DE3020541A1

DE3020541A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von kanaelen mit arbeitsschaechten oder baugruben nach dem vorpressverfahren

Info

Publication number: DE3020541A1
Application number: DE19803020541
Authority: DE
Inventors: Richard 4130 Moers Weiss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-05-30
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1981-12-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kanälen
mit Arbeitsschächten oder Baugrube nach dem VorDreßverfahren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kanälen mit Arbeitsschächten oder Baugruben in wasserführendem Erdreich nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Beim Herstellen von Kanälen mit Arbeitsschächten oder Baugruben nach'dem Vorpreßverfahren in wasserführendem Erdreich mußte bisher entweder der Grundwasserspiegel durch Abpumpen so weit abesenkt werden, daß beim Niederbringen des Schachtes oder der Baugrube und auch beim anschließenden Vorpressen des Kanalrohrstranges mit einem offenen Schneidschuh an dessen vorderem Ende ohne Druckkammer gearbeitet werden konnte, oder, fals eine Grundwasserabsenkung nicht möglich war, am vorderen Ende des Kanalro'.:stranges hinter dem Schneidschuh eine Schleusenanordnung mit einer Druckkammer eingesetzt werden.
Letzteres bereitete jedoch insofern Schwierigkeiten, als in der Druckkammer unter einem den Druck des umgebenden Grundwassers übersteigenden Uberdruck gearbeitet werden mußte, um ein Eindringen des Grundwassers in den Schneidschuh zu verhindern.
Die Vortriebsmannschaften konnten in der Druckkammer entsprechend den bestehenden arbeitsrechtlichen und sicherheitstechnischen Vorschriften nur in verkürzten Schichten arbeiten, und außerdem wurde der Abtransport des an der Ortsbrust in der Druckkammer des Schneidschuhes anfallenden Erdreiches durch die Schleuse hindurch in den Kanalrohrstrang ebenfalls erheblich gestört, was insgesamt einen beträchtlichen Anstieg der Herstellungskosten für derartige Kanalbauwerke bedeutete.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für dessen Durchführung zu schaffen, womit des möslich ist, die Vortriebsleistung beim Herstellen von Kanalbauwerken 7' dem Vorpreßverfahren in wasserführendem Erdreich ohne Absenken des umliegenden Grundwasserspiegels ganz wesentlich zu erhöhen und dadurch die Herstellungskosten derartiger Kanalbauwerke zu verringern.
Diese Aufgabe findet ihre Lösung nach dem erfindungsgemaßen Verfahren im wesentlichen durch den Kennzeichnungsteil des Anspruches 1, während eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens in den Ansprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet ist Die Erfindung bietet den Vorteil, daß der Arbeitsschacht oder die Baugrube ebenso wie der davon ausgehende Kanalrohrstranq ohne Absenken des Grundwasserspiegels niederqebracht und im Erdreich vorwärtsgetrieben werden können. Dies ist nicht nur für die Aufrechterhaltung des Grundwasserspiegels im Bereich derartiger Kanalbauwerke von Bedeutung, sondern kann sich auch in Fällen vorteiXnaft auswirken, in denen insbesondere in bebauten Gebieten bei der sonst notwendigen Grundwasserabsenkung die Gefahr einer Bodenabsenkung bestünde, die zu beträchtlichen Schäden sowohl an oberirdischen als auch unterirdischen Bauwerken führen kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet dabei einen praktisch vollmechanisierten Vortrieb, ohne daß die Vortriebsmannschaften sich in dem unter Druck stehenden Teil des Schneidschuhes vor der Schottwand aufhalten müßten. Das in der Schottwand angeordnete Sichtfenster erlaubt vielmehr eine genaue Beobachtung der Ortsbrust von einem Standpunkt hinter der Schottwand, und das an der Ortsbrust anstehende Erdreich kann durch den durch die Schottwand abgedichtet hindurchgeführten Schneckenförderer bis zur Sohlenhöhe des Kanalrohrstranges unter ständigem Vorpressen des nachfolgenden Kanalrohrstranges in einfacher Weise absefördert werden. Lediglich beim Anfahren eines Hindernisses durch den Schneidschuh kann es erforderlich