DE2921907A1 - Verfahren und vorrichtung zum auskleiden eines tunnels, einer unterirdischen strecke o.dgl. mit beton - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum auskleiden eines tunnels, einer unterirdischen strecke o.dgl. mit beton

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DE2921907A1 DE19792921907 DE2921907A DE2921907A1 DE 2921907 A1 DE2921907 A1 DE 2921907A1 DE 19792921907 DE19792921907 DE 19792921907 DE 2921907 A DE2921907 A DE 2921907A DE 2921907 A1 DE2921907 A1 DE 2921907A1
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    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
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    • E21D11/04Lining with building materials
    • E21D11/10Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining

Description

Gw 7936
12.06.1980
Pn/Po
Patentanmeldung
der Firma
Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen
Verfahren und Vorrichtung zum Auskleiden eines Tunnels, einer unterirdischen Strecke oder dergleichen mit Beton
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zur Sicherung des Ausbruchsquerschnitts eines Tunnels, einer unterirdischen Strecke oder dergleichen ist es unter anderem üblich, eine Auskleidung der Wandung zu betonieren. Hierzu sind grundsätzlich zwei Verfahren zu unterscheiden. Nach einem Verfahren wird Spritzbeton gegen die mit Stahlmatten und ggf. auch Trägern ausgelegte Tunnelwandung gespritzt und auf eine nur in etwa
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vorbestimmbare Dicke aufgetragen. Nach einem anderen Verfahren wird Beton in einen Schalungsraum gepumpt, der außenseitig durch die Tunnelwandung, innenseitig durch eine Innenschalung und stirnseitig durch eine Stirnschalung begrenzt ist. Das erste Verfahren dient hauptsächlich zur Herstellung von provisorischen Ausbauen oder zur Versiegelung der Ausbruchswandung eines Tunnels oder einer Strecke im festen Gestein. Das zweite Verfahren ermöglicht es, in einem Zuge einen endgültigen Ausbau von bestimmbarer Wandungsdicke und somit bestimmbarer Festigkeit herzustellen.
In der DE-AS 12 90 161 ist eine Schalung zum Herstellen einer Tunnel- oder Stollenauskleidung aus Ortbeton offenbart. Diese Schalung besteht aus einem rohrförmigen Schalungskörper und einem diesem nachgeordneten ebenfalls rohrförmigen Haltekörper, die radial spreizbar sind und zwischen denen doppelt wirkende Hydraulikzylinder eingeschaltet sind. Der Beton wird in nicht näher beschriebener Weise mit Hilfe einer ebenfalls nicht näher beschriebenen Betonschleuder stirnseitig in den Schalungsraum zwischen dem Schalungskörper und der Ausbruchswandung eingebracht. Durch wahlweises radiales Spreizen bzw. Zusammenziehen des Schalungskörpers bzw. des Haltekörpers und eine entsprechende Beaufschlagung der Hydraulikzylinder werden wahlweise der Schalungskörper vorgeschoben oder der Haltekörper nachgezogen. Einen Ausbruchsquerschnitt in dieser Weise auszukleiden, ist aus folgenden Gründen nachteilig:
Der Ausbruchsquerschnitt vor der Schalung ist provisorisch auszubauen, um hereinbrechenden Boden abzuhalten und das Bedienungspersonal beim Betonieren der Auskleidung zu schützen. Dies führt zu einem erheblichen
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Kostenfaktor und beeinträchtigt darüber hinaus die Ausbauleistung. Außerdem ist die vorbeschriebene spreizbare Gleitschalung deshalb nachteilig, weil durch das Vorschieben des Schalungskörpers in Vortriebsrichtung und durch das radiale Spreizen die Dichte des eingebrachten Betons herabgesetzt und somit die Festigkeit der Betonauskleidung beeinträchtigt wird. Es besteht auch die Möglichkeit, daß der Beton zwischen dem Schalungskörper und dem Haltekörper von der Wandung abfällt oder ausböscht, was durch die Längsbewegung und radiale Bewegung der Schalungs- und Haltekörper begünstigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Auskleiden mit Beton zu finden, nach dem eine sichere Betonauskleidung störungsunanfallig und kostengünstig herstellbar ist. Diese Aufgabe wird nach der Lehre aus dem Anspruch 1 gelöst. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Beton im Anschluß an einen Vortriebsschild eingebracht, so daß der tatsächliche frisch ausgebrochene Ausbruchsquerschnitt vorliegt und der Schutz des Vortriebsschildes ausgenutzt werden kann. Ein provisorischer Ausbau vor der Auskleidung ist hier nicht notwendig. Das Einbringen des Betons erfolgt durch Aufspritzen von der Stirnseite her. Hierdurch ist ein dichter Auftrag möglich, wobei die bekannten Vorteile des Auftrags durch Spritzen ausgenutzt werden können. Eine Stirnschalung für den Schalungsraum ist nicht notwendig, und infolgedessen gibt es auch keine Abdichtungsprobleme im Bereich der Stirnschalung. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die Wanderschalung ihren Kontakt und ihre Stellung zum erhärtenden Beton beibe-
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hält, so daß dieser ungestört abbinden kann.
Anspruch 2 umfaßt eine kostengünstige und solide Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit der die Betonauskleidung einfach, schnell und sicher herstellbar ist.
