DE2745794C3

DE2745794C3 - Segment lining

Info

Publication number: DE2745794C3
Application number: DE19772745794
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 4630 Bochum Zimmermann
Original assignee: HUTA-HEGERFELD AG 4300 ESSEN DE
Current assignee: HUTA-HEGERFELD AG 4300 ESSEN DE
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2745794A1; DE2745794B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Tübbingausbau für eine Tunnelröhre in insbesondere Bergsenkungsgebieten, bei dem jeder Tübbingring zumindest im Ulmenbereich ein oder mehrere Tübbings mit auf ihrer dem Gebirge zugewandten Außenseite angeordneten Federkörpern mit fedei belasteten Druckflächen aufweist, und jeder Federkörper als federbelastete Druckfläche eine Druckplatte und eine gegen die Druckplatte einerseits und gegen den Tübbingrücken andererseits abgestützte Druckfeder aufweist und die Druckplatte mittels einer Spannschraube gegen die Druckfeder vorspannbar istThe invention relates to a segment lining for a tunnel tube in particular in mining areas each segment ring, at least in the elm area, has one or more segments on its mountain facing outside arranged spring bodies with fedei loaded pressure surfaces, and each Spring body as a spring-loaded pressure surface a pressure plate and one against the pressure plate on the one hand and has against the tubbing back on the other hand supported compression spring and the pressure plate by means of a The clamping screw can be biased against the compression spring

Es ist eine Auskleidung für einen in Bergsenkungsgebieten in geschlossener Bauweise aufgefahrenen Verkehrstunnel bekannt die aus mehreren in LängsrichtungIt is a lining for a traffic tunnel that was driven in a closed construction method in subsidence areas known from several in the longitudinal direction

ίο des Tunnels miteinander wasserundurchlässig verbundenen, die Längsverformbarkeit unter bergbaulicher Einwirkung nicht oder nur beschränkt behindernden Tragringen mit wellenförmigem Profil gebildet ist Jeder Tragring weist wenigstens ein Dehnungselement auf, das als Ausbuchtung des Tragringes ausgebildet ist und den Querschnitt des Tragringes überragt Über der zum Inneren des Tunnelquerschnittes weisenden öffnung der Ausbuchtung sind in jedem Tragring eine Feder ode·· ein Reibelement angeordnet, die sich auf die zueinander weisenden Teile der wellenförmigenProfile der Tragringe abstützen und so die durch die Ausbuchtung sich ergebende Abweichung der Umfangslinie des Tragringes schließen. — Eine derartige Auskleidung ist kaum geeignet, eine Anpassung an die regelmäßig sinusförmig über den Umfang verteilten Erdverformungen — nämlich Pressungen und Dehnungen — aus bergbaulichen Einwirkungen bei arbeitendem Gebisge zu gewährleisten. Deswegen kann diese bekannte Auskleidung in bezug auf die Oberflächenbebauung schädliche Firstbewegungen, nämlich Senkungen und Hebungen der Firste, kaum ausreichend verhindern.ίο of the tunnel connected to one another in a watertight manner, the longitudinal deformability under the influence of mining not or only to a limited extent Support rings are formed with a wave-shaped profile Each support ring has at least one expansion element, which is designed as a bulge of the support ring and protrudes beyond the cross section of the support ring Inside the opening of the bulge pointing towards the tunnel cross-section, there is a spring in each support ring ode ·· arranged a friction element, which is based on the supporting parts of the wave-shaped profiles of the support rings facing each other and thus the through the Bulge close resulting deviation of the circumferential line of the support ring. - One of those Lining is hardly suitable, an adaptation to the regularly sinusoidal distributed over the circumference Deformations of the earth - namely compression and expansion - from mining effects during working To guarantee the mountain. Therefore, this known lining in terms of surface development harmful ridge movements, namely subsidence and elevation of the roof, are hardly sufficient impede.