sein, den Raum vor der Schottwand des Schneidschuhes zu begehen. Das Sichtfenster in der Schottwand kann dann geöffnet werden, und außerdem können dur,h geeignete Durchführungsöffnungen in der Schottwand Vakuumlanzen zur vorübergehenden örtlichen Grundwasserabsenkung im Bereich des Schneidschuhes in das an der Ortsbrust anstehende Erdreich vorgetrieben werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Arbeitsschacht oder eine Baugrube nach Einsetzen eines Schneidschuhes und einer elektro-hydraulischen Pressenstation zum Vorpressen eines Kanalrohrstranges in grundwasserfhrendem Erdreich, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schacht oder die Baugrube in Richtung des Pfeiles II von Fig. 1, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt gemäß Schnittlinie III - III von Fig. 1, Fig. 4 einen weiteren senkrechten Schnitt durch den Schacht oder die Baugrube nach Vorpressen eines Kanalrohrstranges in das grundwasserführende Erdreich, Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung eines Ausschnittes V von Fig. 4, Fig. 6 einen vergrößerten senkrechten Längsschnitt durch das vordere Ende des Kanalrohrstranges mit dem daran angeordneten Schneidschuh während der Durchführung des Vorpreßverfahrens in grundwasserführendem Erdreich und Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Schnittlinie VII - VII von Fig. 6.
Wie in der Zéichnang im einzelnen zu erkennen ist, werden zum Herstellen eines Arbeitsschachtes oder einer Baugrube 1. für das ansc~ießende Vorpressen von Kanalrohren zunächst Spundwände 2 aus wasserdicht miteinander verbundenen Spundwanddielen 3 bis unterhalb der späteren Schacht- oder Baugrubensohle 4 in das Erdreich 5 getrieben. Das zwischen den Spundwänden 2 befindliche Erdreich 5 wird sodann zunächst bis zum Grundwasserspiegel 6 in üblicher Weite ausgebaggert, um diese Arbeiten nach Erreichen des Grundwasserspiegels 6 unter ständiger Wasserzufuhr bis zur Schacht-oder Baugrubensohle 4 fortzusetzen.
Nach Erreichen der Schacht- oder Baugrubensohle 4 wird in der vorgesehenen Tiefe zunächst unter Wasser eine wasserdichte Betonsohle 7 unter Verwendung von unter Wasser abbindendem Zement eingebracht, woraufhin das im Schacht oder in der Baugrube 1 bis zum Grundwasserspiegel 6 stehende Wasser nach Erhärten der Betonsohle 7 abgepumpt werden kann.
Sobald dieser Vorgang beendet worden ist, wird die Schachtsohle zwischen den Spundwänden 2 zur Ausbildung einer Preßwanne 8 für das Vorpreßverfahren weiter mit Beton aufgefüllt, und an der in Vorpreßrichtung 9 der Kanalrohre liegenden Stirnseite des Schachtes oder der Baugrube 1 wird eine Stirnwand 10 aus Beton hergestellt, die eine Anfahröffnung 11 mit einer ringförmigen Umfangsdichtung 12 (Fig. 5) aus gummielastischem Material an ihrem Innenumfang aufweist, die nach Art einer Dichtungsmanschette so ausgebildet ist, daß sie beim Durchführen des Vorpreßverfahrens am Außenumfang zunächst eines Schneidschuhes 13 und sodann am Außenumfang von hinter dem Schneidschuh 13 vorgetriebenen Kanalrohren 14 unter der Wirkung des auf sie einwirkenden Grundwasserdruckes selbstdichtend anliegt.
Zu Beginn des Vorpreßverfahrens wird zunächst ein Schneidschuh 13 mit einem dachförmig nach vorn hervorspringenden oberen Schneidenteil 15 auf die vorher betonierte Preßwanne 8 aufgesetzt, um anschließend mittels einer elektro-hydraulischen Pressenstation 16 unter Zwischenschaltung geeigneter Kletterstücke 17 in die Anfahröffnung 11 der Betonwand 10 so weit hineingeschoben zu werden, bis er mit seinem oberen Schneidenteil 15 an den Spundwanddielen 3 im stirnseitigen Bereich des Schachtbauwerkes 1 anliegt und an seinem gesamten Außenumfang von der Ringdichtung 12 in der Anfahröffnung 11 abdichtend umgeben ist. Sodann werden mehrere Spundwanddielen 3 so weit über die Anfahröffnung 11 angehoben, daß der Schneidschuh 13 und der sich daran anschließende Kanalrohrstrang 14 durch die Anfahröffnung 11 und die Dichtung 12 hindurch ohne Eindringen von Grundwasser in das umliegende Erdreich 5 weiter vorgepreßt werden kann.
