DE2241697A1 - Verfahren zur sicherung des gebirges beim mechanischen tunnelvortrieb mit der tunnelfraese - Google Patents

Description

Verfahren zur Sicherung des Gebirges beim mechanischen Tunnelvortrieb mit der Tunnelfräse

Beim Vortrieb eines Tunnels ist es bekannt, zur Sicherung des Gebirges und Verhinderung von Felsabbrüchen an der Tunnelwand Baustahlmatten mit Hilfe von Felsankern zu befestigen und zur Aufnahme des Gebirgsdruckes im Abstand von der Grössenordnung von Metern Stützbogen mit einem angemessen starken Querschnitt anzuordnen. Anschliessend wird auf die Baustahlmatte Spritzbeton aufgebracht. Die Spritzbetonschicht kann hierbei jedoch nur eine geringe Dicke haben, da die Baustahl- bzw. Armierungsmatten direkt auf der Tunnelwand aufgelegt sind. Die dabei verwendeten Armierungsmatten bestehen aus sich gitterförmig überkreuzenden

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Rundstäben, die nur eine verhältriismässig geringe Steifigkeit haben, so dass sie zur statischen Absicherung der Tunnelwand ohne Betonumhüllung nicht wesentlich beitragen können. Die Verwendung von im Querschnitt verhältnismässig starken Stützbogen hat auch den Nachteil, dass sie die Spritzbetonschicht unterbrechen, so dass sich an ihnen Risse bilden können und dass sie ausserdem den Tunnelquerschnitt erheblich verkleinern, so dass beim Zurückfahren der Tunnelfräsmaschine wesentliche Schwierigkeiten entstehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bisher bekannten Verfahrens zur Sicherung des Gebirges beim Tunnelbau zu vermeiden, und ein Verfahren zu finden, durch das auf verhältnismässig einfache Weise bereits direkt hinter dem Fräskopf der Tunnelfräsmaschine eine zuverlässige Sicherung der gefrästen Tunnelleitung bei geringem Verlust an Tunnelquerschnitt möglich ist. Weiterhin soll das Verfahren das Aufbringen einer verhältnismässig dicken Spritzbetonschicht auf einfache Weise in einem Arbeitsgang ermöglichen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass beim Vortrieb des Tunnels jeweils hinter dem Fräskopf der Tunnelfräsmaschine entsprechend dem Tunnelradius gebogene und für die Aufnahme des Felsdruckes in Umfangsrichtung verstärkte Felssicherunqsmatten nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden werden, die anschliessend die Armierung für die Spritzbetonschale der Tunnelwand übernehmen.

Die verwendeten Felssicherungsmatten bestehen in besonderer Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft aus Armierungs-

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matten, mit denen auf der der Wand zugekehrten Seite mehrere in Tunnelumfangsrichtung verlaufende Winkeleisen bis im Abstand von mindestens einem Armierungsstab von dem in Richtung der Tunnelachse verlaufenden Mattenrand fest verbunden sind, so dass die Verbindung der Baustahlmatten miteinander durch gegenseitiges Ineinanderschieben der in der Tunnelachse verlaufenden Mattenränder und dabei Uebereinanderschieben der Enden der Winkeleisen benachbarter Matten sowie anschliessendem Verbinden der sich somit überlappenden Mattenränder erfolgen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles einer Baustahlmatte und deren Verbindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine durch Winkeleisen verstärkte Felssicherungsmatte,

Fig. 2 einen vergrösserten Teilquerschnitt der am Gebirge angeordneten Felssicherungsmatte nach Fig. 1 mit aufgebrachter Spritzbetonschicht,

Fig. 3 einen Teilschnitt in Tunnelumfangsrichtung mit einer Zwischenposition beim Ineinanderschieben der Enden zweier Felssicherungsmatten nach Fig. 1 und 2, und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3.

Die einzelnen Felssicherungsmatten 1, von denen nach dem Vortrieb des Tunnels um eine bestimmte Strecke mehrere entlang des Tunnelumfangs miteinander verbunden werden, bestehen im Beispiel nach Fig. 1 aus einer üblichen Armierungsmatte 2

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mit sich rechtwinklig kreuzenden Rundstäben 3 und 4, auf die zahlreiche Winkeleisen 5 auf einer Seite aufgeschweisst sind. Dabei weisen die beiden Schenkel 6 und 7 des Querschnittes der Winkeleisen 5 nach aussen, so dass die Winkeleisen entlang ihrer Scheitellinie 8 mit der Armierungsmatte 2 z.B. durch Schweissen fest verbunden sind. Die einzelnen Baustahlmatten 1 werden vor ihrqr Montage an der Tunnelwand deren Radius angepasst, so dass sich die Winkeleisen 5 auf der Aussenseite der Felssicherungsmatten befinden und, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, an der Tunnelwand 9 zum Anliegen kommen. Auf diese Weise bilden die Winkeleisen zusätzlich zu der Versteifung der Felssicherungsmatte entsprechend dem Gebirgsdruck Abstandshalter für die aus Rundstäben bestehende Armierungsmatte 2, so dass diese Matte 2 durch eine entsprechend stärkere Spritzbetonschicht 10 umschlossen werden kann. Die Befestigung der Winkeleisen 5 entlang ihrer Scheitellinie 8 an der Matte 2 hat den Vorteil, dass die somit in Richtung der Tunnelwand weisenden Schenkel 6 und 7 beim Aufspritzen des Spritzbetons den Rückprall von Beton reduzieren. Weiterhin kann das Aufbringen einer möglichst dicken Spritebetonschicht auch durch die Anwendung des bekannten Nassspritzverfährens erleichtert werden, das mit einem geringeren Spritzdruck arbeitet.

