DE3118303A1

DE3118303A1 - Verfahren zur herstellung eines unterirdischen bauwerks und das so erhaltene bauwerk

Info

Publication number: DE3118303A1
Application number: DE19813118303
Authority: DE
Inventors: Jacques 4020 Liege Bonvoisin
Original assignee: Frankignoul Pieux Armes; Compagnie Internationale des Pieux Armes Frankignoui SA
Current assignee: Frankignoul Pieux Armes; Compagnie Internationale des Pieux Armes Frankignoui SA
Priority date: 1980-05-08
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1982-04-01
Also published as: GB2076449B; IT8121567A0; IT1138337B; JPS6158640B2; HK92284A; ES502460A0; US4422798A; JPS57119098A; BR8102840A; FI811389L; FR2482185A1; AU543322B2; SE8102872L; NL8102238A; DK203081A; CA1167650A; AU7022781A; PT72991B; FR2482185B1; CH642425A5

Description

COMPAGNIE INTERNATIONALE DES PIEUX ARMES 8. Kai 1981 FRANKIGNOUL Br/4524.

Rue Gretry, 196 P 2101 Al/ho

B-4O2O Liege
Belgien

Beschreibung

Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Bauwerks und das so erhaltene Bauwerk

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Bauwerks, insbesondere eines Tunnels einer Ü-Bahnstation, insbesondere in leichtem Boden sowie das so erhaltene Bauwerk.

Es sind, insbesondere durch die DE-OS 29 05 688, bereits Verfahren zur Herstellung solcher Bauwerke bekannt mit Hilfe von ausgesteiften und betonierten Gräben, welche die vertikalen Wände des Bauwerks bilden, und mit Hilfe von parallel zu diesen Wänden in den Erdboden eingedrückten Rohren, welche zur Ausbildung des Daches des Bauwerks bestimmt sind.

Bei einem anderen Verfahren werden die die Dacheindeckung bildenden Rohre senkrecht zur Längsachse des Bauwerks eingelassen und verlaufen somit senkrecht zu den vertikalen Wänden.

Gemäß dem derzeitigen Stand der Technik werden diese Rohre von einem Längsstollen ausgehend eingedrückt, welcher durch das bekannte Aushub- und Aussteifungsverfahren hergestellt wird.

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Diese Verfahren ?.eig> η noch gewisse Unzulänglichkeiten. Insbesondere können die die Durchführung dieser Verfahren ermöglichenden Konstruktionseinrichtungen relativ lang sein. Darüber hinaus können in den Fundamenten der Gebäude 5 oder auf dem Niveau der Oberflächeninstallationen wie z.B. Fahrbahnen, Schienenwege, unter welchen das Bauwerk errichtet wird, Senkungserscheinungen auftreten. Darüber hinaus bringen die bekannten Verfahren Probleme im Hinblick auf die Sicherheit der Werke mit sich. 10

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, diese Unzulänglichkeiten zu vermeiden und den Bau solcher unterirdischen Bauwerke zu vereinfachen und zu beschleunigen.

'5 Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Bauwerks, insbesondere eines Tunnels, mit folgenden Verfahrensschritten:
Bauen eines ersten unterirdischen Längskanals; Bauen einer ersten im wesentlichen vertikalen Seitenwand, vorzugsweise

aus Beton, welche eine erste Seite des Bauwerks begrenzt und welche durch Füllen eines ausgehobenen Grabens, ausgehend von dem ersten Kanal, verwirklicht wird; Eindrücken einer Reihe von ersten mechanisch widerstandsfähigen Rohren in den Erdboden, ausgehend von dem Kanal, vorzugsweise horizontal und senkrecht zur Ebene des Grabens, die zur Ausbildung des Daches des Bauwerks bestimmt sind; Bauen eines zweiten unterirdischen Kanals vor oder nach dem Eindrücken, der im wesentlichen parallel zum ersten Kanal und in der Nachbarschaft zu den ersten Rohren verläuft; Bauen

einer zweiten im wesentlichen vertikalen Seitenwand in analoger Weise wie die erste, welche eine andere Seite des Bauwerks begrenzt, und Betonieren der Kanäle und der Rohre erfindungsgemäß gelöst durch Bauen mindestens eines der Kanäle mit Hilfe einer Reihe von zweiten mechanisch wider-

standsfähigen, in den Boden eingelassenen Rohren, anschließendes Ausheben der Gräben von ersten auf der Unterseite der zweiten Rohre vorgesehenen öffnungen aus und Einlassen der ersten Rohre von zweiten auf einer Seite der

