DE2727104A1

DE2727104A1 - Verbindbare betonsegmente fuer tunnelauskleidungen

Info

Publication number: DE2727104A1
Application number: DE19772727104
Authority: DE
Inventors: Norman Stanley Thomas
Original assignee: FAIRCLOUGH CONSTRUCTION GROUP Ltd
Current assignee: FAIRCLOUGH CONSTRUCTION GROUP Ltd
Priority date: 1976-06-21
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1977-12-29
Also published as: US4104885A; DK274777A; IT1092452B; IE45518B1; FR2362267A1; IE45518L; LU77587A1; NL7706828A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf verbindbare Betonsegmente für Tunnelauskleidungen sowie auf Ringe, die aus solchen Segmenten zusammengesetzt sind, insbesondere für Tunnels mit glatter Innenoberfläche.

Segmente für Tunnelauskleidungen mit glatter Innenoberfläche haben den Vorteil den mit Ausnehmungen und durch Bolzen verbundenen Segmenten gegenüber, daß bei Tunnels, die mit
ihnen ausgekleidet sind und für den Strom von Flüssigkeiten
gedacht sind, keine zusätzliche Auskleidung in situ gegossen
zu werden braucht, nachdem die Segmente zusammengesetzt sind. Gegenwärtig gibt es zwei Arten glatter Segmente. Bei Tunnels, die in gut zusammenhängendem festem Grund, wie beispielsweise

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Postscheck: Hannomr2ase5B-aOB(BLZ25010030) - Commerzbank' Hannover 3348013 (BLZ 250 400 66) - Deutsch· Bank Hannover: 22/42030 (BLZ 25070070)

ORIGINAL INSPECTED

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in Londoner Ton, vorgetrieben werden, können gegen das Gebirge hinter einem Vortriebsschild zusammengebaut werden und können dann aufgerichtet werden, so daß sie einen dichten kreisförmigen Ring bilden_fbhne daß ein Zwischenraum zwischen^den Segmenteit ιίη\ί4ίβΐη Gebirge entsteht. '■'-'■''''·-■

VV? f r.fiippi ο^^ηηθ1 ^Sir·' die in weniger festem Boden vorgetrieben werden, werden glatte Segmente verwendet, die an einer abgelegenen Stelle hergestellt werden und entweder in Verbindung mit einem Vortriebsschild oder ohne, worauf dann der ringförmige Raum zwischen den Segmenten und dem Gebirge mit Beton ausgefüllt wird. Bis zum Ausfüllen des Zwischenraums und dem Abbinden des Betons müssen die Segmente von innen her geschützt werden.

··■·..·;.'T-o ; ?i-.ln-heffköisiklichei:; Weise besteht diese Abstützung aus :%&i-tM^^Xg3ij^xtijcditQ^eiV.''ßtj|1t;'Zefi-.und Balken innerhalb der Segment a>i wobei dieser Kterüsfcbau zur Abstützung eine erhebliche Zeit verschlingt, sowohl für das Aufbauen als auch wieder für Abbauen, un£rauÄerdem-.wird.- dadurch die Bewegungsfreiheit desl· Tunneiks beeinträchtigt. :voriliUegende; Erfindung schlägt nun ein Betonsegment

: für eine TUnnelauskrleidung vor, das ein Ait elftem Ende eines identischen Segments 'verbindbares Ende aufweist, wobei das

!anliegende Segment vermittels Verbindungsdübel, die von einem Ende des Segments, Vielehes von dem am anderen Segment anliegenden Ende abgelegen ist, eingesetzt werden oder von einer Seite des Segments innerhalb zweier Kanäle innerhlab des Segments, wobei jeder Kanal sich durch das Ende des Seqments hindurch-

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erstreckt und in das Ende des anlieqenden nächsten Seqments hinein. Die Kanäle verlaufen dabei unter rechten Winkeln zueinander, so daß die Segmente fest zusammenaehalten werden, wenn die Dübel in ihrer Stellung sind.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine ringförmige Tunnelauskleidung vorgeschlagen, die aus einer Mehrzahl von Betonsegxnenten besteht, die Ende an Ende miteinander verbunden sind.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Tunnelauskleidung, die eine Mehrzahl solcher ringförmiger, nebeneinanderliegender Ringe umfaßt.

Bei einar Ausgestaltung der Erfindung ist das Segment an jedem Ende mit zwei kanalfönaigen Teilen ausgestattet, die unter einem Winkel zueinander verlaufen innerhalb des Segments und mit entsprechenden Kanalteilen in dem Ende des anliegenden Segments übereinstimmen, so daß sich zwei Kanäle ergeben, wobei ein Kanalteil an jedem Ende des Segments sich in eine der Seitenflächen des Segments öffnet. Auf diese Weise können von einer Seite des Ringes Dübel eingesetzt werden, wobei diese Seite im allgemeinen die vordere Seite des Ringes ist, wenn eine Serie von Ringen Seite an Seite bzw. einer nach dem anderen miteinander verbunden wird.

