DE2460033B2 - Vorrichtung zum entwaessern von beton am druckring einer schildvortriebsmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum entwaessern von beton am druckring einer schildvortriebsmaschine

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DE2460033B2 DE19742460033 DE2460033A DE2460033B2 DE 2460033 B2 DE2460033 B2 DE 2460033B2 DE 19742460033 DE19742460033 DE 19742460033 DE 2460033 A DE2460033 A DE 2460033A DE 2460033 B2 DE2460033 B2 DE 2460033B2
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    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0635—Tail sealing means, e.g. used as end shuttering

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwässern von in einen durch eine Innenschalung, eine Außenschalung und ortsbrustseitig einen Druckring eines Vortriebsschildes gebildeten Ringraum eingebrachten Ortbeton, wobei der Druckring sich an der zuletzt eingebrachten Innenschalung abstützt, und am Druckring Mittel zur Abdichtung des zu verfüllenden Ringraumes und Entwässerungsfilter zum Abführen des im Beton enthaltenen Wassers vorgesehen sind.
Die Entwässerung nimmt man vor, um möglichst kurzfristig nach dem Einfüllen des Betons bereits einen standfesten Beton zu erzielen.
Aus der DT-OS 22 40 091 ist eine Vorrichtung zum Entwässern des hinter dem Druckring zwischen einer Innenschalung und einer durch das Erdreich gebildeten Außenschalung eingefüllten Betons bekannt. Nach dieser Vorrichtung weisen die Innenschalung oder
Druckring an der je den Ringraum abschließenden Fläche auf dem Umfang verteilte Filter auf. Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, den eingefüllten Beton von außen nach innen oder ortsbrustseitig zu entwässern. Das Entwässern erfolgt durch den Druck der zwischen Druckring und Vortriebsschild wirksamen Pressen oder durch den Pumpendruck beim Einpumpen des Betons.
Es ist auch bereits ein »Vakuum-Concrete-Verfahren« bekannt, bei dem man bei der Herstellung von Abwasserkanälen über Durchbohrungen im Schalungsmantel der, eingebrachten Beton einem Unterdruck aussetzt und so die Flüssigkeit entzieht (Röthig »Der moderne Kanalisationsbau«, 1967, Seiten 137 bis 140). Bei diesem bekannte:: Verfahren wird dem Beton das Wasser von innen nach außen entzogen, so daß die Schalung nach möglichst kurzer Zeit abgenommen werden kann. Die nächstfolgende Betonfüllung schließt deshalb an einen Betonabschnitt an, dem die Flüssigkeit — über seine gesamte Länge — bereits weitgehend entzogen worden ist Dies ist für den Bereich der Verbindung nicht von Vorteil. Außerdem läßt sich das bekannte Verfahren nur für relativ kleine Querschnitte bestimmter Querschnittsformen anwenden, weil der Beton zum einen nur bis zu einer bestimmten Grenze entwässert werden kann und — unter Berücksichtigung dieser Grenze — der von der Schalung befreite Beton bei größeren Querschnitten infolge des statischen Druckes zusammenbrechen würde.
Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Entwässern des Betons von der Ortsbrustseite her zu schaffen, die besser, sicherer und schneller arbeitet und deshalb einen höheren Ausbaufortschritt ermöglicht.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Druckring im rückwärtigen Bereich eine im wesentlichen über seinen gesamten Umfang verlaufende Vakuumkammer aufweist oder selbst bildet, deren rückwärtiger, dem zu verfüllenden Ringraum zugewandter Abschluß als Filterplatte ausgebildet ist, wobei der Druckring wenigstens über einen Teil seines Umfangs als Scheideraum für Luft und Wasser ausgebildet und/oder mit einem solchen Scheideraum verbunden ist und an den Außenseiten der Vakuumkammer je eine Schlauchdichtung vorgesehen ist, die gegen die Innenschalung und gegen den Schildmantel spannbar ist
Diese Ausbildung ermöglicht eine gründliche und schnelle Entwässerung des eingefüllten Betons von der Ortsbrustseite her. Die Anordnung einer im wesentlichen über den gesamten Umfang verlaufenden Vakuumkammer begünstigt die Entwässerung, die in etwa bis zu einer Tiefe von 30 cm erfolgen soll. Dies hat den Vorteil, daß beim Betonieren des folgenden Betonabschnittes die vorher entwässerte Zone sowohl durch den frisch eingefüllten Beton als auch zusätzlich aus dem nicht entwässerten Bereich des vorher eingefüllten Betonabschnittes durchfeuchtet wird. Auf diese Weise wird eine gute Verbindung an der Stoßstelle erreicht. Mittels je einer Schlauchdichtung, die die Außenseiten der Vakuumkammer gegen die Innen- und Außenschalung abdichtet, wird verhindert, daß Beton aus dem Ringraum zu entweichen vermag. Zugleich verhindert die Abdichtung das Eindringen von Falschluft in den Ringraum beim Abpumpen. In einem Scheideraum, der durch den Druckring selbst und/oder mit diesem verbunden ist, wird dem abgepumpten Wasser-Luft-Gemisch Gelegenheit gegeben sich zu scheiden.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Vakuumkammer mit einem über einen Umfangsabschnitt des Druckringes gebildeten Scheideraum für Luft und Wasser verbunden. Auf diese Weise kann die Vakuumkammer selbst als ringförmiger Raum von nur geringer Tiefe ausgebildet werden, weil sie lediglich dem Ansaugen der Flüssigkeit dient, während die angesaugte Flüssigkeit über entsprechende Rohrleitungen in einem hierfür dicht ausgebildeten Abschnitt des Druckringes eingeleitet wird. Dieser Abschnitt liegt vorzugsweise zwischen zwei, zwischen Druckring und Vortriebsschild wirksamen hydraulischen Pressen.
Die Vakuumkammer selbst wird abbaustoßsteitig durch den Druckring, innen und außenseitig vom Druckring ausgehende ringförmige Flansche und ortbetonseitig durch eine mehrteilige Filterplatte begrenzt. Sie bildet somit ein einfach herzustellendes Anbauteil des Druckringes, ohne dessen Festigkeit zu beeinträchtigen.
Die Filterplatte ist erfindungsgemäß zweiteilig ausgebildet, wobei ein Teil mit dem die Vakuumkammer innenseitig begrenzenden Flansch des Druckringes und der andere Teil mit dem die Vakuumkammer außenseitig begrenzenden Flansch des Druckringes kraftschlüssig verbunden und der zwischen den Teilen verbleibende Spalt wahlweise mit einem Füllstück oder einem Fugenband verschließbar ist. Während des »normalen« Betriebes, d. h. wenn kein Fugenband vorgesehen sein soll, wird der ringförmige Schlitz zwischen den beiden Filterplatten durch ein entsprechend geformtes Füllstück verschlossen. Es ergibt sich nach Abziehen der Druckkammer so eine ebene Stoßfläche.
Soll nach mehreren Schüssen eine Trennfuge mit eingelegtem Fugenband vorgesehen werden, so wird die Stoßstelle vorher mit einem das Anhaften des Betons verhindernden Mittel belegt und das Füllstück zwischen den beiden Filterplatten entfernt, damit ein Freiraum für den Durchtritt einer Fugenbandhälfte eines Fugenbandes bereits gegeben ist, deren andere Fugenbandhälfte bereits im entwässerten Teil des Stoßbereiches einbetoniert ist.
Im einzelnen ist die Erfindung nun so verwirklicht, daß zwischen dem die Vakuumkammer innenseitig begrenzenden, vom Druckring ausgehenden Flansch und der Innenschalung einerseits sowie zwischen dem die Vakuumkammer außenseitig begrenzenden, vom Druckring ausgehenden Flansch und dem Schildmantel andererseits eine aufblasbare Schlauchdichtung vorgesehen ist, die ortbetonseitig über eine die Filterplatten mit den Flanschen verbindende Schraubverbindung und abbaustoßseitig über einen den außenseitigen Flansch bzw. den innenseitigen Flansch umfassenden Klemmring festlegbar ist.
Diese Anordnung der Dichtung stellt eine einfache vorteilhafte Befestigung dar und ermöglicht — nach Abnehmen der Filterplatten — ein Auswechseln.