Die Ausbildung nach Anspruch 3 ermöglicht wahlweise die Benutzung eines Messerschildes oder Vortriebsschildes mit einem einteiligen Schildmantel. Beim letzteren dienen die Schubglieder dem Vortrieb des Vortriebsschildes, wobei sich die Schubglieder an der Wanderschalung abstützen. Diese ist so lang bemessen, daß sie diese Stützkräfte aufgrund der Haftreibung an der Betonauskleidung aufzunehmen vermag. Bei der Benutzung eines Messerschildes dienen die Schubglieder dazu, den Vortrieb des Messerschildes zu unterstützen. Dies erfolgt durch eine Abstützung des Rahmens des Messerschildes entgegen der Vortriebsrichtung, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn aufgrund der gegebenen Bodenverhältnisse weniger Reibung als erforderlich zwischen dem Messerschild und der Ausbruchswandung vorhanden ist.
Die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 4 und 5 führen zu einer Vergrößerung des Preiraums zwischen der Wanderschalung am frontbrustseitigen Ende und dem Schildschwanz, Hierdurch kann der Spritzbeton leichter aufgespritzt werden.
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Nachfolgend werden das erfindungsgemäße Verfahren und zwei Ausführungsbeispiele anhand einer vereinfachten Zeichnung beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im lotrechten Längsschnitt und
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung befindet sich in einem Tunnel 1 und umfaßt gemäß Fig. 1 einen Messerschild 2, eine diesem nachgeordnete, aus Tübbing-Segmenten 3 bestehende Wanderschalung 4 und eine vereinfacht dargestellte Einrichtung 5 zum Aufspritzen von Spritzbeton 6 stirnseitig in einen Schalungsraum 7 zwischen der Wanderschalung 4 und der Ausbruchswandung 8 bzw. dem Schildschwanz 9. Die Einrichtung 5 zum Aufspritzen ist durch zwei Spritzrohre 11 dargestellt, deren Mündungsöffnungen entgegen der Vortriebsrichtung 12 auf den Schalungsraum 7 gerichtet sind. Der Spritzbeton wird den Spritzrohren 11 in Richtung der Pfeile 13 zugeführt. Um den Arbeitsraum für die Spritzrohre 11 zu vergrößern, ist die Dicke d des Schildschwanzes 9 im Bereich seines Endes verringert. Der Messerschild 2 besteht in üblicher Weise aus außenseitig auf einem Rahmen 14 aufliegenden Vortriebsmessern 15, an denen jeweils ein Hydraulikzylinder 16 angreift, der am Rahmen 14 abgestützt ist.
Beim Vortrieb werden in der üblichen Weise die Vortriebsmesser 15 einzeln oder in Gruppen mit Hilfe der Hydraulikzylinder 16 vorgetrieben und anschließend der Rahmen 14 nachgezogen. Gleichzeitig wird kontinuierlich der Spritzbeton 6 im Schalungsraum 7 aufgespritzt. Die Spritzrohre 11 sind zum Beispiel von Hand derart verdrehbar bzw. ver-
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•κ Q —.
schwenkbar, daß jeder Punkt der offenen Stirnseite 17 des Schalungsraums 7 mit Spritzbeton 6 aus den Spritzrohren 11 beaufschlagt werden kann. Dabei wird der Spritzbeton 6 möglichst gleichmäßig aufgespritzt. Wenn die Aufspritzung sich dem frontseitigen Ende 18 der Wanderschalung 4 nähert, wird ein aus drei Tübbing-Segmenten 3 bestehender und rückseitig von der Wanderschalung 4 abgebauter Schalungsabschnitt' frontseitig vor die Wanderschalung 4 gesetzt. Der den erhärtenden Beton tragende Abschnitt der Wanderschalung 4 bleibt somit in ständigem Kontakt mit dem Beton, so daß dieser ungestört abbinden kann.
Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 anstelle des Messerschildes ein Vortriebsschild 21 mit einem einteiligen Schildmantel vorgesehen. Zwischen dem Vortriebsschild 21 und der Wanderschalung 4 sind auf dem Umfang verteilt Hydraulikzylinder 22 eingeschaltet. Sie dienen dem Vortrieb des Vortriebsschildes 21, wobei die Wanderschalung 4 ein Widerlager hierzu bildet. Die Hydraulikzylinder 22 sind in ihrer parallel zur Vortriebsrichtung 12 ausgerichteten Lage am Vortriebsschild 21 gehalten (Halterung nicht dargestellt) . Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel verjüngt sich die Dicke D des Schildschwanzes 23 kontinuierlich zu dessen rückseitigen Ende hin.
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen steht ein verhältnismäßig weicher Boden 24 an. Um zu verhindern, daß der Boden ausläuft, ist die Anordnung zwischen dem Messerschild 2 bzw. Vortriebsschild 21 und der Wanderschalung 4 so getroffen, daß der Schildschwanz 9 bzw. 23 das frontseitige Ende 18 der Wanderschalung 4 immer übergreift. In diesem Fall erfolgt das Aufspritzen zwischen dem Schildschwanz 9 bzw. 23 und der Wanderschalung 4. Wenn ein standfester Boden ansteht, ist es im Rahmen der Er-
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findung auch möglich, die Wanderschalung 4 an den Schildschwanz 9 bzw. 23 des Messerschildes 2 bzw. des Vortriebsschildes 21 in etwa anzugrenzen, so daß der Spritzbeton 6 unmittelbar hinter dem Schildschwanz 9 bzw. 23 zwischen der Ausbruchswandung 8 und der Wanderschalung 4 aufgespritzt werden kann. Der Schildschwanz 9 des Messerschildes 2 kann auch durch ein sogenanntes Nachlaufmesser gebildet werden. Im weiteren ist es auch möglich, Eisenbewehrung stirnseitig in den Schalungsraum einzugeben und einzubetonieren .
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JD-
Leerseite