Bei einer anderen Ausgestaltung ist das Segment mit zwei Kanalteilen ausgestattet, die unter einem rechten Winkel zueinander innerhalb des Segments verlaufen und von einem ersten zs des zweiten Ende des Segments führen, wobei diese

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kanalförmigen Teile am ersten Ende mit den entsprechenden Kanalteilen in dem zweiten Ende eines anliegenden identischen Segments fluchten.

Bei dieser Ausgestaltung können die Dübel vom freien Ende eines Segments eingesetzt werden, weil der Ring aus Segmenten zusammengesetzt bzw. aufgebaut ist.

Das Segment ist vorzugsweise so gestaltet, daß das eine Ende eine hervorstehende Zunge oder Flansch zwischen planen Flächen aufweist, die seitlich am Segment verlaufen, wobei die Spitze der Zunge oder des Flansches nach der einen Seite des Segments hin versetzt ist, während das andere Ende des Segments von komplementärer Gestalt ist, um sich gegen das Ende eines anliegenden Segments anzulegen. Diese Ausgestaltung ergibt Ringe von außerordentlich großer Festigkeit. Die Seiten eines jeden Segments sind vorzugsweise mit Mitteln versehen, so daß aufeinanderfolgende Ringe miteinander verbunden werden können, beispielsweise vermittels Abstufungen oder horizontaler Dübelverbindungen. Die Ringe können auch vermittels gekrümmter Verbindungsmittel verbunden werden, die durch gekrümmte Kanäle in den Seiten der Kanäle laufen, wobei jede öffnung an dem einen Ende auf einer Seite des Segments und das andere Ende in einer Ausnehmung in der inneren Oberfläche des Segments verlaufen, durch welche das Verbindungsmittel hindurchgesteckt werden kann. Die Ausnehmung kann hinterher nach der Verbindung ausgefüllt werden, um eine glatte innere

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Oberfläche zu schaffen. Die Segmente können auch mit Bohrungen oder Löchern versehen werden, die sich zwischen ihren inneren und äußeren Oberflächen erstrecken, so daß man Material einsparen kann, um den ringförmigen Raum zwischen der Auskleidung und dem Gebirge auszufüllen. Außerdem können sie mit peripheren Ausnehmungen versehen sein,so daß die zusammengebaute Tunnelauskleidung gedichtet werden kann, damit man Wasserdichtigkeit erhält.

Der Ring kann ein Schlüsselsegment enthalten, das zwischen zwei benachbarten Segmenten liegt (Schlußstein). Nach einer Ausgestaltung ist dieses Schlüsselsegment oder der Schlußstein mit kanalförmigen Teilen ausgestattet, die an jedem Ende mit Kanalteilen der anliegenden Enden der benachbarten Segmente fluchten, so daß sich Kanäle ergeben, die unter rechten Winkeln einander schneiden, so daß durch Einfügung des Schlußsegments oder Schlußsteins die beiden benachbarten Segmente durch Einsetzen entsprechender Dübel in die Kanäle gehalten werden. Die kanalförmigen Teile des Schlußsteins können sich zur einen Seite des Segments hin öffnen, so daß es möglich ist, Dübel von dem vornliegenden Ende der Tunnelauskleidung aus eines bereits gebildeten Ringes einzusetzen. Es ist aber auch möglich, daß sie sich zum Innern der Oberfläche des Segments hin öffnen, so daß das Einsetzen von innerhalb des Ringes aus geschehen kann.

Bei einer anderen Ausgestaltungsform kann der Schlußstein und die benachbarten Segmente mit radialen Stirnflächen versehen sein und die Flächen des Schlußsteines haben jeweils eine

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über den Umfang nach außen ragende, mit einer Öffnung versehene Stange und die Flächen der benachbarten Segmente jeweils einen Schlitz, so daß die zugehörige Stange darin Aufnahme finden kann. Die benachbarten Segmente sind mit einer axialen Ausnehmung versehen, um Dübel aufzunehmen, die da hindurchgesteckt werden und durch die Ausnehmungen in der entsprechenden Stange. Die Dübel sind praktisch Verankerungsmittel für die Stange.

Bei einer anderen Ausgestaltungsform ist der Schlußstein mit wenigstens einem Schloß an jedem Ende ausgestattet, das mit einer Öffnung versehen ist, während die anliegenden Enden der benachbarten Segmente entsprechende Schloßmittel mit Ausnehmungen aufweisen, die mit den Ausnehmungen des Schlußsteines fluchten, wobei der Schlußstein vermittels Dübel verankert wird, die durch die Ausnehmungen hindurchgehen. Eine Ausnehmung in der inneren Oberfläche des Schlußsteines kann vorgesehen werden, damit Dübel eingesetzt werden können, und zwar vom Innern des Tunnelringes aus, worauf dann die Ausnehmung mit einem Mörtel ausgefüllt wird, so daß sich eine glatte innere Oberfläche ergibt.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen für eine erfindungsgemäße Tunnelauskleidung für Ringe und Segmente beschrieben, wobei auf die in den Zeichnungen dargestellten Beispiele Bezug genommen wird.

