DE2159486B2 - Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von unterirdischen Bauwerken im hydraulischen Preßvortrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen für die Herstellung von Tunneln, Stollen und sonstigen unterirdischen Bauwerken im hydraulischen Preßvortrieb.

Der hydraulische Preßvortrieb ist bekannt als ein häufig angewendetes und bewährtes Verfahren zur Herstellung von Rohrleitungen aus Stahl und Beton. Vorgepreßt werden fast ausschließlich kreisrunde Querschnitte. Vereinzelt wurden auch schon Rechteckquerschnitte für Fußweg- und Straßenunterführungen und auch Fundamente, Widerlager und dergleichen vorgepreßt Das Verfahren ist in der bekannten Weise jedoch nur begrenzt anwendbar. Bei der Unterfahrung von Bahnkörpern, Straßen und Gebäuden ist das Risiko von Setzungen infolge von Bodenverlusten an der Ortsbrust und von Zerrungen bzw. Pressungen in den zu unterfahrenden Bauwerken und Verkehrswegen um so größer, je geringer die Bodendeckung über dem Vorpreßkörper und je breiter dieser selbst ist.

Im Tunnelbau ist auch der Messervortrieb schon in Kombination mit dem Schildvortrieb bekannt Die Probleme beim Schildvortrieb sind jedoch von ganz anderer Art als beim Preßvortrieb, da sich nur der Schild gegenüber dem Erdreich bewegt; das eigentliche Bauwerk bleibt in seiner Lage und bewegt sich nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile beim Preßvortrieb auszuschalten und damit dem hydraulischen Preßvortrieb weitere wichtige Anwendungsgebiete, vor allem in der Durchführung von Fußwegen, Straßen und Bahnen auf kurze Strecken unter Verkehrswegen und Gebäuden zu verschaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der vorzupressende Baukörper beliebiger Querschnittsform ganz oder teilweise durch schmale, in Längsrichtung verlaufende aneinandergrenzende Stahlblechelemente ummantelt bzw. abgedeckt wird, die sich auf die ganze Länge des Bauwerks erstrecken und mit besonderen Pressen einzeln nacheinander vorgetrieben werden, daß im Schütze derselben der Boden abgebaut wird und sodann, wenn alle Elemente vorgetrieben sind, das Bauwerk im Schütze des umgebenden Mantels in dem gleichen Maße vorgeschoben wird.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind folgende:

Da die Elemente schmal sind und nacheinander vorgetrieben werden, treten an ihrer Schneide und Außenfläche nur relativ geringe Kräfte auf, so daß schädliche Zerrungen und Pressungen in dem überlagernden Boden, Verkehrsweg oder Bauwerk so gut wie ausgeschlossen sind. Die Gefahr des Mitwanderns des überlagerten Bodens infolge verbleibender, elastischer Dehnung der Elemente kann durch geringfügiges Zurückdrücken der einzelnen Elemente beseitigt werden. Außerdem ergibt sich eine wesentliche Verminderung der erforderlichen Pressenkräfte in der Vorpreßgrube und dadurch eine geringere dort zu installierende Pressenkraft und ein leichteres Pressenwiderlager. Schließlich sei noch hervorgehoben, daß das Erdreich beim Vorschieben des Vorpreßkörpers vollkommen in Ruhe bleibt, was bei geringer Bodenüberdeckung von großer Wichtigkeit ist. Nur mit dem erfindungsgemäßen

Verfahren ist die Anwendung des Preßvortriebs bei geringer Überdeckung möglich.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird r.ur die Oberseite des Vorpreßkörpers durch Stahlblechelemente abgedeckt

Wie weit die Abdeckung den Vorpreßkörper umgreift, wird jeweils von den Bodenverhältnissen abhängen. In vielen Fällen wird es ausreichend sein, wenn nur an der Oberseite eine Abdeckung eingebaut wird. Erfordern es die örtlichen Verhältnisse, so können nach einem weiteren Merkmal auch die Seitenflächen des Vorpreßkörpers durch Stahlblechelemente ganz oder teilweise abgedeckt werden, die in gleicher Weise wie an der Oberseite einzeln gegenüber dem Erdreich vorgetrieben werden können. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die Seitenteile in Form eines Schneidkopfes starr auszubilden und fest am Vorpreßkörper zu verankern.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Stahlblechelemente jeweils vor dem Verschieben des Bauwerks in der Pressengrube gegen das Erdreich verankert. Dadurch kann die Gefahr des Mitwanderns des überlagernden Bodens mit Sicherheit ausgeschaltet werden.

Die bereits angeführte Verminderung der Pressenkräfte kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung noch verstärkt werden, wenn in an und für sich bekannter Weise die Fuge zwischen den Abdeckelementen und dem Bauwerk mit einem Schmiermittel versehen wird.

