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Verfahren zum Herstellen einer wasserdichten, rohrförmigen
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Auskleidung für insbesondere in Bergsenkungsgebieten bzw.
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in Gebieten mit Störungen in der Erdrinde - z. B. in geschlossener
Bauweise - hergestellte Tunnel, und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens
Stand der Technik Bekannt ist eine Auskleidung für unterirdische Bergbaustrecken
(DE-AS 16 58 733), die aus spundbohlenartigen Stahlprofilen besteht, wobei die seitlichen
Stahlprofile und die die Decke bildenden Rundbogen-Segmente mittels Profillaschen
zu Ausbaurahmen starr miteinander verbunden sind. Die nebeneinander angeordneten
Ausbaurahmen sind durch in Langlöchern angeordnete Schrauben miteinander verbunden,
so daß diese Schraubenverbindungen eine gewisse Bewegungsmöglichkeit bieten, die
das Auskleiden von Kurvenstrecken ermöglichen soll. Diese bekannt Tunnelauskleidung
ist lediglich in der Lage, mit den gewölbten Deckenteilen die Last der unmittelbar
darüber befindlichen Gebirgsschicht, das sogenannte Hangende, zu halten und über
die seitlichen Stahlprofile abzustützen, während sich die Masse des darüber befindlichen
Gebirges selbst trägt. Hohe Belastungen können durch diese Tunnelauskleidung unverformt
nicht aufgenommen werden. Vielmehr tritt nach einer gewissen Standzeit des Tunnels
eine erhebliche Querschnittsverminderung der Strecke auf.
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Bekannt ist auch eine Auskleidung für einen in Bergsenkungsgebieten
in geschlossener Bauweise aufgefahrenen Verkehrstunnel (DE-PS 24 17 542), insbesondere
für den schienengebundenen
Verkehr, die aus mehreren in Längsrichtung
des Tunnels miteinander wasserundurchlässig verbundenen, die Längsverformbarkeit
unter bergbaulicher Einwirkung nicht oder nur im Rahmen des orthotropen Ausweich-Widerstands-Prinzips
behindernden Tragringen mit wellenförmigem Profil gebildet sind, wobei jeder Tragring
wenigstens ein Dehnungselement aufweist, das als Ausbuchtung des Tragringes ausgebildet
ist und den Querschnitt des Tragringes überragt.
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Dabei soll jeder Tragring im Bereich der Ausbuchtung eine stärkere
Krümmung besitzen als der Umfang des Tunnelquerschnittes, wobei der Bereich der
stärkeren Krümmung über Bereiche mit entgegengesetzter Krümmung in den Umfang des
Tunnelquerschnitts übergeht. Dabei soll über der zum Innern des Tunnelquerschnitts
weisenden Oeffnung der Ausbuchtung in jedem Tragring eine Feder oder ein Reibelement
angeordnet sein, die sich auf die zueinanderweisenden Teile der wellenförmigen Profile
der Tragringe abstützen und so die durch die Ausbuchtung sich ergebende Abweichung
der Umfangslinie des Tragringes schließen. Dabei geht diese Konstruktion der Auskleidung
von dem orthotropen Ausweich-Widerstands-Prinzip für die offene Bauweise aus (Heft
15, Konstruktiver Ingenieurbau 1973 - Verkehrstunnel in Bergsenkungsgebieten). Diese
Konstruktion besteht aus einem umgekehrten U-förmigen Tragrahmen, der in der Senkrechten
aus Spundwänden und im Dachquerschnitt aus einer Abdeckung in Korbbogenform mit
in Tunnellängsrichtung wellen- oder bogenförmigt Profilen nach vorher genanntem
Prinzip ausgebildet wird. Die in Folge bergbaulicher Einwirkung auftretenden Verkürzungen
oder Dehnungen quer zur Tunnelachse werden über die freien Schenkel des nicht geschlossenen
Rahmens im Zusammenhang mit einem bogenförmig ausgebildeten Eckstück aufgenommen.
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Bisher gibt es allerdings keine befriedigende Verfahrensweise, mit
der es möglich wäre, wasserdichte, insbesondere aus Stahl bzw. Stahlguß bestehende
Ausklei' enfü, ,,gmännisch aufgefahrene Verkehrstunnel in geschlossener Bauweise
unter baustellenmäßigen Bedingungen mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand herzustellen.
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Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, zunächst ein Verfahren
zum Herstellen einer wasserdichten, rohrförmigen Auskleidung - vornehmlich aus Stahlguß
und Stahl-zu schaffen, mit der ein zügiges Herstellen solcher rohrförmigen Auskleidungen
überhaupt möglich ist, und zwar auch dann, wenn solche Auskleidungen Rohr- oder
Ringkörper (Rohrschüsse) aufweisen, wie sie z. B. in der DE-PS 24 17 542 beschrieben
und/ oder dargestellt sind. Stattdessen oder zusätzlich können aber auch Rohrschüsse
zur Anwendung gelangen, die ohne derartige Dehnungselemente gefertigt und so in
den im Erdreich aufgefahrenen Tunnel eingebracht sind. Vornehmlich werden dafür
Rohrschüsse verwendet, die aus einem elastisch-plastisch verformbarem Werkstoff,
insbesonder aus Stahlguß bzw. Stahl, gebildet sind und zumindest im Bereich der
Firste, vorzugsweise aber auch über den gesamten Umfang sowie über die gesamte jeweilige
Schußlänge, in einer durch die Längsachse des betreffenden Schusses verlaufende
Querschnittsebene wellenförmig gestaltet sein können.
