DE2642104B2 - Metalltübbing für die Auskleidung von Tunneln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Metalltübbing für die Auskleidung von im Schildvortrieb aufgefahrenen Tunneln, dessen Ränder zur Schraubverbindung mit benachbarten Tübbingsegmenten innerhalb eines Tübbingringes und Tübbings benachbarter Ringe mit umlaufenden Flanschen versehen sind.

Tunnel im Lockergestein werden gewöhnlich im Schildvortriebsverfahren mit in Längsrichtung annähernd starren Tübbings aus Beton oder Gußeisen hergestellt, die fest miteinander verbunden sind. Solche Tunnel lassen keine größeren Verformungen der Tunnelröhre zu, wie sie durch Verschiebungen des umgebenden Erdreichs verursacht werden können. In Bergsenkungsgebieten führt eine Starrheit der Tunnelröhre zu Schäden an der Tunnelröhre und damit verbunden zu Nutzungseinschränkung und Gefährdung der Standsicherheit.

Für die Herstellung verformbarer Tunnelröhren sind Tübbings aus Gußeisen oder Stahl bekannt, die in der Tunnellängsachse wellenförmig ausgebildet sind und in diesen Wellen Längenänderungen der Tunnelauskleidung aufnehmen können. Nachteil dieser Tübbings ist, daß sie auf der dem Gebirge zugekehrten Rückseite nicht glatt sind. Eine Schildschwanzabdichtung wird dadurch erschwert. Es besteht außerdem die Gefahr, daß Verpreßmörtel oder Boden in die Wellentäler eindringt und damit die gewünschte Dehn- und Stauchbarkeit der Auskleidung gemindert wird. Die auch bei diesen Tübbings notwendigen Flansche in den Ringfugen vermindern durch ihre Steifigkeit die Bewegungsmöglichkeit der Tunnelauskleidung. Infolge der Weichheit der Auskleidung in Tunnellängsrichtung sind bei der Durchführung des Vortriebs Stützkonstruktionen erforderlich, um eine statisch eindeutige, erfaßbare Weiterleitung der Pressenkräfte in die Auskleidung sicherzustellen.

Metalltübbings der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus dem Prospekt »Rheinstahl-Tunnelringe aus Gußeisen« vom April 1971 und aus der DE-OS 24 28 936 bekannt und werden auch dergestalt ausgebildet, daß an den Stoßstellen benachbarter Tübbingringe bzw. -Segmente eine beschränkte Beweglichkeit ermöglicht wird. Bei den Tübbings nach DE-Gbm 73 28 372 besitzen die steifen Längsflansche der Tübbingsegmente auf einer Geraden liegende konkave Vertiefungen bzw. konvexe Erhöhungen, die beim Zusammenbau der Segmente derart ineinandergreifen, daß zwischen zwei benachbarten Stoßflanschen eine punkt- bzw. linienförmige Berührung erfolgt und sich ein Spalt ergibt. Die Tübbingsegmente sind daher gegeneinander verschwenkbar.

Aus DE-AS 24 27 369 ist eine spaltüberbrückende Abdichtung zwischen den steifen Ringflanschen benachbarter Tübbingringe bekannt, die örtliche Längenänderungen (Dehnungen und Stauchungen) sowie Verbierungen zuläßt, ohne daß dabei die gesamte Tunnellänge sich ändert und Zug- bzw. Druckkräfte in Längsrichtung der Tunnelröhre übertragen werden. Die Abdichtung besteht aus einem elastischen Fugenband, das mittels zweier besonderer Flanschringe an den beiden benachbarten steifen Tübbing-Ringflanschen anliegend eingespannt ist. Die Nachteile dieser Konstruktion liegen vornehmlich darin, daß die einzelnen Tübbingringe untereinander weitgehend entkoppelt sind und dementsprechend keine Ausgleichsbewegungen naheliegender Ringe stattfinden können und daß unerwünschte Querverschiebungen benachbarter Ringe nicht oder nur unzuverlässig verhindert werden.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 25 27 743 ist eine Tunnelkonstruktion aus Stahlbetontübbings bekannt, bei der die Stoßfugen der Tübbingsegmente innerhalb eines Tübbingringes gegenüber den Stoßfugen des vorher eingebauten Ringes um ein gleichbleibendes Maß, in der Regel eine halbe Tübbinglänge, versetzt angeordnet sind. Dazu sind am Ringstoß langgestreckte Nuten und damit zusammenwirkende Wulste vorgesehen, so daß an vorbestimmten Kontaktpunkten eine feste, Quer- und Längskräfte übertragende Verbindung hergestellt wird.