Zur Verminderung des Verschleißes der Schlauchdichtung und zur günstigeren Gestaltung des Reibungswertes schlägt die Erfindung vor, daß in an sich aus der DT-AS 12 16 915 bekannter Weise zwischen dem Schildmantel und der dem Schildmantel anliegenden Schlauchdichtung eine der Innenfläche des Schildmantels anliegende Folie vorgesehen ist. Hierbei kann es sich "iuch um eine Kunststoffbeschichtung mit entsprechenden Festigkeits- und Gleiteigenschaften handeln.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die zweiteilige Filterplatte Durch trittsbohrungen für die Flüssigkeit auf, wobei zwischen der Filterplatte und dem Ortbeton eine vorzugsweise zweilagige Filtergaze
vorgesehen ist.
Der untere, als Scheideraum ausgebildete Abschnitt des Druckringes weist in seinem oberen Bereich einen Ansaugstutzen für die zur Vakuumpumpe führende Leitung und in seinem unteren Bereich eine Abflußöffnung für die dem Beton entzogene Flüssigkeit auf, wobei der Ansaugstutzen für die zur Vakuumpumpe führende Leitung vorteilhaft an einem in den Scheideraum einmündenden Ende einen Filtervorsatz trägt. Wenn mit den vorgenannten Merkmalen erzielt werden kann, daß Luft und Wasser getrennt abgesaugt werden können, so kann die Erfindung weiter dadurch verwirklicht werden, daß in der zur Vakuumpumpe führenden Leitung und/oder in der aus dem Scheideraum herausgeführten, außerhalb mit einem Schauglas versehenen und in den Scheideraum zurückgeführten sowie mit der Vakuumkammer verbundenen Leitung Kugelventile und/oder Absperrschieber angeordnet sind. Mit Hilfe sinngemäß angeordneter Kugelventile oder Absperrschieber ist es möglich, die Saugleitungen in gewünschter Weise zu sperren und so die Vakuumwirkung auch bei abgestellter Vakuumpumpe aufrechtzuerhalten.
Nach einem weiteren Merkmal kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß die zur Vakuumpumpe führende Leitung und/oder die die dem Beton entzogene Flüssigkeit führende Leitung über Schnellkupplungen mit einem oder mehreren Pumpenaggregaten verbunden und in Abhängigkeit vom Betrieb des Pumpenaggregates wahlweise sperrbar sind. Die Anordnung von Schnellkupplungen ermöglicht ein für den Transport innerhalb des Vortriebsschildes gegebenenfalls erforderliches schnelles Kuppeln zwischen der Maschineneinheit und den in den Druckring bzw. die Vakuumkammer mündenden Leitungen.
Im einzelnen kann die Erfindung so ausgestaltet sein, daß der vom Druckring gebildete Scheideraum über einen Deckel luftdicht verschließbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Ansicht des Druckringes,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,
F i g. 3 einen Schnitt durch den Scheideraum nach der Linie MI-III nach F i g. 2.
Der in der F i g. 1 schematisch dargestellte Druckring 8 dient der Abstützung der über den Umfang verteilt angreifenden Pressen 34. Der untere Teil des Druckringes bildet in einer luftdicht geschlossenen Baueinheit den Scheideraum 9.
In der Fig. 2 ist in einem Querschnitt durch diesen Scheideraum 9 der beispielsweise über den Einfüllstutzen 35 und durch nicht dargestellte Rüttler verdichtete Ortbeton mit 1 bezeichnet. Der von unten nach oben über mehrere Einfüllstutzen 35 eingefüllte Ortbeton füllt den Ringraum 12 aus, der innenseitig durch die Innenschalung 4 und außenseitig durch den Schildmantel 3 begrenzt wird. Die abbaustoßseitige Begrenzung des Ringraumes 12 erfolgt durch eine Vakuumkammer 7, die im wesentlichen aus einem vom Druckring 8 ausgehenden inneren Flansch 13, einem äußeren Flansch 14, einer Wand 36 des Druckringes sowie den beiden leiterplatten 2, 2' besteht. Die Filterplatten 2, 2' weisen Durchtrittsbohrungen 22 für die Flüssigkeit auf. Ortbctonscitig liegt ihnen eine zweilagige Filtergaze 23 Der Spalt 15 zwischen den beiden Filterplatten 2, 2' wird durch ein nicht dargestelltes Füllstück oder — wie dargestellt — nach einer Mehrzhal von Betonierabschnitten durch ein Fugenband 16 verschlossen.
