DE2240091A1

DE2240091A1 - Betonierverfahren fuer den tunnelbau und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2240091A1
Application number: DE2240091A
Authority: DE
Inventors: Armin Loebbe; Wolf-Ruediger V Dr Ing Schenk
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1971-09-27
Filing date: 1972-08-16
Publication date: 1973-04-05
Also published as: JPS4857436A; DE2240091C2; GB1409273A; FR2154463A1; FR2154463B1; US3834170A

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

30981 /»/0257

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. verwendeten_r 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

- 6 3 0 9 8 U / 0 2 5 7

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-

- 7 -3098U/02S7

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

309814/0257 " ⁸ "

22A0091

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.

- 9 3098U/0257

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 -

309814/0257

Claims

Ansprüche

1· ) 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 7

Leerseite