DE2240091C2

DE2240091C2 - Betonierverfahren in Verbindung mit sich am Ortbeton abstützendem Vortriebsschild oder Schneidschuh und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2240091C2
Application number: DE2240091A
Authority: DE
Inventors: Armin 4619 Oberaden Löbbe; Wolf-Rüdiger v. Dr.-Ing. 2091 Borstel 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: 1982-02-04
Also published as: DE2240091A1; GB1409273A; US3834170A; FR2154463B1; FR2154463A1; JPS4857436A

Description

Die Erfindung betrifft ein Betonierverfahren für den Tunnelbau u.dgl., bei dem in einem ringförmigen, stirnseitig durch einen Druckring geschlossenen Schalungsraum Flüssigbeton eingebracht und der Druckring als Widerlager für die einen Vortriebsschild oder einen Schneidschuh vordrückenden Pressen verwendet wird. Ferner ist die Erfindung auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gerichtet.

Es ist bekannt, beim Vortrieb von Tunnels, Stollen u. dgl. im Erdreich oder auch im standfesten Gebirge im Schildvortriebsverfahren den Ausbruchsquerschnitt mittels eines Ortbetonausbaues zu sichern. Dabei wird pumpfähiger Beton hinter einer Schalung gebracht, die mit dem Vortrieb des Tunnels hinter dem Vortriebsschild mitgeführt wird (US-PS 35 61223, US-PS 33 50 889, DE-AS 12 20 460, DE-AS 16 58 732, DE-PS 11 59 988). Der eingebrachte Ortbetonausbau bildet beim Schildvortrieb das Widerlager für die den Vortriebsschild vorpressenden Vorschubpressen. Bei der Erstellung eines Ortbetonausbaues für Tunnels, Stollen u.dgl. ist es auch bekannt, den in den Schalungsraum eingebrachten Beton zu verdichten, was z. B. mittels an der Schalung angeordneter Rüttler erfolgt (DE-OS 15 34 599).

Bei der Herstellung von Betonbauwerken oder Betonfertigteilen gehört es seit langem zum Stand der Technik, den in die Schalung eingebrachten Beton zu entwässern, indem die Schalung mit Wasserdurchlässen versehen wird (DE-PS 66 700, US-PS 33 96 545). Dabei wird im Stande der Technik so gearbeitet, daß der Beton gleichzeitig verdichtet und entwässert wird (DE-PS 9 74 432, US-PS 21 49 029).

Beim Vortrieb unterirdischer Bauwerke wie Tunnels. Stollen u. dgl. besteht die Notwendigkeit, den Ortbetonausbau unmittelbar hinter dem Vortriebsschild einzubringen und dem sich in Vortriebsrichtung bewegenden Schild unmittelbar nachzuführen. Bei hohen Vortriebsleistungen läßt sich dies aber aufgrund der verhältnismäßig langen Erhärtungszeiten des Betons nicht immer erreichen. Nicht selten muß mit Rücksicht auf den einzubringenden Betonausbau mit geringeren Voririebsgeschwindigkeiten gearbeitet werden, als an sich möglich wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Betonierverfahren für das Einbringen eines Ortbetonausbaues so auszugestalten, daß die Betonierarbeiten auch bei großen Vortriebsleistungen rasch und zügig durchgeführt werden können, wobei zugleich ein Beton von guter Qualität und hoher Dichte erreicht werden soll. Ferner bezweckt die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die vorgenannte Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß der eingebrachte Flüssigbeton zur Herstellungeines Widerlagers für die Pressen nur im Bereich des die Stirnschalung bildenden Druckringes durch in diesem Bereich an der Schalung angeordnete Filtermittel entwässert und vorzeitig verfestigt wird.

Bei dieser Verfahrensweise wird also der in den Schaluiigsraum eingebrachte Flüssigbeton nicht auf dem gesamten Betonierabschnitt, sondern vielmehr nur im vorderen Bereich entwässert und zugleich so weit verdichtet, daß die verdichtete Betopzone vor dem endgültigen Abbinden des Betons ein zuverlässiges Widerlager für den Druckring und damit für die den Vortriebsschild bzw. den Schneidschuh vorpressenden Pressen bildet. Der hinter der entwässerten und stark verdichteten Zone befindliche Beton kann unbeeinflußt abbinden. Die Entwässerung und vorzeitige Verdichtung des eingebrachten Betons im vorderen Bereich des Betonierabschnittes bietet die Möglichkeit, den Druckring nach dem Vorpressen des Vortriebsschildes oder des Schneidschuhes zur Durchführung des nächsten Betonierzyklus rasch nachzuziehen. Der verfestigte Beton hindert den dahinter anstehenden flüssigen Beton am Auslaufen.