In der Zeichnung stellen dar:

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Fig. 1 eine Ansicht von außen auf einen Teil einer Tunnelauskleidung im Vorgang des Aufbaues, wobei der Gerade aufgebaute eine Ring zu sehen ist und zwei Segmente gerade zusammengesetzt werden, die den nächsten Ring der Auskleidung bilden,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Segments, das für einen Ring gemäß Fig. 1 verwendet wird, und zwar in einer Stellung, die von dem Schlußstein oder Schlußteil abgelegen ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Endes eines Segments nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht auf die innere Oberfläche eines Teiles einer Tunnelauskleidung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von unten nach oben gegen den Schlußstein und die beiden benachbarten Segmente,

Fig. 6 einen Schnitt durch zwei zusammengesetzte Segmente in benachbarten Ringen nach einer anderen Ausgestaltungsform der Erfindung,

Fig. 7 einen Schnitt zweier Segmente in benachbarten Ringen gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung,

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Fig. 8a bis 8f Ausgestaltungen der Verbindungsstellen benachbarter Segmente gemäß weiterer Ausgestaltungen der Erfindung,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht vom vorderen Ende her und schräg von der Seite auf einen Ring für eine Tunnelauskleidung im Laufe des Zusammenbaues nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht von unten gegen den Schlußstein oder das Schlußsegment und zwei benachbarte Segmente, die Teile des Ringes bilden, der in Fig. 9 gezeigt ist,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines umgekehrten Segments, das Teil eines Ringes nach Fig. 9 bildet,

Fig. 12 eine axiale Ansicht eines Ringes gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung unter Verwendung verschiedener Arten von SchlußSegmenten,

Fig. 13 eine Ansicht eines Schlußsegments in dem Ring nach Fig. 13 von oben gesehen,

Fig. 14 ein vergrößertes Detail, das die Zusammensetzung des Schlußsegments nach Fig. 13 zeigt.

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Fig. 15 eine axiale Ansicht einer Verbindungsstelle zwischen einem Schlußsegment und einem benachbarten Segment gemäß der Erfindung unter Verwendung einer anderen Ausgestaltung eines Schlußsegments,

Fig. 16 eine Ansicht eines Schlußsegments nach Fig. 15 zwischen zwei benachbarten Segmenten unter Verwendung einer Verbindungsfuge gemäß Fig. 15,

Fig. 17 Teile der Fig. 16 im vergrößerten Maßstab und

Fig. 18 einen Schnitt durch zwei miteinander verbundene benachbarte Ringe, die die Art der Verbindung benachbarter Segmente gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zeigt.

In Fig. 1 ist ein Ring für eine Tunnelauskleidung gezeigt, der aus einer Mehrzahl von Segmenten besteht, die aus Beton in blockförmiger Gestalt gegossen sind und eine Dichte von 90 bis lbs/cu.ft. aufweisen. Die Enden zweier benachbarter Segmente 10 und 11 liegen gegeneinander, und die Enden zweier Segmente 10a und 11a im benachbarten Ring sind ebenfalls gezeigt. Das Segment 10 ist mit einem inneren kanalförmigen Teil ausgestattet, <jas von der vorderen Stirnseite 13 (das ist die Seite, die von dem zusanunengebauten Teil der Tunnelaus-

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kleidung abgelegen 1st) zum Ende des Segments führt, wobei ein blinder Kanalteil 14 in diesem Ende gebildet ist. Das anliegende Segment 11 ist mit einem kanalförmigen Teil 15 ausgestattet, das von der vorderen Stirnseite 16 bis zu seinem Ende geht und mit einem blinden Kanalteil 17, der ebenfalls in dem Ende gebildet ist. Die Kanalteile 12 und 14 innerhalb des Segments 10 fluchten mit den Kanalteilen 17 und 15 in dem Segment 11, so daß zwei Kanäle entstehen, die unter einem Winkel zueinander verlaufen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, verlaufen die Kanäle unter einem Winkel von 90° zueinander, aber ein Winkel von ungefähr 40 bis 90° ist durchaus befriedigend. Jeder Kanalteil 12, 14, 15 und 17 verläuft unter einem Winkel von 45° mit der entsprechenden zugeordneten vorderen Kante 13 und 16 des entsprechenden Segments. Aus Metall bestehende Dübel 18 und 19 werden in diese Kanäle eingesetzt und halten die Segmente 10 und 11 zusammen.

Die bevorzugte Gestalt für die Enden der Segmente (und zwar für die, die nicht dem Schlußstein benachbart sind) sind in Fig. 2 und 3 gezeigt. Ein mittleres Teil des einen Endes eines Segments ist mit einer hervorstehenden Zunge oder einem Flansch 20 ausgestattet, der von nach außen weisenden planen Flächen 21 und 22 begrenzt ist. Die Spitze 23 dieser Zunge ist zur zurückliegenden Seite 24 des Segments hin versetzt. Ein kanalförmiges Teil 12 verläuft von der vorderen Seite 16 durch die Fläche 22, und das andere kanalförmige Teil 14 ist in der vorderen Fläche 21 gebildet. Die