In einem älteren Recht ist allerdings bereits eine geschlossene Auskleidung für bergmännisch aufgefahrene Tunnel in Bergsenkungsgebieten behandelt, bei der im Bereich der Außenschale verformbare Elemente vorgesehen sind, welche die durch das umgebende Gebirge auf den Ausbau einwirkenden Belastungen je nach deren Richtung und Größe durch entsprechende radiale Verschiebungen der Außenschale aufnehmen und ausgleichen. Im einzelnen sieht der ältere Vorschlag vor, daß der aus Tübbingringen bestehende Ausbau zumindest über einen bestimmten Umfangsbereich aus an sich bekannten doppelschaligen Tübbingsegmenten besteht, wobei die relativ dünne Außenschale jedes der doppelschaligen Tübbingsegmente auf elastisch federnden, sich auf der tragenden Innenschale abstützenden Elementen etwa in radialer Richtung relativ zur Innenschale bewegbar gelagert ist. Die zwischen der Außenschale und Innenschale des Tübbingsegmentes angeordneten elastisch federnden Elemente sind als Tellerfedern und/oder geeignete Kunststoffelemente ausgebildet. Die Tellerfedern wiederum sind jeweils von einer Büchse umgeben, die mit einem korrosionsschützenden Medium gefüllt sein kann. Außerdem kann die Vorspannung der Tellerfedern auf ein bestimmtes Maß festgelegt werden und der Zwischenraum zwischen der Innenschale und Außenschale mit einem elastisch verformbaren Material, z. B. Schaumstoff, gefüllt sein. — Auf diese Weise will man erreichen, daß die geschlossene Auskleidung sich dem stützenden Boden anpassen kann, jedoch im Montagestadium des Tunnels nicht über den kreisrunden Querschnitt eines normalen Schildes hinaussteht, damit die Tunnelröhre nach wie vor wie bei einer normalen Tunnelauskleidung im Schildvortrieb ausgefahren werden kann (vergl. DE-PS Π 01 362).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einenIn an earlier law, however, a closed lining for tunnels excavated by miners in areas of subsidence is already dealt with, in which deformable elements are provided in the area of the outer shell, which the loads acting on the support from the surrounding rock, depending on their direction and size, through corresponding radial displacements the outer shell and compensate. In detail, the older proposal provides that the expansion consisting of segment rings consists of double-shell segment segments known per se, at least over a certain circumferential area, the relatively thin outer shell of each of the double-shell segment segments on elastically resilient elements supported on the load-bearing inner shell approximately in a radial direction Direction is mounted movable relative to the inner shell. The elastically resilient elements arranged between the outer shell and inner shell of the tubbing segment are designed as disc springs and / or suitable plastic elements. The disc springs, in turn, are each surrounded by a sleeve that can be filled with an anti-corrosive medium. In addition, the bias of the disc springs can be set to a certain level and the space between the inner shell and outer shell with an elastically deformable material, for. B. foam filled. - In this way the aim is to ensure that the closed lining can adapt to the supporting soil, but does not protrude beyond the circular cross-section of a normal shield in the assembly stage of the tunnel, so that the tunnel tube can still be driven out by shield driving as with a normal tunnel lining (see DE-PS Π 01 362).
The invention has for its object to be a

