-
SCHILD ZUM BAU VON MIT MONOIITHISCH-GEPRESSTEM
-
BETON AUSGEELEIDETEN TUNNELN Die Erfindung betrifft den Untertagebau
und bezieht sich im besonderen auf einen Schild zum Bau von mit monolithisch--gepreßtem
Beton ausgekleideten Tunneln, der am besten im Tunnel- und Untergrundbahnbau anwendbar
ist.
-
Diese Erfindung eignet sich fUr wenig widerstandsfähige sandige Untergründe,
wo sie es gestattet, den Vortrieb praktisch ohne Senkung der Erdoberfläche durchzuführen
und in der Nähe von dem herzustellenden Tunnel auf der Tagesoberfläche befindliche
Bauwerke stehen zu lassen.
-
Allgemein bekannt ist ein Schild zum Bau von mit monolithisch-gepreßtem
Beton ausgekleideten Tunneln (siehe die Zeitschrift "Verkehrsbauwesen'* (transporthnoj
e stroitelstwo), Nr. 3, 1972, S. 13 bis 16, Moskau, UdSSR).
-
Innerhalb des Schildgehäuses mit horizontalen durchschneidenden Bühnen
befinden sich ein Antrieb zur Bewegung des Schildes längs der Trasse, eine Vorrichtung,
die die Rückstoßkraft des Antriebes aufnimmt und diese in die Betonmischung bei
deren Pressen einleitet,ein Pressungsring und eine Einrichtung zur Formgebung der
Innenfläche der Betonauskleidung, die eine umsetzbare Sektionsschalung darstellt.
-
Diese Schalung besteht aus demontierbaren, zusammenlegbaren Einzelsektionen,
die je nach der Vorwärtsbewegung des Schildes längs der Trasse im Hinterteil demontiert,
zusammengelegt, nach vorn zum Schild hin transportiert und dann zum Betonieren des
weiteren Abschnittes der Auskleidung aufgestellt werden.
-
Bei der Herstellung der Auskleidung wird die Betonmischung in den
Baum zwischen der Ummantelung des Schildes und den besagten, an den vorher betonierten
Sektionen befestigten Sektionen hineingebracht. Gepreßt wird die Betonmischung während
der Bewegung des Schildes durch den Antrieb, dessen Rückstoßkraft auf die Betonmischung
übertragen wird. Bei der Bewegung des Schildes weicht dessen Längsachse üblicherweise
von der Achse der herzustellenden Auskleidung nicht nur auf den krummlinigen Abschnitten
der Tunneltrasse, sondern auch auf den geracl'Linigen ab.
-
Nach Beendigung des Preßvorganges in einem folgenden Abschitt befindet
sich die ringförmige Stoßfuge der Betonauskleidung immer inmitten der Sektion, und
in jedem Zyklus wird die Betonmischung sowohl hinter die neu angebrachte Sektion,
als auch teilweise hinter die vorher betonierte Sektion gelegt.
-
Beim Pressen der Betonmischung wirkt deren seitlicher Druck nicht
nur auf die neu aufgestellte Sektion, sondern auch auf einen Teil der früher betonierten
Sektion, die für die Unterstützung der Auskleidung während der Abbindung und Verfestigung
des Betons sorgt. Die Verformung dieser Sektion wirkt sich schädlich bei der Auskleidung
aus, indem sie eine Rißbildung verursacht.
-
berdies erfolgt, wie bereits vorstehend ausgeführt, bei der Vorsv
ruEbewegung des Schildes eine Änderung der gegenseitigen Lage der Achse des Schildes
und der der herzustellenden Auskleidung und mithin der mit der letzteren koaxialen
Verschalung. Dies hat zur Folge, daß beim Nachziehen des
Pressungaringes
längs der Schildachse zwecks Einnahme der Ausgangslage nach Beendigung des Preßvorganges
dieser Pressungsring öfters die letzte Sektion der Verschalung mitsamt dem frisch
gepreßten Beton verschieb t, wodurch sich in der huskleidung weitere ringförmige
Risse bilden. Die angegebenen Nachteile ermöglichen letzten Endes keine wasserdichte
Tunnelauskleidung und erschweren die Schildsteuerung.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schild zum
Bau von mit monolithisch-gepreßtem Beton ausgekleideten Tunneln zu schaffen, der
mit einer derartigen Einrichtung zur Formgebung der Innenfläche der Betonauskleidung
versehen ist, die eine Rißbildung im Beton vermeidet und eine wasserdichte Tunnelauskleidung
sicherstellt.