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Zunge ist begrenzt auf jeder Seite durch die Flächen 25 und 26, die in getrennten parallelen Ebenen liegen senkrecht zu den Seiten der Segmente. Das andere Ende des Segments ist so gestaltet, daß es die Zunge 20 eines benachbarten Segments aufnehmen kann und ist dadurch mit einer Ausnehmung versehen, die durch plane Flächen 31 und 32 gebildet ist. Das Kanalteil 15 erstreckt sich zwischen der Stirnseite 16 des Segments und der vorderen Fläche 31. Das Kanalteil 17 erstreckt sich bis hinter die zurückliegende Fläche 32. Die Ausnehmung ist begrenzt durch Flächen und 34, die in getrennten parallelen Ebenen liegen und den Endflächen 25 und 26 entsprechen, so daß die Verbindung, d. h. die Berührung zwischen der vornliegenden Kante und den Flächen 25 und 33 zweier Segmente in einem Ring versetzt erfolgt bis zu der Berührungsstelle der hintenliegenden Kante und den Flächen 26 und 34 eines entsprechenden Paares von Segmenten in einem benachbarten Ring (Fig. 4). Der Vorteil der Verwendung dieser Ausbildung der Enden, die in Fig. 1 bis 3 dargestellt sind, ist der, daß die sich ergebende Verbindungsfuge zwischen den Segmenten größere Festigkeit aufweist als die, die man erhalten kann, wenn andere Ausgestaltungen verwendet werden.

Die Ausgestaltung am Schlußsegment ist in Fig. 5 gezeigt. Aus der Figur erscheint es, daß die Segmente 51 und in der Nähe des Schlußsegments 53 Zungen und Ausnehmungen der oben beschriebenen Art haben, und zwar dort, wo sie von dem

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Schlußsegment abgelegen sind. Ihre Enden jedoch, die sich gegen das Schlußsegment anlegen, das das Bezugszeichen 52 trägt, sind plan. Das Segment 51 ist mit einem Kanalteil 54 ausgestattet, der von der vorderen Stirnfläche 55 zu diesem planen Ende führt und in einem blinden Kanalteil 56 weitergeht, das in dem planen Ende liegt. Das Segment 52 besitzt einen ähnlichen Kanal 57, der von der vorderen Stirnseite 58 bis zum planen Ende verläuft und einen blinden Kanalteil 59 in dem planen Ende. Das Schlußsegment 53 ist mit Kanalteilen 60 und 61 versehen, derart, daß beim zusammengebauten Ring die Kanalteile 54 und 61 und 59 und die Kanalteile 56, 60 und 57 miteinander fluchten, so daß sich zwei Kanäle ergeben, die einen Winkel miteinander bilden. Verbindungsdübel werden dann in diese Kanäle hineingesteckt, so daß die Segmente 51 und 52 und das Schlußsegment 53 zusammengehalten werden. Fig. 1 zeigt einen Teil einer Tunnelauskleidung, wobei ein Ring der Auskleidung zusammengebaut ist durch Zusammensetzen der Seitenränder von Segmenten in den unteren Teilen derselben und Hindurchschlagen von Verbindungsdübeln in die Kanäle innerhalb der Segmente. Weitere Segmente sind angefügt, bis sich der Ring fast vervollständigt hat. Danach werden die mit planen Enden versehenen Segmente 51 und 52 angesetzt und das Schlußsegment 53 eingefügt und in seiner Stelle fixiert. Der benachbarte Ring kann vermittels einer Stufenverbindung (Fig. 6) oder vermittels horizontaler Dübel (Fig. 7) angesetzt werden. Die

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Verbindungen zwischen aufeinanderfolgenden Ringen sind vorzugsweise gleich weit um diese herum voneinander getrennt, so daß aufeinanderfolgende Ringe relativ zueinander gedreht werden können und dann immer noch die Verbindungsmittel von dem vorangehenden als auch von dem nachfolgenden Ring aufnehmen können. Das Schlußsegment, welches verwandt wird, braucht nicht oben im Ring zu liegen, sondern kann sich auch in Uhrzeigerrichtung und in Gegenuhrzeigerriehtung relativ zum oberen Ende des Ringes verschieben. Eine mögliche Methode, die Ringe miteinander zu verbinden, ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt. In gleich weitem Abstand sind in der vornliegenden Stirnfläche des Ringes Verbindungsdübel 70 angeordnet. Die Dübel können in die Segmente eingegossen sein, wenn diese hergestellt werden oder sie können in Bohrungen eingesetzt werden, die in der Stirnseite gebildet sind, wenn die Verbindungsdübel auch eingesetzt werden. Die Dübel finden Aufnahme in entsprechenden Ausnehmungen 71, die in der zugekehrten äußeren Oberfläche des hinten liegenden Randes des nächsten Ringes gebildet sind. Füllmaterial wird dann unter Druck durch radial sich erstreckende Kanäle (nicht gezeigt) eingespritzt, so daß der ringförmige Teil zwischen der Auskleidung und dem Gebirge ausgefüllt wird. Dieses Füllmaterial füllt auch die Ausnehmungen71, sofern solche vorhanden sind, aus. Die Randkanten der inneren Oberfläche der Segmente sind so ausgebildet, daß sie kleine schmale Vertiefungen bilden (nicht gezeigt),

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die in und zwischen den benachbarten Ringen liegen und die ein Dichtungsmittel aufnehmen können, damit absolute Wasserdichtigkeit der Tunnelauskleidung gewährleistet ist.

