-
VERFAHREN UND KONSTRUKTION ZUR AUSBILDUNG VON
-
UNTERIRDISCHEN BAUWERKEN Die Erfindung bezieht erich auf ein Verfahren
und Konstruktion zur Ausbildung von unterirdischen Bauwerken, hauptsächlich für
endgültig projektierte, grosse, unterirdische Räume, wie z. B. Metrohaltestellen,
städtische
Fueagängerunte rfCihrungen, unterirdische Parkplätze,
wobei die Form dea Hohlraumes sur Aufnahme des Bauwerkes unter der Erde für die
Aufnahme der ErddrUcke der Umgebung geeignet ist, und wenigstens teilweise durch
rückgewinnbere Tragwerke ausgebildet wird.
-
In der Baupraxis unterirdischer Bauwerke in Grossstädten, hauptsächlich
im metrobau ist es eine häufig vorkommende Aufgebe, grosse unterirdische Räume bzw.
Rauwerke auszubilden. Die Herstellung derartig grosser Räume bzw. Bauwerke, deren
Abmessungen wesentlich die Grösse der Streckentunnel Überschreiten, erfolgt meistens
sehr langsam, besonders wenn der umgebende Erdboden bautechnisch ungünstig, z.B.
sehr einbruchgefährlich ist.
-
Die Kompliziertheit der Bautechnologie und die Lengsamkeit der Herstellung
ist dann besondere auffallend, wenn der schlechte Unterboden, bzw. die oesteinumgebung
minderer Festigkeit grosse Formänderungen erleidet. In solchen Fällen sind nähmlich
zur Auebildung des Hohlraumes viel Zeit und zusitzliche Tragwerke erforderlich,
um diese Verformungen zu verhindern, oder wenigstens in zulässigen Grenzen
zu
halten. Die grösaten ochwierigkeiten werden dadurch verursacht, dass der schlectiite
Boden über den unter Abbau stehenden, bzw. schon abgebauten Hohlraum nicht richtig
Überbrücken kann, wobei durch die Umlagerung der inneren Spannungen des umgebenden
E.rdbodetis grosse Verformungen auftreten können.
-
Diese Bewegungen liegen oft in der Grössenordnung von einigen Dezimeter,
wodurch schon die Hauten an der Erdoberfläche gefährdet werden. Die Gebäude sind
fAr derartige Erdbewegungen nicht bemessen, sie können es entweder nicht, oder nur
durch sehr schweren Beschädigungen überstehen.
-
Bei der Ausbildung unterirdischerHohlräume werden zur Vermeidung vom
Einbruch des Arbeitsplatzes und zur Verminderung der schädlichen Erdbewegungen sgn.
-
Sicherungeoperationen durchgeführt, dh. es werden in das Innere des
Hohlraumes Sicherungskonstruktionen eingebaut, die zur Begrenzung der schadlichen
Erdbewegungen dienen. r;e sind zwei Arten der Sicherungekonstruktionen bekannt,
die sgn. provisorischent und die endgültigen Sicherungskonetruktionen. Die ersten
dienen nur zur Sicherung des Arbeitsplatzes gegen übermässige Verformungen während
des Baus,
letztere bilden jedoch schon einen Anteil des zu bauenden
Bauwerkes. Es ist selbstverständlich Aufgabe sowohl der provisorischen, alsauch
der endgültigen Sicherungskonstruktionen, die Belastungen der Wurde über dem auszubildenden
oder schon euegebildeten Hohlraum, dh. den sgn. "geostatischen Druck" zu übernehmen,
und damit den Hohlraum vom Einbruch zu schützen.
-
Es sind zahlreiche Möglichkeiten zur Ausbildung unterirdischer Bauwerke
und zur Ausbildung und Sinbauart dafür erforderliche provisorische und endgültige
Sicherungskonetruktionen bekannt. din grosser Teil davon basiert darauf, dass mehrere
kleinere Gänge nebeneinander oder eventuell untereinander ausgebaut werden, diese
werden der Reihe nach miteinander vereint und damit der grössere Hohlraum ausgebildet.
Jene Teile dieser kleineren Gänge, die einen Anteil des später auszubauenden Hohlreumes
bilden, können schon beim Bau mit endgültigen Sicherungeelementen versehen werden,
die schon ein Teil des im Hohlraum zu bauenden Rauwerkes bilden. Die anderen Gänge
werden mit provisorischen Sicherung konstruktionen unterstützt.
-
Bei den bekannten Verfahren zur Ausbildung unterirdischer Hohlräume
sind die eingebauten Sicherdngselemente immer "passiv", dh. sie greifen nicht mit
aktiven Kräften an der Wand des Hohlraumes an. Es bedeutet, dass die eingebaute
und mehr oder weniger eingespannte Tragkonstruktion solange nicht "srbeitet", bis
eie durch die Verformung der umgebenden Erde nicht dazu gezwungen wird. Diese Sicherungskonetruktionen
werden also erst durch das Aufliegen der Erde belastet. Da jedoch dieses Aufliegen
nur durch eine Verformung der umgebenden Erdschichten erfolgen kann, wird ein grosser
Teil der vorkommenden Xrdverformungen durch diese Tragkonstruktion nicht verhindert.
-
Ein der Verfahren zur Ausbildung unterirdiecher Räume ist das sgn.
deutsche Verfahren", bei der zuerst die Seitenwände des endgültigen Raumes entlang
Stollen mit enteprechenden aicherungsvorrichtungen gebaut werden. Dann werden die
Seitenwände des Beuobjektes nach Auslösung der provisorischen Sicherung der Stollen
aufgebaut, später wird der Raum für das Firstgewölbe unter dem Schutz provisorischer
Sicherungselemente abgebaut, und das ilirstgewdlbe auf die schon fertiggeetellten
Seitenwände gestützt aufgebaut. Schliesslich wird der restliche Teil des
Hohlraumes
abgebaut und das Schlgewölbe fertiggebaut.
-
Es bereitet kein Problem, ein derartig oder mit einem anderen Verfahren
gebautes, unterirdisches Bauwerk an die Seitenwände eines anderen schon fertigen
Baumes an@@@@chlessen. In solchen Fällen werden die Seitenwände @ntweder nachträglich
durchgebrochen, oder schon vorher mit entsprechenden öffnungen versehen. Mit diessen
Verfahren wurde die Metrostation "Moszkva ter' in Budapest, sowie einige Metrostationen
in Leningrad gebaut.
-
Ein anderes bekanntes Verfahren ist das sgn. "moskauer Verhafren".
Bei dem werden nacheinander dreu durch Tübbingen gesicherte. linienartig gebaute
Tunnel nebeneinander gebaut. Die einander benachbarten Seitenwände dei einzelnen
tunnel entlang werden die schon eingebauten Tübbinge teilweise entfernt, und zwischen
den Tunneln Durchbrüche hergestellt. Dieses Verfahren wurde bei den Metrostationen
"Baross tér", $Blaha Lujza tér", sowie beim ost-west Teil des Stationskomplexes
"Deák tér" in Budapeo,t, weiterhin bei zahlreichen hletrostationen in Moskau angewendet.
-
Das "budapester Verfahren" hat aus mehreren Gesichtspunkten Ahnlichkeit
mit dem deutschen Verfahren. hier
wird jedoch eine Säulenreihe
statt der vollen oder teilweise durchgebrochenen Seitenwände ausgebildet, wobei
die Säulen auf Hohlbalken gestellt und/oder durch Firstbalken zusammengehalten werden.