-
Die gestellte Aufgabe ist dank einem Schild zum Bau von mit monolithisch-gepreßtem
Beton ausgekleideten Tunneln gelöst worden, in dessen Gehäuse ein Antrieb zur Bewegung
des Schildes der Trasse entlang, eine Vorrichtung zur Aufnahme der Rückstoßkraft
des Antriebes und deren Sinleitang in die Betonmischung während ihres Pressens und
eine Einrichtung zur Formgebung der Innenfläche der Betonauskleidung vorgesehen
sind, wobei erfindungsgemäß die Einrichtung zur Formgebung der Innenfläche der Betonauskleidung
einen formgebenden Teil, welcher im Schildgehäuse gleichachsig und mit der Möglich-Schwenkung
während des keit einer mit dem Gehäuse gemeinsamen t Preßvorgangs und der nachfolgenden
Versetzung nach Beendigung des Pressens des jeweiligen Abschnittes längs der Längsachse
des Schildes angeordnet ist, und einen Unterstützungsteil, der hinter dem formgebenden
Teil mit der Möglichkeit einer Verschiebung an der Längsachse der Auskleidung vorgesehen
ist, umfaßt.
-
Durch den formgebenden Teil, der zur Längsachse des Schilues ausgerichtet
ist, werden schadhafte mechanische Sinflüsse des Schildes auf den Beton sowie die
obig genannten Risse in der Auskleidung verhindert. Darüber hinaus wird die Steuerbarkeit
(die Wendigkeit) des Schildes an der Trasse verbessert.
-
Es ist hierbei vorteilhaft, den formgebenden Teil an einer Konsole
anzubringen, die im Schildgehäuse eingespannt ist und Stützelemente zur Anbringung
und Bewegung des formgebenden Teiles trägt.
-
Eine solche Anordnung des formgebenden Teiles sichert dessen Gleichachsigkeit
zum Schildgehäuse bei beliebigen Schwenkungen des Schildes bei dessen Bewegung längs
der Trasse und dessen Verschiebung längs der Achse des Gehäuses.
-
Es ist des weiteren günstig, die Stützelemente an der Konsole bezüglich
des Schildgehäuses radial verstellbar anzubringen.
-
Dank dieser Anbringung wird die Gleichsachsigkeit des formgebenden
Teiles mit dem Gehäuse während der Montage und des Einrichtens des Schildes gesichert.
-
Es ist sinnvoll, den Unterstützungsteil mit dem formgebenverbinden,
den Teil mittels Hydraulikzylindern zuvderen Gehäuse mit dem deren formgebenden
Teil und<Stangen mit dem Unterstützungsteil gelenkig verbunden sind.
-
Diese Verbindung ermöglicht die gleichzeitige Verlagerung des Unterstützungs
und des formgebenden Teiles, freie gegenseitige Winkelverschiebungen der genannten
Teile, die während der Bewegung des Schildes längs der Trasse zu verzeichnen sind,
sowie bei dem unbeweglich bleibenden Unterstützungsteil
eine Vorwärtsverrückung
des formgebenden Teiles zwecks der Besichtigung der Stirnfläche der fertiggestellten
Auskleidung sowie der Beschau und Schmierung der Außenfläche des formgebenden Teiles.