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zweiten Rohre vorgesehenen Öffmnjon aus.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein ausgesteifter und unter den ersten Rohren gelegener Stollen als zweiter Kanal gebaut, der nach dem Einlassen der ersten Rohre errichtet wird/ wobei die Rohre ausreichend weit eingelassen werden, um als Schutz für die Aushebung des Stollens zu dienen.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beide Kanäle mit Hilfe von zweiten Rohren, vorzugsweise gleichzeitig gebaut, wobei die Reihe von ersten Rohren entweder von einem der Kanäle oder von beiden Kanälen aus anschließend eingelassen wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch eine vertikale Cuerschnittsansicht einer Herstellungsstufe eines Tunnels gemäß der früheren Technik,

Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht oincr Herstellungsstufe eines Tunnels gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine vertikale Querschnittsansicht einer Heron

Stellungsstufe eines Tunnels gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird zunächst der bekannte Stand der Technik beschrieben, um die Erfindung und die

Vorteile gegenüber dem Stand der Technik besser zu verstehen.

In Fig. 1 ist eine Erdbodenoberfläche 1, z.B. eine Fahrbahn

in einem städtischen Bereich, umgeben von Bauten 2 dargestellt. Die dargeste]lte Person gibt einen Hinweis auf den Maßstab.

Boi der bekannten Technik wird von einem nicht dargestellten Zugangsschacht ausgehend ein horizontaler Stollen 3 ausgehoben, der an den Stellen 4,5 und 6 in bekannter Weise ausgekleidet bzw. ausgesteift wird. Dieser Stollen kann unter dem Schutz von eingelassenen Rohren 7 kleinen Durchmessers vorgetrieben werden. Der Stollen 3 weist ausreichende Dimmensionen auf, um die Bewegung der Arbeiter und die Ausführung aller notwendigen Arbeiten, insbesondere des Aushebens eines im wesentlichen vertikalen Grabens 8 zu ermöglichen.

Dieser Graben wird im Maße seines Vortriebs mit starren Platten 9 und Elementen 10 bekannter Art ausgesteift.

Vom Stollen 3 aus wird anschließend vorzugsweise horizontal und senkrecht zur Ebene des Grabens 8 eine Reihe von Rohren 11 mit Hilfe bekannter Mittel wie Z.B. hydraulische Arbeitszylinder bzw. Preßtöpfe eingelassen. Nach Installation der Rohre kann die Erde, die sich im Inneren des so hergestellten rohrförmigen Kanals befindet, ausgeschachtet und dann abgeführt werden. Anschließend werden die Rohre verstärkt und betoniert. Hiermit bilden sie die Dacheindeckung des Tunnels. Verbindungselemente von an sich bekannter Bauart können installiert werden, um die Linien

paralleler Rohre starr zu verbinden. 30

Anschließend wird ein zweiter Stollen 12 ausgehoben, der in Längsrichtung horizontal und im wesentlichen parallel zum Stollen 3 verläuft. Dieser Stollen wird auch ausgekleidet bzw. ausgesteift. Die Rohre 11 werden ausreichend weit eingelassen, um als Schutz für den Vortrieb dieses Stollens zu dienen. Anschließend wird der Graben 13 ausgehoben und in einer Weise ausgesteift, welche derjenigen analog ist, welche für den Bau des Grabens 8 verwendet

wurde. Anschließend werden die beiden Gräben 8 und 13 vorzugsweise mit Beton derart gefüllt, daß sie zwei im wesentlichen vertikale Seitonwände bilden, welche die beiden Seiten des Tunnels begrenzen. Die Stollen 3 und 12 werden ebenfalls betoniert.

Anschließend wird die Erde, welche in dem Volumen enthalten ist, das von den durch Füllen der Gräben 8 und 13 erhaltenen Seitenwänden und von den Rohren 11 begrenzt wird, ausgeschachtet und abgeführt.

Dieses bekannte Verfahren weist die Unzulänglichkeiten auf, die weiter oben im besonderen erwähnt worden sind. Es können erhebliche Senkungen in der Umgebung des Stollens 3 auftreten.

Im nachfolgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren das Verfahren gemäß der Erfindung beschrieben, welches die Unzulänglichkeiten der bekannten Technik vermeidet.

Insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 2 erkennt man, daß der ausgesteifte Stollen 3 gemäß der Erfindung durch einen rohrförmigen Kanal 14 ersetzt wird, der vorzugsweise eine zylindrische Form aufweist und auf der Basis einer Reihe von zweiten mechanisch widerstandsfähigen Rohren 15 geformt ist, die in den Erdboden,· vorzugsweise horizontal eingelassen worden sind. Hierfür wie für die Ausbildung des ausgekleideten Stollens hat man von der Erdbodenober-

¹^ fläche aus einen Zugangsschacht bis zum gewünschten Niveau ausgehoben. Die Rohre 15 sind anschließend horizontal in den Erdboden, z.B. mit hydraulischen Arbeitszylindern eingedrückt oder eingelassen worden. Anschließend wird in der identischen Weise verfahren, wie sie soeben beschrieben worden ist. In Fig. 2 haben die Elemente die gleichen Bezugszeichen, die identisch mit den in Fig. 1 verwendeten Elementen sind. Auf der Unterseite der Rohre 15 werden öffnungen 16 ausgeschnitten bzw. ausgestanzt, von denen

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aus der Graben 8 ausgehoben wird, der anschließend ausgesteift und dann betoniert wird. Auf einer Seite der Rohre 15 werden Öffnungen 17 für das Eindrücken oder Einlassen der Rohre 11 ausgeschnitten. Anschließend werden ein Stollen 12 und ein Graben 13 ausgehoben.

Die zur Herstellung des Kanals 14 verwendeten Rohre sind vorzugsweise von ähnlicher Bauart wie die Rohre 11, d.h. sie bestehen aus einem geeigneten mechanisch widerstandsfähigen Material, wie z.B. Stahl, armierter Bi?ton. Spannbeton, Asbestzement oder Kunststoffmaterial. Die Rohre 15 haben einen solchen Durchmesser, daß der so erhaltene Kanal 14 die Bewegung von Arbeitern und die Ausführung der erforderlichen Arbeiten ermöglicht.

Der Bau des Kanals 14 auf der Basis von Rohren 15 bietet zahlreiche Vorteile. Insbesondere eliminiert er jede Handarbeit, die vorher für den Aushub und die Ausbau- und Aussteifungsarbeiten des Stollens 3 erforderlich war. Darüber hinaus bieten die Rohre 15 eine sehr große Sicherheit derart, daß man auf die Schutzrohre 7 verzichten kann, die bei der bekannten Methode verwendet wurden. Darüber hinaus werden die Senkungserscheinungen in der Umgebung des Kanals 14 erheblich verringert/ derart, daß das erfindungsgemäße

^ZD Verfahren bis zu einer relativ geringen Tiefe im Verhältnis zum Erdbodenniveau durchgeführt werden kann, auf jeden Fall bis zu einer geringeren Tiefe als dies beim bekannten Stand der Technik möglich war.

Eine andere wesentliche Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Kanal 14, der auf der Basis der Rohre 15 errichtet worden ist, gleichzeitig als Ausgangsstollen für die Herstellung des ausgesteiften Grabens 8 und für das Einlassen der Rohre 11 dient, während bei den

bekannten Verfahren, welche eingelassene Rohre verwenden, von diesen Rohren ausgehend höchstens der Vortrieb der zum Bau der Seitenwänden des Bauwerks bestimmten Gräben realisiert wurde- Diese Eigenschaft erlaubt eine erhebliche Ver-

einfachung der Herstellung dieses Bauwerks.

Es wird nunmehr eine zweite Ausführungsform der Erfindung, inbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Gemäß dieser Ausführungsform werden zwei Kanäle 18 und 19 auf der Basis von Rohren 20 und 21 gebaut, welche von gleicher Bauart wie die im Falle der Fig. 2 beschriebenen Rohre 15 sind. Vorzugsweise verlaufen die beiden Kanäle 18 und im wesentlichen parallel und sind in der gleichen horizontalen Ebene angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung findet der Bau der Kanäle 18 und 19 gleichzeitig durch gleichzeitiges Eindrücken von Reihen von Rohren 20 und 21, die zur Bildung der Kanäle bestimmt sind, statt und zwar vor dem Einlassen der querverlaufenden Rohre

Anschließend werden ausgehend von den in der Unterseite der Rohre 20 und 21 ausgebildeten Öffnungen die Gräben und 13 ausgehoben und anschließend mit den vorher erwähnten Elementen 9 und 10 ausgesteift. Die Rohre 11 können entweden vom Kanal 18 oder von beiden Kanälen 18 und 19 aus eingelassen werden/ wobei die Rohre 21 ausreichende Abmessungen, zumindestens gleich denjenigen der Rohre 20 aufweisen.

*5 wenn die Rohre 11 ausgehend von einem einzigen Kanal, z.B. dem Kanal 18 eingelassen werden, kann der Berührungsumfang zwischen den Rohren 11 und den Rohren 21 durch auf den Rohren 21 ausgebildete Schlitze, z.B. mittels eines Sauerstoffgebläses, markiert werden. Wenn der Kontakt herge-

stellt worden ist, insbesondere nach Betonierung der Rohre 11, kann nunmehr vom Kanal 19 aus der Teil der Wand des Rohres 21 ausgeschnitten werden, welcher dieses Rohr vom benachbarten Rohr 11 trennt. Hierfür kann man sich der in oben beschriebener Weise ausgeführten Markierungen bedienen.