Die oben beschriebene Konstruktion hat den Vorteil, daß die Fertigstellung der inneren Oberfläche sehr leicht vonstatten gehen kann und keinerlei Beton erfordert. Der Ring, wenn er einmal zusammengebaut ist, trägt sich selbst und verlangt keine zeitweilige oder dauernde Trageinrichtung im herkömmlichen Sinn, die glatte Segmente für die Tunnelauskleidung enthält.

Bei der Ausgesidtung nach Fig. 9 besteht der Ring für die Tunnelauskleidung aus einer Anzahl von Segmenten, die aus Beton in Blockgestalt vorgegossen sind und eine Dichte von 90 bis 160 lbs/ cu ft. aufweisen. Die Enden zweier benachbarter Segmente 110 und 111 liegen gegeneinander. Das Segment 110 ist mit blinden inneren Kanalteilen 112 und 112a ausgestattet, die sich von dem Ende ausgehend in Richtung parallel zur Generalrichtung der inneren Oberfläche des Segments erstrecken. Das anliegende Segment 111 ist mit inneren Kanalteilen 113 und 113a ausgestattet, die von dem Ende, abgelegen von dem Segment 110, ausgehen und sich zum Ende erstrecken, das gegen das Segment 110 anliegt. Die Kanalteile 112 und 113 und die Kanalteile 112a und 113a in einem Paar aneinanderliegender Segmente fluchten miteinander, so daß sich zwei Kanäle ergeben, die einen Winkel miteinander bilden, derart, daß feste Metalldübel 114 und115 in diese Kanäle eingesetzt werden können, entweder von

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Hand oder vermittels eines pneumatischen Hammers, und diese Segmente zusammenhalten. Zusätzlich zu den Kanälen 113 und 113a ist das Segment 111 mit blinden Kanälen 116 und 116a in seiner Stirnfläche ausgestattet, die von dem Segment 110 abgelegen ist. Die Kanäle 116 und 116a des Segments 111 sind ähnlich den Kanälen 112 und 112a des Segments 110.

Die bevorzugte Gestalt für die Enden der Segmente, die nicht an dem Schlußsegment anliegen, ist in Fig. 9 mit Bezug auf das Segment 111 gezeigt. Das eine Ende des Segments ist mit einer Erhebung ausgestattet, die durch nach außen weisende plane Flächen 121 und 122 begrenzt ist und auf jeder Seite durch Flächen 125,und 126, die in Ebenen gebildet sind, welche senkrecht zu den Seiten des Segments stehen. Das andere Ende des Segments 111 ist mit einer entsprechenden Ausnehmung versehen, um die Erhebung des benachbarten ähnlichen Segments aufzunehmen und besitzt begrenzende plane Flächen 131 und 132 und an jedem Ende Flächen 133 und 134, die in parallelen Ebenen liegen und den Flächen 125 und 126 auf dem anderen Ende des Segments entsprechen. Der Vorteil der Verwendung dieser Art der Stirnseitenausgestaltung ist der, daß die Fugen zwischen benachbarten Segmenten 110 und 111 eine größere Festigkeit ergeben als sie mit irgendeiner anderen möglichen Stirnflächenausgestaltung erreicht wird. Bei der Ausgestaltung, die dargestellt ist, ist die Zunge oder die Erhebung symmetrisch gestaltet. Sie kann natürlich auch, falls das gewünscht wird, versetzt sein, und zwar in Richtung

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zur vorderen oder auch zur rückwärtigen Kante des Segments.

Die Ausgestaltung des SchluBsegments ist in Fig. 10 gezeigt. Wie aus dieser Figur zu entnehmen, haben die Segmente 151 und 152 benachbart des Schlußsegments 153 Erhebungen der oben beschriebenen Art an einem Ende, welches vom Schlußsegment abgelegen ist. Ihre anliegenden Enden jedoch, die gegen das SchluBsegment anliegen, sind plan. Das Segment 151 ist mit inneren blinden Kanalteilen 154 und 154a ausgestattet, die sich in die plane Stirnfläche öffnen, während das Segment 152 mit ähnlichen Kanalteilen 155 und 155a ausgestattet ist. Das Schlußsegment ist an seinen Enden mit Kanalteilen 156 und 156a an dem einen Ende versehen, die mit den Kanalteilen 154 und 154a fluchten und mit Kanälen 157 und 157a am anderen Ende, die mit den Kanälen 155 und 155a fluchten, so daß sich an jedem Ende des Schlußsegments zwei Kanäle ergeben, die einen Winkel miteinander bilden. Jeder der Kanäle 156, 156a, 157 und 157a erstreckt sich von dem Ende des Segments zur inneren Oberfläche desselben. Metalldübel können von innerhalb des Ringes in jeden dieser Kanäle eingesetzt werden, so daß die Segmente 151 und 152 mit dem SchluBsegment 153 verbunden werden.