Zu diesem Zweck besteht der Schneidschuh 13 am vorderen Ende des Kanalrohrstranges 14, wie in Fig. 6 und 7 im einzelnen zu erkennen ist, aus einem rohrförmigen Betonkörper 18 mit einem an dessen hinterem Ende radial nach innen gerichteten Widerlagerring 19 aus Stahl für mehrere Steuerzylinder 20, die zwischen dem Schneidschuh 13 und dem sich daran anschließenden Kanalrohrstrang 14 angeordnet sind und dazu dienen, den Schneidschuh 13 stets in der gewünschten Richtung und horizontal oder mit der notwendigen Neigung gegenüber der Horizontalen vorwärts zu drücken.
Der Schneidschuh 13 hat einen von der vorderen Stahlschneide bis über den Widerlagerring 19 hinausreichenden äußeren Stahlmantel 21, der den anschließenden Kanalrohrstrang 14 mit einer rohrförmigen Schürze 22 axial überragt.
Uber den Innenumfang des rohrförmigen Betonkörpers 18 steht ein Widerlagerflansch 23 radial nach innen hervor, der mit dem Widerlagerring 19 einstückig ausgebildet sein kann und an dem eine Schottwand 24 abgedichtet befestigt ist.
Die Schottwand 24 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus zwei segmentartigen Hälften 25, 26, die horizontal aneinanderstoßen.
In .er oberen Hälfte 25 der Schottwand 24 befindet sich ein bei Bedarf zu öffnendes Sichtfenster 27 mit einer Lichtquelle 27a und in der unteren Hälfte 26 ist eine abgedichtete Durchführunt 28 mit einer vorzugsweise elastischen Halterung 28a für ein Schnecken-Abbaugerät 29 vorgesehen, das in dem Schneidschuh 13 von der Sohlenhöhe des vorzupressenden Kanalrohrstranges 14 durch die Schottwand 24 hindurch nach hinten ansteigt und am oberen Austragsende 30 mit einem abgedichteten tibergabeschacht 31 zu einem Stetitförderer oder zum Befüllen von einzelnen Abraumwagen 32 ausgebiliet ist.
Beide Hälften 25, 26 der Schottwand 24 weisen an ihrem Umfang mehrere Druckluftanschlüsse 33 mit Absperrventilen 34 für eine Zufuhr von Druckluft in den vor der Schottwand 24 befindlichen Teil 13a des Schneidschuhes 13 auf, und außerdem sind an den beiden Hälften 25, 26 der Schottwand 24 außerhalb des Sichtfensters 27 una der abgedichteten Durchführung 28, 28a für das Schnecken-Abbaugerät 29 mehrere abgedichtete Durchführungsöffnungen 35 für mehrere Vakuumlanzen 36, von denen nur eine in Fig.. 6 schematisch dargestellt ist, zur vorübergehenden örtlichen Grundwasserabsenkung im Bereich des Schneidschuhes 13 beim Anfahren eines Hindernisses vorgesehen.