Die Abdichtung zwischen dem Rohr 21 und dem Rohr 11 kann mit Hilfe einer Hülle geeigneter Form und/oder mit Hilfe der Einspritzung eines Dichtmaterials gewährleistet werden.

Zwischen rtem Dach do:; Bauwerks, insbesondere den Rohren und der Aussteifung der Gräben 8 und 13 können auch Verbindung sbewehrungen 22 bekannter Bauart angeordnet werden.

Darüber hinaus können die Rohre 20 oder 21 durch Gerüste oder Stützen 23 verstärkt werden, die beiderseits der in diesen Rohren ausgeschnittenen öffnungen, insbesondere für den Vortrieb der vertikalen Gräben und für das Einlassen der Rohre 11, angeordnet sind. Selbstverständlich können die Rohre 15, welche für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 2 verwendet werden, auch in gleicher Weise mit Gerüsten und analogen Stützen versehen werden.

Das soeben beschriebene Verfahren, das zwei symmetrische Kanäle, die durch eingelassene Rohre errichtet werden, ^verwendet, ist besonders vorteilhaft. Dieses Verfahren verringert erheblich die Bauzeit. Insbesondere erlaubt es die Durchführung der Arbeit in symmetrischer Weise. Darüber hinaus bietet es die Möglichkeit, eine kontinuierliche Bewehrung zu erzielen, indem die vertikalen Wände und das Dach durch Zwischenschalten der Rohre 20 und 21 verbunden werden, wodurch eine feste/ vollständige und symmetrische Einbindung zwischen den Wänden und dem Dach verwirklicht wird.

Claims

Patentan s ρ r ü c h e

1. Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Bauwerks, insbesondere eines Tunnels, mit folgenden Verfahrensschritten:

Bauen eines ersten unterirdischen Längskanals;

Bauen einer ersten im wesentlichen vertikalen Seitenwand, vorzugsweise aus Beton, welche eine erste Seite des Bauwerks begrenzt und welche durch Füllen eines ausgehobenen Grabens, ausgehend von dem ersten Kanal/ verwirklicht wird;

Eindrücken einer Reihe von ersten mechanisch widerstandsfähigen Rohren in den Erdboden, ausgehend von dem Kanal, vorzugsweise horizontal und senkrecht zur Ebene des Grabens, die zur Ausbildung des Daches des Bauwerks bestimmt sind;

Bauen eines zweiten unterirdischen Kanals vor oder nach dem Eindrücken, der im wesentlichen parallel zum ersten Kanal und in der Nachbarschaft zu den ersten Rohren verläuft;
Bauen einer zweiten im wesentlichen vertikalen Seitenwand in analoger Weise wie die erste, welche eine andere Seite des Bauwerks begrenzt;

Betonieren der Kanäle und der. Rohre
gekennzeichnet durch

Bauen mindestens eines der Kanäle mit Hilfe einer Reihe von
zweiten mechanisch widerstandsfähigen, in den Boden eingelassenen Rohren;
anschließendes Ausheben der Gräben von erö.ten auf der Unter-

soiltj der a/uitcn Rohre vonjtüielienen Öffnungen aus und Einlassen der ersten Rohre von zweiten auf einer Seite der zweiten Rohre vorgesehenen öffnungen aus.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bauen eines ausgesteiften und unter den ersten Rohren gelegenen Stollens als zweiten Kanal, der nach dem Einlassen der ersten Rohre gebaut wird, wobei die Rohre ausreichend weit eingelassen werden, um als Schutz für die Aushebung des Stollens zu dienen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bauen der beiden Kanäle mit Hilfe von zweiten Rohren, vorzugsweise gleichzeitig, und anschließendes Einlassen der Reihe von ersten Rohren entweder von einem der Kanäle oder von beiden Kanälen aus.

4. verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dach des Bauwerks, insbesondere den ersten Rohren und den Seitenwänden Verbindungsbewehrungen angeordnet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Berührungsumfang zwischen den ersten und den zweiten Rohren durch auf den zweiten Rohren ausgeführte Spalte z.B. mit Hilfe eines Sauerstoffgebläses, markiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtheit im Berührungsbereich zwischen den ersten und zweiten Rohren mit Hilfe einer Hülle und/oder einer Einspritzung von Dichtmaterial gewährleistet wird.

7. Unterirdisches Bauwerk, insbesondere Tunnel, dadurch ge-

kennzeichnet, daß dieses Bauwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.