-
Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Gesamtansicht
des erfindungsgemäßen Schildes zum Bau von mit monolithisch-gepreßtem Beton ausgekleideten
Tunneln in einem Längsschnitt; Fig. 2 die Ansicht laut Pfeil in Fig. 1; Fig. 3 einen
Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 durch ein Stützelement des formgebenden
Teiles; Fig. 4 die Lage der Schildteile vor dem Pressen der Betonmischung; Fig.
5 Lage nach Beendigung der Pressung der Betonmischung und der Bewegung des Schildes
um einen Strebatreifen; Fig. 6 Lage nach der Rückkehr des formgebenden Teiles in
die Ausgangslage; Fig. 7 die Lage der Schildteile während der Besichtigung der Stirnfläche
der Betonauskleidung, der Reinigung und der Schmierung der Außenfläche des formgebenden
Teiles.
-
In Fig. 1 ist der vorgeschlagene Schild zum Bau von mit monolithisch-gepreßtem
Beton ausgekleideten Tunneln abgebildet, welcher ein ringförmiges Gehäuse 1 umfaßt,
in dem ein Antrieb zur Bewegung des Schildes längs der Trasse, eine Vorrichtung
zur Aufnahme der Rückstoßkraft des Antriebes und deren Einleitung in eine Betonmischung
2 während ihrer Pressung
und eine Einrichtung zur Formgebung der
Innenfläche der Betonauskleidung 3 untergebracht sind.
-
Der Antrieb zur Bewegung des Schildes längs der Trasse setzt sich
aus mehreren Hydraulikzylindern 4, welche in Ausbohren des Gehäuses 1 über dessen
Umfang angebracht sind, zusammen. Die Zylinder 4a der HydrauliZzylinder sind hierbei
im Gehäuse 1 befestigt, während die Stangen 4b sich gegen die Vorrichtung zur Aufnahme
der Rückstoßin kraft des Antriebes und deren Einleitung die Betonmischung 2 im Verlaufe
ihrer Pressung stützen. Diese Vorrichtung stellt einen Ganz- oder einen Schlitzring
5 dar.
-
Erfindungsgemäß umfaßt die Einrichtung zur Formgebung der Innenfläche
der Betonauskleidung 3 einen formgebenden Teil 6, der koaxial im Gehäuse 1 und mit
der Möglichkeit einer gemeinsamen Drehung mit dem Gehäuse 1 im Preßvorgang und der
nachfolgenden verstellung längs der Längsachse des Schildes nach Beendigung des
Pressens des jewiligen Abschnittes angeordnet ist, und einen Unterstützungsteil
7, der mit der Möglichkeit einer Bewegung hinter dem formgebenden Teil 6 längs der
Längsachse der Auskleidung 3 angebracht ist.
-
Der formgebende Teil 6 stellt einen zylindrischen, unten flach ausgeb
eten Ring (Fig. 2) dar. Dank der Gestalt der Außenfläche des formgebenden Teiles
6 wird die gewünschte Form des Querschnittes der hergestellten Betonauskleidung
3 des Tunnels erhalten.
-
Die Verstellung des formgebenden Teiles 6 vollzieht sich zwangsweise
durch einen Antrieb, der im vorliegenden Fall eine Anordnung von Hydraulikzylindern
8 darstellt. Am Boden
jedes Zylinders 8a der Hydraulikzylinder
8 sowie an der Stange 8b sind Gelenke 9 vorgesehen. Die Zylinder 8a sind am Gehäuse
1 des Schildes und die Stangi8b an dem formgebenden Teil 6 angelenkt.
-
Im Gehäuse 1 des Schildes ist eine Konsole 10 eingespannt, die Querträger
11, 12 besitzt, an welchen jeweils Stützelemente 13 (Fig. 1), 14 (Fig. 2) angebracht
sind. Diese Stützelemente 13, 14 stellen im vorliegenden Fall Laufrollen mit Achsen
15 (Fig. 3) dar. Auf den Stützelementen 13, 14, die in zwei parallelen, zur Achse
des Schildes senkrechten Ebenen liegen, befindet sich der formgebende Teil 6.