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Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine vorteilhafte
Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens zu schaffen.
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Lösung der Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens Diese Aufgabe wird
durch die im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
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Einige Vorteile Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Möglichkeit
eröffnet, Rohrschüsse aus einem elastisch-plastisch verformbaren Werkstoff, z. B.
aus Stahlguß und Stahl, schnell und zuverlässig zu einer wasserdichten Auskleidung
unter der Erde zu verbinden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise auch große
Verkehrstunnel wie sie insbesondere beim Bau von U-Bahnen zur Anwendung gelangen,
herstellen.
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Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst ein Ausgangsrohrschuß
aus einem elastisch-plastisch verformbaren Werkstoff über einen artfremden Körper
auf einem großen Teil des Umfanges mit der Erdreich verbunden bzw. gegenüber diesem
abgestützt wird, ergibt sich eine gute Zentrierung und Befestigung dieses Ausgangsrohrschusses,
so daß der Anschlußrohrschuß bzw. die darauffolgenden Anschlußrohrschüsse gegenüber
diesem Ausgangsrohrschuß sicher zentriert, ausgerichtet und der jeweilige Anschlußrohrschuß
auch z. B. durch Schweißen, verbunden werden kann.
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Auch die Anschlußrohrschüsse werden zweckmäßigerweise auf einem großen
Umfangsbereich durch einen artfremden Körper mit dem umgebenden Erdreich verbunden
bzw. gegenüber diesem gelagert und abgestützt.
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Dabei kann der artfremde Körper aus einem Werkstoff bestehen, der
sich im gelösten, z. B. breiigen oder flüssigen oder quasiflüssigen Zustand in den
jeweiligen Ringraum zwischen Rohrschuß und Erdreich einbringen läßt und erstarrt
bzw. aushärtet.
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In Anspruch 2 ist eine besonders vorteilhafte Verfahrensweise beschrieben.
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Die Verfahrensweise gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine zuverlässige,
wasserdichte Verbindung der Rohrschüsse untereinander, und zwar auch dann, wenn
diese Rohrschüsse jeweils mit wenigstens einem Dehnungselement versehen sind, wie
es z. B. in der DE-PS 24 17 542 beschrieben ist.
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Anspruch 4 beschreibt eine alternative Verfahrensweise.
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Gemäß Anspruch 5 wird sichergestellt, daß die einzelnen Rohrschüsse
genau gegeneinander ausgerichtet und in der jeweils ausgerichteten Stellung auch
- gewissermaßen im Innern der Auskleidung schrittweise an den Stoßstellen -miteinander
durch Schweißen verbunden werden.
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Da der Auftrieb des z. B. in breiiger Form in den Ringraum zwischen
Erdreich und Rohrschuß eingepreßten, artfremden Körpers so groß werden kann, daß
auch bei verhältnismäßig großen Wanddicken der betreffende Rohrschuß deformiert
wird, empfiehlt es sich, diesen Rohrschuß bis zum Abbinden, Aushärten o. dgl. des
eingepreßten artfremden Körpers innenseitig abzustützen, ihn aber zumindest an seinem
jeweils freien Ende gegen Auftrieb zu sichern und ebenfalls innenseitig, und zwar
ebenfalls zumindest über gewisse Wandbereiche, zu stützen.
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Lösung der Aufgabe betreffend die Vorrichtung Diese Aufgabe wird
durch die im Anspruch 7 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
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Einige Vorteile Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich
auch bei innenseitig stark profilierten, beispielsweise mit wellenförmigen oder
Dehnungselementen versehenen Rohrschüssen erreichen, das über die Stütze, die jeweils
durch Schweißen miteinander zu verbindenden Randbereiche in
eine
genau fluchtende Lage gedrückt werden können. Dabei kann die Stütze entsprechend
dem Schweißfortschritt umfangsseitig weiterbewegt und erneut motorisch verspannt
werden, ohne daß der Monteur oder die sonstigen Arbeitskräfte sich körperlich anzustrengen
brauchen. Da der betreffende Schuh umfangsseitig und/oder in Längsrichtung der Auskleidung
verhältnismäßig große Abmessungen aufweisen kann, lassen sich große Längenbereiche
von miteinander zu verbindenden Rohrschüssen sicher und glattwandig in eine schweißgerechte
Lage bringen. Durch weitere im mittleren Längenbereich und/oder an dem freien Endbereich
eines Rohrschusses angeordnete, gleichfalls stufenlos längenverstellbare Abfangstützen
lassen sich große Wandbereiche, ebenfalls über Schuhe, sicher unterfangen, so daß
auch große Auftriebskräfte, die durch den in den Ringraum zwischen Erdreich und
Rohrschuß eingebrachten artfremden Körper hervorgerufen werden, mit einer für die
Praxis völlig ausreichenden Genauigkeit aufgefangen werden können, ohne daß es zu
bleibenden Deformierunen des betreffenden Rohrschusses kommt. Dabei erfolgt das
Abstützen bzw. Unterfangen der Rohrschüsse selbstverständlich nur solange, bis der
artfremde Werkstoff abgebunden ist. Daraufhin lassen sich die motorisch mit einem
geeigneten Druckmittel beaufschlagbaren Stützen wieder einfahren, so daß die betreffende
ander Vorrichtung zu einemohrschuß gebracht und dort erneut in funktionsgerechte
Lage angeordnet werden kann.
