DE3218643A1

DE3218643A1 - Verfahren zur herstellung eines unterirdischen tunnelbauwerks

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Publication number: DE3218643A1
Application number: DE19823218643
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Dr.-Ing. 4005 Meerbusch Bösch; Gregor Dipl.-Ing. 4044 Kaarst Loers; Hans Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Pause
Original assignee: Philipp Holzmann AG
Current assignee: Philipp Holzmann AG
Priority date: 1982-05-18
Filing date: 1982-05-18
Publication date: 1983-11-24

Description

Philipp Holzmann AG,Hauptniederlassung Düsseldorf,Münsterstr.291

4000 Düsseldorf

Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Tunnelbauwerks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Tunnelbauwerks, insbesondere Verkehrstunnels, mit einem beliebigen mit Hilfe einer Schildvortriebsmaschine bzw. eines Messerschildes hergestellten Tunnelquerschnitt, der im Zuge des Baufortschritts mit einer Innenschalung zur abschnittsweisen Herstellung des Traggewölbes aus Beton versehen wird.

Bei der Herstellung unterirdischer Tunnelbauwerke werden verschiedene Systeme von Schildvortriebsmaschinen bzw. Messerschilden verwendet. Bei einigen dieser Systeme wird ein Schild als kompaktes Element mittels hydraulischer Pressen durch den Baugrund getrieben; bei anderen Systemen ist die Schildfläche ganz oder teilweise mit Messern versehen, die einzeln oder in Gruppen vorgepreßt werden. Weitere Unterschiede ergeben sich hinsichtlich der Art der Stützung der Ortsbrust gegen Erd- und Wasserdruck. Hier kommen Zwischenbühnen, Brustplatten, Druckwasser, Druckluft und Bentonit-Suspensionen zur Anwendung. Der Bodenabbau an der Ortsbrust kann mit Schneidrädern, Fräsarmen oder Schürfarmen (Baggern) vorgenommen werden. Obwohl der aufgefahrene Tunnelquerschnitt vorwiegend kreisrund ist, können jedoch auch Maulpro "ile, Rechteckquerschnitte, Hufeisenquerschnitte und daraus abgeleitete Querschnittsformen hergestellt werden.

Unmittelbar hinter der Schildvortriebsmaschine bzw. dem Messerschild muß eine provisorische und/oder endgültige Tunnelauskleidung einge-

baut werden, die für den vollen Gebirgs- und Wasserdruck von außen zu bemessen ist.

Als provisorische Auskleidung werden Beton-, Stahlbeton- oder Stahlfaserbetongewölbe eingebaut, wobei in einem zweiten nachlaufenden Arbeitsgang eine druckwasserhaltende Abdichtungsfolie oder ähnliches aufgebracht und anschließend ein weiteres Beton- oder Stahlbetongexvölbe als endgültiges Bauwerk hergestellt werden» Diese Bauweise wird als zweischaliger Tunnelausbau bezeichnet.

Als endgültige Auskleidung werden gußeiserne oder Stahlbeton-Tübbings direkt hinter der Schildvortriebsmaschine als endgültig tragendes und abdichtendes Tunnelgewölbe versetzt. Diese Ausführungsform wird als einschalige Ausführung bezeichnet.

Beide Arten von Tunnelauskleidungen sind relativ aufwendig. Bei der zweischaligen Lösung ist der große Aufwand offensichtlich erkennbar, da hier zwei durch die Abdichtungsebene voneinander getrennte Gewölbe herzustellen sind und der Ausbruchquerschnitt im Gebirge im Vergleich zum Nutzquerschnitt des fertigen Tunnels reläiv groß ist. Bei der einschaligen Tübbing-Auskleidung sind bei der Abdichtung der zahlreichen Fugen zwischen den einzelnen Tübbings erhebliche Aufwendungen notwendig, die zwangsläufig zu hohen Kosten führen»

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß je nach Ausbildung der Schildvortriebsmaschine und der Festigkeit des anstehenden Bodens unterschiedliche Pressenkräfte zum Vortrieb der Maschine aufgenommen werden müssen, wozu besondere Maßnahmen erforderlich sind. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese zusätzlichen Maßnahmen zu vermeiden und die Pressenkräfte im Regelfall direkt auf die Tunnelauskleidung abzutragen.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet _s daß die Pressenkräfte aus dem Schildvortrieb unmittelbar auf den Frischbeton des zuletzt hergestellten Abschnitts des

Traggewölbes übertragen werden und hierbei einen starken Druck auf den Frischbeton ausüben, das im Frischbeton vorhandene überschüssige Wasser abscheiden und kurzfristig eine Verfestigung des Betons erreichen, wobei das abgeschiedene überschüssige Wasser über entwässerbare Filterelemente aus der Innenschalung abgezogen wird.