Beim Bau werden zuerst der Sohlstollen, nachher der Firststollen ausgehoben, wobei
der Platz der zu bauenden Sohlbalken und Firstbalken durch provisorische Sicherungselemente
gesichert wird. Diese Teilschbehte werden an den Stellen der zu bauenden Säulen
unter dem Schutz provisorischer Stützen miteinander verbunden. Darnach werden die
endgültigen Sohlbelken in dem dafür vorgesehenen Raum fertiggestellt, darauf die
Säulen der Reihe aufgestellt, achliesslich die Säulen mit den Firstbalken verbunden.
Abhängig von den Abmessungen des zu bauenden Raumes können mehrere derartige Säulen-Balkenkonstruktionen
nebeneinander gebaut werden. lach Fertigstellung der Säulenreihen wird der Teil
des Hohlraumes um das Firstgewölbe analog dem deutschen Verfahren abgebaut, später
- unter dem Schutz von Sicherungskonstruktionen - auch die unteren Teile.
-
Mit diesem budapester Verfahren wurden geräumige, durch schlanke Säulen
unterstützte Hallen hergestellt; zur Ausbildung der Passagierräume der Metrostationen
zeigt
sich dieses Verfahren für wesentlich günstiger und ästhetisch auch viel gelungener,
sls sowohl des deutsche, alsauch das moskauer Verfahren. Bei denen wird nähmlich
der Platz für die Bewegung der Passagiere durch die breiten Pfeiler wesentlich eingeengt.
-
Die bekennten Abbauverfahren für unterirdische Bauwerke haben nicht
nur die gemeinsame Eigenschaft, dass grössere Holräume immer aus kleineren Hohlräumen,
z.B. durch Verbindung mittels Durchbrüche hergestellt werden, sondern auch die bigenschaft,
dass die kleinerer. Hohlräume nur zeitlich verschoben abgebaut werden können.
-
Bei derartigen Bauverfahren fur unterirdische Räume können nur voneinander
entfernte Tunnel gleichzeitig gebaut werden. In nebeneinander liegenden Tunneln
kann nähmlich der Erdabbau erst dann gleichzeitig erfolgen, wenn der eine Tunnel
schon endgültig fertiggestellt ist, oder wenigstens durch Sicherungskonstruktionen
grosser Belastbarkeit abgestützt ist.
-
Aus den erwähnten Gründen, hauptsächlich durch den Zeitlich verschobenen
Abbau der einzeonen Teilhohl# räume nehmen die Bauverfahren viel zeit in Anspruch
Erfahrungsgemäss
ist es auch sehr ungünstig, dass die stehengelassenen "Pfeiler" bzw. "Trennwände"
zwischen den kleineren Hohlräumen erhalten infolge der Lastumlsgerungen durch die
Bearbeitung der benachberten Erdschicnten grosse, oft sehr ungünstig superponierte
Krafteinwirkungen, wobei oft eine mehrfache der eingentlichen "primären" Erdspannung
entstehen kann. Aus diesem Grund muss bei den stehengelassenen Pfeilen bzw. Trennwänden
mit sehr grossen Formänderungen gerechnet werden. Nach tiefbautechnischen Erfahrungen
können diese grossen Verformungen durch die gewöhnlichen "pessiven" Sicherungskonstruktionnen
nicht verhindert werden, sie körben höchstens in einer späteren Phase ihrer Entstehung
begrenzt werden.
-
Die Ausbildung grosser unterirdischer Räume aus kleineren Hohlraumes
ist auch deswegen schwierig und umständlich, weil die Mechnisierung dieser Arbeitagänge
nur sehr schwer oder gar nicht verwirklicht werden kann. Wegen letzterem nehmen
diese Bauarbeiten viel Zeit in Anspruch. Ungünstig ist noch, dßss hier viele schwere
körperliche Arbeit erforderlich ist, und diese Arbeit meist unter sehr schlechten
Bedingungen geführt werden muss. Aus den erwähnten Gründen
werden
die grossen unterirdischen Bauwerke oft nicht durch ein der vorhin erwähnten Abbaumet@ahren
hergestellt, sondern durch die sgn, "offene Bauweise".
-
Die offene Bauweise hat jedoch den bekannten Nechteil, dass die Erdechichten
über dem Bauwerk während dem Bau entfernt werden müssen. Dies ist aber nicht immer
möglich - z.B. durch schon etehende Bauten -, oder kann nur durch eine langfristige
Umleitung des Strassenverkehrs verwirklicht werden.
-
Aus obigen Gründen wird es weltweise angestrebt, grosse unterirdische
Bauwerke mit einem Verfahren aufzubauen, bei dem die Erdschichten oberhelb des unterirdischen
Raumes für das Bauwerk ungestört, und möglichst unbewegt bleiben. Diese Bewegungslosigkeit
ist hauptsächlich aus dem Grund erforderlich, damit die Obertagebauwerke# und Gebäude
nicht beschädigt werden.
-
Die Bautechnologie für grosse unterirdische Bauwerk ke wurde im letzten
Jahrzehnt stark entwickelt, wo teltweise in Grosetbdten die offene Bauweise durch
die tiefe Etreckenführung im Metrobau abgelöst wurde. Als eine Stufe dieser Entwicklung
wurden die Victoria-Linie in Londen, sowie die Metro in Leningrad
und
Moskau gebaut. Hier wurden die angenähert zylindrischen Tunnel mittels Bohrechilder
hergestellt, nachher in Ringen schnell die Wandung aufgebaut, schliesslich die Wandung
durch tangentiale Kräfte ruseinsndergespreiet.
-
Bei einer anderen Verfahren wobei ein elypsen- oder kreivechnittförmige
Wölbung gebaut wurde, hat men die Wölbung z.B. in Leningrad durch tangentiale, in
Paris durch rediale Kräfte an die umgebende Erde gespannt.
-
B.i sämtlichen bekennten Verfahren - die zuletzt entwickelten Verfahren
mitinbegriffen - erfolgen der Abbau des Hohlraumes, sowie die Ausbildung daß Gewölbes
und ihre Einspannung gegen die Erdumgebung in nacheinander folgenden Arbeitaphasen.
Beim Bau erhält die Erdumgebung keine solche "aktive" Unterstützung, die das Vorhandensein
des abgebauten Hohlraumes ersetzen könnte. Dadurch werden die Erdspannungen in der
Umgebung des Hohlraumes mehr oder weniger umlegert, und werden mit grosser Wahrscheinlichkeit
-abhängig von der Festigkeit und Gebundenheit der umgebenden Erde - auch innere
Bewegungen auftreten.
-
Die Erfindung hat die Aufgabe, wird Verfahren und eine Konstruktion
zur Verwirklichung des Verfahrens gu-erschaffen, mit deren Hilfe grosse unterirdische
Hauwerke produktiver als bisher, ohne die Erddecke auf zudecken, gebaut werden können,
wobei solche bautechnische Verhältnisse geschaffen und aufrechterhalten werden,
die in der Umgebung des auszubildenden Hohlraumes einen kontinuierlichen Gleichgewichtszustand
für die originalen Erdschichten sichern.
-
Aufgabe der Erfindung ist weiterhin, dass beim Bau grosser unterirdischer
Bauwerke für die im Hohlraum Arbeitenden bessere Arbeitsverhältnisse gesctiaffen
werden, und die schädlichen Einwirkungen für die Umgebung des Baugeländes verbiegen
werden.
