DE2216423A1 - Verfahren und Einrichtung zum Her stellen einer Abstutzung des Erdreiches beim Bau von Stollen, Tunneln, Schachten und dergleichen - Google Patents

Description

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.8 München 22, Stoinadorfetr. It

540-18.577P 5. 4. 1972

Pierre Patin, Boulogne-sur-Seine (Frankreich)

Verfahren und Einrichtung zum Herstellen einer
Abstützung des Erdreiches beim Bau von Stollen,
Tunneln, Schächten und dergleichen

Beim Bau von Tunneln und unterirdischen Kanälen großen Querschnittes in nicht-felsigem Erdreich geschieht das Ausbohren des Erdreiches im allgemeinen auf verhältnismäßig
kurzen Längen, und unmittelbar danach erfolgt die Abstützung, damit jeder Einsturzgefahr vorgebeugt wird. In genügend festem Erdreich kann die Abstützung durch Holzverkleidung oder durch Einbringen von Stützbalken, von Bogengerüsten oder von metallischen Stempeln geschehen, wie bei Bergwerksstollen üblich. Aber wenn das Erdreich brüchig ist wie z. B. in Schwemmland, dann gibt man ihm vor dem Bohren die gewünschte Festigkeit durch Einspritzen von chemischer Flüssigkeit, meistens Wasserglas oder Kunstharz. Aber dabei besteht nicht nur die stets mögliche. Gefahr, daß das Erdreich

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während des Einspritzens oder vor dem Erstarren der Flüssigkeit einstürzt, sondern es sind auch die Kosten des Ausbohrens sehr viel höher.

Diese Nachteile soll die Erfindung beheben. Sie betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Abstützung des Erdreiches beim Bau von Stollen, Tunneln, Schächten und dergleichen und besteht darin, daß folgende Vorgänge aufeinanderfolgen? vorläufiges Abstützen des Erdreiches mittels mindestens eines mit Druckgas oder Druckflüssigkeit gefüllten Ringraums, darauf Einspritzen von Beton von der Vorderseite des bzw. jedes Ringraumes her auf eine bestimmte Länge, danach Erhärten des Betons in Form eines Rohres und schließlich die Innenauskleidung dieses Rohres auf eine Länge, die wesentlich gleich derjenigen Länge ist, auf welcher der Beton eingespritzt worden ist. Dieses Verfahren ist sowohl bei schrittweisem als auch bei stetigem Vorschub geeignet.

Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Diese Einrichtung besteht darin, daß sie ein Rohr, dessen Außendurchmesser wesentlich gleich dem Innendurchmesser des erhärteten Abstütz-Betons ist und mit dem Vortriebsschild des Bohrwerkzeuges verbunden ist, ferner eine aufblasbare Tasche, die an der Außenwand dieses Rohres nahe ihrem Vorderrand und in einer Zone nahe ihrem Hinterrand befestigt ist, ferner eine oder mehrere Rohrleitungen zum Einspritzen von Beton oberhalb der Außenwand dieser Tasche und schließlich eine Rohrleitung für die Zufuhr von Druckflüssigkeit in das Innere dieser Tasche enthält. Das Druckmittel kann Druckluft oder Druckwasser sein.

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Das Rohr kann gleichmäßige Dicke oder eine äußere vor* dere Schulter von geringer Länge, ferner eine aufblasbare
Wand, die an dieser Schulter und am Hinterrand dieses Roh*· res befestigt ist, und eine Einrichtung für Zufuhr von Druckflüssigkeit in diese aufblasbare Wand aufweisen.

Durch die nun folgende Beschreibung von - keineswegs
allein möglichen - Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen sei die Art und Weis©» wie die Erfindung ausgeführt wird, erläutert. Die Zeichnungen zeigen jeweils in senkrechtem, schema ti schein Teilschnitt mehrere erfindungsgemäße Einrichtungen für das Herstellen einer Abstützung am Ende des Vorschubes des Bohrschildes, Und zwar .