Die Abdichtung gegen die Innenschalung 4 erfolgi durch eine Schlauchdichtung 5; die Abdichtung gegen den Schildmantel 3 erfolgt durch eine Schlauchdichtung 6. Beide Schlauchdichtungen sind über die Filterplatter 2 bzw. 2' an den Flanschen 13 bzw. 14 einerseits sowie
ίο über einen inneren Klemmring 18 bzw. einen äußeren Klemmring 19 über Schraubverbindungen 17 festlegbar Die Schlauchdichtungen 5 und 6 sind über Druckluftanschlüsse 37 mit Druckluft von etwa 4 atü beaufschlagbar Beim Vorwärtsbewegen der Vakuumkammer sind die
is Schlauchdichtungen entspannt bzw. einem Vakuum ausgesetzt, so daß sie sich von der Innenschalung bzw vom Schildmantel lösen. Zwischen dem Schildmantel 3 und der Schlauchdichtung 6 ist eine der Innenfläche 2C des Schildmantels anliegende Folie 21 vorgesehen, die ein besseres Gleiten und eine Verschleißminderung dei Schlauchdichtung 6 bewirken soll. Ebenso ist eine Folie 33 zwischen dem eingebrachten Ortbeton 1 und dem Erdreich 32 vorgesehen, die eine Vermischung dei beiden Medien verhindern soll.
Die Vakuumkammer 7 bildet im aufgezeigter Ausführungsbeispiel ein Anbauteil des Druckringes 8 Der Druckring 8 ist in seinem unteren Bereich (siehe F i g. 3) als Scheideraum 9 für Luft und Wasser ausgebildet. Der Scheideraum 9 ist oberseitig durch einen Deckel 31 luftdicht verschlossen. Durch dieser Deckel sind sämtliche Leitungen geführt Die zur Vakuumpumpe führende Leitung 25 ragt mit einem kurzen Ansaugstutzen 10 in den Scheideraum hinein Der Ansaugstutzen 10 ist an seinem unteren freien Ende mit einem Filtervorsatz 26 versehen. Infolge der durch diesen Ansaugstutzen abgezogenen Luft entsteht im Scheideraum 9 ein Vakuum, daß sich über die ebenfalls mit einem kurzen Stutzen in den Scheideraum hineinragende Leitung 27 bis in die Vakuumkammer 7 auswirkt Die Leitung 27 ist aus dem Deckel 31 herausgeführt und über einen als 180°-Krümmer ausgebildetes Schauglas 11 durch den Deckel wieder in den Scheideraum zurückgeführt und schließlich im unteren Bereich an die Vakuumkammer angeschlossen Die in die Vakuumkammer 7 eintretende Flüssigkeit wird somit über die Leitung 27 in den Scheideraum gezogen und setzt sich hier im unteren Bereich ab. Die Flüssigkeit kann über eine Abflußöffnung 24 abgezogen werden.
In die Leitungen 27 bzw. 25 sind Kugelventile 28, 29 oder Absperrschieber 30 eingebaut In der F i g. 2 ist die Vorrichtung in einer Situation dargestellt, bei der die Schlauchdichtungen 5 und 6 mit Druckluft beaufschlagt sind. Nach Entspannung der Schiauchdichtungen kann der Druckring mit der angeschlossenen Vakuumkammer 7 um eine Längeneinheit der Innenschalung 4 in der Bildebene nach rechts bewegt werden. Nach Einbau dei nächstfolgenden Innenschalung wird der so erneul gebildete Ringraum 12 in der vorbeschriebenen Weise
mi mit Ortbeton verfüllt und die Flüssigkeit in der ebenfalls vorbeschriebenen Weise in einer Tiefenwirkung von etwa 30 cm stirnseitig abgesaugt. Absaugtiefe und Absaugdauer sind abhängig von dem jeweiligen Durchmesser der Röhre sowie den erforderlichen
OS Hetonquerschnittcn.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Vorrichtung zum Entwässern von in einen durch eine Innenschalung, eine Außenschalung und ortsbrustseitig einen Druckring eines Vortriebsschildes gebildeten Ringraum eingebrachten Ortbeton, wobei der Druckring sich an der zuletzt eingebrachten Innenschalung abstützt, und am Druckring Mittel zur Abdichtung des zu verfüllenden Ringraumes und Entwässerungsfilter zum Abführen des im Beton enthaltenen Wassers vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (8) im rückwärtigen Bereich eine im wesentlichen über seinen gesamten Umfang verlaufende Vakuumkammer (7) aufweist oder selbst bildet, deren rückwärtiger, dem zu verfüllenden Ringraum (12) zugewandter Abschluß als Filterplatte (2, 2') ausgebildet ist, wobei der Druckring wenigstens über einen Teil seines Umfanges als Scheideraum (9) für Luft und Wasser ausgebildet und/oder mit einem solchen Scheideraum verbunden ist und an den Außenseiten (13, 14) der Vakuumkammer (7) je eine Schlauchdichtung (5, 6) vorgesehen ist, die gegen die Innenschalung (4) und gegen den Schildmantel (3) spannbar ist