-
Grundgedanke der Erfindung ist die Erkennung, dees einerseits bei
der Ausbildung des Hohlraumes ein hochproduktiver Vortrieb dadurch erreicht, anderseits
die Umlagerungen der inneren Erdspannungen unddle Erdbewegungen dadurch vermieden
werden können, wenn beim Abbau des Hohlraumes sofort Stützen eingebaut werden, die
zu Ausüben regelbarer aktiver Kräfte, und damit zum Ersetzen der abgebauten Erde
geeignet sind. kiese zum Ausüben aktiver Kräfte geeigneten
Unterstützungen
dienen zur provisorischen oder endgültigen Einbau, bzw. es können die provisorischen
Unterstützungen mit dem Fortschreiten des Baus schrittweise ausgewechselt werden.
-
Diese sofortige Unterstützung der Wand des Hohlraumes, sowie die Ersetzung
der abgebauten trdteile durch aktive Kräfte ermöglichen, dass theoritisch beliebig
grosse unterirdische Räume jeder Form abgebaut und/oder offengehalten werden können.
kit Hilfe unserer methode wird die Grösse des abzubauenden Hohlraumes unabhängig
von den Erdverhültnissen, die Gröse wird nur durch die Abmessungen des Bauwerkes
und durch die Technologie des Abbaus um Einbaus bestimmt.
-
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Ausbildung unterirdiecher Bauwerke,
hauptsächlich zur Erstellung endgültiger, grosser unterirdischer Raume, wie ivletrohaltestellen,
städtische Unterführungen, Parkgaragen, - wobei die Ausbildung des unterirdischen
Hohlraumes für das Bauwerk während des Baus mit Hilfe von für die Aufnahme der umgebenden
Erddrücke geeigneten, wenigstens teilweise rückgewinnbaren Tragkonstruktionen erfolgt
- basiert darauf, dess der Hohlraum für
das ganze Bauwerk oder
einen Teil davon durch den Erdabbau unter dem Schutz von provisorischen und/oder
endgültigen Konstruktionen ausgebildet wird, wobei diese Konstruktionen Elemente
enthelten, die zur Vermeidung der unerwünschten brdbelastungen und/oder Bewegungen,
oder zum Ausüben eines des Vorhandensein der schon ebgebauten Erdteile mindestens
auf zwei gegenüberliegenden Flächen des Hohlraumes angenähert ersetzenden Kräftesystems
geeignet sind, und dazwiechen und/oder danach die endgültige Tragkonstruktion des
Bauwerkee oder ein Teil davon fertiggestellt wird.
-
Ein weiteres merkmal des Verfahres kann sein, dass der Hohlraum mit
dem Stehenlassen der Prdschichten zwischen der Erdoberfläche und dem bauwerk abgebaut
wird, wobei während des aus erst Anlaufsräume gefertigt, nachher an die Abmessungen
des zu bauenden Bauwerkes angepasste, zweckmässig eine Seitenlänge ausgebende Anfang#stollen
getrieben werden, schliesslich nach Fertigstellung der Stollen vorteilhaft die ganze
Länge entlang, in senkrechter Richtung auf die Längsachse der ganze Hohlraum für
das Bauwerk durch Abbau der £rde ausgebildet wird.
-
Bei der einen möglichen Anwendungsart des Verfahrens wird der Hohlraum
in mehreren Schichten durch Teilebenen geteilt abgebaut. In diesem Fali wird erst
die Schicht für die eine Schalenkonstruktion des Bauwerkes abgetragen, und dort
die endgültige Schalenkonstruktion eingebaut. Beim Abbau und/oderbei der provisorischen
Sicherung des Hohlraumes oder einer Schicht darin werden mehrere Arbeitsebenen erzeugt.
-
Bei einer anderen Art des Ver9hr.eZ im Falle von linienartigen Objekten,
wie Kanal, Tunnel usw. werden die Elemente zur Erzeugung eines das Vorhandensein
des abgebauten Brdteiles angenähert ersetzenden Kräftesystems im Querschnitt des
Hohlraumes fürs Bauwerk eine in sich widerkehrende Fläche entlang angesetzt.
-
Beim Bau von linienartigen Objekten, wie Kanal, Versorgungstunnel,
usw. wird der Hohlraum für das Bauwerk oben geöffnet abgebaut, und die Elemente
zur Erseugung eines das Vorhandensein der abgebauten Erdteile angenähert ersetzenden
Kräfte systems werden wenigstens die Seitenwände des Hohlraumes für das Bauwerk
entlang angesetzt.
-
Bei einer vorteilhaften Anwendungsart des Verfahrens werden beim Bau
der endgültigen Konstruktion des Bauwerkes ein oder mehrere Trennebanen eingebaut.
-
In anderen Fällen werden ein oder mehrere solitär Tragelemente als
Anteil der endgültigen Konstruktion während der endgültigen Ausbildung des Bauwerkes
eingebaut.
-
Bei einer weiteren möglichen Lösung wird die endgültige Konstruktion
des Bauwerkes aus mehreren Kästen zusammengestellt, die dazu erforderlichen Hohlräume
werden zweckmässig kastenweise nacheinander abgebaut, und die Kästen stufenweise
nebeneinander ausgebildet.
-
Um das Vorhandensein der abgebauten Erdteile so bald wie möglich hinter
dem Hohlraumabbau durch Kräfte zu ersetzen, können die folgenden Ausführungarten
angewendet werden.
-
Die beim Abbau des Hohlraumes freiwerdenden Erdflächen werden durch
gegebenenfalls stehenbleibende Schalenelemente gestützt, die an die schon eingebauten
Bauwerksteile oder Sicherungskonstruktionen angekoppelt und zur Kraftübertragung
geeignet aus den
schon eingebauten Bauwerksteilen oder Sicherungskonstruktionen
vorgeschoben oder an sie angekoppelt werden.
-
Bei einer anderen Lösung werden während des Abbaus des Hohlrsumes
iii Richtung des Fronttriebes hintereinander zwei- oder meflrgliedrige Jocheinheiten
geschaffen, wobei des letzte, vom Triebfront am weitesten liegende Glied immer abmontiert,
und als erstes, zum Triebfront am nächster liegendes Glied vor die anderen Jocheinheiten
gespannt wird.
-
Bei einer weiteren Lösungsvariante wird bei den Jocheinheiten oder
bei der einen von denen zur Erzeugung eines das Vorhandensein des schon abgebauten
Erdteiles angenähert ersetzenden Kräfte systems die aktive Kraftwirkung aufgehoben,
oder vermindert, danach die Jocheinheit durch Kräfte in Richtung zum Triebfront
vorgeschoben, schliesslich auf dem neuen Platz die Kraftwirk-ung für die Erde erneut
ausgelöst.
-
Ia letzteren Fall werden die Jocheinheiten oder gegebenenfelle ihre
zusätzliche Stützelemente in Richtung des Abbaus stofenweise vorgeschoben. Der Vorschub
der
Jocheinheiten erfolgt nach der einen möglichen Art durch die Kreftwirkung der Stützelemente,
in einer anderen möglichen Art durch äussere Kräfte.