Fig. 1 eine erste Ausführungsform vor dem Einspritzen des Betons;

Pig. 2 dieselbe nach dem Einspritzen des Betons;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform im gleichen Stande des Arbeitsfortschrittes wie Fig. 1;

Fig. k diese zweite Ausführungsform nach dem Einsprit*· ζen des Betons;

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform nach dem Einspritzen des Betons, und

Fig. 6 eine vierte Ausführungsform.

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Bei den in Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen, dem Falle schrittweisen Vorschubes, sind die Einrichtungen in derjenigen Stellung gezeigt, die sie am Ende des Schildvortriebes innehaben.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, enthält die Einrichtung zum Herstellen der Abstützung ein Rohr 1 von wesentlich gleichbleibender Dicke, dessen Außendurchmesser wesentlich gleich dem Innendurchmesser des erhärteten Betons 2 der Abstützung des Erdreiches 3 ist. Über den größeren Teil dieses Rohres ist eine aufblasbare Tasche h angebracht; diese ist am Rohr 1 an dessen Vorderrand und an einer Zone 6, die dem Hinterrand 7 benachbart ist, befestigt. Eine durch das Rohr 1 hindurchgeführte Rohrleitung 8 ermöglicht, den Innenraum der Tasche k mit einer Druckluftquelle zu verbinden. Eine Leitung 9» die oberhalb der Außenwand der Tasche k ausmündet, dient zum Einspritzen frischen Betons. Das Ganze ist am Schild -10 befestigt.

Die beschriebene Einrichtung wird folgendermaßen benutzt?

Am Ende des Vorschubs des Schildes 10 ist zwischen dem Hinterrand 7 des Rohres 1 und dem zuletzt eingebrachten Auskleidungsring 11 ein Zwischenraum e entstanden, der gleichlang wie der Ring 11 ist. Während dieses Vorschubes ist die Tasche h unter Druck gehalten, so daß sie sich sowohl der Form des Erdreiches 3 als auch der Form des schon erstarrten Betons 2 anschmiegt. Dann wird durch die Leitung 9 frischer Beton eingespritzt; diese kann sich nur vor der Tasche k_f die an.einem starren Ring 12 befestigt ist, ablagern und fließt daher zwischen dem Erdreich 3 und der Ta-

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eingegangen am. * '

sehe k zur Stelle 13· Das Einspritzen wird beendet, wenn die Länge des bei 13 eingespritzten Ringes frischen Betons wesentlich gleich e ist. Der erhärtende Beton haftet an der· Anschlußfläche 14 des schon erhärteten Betons 2.Während der Beton eingespritzt wird und erhärtet, wird auf die Innenfläche der Abstützung 2 eine Dichtungsschicht 15, z. B. aus Teer oder Kunstharz, aufgebracht. Danach wird ein weiterer Auskleidungsring 16 (Fig. 2) eingebracht; dabei benutzt man, um seine Segmente an den Auskleidungsring 11 anzupressen, in bekannter Weise die Schildpr.essen 17; an diese sind diese Segmente gekoppelt.

Das hier beschriebene Verfahren zum Herstellen einer Abstützung verbürgt dank der Einrichtung, mit der es durchgeführt wird, eine ständige Stützung des Erdreiches ohne Einsturzgefahr und, ohne daß in Schwemmland irgendeine -vorherige und kostspielige Einspritzung ins Erdreich, die dieses Erdreich festhalten sollte, nötig wäre. Jedoch kann man Einspritzungen in sehr geringer Dicke rings um den Schneidzylinder des Bohrschildes anwenden, um das Einbringen der ringförmigen Betonschicht ohne Zerfall des Erdreiches zu erleichtern. ·

Die in Fig. 3 und Fig. k gezeigte Einrichtung unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1,und 2 nur durch ihr Innenrohr la. Dieses enthält eine äußere vordere Schulter 18 von geringer Länge; auf der restlichen Länge dieses Rohres ist eine zweite aufblasbare Wand Hai befestigt. Eine Rohrleitung 20 verbindet die so gebildete Kammer 21 mit einer Druckluftquelle. Diese Ausführungsforin kann man verwenden, um jede Gefahr auszuschließen, daß der vor dem Vor-" schieben des Schildes neu eingespritzte Beton an dem Rohr "