Tübbingausbau der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Förderkörper auch im Belastungsfall unverändert ihre wohldefinierte Position auf dem Umfang der Tübbingringe beibehalten und sich durch optimale Belastungsfähigkeit auszeichnen.To create segmental expansion of the type described above, in which the conveyor body remains unchanged in its well-defined position on the even in the event of a load Maintain the circumference of the segment rings and are characterized by optimal load-bearing capacity.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Tübbingausbau dadurch, daß die Druckplatte auf einem elastischen Kunststoffring und einem von dem Kunststoffring umgebenen Schaumstoffbett aufliegt sowie einen das Schaumstoffbett .und die Druckfeder durchdringenden Zentrierkern mit einer Widerlagerschulter für die Druckfeder aufweist, daß der Zentrierkern eine Gewindebohrung für die auf der Innenseite des Tübbingrückens in einer Lagerbuchse geführte Spannschraube besitzt, und daß die Druckfeder von einem umlaufenden Auflagerring mit Auflagerschulter für die Druckfeder umgeben ist und der Auflagerring in den Kunststoffring eingreift und durch eine Betonauflage auf dem Tübbingrücken gegen Verschieben gesichert ist und auf die Betonauflage der Kunstsioffring aufgesetzt ist.This object is achieved by the invention in a generic segment lining in that the Pressure plate on an elastic plastic ring and a foam bed surrounded by the plastic ring and a centering core penetrating the foam bed .and the compression spring with a Has abutment shoulder for the compression spring that the centering has a threaded hole for the on the Inside of the segment back has a clamping screw guided in a bearing bush, and that the compression spring is surrounded by a circumferential support ring with support shoulder for the compression spring and the The bearing ring engages in the plastic ring and is countered by a concrete layer on the back of the segment Moving is secured and the plastic ring is placed on the concrete surface.

— Der erfindungsgemäße Tübbingsausbau zeichnet sich dadurch aus, daß für die Federkörper gleichsam eine Verbundbauweise verwirklicht ist und die Federkörper einwandfrei gegen Verschieben gesichert sind, und zwar über den in eine Betonauflage auf dem Tübbingrücken eingebetten Auflagerring. Dadurch behalten die Federkörper auch im Belastungsfall stets ihre wohldefinierten Positionen auf dem Außenumfang der Tübbings bei, so daß bei allen Belastungsfällen optimale Lastaufnahme gewährleistet ist. Darüber hinaus wird auch optimale Belastungsiähigkeit erreicht, weil die Federkörper bzw. deren Druckfeder auf einem Auflagerring aufgelagert ist und daher im Pressungsfall über ihre Horizontaliage hinaus nach innen durchgedrückt werden kann, nämlich bis zum Anschlag der Druckplatte am Auflagerring. Außerdem werden für die Kompensation der auftretenden Erddruckkräfte und Gebirgsbewegungen auch noch der elastische Kunststoffring und das Schaumstoffbett für die Druckplatte herangezogen. — Darin sind die wesentlichen durch die Erfindung erreichten Vorteile zu sehen.- The segment lining according to the invention is characterized are characterized in that a composite construction is realized for the spring body, as it were, and the spring body are properly secured against shifting, namely via the in a concrete pad on the Tubbing back embedded support ring. As a result, the spring bodies always retain their position, even in the event of a load their well-defined positions on the outer circumference of the segments, so that in all load cases optimal load absorption is guaranteed. In addition, optimal resilience is achieved, because the spring body or its compression spring is supported on a support ring and therefore in the event of compression can be pushed through inwards beyond their horizontal position, namely up to the stop of the Pressure plate on the bearing ring. In addition, for the compensation of the earth pressure forces and Mountain movements also the elastic plastic ring and the foam bed for the pressure plate used. - This is where the essential advantages achieved by the invention can be seen.

Zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Druckfeder aus einer oder mehreren geschlitzten Tellerfedern besteht, die von einer Zentralbohrung ausgehend sternförmig verlaufende Radialschlitze vorgegebener Länge aufweisen. Eine derartige Druckfeder zeichnet sich durch eine im Arbeitsbereich im wesentlichen steigungsfreie Federkennlinie und damit konstante Federkraft aus. Dadurch kann die Dimensionierung der Druckfeder auf die tatsächlich zu erwartenden Beanspruchungen abgestellt werden. Die Druckfeder ist zweckmäßigerweise in eine Schicht aus Korrosionsschutzfett eingebettet und die Korrosionsschutzfettschicht von einer Kunststoffhülle une einem umlaufenden Auflagerring mit Auflagerschulter für die Außenauflagerung der Druckfeder umgeben. Dadurch wird eine Korrosion der gesamten Federkörperkonstruktion unterbunden und deren Lebensdauer entscheidend erhöht. Die Kunststoffhülle kann mittels Schraubenschellenbänder einerseits an dem Zentrierkern, andererseits an dem Auflagerring befestigt sein. Die Druckplatte und der Zentrierkern besitzen kreisförmigen Querschnitt. Der Druckplatte kann außenseitig ein Deckblech zugeordnet sein, welches zur Reduzierung der Reibungskraft der Schildschwanzdichtung beim Schildvortrieb dient. Druckblech, Druckplatte und Zentrierkern weisen vorzugsweise Bewässerungsöffnungen für den Druckausgleich evtl. vorhandenen Grundwassers auf.For the advantageous embodiment of the invention it is provided that the compression spring consists of one or consists of several slotted disc springs which, starting from a central bore, run in a star shape Have radial slots of predetermined length. Such a compression spring is characterized by an im Working area essentially gradient-free spring characteristic and thus constant spring force. Through this the dimensioning of the compression spring can be based on the loads actually to be expected will. The compression spring is expediently embedded in a layer of anti-corrosion grease and the Corrosion protection grease layer from a plastic cover and a circumferential support ring with support shoulder for the external support of the compression spring. This causes corrosion of the whole The spring body construction is prevented and its service life is increased significantly. The plastic cover can by means of screw clamp straps on the one hand on the centering core and on the other hand on the support ring be attached. The pressure plate and the centering core have a circular cross-section. The printing plate can be assigned a cover plate on the outside, which is used to reduce the frictional force of the Shield tail seal is used for shield tunneling. Have pressure plate, pressure plate and centering core preferably irrigation openings for pressure equalization of any groundwater that may be present.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert Es zeigtIn the following the invention is illustrated by means of a drawing which shows only one exemplary embodiment explained it shows

F i g. 1 einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Tübbingausbau im Vertikalschnitt,F i g. 1 shows a section of a segment lining according to the invention in vertical section,

Fig.2 eine Teilansicht auf den Gegenstand nach F i g. 1 entsprechend dem Pfeil A, FIG. 2 shows a partial view of the object according to FIG. 1 according to arrow A,

ίο Fig.3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach F i g. 1 bei unbelastetem Federkörper, F i g. 4 den Gegenstand nach F i g. 3 im Einbauzustand, ίο Fig.3 an enlarged section from the Item according to FIG. 1 with unloaded spring body, F i g. 4 the subject of FIG. 3 when installed,

Fig.5 den Gegenstand nach Fig.3 bei maximaler Belastung.Fig.5 the object according to Fig.3 at maximum Load.