Fig. 11 zeigt ein umgekehrtes Segment, das in einen Ring eingebaut werden kann. Es erstreckt sich über eine Bogenlänge, die das Doppelte der Länge eines normalen Tunnelsegments ist und ist an jedem Ende mit einer Ausnehmung ver-

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sehen, die so bemessen ist, daß sie eine Zunge am Ende eines normalen Tunnelsegments aufnehmen kann. Blinde innere Kanäle 180, 180a und 181, 181a sind an jedem Ende dieses umgekehrten Segments vorgesehen, die mit den Kanälen 113 und 113a eines normalen Segments fluchten, so daß das normale Segment mit diesem Segment nach Fig. 11 verbunden werden kann.

Der Ring kann aufgebaut werden, indem man das umgekehrte Segment an unterster Stelle anordnet und seine Enden mit den Enden normaler Segmente 110 verbindet, dann die Dübel in die Kanäle in dem Segment einführt und so die normalen Segmente mit diesem umgekehrten Segment verbindet. Daraufhin werden weitere Segmente zugefügt, bis der Ring vollständig ist. Zum Schluß kommen die Segmente 151 und 152 mit den planen Enden und das Schlußsegment 153, das dann eingesetzt und befestigt wird. Die benachbarten Ringe können nun vermittels einer Abstufung oder vermittels horizontaler Dübel miteinander verbunden werden. Die Verbindungsmittel zwischen aufeinanderfolgenden Ringen können gleichweit voneinander entfernt angeordnet sein, in welchem Falle die aufeinanderfolgenden Ringe gedreht werden können, damit sie ineinander Aufnahme finden und die Verbindungsmittel des vorangehenden und des nachfolgenden Ringes zueinander passen. Das Schlußsegment z. B., welches verwandt wird, braucht nicht oben im Ring zu liegen, sondern kann auch in ührzeigerrichtung oder Gegenuhrzeigerrichtung verdreht im Ring angeordnet sein. Mit der

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in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Ausgestaltung jedoch ist es üblich, daß benachbarte Ringe nicht relativ zueinander verdreht werden, so daß das umgekehrte Segment immer genau unten auf dem Boden des Tunnels liegt.

Ein Verfahren, die Ringe miteinander zu verbinden, ist in Fig. 9 und 10 dargestellt. In gleichweitem Abstand zueinander sind auf der vornliegenden Stirnfläche eines Ringes Dübel 170 angeordnet. Die Dübel 170 können in die Segmente bei der Herstellung eingegossen werden, oder sie können in Kanäle eingesetzt werden, die in der vornliegenden Stirnfläche gebildet sind, und zwar dann, wenn auch die Verbindungsdübel eingesetzt werden. Diese Dübel finden Aufnahme in entsprechenden Ausnehmungen 171 auf der äußeren Oberfläche der hinten liegenden Kante des nächsten Ringes.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind die Ausnehmungen 171 vorzugsweise auf beiden Seiten der Segmente gebildet, und hinter jeder Ausnehmung ist eine Bohrung oder ein Loch, das sich zur Aufnahme eines Dübels 170 in das Segment hineinerstreckt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist der, daß der Ring symmetrisch ist und jede seiner Kanten bzw. Stirnflächen als führende Stirnfläche benutzt werden kann. Füllmaterial kann unter Druck durch radiale Offnungen 172 in den Segmenten hindurchgespritzt werden, so daß der ringförmige Raum zwischen der Auskleidung und dem Gebirge ausgefüllt wird, wobei auch dieses Füllmaterial die Ausnehmungen 171 ausfüllt, falls sol-

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ehe zugegen sind. Die Kanten der inneren Oberfläche der Segmente sind so ausgebildet, daß sich schmale Vertiefungen (nicht gezeigt) ergeben, in die und zwischen die ein Dichtungsmaterial eingebracht ist, um völlige Wasserdichtigkeit der Kanalauskleidung zu gewährleisten.

Die Ausgestaltung dieser Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Bearbeitung der inneren Oberfläche leicht vor sich geht und nicht der Verwendung von Beton oder Zement bedarf. Wenn der Ring zusammengebaut ist, trägt er sich selbst und braucht keine vorübergehende oder dauernde Abstützung im herkömmlichen Sinn mit glatten Segmenten für die Tunnelauskleidung. Er kann zusammen mit einem Vortriebsschild verwandt werden.

Ohne von der Erfindung abzuweichen, können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. So kann z. B. die Anzahl der Segmente und ihrer Durchmesser verändert werden, je nachdem, welchen Durchmesser der Tunnel haben soll. In der Ausgestaltung nach Fig. 12 ist ehe Betontunnelauskleidung in Form eines Ringes 201 dargestellt, der aus Segmenten 202 besteht und aus einem umgekehrten Segment 203 wie in Fig. 9. Das Schlußsegment 205 ist mit radialen Stirnflächen 206 ausgestattet und mit in Umfangsrichtung verlaufenden Stangen 207, die eine öffnung 208 aufweisen.