-
Bei allen Ausführungsarten wird der Abbau als Frontvortrieb mit dem
bbau des Hohlraumteiles lür die Schalenelemente zur Stützung der Oberfläche des
Hohlraumes schnittweise angefangen, danach wird das Schelenelement eingebaut und
an die Oberfläche des Hohlraumes gespannt, letztlich der restliche Frontabbau in
dem Schnitt durchgeführt, wobei gegebenenfalls die Frontfläche auch mit aktiven
Kräften gestützt wird. Durch diese Massnahmen können die weiteren Abbau- und Konstruktionsarbeiten
unter dem Schutz von provisorischen Stützkonstruktionen zum Stützen der, Dachfläche
durch aktive Kräfte durchgeführt werden.
-
Es ist sowohl hinsichtlich der Vermeidung der Verformungen, alsauch
hinsichtlich der persönlichen Sichorheit der Arbeitskräfte vorteilhaft.
-
Die Konstruktion zur Verwirklichung der erfindungs gemässen Methode
ist derart ausgebildet, dass sie provisorische Konstruktionseinheiten zur Sicherung
des Arbeitsraumes beim Abbau des Hohlrsumes, sowie endgültige Konstruktionseinheiten,
als Anteil des
fertigen Bauwerkes besitzt, wobei wenigstens ein
Teil der provisorischen Konstruktioneeinheiten Elemente zur Verhinderung der unerwünschten
Erdbelastungen und/oder Bewegungen, oder zum Ausüben eines das Vorhandensein des
abgebauten Erdteilee angenähert ersetsenden, an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden
Flächen des schon abgebauten Hohlraumes wirkenden Kräftesystems, sowie zum Ausüben
aktiver Kräfte bei den Bewegungen in Richtung der zu erwartenuen Verformungen der
gestützten Erdflächen besitzt, und die endgültige Konstruktion gegebenenfalls auch
ein Teil der provisorischen Konstruktionseinheiten mitbeinhaltet.
-
Ein weiterer Merkmal der erfindungsgemässen Konstruktion kann sein,
dass sie ausser den Elementen zum Ausüben von ektiven Kräften in Richtung der zu
erwartenden Bewegungen der angestützten Erdflächen auch Elemente zum Ausüben von
aktiven Kräften in anderen Richtungen besitzt.
-
Bci einer anderen möglichen Lösungsform besitzen die endgültigen Konstruktionseinheiten
Dichtungsteile oder wesserbeständige Teile, bzw. Teile zum Anschluse von Elementen
dieser Funktion als Zusatz.
Durch zum Kraftausüben geeignete provisorische
Konstruktionseinheiten werden gegebenenfalls endgültige Konstruktionseinheiten gestützt.
-
Die provisorischen Konstruktionseinheiten oder ein Teil davon, im
anderen Fall jedoch die endgültigen konstruktionseinheiten oder ein Teil davon bestehen
aus einem nachhärtenden Stoff. Ähnlicherweise werden die endgültigen Konstruktionseinheiten
oder ein Teil von denen vorfabrjziert. l)ie provisorischen Konetruktionseinhe itc
enthalten eine oder mehrere Reihen aus zusammengebauten und die Oberfläche des Hohlraumes
entlang angebrechten Pantoffelelementen und den sie befestigenden Stützelementen.
-
Die Elemente zum Ausüben aktiver Kräfte können Pantoffelelemente oder
Stützelemente sein. Die Pantoffelelemente enthalten mit flüssigen oder gasförmigen
Medien betätigte -Schläuche, oder sie werden in anderen Fällen Uber Rollen an di;
wand des Hohlraumes gestützt, in diesem Fall sind die Pantoffelelemente samt Rollen
zu eine für die gemeinsame Bewegung Reeignete, z.B. wie ein Kettenfahrzeug bewegte
Wagenkonstruktion zusammengebaut.
-
Die Pantoffelelemente sind bai der einen möglichen Lösungsvariante
lösbar und gegebenenfalls zu Momentenübergabe geeignet miteinander verbunden, bei
einer anderen Lösung sind sie jedoch in hichlung des Frontvortriebes verschiebbar,
Die al lie Wend des Hohlraumes anliegende Fläche der Pantoffelelemente kenn auch
verzahnt teil.
-
Die Stützelemente enthalteii hydraulische oder pneumatisch betätigte
Arbeitszylinder. 9 können zwei oder mehrere von denen miteinander verbunden eein.
-
Die durch StUtzelemente befestigten Pantoffelelemente können zu zwei-
oder #### mehrbeinigen Jocheinheiten verbunden sein. Die Folge aus stützelementen
und/oder Pantoffelelementen wird gegebenenfalls durch einen offenen oder geschlossenen
Rahmen, Bogen oder Ring unterstützt.
-
Bei der einen möglichen Ausführungsvariante werden die Tregelemente
zur Bildung einer Arbeitsebene und/oder Vereteifungsebene aus zusätzlichen Tragelementen
und/oder Pantoffelelementen als Elemente der endgültigen Tragkonstruktion des Bauwerkes
euegebildet.
-
Bei allen ausführungsvarianten werden nachhärtende und/oder vorgefertigte
Konstruktionseinheiten aus Elementen zusammengestellt, aue den Elementen bzw.
-
Konstruktionseinheiten werden nachher Übertragungstragsysteme ausgebildet.
Die Elemente des Ubertragungstragsystems werden miteinander formschliessend und
zweckmässig kooperativ hinsichtlich der Lastübernahme gekoppelt, sie werden z.B.
mit keilförmigen, gerillten, usw. Anechlusefläehen versehen.
-
Innerhalb dei Hauptgedanken der Erfindung kann es auch vorgestellt
werden, dass das Ubertragungstragsystem auch Teile von Bauwerken, die nicht erfindungsgemäss
hergestellt worden sind, enthält, oder an solche Teile angekoppelt wird.
-
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform werden die Elemente des Übertragungstragsystems
die Wand des Hohlraumes entlang überlappt angeordnet. Zwischen die Elemente werden
zusätzliche mechanische Verbindungeelemente zur Steigerung der Zusammenarbeit, wie
z.B.
-
Keil, Zugelement, Einlageklotz, Schraube, usw., oder in einem anderen
Fall eine molekulare Bindung, wie nachhärtende und gegebenenfallsquellende Spaltfül
lung eingesetzt.
-
Das erfindungsgemässe Verfahren und Anlage besitzt zahlreiche Vorteile.
Der wichtigste ist der bodenmechanische Vorteil, dass beim Abbau des Hohlraumes
sofort aktive Sicherungskonstruktionen eingebaut werden die das Vorhandensein der
entfernten frdteile angenähert ersetzen, unddsmit die pannungumlagerungen der Erdumgebung,
bzw. ihre Bewegung verhindern. Dedurch können Hohlräume für grosse unterirdische
Bauwerke ohne "Aufdeckung" abgebaut werden, ohne die Obertageobjekte beschäaigende
Bewegungen in Rechnung nehmen zu müssen.
-
Ee ist vorteilhaft, dass der Bodenabbau un der Abtransport der abgebauten
Erde mit bekannten Verfahren, durch bekannte Anlagen und leicht mechanisierbar durchgeführt
werden kann, da hier weeentlich grössere Plätze für den Abbau und Konstruktionseinbau,
sowie für den Materialtransport als gewönlich freibleiben.
-
Ein massgebender Vorteil und ein bedeutender Fortechritt gegenüber
den bisherigen Verfahren ist es, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren nicht
nur horizontale, sondern theoretisch beliebig schräge unteriridischer Räume ausgebildet
werden können. Das
Verfahren kann auch vorteilhaft zur Ausbildung
des Hohlraumes für die Rolltreppen zum Erreichen der Haltestellen tiefgeführten
Metrolinien angewendet werden.