In den Figuren ist ein Tübbingausbau für eine Tunnelröhre in insbesondere Bergsenkungsgebieten dargestellt, der in seinem grundsätzlichen Aufbau aus Tübbingringen 1 mit außenseitiger Hinterfüllung 2 besteht. Die TObbingringe 1 sind dicht bei dicht hintereinander angeordnet und jeweils aus mehreren Tübbings 3 zusammengesetzt. Die Tübbings 3 wiederum bestehen im wesentlichen aus einem Tübbingrücken 4 und beidseitig, d. h. sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite angeordneten Verstärkungsrippen 5. Jeder Tübbingring 1 weist zumindest im Ulmenbereich 6 ein oder mehrere Tübbings mit auf ihrer dem Gebirge zugewandten Außenseite ansteile der Hinterfüllung 2 angeordneten Foderkörpern 7 mit federbelasteten Druckflächen auf, gegen die das arbeitende Gebirge unmittelbar ansteht. Die Druckflächen der Federkörper 7 kragen im belasteten und unbelasteten Zustand um ein bestimmtes Maß über der äußeren durch Verstärkungsrippen 5 vorgegebenen Umfangsfläche der Tübbings 3 vor und stützen bei eingebauten Tübbings 3 teilweise zurückgedrückt das anstehende Gebirge unter Vorspannung ab. Jeder Federkörper 7 weist als federbelastete Druckfläche eine Druckplatte 8 und eine gegen die Druckplatte 8 einerseits und gegen die Tübbingrürken 4 über den Auflagerring 21 andererseits abgestützte Druckfeder 9 auf. Die Druckplatte 8 ist mittels einer Spannschraube 10 gegen die Druckfeder 9 vorspannbar. Druckplatte 8 liegt auf einem elastischen Kunststoffring 11, z. B. Polystyrolring, und einem von dem Kunststoffring umgebenen Schaumstoffbett 12 auf. Sie besitzt einen das Schaumstoffbett 12 und die Druckfeder 9 durchdringenden Zentrierkern 13 mit einer Widerlagerschulter 14 für die Druckfeder 9. Der Zf '.rierkern 13 besitzt eine Gewindebohrung 15 für die auf der Innenseite der Tübbingwand 4 in einer Lagerbuchse 16 geführte Spannschraube 10. Die Druckfeder 9 besteht aus einer oder mehreren geschlitzten Tellerfedern, die von einer Zentralbohrung 17 ausgehend sternförmig verlaufende Radialschlitze 18 vorgegebener Länge aufweisen. Die Druckfeder 9 ist in eine Schicht aus Korrosionsschutzfett 19 eingebettet. Die Korrosionsschutzfettschicht 19 ist von einer Kunststoffhülle 20 und einem umlaufenden Auflagerring 21 aus Gußeisen mit Auflagerschulter 22 für die Druckfeder 9 umgeben. Die Kunststoffhülle 20 ist mittels Schraubenschellenbändern 23. einerseits an dem Zentrierkern 13, andererseits an dem Auflagerring 21 befestigt. Der Auflagerring 21 greift in den Kunststoffring 11 ein und ist durch eine Betonauflage 24 auf dem Tübbingrücken 4 gegen Verschieben gesichert. Auf die Betonauflage 24 ist der an den Auflagerring 21 teilweise umfassende Kunststoffring 11 aufgesetzt. Die Betonauflage 24 ist durch die äußeren Verstärkungsrippen 5 auf der Außenseite derIn the figures, a tubbing for a Tunnel tube shown in particular in subsidence areas, which in its basic structure consists of Tubbing rings 1 with backfilling 2 on the outside. The TObbingringe 1 are close together arranged one behind the other and each composed of several segments 3. The segments 3 in turn consist essentially of a segment back 4 and on both sides, d. H. both on the inside and reinforcing ribs 5 arranged on the outside. Each segment ring 1 has at least in the elm area 6 one or more tubbings with the backfill 2 on their outside facing the mountains arranged conveyor bodies 7 with spring-loaded pressure surfaces against which the working mountains is imminent. The pressure surfaces of the spring body 7 collapse in the loaded and unloaded state certain dimension above the outer circumferential surface of the segments 3, which is predetermined by reinforcing ribs 5 in front and, when tubbing is installed 3, support the pending rock under pretension, partially pushed back away. Each spring body 7 has as a spring-loaded pressure surface a pressure plate 8 and one against the Pressure plate 8 on the one hand and supported against the tubbing turken 4 via the support ring 21 on the other hand Compression spring 9. The pressure plate 8 can be prestressed against the compression spring 9 by means of a clamping screw 10. Pressure plate 8 rests on an elastic plastic ring 11, e.g. B. polystyrene ring, and one of the plastic ring surrounded foam bed 12. It has a foam bed 12 and a compression spring 9 penetrating centering core 13 with an abutment shoulder 14 for the compression spring 9. The Zf '.rierkern 13 has a threaded hole 15 for the inside of the segment wall 4 in a bearing bush 16 guided clamping screw 10. The compression spring 9 consists of one or more slotted disc springs that Radial slots 18 of predetermined length, starting from a central bore 17, run in a star shape exhibit. The compression spring 9 is embedded in a layer of anti-corrosion grease 19. The anti-corrosion grease layer 19 is of a plastic shell 20 and a circumferential support ring 21 made of cast iron Surrounding support shoulder 22 for the compression spring 9. The plastic sleeve 20 is secured by means of screw clamp straps 23 on the one hand to the centering core 13, on the other hand to the bearing ring 21 attached. The bearing ring 21 engages in the plastic ring 11 and is countered by a concrete pad 24 on the segment back 4 Moving secured. The plastic ring partially encompassing the bearing ring 21 is on the concrete support 24 11 put on. The concrete pad 24 is through the outer reinforcing ribs 5 on the outside of the