Der Erfindung lieg*, die Aufgabe zugrunde, einen Tübbing zu schaffen, der die im Bergsenkungsgebiet notwendigen Dehnungen und Stauchungen der Tunnel-

röhre im der Weise zuläßt, daß zwischen benachbarten Tübbingringeri ein mit der Verschiebungsgröße sich im Kraftsehluß stetig ändernder Verbund vorliegt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der MetaKtübbing der eingangs genannten Art erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Ringfugenflansche des Tübbings nachgiebig ausgebildet und damit an ihrem inneren freien Rand ausbiegbar sind und daß sie im Bereich ihres innerem Randes mindestens je einen Kontaktnocken aufweisen, dessen Höhe auf die Spaltbreite zwischen benachbarten Tübbingringen abgestimmt ist und der mit dem im gleichen Bereich angebrachten Kontaktnocken des ihm gegenüberliegenden Tübbings des benachbarten Tübbingringes eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Tübbingringen darstellt. ι ο

Der Tübbing nach der Erfindung ermöglicht es, auch in Bergsenkungsgebieten schadensfreie und standsichere Tunnelröhiren zu erstellen. Durch die federartige Kopplung mittels der nachgiebig ausgebildeten Ringfugenflansche innerhalb des maximal zulässigen Verschie- 2u bungsweges is;t eine hohe Beweglichkeit gegeben, und die im Umgebungsbereich liegenden Ringe können Ausgleichbewegungen ausführen. Die erfindungsgemäße Elauart ist zudem sehr einfach, robust und wartungsfrei.

Die auf die planmäßig vorgesehene Spaltbreite zwischen benachbarten Tübbingringen abzustimmenden Kontaktnocken haben zweckmäßig eine Höhe, die gleich der halben Spaltbreite ist, so daß jedes zusammengehörige Kontaktnockenpaar durch seiyie Höhensumme die Spaltbreite ergibt.

Die letztere Bedingung kann aber auch erfüllt werden mit unterschiedlich hohen Einzelnocken des Nockenpaares,, und ihre Berührungsflächen brauchen nicht ebenflächig ausgebildet zu sein. js

Wekere vorteilhafte Ausgestaltungen des Tübbings nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 6 beschrieben. Um im Bauzustand der Tunnelröhre beim Schildvortrieb die Vortriebskräfte zu übertragen, wird die Nachgiebigkeit der Tübbingringe zweckmäßig -to durch die Maßnahmen nach Anspruch 6 vorübergehend aufgehoben.

Die Wirkungsweise der Auskleidung ist folgende:

Die Tübbings werden mit durchlaufenden Längsfugen und Ringspalten montiert und an den Längsfugenflansehen sowie an den Kontaktnocken in der Mitte der Ringfugenflansche fest miteinander verschraubt. Sobald nach Fertigstellung der Tunnelröhre die in der Längsfugenachse liegenden Distanzstücke aus den Ringspalten entfernt worden sind, besteWt die Tunnel- ^r>o röhre aus aneinandergereihten, in sich selbst steifen Tübbingringen, die miteinander nur an den Kontaktnokken verbunden sind. Tritt eine Dehnung der Tunnelröhre auf, werden die weichen Ringfugenflansche nach außen ausgebogen. Die Größe der Ausbiegung kann durch Anschlagvorrichtungen, beispielsweise Arretierschrauben, auf ein vorbestimmtes Maß begrenzt werden. Bei Stauchungen der Röhre können sich die Ringe bis auf das Maß der zwischen ihnen gelassenen Spalte zusammenschieben.

Der erfindungsgemäße Tübbing wird durch die F i g. 1 bis 7 an einem Ausführungsbeispiel erläutert Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine Ansicht der unverformten Auskleidung von innen im Bauzustand während des Vortriebs,

Fig. 2 eine Ansicht wie Fig. 1, jedoch im Gebrauchszustand

F i g. 3 eine Ansicht einer Auskleidung im Gebrauchszustand von innen bei in Tunnellängsachse gedehnter Auskleidung,

F i g. 4 eine Ansicht wie F i g. 3, jedoch bei gestauchter Auskleidung,

F i g. 5 einen Schnitt parallel zur Tunnelachse durch den Ringspalt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tübbings im unverformten Zustand der Auskleidung,

F i g. 6 einen Schnitt wie F i g. 5, jedoch bei in Längsachse des Tunnels gedehnter Auskleidung,

F i g. 7 einen Schnitt wie F i g. 5, jedoch bei gestauchter Auskleidung.