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In Anspruch 8 ist eine robuste Konstruktion beschrieben, mit der sich
sehr große Kräfte aufbringen lassen, so daß sich auch große Rohrschüsse wie sie
z. B. bei der Herstellung von U-Bahnen-Tunneln gebraucht werden, sicher und zuverlässig
in eine schweißgerechte Lage bringen lassen.
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In Anspruch 9 ist eine vorteilhafte Ausführungsform beschrieben. Hierbei
überträgt der Schuh großflächig und Formschlüssig Kräfte auf die Rohrschüsse, da
er eine den Profilierungen, beispielsweise der Wellenform der Rohrschüsse, entsprechende
Gestaltung aufweist.
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Bei der Ausführungsform nach Anspruch 10 vermag sich der Profilschuh
Ungenauigkeiten und dem jeweiligen Verlauf der Innenwandung des Rohrschusses entsprechend
einstellen.
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In Anspruch 11 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Das gilta/UFur die Ausführungsform nach Anspruch 12, bei welcher die
Justierstütze aus zwei koaxial zueinander entgegengesetzt sich erstreckenden Stützenteilen
besteht, so daß diese Stützenteile der Justierstütze radial und durch den Mittelpunkt
des betreffenden Rohrschusses verlaufend sich erstrecken bzw. die Abstütz- und Reaktionskräfte
entsprechend dem Durchmesser des jeweiligen Rohrschusses übertragen werden.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform nach Anspruch 13, da
sich hierbei die Justierstützenteile entsprechend dem Schweißfortschritt in Umfangsrichtung
der Rohrschüsse schwenken und wieder erneut einspannen lassen.
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Durch die federnde Lagerung der Drehachse gemäß Anspruch 14 werden
schädliche Beanspruchungen der Vorrichtung auf Fahrwerk und Gleise vermieden.
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Wird eine Ausführungsform gemäß Anspruch 15 verwendet, so läßt sich
die Justierstütze auf Gleisen im Tunnel bzw.
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innerhalb der Rohrschüsse in beiden Richtungen fahren.
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Dadurch ist eine leichte Handhabung gewährleistet.
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Die Handhabung kann z. B. gemäß Anspruch 16 durch einen motorischen
Antrieb der Justierstütze erleichtert werden. Ein solcher motorischer Antrieb kann
beispielsweise ein geeigneter hydrostatischer Antriebsmotor mit Druckmittelversorgung
sein.
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Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 15 ergibt sich eine kompakte Konstruktion,
da das Hydraulikaggregat, bestehend aus Antriebsmotor, Sammelbehälter für die Hydraulikflüssigkeit
und Pumpe auf dem Fahrgestell zwischen Stützrohren angeordnet ist, so daß kein besonderer
Raum benötigt wird.
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Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform nach Anspruch 18.
Hierdurch lassen sich durch Aus- bzw. Einfahren der Verbindungsstangen Lageveränderungen
beim Einstellen der verschiedenen Stützen in jeder Lage in Kauf nehmen.
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Anspruch 19 beschreibt eine vorteilhafte Ausführungsform für die Ausbildung
der Arbeitsstütze.
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Gemäß Anspruch 20 ist auch die Arbeitsstütze auf einem Fahrgestell
angeordnet, so daß sie sich leicht in beiden Richtungen innerhalb eines Tunnels
bzw. innerhalb der Auskleidung eines solchen Tunnels bewegen läßt.
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Auch die Arbeitsstütze gemäß Anspruch 21 ist über ein Federelement
zumindest um ein begrenztes Maß federelastisch gelagert, so daß bei schlagartigen
Beanspruchungen keine schädlichen Kräfte auf das Fahrgestell und die Gleise übertragen
werden.
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Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 22 lassen sich die Arbeitsstütze,
deren Fahrgestell, aber auch die Justierstütze bzw. die Justierstützen und deren
Fahrgestell, zusammen mit dem Hydraulikaggregat, als einheitliche Vorrichtung im
Tunnel - vorzugsweise auf Schienen - bewegen. Wird die Koppelstange längenverstellbar,
beispielsweise als teleskopförmig durch Druckmittelbeaufschlagung ein- und ausfahrbare
Kolben-Zylinder-Einheit oder mit einem mit Links-/Rechts-Gewinde versehenen Spannschloß
ausgebildet, so läßt sich auch der Abstand der Justierstütze und dergleichen und
der Arbeitsstütze und deren Fahrgestell voneinander stufenlos verändern.
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Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 23 wird das Durchfahren von
Sätteln bzw. Senken innerhalb des Tunnels erleichtert, so daß keine störenden Kräfte
auf die Vorrichtungsteile übertragen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich,
die Gelenke als Kreuz- oder Raumgelenke auszubilden.