Claims (5)

Gw 7936 12.06.1980 Pn/Po Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 46.70-Lünen Patentansprüche
1. Verfahren zum Auskleiden eines Tunnels, einer unterirdischen Strecke oder dergleichen mit Beton, wobei der Tunnel oder die Strecke mit Hilfe einer Vortriebseinrichtung aufgefahren werden und der Beton in einen Schalungsraum zwischen einer Wanderschalung und der Ausbruchswandung stirnseitig eingebracht wird und dort zur Härtung gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton als Spritzbeton (6) im Bereich des Schildschwanzes (9, 23) eines Vortriebsschildes (21, Messerschild 2) oder unmittelbar dahinter durch stirnseitiges Aufspritzen zwischen Schildschwanz (9, 23) bzw. Ausbruchswandung (8)
. und Wanderschalung (4) eingebracht wird, wobei die Wanderschalung (4) im Zuge des Vortriebsfortschritts rückseitig abgebaut und frontseitig wieder angebaut wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Vortriebsschild (21), insbesondere Messerschild (2), der einer aus Tübbing-Segmenten (3) bestehenden Wanderschalung (4) in etwa angrenzend oder deren frontseitiges Ende (18) übergreifend vorgeordnet ist und dem vor der Wanderschalung (4) und im Bereich des Schildschwanzes (9, 23) eine Einrichtung (5, Spritzrohre 11) zum Aufspritzen des Spritzbetons (6) zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vortriebsschild (21, Messerschild 2) und der Wanderschalung (4) längenveränderliche Schubglieder (Hydraulikzylinder 22) eingeschaltet sind.
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4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) des Schildschwanzes
(9) wenigstens in dem Bereich, in dem er die Wanderschalung (4) zu übergreifen vermag, verringert ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (D) des Schildschwanzes
(23) wenigstens in dem Bereich, in dem er die Wanderschalung (4) zu übergreifen vermag, sich zum rückseitigen Ende hin kontinuierlich verjüngt.
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