Jedes der angrenzenden Segmente 205 hat an seiner innen liegenden Fläche 209 in der Nähe des Schlußsegments radiale Stirnflächen und wie am besten aus Fig. 14 hervorgeht,

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einen in umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 210 mit abgeschrägten Wänden 211. Eine Ausnehmung 212 ist in jedem der angrenzenden Segmente 205 gebildet, die mit der Ausnehmung 208 in der Stange 209 fluchtet, wenn letztere völlig in dem Schlitz 210 sitzt. Ein Verschluß-oder Verankerungsdübel 213 wird dann durch die öffnung 212 hindurchgesteckt und durch die öffnung 208, so daß das Schlußseqment 204 mit dem anqrenzenden Seqment 205 verankert wird. Beim Errichten der Tunnelauskleidunq ist natürlich nur die axial lieqende Stirnfläche des letzten errichteten Rinqes zuqänqlich. Deshalb müssen die Düber .213 von der anderen Seite des neu errichteten Ringes aus zurückgeschlagen werden.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 15, 16 und 17 umfaßt der Ring ein Schlußsegment 304 und angrenzende Segmente 305 mit radialen Stirnflächen 306, wie in der Ausgestaltung nach Fig. 12, 13 und 14 zu sehen. In diesem Falle jedoch ist jede Endfläche des SchIuβsegments mit zwei Stahlzungen 314 versehen, während die angrenzenden Flächen der Segmente entsprechende Stahlzungen 315 aufweisen. Diese Zungen haben Löcher 316, die miteinander fluchten, wenn der Ring zusammengesetzt ist und die Dübel 317 aufnehmen, so daß das Schlußsegment und die angrenzenden Segmente miteinander verankert sind. Wie am besten aus Fig. 16 zu ersehen ist, ist das Schlußsegment mit einer Ausnehmung 318 versehen, die sich nach innen zum Ring hin öffnet, so daß die Dübel 317 eingesetzt werden können, wenn

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das Schlußsegment in Stellung ist. In dem Schlußsegment sind Sacklochbohrungen 319 angeordnet, damit die Dübe' eingesetzt werden können.

Damit das Schlußsegment eingesetzt werden kann, sind Schlitze 320 vorgesehen in diesen SchlußSegmenten, die beim Einsetzen die Zungen 315 aufnehmen. Wenn der Rest des Ringes zusammengebaut ist, wird das Schlußsegment von innerhalb des Ringes her in seine endgültige Stellung gebracht. Es werden die Dübel 319 von den Ausnehmungen 318 aus eingesetzt und dann können diese Ausnehmungen mit einem Zementmörtel oder einem anderen Material ausgefüllt und die Oberflächen glatt bearbeitet werden.

Eine andere Einrichtung zur Verbindung benachbarter Ringe ist in Fig. 18 gaeigt. In diesem Falle sind die aneinander-1legenden Segmente benachbarter Ringe 401 mit bogenförmigen Kanälen 402 ausgestattet, die jeweils an den Seiten der Segmente in öffnungen enden, die zueinander ausgerichtet liegen, so daß sich ein entsprechend bogenförmiger oder gekrümmter Kanal ergibt, der ein entsprechend geformtes Verbindungsmittel 403 aufnehmen kann. Die anderen Enden des Kanals 402 enden in Ausnehmungen 404 auf der Innenseite der Wand eines jeden Segments. Die Ausnehmungen 404 sind so gestaltet, daß das steife, gekrümmte Verbindungsmittel in den Kanal eingeführt werden kann und wie aus der dargestellten Ausführungsform hervorgeht, in Verlängerungen der Kanäle 402 liegen, jedoch einen größeren Durchmesser aufweisen.

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V.

Wenn die Ringe miteiander verbunden sind durch die Verbindungsmittel 403 werden die Ausnehmungen 404 vermittels eines vorgeformten Stopfens oder vermittels eines Füllmaterials ausgefüllt, so daß sich eine glatte innere Oberfläche des Ringes ergibt.

In der Ausgestaltungsform nach Fig. 18 ist das Verbindungsmittel ein bogenförmig gekrümmter Bolzen mit Gewinde an beiden Enden, auf die Muttern geschraubt werden können. Der gekrümmte Bolzen kam auch an dem einen Ende eine Mutter tragen und am anderen Ende einen vorgeformten Kopf. Der Bolzen kann auch durch eine Stahlklammer oder einen nachträglich eingesetzten Stahlanker ersetzt sein.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verbindbare Betonsegmente für Tunnelauskleidungen und daraus hergestellte Ringe, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente eine Endausgestaltung aufweisen, die mit dem Ende eines anderen identischen Segments verbindbar ist vermittels Verbindungsdübeln (114, 115), die von einem Ende des Segments, welches von dem anliegenden Ende desselben abgelegen ist, einsetzbar sind oder von einer Seite des Segments in zwei Kanäle innerhalb der Segmente (12 und 1$ und (15 und 17), wobei jeder Kanal sich durch das eine Ende des Segments und in das andere Ende des anliegenden Segments (10 bzw. 11) erstreckt und die Kanäle so angeordnet sind, daß sie einen Winkel miteinander bilden, wobei die Segmente (10, 11) durch die Dübel in ihrer Stellung gehalten sind.

2. Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende zwei Kanäle (12 und 14) und (15 und 17) gebildet sind, die unter einem Winkel zueinander verlaufen und mit den entsprechenden Kanalteilen im anderen Ende des anliegenden Segments (10, 11) fluchten, so daß sich Kanalpaare ergeben, von denen ein Kanalteil (12 und 15) an jedem Ende des Segments in die Stirnfläche des Segments sich öffnet.