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und der aufblasbaren Wand 4a haften bleibt. Diejenigen Bauteile der in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Einrichtung, die denen der Fig. 1 und Fig. 2 gleichen, haben gleiche Bezugszeichen, jedoch mit dem Zusatz a.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform läßt sich bei stetigem Vorschub des Vortriebsschildes anwenden. Sie unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 und 2 nur durch das Innenrohr 1b. Dieses enthält im hinteren Teil einen Rohrschuß 22 von größerer Länge als der Länge e der Auskleidungsringe; dieser ist als Außenschulter ausgebildet, um die Dicke der aufblasbaren Wand 4b auszugleichen. Die übrigen Bauteile der Einrichtung haben die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen'der Fig. 1 und 2, jedoch mit dem Zusatz b.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 5 wird der Bohrvorschub so eingestellt, daß er die Länge e zurückgelegt in derjenigen Zeit, die das Erhärten von Beton auf einer Länge e erfordert. Bei der in dieser Fig. 5 gezeigten Stellung entspricht die Zone A dem η-ten eingebauten Ring, die Zone B dem Beginn des Einbaues des (n+i)-ten Ringes. In dem erhärteten Beton entspricht die Zone C dem Beton, der sich im Stadium des Erhärtens befindet, und die Zone D dem frischen Beton; alle diese Zonen haben die Länge e. Auch dort ist wie im Falle der Fig. 1-4 die Stützung des Erdreiches aufrechterhalten unter der Wirkung des vom Rohrschuß gehaltenen frischen und erhärtenden Betons und unter der Wirkung der druckluftgefüllten ringförmigen Kammer 23.

Um den Einbau, Ausbau und Wechsel der weichen Wände zu erleichtern, wird man die aufblasbare Wand vorzugsweise so

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ausführen, wie in Fig. 6 gezeichnet, worin diejenigen Bauteile, die denjenigen der. vorhergehenden Figuren entsprechen, mit Bezugszeichen mit Index c versehen sind. Die zur Pressung des Erdreiches dienende Kammer 23c ist außen durch die aufblasbare Wand 4c und innen durch eine Gummiwand 25 begrenzt, die auf dem Innenrohr 1c mittels aufblasbarer Schläuche 26 aufliegt. Diese Schläuche.26 und die Gummiwand 25 ersetzen die JSSÜSJSU'i^^i^^i 4, ' und die Gummiwand 25 verbürgt die innere Dichtung der Druckkammer 23c. An der Seite des Ringes 12c ist zwischen der aufblasbaren Wand 4c und der Gummiwand 25 eine Kammer 27 angeordnet, die durch eine weiche Wand 24 begrenzt ist. Die beiden Ränder 28 und 29 der Wand 24 und die aufblasbare Wand 4c und die Gummiwand 25 sind auf dem Ring 12c befestigt durch stählerne Segmente, die das Rohr Ic bilden.

Bei Montage ist die Kammer 27 abgeflacht; dadurch wird das Einbringen der aufblasbaren Wand 4c erleichtert. Diese Kammer 27 füllt man dann mit Flüssigkeit;, im allgemeinen Wasser, um die aufblasbare Wand endgültig gegen den Ring 12c anzupressen, der zu diesem Zweck wie ein Kegelstumpf geformt ist, welcher sich nach hinten erweitert, wie in der Zeichnung dargestellt. Die aufblasbaren Schläuche 26: werden entweder mit Druckluft oder besser noch mit Wasser gefüllt.