Durch diesen Vorschlag der Erfindung ist es möglich, die für den Vortrieb der Schildvortriebsmaschine bzw. eines Messerschildes aufzubringenden Pressenkräfte unmittelbar über den Frischbeton auf die bereits hergestellte Tunnelauskleidung abzutragen, wobei der Frischbeton kurzfristig verfestigt wird. Es entfallen somit aufwendige Maßnahmen zur Aufnahme der Kräfte für den Schildvortrieb, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Tunnelbauwerks gegenüber den bekannten Verfahren nicht nur preisgünstiger, sondern auch schneller durchgeführt werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann zur Verstärkung der Verfestigung des Betons zusätzlich zum Entzug des im Frischbeton vorhandenen überschüssigen Wassers durch entsprechende Entwässerungs öffnungen in der Innenschalung ein Vakuum aufgebracht werden. Erfindungsgemäß wird vd-terhin während des Schildvortriebs zusätzlicher Beton eingepreßt, um den entstehenden Hohlraum hinter dem vorgeschobenen Schildschwanz auszufüllen und so eine kraftschlüssige Verbindung zum anstehenden Gebirge herzustellen.

Durch die voranstehend beschriebenen Maßnahmen kann gegebenenfalls nur eine begrenzte Frühfestigkeit im Beton erreicht werden. Je nach Gebirge- und Wasserdruck von außen kann diese Festigkeit nicht ausreichend ^sSin, so daß es notwendig werden kann, den Frischbeton zusätzlich an der Stirnfläche mit einer zug- und/oder druckfest ange schlossenen verlorenen Sta !platte abzuschälen. Die druckfeste Verbindung der Stahlplatte mit bereits erhärteten Gewölbebereichen kann dann notwendig werden, wenn die Pressendrücke aus der Schildvortriebsmaschine ebenfalls die Frühfestigkeit des Betons überschreiten.

Zur Erhöhung der Tragfestigkeit des Traggewölbes kann mindestens eine Stahlbet.onbewehrung mit oder ohne Verbund zu der Innenschalung dergestalt angeordnet werden, daß die in Tunnellängsrichtung verlaufende Bewehrung in regelmäßigen Abständen unterbrochen ist, um so infolge Schwindverkürzung des Betons oder Zerrbewegungen im Baugrund Sollbruchfugen vorzugeben, wobei insbesondere im Bereich von Arbeitsfugen zusätzliche Trennmittel, wie Anstrich oder Weichfaserplatten, auf den Stirnflächen des Betongewölbes diesen Effekt verstärken.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Innenschalung durch Stahlblechprofiltafeln gebildet, die im Bauzustand als freitragende und/oder unterstützte Betoninnenschalung und im endgültigen Zustand als wasserdichte Innenschale mit wasserdicht geschlossenen Fugen zwischen den einzelnen Tafeln ausgebildet werden. Diese Stahlblechprofiltafeln wirken zuerst einmal als verlorene Betoninnenschalung. Sobald diese Tafeln versetzt und zu einem geschlossenen Ring zusammengefügt und gegebenenfalls zusätzliche Stahlbetonbewehrung und/oder andere Tragelemente eingebaut sind, kann das äußere Betontraggewölbe betoniert werden. Entsprechend der Vortriebsgeschwindigkeit der Schildvortriebsmaschine können mehrere solcher vorbezeichneten Tunnelringe am Tag hergestellt werden. In einem getrennten Arbeitsgang,der durchaus Tage oder Wochen später stattfinden kann, werden die Längs- und Querstöße der einzelnen Stahlblechprofiltafeln miteinander wasserdicht durch Verschweissen, Verschrauben, Verstemmen oder dergleichen verbunden, so daß eine durchgehend wasserdichte Stahlblechisolierung entsteht.