Das Schnecken-Abbaugerät 29 weist in der bevorzugten Ausführunqsform der Erfindung eine Zellenradschleuse 36 bekannter Bauart auf, an die sich eine Abdeckhaube 37 zum wahlweisen Befüllen eines Stetigförderers oder eines Abraumwagens 32 anschließen kann. Die Abdeckhaube 37 wird auf den Wagen 32 oder eine ähnlich gestaltete Aufgabestation an einem geeigneten Stetigförderer aufgesetzt und gegebenenfalls randseitig festgeklemmt.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Kanälen mit Arbeitsschächten oder Baugruben nach dem Vorpreßverfahren in wasserführendem Erdreich, wobei zum Herstellen des Arbeitsschachtes oder der baugrube zunächst wasserdicht miteinander verbundene Spundwanddielen bis unterhalb der späteren Schacht- oder Baugrubensohle in das Erdreich getrieben werden, um sodann das zwischen den Spundwänden befindliche Erdreich auszubaggern, an der Schacht oder Baugrubensohle eine Preßwanne aus Beton für das Vorpreßverfahren herzustellen und die verwendeten Kanalrohre von einer Stirnwand des Schachtes oder der Baugrube aus mittels hydraulischer Pressen in das umliegende Erdreich vorh7ressen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbaggern der Baugrube nach Erreichen des Grundwasserspiegels (6) unter Wasserzufuhr zur Aufrechterhaltung des Grundwasserspiegels im Inneren der Baugrube (1) durchgeführt wird, daß in der Baugrube (1) nach Erreichen der für die Baugrubensohle (4) vorqesehenen Tiefe unter Wasser eine wasserdichte Betonsohle (7) unter Verwendung von unter Wasser abbindendem Zement eingebracht wird, daß das im Schacht oder in der Baugrube (1) stehende Wasser ach Aushärten der Betonsohle (7) abgepumpt wird, daß die Schacht- oder Baugrubensohle (7) zwischen den Spundwänden (2) zur Ausbildung der Preßwanne (8) mit Beton aufqefüllt.und an der in Vorpreßrichtung (9) der tanalrche ('4) liegenden Stirnseite des Schachtes oder der Bau,c*-ube (1) eine Stirnwand (10) aus Beton mit einer Anfahröffnung (11) und mit einer ringförmigen Umfangsdichtung (12) aus gummielastischem Material am Innenumfang der Öffnung für die Kanalrohre (14) hergestellt wird, und daß die Spundwanddielen (3) sodann im Bereich der Anfahröffnung (11) so weit über die Anfahröffnung (11) angehoben werden, daß ein gegenüber dem sich anschließenden Kanalrohrstrang (14) abgedichteter Schneidschuh (13) vor dem Kanalrohrstrang (14) her durch die Anfahröffnung (11) hindurch vorgepreßt werden kann.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Schneidschuh aus einem rohrförmigen Betonkörper mit einem am hinteren Ende des Betonkörpers radial nach innen gerichteten Widerlagerring aus Stahl für mehrere Steuerzylinder, mit einem en anschließenden Kanalrohrstrang mit einer rohrförmigen Schürze axial übergreifenden äußeren Stahlmantel und mit einer Schott-Wand mit einer Einstiegöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidschuh (13) mit einem über den Innenumfang des rohrförmigen Betonkörpers (18) radial bzw. flanschartig nach innen hervorstehenden Widerlagerflansch (23) zur abgedichteten Befestigung einer mindestens zweiteiligen Schottwand (24) ausgebildet ist, und daß in der oberen Hälfte (25) der Schottwand (24) ein bei Bedarf zu öffnendes Sichtfenster (27) und in der unteren Hälfte (26) eine abgedichtete Durchführung (28) für ein Schnekken-Abbaugerät (29) vorgesehen ist, das in dem Schneidschuh (13) von der Sohlenhöhe des vorzupressenden Kanalrohrstranges (14) durch die Schottwand (24) hindurch nach hinten ansteigend angeordnet und am oberen Austragsende (30) mit einem abgedichteten Übergabeschacht (31) zu einem Stetigförderer oder zum Be-üllen von Abraumwagen (32) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schottwand (24) aus zwei horizontal aneinanderstoßenden Wandsegmenten (25, 26) besteht, an denen Druckluftanschlüsse (33) mit Absperrventilen (34) füt eine Zufuhr von Druckluft in den vor der Schottwand (24) befindlichen Teil des Schneideschuhes (13) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet daß an den Hälften (25, 26) der Schottwand (24) auBerhalb des Sichtfensters (27) und der abgedichteten Durchführung (28) für das Schnecken-Abbaugerät (29) abgedichtete Durchführungsöffnungen (35) für Vakuumlanzen (36) zur vorübergehenden örtlichen Grundwasserabsenkung im Bereich des Schneidschuhes (13) beim Anfahren eines Hindernisses vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ubergabeschacht (31) des Schnecken-Abbaugerätes (29) eine Zellenradschleuse (36) aufweist.