der Auskleidungsring geschlossen wird, und nachfolgend der Auskleidungsring an den zuvor erreichteten Auskleidungsring angedrückt und mit ihm verbunden wird, wobei der Vortriebsschild vorwärtsbewegt und Füllmaterial in den bestehenden Ringraum zwischen Auskleidung und dem umgebenden Gebirge eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Tübbings innerhalb eines am Innenumfang des Vortriebzschildes angeordneten Druckschlauches in Form des Auskleidungsringes zusammengesetzt werden, daß der Druckschlauch nachfolgend unter Druck gesetzt wird, um den zusammengesetzten Auskleidungsring bezüglich der Schildachse mittig anzuheben und daß der durch den Druckschlauch getragene, ausgerichtete Auskleidungsring aus dem Vortriebsschild heraus an die außerhalb des Auskleidungsringes befindliche Auskleidung angedrückt und mit dieser verbunden wird

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tübbings jeder. Auskleidungsringes nach ihrer Montage durch ein an der Ringaußenseite verlaufendes Band zusammengespannt werden.

3. Vortriebsschild zum Durchführen des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang des Vortriebsschildes im Bereich des Schildschwanzes ein durch Druckmittel expandierbarer, ringförmiger Druckschlauch (23) angeordnet ist