-
Durch die eine aktive Stützung bietenden Pentoffelelemente bzw. Stützelemente
kann das Verfahren leicht an die Abbauquerschnitte verechiedener innerer Höhe angepasst
werden. Mit den als eine hydraulische Presse auegebildeten Stützelementen können
verhEltnissmässig grosse Höhenunterschiede ausgeglichen werden, es bereitet jedoch
kein Problem, die Stützelemente zu verlängern.
-
Vorteilheft ist weiterhin, dess mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens
gar mehrere hundert Meter lange und breite Hohräume auch hergestellt werden können,
es kann sogar der Abbau des Bodens in einer Breite von mehreren hundert Meter gleichzeitig
durchgeführt werden. Es gibt damit gleichzeitig für mehrere Menschen und Maschinen
Arbeitsplatz, eo können die Bauarbeiten verschnellert werden.
-
Auf die Art und Weise können also grosstädtische Parkgaragen in dicht
bebauten Umgebungen auch leicht
gebaut werden, ohne die Gebäudefundamenten
oder das Versorgungenetz am geringsten zu stören.
-
Nach den bisherigen Versuchen wird die Verwirklichung der Aufgabenstellung
des erfindungsgemässen Verfahrens und die Auswertung der erwähnten Vorteile dadurch
ermöglicht, dass die provisorischen Sicherungskonstruktionen zum Ausüben aktiver,
des vorhandensein der entfernten Bodenteile angenähert ersetzender Krafte geeignet
sind, und dass die Methode die Ausbildung viel grösserer Arbeitsräume als je bisher
ermöglicht, ohne die Gefahr der Erdbewegungen eingehen zu müssen. Die Schaffung
grosser Arbeitsplatze bedeutet hier ein schnelles Vorwärtskommen beim Abbau des
Hohlraumes und beim Aufbau de8 Bauwerkes, Rlso eine viel grössere Arbeitsproduktivität
als je bisher.
-
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe voii
Abbildungen näher erläutert. Die beigelegten Abbildungen sind: Abb. 1. Skizzenhafter
Grundriss einer station bei einer tiefgeführten Metrolinie, Abb. 2. Der in Abb.
1. angegebene schnitt II-II.
-
Abb. 3. Grundriss derselben Metrostation in einer weiteren Phase der
Bauarbeiten.
-
Abb. 4. Der in Abb. 3. angegebene Schnitt I-IV.
-
Abb, 5. Der in Abb. 3. angegebene: Schnitt V-V.
-
Abb. 6. Der in Abb 3. angegebene Schnitt VI-VI.
-
Abb. 7. Abbau des Innenraumes der Station bei Einbau einer Zwischendecke
als Raumteiler.
-
Abb. 8. Eine mögliche Austeilart des Übertragungs-Systems der endgültigen
Sicherungskonstruktion aus vorgefertigten Elementen.
-
Abb. 9. Die eine mögliche Anordnung der Stichbalken und Waeserdichtung
beim vorgefertigten Übsrtregungesystem.
-
Abb. lo. Eine andere mögliche Anordnung der Stichbalken und die Wasserdichtung.
-
Abb. 11. Eine dritte mögliche Anordnung der Stichbalken und der Waeserdichtung.
-
Abb. 12. Kopplung der Profiljochbalken des vorgefertigten t)bertragungssystems
untereinander und an die Hauptträger.
-
Abb. 13. Eine mögliche Anordnung des Spannklotzes zum Einspannen der
Nebenbalken des Übertragungssystems.
-
Abb. 14. Eine andere mögliche Anordnung des Spannklotzes.
-
Abb. 15. Eine dritte mögliche Anordnung des Spannklotzes.
-
Abb. 16. Skizze des vertikalen Schnittes durch den Abbau des Bodens
in mehrere Ebenen gleichzeitig und die Art der Verbindung der Teilhohlraume untereinander.
-
Abb. 17. Schnitt XVII-XVII gemäss Abb. 16.
-
Abb. 18. Anwendung des erfindungsgemässen Bauverfahrens z.B. beim
Abbau eines Streckentunnels mit Kreisquerschnitt im senkrechten Schnitt auf die
Triebachse.
-
Abb. 19. Abbau eines Streckentunnels mit Kreisquerschnitt im vertikalen
Schnitt in der Triebechse.
-
In Abb. 1. wurde der Grundriss einer tiefgeführten Metrostation im
Anfangsstadium des Baus dargestellt.
-
Zwischen den Streckentunneln 1 ist der zum Erreichen beider Streckentunnels
1 geeignete Stationsraum 2 auszubilden, sowie der Leufschacht für die Holltreppen
9 zum Eingang von der Oberfläche anzulegen. Gemäss einer zweckmässigen Baureihenfolge
wird zuerst der Fallschacht 3 angelegt, wodurch der Personenverkehr, der Materialtransport
und die Belüftung gesichert werden kann. Der Ausbau des Stetioneraumes 2 wird zweckmässig
mit der Ausbildung der Anfangsstollen 4 in zwei Richtungen angefangen. Zur provisorischen
Sicherung
des Anfangastollens 4 werden provisorische Jocheinheiten gemäss Abb. 2. aus den
Pantoffelelementen 5, Sohlelementen 6 und Stützelementen 7 aufgebaut. In der Abbildung
wurde eine dreibeinige Jocheinheit ale Beispiel angegeben.
-
Beim Abbau des Bodens wurd zuerst der Platz für das Pantoffelelement
5 das Firstgewölbe des Hohlraumes entlang ausgehoben, nachher das Pantoffelelement
5 an das vorher eingebaute Pantoffelelement angekop; pelt. Unter dem Schutz des
neu eingebauten Pantoffelelementes 5 wird das Erdprisma abgebaut.
-
Nachher werden die Sohlelemente 6 an die untere Fläche des Hohlraumes
niedergelegt, echlieselich des Stützelement 7 zwischen dem Pantoffelelement 5 und
dem Sohlelement 6 geetellt. Letzteres wird mit Hilfe des zusätzlichen Befeetigungelementee
8 an die schon fertigen Teile der Hocheinheit angekoppelt. Bei B.-darf kenn auch
die Bühne 9 als Arbeitsebene oder einfech nur als Versteifungsebene eingebaut werden.
-
Das Stützelement 7 kann als eine die aktive Hydraulik beinhaltende
Einheit ausgebildet werden, kann eb.r auch so aufgebaut sein, dass auf das passive
Stützglied 70 das Verbindungselement 10 darauf die hydraulische Presse 11 als das
aktive Glied des Stützelemente
7 montiert wird.
-
Das Anfangsstollen 4 Wird in der ganzen L§nge, dh.
-
bis zu den weiter entfernten Wänden der Streckentunnel 1, mit Hilfe
dieser Sicherungskonstruktion ausgebaut.
-
Nach Fertigstellen des Anfangsstollens 4 kann der Stationsraum 2 in
der ganzen Breite, dh. die derenteprechende Ortung 16 entlang gar gleichzeitig abgebaut
werden. Es ist vollkommen gleichgültig, was für endgültige Konstruktionen als Anteil
des Rauwerkes in den Stationeraum 2 eingebaut werden. Es ist z.B. möglich, die Endwand
12 gleichzeitig mit dem Abbau des Anfengsetollens 4 kontinuierlich zu bauen, und
später die Sohlbalken 15 und die Hauptträger 14 gelbes Abb. 6. und Abb. 7. einzubauen.
