DE2240091A1 - Betonierverfahren fuer den tunnelbau und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Betonierverfahren fuer den tunnelbau und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
PATENTANWÄLTE . DlPL-ING. BUSCHHOFF DIPL.-ING. HENNICKE
DlPL-lNG. VOLLBACH
5 KÖLN/RH. KAISER-WILHELM-RING 24
Aklenz.:
Reg.-Nr.
bitte anaeben
KÖLN, den24.7> 1972
VO/pO
Patentanmeldung
der lirmä
Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia
4628 Altlünen
Betonierverfahren für den Tunnelbau und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung "betrifft ein Betonierverfahren für den Tunnelbau
u.dgl., bei dem in den ringförmigen Raum zwischen der Tunnelwandung und einer Shalung Flüssigbeton eingebracht
wird. Ferner betrifft die Erfindung zweckmäßige Einrichtungen zum Herstellen eines Betonausbaues bzw«, einer Betonverkleidung
beim Tunnelvortrieb u.dgl.
Es ist bekannt, beim Vortrieb von Tunneln im Erdreich oder
auch im standfesteren Gebirge den zumeist kreisförmigen Ausbruchsquerschnitt
mittels eines Betonausbaues zu sichern.
**** Qm ^m
309 8U/0257
Dabei wird pumpfähiger Beton hinter eine Schalung gebracht, die mit dem Vortrieb des Tunnela mitgeführt wird. Das Verdichten
des eingebrachten Betons kann durch Stampfen oder Bütteln erfolge* Auch iat ea bekannt, die sich beim Bütteln
des Betons ergebende überflüssige Wassermenge mit Hilfe einer Vakuumpumpe abzusaugen, was allerdings im Tunnelbau
zu aufwendig ist.
Beim Tunnelvortrieb kommt es zumeist darauf an, den Betonausbau
möglichst rasch hinter der Ortebruat einzubringen.
Bei hohen Vortriebsleistungen läßt sich die* aber aufgrund der langen Verfestigungzeiten der Betonierverfahren nicht
immer erreichen. Ea muß daher nicht selten mit Rtiokaicht auf
den einzubringenden Betonauebau mit geringeren Vortriebsgesohwindigkeiten
gearbeitet werden al* an eioh möglioh.
Der Erfindung, liegt vornehmlich die Aufgabe sugrunde, «in
leistungsfähiges und wirtschaftliches Betonlerrerfahren für
den Tunnelvortrieb u.dgl. zu schaffen, welohes die Möglichkeit
bietet, die Betonarbeiten selbst bei groSen Vortriebaleistungen rasch und zügig durchzuführen und mit welchem
sich ein Beton von hoher Qualität und Dichte erreichen läßt. Weiterhin bezweckt die Erfindung zweckmäßige Einrichtungen
zur Herateilung des Betonausbaues im Zuge des Tunnelvortriebs,
Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dafl
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der eingebrachte Beton mittels in Begrenzungswandungen des
mit dem Beton auszufüllenden Raumes eingebauter Filter entwässert und vorzeitig zur Verfestigung gebracht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in vorteilhafter Weise z.B. so durchführen, daß eine^Gleitschalung mit einem
rückseitig offenen Eingraum verwendet wird, die sich mit ihrer äußeren Schalungswand am Erdreich und mit ihrer inneren
Schalungswand an Tübbingringen od.dgl· abstützt, wobei die
Entwässerung über an den Tübbingringen od.dgl; angeordnete
filter erfolgen kann. Die genannte doppelmantelige Schalung kann erfindungsgemäß als Druckring für die Abstützung von
hydraulischen Pressen verwendet werden, mit denen ein Vortriebsschild
bzw. ein Schneidkopf od.dgl. in Vortriebsrichtung vorgepreßt wird.