Ist das Bauwerk, das im Preßvortrieb eingebaut wird, sehr lang, so werden auch die Stahlblechelemente, die· das ganze Bauwerk abdecken sollen, sehr lang. In gleicher Weise wie der Baukörper aus einzelnen Teilen zusammengesetzt werden kann, die aneinandergereiht werden, so wird auch nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, die Bleche zunächst in Teillänge einzubauen und entsprechend dem Baufortschritt beim Vorpressen an ihrem hinteren Ende, also in der Vorpreßbaugrube, zu verlängern.

Am vorderen Ende dringen die Stahlblechelemente, wenn sie vorgetrieben werden, in das gewachsene bzw. vorhandene Erdreich ein. Zur Aufnahme der hier auftretenden Beanspruchung werden die Elemente nach einem weiteren Merkmal als sog. Messer besonders ausgebildet und mit einer Vortriebspresse versehen bzw. so ausgebildet, daß an jedem Messer eine Presse zum Vorschieben angesetzt werden kann. Um die freie Länge der Elemente, die über dem vorzupressenden Baukörper herausragt, zu begrenzen, werden die Messer durch einen oder mehrere aussteifende Querrahmen unterstütz, die in geringem Abstand von der Vorderseite des Baukörpers angeordnet sind.

Schließlich können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zur Stützung der Ortsbrust Zwischenbühnen angeordnet sein, die jeweils aus einer Messerlage bestehen, wobei die Messer einzeln in das Erdreich vorpreßbar sind.

Nach einem weiteren Merkmal können als Stahlblechelemente zur Durchführung des Verfahrens sowohl handelsübliche Profileisen wie z. B. flache Kanaldielen verwendet werden als auch beispielsweise ebene Bleche, die an den Rändern durch Vierkanteisen verstärkt im vorderen Bereich durch in Längsrichtung verlaufende, z. B. U-förmige Verstärkungen ausgesteift und mit einem Querschott versehen sind, um in geeigneter Weise eine Presse ansetzen zu können.

Anhand der Zeichnungen werden das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtungen zur Ausführung desselben an einem Beispiel erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Unterfahrung einer Häuserzeile im Grundriß,

Fig.2 den vorzupressenden Baukörper im Querschnitt gemäß Schnitt I-I der F i g. 1,

Fig.3 einen Teillängsschnitt gemäß Schnitt H-II der F i g. 1, wobei hier nur der vordere Teil des Baukörpers dargestellt ist,
F i g. 4 das Detail A aus F i g. 3,

F i g. 5 einen Detailschnitt gemäß der Linie III-III und IV-IVin Fig.4und

Fig.6 einen Detailschnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 3.

In F i g. 1 ist als Beispiel eine Häuserzeile 1 dargestellt, unter welcher im Durchpreßverfahren das Bauwerk 2 eingebaut wird. Das Bauwerk hat eine Gesamtlänge L Außerhalb der zu unterfahrenden Gebäude befindet sich die offene Baugrube 3 mit seitlichen Böschungen 4 und einer Spundwand 5 als hinteren senkrechten Abschluß.

Im vorliegenden Beispiel wird das Bauwerk zunächst in Teillänge, und zwar auf eine Länge von L/3 hergestellt. Dieser Bauabschnitt 6 ist gleichzeitig noch gekennzeichnet als Bereich a. Um eine einwandfreie Herstellebene und spätere Gleitbahn zu haben, ist die Ebene unter dem Bauwerkabschnitt 6 besonders hergerichtet, was aber in Hinsicht auf die vorgelegte Erfindung ohne Belang ist. Nach Herstellung des Abschnitts 6 wird dieser mit besonderen Vorrichtungen versehen und sodann durch hydraulische Pressen 7, die sich z. B. in bekannter Weise gegen eine Widerlagerwand 8 stützen, vorgepreßt, bis der Bauwerksabschnitt im Bereich b liegt.

Es ist selbstverständlich im allgemeinen so, daß der Pressenhub wesentlich geringer ist als die Abschnittslänge. Durch geeignete Maßnahmen, z. B. Einsetzen von Zwischenstücken, läßt sich dieser Umstand jedoch relativ einfach ausgleichen.

Wenn der erste Bauwerksabschnitt so weit vorgepreßt worden ist, daß die Baugrube frei ist, kann der Baukörper in der Baugrube um einen weiteren Abschnitt verlängert werden, entweder durch Ansetzen eines vorgefertigten Teiles oder durch Anbetonieren eines Abschnitts in einer in der Baugrube befindlichen Schalung. Anschließend wiederholen sich die beschriebenen Verfahrensschritte, und zwar so lange, bis das Bauwerk in seiner ganzen Länge hergestellt ist.

Die F i g. 2 zeigt einen Baukörper des Bauwerks 2 im Querschnitt, und zwar als rechteckigen Hohlkasten. Im Beispiel ist die Oberseite des Baukörpers durch Stahlblechelemente 9 abgedeckt, die eine Zwischenlage zum überdeckenden Erdreich 10 bilden.