Durch die Verstärkung der Armierungsmatte 2 durch zahlreiche Winkeleisen 5 hat die Felssicherungsmatte 1 eine ausreichende Steifigkeit, um bereits vor dem Betonieren durch Anbringen der einzelnen Felssicherungsmatten 1 gleich hinter dem Fräskopf eine sofortige Felssicherung zu gewährleisten.

Die Verbindung der einzelnen Felssicherungsmatten 1 in Umfangsrichtung des Tunnels nebeneinander mit Ueberlappung ihrer Enden kann in der in den Fig. 3 und 4 dargestellten

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Weise erfolgen. Hierfür sind jeweils die beiden am Rande der Felssicherungsmatte 1 in-Richtung der Turmellängsachse verlaufenden Stäbe 11 und- 12 oder 13 und 14 der Armierungsmatte 2 dicht an den Winkeleisen 5 angeschweisst, so dass die miteinander zu verbindenden Ränder oder Enden von zwei Baustahlmatten, wie in Fig. 3 dargestellt, in Richtung des Pfeiles 15 ineinandergeschoben werden können. Dabei wird zuvor die Armierungsmatte 2 an ihrem Rand von den Winkeleisen 5 abgehoben und anschliessend die andere Matte derart bis zum Anschlag an dem ersten mit den Winkeleisen verschvd-ssten Stab 16 eingeschoben, dass die Winkeleisen, wie in Fig. 4 dargestellt, sich überlappend ineinandergleiten. Danach können die sich überlappenden Teile zweier aneinandergrenzencler Felssicherungsmatten !,beispielsweise durch Bindedrähte 17, Klemmen, Steckeisen oder andere Verbindungsorgane^zusammengehalten werden.-

Der Abstand zwischen den einzelnen an der Armierungsmatte befestigten Winkeleisen 5 ist den statischen Anforderungen bei der Aufnahme des Gebirgsdruckes anzupassen, jedoch ergibt sich stets eine gewichtsmässig verhältnismässig Mchte Felssicherungsmatte, durch die gesonderte Stützbogen zur Sicherung der Tunnelwand überflüssig werden. Durdi die zahlreichen Winkeleisen ergibt sich auch eine besonders hochwertige Armierung der anschliessend aufgebrachten Spritzbetonschicht«

Die in Tunnelumfangsrichtung verlaufenden Winkeleisen 5 bieben weiterhin zur Tunnel- bzw. Felswand hin einen offenen Querschnitt, der als Sammelraum für Gebirgswasser ausgenützt werden kann. Hierfür werden vor dem Aufbringen des Spritzbetons in die Winkeleisen Drainagerohre 18 aus perforiertem Kunststoff eingelegt, die sich dann, wie die Figur 2 zeigt, direkt an der Felswand befinden. Für die Ab-

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leitung des aufgenommenen Wassers sind die Drainagerohre 18 an einer in Nähe der Tunnelsohle verlaufenden Sammelleitung angeschlossen.

Für die Erleichterung der Montage direkt hinter dem Fräskopf der Tunnelfräsmaschine können an dieser spezielle, fahrbare, Montagehxlfsgeräte vorgesehen werden, die die Felssicherungsmatten gegen die Tunrelwand führen und anpressen, bevor sie z. B. mit Hilfe von Bolzen oder Felsankern an ihr befestigt werden. Eine Befestigung der Felssicherungsmatten 1 an der Tunnelwand ist jedoch nicht erforderlich, wenn dieselben um den gesamten Umfang des Tunnels angeordnet werden» In diesem Fall sind die Felssicherungsmatten ausreichend durch ihre Verbindung untereinander gehalten.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   erfahren zur Sicherung der Wand beim Tunnelfräsen, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vortrieb des Tunnels jeweils hinter dem Fräskopf der Tunnelfräsmaschine entsprechend dem Tunnelradius gebogene und fir die Aufnahme des Felsdruckes in Umfangsrichtung verstärkte Felssicherungsmatten nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden werden, die anschliessend die Armierung für die Spritzbetonierung der Tunnelwand übernehmen .
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Felssicherungsmatten aus Armierungsmatten bestehen, mit denen auf der der Wand zugekehrten Seite mehrere in Tunnelumfangsrichtung verlaufende Winkeleisen bis in Abstand von mindestens einem Armierungsstab von dem in Richtung der Tunnellängsachse verlaufenden Mattenende fest verbunden sind und die Verbindung der Felssicherungsmatten miteinander durch gegenseitiges Ineinanderschieben der in der Tunnelachse verlaufenden Mattenränder bis zum Anschlag an einem' Querstab 16 und dabei Uebereinanderschieben der Enden der Winkeleisen benachbarter Matten und anschliessendem Verbinden der sich somit überlappenden Mattenränder erfolgt.
3. 3. Felssicherungsmatte zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Felssicherungsmatte aus einer durch mehrere Profilstäbe (5) verstärkten Armierungsmatte (2) besteht.
4. 4. Felssicherungsmatte nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine aus sich rechtwinklig kreuzenden Rundstäben (3,4) bestehenden Armiorungsmatte (2), auf deren eine) .ite

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   zahlreiche Winkeleisen (5) aufgeschweisst sind, so dass die Schenkel (6,7) des Querschnittes dor Winkeleisen (5) von der Armierungsmatte (2) wegweisen.
5. 5. Felssicherungsmatte nach Anspruch 3 oder 4* dadurch gekennzeichnet, dass die Felssicherungsmatte mit einem dem Radius der zu sichernden Tunnelwand entsprechenden Radius versehen ist und die Winkeleisen (5) sich auf der Aussenseite dieser Krümmung befinden.

   3. August 1972

   ^Qu/lf 3J98U/0264