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer (7) mit einem über einen Umfangsabschnitt des Druckringes (8) gebildeten Scheideraum (9) für Luft und Wasser verbunden ist
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer (7) abbaustoßseitig durch den Druckring (8), innen- und außenseitig durch vom Druckring ausgehende ringförmige Flansche (13, 14) und ortbetonseitig durch eine mehrteilige Filterplatte (2, 2') begrenzt wird.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterplatte (2, 2') zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil (2) mit dem die Vakuumkammer (7) innenseitig begrenzenden Flansch (13) des Druckringes (8) und der andere Teil (2') mit dem die Vakuumkammer außenseitig begrenzenden Flansch (14) des Druckringes kraftschlüssig verbunden und der zwischen den Teilen verbleibende Spalt (15) wahlweise mit einem Füllstück oder einem Fugenband (16) verschließbar ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem die Vakuumkammer (7) innenseitig begrenzenden, vom Druckring (8) ausgehenden Flansch (13) und der Innenschalung (4) einerseits sowie zwischen dem die Vakuumkammer außenseitig begrenzenden, vom Druckring ausgehenden Flansch (14) und dem Schildmantel (3) andererseits eine aufblasbare Schlauchdichtung (5,6) vorgesehen ist, die ortbetonseitig über eine die Filterplatten (2, 2') mit den Flanschen verbindende Schraubverbindung (17) und abbaustoßseitig über einen den außenseitigen Flansch (14) bzw. den innenseitigen Flansch (13) umfassenden Klemmring (18, 19) festlegbar ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchdichtungen (5, 6) auswechselbar angeordnet sind.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der
    vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schildmantel (3) und der dem Schildmantel anliegenden Schlauchdichtung (6) eine der Innenfläche (20) des Schildmantels anliegende Folie (21) vorgesehen ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiteilige Filterplatte (2, 2') Durchtrittsbohrungen (22) für die Flüssigkeit aufweist und
    to zwischen der Filterplatte und dem Ortbeton (1) eine vorzugsweise zweilagige Filtergaze (23) vorgesehen ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt des Druckringes (8) einen Scheideraum (9) bildet, der in seinem oberen Bereich einen Ansaugstutzen (10) für die zur Vakuumpumpe führende Leitung (25) und in seinem unteren Bereich eine Abflußöffnung (24) für die dem Ortbeton (1) entzogene Flüssigkeit aufweist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugstutzen (10) für die zur Vakuumpumpe führende Leitung (25) an seinem in den Scheideraum (9) einmündenden Ende einen Filtervorsatz (26) trägt.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zur Vakuumpumpe führenden Leitung
    (25) und/oder in der aus dem Scheideraum (9) herausgeführten, außerhalb mit einem Schauglas (U) versehenen und in den Scheideraum zurückgeführten sowie mit der Vakuumkammer (7) verbundenen Leitung (27) Kugelventile (28,29) und/oder Absperrschieber (30) angeordnet sind.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Vakuumpumpe führende Leitung (25) und/oder die die dem Beton entzogene Flüssigkeit führende Leitung (Abflußöffnung 24) über Schnellkupplungen mit einem oder mehreren Pumpaggregaten verbunden und in Abhängigkeit vom Betrieb des Pu.npenaggregates wahlweise sperrbar sind.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Druckring (8) gebildete Scheideraum (9) über einen Deckel (31) luftdicht verschließbar ist.
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