Tübbings 3 begrenzt. Die Druckfeder 9 ist durch den Auflagerring 21 mit vorgegebenen Abstand von der Tübbingwand 4 gehalten und hat dadurch den für das Durchfedern zur Kompensation der auftretenden Erddruckkräfte erforderlichen Spielraum. Die Druckplatte 8 und der Zentrierkern 13 besitzen kreisförmigen Querschnitt. Der Druckplatte 8 ist außenseitig ein Deckblech 25 zugeordnet. Deckblech 25, Druckplatte 8 und Zentrierkern 13 weisen eine Bewässerungsöffnung 26 auf.Tubbings 3 limited. The compression spring 9 is through the bearing ring 21 at a predetermined distance from the Tubbing wall 4 held and thereby has the for the deflection to compensate for the occurring Earth pressure forces required margin. The pressure plate 8 and the centering core 13 are circular Cross-section. The pressure plate 8 is assigned a cover plate 25 on the outside. Cover plate 25, pressure plate 8 and centering core 13 have an irrigation opening 26.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Tubbing for a tunnel in particular in subsidence areas, in which everyone Tubbing ring, at least in the elm area, one or more tubbings with on their mountains having facing outside arranged spring bodies with spring-loaded pressure surfaces, and each spring body as a spring-loaded pressure surface a pressure plate and one against the pressure plate has on the one hand and against the tubbing back on the other hand supported compression spring and the The pressure plate can be pre-tensioned against the compression spring by means of a tensioning screw is characterized by that the pressure plate (8) on an elastic plastic ring (11) and one of the Plastic ring (11) surrounded foam bed (12) rests as well as a foam bed (12) and the Compression spring (9) penetrating centering core (13) with an abutment shoulder (14) for the compression spring (9) has that the centering core (13) has a threaded hole (15) for the on the inside of the Tübbingrückens (4) in a bearing bushing (16) has guided clamping screw (10), and that the Compression spring (9) from a circumferential support ring (21) with support shoulder (22) for the compression spring (9) is surrounded and the bearing ring (21) engages in the plastic ring (11) and by a concrete support (24) is secured against displacement on the segment back (4) and on the concrete support (24) the plastic ring (11) is attached.

2. Tubbing lining according to claim 1, characterized in that the compression spring (9) consists of a or several slotted disc springs, which are star-shaped starting from a central bore (17) have extending radial slots (18) of predetermined length.

3. Tubbing lining according to claim 1 or 2, characterized in that the compression spring (9) in a layer of anti-corrosion grease (19) embedded and the anti-corrosion grease layer (19) of a plastic sleeve (20) and the bearing ring (21) is surrounded.

4. Tubbing lining according to one of claims 1 to

3, characterized in that the plastic cover (20) by means of screw clamp straps (23) on the one hand is attached to the centering core (13), on the other hand to the bearing ring (21).

5. Tubbing lining according to one of claims 1 to

4, characterized in that the pressure plate (8) and the centering core (13) have a circular cross-section own.

6. Tubbing lining according to one of claims 1 to

5, characterized in that the pressure plate (8) is assigned a cover plate on the outside.

7. Tubbing lining according to one of claims 1 to

6, characterized in that the cover plate (25), pressure plate (8) and centering core (13 have an irrigation opening (26) have.