Diese Sohlbalken 13 und Hauptträger 14 werden zuerst mit Hilfe der hydraulischen
Pressen 11 in den Stützelementen 7 gegeneinander und gegen die wand des abgebauten
Hohlraumes gespreizt, nachher werden die Stützelemente 7 schrittweise durch die
endgültigen Tragsäulen 15 gemäss Abb. 6. ersetzt.
-
Abb. 3. zeigt, dass nach Abbau des Anfangsstollens 4 vom Fallschacht
3 rechts und links und gegebenenfalls nach dem Aufbau der Endwand 12 der Ortung
16
die ganze' Breite des Stationsraumea 2 entlang abgebaut werden
kann. Eine Zwischenphase ist in Abb. 3.
-
bu ehen. Innerhalb dessen die Arbeitsphase, wobei der Abbau beim oberen
Teil des Firstgewölbes an..-fangen wird, ist in Abb. 4. zu sehen. Zuerst wird inder
Nähe des Firstgewölbes Platz für das Pantoffelelement 5 gemacht, nachher wird es
durch das Gelenk 5a an das der Ortung 16 am nächsten liegenden Pantoffelelement
5 der schon bestehenden dreibeinigen Jocheinheit angekoppelt.
-
In Abb. 5. ist zu sehen, dass unter dem - konsolenartig vorstehenden
- Pantoffelelement 5 bzw. unter dem Schutz dessen der Bodenprisme ausgehoben, und
das Sohlelement 6 die Bodenebene des Hohlraumes entlang niedergelegt werden kann.
Des Sohlelement kann provisorisch, kann aber auch Anteil der endgültigen Konstruktion
des in das Hohlraum zu bauenden Bauwerkes sein.
-
In Abb. 6. haben wir den Sohlbalken 13 den Boden des Hohlraumes entlang,
sowie den Hauptträger 14 des zu bauenden Firstgewölbes angegeben. In der Abb. iet
gut sichtbar, dass die von der Ortung 16 weiter liegenden Stützeleiente 7 ppit dtn
hydraulischen Pressen 11
schrittweise ausgelöst werden können,
und während in der Nähe der Rotung 16 neue Jocheinheiten aufgeetellt werden, können
die Nebenbalken 17 bzw. die endgültigen Säulen 15 zwischen die Haupt träger 14 der
Decke als Firstgewölbe des Hohlraumes eingebaut werden. Die Pantoffelelemente 5
können bei schlechten Bodenverhältnissen nur schwer ausgelöit werden, es gibt in
solchen Fällen auch Möglichkeit dafür, dass die Pantoffelelemente endgültig in die
Deckenkonetruktion des Firstgewölbes eingebaut werden.
-
In Abb. 7. sind in der Höhe in zwei Teile getrennte Ortungen 16a und
16b tu sehen. Die Elemente 18 der Zwischendecke bilden die endgültige Decke 19 als
Anteil der endgültigen Konstruktion des Bauwerkes.
-
Die Ortung 16b unterhalb der Zwischendecke 19 folgt zweckmässig räumlich
zurückgeblieben der Ortung 16a der oberen Ebene. Die "Phasenverschiebung" zwischen
der Ortungen 16a und 16b kann nach Abb. 7. einige Meter betragen, es iet aber auch
möglich, dess die Verschiebung wesentlich grösser ist, oder gar die endgAltig; für
mehretückig projektierte Konstruktion des Bauwerkes etagenweise für sich gebaut
wird. Theoretisch kann natürlich auch das vorgestellt werden, dass die Ortung 16b
in der unteren Ebene vorgeht, und die Ortung 16a n der oberen Ebene
zurückbleibt,
bzw. im Extremfall die ganze untere Ebene vorher gebaut wird.
-
In Abb. 8. wird als Beispiel die das Firstgewölbe des Hohlraumes entlang
zu bauende Deckenkonstruktion im Grundriß gezeigt. Im oberen Drittel der Abbildung
sind pantoffe lelementenerti ge provisorische Deckenelemente 20 angegeben, die beim
Abbau des Hohlraumes - analog den in den vorherigen Abbildungen gezeigten -durch
die Stützelemente 21 unterstützt, zur provisoriechen Sicherung während des Abbaus
des Hohlraumes dienen.
-
In den weiteren Teilen der Abbildung 8. sind die Dackenkonstruktionen
als Übertragungstragsystem zum Anteil der endgültigen Konstruktion des Bauwerkes
zu sehen. Ihre Elemente sind die durch die Stützelemente 22 unterstützten endgültigen
Deckenelemente 23.
-
Die endgültigen Deckenelemente 23 können entweder in der gleichen
Richtung wie die provisorischen Dackenelemente 2o, oder - wie Abb. 8. zeigt darauf
s.B.
-
senkrecht angeordnet werden. Es ist auch zweckmässig, wenn die endgültigen
Deckenelemente 23 reihenweise Verschoben, dh. überlappt angeordnet werden.
-
Die weiteren Elemente des Übertragungstregsysteme werden durch die
Nebenbalken 24 und Haupt träger 25 zur Unterstützung der endgültigen Deckenelemente
23, sowie die zu unterstützenden Säulen 26 gebildet.
-
Die Nebenbalken 24 können am einfachsten gemäß Abb.
-
9. und lo. in die Hauptträger eingesetzt werden.
-
Es ist vorteilhaft, wenn die Stirnflächen der bebenbalken 24a in Richtung
der Hauptträger 25, sowie die zu ihrer Unterstützung dienenden Flächen der Hauptträger
25 einander formschliessend angekoppelt werden. Es ist auch nicht ausgeschlossen,
dass der Nebenbalken 24 aus den Balkenelementen 24b und 24c durch des Spannelement
27 z.B. eingespannt wird.
-
Darauf wird ein Beispiel in Abb. 11. gezeigt.
-
In den meisten Fällen ist es erforderlich, dass die Deckenkonstruktion
mit einer Wasserabdichtung versehen wird. Eine mögliche Lösung zeigt Abb. 9., wo
die wasserabdichtung 28 unterhalb der Hauptträger 25 und der Deckenelemente 23 verläuft,
und durch die an die Hauptträger 25 formschliessend angekoppelten Nebenbalken 24a
automatisch befestigt wird.
-
Es ist ein wenig komplizierter, wenn die Abdichtungsschicht 29 unterhalb
der Nebenbalken 24a gemäss Abb.. lo.
-
geführt werden muss, da in diesem Fell die Abdich tungsschicht 29
durch die Befestigungselemente 30 zusätzlich befestigt werden muss. Die Abdichtung
ist noch komplizierter, wenn die Nebenbalken 24 aus den Balkenelementen 24b und
24c zusammengebaut sind. In dem Fall müssen die Abdichtungsschichten 31 und 32 bei
den Treffpunkten der Balkenelemente bzw. ihre Kopplungskanten entlang, sowie bei
den Kopplungspunkten der Belkenelemente 24b und der Hauptträger 25 angeordnet werden.
Zur Befestigung der Abdichaungsschichten müssen gegebenenfalls zusätzliche Massnehmen
getroffen werden.