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Durch die Verwendung ein- und derselben Gleise für das Fahrgestell
der Justierstütze und der Arbeitsstütze wird der Bauaufwand verringert. Zweckmäßigerweise
wird dabei eine derartige Spurweite der Gleise vorgesehen, die der üblichen bei
Erdbear-beitunsarbeitenRerwendeten Spurweite entspricht, so daß auch Loren oder
Hunde auf den Gleisen verfahren werden können.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform nach Anspruch 25. Durch
die sternförmige Anordnung der Abfangstützen lassen sich sehr große Kräfte über
große Flächen, und zwar praktisch über den gesamten Umfangsbereich am freien Endbereich
des jeweils anzuordnenden Rohrschusses aufnehmen und abfangen, was insbesondere
dann von Vorteil ist, wenn der Ringraum zwischen Erdreich und Rohrschuß zumindest
auf einem großen Teil mit einem geeigneten Kunstboden verpreßt wird, wodurch sich
erhebliche Auftriebskräfte ergeben können. Selbstverständlich läßt sich eine derartige
sternförmige Anordnung von z. B. sechs Abfangsstützen, die gleichmäßig über den
Umfang verteilt angeordnet sind, nicht nur im Endbereich eines Rohrschusses vorsehen,
sondern auch im Bereich zwischen Justierstütze und freiem Endbereich des jeweils
anzuschweißenden Rohrschusses, so daß auch die mittleren Längenbereiche gegen Auftrieb
oder Deformierung gesichert werden können, bis der in den Ringraum eingebrachte
artfremde Körper ausgehärtet bzw. ausreichend verfestigt ist.
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In den Ansprüchen 26, 27 und 28 sind vorteilhafte Ausführungsformen
beschrieben. Dabei kann die Anordnung so getroffen werden, daß die für die Abfangstützen
verwendeten Kolben-Zylinder-Einheiten baugleich sind mit den Kolben-Zylinder-Einheiten
für die Arbeitsstütze oder die Arbeitsstützenanordnung und für die Justierstütze
bzw. die Justierstützenteile.
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Dadurch wird die Lagerhaltung vereinfacht, sowie der konstruktive-
und Fertigungsaufwand erheblich reduziert, so daß bei evtl. Ausfall eines Zylinders
praktisch keine Stillstandszeiten entstehen.
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Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 29 ergeben sich robuste Konstruktionen,
mit denen sich Kräfte von z. B.
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50 Tonnen pro Abfangstütze und mehr übertragen lassen.
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Da die Abfangstützen sternförmig in gleichmäßigen Abständen über den
Umfang eines Rohrschusses verteilt angeordnet sein können, ergibt sich eine günstige
zentrische Kraftaufnahme.
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Gemäß Anspruch 30 sind auch die Abfangstützen über federnde Lager
angeordnet, so daß hier ebenfalls schlagartige oder schädliche Kraftbeanspruchungen
ohne Schaden für die Konstruktion und die Fahrbahn in gewissen Grenzen federelastisch
aufgenommen werden können.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 31, da
hierbei sämtliche Kolben-Zylinder-Einheiten oder aber auch nur die Kolben-Zylinder-Einheiten
der Abgang stützen über einen Schnellgang ausgefahren und/oder auch wieder eingefahren
werden können. Dadurch werden Rüstzeiten verringert. Die Anordnung kann so getroffen
werden, daß beim Auftreffen der Profil schuhe an den Wandungen der Rohrschüsse und/oder
von Auskleidungselementen des Erdreiches oder auf dieses selbst,die betreffenden
Kolben-Zylinder-Einheiten stehenbleiben, also nicht mehr weiter ausfahren. Dies
wird dadurch erreicht, daß beim Schnellgang nur sehr geringe Kräfte auf die betreffenden
Kolben-Zylinder-
Einheiten übertragen werden. Das weitere Ausfahren
unter Druck geschieht dann durch Langsamgang und wesentlich höhere Druckmitteldrücke,
die die betreffenden Kolben-Zylinder-Einheiten beaufschlagen. Beschädigungen durch
unachtsames Ausfahren der Kolben-Zylinder-Einheiten, also der betreffenden Stützen
(Justierstützen, Arbeitsstützen, Abfangstützen) durch Einschalten des Schnellgangs
sind ausgeschlossen.
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Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 32 wird erreicht, daß die Kräfte
über große Rohre und Flansche auf die übrigen Stützen der Justierstützen, stützen
übertragen wird, so daß sich keine ungünstigen Beanspruchungen der relativ hochwertig
bearbeiteten Teile von Kolben und Kolbenstangen der Kolben-Zylinder-Einheiten, insbesondere
durch Knickung, ergeben.
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In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch -an mehreren
Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
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Es zeigen: Fig. 1 In perspektivischer Darstellung das Anordnen von
Rohrschüssen in einem unterirdischen Tunnel; Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie
II - II der Fig. 1; Fig. 3 eine Stirnansicht auf einen Rohrschuß mit Justierstütze
und Fahrgestell; Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt gemäß der Linie IV - IV der Fig.
3; Fig. 5 eine Stirnansicht auf einen Rohrschuß mit einer Vorrichtung mit sechs
sternförmig in gleichmäßigen Abständen über den Umfang des Rohrschusses versetzt
zueinander angeordneten Abfangstützen;
Fig. 6 eine weitere Stirnansicht;
Fig. 7 einen Teil-Längsschnitt durch eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Teil
einer angelenkten Stütze; Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII - VIII der Fig.
7; Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX - IX der Fig. 7 und Fig. 10 einen Schnitt
nach der Linie X - X der Fig. 7.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in Anwendung auf die Auskleidung
unterirdischer Verkehrstunnel veranschaulicht, wie sie z. .B. zur Herstellung von
U-Bahnen zur Anwendung gelangen.
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Mit dem Bezugs zeichen 1 ist ein unter der Erde 2 verlaufender Tunnel
bezeichnet, in den bei der dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsform
etwa 4,80 m lange, ggf. aus mehreren Ringkörpern 3 zusammengeschweißte Rohrschüsse
eingebracht bzw. eingefahren werden, von denen in Fig. 2 lediglich zwei solcher
Rohrschüsse 4 und 5 dargestellt sind. Jeder Rohrschuß 4, 5 usw. stellt jeweils ein
komplettes Tunnelausbauelement dar, das bei der dargestellten Ausführungsform aus
Stahlguß besteht.
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Der Rohrschuß 4 dient als sogenannter Ausgangsrohrschuß, während der
Rohrschuß 5 und alle anschließenden Rohrschüsse als Anschlußrohrschuß bezeichnet
werden. Die Rohrschüsse 4, 5 usw. können gleich bzw. identisch ausgebildet sein.
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Sobald der Ausgangsrohrschuß 4 eingefahren worden ist, wird der Ringraum
zwischen der äußeren Mantelfläche des Ausgangsrohrschusses 4 und dem Erdreich 2
mit einer geeigneten Füllung 6 verpreßt, nachdem zuvor die beiden Stirnseiten
des
Ausgangsrohrschusses 4 - z. B. durch geeignete Abdeckung -dicht verschlossen worden
sind. Diese Abdeckungen werden, nachdem die Füllung 6 o. dgl. nicht mehr wegfließen
oder sich herausdrücken kann, weggenommen. Bei der dargestellten Ausführungsform
wird eine Füllung verwandt, die eine gewisse Restelastizität aufweist, wenn sie
ausgehärtet bzw. abgebunden ist. Danach sitzt der Ausgangsrohrschuß praktisch fest
im Erdreich 2.
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Der Anschlußrohrschuß 5 wird nach dem Einfahren an den jeweils letzten
Rohrschuß angefahren, zentriert und ausgerichtet. Zentrierung und Ausrichtung erfolgen
über Zwischenvorrichtungen, z. B. durch Keile.
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Hat der Anschlußrohrschuß 5 die richtige Lage und der Verbindungsspalt
ist zum Schweißen ausgerichtet, so erfolgt die Schweißung parallel mit einer nachfolgend
noch im einzelnen beschriebenen Justierstütze, die in Fig. 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen
7 bezeichnet ist uid bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei Stützenteilen
8 und 9 besteht, die um eine gemeinsame, parallel zur Tunnellängsachse verlaufende
Drehachse 10 in beiden Richtungen drehbeweglich sind und an ihren Enden Profilschuhe
11 bzw. 12 aufweisen, die den Verbindungsspalt, an dem die jeweils benachbarten
Rohrschüsse 4 und 5 durch Schweißen verbunden werden sollen, übergreifen. Durch
Ausfahren der Justierstützen 8 und 9 werden die Rohrschüsse 4 und 5 ausgerichtet,
so daß an der Innenseite keine Stufen entstehen. Da die Justierstützen in der nachfolgend
noch beschriebenen Art und Weise hydraulisch ein- und ausfahrbar sind, lassen sie
sich nach dem Lösen weiter drehen und erneut ausfahren, so daß nach einer gewissen
Schweißlänge ein anderer Umfangsbereich der Rohrschüsse 4 und 5 ausgerichtet und
in schweißgerechte Lage gebracht werden kann.
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Beim Schweißen wird man in der Regel im Firstenbereich beginnen und
schrittweise vorgehen, d. h. schrittweise die Justierstützenteile weiter drehen
und erneut verspannen.
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Ist die Naht bzw. Vornaht beendet, so werden diese drehbaren Justierstützenteile
8 und 9 entlastet, indem die im einzelnen noch beschriebenen Kolben-Zylinder-Einheiten
durch entsprechende Druckmittelbeaufschlagung eingezogen werden.
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Danach beginnt die zweite Phase an dem anderen, noch nicht durch eine
Schweißnaht verbundenen, also freien Ende des jeweiligen Rohrschusses, also in Fig.
1 des Anschlußrohrschusses 5.
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Hier sind bei der dargestellten Ausführungsform (Figuren 1, 5 und
6) sechs Abfangstützen 13 bis 18 angeordnet, denen nachfolgend noch beschriebene
Kolben-Zylinder-Einheiten zugeordnet sind, die jeweils - wie die Justierstütze bzw.
die Justierstützenteile 8 und 9-hydraulisch ein- und ausfahrbar sind. Auch diese
Abfangstützen 13 bis 18 stützen sich jeweils über je einen Profilschuh 19 bis 24
im ausgefahrenen Zustand der Abfangstützen gegen die innere Mantelfläche des betreffenden
Rohrschusses ab. Diese Profilschuhe 19 bis 24 erstrecken sich ebenfalls parallel
zur Längsachse des Tunnels und können den freien Randbereich des betreffenden Rohrschusses
- hier 5 - nach außen übergreifen und ggf. sich noch auf Ausbauelemente, z. B. gegen
Profilträger, abstützen.