Es besteht die Möglichkeit, die vorverfjstigten Betonzonen nachträglich wieder mechanisch zu zerstören. Die Zerstörung und Zerkleinerung der vorverfestigten Betonzone läßt sich mittels Rüttlern od. dgl.

durchführen. Die bei der Zerkleinerung der verfestigten Betonzone anfallenden kleinen Betonstücke mischen sich mit dem noch in flüssigem Zustand befindlichen Beton, so daß nach dem Abbinden des Betons in der Ortbetonauskleidung keine Nahtsteile zu erkennen ist.

Das erfindungsgemäße Betonierverfahren läßt sich im übrigen mit Hilfe herkömmlicher Wanderschalungen oder auch mittels einer Gleitschalung mit einem rückseitig offenen ringförmigen Schalungsraum durchführen, die sich mit ihrer äußeren Schalungswand an der Ausbruchswandung abstützt, während ihre innere Schalungswand im vorderen Bereich Filtermittel für die Betonentwässerung aufweist. Diese doppelmantelige Schalung kann zugleich als Druckring für die Abstützung der hydraulischen Pressen verwendet werden, mit denen der Vortriebsschild bzw. ein Schneidschuh cd. dgl. in Vorlriebsrichtung vorgepreßt wird. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bevorzugt eine Einrichtung verwendet, bei der der Druckring an seiner dem Schalungsraum zugewandten

h5 Seite Filtermittel für die Entwässerung des Eletons aufweist. Die Entwässerung des in den Schalungsraum eingebrachten Flüssigbetons erfolgt hierbei also über den Druckring, gegen welchen sich die Pressen

abstutzen. Hierbei läßt sich eine sehr starke Verdichtung des Betons im Bereich des Druckringes erzielen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch im Längsschnitt eine Vortriebseinrichtung für den Vortrieb eines Tunnels od. dglbestehend aus einem Vortriebsschild und einer Schalungsanordnung zum Einbringen eines Ortbetonausbaues;

F i g. 2 ebenfalls im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung;

F i g. 3 eine Teilansicht des bei der Einrichtung gemäß F i g. 2 verwendeten, das Pressenwiderlager bildenden Druckringes.

In der Zeichnung ist mit 10 der ringförmige Schneidschuh oder Vortriebsschild bezeichnet, der in bekannter Weise mittels hydraulischer Pressen 11 in Vorlriebsrichtung V in das Erdreich vorgetrieben wird. Der Vortriebsschild 10 weist an sei.ier vorderen Stirnfläche eine ringförmige Messerschneide J2 auf. Hinter dem Vortriebsschild 10 wird in den Tunnel ein Ortbetonausbau 13 eingebracht. Dies erfolgt unter Verwendung einer ringförmigen Gleitschalung 14, die am vorderen Ende mit einem Druckring 15 verbunden ist, an dem sich die Kolbenstangen der hydraulischen Pressen 11 abstützen und der zugleich die den Schalungsraum stirnseitig schließende Stirnschalung bildet. Der Druckring 15 bildet demgemäß beim Vorpressen des Vortriebsschildes 10 das Widerlager für jo die Pressen 11. Er ist mit einer kurzen Außenschalung 16 verbunden, die mit der die Innenschalung bildenden Gleitschalung 14 einen Doppelmantel bildet.

Der Ortbetonausbau wird unmittelbar hinter dem Vortriebsschild 10 eingebracht. Dabei wird der pumpfä- js hige Flüssigbeton über Anschlußleitungen 17 in den stirnseitig durch den Druckring 15 verschlossenen ringförmigen Schalungsraum 18 zwischen der inneren Gleitschalung 14 und der kürzeren Außenschalung 16 bzw. dem Erdreich eingebracht. Der eingebrachte Beton wird im Bereich des Druckringes 15 entwässert. Zu diesem Zweck ist die Gleitschalung im Bereich des die Stirnschalung bildenden Druckringes 15 mit Filterflächen versehen, die in F i g. 1 lediglich schematisch bei 19 angedeutet sind. Im hinteren Bereich der Gleitschalung 14 sind dagegen keine Filterflächen an der Gleitschalungvorhanden.

Der Beton wird mit einem Druck von z. B. etwa 2 bis 5 bar in den Schalungsraum gepumpt, wobei ein Teil des Wassers durch die Filterflächen 19 ausgepreßt wird. <-,o Durch Druckbeaufschlagung der hydraulischen Pressen 11 wird der Beton im Bereich des Druckringes 15 unter weiterer Entwässerung so stark verdichtet, daß der Druckring 15 beim Vorschub des Vortriebsschildes 10 in Vortriebsrichtung V ein zuverlässigem Pressenwiderlager bilden kann. Der noch nicht endgültig abgebundene Beton kann also über den Druckring 15 das Widerlager für die hydraulischen Pressen 11 bilden.