-
Die Stützelemente 13, 14 sind an den Querträgern 11, 12 der Konsole
10 bezüglich des Schildgehäuses 1 radial verstellbar angeordnet. Diese Verstellbarkeit
ist einer Xeilanordnung 16 zu verdanken. Die letztere setzt sich nämlich aus zwei
Keilen 17, 18, welche entgegengesetzt gerichtet und auf einer flachen Grundlage
19 angebracht sind, die auf den Querträgern 11, 12 der Konsole 10 vorgesehen ist,
zusammen, während die Grundlage 20 der Stützelemente 13, 14 der Laufrolle auf diesen
Keilen 17, 18 mit ihrer doppelten Keilfläche aufliegt. Bei Annäherung oder Auseinandergehen
der Keile 17, 18 findet eine Radialverschiebung der Laufrollen statt.
-
Hinter dem formgebenden Teil 6 befindet sich der Unterstützungsteil
7, der sich längs der Längsachse der Auskleidung 3 dank einem separaten Antrieb
bewegt. In dem vorliegenden Fall stellt der Unterstützungsteil 7 eine ringförmige
Konstruktion dar, über deren Umfang Hydraulikzylinder 21 (Fig. 1) radial angeordnet
sind. Die Zylinder 21a derselben sind am Unterstützungsteil 7 befestigt, während
an den Enden
der Stangen 21b Platten 22 vorgesehen sind, welche
gegen die fertige monolithischgepreßte Auskleidung 3 durch die Hydraulikzylinder
21 gedrückt werden. Die Platten 22 stellen Schalen dar, die entsprechend der Gestalt
der Innenfläche der Tunnelauskleidung 3 gebogen sind.
-
Der Unterstützungsteil 7 ist mit dem formgebenden Teil 6 mittels
Hydraulikzylindern 23 verbunden, die für die Verlagerung des Unterstützungsteiles
7 längs der Achse der Auskleidung 3 verantwortlich sind. An der Stange 23a des Hydraulikzylinders
23 sitzt ein Gelenk 24 und am Boden des Zylinders 23b ein Gelenk 25. Das Gelenk
24 ist des weiteren am Unterstützungsteil 7 und das Gelenk 25 am formgebenden Teil
6 befestigt oder umgekehrt.
-
Für die Zufuhr der Betonmischung ist im formgebenden Teil 6 ein Kanal
26 mit einer Absperrvorrichtung 27 vorgesehen. Die letztere kann verschiedenartig
konstruktiv ausgelegt werden.
-
Im vorliegenden Fall ist sie in Form eines zylindrischen Stopfens
ausgeführt, welcher im Kanal 26 nach der Entfernung der Betonleitung, die die Betonmischung
2 dem Raum hinter dem formgebenden Teil zuführt, festgemacht wird. Die Stirnfläche
des Stopfens ist entsprechend der zylindrischen Gestalt der Außenfläche des formgebenden
Teiles 6 geformt und bündig mit dieser eingestellt.
-
Im Schildgehäuse 1 sind horizontale durchschneidende Bühnen 28, 29
vorhanden, die zur Steifigkeit des Schildgehäuses n in dessen Messerbereich beitragen
und für die Einteilung beispielsweise eines Sandstosses in horizontale Abschnitte
und
die Bildung von das Gleichgewicht des Abbaustosses sichernden
Sandböschungen sorgen. Im Stützbereich des Gehäuses 1 befindet sich eine Bühne 30,
die die Steifigkeit des Schildgehäuses 1 erhöht und für die Unterbringung der Ausrüstung
innerhalb des Schildes dient.
-
Hinter dem Schild ist die fertige monolithisch-gepreßte Betonauskleidung
3 erkennbar, welche einen durchgehenden Betonring darstellt, der an den Umgebungsboden
dicht angedrückt ist und den Umriß der Innenfläche des im Entwurf vor-Boden gesehenen
Tunnels mit flachem v aufweist.
-
Die Wirkungsweise des Schildes bei der Herstellung der monolithisch-gepreBten
Betonauskleidung ist wie folgt.