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3. Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kanalteile unter einem Winkel zueinander innerhalb des Segments angeordnet sind und sich von einem Ende zum zweiten Ende des Segments erstrecken, wobei diese Kanalteile am ersten Ende mit den entsprechenden Kanalteilen in dem zweiten Ende des anliegenden identischen Segments fluchten.

4. Segment nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch_qekennzeichnet, daß das eine Ende des Segments mit einer hervorstehenden Zunge zwischen planen Flächen ausgestattet ist, die sich an den Seiten des Segments erstrecken, wobei die Spitze (23) der Zunge zur Innenseite des Segments hin versetzt ist, während das andere Ende des Segments mit einer komplementären Ausnehmung versehen ist.

5. Segment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten mit öffnungen zur Aufnahme von Dübeln ausgestattet sind, um aneinanderliegende Seitenflächen benachbarter Segmente zu verbinden.

6. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch_gekennzeichnet, daß die eine Seite mit einer Abstufung und die andere Seite mit einer komplementären Ausgestaltung versehen ist, so daß die eine Seite eine Verbindung zwischen aneinanderliegenden Seiten benachbarter Segmente bildet.

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ORIGINAL INSPECTED

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7. Seqment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es mit nach innen qerichteten qekrümmten Kanälen versehen ist, wobei ieder qekrümmte Kanal (402) sich mit einem Ende in der Stirnfläche des Seqments öffnet und mit der entsprechenden öffnunq des qekrümmten Kanals in dem benachbarten identischen Seqment fluchtet, so daß ein entsprechend qekrümmtes Verbindunqsmittel (403) einsetzbar ist und wobei sich der qekrümmte Kanal mit seinem anderen Ende in einer Ausnehmung (404) endet, über die das Verbindunqsmittel einsetzbar ist.

8. Seqment nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch_gekennzeichnet, daß eine Anzahl solcher Betonsegmente einen Ring zur Tunnelauskleidunq bilden.

9. Seqment nach Anspruch 8, dadurch_gekennzeichnet, daß es ein Schlußsegment (53, 153) enthält, das zwischen anliegenden Segmenten liegt, wobei das Schlußsegment mit Kanälen versehen ist, die an jedem Ende mit Kanälen in den anliegenden Segmenten fluchten, so daß sich Kanäle ergeben, die einen Winkel miteinander bilden und der Zusammenbau des Segments und der beiden angrenzenden Segmente vermittels einsetzbarer Dübel gehalten sind.

10. Segment nach Anspruch 9, dadurch_2£kennzeichBt, dafldie Kanäle des Schlußsegments in die eine Oberfläche desselben einmünden.

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11. Segment nach Anspruch 9, dadurch^gekennzeichngfc, daß die Kanäle des Schlußsegments in die innere Oberfläche des Schlußsegments einmünden, so daß die Dübel von innerhalb des Ringes aus einsetzbar sind iPtg·

12. Aus Segmenten bestehender Ring nach:Anspruch» 8y-9§lS§!l!i2§i£lHi§£' daß ^{er e}iⁿ Schlußsegment enthält, das zwischen benachbarten Paaren von Segmenten liegt, wobei das Sehlußsegment mit radialen Endflächen versehen.1st, die< jeweils eine in Umfangsrichtung verlaufende, nach j außen- ragen<ie„ >mit ₍ einer Bohrung versehene Stange enthalten and die angrenzenden Segmente radiale Endflächen aufweisen« die mit einem Schlitz versehen sind, in dem die Stange Aufnahme findet, wobei jedes angrenzende Segment mit einer axialen Ausnehmung versehen ist, in die ein Verankerungsdübel einsteckbar ist, der auch durch die öffung (208) der entsprechenden Stange (207)des Schlußsegments (204) hindurchgreift (Fig. 12). .,.

13. Ring nach Anspruch 8, 2gkennzeichnet_durch einen Schlußstein zwischen einem Paar benachbarter Segmente, wobei der Schlußstein wenigstens eine Zunge ar/jedem Ende aufweist mit einer Ausnehmung (316) und das anliegende Ende eines jeden benachbarten Segments eine entsprechende Zunge aufweist, ebenfalls mit einer Ausnehmung, die mit der Ausnehmung der Zunge des entsprechenden Endegfles Schlußsteines fluchtet

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und in die ein Verankerungsdübel einsetzbar ist (Fig. 15 und 17).

14. Ring nach Anspruch 13, dadurch_gekennzeichnet, daß das Schlußsegment mit einer öffnung (319) versehen ist im Innern der Oberfläche des Ringes, damit der Dübel einsetzbar ist.

15. Ring nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch_gekenn-5§ΐ£ΐϊΐϊ?.£' äaB ein umgekehrtes "Segment" vorgesehen ist, das an beiden Enden mit blinden innenliegenden Kanälen versehen ist, die mit Kanälen in den benachbarten Segmenten fluchten und zur Aufnahme von Dübeln dienen (Fig. 11).

16. Ring nach Anspruch 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente Offnungen (172) aufweisen, durch die Füllmaterial von der Innenseite auf die Außenseite der zusammengesetzten Ringe transportierbar ist.

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