Dieses Verfahren und diese Einrichtung ^Nzum Herstellen einer Abstützung lassen sich beim Bau von Stollen, Tunneln, Schächten und dergleichen verwenden. ·

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ί 1.!verfahren zum Herstellen der Abstützung des Erdreiches beim Bau von Stollen, Tunneln, Schächten und dergleichen, gekennzeichne t durch die Aufeinanderfolge folgender Vorgänge: vorläufiges Abstützen des Erdreiches mittels mindestens eines mit Druckgas oder Druckflüssigkeit gefüllten Ringraums, darauf Einspritzen von Beton von der Vorderseite des bzw. jedes Ringraumes her auf eine bestimmte Länge, danach Erhärten des Betons in Form eines Rohres und schließlich die Innenauskleidung dieses Rohres auf eine Länge, die wesentlich gleich derjenigen Länge ist, auf welcher der Beton eingespritzt worden ist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sowohl für schrittweisen wie für stetigen Vortrieb geeignet ist.

   - 3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Länge, auf der der Beton eingeführt wird, gleich der Länge eines Ringes der Auskleidung der Abstützung ist.

   k. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß bei stetigem Vortrieb der Vorschub des Bohrwerkzeuges so eingestellt ist, daß er die Länge des Auskleidungsringes in der Zeit erreicht, in der der auf diese Länge eingespritzte Beton erhärtet.

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   5» Einrichtung zum Herstellen der Abstützung des Erdreiches beim Bau von Stollen, Tunneln, Schächten und dergleichen für das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 .·■-" 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Rohr (i), dessen Außendurchmesser wesentlich gleich dem innendurchmesser des erhärteten Abstütz-Betons (2) ist und mit dem Vortriebsschild (10) des Bohrwerkzeuges verbunden ist, ferner eine aufblasbare Tasche (4), die an der Außenwand dieses Rohres (1) nahe ihrem Vorderrand (5) und in einer Zone (6) nahe ihrem Hinterrand (?) befestigt ist, ferner eine oder mehrere Rohrleitungen (9) zum Einspritzen von Beton oberhalb der Außenwand dieser Tasche (4) und schließlich eine Rohrleitung (8) für die Zufuhr von Druckflüssigkeit in das Innere dieser Tasche (4) enthält (Fig. 1 und 2).

   6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (la) gleichmäßige Dicke oder eine äußer© vordere Schulter (18) von geringer Länge, ferner eine aufblasbare Wand (4a), die an dieser Schulter (-I8) und am Hinterrand dieses Rohres (la) befestigt ist, und eine Einrichtung für Zufuhr (8a) von Druckflüssigkeit in diese aufblasbare Vand (4a) aufweist (Fig. 3 und 4).

   7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufblasbare Tasche außen durch eine aufblasbare Wand (4c) und innen durch eine Wand (25) aus Gummi oder ähnlichem Stoff, welcher an dem Rohr (ic) mittels aufblasbarer Schlauchringe (26) anliegt, und durch eine Kammer (27) begrenzt ist, die durch eine weiche Wand (24) begrenzt ist, welche vorn zwischen der aufblasbaren Wand (4c) und der Gummiwand (25) angeordnet ist, wobei die Vorderränder.(28, 29) der aufblas-

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   baren Wand (4c), der Kammer (27) und der. Gummiwand (25) auf dem Verbindungsring zum Vortriebsschild (1O) durch die Segmente des Rohres (ic) befestigt sind (Fig. 6).

   8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (27) mit inkompressibler Flüssigkeit, z. B. Wasser gefüllt ist, (Fig. 6).

   9. Einrichtung, nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (i2c) die Form eines Kegelstumpfes hat, der sich nach hinten erweitert (Fig. 6),

   10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 -9» dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohres (1, 1a, 1b, 1c) wesentlich gleich der doppelten Länge eines Ringes der Abstützungs-Auskleidung (11, 11a, 11b, 11c) ist.

   11» Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bohren mit stetigem Vorschub das Rohr (Tb) am hinteren Ende der aufblasbaren Tasche mit einem Rohrschuß (22) oder einer Außenschulter von einer Länge versehen ist, die etwas größer als die Länge eines Auskleidungsringes ist.

   12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 11» dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel Druckluft oder Druckwasser ist.

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