-
Die Vorrichtung und der formgebende Teil 6 werden in die in Fig.
4 abgebildete Lage bezüglich des Schildgehäuses 1 gebracht.
-
In dieser Lage erfolgt die Zufuhr der Betonmischung 2 über den Kanal
26 zu dem Raum, der durch das Gehäuse 1, den formgebenden Teil 6, den Ring 5 und
die fertige Auskleidung 3 begrenzt ist. Nach der Befüllung des genannten Raumes
schließt man den Kanal 26 mittels der Vorrichtung 27 und betätigt den Antrieb 4
des Schildes. Der Schild schreitet vor, indes er den Bodenwiderstand vor Ort und
die Reibung des Umgebungsbodens überwindet. Die Rückstoßkraft des Antriebes wirkt
auf den Ring 5 ein, der die Betonmischung 2 preßt und, wie aus Fig. 5 erkenntlich
ist, sie außerhalb des Schildgehäuses 1 hinausdrängt.
-
Während des beschriebenen Vorganges bleibt der formgebende Teil 6
bezüglich der Tunnelachse unbeweglich, schwenkt S chwenift-iig aber in Querrichtung,
indem er einer V der Längsachse des Schildes folgt.
-
Demzufolge fallt die Längsachse des jeweils fertigrerdenden Ab- der
schnittes des Tunnels immer mit v Achse des Schildgehäuses 1 zusammen.
-
Die Stirn der vorher hergestellten Auskleidung 3 bleibt immerdar
außerhalb des formgebenden Teiles 6, weshalb dessen schädliche Einflußnahme auf
den abbindenden Beton ausgeschaltet ist, d.h. die Ursache für eine Rißbildung in
der Auskleidung vermieden ist.
-
Nach Abschluß des Preßvorganges (Fig. 5) wird der form->-bende
Til 6 durch den Antrieb 8 ins Innere des Schildgehäuses 1 in die Ausgangslage gebracht,
wobei er den Unterstützungsteil 7 mittels der Zylinder 23 (Fig. 6) hinterher zieht.
Vorher lassen die Platten 22 ihren Andruck an die Auskleidung 3 nach, und am Ende
der Verlagerung wird der Druck der Platten 22 gegen die Auskleidung 3 wiederhergestellt.
-
Während der genannten Bewegung des formgebenden Teiles 6 und des
Unterstützungsteiles 7 bleibt der Ring 5 an die Stirn des fertigen Abschnittes des
Tunnels angedrückt.
-
Nach der gemeinsamen Bewegung des formgebenden Teiles 6 und des Unterstützungsteiles
7 und dem Andrücken der Platten 22 an die Auskleidung 3 wird der Ring 5 ins Schildgehäuse
1 hineingezogen.
-
Die Möglichkeit für die Besichtigung der Stirnfläche der fertiggestellten
Auskleidung 3 und die Schmierung der Außenfläche des formgebenden Teiles 6 bietet
sich dadurch, daß
der letztere durch den Antrieb 8 in die in Fig.
7 wiedergegebene Stellung geschoben werden kann, wobei der Unterstützungsteil 7
unbeweglich bleibt und die Stange 23a des Hydrozylinders 23 frei ausfährt, ohne
die Vorwärtsbewegung des formgebenden Teiles 6 zu hindern.
-
Die vorliegende Erfindung gestattet es, einen wasserdichten Tunnel
zu bauen, das Tempo der Herstellung von mit monolithisch-gepreBtem Beton ausgekleideten
Tunneln durch die Ausschaltung der Handarbeit, auf die man unter bekannten Bedingen
gen bei Demontage und Beförderung von Sektionsschalungen angewiesen ist, zu erhöhen,
die Steuerung des sich bewegenden Schildes zu verbessern, den Erummungsradius der
Schwe£rung des Schildes in krummlinigen Abschnitten der Trasse zu vermindern und
d e Masse des Schildes zusammen mit den Hilfsgeräten zu verringern.
-
Leerseite