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Die Abfangstützen 13 bis 18 haben u. a. die Aufgabe der radialen Ausrichtung
und der Fixierung des Anschlußendes für bzw. beim Verfüllungsvorgang, denn es wird
in den radialen Ringraum zwischen der äußeren Mantelfläche des Anschlußrohrschusses
und jedes folgenden Rohrschusses - hier 5 - und dem Erdreich 2 ebenfalls ein artfremder
Körper 25, insbesondere ein Kunstboden, in breiigem oder quasiflüssigem oder flüssigem
Zustand, eingepreßt. Zuvor wird der vordere, lichte
Querschnitt
des Anschlußrohrschusses 5 durch eine Abdeckung, Bleche, o. dgl., abgedichtet, so
daß der artfremde Körper nicht austreten kann. Diese Abdeckung wird natürlich nach
dem Verfestigen des artfremden Körpers abgenommen.
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Der durch den artfremden Körper 25 bei dessen Einpressen entstehende
Auftrieb drückt den Anschlußrohrschuß 5 und die folgenden, in ebensolcher Weise
angeordneten und angeschweißten Rohrschüsse hoch. Dabei stützt sich der betreffende
Rohrschuß - hier 5 - bei der dargestellten Ausführungsform gegen ein zwei oder mehr
im Abstand zueinander angeordnete Doppel-T-Träger 26 und 27 (Fig. 2) ab, deren Längsachse
etwa parallel zur Tunnellängsachse verlaufen.
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Das Verformen des betreffenden Anschlußrohrschusses 5 oder der folgenden
Rohrschüsse selbst wird an dem bereits angeschweißten Ende durch die dort vorgesehene
Schweißnaht und durch die sechs Abfangstützen 13 bis 18 verhindert.
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Selbstverständlich kann auch eine geringere oder größere Anzahl von
Abfangstützen vorgesehen sein.
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Weiterhin ist es möglich, daß über die Länge des Anschlußrohrschusses
oder der folgenden Rohrschüsse - das gleiche gilt auch für den Ausgangsrohrschuß
4 - weitere solcher Abfangstützen vorgesehen sind, die sich zweckmäßigerweise jeweils
mit Profilschuhen gegen die innere Mantelfläche des betreffenden Rohrschusses abstützen
und eine Deformierung beim Einbringen des artfremden Körpers 6 bzw. 25 ausschließen.
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Die Fig. 3 zeigt,/8le Justierstützenteile 8 und 9 mit ihren Längsachsen
koaxial zueinander angeordnet sind und um die gemeinsame Drehachse 10 nach beiden
Richtungen drehbar sind; sie bilden eine Einheit. Die Drehachse 10 ist beiderends
in Lagerböcken 28 und 29 (Fig. 4) gelagert, wobei diese Lagerböcke 28 auf Zylinder
30 bzw. 31 gelagert sind, in denen jeweils eine Druckfeder 32 (Fig. 3) geführt und
gelagert ist. Auf diese Weise werden stoßartige Beanspruchungen
von
den in den Zylindern 30 und 31 befindlichen Druckfedern absorbiert.
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Mit den Zylindern 30 und 31 ist eine Stützenkonstruktion 33 verbunden,
die bei der dargestellten Ausführungsform aus Rohren besteht und an ihrem unteren
Teil ein Fahrgestell bildet, das Laufräder 34 aufweist, die auf zwei im Abstand
sowie parallel zueinander verlaufenden Schienen 35 bzw. 36 verfahrbar angeordnet
sind. Im Bereich zwischen der Stützkonstruktion 33 ist ein Hydraulikaggregat 37,
bestehend aus einem Sammelbehälter für die Hydraulikflüssigkeit, einer hydraulischen
Druckpumpe und einem Antriebsmotor, angeordnet, wobei das Hydraulikaggregat 37 auf
einer Querstrebe der Stützkonstruktion 33 oberhalb der Schienen 35, 36 angeordnet
ist und mit der Justierstütze und der Stützkonstruktion 33 hin- und hergefahren
werden kann. Das Hydraulikaggregat 37 versorgt bei 38 bzw. 39 angeordnete Kolben-Zylinder-Einheiten,
die abwechselnd beidseitig mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar sind und deren
Ausbildung und Anordnung im einzelnen aus den Figuren 7 bis 10 ersichtlich ist,
worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
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Mit dem Bezugszeichen 40 ist ein Dehnungselement bezeichnet, das auch
fehlen kann.
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Außerdem sind die einzelnen Rohrschüsse - wie aus Fig. 4 ersichtlich
ist - mit einer quer zur Tunnellängsachse verlaufenden Profilierung bzw. Wellung
versehen.