Erfindungsgemäß besteht auch.die Möglichkeit, die Innenwand
der doppelwandigen Schalung selbst als Filter auszubilden bsw. mit Filtern zu versehen, wobei auch hier die Schalung
das Widerlager für die hydraulischen Pressen des Schneidkopfes od.dgl. bilden kann.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die genannten hydraulischen Pressm zur Verdichtung des in die Schalung
eingebrachten Betons herangezogen. Dies läßt sich in einfacher Weise dadurch bewerkstelligen, daß die Pressen an der
doppelwandigen Schalung abgestützt werden. Weiterhin besteht
- 4 3098U/0257
erfindungsgemäß die Möglichkeit, die Filterflächen nur im vorderen, stoßnahen Bereich der Schalung vorzusehen, so daß
nur hier eine Entwässerung vor allem im Bereich des Pressenwiderlagers bewirkt wird. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform
der Erfindung wird als Widerlager für die hydraulischen Pressen ein Druckring od.dgl. verwendet, der sich
gegen die eingebrachte Innenschalung abstützt und der mit Filterflächen versehen ist.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Einbringen eines BetonauBbaues
im Zuge eines Tunnelvortriebs kennzeichnet eich vor allem dadurch, daß der zur Abstützung der Pressen dee Schneidkopfes
od.dgl. dienende Druckring Teil der Schalung ist bzw·
von dieser gebildet wird. Der Druckring kann dabei erfindungsgemäß
von einer doppelwandigen ringförmigen und rückseitig offenen Schalung gebildet sein. Auch besteht die Möglichkeit,
eine dichte Schalung mittels Tübbingringe od.dgl. herzustellen,
wobei der zwischen den Tunnelwandungen und der Umfangefläche der Tübbingringe gebildete, mit dem Beton zu verftillende
Ringraum etirnseitig von dem das Pressenwiderlager bildenden
Druckring abgeschlossen wird. Letzterer wird iw.eckmäßig
mit Filtermitteln versehen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich au,s den einzelnen
Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.
- 5 — 30991 4 /02 5"7
" 5 " 2240Θ&1
In der Zeichnung zeigen:
Mg» 1 schematise]! im Längsschnitt- durch, einen Tunnel
eine Einrichtung zum Vortrieb des Tunnels sowie
eine Einrichtung zum Herstellen eines Betonausbauesi
Pig. 2 in der Darstellung gemäß Mg, 1 ein geändertes Äusführungsbeispiel
der Erfindung^
Mg» 3 in der Darstellung gemäß den Mg. 1 und 2 ein drittes
Ausführungsb ei spiel der er findungs gemäßen Einrichtung}
Mg. 4 eine Teilansicht des bei der Einrichtung gemäß Mg.
verwendetenr das Pressenwiderlager bildenden Druckringes gemäß der Erfindung.
In der Zeichnung ist mit 10 der ringförmige Schneidkopf oder
Vortriebsschild bezeichnet, der in bekannter Weise mittels hydraulischer Pressen T1 in Vortriebsrichtung V in das Erdreich
vorgetrieben wird. Der Vortriebsschild TO weist an
seiner vorderen Stirnfläche eine ringförmige Messerschneide
auf. Hinter dem Vortriebsschild 10 wird in den Tunnel ein
Betonausbau 13 eingebracht. Dies erfolgt unter Verwendung einer ringförmigen Gleitschalung 14, die am vorderen Ende
mit einem Schalungsring 15 verbunden ist, an dem sich die
Kolbenstangen der hydraulischen Pressen 11 abstützen.
Der Schalungsring 15 bildet somit das Widerlager für die
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Pressen 11 während des Vortriebs des HesserachiIdes tO in
Vortriebsrichtung V. Er ist mit einer kurzen Außenacnalung 16 verbunden, die mit der Gleitschalung 14 einen Doppelmantel
bildet.
Der plastische bzw. pumpfähige Flüssigbeton wird z.B. über
Anschlußleitungen 17 in die Schalung, d.h. in den Hingraum 18 zwischen der Gleitschalung 14 und dem Schalungsring 15, 16
eingebracht. Seibat dann, wenn der eingebrachte Beton noch
nicht erhärtet ist, kann er daa Widerlager für die Pressen 11 bilden, da der eingebrachte Beton aua dem Ringraum 18 der
Schalung kaum entweichen kann. Es ist daher möglich, den Meeserschild 10, abgestützt an der noch nichterhärteten Betonsäule
vorzutreiben, wobei die sich an dem Schalungsring 15 abstützenden Pressen 11 zugleich den Beton im Schalungsraum 18 verdichten. Zugleich kann hierbei noch eine Entwässerung
vorgenommen werden. Zu diesem Zweck ist die gleitschalung
14 zumindest auf Teilen ihrer Oberfläche mit Kilterflachen
19 versehen. Von Bedeutung ist aber vor allem, daß der
Beton mit einem höheren Druck von z.B. etwa 2-5 atü in die
Schalung eingepumpt wird, wobei durch den hydraulischen Druck daa Wasser durch die Filter ausgepreßt wird.
Bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 ist ebenfalle eine
doppelwandige, ringförmige Gleitschalung, hier mit 20 bezeichnet vorgesehen, welche das Widerlager für die hydraulischen
Pressen 11 des Sohneidkopfes bildet. Die doppelwandige Gleitschalung 20 gleitet hier auf TUbbingringen 21 .„ die unter#in-
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ander verbunden sind und deren Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der doppelwandigen Gleitschalung 20 ist.
Die JDübbingsegmente 21 sind hier als Filtertübbinge ausgebildet
und mit FiIterflachen 22 versehen. Mit Hilfe
dieser Filtertübbinge wird eine schnelle Abführung des Wassers aus dem Beton ermöglicht,"wodurch das Abbinden
des Betons beschleunigt wird, . f
Der Beton wird über die Anschlußleitungen 17 in den Ring- .
raum 18 der Schalung 20 eingepumpt, wobei der Ringraum 18
nach hinten, d.h. zu dem bereits betonierten Abschnitt hin offen ist. Beim Einpumpen erfolgt auch hier eine Entwässerung
des Betons durch den Pumpendruck.
In dem Ringraum 18 kann sich innerhalb der !Flüssigkeitssäule
des Betone ein Druck aufbauen^ wenn die hydraulischen Pressen 11 zum Tortrieb des Messerschildes 10 vom Druckmittel
beaufschlagt werden. Der noch nicht ausgehärtete Beton kann hier also über die Schalung das Widerlager für die hydrauliechen
Pressen bilden. Hach dem Vordrucken des Messerschildes
10 kann Flüssigbeton über die Leitungen 17 eingepumpt werden, wodurch die Gleitschalung 20 hydraulisch in Vortriebsrichtung
V vorgeschoben wird.
Mit Hilfe der Filtertübbinge 22 läßt sich entsprechend dem
Vortrieb des Tunnels eine kontinuierlich zunehmende Entwässerung des in die Schalung eingebrachten Betons erreichen.
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 stützen sich
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die hydraulischen Pressen 11 des Measerschildes 10 an einem
Druckring 30 ab, der ays einem formeteifen doppelwandigen
Kastenprofil gebildet ist. Der Druckring weist an seiner dem Betonausbau 13 zugewandten ringförmigen Stirnfläche
Filtermittel 31 auf. Die Schalung besteht hier aus einzelnen Ringen 32, z.B. Tübbingringen, die miteinander verbunden
sind und eine durchgehende, geschlossene Innenschalung bilden· Der Druckring 30 verschließt den hinter der Schalung gebildeten
Ringraum 33 an der vorderen Stirnseite.
Wenn die hydraulischen Pressen 11 nicht beaufschlagt sind, wird Beton in den Ringraum 33 über einen (nicht dargestellten)
Anschluß, der an einem der Ringe 32 angeordnet sein kann, eingepumpt.
Im Bereich des Druckringes bildet sich dabei eine sich schnellverdichtende Betonzone, da der Druckring, wie erwähnt,
mit Filtern 31 versehen ist, über· die der Beton hier örtlich entwässert werden kann. Der Beton in diesem Bereich
härtet vorzeitig aus, so daß sich hier ein Betonring bildet. Das Widerlager für den Druckring 30 bildet die Innenschalung·
Auf diese Weise erhält man einen dichten Schalungsraum 33, der langsam abbindenden Flüssig- bzw. Pumpbeton enthält.
Beim Vortrieb des Schildes 10 stützen sich die Pressen 11 über den Druckring 30 an der Innenschalung ab. Ist der
Schild 10 um ein bestimmtes Maß vorgetrieben, so wird ein neuer Schalungering 32 vorne angebaut, der nun einen freien
Schalungsraum bildet, welcher in der beschriebenen Weise mit Beton verfüllt wird.