Fig.3 zeigt den vorderen Teil des Baukörpers im Längsschnitt. An der Oberseite sind die Stahlblechelemente 9 sichtbar, die im vorderen Bereich als sog. Messer 11 ausgebildet sind.

Die Messer 11 sind in ihrem über den Baukörper herausragenden Teil durch Querriegel 12 eines aussteifenden Rahmens unterstützt. Weiterhin sind noch Zwischenbühnen 13 aus Blechen oder Messern dargestellt, die vorteilhaft eingebaut werden, wenn der abzubauende Boden dies erfordert. Diese Zwischenbühnen 1- sind nur bei weniger standfestem Boden notwendig. Am Kopf des Baukörpers sind in diesem Fall besondere Querträger 14 vorhanden, die herausnehmbar sind. Sie dienen im Bedarfsfall als Widerlager für hydraulische Pressen zum Vortreiben der Messer der

Zwischenbühnen.

F i g. 4 zeigt das Detail A aus F i g. 3. Die Vorderkante 19 des Baukörpers ist durch ein U-Eisen gepanzert als stützende Kante für die zu ziehenden Stahlbleche und um ohne schädliche Auswirkungen hydraulische Pressen ansetzen zu können. Die Stahlblechelemente 9 decken den Baukörper ab und sind vorne als Messer 11 ausgebildet. Die F i g. 5 zeigt zwei Querschnitte durch die Stahlblechelemente. Zur Verstärkung als Messer sind U-förmige Aussteifungen 20 angebracht, die einen Querschott 21 aufweisen. An diesem Querschott 21 können Pressen 22 angesetzt werden, um die Stahlblechelemente einzeln vordrücken zu können. Um einen dichten Abschluß gegenüber dem Erdreich 10 zu erhalten, sind die Fugen der Stahlblechelemente mit kleinen U-Eisen 23 abgedeckt. F i g. 5 zeigt auch im Querschnitt die unverstärklen Abdeckelemente über dem Vorpreßkörper, wobei die Abdeckelemente 9 aus ebenen Blechen mit aufgesetzten Vierkanteisen 24 am Rand bestehen. Sie bestehen aus ebenen Blechstreifen die am Rand eine aufgesetzte Vierkantleiste tragen.

Fig.6 zeigt für das vorliegende Beispiel noch die Ausbildung an der vorderen Seitenwand des Baukörpers. Wenn — wie hier gezeigt — nur die Oberseite des

ίο Baukörpers mit Gleitblechen abgedeckt ist, so ist es zweckmäßig, die Seitenwände 25 im Bereich der Messer der F i g. 4 als starren Schneidschuh auszubilden. Die Seitenwände 25 sind also fest am Baukörper befestigt Sie werden durch aussteifende Trägerrahmen 26 gestützt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren für die Herstellung von Tunneln, Stollen oder sonstigen unterirdischen Bauwerken im hydraulischen Vorpreßverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzupressende Baukörper beliebiger Querschnittsform ganz oder teilweise durch schmale, in Längsrichtung verlaufende, aneinandergrenzende Stahlblechelemente ummantelt bzw. abgedeckt wird, die sich auf die ganze Länge des Bauwerks erstrecken und mit besonderen Pressen einzeln nacheinander vorgetrieben werden, daß im Schütze derselben der Boden abgebaut wird und sodann, wenn alle Elemente vorgetrieben sind, das Bauwerk im Schütze des umgebenden Mantels um das gleiche Maß vorgeschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Biukörpers durch Stahlblechelemente abgedeckt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite und die Seitenflächen des Baukörpers durch Stahlblechelemente abgedeckt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlblechelemente jeweils vor dem Vorschieben des Bauwerkes in der Pressengrube gegen das Erdreich verankert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fuge zwischen den Abdeckelementen und dem Bauwerk mit einem Schmiermittel versehen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei sehr langen Bauwerken die Bleche zunächst in Teillänge eingebaut und entsprechend dem Baufortschritt beim Vorpressen an ihrem hinteren Ende verlängert werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlblechelemente (9) über das vordere Ende des Bauwerks hinaus vorstehen und in diesem Bereich verstärkt und als Messer (11) ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Messer (11) eine Vortriebspresse (22) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (11) durch Querriegel (12), z. B. eines aussteifenden Rahmens, unterstützt sind.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlblechelemente aus Profileisen, ζ. Β. flachen Kanaldielen, bestehen.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlblechelemente (9) aus ebenen Blechen mit aufgeschweißten Vierkanteisen (24) und aus U-Eisen (22) zur Überdeckung der Fugen bestehen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verstärkungen der Messer (11) ein Querschott (21) zur Aufnahme der Pressenkraft angeordnet ist.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stützung der Ortsbrust

Zwischenbühnen (13) angeordnet sind, die jeweils aus einer Messerlage bestehen, wobei die Messer einzeln in das Erdreich vorpreßbar sind.