-
Abb. 12. zeigt ein Beispiel dafür, dass die endgült tiSen Deckenelemente
23 günstig aneinander und an die Hauptträger 25 angeschlossen werden können, wenn
sie eine spezielle borm erhalten. Die endgültigen Deckenelemente 23 können z.B.
mit Nuten 33 und Fugen 34 derart versehen werden, damit die benechberten endgültigen
Deckenelemente 23 miteinander formschliessend gekoppelt werden können. Ähnlich können
die Hauptträger 25 mit Nuten 35 und Fugen 36 versehen werden, so können die endgültigen
Deckenelemente 23 ebenso mit dem Hauptträger wie miteinander gekopw pelt werden.
-
Die Abb. 13., 14. und 15. enthalten Beispiele dafür, wie die zwischen
die Hauptträger 25 eingelegten Nebenbelken 24a bzw. 24b durch die Spannelemente
37, 38 und 39 verschiedener Form eingeepannt werden können.
-
In Abb. 13. haben wir den einfachsten Fall dargestellt, wobei das
Spannelement 37 zwischen den Nebenbelken 24e und den Hauptträger 25 als Spaltenfüllung
eingelegt wird. Es ist in dem Fell zweckmässig, wenn der Nebenbalken 24a kürzer
ist, als der Abstand zwischen den Hauptträgern 25.
-
In Abb. 14. ergibt die gemeinsame Länge der Balkenelemente 24b den
Abstand zwischen der Hauptträgern 25 nicht aus, so werden sie dementsprechend durch
das keilförmige Spannelement 38 zwischen die Hauptträger 25 eingespannt. In Abb.
15. wird zwischen die Balkenelemente 24b zwischen den Hauptträgern 25 ein grösseres
Spannelement 39 gelegt, das gegebenenfalls mit Hilfe der Spreizelemente 27 die Bewegungslosigkeit
der Balkenelemente 24b sichert.
-
Im Fall nach Abb. 14., wie beim Fall nach Abb. 15.
-
können die Spannelemente 38 bzw. 39 durch zusätzliche Verbindungselemente
40 an die Balkenelemente 24b befestigt werden. Ähnlich können die zusätzliche
Verbindungselemente
41 die Anschlusaflächen an die Hauptträger 25 entlang angeordnet werden.
-
In Abb. 16. wird als Beispiel wieder der Bau der Halle einer Metrostation
gezeigt. In dem Fall wird die Schalendecke aus Ortsbeton hergeetellt. Bei der Arbeit
wird zuerst der Hohlraumsteil 42 für die untere Bodenschalung abgebaut. Bei der
Arbeit werden -analog den vorher gezeigten - hpdraulische Pressen 43 je zum Ausüben
aktiver Kräfte geeignetel StAtzen, weiterhin provisorische Firstpantoffelelemente,
die durch die hydraulischen Pressen 43 unterstützt werden angewendet. Ee kann zweckmässig
sein, wenn den Boden des Hohlraumes 42 entlang auch eine Reihe aus Schlpantoffelelementen
angeordnet wird.
-
Aus den F kirstpantoffelelementen 44, den Sohlpantoffelelementen 45,
sowie den als Stütze dienenden hZdraulischen Pressen 43 können Jocheinheiten analog
den Abb. 2., 4., 5., 6. und 7. ausgebildet werden.
-
Zwischen dem Firstgewölbe des abgebauten Hohlraumteiles 42 und'den
Firstpantoffelelementen 44 können gegebenenfalls Futterbleche 46 eingelegt werden,
die zur direkten Stützung des Hohlraumgewölbes dienen,
und als
Lerseen-sche Falzbretter ausgebildet werden können. Die Anwendung solcher Futterbleche
kenn auch den Boden des Hohlraumteilee entlang erforderlich werden. Die Futterbleche
46 können beim unteren Schalenboden rückgewonnen werden, bei der oberen Deckenschalung
zur Unterstützung des Firatgewölbes sind meistens jedoch bleibend einzubauen.
-
An den Stellen, ro endgültige Stützsäulen 47 gebaut werden, können
mittels Bohrmaschine 48 vertikele Hohlräume 49 ausgebildet werden, deren Wand durch
ein die Bohrung eng folgendes Futterrohr 50 als eine "Versatzschalung" gesichtert
kann.
-
Das von der Ortung 51 am weitesten entfernte hintere Stützelement
der Jocheinheit aus dem Firstpantoffelelement 44, dem Sohlpantoffelelement 45 und
der hydraulischen Presse 43 wie gewöhnlich ausgelöst, werden die koneolenartig nach
hinten ragenden Firstpantoffelelemente 44 - gemäss Abb. 17. - mit den Verkleidungselementen
52 belegt, nachher werden die Sohlpantoffelelemente 45 entfernt und die ortoveränderliche
Versphalung 54 durch die hydraulische Presse 53 ausgespreizt. Sie dient auch zur
Begrenzung des Arbeitsplatzes 55 im Hohlrsumsteil 42
an der dem
Ortung 51 gegenüberliegenden Seite.
-
An den Stellen der endgültigen Tragsäulen 47 unten im Hohlrauisteil
42 kenn die Ausbildung der Stahlbewehrung 56 erforderlich werden, die am einfachsten
durch gebogene Betonstähle ausgeführt werden kann.
-
Der Raum hinter der ortsveränderlichen Verschalung 54 wird durch Ortebeton
57 ausgefüllt. Der Ortsbeton 57 wird durch die hydraulischen Preesen 53 einer Druckkraft
ausgesetzt, wodurch einerseits der Ortebeton 57 verdichtet, anderseits bis zum seinen
Binden den Kräften zum Ersetzen des entfernten Bodenteilee beigetragen wird. Vorher
wurden diese Kräfte zum Ersetzen des entfernten Bodenteils durch die Pantoffelelemente
44 und die sie stützenden hydraulischen Pressen 45 bereitgestellt.
-
Nach dem Feetwerden des Ortsbetons 57 können die Firstpantoffelelemente
44 aus den Verkleidungestücken 52 herausgezogen werden, und die dadurch freiwerdende
Plätte mit Beton ausgefüllt werden.
-
Nach diesen kann die #rtung 51 entlang eine neue Schnitt abgebaut
und mit dem Verfahren gemäss Abb. 1. bis 6. provisorisch gesichert werden.
-
Analog kann der Hohlraumteil 58 für die obere Schslendecke des Bauwerkes
ausgebildet, provisorisch gesichert, sowie die ehdgültige Schalendecke fertiggestellt
werden. Der Ortebeton 59 im Hohlraumteil 58 bildet genauso einen Anteil der endgültigen
Tragkonetruktion, als der Ortsbeton 57 im Hohlraumteil 42.
-
Die endgültigen Tragsäulen 47 können zweckmässig aus dem Arbeitsplatz
60 des Hohlraumteiles 58. aus ausgebildet werden. In die vorher fertiggelstellten
vertikelen Hohlraumteile 49 werden die Säulenmäntel 79 zweckmässig aus aneinander
formschliessend gekoppelten Rohrstücken eingelegt, nachher der Innenteil des Säulenmantels
79 mit Beton 61 ausgefüllt.