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Die Bezugszeichen 41 und 42 bezeichnen Profilschuhe, die sich in Längsrichtung
des Tunnels erstrecken (Fig. 4) und mit der Justierstütze bzw. den Kolben-Zylinder-Einheiten
38 und 39 über Gelenkachsen 43 bzw. 44 mindestens senkrecht zur Längsachse der Justierstützen
schwenkbeweglich, vorzugsweise
aber um ein begrenztes Maß auch
raumgelenkig, verbunden sind. Diese Raumgelenkigkeit wird bei der dargestellten
Ausführungsform durch Kugelkalotten erreicht , von denen der Einfachheit halber
in Fig. 4 lediglich eine mit dem Bezugszeichen 45 bezeichnet ist. Die Profilschuhe
werden an ihrer der Innenwandung der Rohrschüsse 4 bzw. 5 zugekehrten Seite zweckmäßigerweise
mit einer der Profilierung der Rohrschüsse formmäßig angepaßten Profilierung versehen,
so daß die Profilschuhe formschlüssig in diese Profilierungen einzugreifen und Druckkräfte
großflächig zu übertragen vermögen.
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Da die Justierstützenteile 8 und 9 über Lager drehbar bzw.
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schwenkbeweglich gelagert sind, ist nur eine geringe Kraft zu ihrer
Schwenkung erforderlich.
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Wie die Fig. 4 deutlich erkennen läßt, sind die Abfangstützen 13 und
folgende im Abstand von der Justierstütze bzw. den Justierstützenteilen 8, 9 im
Tunnel angeordnet und in Fig. 4 insgesamt mit dem Bezugszeichen 46 bezeichnet. Dieser
Darstellung wird der Begriff "Arbeitsstütze" zugeordnet, die in Fig. 4 nicht schnittgerecht,
sondern versetzt gezeichnet ist.
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Diese Arbeitsstütze 46 zeigt deutlich eine Kolben-Zylinder-Einheit,
die hier mit dem Bezugs zeichen 47 bezeichnet ist.
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Natürlich weisen auch alle anderen Abfangstützen 13 bis 18 derartige
Kolben-Zylinder-Einheiten auf, die abwechselnd beidseitig - wie die Kolben-Zylinder-Einheit
47 - mit einem geeigneten Druckmittel, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit,
beaufschlagbar sind. Alle diese Kolben-Zylinder-Einheiten weisen die gleiche Ausbildung,
Anordnung und Abmessungen auf, wie die Kolben-Zylinder-Einheiten der Justierstützenteile
8 und 9. Zum klareren Verständnis der Fig. 4 wurde nochmals ein Profilschuh in dieser
Darstellung eingezeichnet, der mit dem Bezugszeichen 48 versehen wurde. Es ist selbstverständlich,
daß alle der aus Fig. 5 bzw. 6 ersichtlichen Abfangstützen solche Profilschuhe aufweisen,
die bereits oben mit dem Bezugszeichen 19 bis 24 bezeichnet wurden, aber wegen der
versetzten
Darstellung in Fig. 4 Anlaß zu Verständnisschwierigkeiten geben könnten. 49 ist
das Gelenk des Profilschuhes mit der nicht näher bezeichneten, oben bereits beschriebenen
Kugelkalotte.
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Die Arbeitsstütze 46 - dies gilt für alle Abfangstützen 13 bis 18
also sinngemäß -, ist über Druckfedern 50 gegenüber einem Fahrgestell 51 ebenfalls
um ein begrenztes Maß federelastisch gelagert, so daß zu hohe Beanspruchungen der
Arbeitsstütze - der Abfangstützen 13 bis 18 - keine schädlichen Folgen haben können.
Auch das Fahrgestell 51 weist im Abstand der Schienen 35 und 36 angeordnete Laufräder
auf, von denen in Fig. 4 nur das Laufrad 52 gezeichnet ist.
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Die Arbeitsstütze 46 - die Abfangstützen 13 bis 18 - ist durch ein
Verbindungsgestänge 53 und einen Verbindungsanker 55 mit der Stützkonstruktion 53
der Justierstützenteile 8 und 9 gekuppelt. Die Fig. 4 läßt im übrigen deutlich erkennen,
daß das Verbindungsgestänge zwei mit Gewinden versehene Stangen aufweist, die durch
ein Spannschloß 54 längenverstellbar ausgebildet sind. Sowohl das Verbindungsgestänge,
als auch der Verbindungsanker sind an beiden Enden durch horizontale Gelenkachsen
56, 57 bzw. 58, 59 mit der Stützkonstruktion 33 bzw. der Arbeitsstütze 46 (13 bis
18) gelenkbeweglich gekuppelt. Die Verbindung kann auch über Kreuzgelenke erfolgen.
Der Verbindungsanker 55 ist als Rohr oder Stange ausgebildet. Sowohl das Verbindungsgestänge
als auch der Verbindungsanker 55 können mehrfach vorgesehen sein.
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Die Justierstützenteile 8, 9, die Stützkonstruktion 33 mit Hydraulikaggregat
37 und die Arbeitsstütze 46 (13 bis 18) mit Fahrgestell 51 sind als gemeinsame Vorrichtung
auf den Schienen 35 und 36 verfahrbar. Durch das Verspannen der Arbeitsstütze 46
(13 bis 18) ergibt sich außerdem noch ein zuverlässiges Widerlager gegen Längsverschiebung
für die Justierstützenteile 8 und 9, wenn diese gelöst bzw. wieder verspannt werden
sollen.