Bei der Einrichtung nach den F i g. 2 und 3 stützen sich die hydraulischen Pressen 11 des Vortriebsschildes 10 an (,0 einem Druckring 30 ab, der aus einem formsteifen doppelwandigen Kastenprofil gebildet ist. Der Druckring 30 weist an seiner dem Betonausbau 13 zugewandten ringförmigen Stirnfläche Filtermittel 31 auf. Die Innenschalung besteht hier aus einzelnen Ringen 32, z. B. Tübbingringen, die miteinander verbunden sind. Der Druckring 30 verschließt den ringförmigen Schalungsraum 33 an der vorderen Stirnseite.

Bei dieser Einrichtung wird der Flüssigbeton über eine Betonzuführungsleitung, die an einem der die Innenschalung bildenden Ringe 32 angeordnet sein kann, in den Schalungsraum 33 gepumpt. Im Bereich des Druckringes 30 bildet sich dabei eine sich schnell verdichtende Betonzone, da hier der Beton über die am Druckring 30 angeordneten Filtermittel 31 entwässert wird. Infolgedessen bildet sich in diesem Bereich ein vorzeitig verfestigter Betonring aus. Es versteht sich, daß durch Druckbeaufschlagung der Pressen 11 über den mit den Filtermitteln 31 versehenen Druckring 30 eine weitere Entwässerung und starke Verdichtung des Beions im vorderen Bereich des Betonierabschnittes erreichbar ist.

Nach erfolgtem Vortrieb des Vortriebsschildes 10 wird ein neuer Schalungsring 32 vorne angebaut, nachdem zuvor der Druckring 30 mittels der Pressen 11 vorgefahren worden ist. Der vorne angebaute Schalungsring 32 bildet einen neuen Schalungsraum, welcher in der beschriebenen V/eise mit Beton verfüllt wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren sind also die Filtermittel 31 sämtlich an dem zugleich als Stirnschalung dienenden Druckring 30 angeordnet, wobei sich innerhalb des Ortbetonausbaues vorverfestigte ringförmige Betonzonen bilden, die in F i g. 2 bei a, b und c angedeutet sind. Hinter diesen durch Entwässerung und Verdichtung vorverfestigten Betonzonen a, bund cbefinden sich weniger stark verdichtete und entwässerte Betonzonen. Es besteht die Möglichkeit, die vorverfestigten Betonzonen a, b und c nachträglich wieder zu zerstören, bevor die sie umgebende Betonmasse ausgehärtet ist. Die Zerstörung und Zerkleinerung der ringförmigen Betonzonen a, b. c kann z.B. mittels Rüttler od. dgl. erfolgen, die, wie in Fig. 2 bei 34 angedeutet, an den Stoßstellen jeweils zweier benachbarter Schalungsringe 32 angesetzt werden. Werden die verdichteten Belonzonen a, b und c nachträglich zerkleinert, so mischen sich die anfallenden kleinen Betonstücke mit dem noch in flüssigem Zustand befindlichen Beton, so daß nach dem Abbinden des Betons in der Ortbetonauskleidung keine Nahtstelle zu erkennen ist.

Das Entwässern und vorzeitige Verfestigen des Betons im Bereich des Druckringes 30 bewirkt hier, daß der Beton vor dem Druckring sehr rasch so standfest wird, daß sich der Druckring vorziehen läßt, ohne zuvor das Abbinden des eingebrachten Ortbetonausbaues abwarten zu müssen. Die vorverfestigte Betonzone hindert den dahinter anstehenden flüssigen Beton am Auslaufen. Die Abstützung des Druckringes 30 erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 an dem vorderen Schalungsring 32.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Betonierverfahren für den Tunnelbau u. dgl, bei dem in einem ringförmigen, stirnseitig durch einen Druckring geschlossenen Schalungsraum Flüssigbeton eingebracht und der Druckring als Widerlager für die einen Vortriebsschild oder einen Schneidschuh vordrückenden Pressen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebrachte Flüssigbeton zur Herstellung eines Widerlagers für die Pressen nur im Bereich des die Stirnschalung bildenden Druckringes durch in diesem Bereich an der Schalung angeordnete Filtermittel entwässert und vorzeitig verfestigt wird.

2. Betonierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorverfestigten Betonzonen (a, b, c) nachträglich wieder mechanisch zerstört werden.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Vortriebsschild oder Schneidschuh, der mittels Pressen vorpreßbar ist, und mit einer in Vortriebsrichtung mitgeführten Schalung, die einen den Schalungsraum stirnseitig schließenden Druckring aufweist, an dem sich die Pressen abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (30) an seiner dem Schalungsraum zugewandten Seite Filtermittel (31) für die Entwässerung des Betons aufweist.