-
Die Fertigstellung der oberen Schalendecke kann selbstverständlich
nur mit einer gewissen Phssenverschiebung dem Bau der unteren Schalenkonstruktion
parallel folgen, damit der Ortsbeton 57 als Lastträger der unteren Schalenkonstruktion,
sowie der Beton 61 als Tragelement der Tragsäulen richtig festbinden können. Nach
dem Festwerden der oberen und unteren Schalendecke, sowie der Säulen kann der Bodenkern
$wischen den Schalendecken abgebaut werden. Diese
Arbeit kann zweckmässig
durch die Mechanisierung der Ortung 62 durchgeführt werden. Die Säulen aus Säulenmsntel
79 und Beton 61 können auch nach dem Fertigstellen der Schalenelemente aus den Ortsbeton
57 und 59 nachträglich eingebaut werden. In diesem Fell müssen beim Kernebbau die
Ortung 62 entlang Blemente zum Ausüben aktiver Kräfte angeordnet werden, zweckmässig
bei den Stahlbewenhrungen 56. Diese Stützelemente können nach dem Fertigbau der
endgültigen Säulen ausgelöst werden.
-
Ale Beispiel wird in Abb. 18. und 19. der Bau eines Metro-Streckentunnels
mit dem erfindungegempaeen Verfahren gezeigt. Der Streckentunnel 63 hat einen kreisförmigen
Querschnitt, und ist mit den Tübbingelementen 64 die Wand des Hohlraumes entlang
gesichert.
-
Der bekannt ausgebildete Schild zum flodenabbau ii Streckentunnel
63 beeteht aus den Firstpantoffelelementen 66 und Sohlpantoffelelementen 67, die
auf dem geschlossenen Rahmen 65 basieren. Di Firstpantoffelelemente 66 enthalten
Schläuche 68 zum AuUben aktiver Krifte, Gestell 69, Rollenreihe 70 und Schildteil
71.
-
Di. Sohlpantoffelelemente 67 besitzen Fahrwerk aus Rollenreihe 72
und Laufkette 73, die sich auf den Rollen bewegt und gegebenenfalls verzahnt ist.
-
Aus Abb. 18. ist ersichtlich, dass sowohl zwischen den Firstpantoffelelementen
66, alsauch zwischen den Sohlpantoffelelementen 67 je eine hydraulische Presse 74
untergebracht ist. Durch diese hyuraulische Presse 74 werden die Firstpantoffelelemente
66 aneinander und an den ringförmigen, geschlossenen Rahmen 65 gedrückt. Bei den
Sohlpantoffelelementen 67 stützen sich die hydraulischen pressen 74 suf die Tübbingelemente
64 als endgültige Sicherung.
-
Im Interesse der Mechanisierung der Arbtit kann die Anlage mit weiteren,
durch hydraulische Pressen 77 bewegten Tragkonsolen versehen werden, mit denen die
Tübbingelemente 64 an ihren Platz gehoben, an die Wand des Hohlraumes gedrückt und
solange dort festgehalten werden können, bis aus diesen Tübbingelementen 64 ein
geschlossener Kreisring gebildet wird.
-
Abb. 19. zeigt, dass der Abbau des Streckentunnele 63 im Bereich des
Firstgewölbes angefangen wird. Sobald ein en#sprechend grosser Hohlraumsteil 75
abgebaut wurde, wird ein Firstpantoffelelement 66 sofort vorgeschoben. Es erfolgt
derart, dass der Druck im Schlauch 68 als Bestandteil des Firstpantoffelelementes
66
vermindert, nachher das Firetpantoffelelement 66 mit Hilfe der hydraulischen Pressen
74 in Richtung der Ortung 76 bewegt wird. Sobald das Pentoffelelement die neue Stelle
erreicht het, wird der Druck im Schlauch 68 wieder - zweckmässig mindestens auf
die vorherige Höhe - erhöht. Damit wird das Firstpantoffelelement 66 an das Firstgewölbe
im Hohlraum 75 gedrückt, und das Vorhandensein des entfernten Bodenteiles im Sinne
Grundgedanken der Erfindung durch aktive Kräfte ersetzt.
-
Nach einer derartigen Vorwärtsbewegung des Firstpantoffelelementes
wird an die freigewordene Stelle ein TUbbingelement 64 eingehoben. Dazu dient die
durch die hydraulische Presse 77 bewegte Tregkonsole 78. Jetzt können die weiteren
Firstpentoffolelemente 66 vom obersten Firstpantoffelelement 66 ausgehend - nachdem
ihre neue Stelle abgebaut wurde -mit nach vorn geschoben und je ein Tübbingelement
64 an die freigewordene Stelle gehoben werden.
-
Nach der Fertigstellung des sgn. oberen Firstgewöl bs der ringförmigen
endgültigen Sicherungskonstruk tion des Streckentunnels 63 nach den vorhin beschriebenen
kann die Ausbildung des sgn. Sohlbogens angefangen
werden. Zuerst
wird der Fodenebbau das untere Gewölbe entlang durchgeführt, nachher der geschloseene
Rahmen 65 mit Hilfe der Fahrwerke aus Rollenreihe72 und Laufkette 73 durch die hydraulischen
Preseen 74 nach vorn bewegt, wobei die Firstpantoffelelemente66 an Stelle bleiben.
hach diesem Vorschub werden die restlichen Tübbingelemente im unteren Gewölbe angeordnet.
Nachdem der an die nnd des abgebauten Hohlraumes gestützte geschlossene Ring aus
den Tübbingelementen 64 fertiggebaut ist, wird der Spelt zwischen den Tübbingelementen
64 und der Wand des Hohlraumes durch unter Druck nachhärtenden Mördel ausgefüllt.
-
Analog dem Abbauverfahren zur Herstellung von Streckentunneln gemäss
Abb. 18. und 19. können Anlagen zur Herstellung von Unterschalen-Metrolinien durch
die "offene Bauweise", bzw. offene Arbeitsgruben für andere tiefbautechnische Bauwerke
gef'ertigt werden.
-
In dem Fall wird statt dem geschlossenen Rahmen 65 ein offener - zweckmässig
U-förmiger - Rahmen konstruiert, wobei die Pantof'felelemente zum Ausüben aktiver
Kräfte die Seitenwände des Rahmens entlang angeordnet und der untere Teil des Rahmens
zweckmässig aus Sohlpantoffelelementen mit Kettenfahrwerk ausgebildet wird.
-
Dae erfindungegemässe Verfahren und die zur Verwirklichung des Verfahrens
geeignete Konstruktion kann im Prinzip für alle konkrete unterirdische Tiefbeusrbeiten
adoptiert werden, ihre Vorteile zeigen sich jedoch vorwiegend bei tiefliegenden
grossen Bauwerken oder tiefliegenden linienartigen Beuwerken, die ohne aufzudecken
gebaut werden können. Es kommt daraus, dass - im Sinne des Grundgedanken der Erfindung
-den Bodenverformungen beim Abbau der Hohlräume derart "vorangegangen" wird, des
noch vor ihrem Entstehen die Wände des Hohlraumes durch aktive Kräfte angestützt
werden. Damit wird das Kraftspiel aer eingentlichen Bodenkontinium angenähert nechgebildet,
mit anderen Worten wird der entfernte Bodenteil durch Kräfte ersetzt, wodurch der
entfernte Boden angenähert ersetzt wird. Im Schutze der Kräfte kann der Hohlraum
des Beuwerkee unabhängig von den Boden verhältnissen, nur in Abhängigkeit der Abmessungen
des Bauwerkes, der zu bewegenden Konstruktionen und Maschinen mit einem dem Bautempo
entaprechender Ortung abgebaut werden.
-
L e e r s e i t e