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Nachfolgend soll die Anordnung der Abfangstützen 13 bis 18 noch näher
beschrieben werden, die auf einer aus Rohren bestehenden Tragkonstruktion 60 über
ein Lager 61, in dem die aus Fig. 4 ersichtlichen Druckfedern angeordnet sind, gelagert
sind. Dadurch werden die Teile, u. a. das Fahrwerk, gegen Beschädigungen gesichert.
Durch Rohrstreben 62 bis 67 sind die einzelnen Abfangstützen 13 bis 18 miteinander
über Schweißnähte verbunden, so daß sich eine verwindungssteife, sehr tragfähige
Konstruktion ergibt.
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Bei der dargestellten Ausführungsform trägt beispielsweise jede Abfangstütze
13 bis 18 je 50 Tonnen. Nach dem Einfahren der jeweils zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten
der Abfangstützen 13 bis 18 läßt sich die gesamte Vorrichtung auf den Schienen 35
bis 36 wie die Justierstützenteile 8 und 9 verfahren, was insbesondere aus Fig.
4 deutlich hervorgeht.
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Dabei ist es ohne weiteres möglich, eine weitere Anordnung von Abfangstützen
entsprechend der Anordnung aus Fig. 5 und 6 mit einer größeren oder einer kleineren
Anzahl von Abfangstützen im Abstand dazu anzuordnen und ebenfalls verfahrbar auszubilden
und beide Abfangstützenanordnungen durch ein Koppelgestänge, etwa entsprechend der
Anordnung gemäß Fig. 4, zu verbinden.
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Die Bezugszeichen 68 und 69 bezeichnen Anschlußflansche.
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Nachfolgend wird Bezug genommen auf die Figuren 7 bis 10, woraus der
nähere Aufbau der Kolben-Zylinder-Einheiten erkennbar ist. Daraus ist insbesondere
erkennbar, daß die Kolben- Zylinder-Einheiten in separaten, schnell und komplett
auswechselbaren Rohren mit einer Rohrführung zur seitlichen Entlastung der Kolben
angeordnet sind. Schubkräfte werden von dieser Rohrführung aufgenommen. Dabei ist
der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet, während
die Kolbenstange das Bezugszeichens 71 trägt. 72, 73 und 74 sind jeweils Bolzen,
wobei der Bolzen 72 der fest Stützpunkt darstellt, der mit der betreffenden Stütze,
insbesondere der Rohrstütze, z. B. der Justierstütze
8 oder 9,
oder der Arbeitsstütze 46 oder einer Abfangstütze 13 bis 18, gekuppelt ist. Der
Einfachheit halber wurde in Fig. 7 nur das Bezugs zeichen 8 als beispielsweise Angabe
für eine Rohrstütze eingetragen. Mit der jeweiligen Rohrstütze ist jeweils endseitig
ein Flansch verbunden, wobei in Fig. 7 lediglich beispielsweise für die Justierstütze
7 der Flansch 75 eingetragen wurde.
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Die Zeichnung läßt deutlich erkennen, daß alle anderen Stützen ebensolche
Flanschen aufweisen, die mit dem betreffenden Ende der jeweiligen Rohrstütze fest,
insbesondere durch Schweißnähte, verbunden sind. Auch der feste, durch den Bolzen
72 gebildete Stützpunkt, ist kurz hinter dem Flansch 76 befestigt.
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76 bezeichnet einen anderen Flansch der jeweiligen Kolben-Zylinder-Einheit,
wobei wiederum in Fig. 3 lediglich als Beispiel bei der Justierstütze 8 der Flansch
76 gekennzeichnet wurde. Alle anderen Stützen einschließlich der Abfangstützen weisen
bei den zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten ebensolche Flansche auf. Mit diesem
Flansch 76 ist ein äußeres Rohr 77 durch Schweißnähte fest verbunden und durch Bohrungen
78 und 79 nach außen entlüftet.
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Das Bezugszeichen 80 bezeichnet einen Innenzylinder, der im Abstand
vor dem Flansch 76 endet und an seinem abgewandten Ende durch Schweißnähte mit einem
Ring 81 durch Schrauben fest verbunden ist. Dieser Ring 81 ist durch Schrauben mit
einem Flansch 82 lösbar, aber fest, gekuppelt, der seinerseits über Schweißnähte
mit einer Zylinderaufhängung mit Gelenkkopf 83 gekuppelt ist, die jeweils die Gelenkachse
43 oder 44 für die einzelnen Stützen und deren Profilschuhe, z. B.
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41, 42 bzw. 48, oder auch für die Profilschuhe 19 bis 24, aufnimmt,
wobei die Mehrfachkreise die Kugelkalotten des Raumgelenkes kennzeichnen sollen.
Innenseitig ist der Flansch 82 mit der Lageranordnung für den Bolzen 74 fest verbunden.
Wie ersichtlich ist, sind die Durchmesser der
beiden Flanschen
75 und 76 gleich groß. Zwischen dem äußeren Rohr 77 und dem Innenzylinder 80 ist
ein radialer Spalt, so daß sich diese Rohre bzw. Zylinder nicht berühren.
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Ebenfalls ist ein radialer Zwischenraum zwischen dem Zylinder 70 und
dem Innenzylinder 80.
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Die in der Beschreibung und in den Patentansprüchen beschriebenen
und in der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen
Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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