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Bei diesem Verfahren sind also die Filter 31 sämtlich an dem Druckring 30 angeordnet, wobei sich innerhalb des
r.
Betonausbaues vorverfestigte Betonringe "bilden, die in
fig. 3 bei a, b, c angedeutet sind. Es besteht die Möglichkeit, diese vorverfestigten Betonringe nachträglich wieder
zu zerstören, bevor die sie umgebende Betonmasse ausgehärtet ist. Die Zerstörung und Zerkleinerung der Betonringe kann
z.B. mittels Rüttler od„dgl. erfolgen, die, wie in Pig. 3 bei 34 angedeutet, an den StoßsteLlen jeweils zweier benachbarter
Schalungsringe 32 angesetzt werden. Wie dargelegt, bilden die Schalungsringe 32 das Widerlager für den Druckring
und die sich hieran abstützenden Pressen 11. Werden die verdichteten Betonzonen nachträglich in der genannten
Weise zerkleinert, so vermischen sich die anfallenden kleinen Betonstücke mit dem noch flüssigen Zustand befindlichen
Beton, so daß nach dem Verfestigen des Betons in der Tunnelauskleidung
keine Nahtstelle zu erkennen ist.
Bei der in Pig. 4 dargestellten Einrichtung stützt sich der Druckring gegen die Innenschalung ab. Das rasche Verfestigen
des Betons durch die Filter des Druckringes soll einzig bewirken, daß der Beton an der Stirnfläche zum Druckring
schnell standfest wird, damit der Druckring wieder schnell vorzuziehen ist für einen neuen Arbeitszyklus* Der verfestigte
Betonring soll den dahinter anstehenden flüssigen Beton am Auslaufen hindern.
- 10 -
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Claims (13)
- Ansprüche1· ) Betonierverfahren für den Tunnelbau u.dgl., bei dem in den ringförmigen Baum zwischen der Tunnelwandung und einer Schalung Flüssigbeton eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebrachte Beton mittels in Begrenzungswandungen des mit dem Beton auezufüllenden Raumes eingebauter filter (19, 22, 31) entwässert und vorzeitig zur Verfestigung gebracht wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleitschalung (14, 15 bzw. 20) mit einem rückseitig offenen Ringraum (18) verwendet wird, wobei die Entwässerung über an der inneren Schalungswand (14) befindliche Filtermittel (19) oder über mit Filtermitteln (22) versehene Tübbingringe (21) erfolgt, von welchen die Schalung geführt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebrachte Beton zur Herstellung eines Widerlagers für einen Messerschild, Schneidkopf (10) nur örtlich über Filtermittel entwässert und vorzeitig verfestigt wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der den Vortriebsschild od. dgl. vordrückenden Pressen (11) der in die Schalung einbrachte Beton verdichtet wird.3098U/0257 - n -
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerung des in die Schalung eingebrachten Betons mittels Filter (31) erfolgt, die an einem in Vortriebsrichtung beweglichen Druckring (30) angeordnet sind.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5·, dadurch gekennzeichnet, daß die vorverfestigten Betonzonen (a, b, c) nachträglich wieder mechanisch zerstört werden.
- 7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit einer in Vortriebsrichtung mitgeführten Schalung und einem Druckring zur Abstützung der den Schild od.dgl. vordrückenden hydraulischen Pressen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (15, 20, 30) Teil der Schalung bzw. von dieser gebildet oder an dieser -abgestützt ist.
- 8. Einrichtung insbesondere nach Anspruch 7,- dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Schalung mit Filtermitteln, versehen sind.
- 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Pressen (11). an einer den Druckring bildenden doppelwandigen ringförmigen und rückseitig offenen Schalung (15, 20) abgestützt sind.3098U/0257
- 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung (20) auf mit Filtermitteln versehenen Tübbingringen (21) od.dgl. gleitend geführt ist.
- 11. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (30) mit Filtermitteln (31) versehen ist·
- 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung aus Ringen (32) besteht*
- 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Zerstörung und Zerkleinerung der vorverfestigten Betonzonen (a, b, c) vorgesehen ist.3 0 9 8 U / 0 2 b 7Leerseite
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