In den Fig. 1 bis 4 ist die jeweilige Belastung durch Pfeile symbolisiert.

Die Auskleidung ist aufgebaut aus Tübbings 1, zwischen denen durch Kontaktnocken 2 Spalte 3 offengehalten werden. Der Korpus des Tübbings hat die Breite k, die um die Spaltbreite s geringer ist als die Ringbreite b. Der Tübbing 1 besitzt zwei steife Längsfugenflansche 4, die mit Schrauben 5 starr mit den Flanschen der anliegenden Tübbings des Ringes verbunden sind, und zwei weiche Ringfugenflansche 6, an deren innerem Rand in der Mitte je ein Kontaktnocken 2 angeordnet ist. Aufeinanderfolgende Ringe der Auskleidung sind mit mindestens einer Schraube 7 je Kontaktnocken und Tübbing miteinander verbunden. Eine oder mehrere Arretierschrauben 8 je Tübbing begrenzen die Dehnung der Auskleidung bzw. die öffnung der Spalte 3 auf ein vorgegebenes Maß. Die Spalte zwischen den Tübbings werden im äußeren Bereich durch eine Dichtung 9 gegen das Eindringen von Wasser, Verpreßmörtel oder Boden verschlossen. Das Dichtungsprofil 9 liegt in einer Ausnehmung 10. Der außerhalb der Dichtung verbleibende Randstreifen 11 an den Tübbingseiten steht gegenüber den Außenflächen der Flansche 6 um ein geringes Maß zurück, so daß auch bei starker Stauchung keine Kantenpressung auftritt. Der Randstreifen 11 ist fasenartig abgeschrägt, so daß sich in diesem Bereich ein nach außen erweiternder Spalt 3 ergibt und etwa eingedrungene Fremdkörper bei Stauchung der Tunnelröhre herausgedrückt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Metalltübbing für die Auskleidung von im Schildvortrieb aufgefahrenen Tunneln, dessen Ränder zur Schraubverbindung mit benachbarten Tübbingsegmenten innerhalb eines Tübbingringes und Tübbings benachbarter Ringe mit umlaufenden Flanschen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfugenflansche (6) des Tübbings nachgiebig ausgebildet und damit an ihrem ι ο inneren freien Rand ausbiegbar sind und daß sie im Bereich ihres inneren Randes mindestens je einen Kontaktnocken (2) aufweisen, dessen Höhe auf die Spaltbreite (S) zwischen benachbarten Tübbingringen abgestimmt ist und der mit dem im gleichen Bereich angebrachten Kontaktnocken (2) des ihm gegenüberliegenden Tübbings des benachbarten Tübbingringes eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Tübbingringen darstellt.

2. Tübbing nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Kontaktnocken (2) gleich der halben Spaltbreite (S)'ist.

3. Tübbing nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tübbings (1) geeignete Mittel — beispielsweise Arretierschrauben (8) — so angeordnet sind, daß sie die Ausbiegung der Ringfugenflansche (6) und damit die Dehnwege zwischen aufeinanderfolgenden Tübbings (1) auf ein bestimmtes Maß begrenzen.

4. Tübbing nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Spalt (3) eine umlaufende Dichtung (9) angeordnet ist und daß der demgegenüber außerhalb liegende Randstreifen (11) jeder Tübbingseite gegenüber der Außenfläche des Ringfugenflansches (6) um ein geringes Maß -■"> zurücksteht, so daß sich in diesem Bereich ein entsprechend erweiterter Spalt (3) ergibt.

5. Tübbing nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb der umlaufenden Dichtung (9) liegende Randsteifen (11) fasenartig 4i> abgeschrägt ist.

6. Tübbing nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsfugenflansche (4) steif und kürzer als die Tübbingbreite (b) ausgebildet sind und im Bauzu- -f» stand in der Achse der durchlaufenden Längsfugen geeignete Distanzstücke (12) so eingebaut sind, daß eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Längsfugenflanschen (4) der Tübbings (1) aufeinanderfolgender Tübbingringe entsteht.