Zur Erzielung einer Verbundwirkung zwischen den Stahlblechprofiltafeln und dem Traggewölbe aus Beton können erfindungsgemäß Verbunddübel und/oder Stahlgitterträger mit den Stahlblechprofiltafeln kraftschlüssig verschweißt, verschraubt oder verkeilt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es schließlich möglich, zur Abstützung der Stahlblechprofiltafeln im Bauzustand StahlprofiMngsegmente jeweils zu einem aussteifenden Druckring zusammen-

zusetzen und derart kraftschlüssig mit den Stahlblechprofiltafeln zu verbinden, daß nach Aushärten des Betons die Druckringe entweder ausbaubar und hinter der Schildvortriebsmaschine zur neuen Verwendung wieder einbaubar oder entsprechend dem Baufirtschritt auf speziell vorgesehenen Gleitbahnen mittels hydraulischer Pressen verschiebbar sind.

Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Tunnelbauwerks dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 schematisch einen senkrechten Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des Tunnelbauwerks,

Fig. 2 drei Ausführungsmöglichkeiten des Tunnelquerschnitts gemäß der Schnittlinie II-II in Fig.l,

Fig. 3 einen in Längsrichtung verlaufenden Teilschnitt durch die Innenschalung des Tunnelbauwerks anhand einer weiteren Ausführungsform mit Stahlprofilringsegmenten zur zusätzlichen Aussteifung,

Fig. 4 eine Stirnansicht der zu einem Ring zusammengesetzten Stahlprofilringsegmente gemäß Fig.3,

Fig. 5 einen der Fig.l entsprechenden weiteren Längsschnitt durch ein unterirdisches Tunnelbauwerk mit einer strichpunktiert angedeuteten Verwendung von Stahlprofilringsegmenten,

Fig. 6 einen der Fig.5 entsprechenden Längsschnitt, bei welchem die als Druckringe verwendeten Stahlprofilringsegmente auf Gleitbahnen entsprechend dem Baufortschritt vorgeschoben werden,

Fig. 7 einen Teilschnitt in Längsrichtung durch das Tunnelbauwerk mit Maßnahmen zur Frühverfestigung des Betons,

Fig. 8 eine Stirnansicht zu der Darstellung in Fig.7,

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Pig. 9 eine alternative Ausführungsform anhand eines der Fig.7 entsprechenden Teilschnittes,

Fig.10 einen weiteren Teilschnitt gemäß den Fig. 7 und 9 mit einer anderweitigen Ausgestaltungsmöglichkeit,

Fig. 11 einen in Längsrichtung verlaufenden Teilsc.hnitt durch das fertige Tunnelbauwerk mit zwei Ausführungsmöglichkeiten für die Verbindung des Betongewölbes mit den Stahlblechprofiltafeln der inneren Auskleidung,

Fig.12 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XII-XII in Fig.11 und

Fig.13 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XIII-XIII . in Fig. 11.

Das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig.l zeigt anhand eines senkrechten Längsschnittes durch ein Gelände die erste Ausführungsform eines unterirdischen Tunnelbauwerks, welches in einem bestimmten Abstand zur Geländeoberfläche 1 errichtet wird, und zwar unterhalb des links in der Abbildung angedeuteten Grundwasserspiegels 2. Mit Hilfe einer nur schematisch angedeuteten Schildvortriebsmaschine 3 wird ein Tunnelquerschnitt aufgefahren, wobei hydraulische Pressen zum schrittweisen Vorfahren der Schildvortriebsmaschine 3 verwendet werden.

Im aufgefahrenen Tunnelquerschnitt werden Stahlblechprofiltafeln 5 angeordnet, die als Innenschalung für ein Traggewölbe 6 aus Beton verwendet werden. Zur zusätzlichen Aussteifung der Stahlblechprofiltafeln 5 werden zu Druckringen zusammengesetzte Stahlprofilringsegmente 7 verwendet. Wie die verschiedenen Querschnitte gemäß Fig.2 erkennen lassen, kann das Tunnelbauwerk entweder einen Kreisquerschnitt (linke Darstellung in Fig.2) oder ein Maulprofil (mittlere Darstellung in Fig.2) oder einen Rechteckquerschnitt gemäß der rechten Darstellung in Fig„2 besitzen.

Zur Herstellung des unterirdischen Tunnelbauwerks werden direkt

hinter der Schildvortriebsmaschine 3 die gekrümmten und/oder geknickten Stahlblechprofiltafeln 5 als freitragende oder unterstützte Betoninnenschalung eingebaut. Die Stahlblechprofiltafeln 5 wirken zuerst als verlorene Betoninnenschalung, da das äußere Traggewölbe 6 aus Beton betoniert werden kann, sobald die Stahlblechprofiltafeln 5 versetzt und zu einem geschlossenen Ring zusammengefügt sind* Beim Ausführungsbeispiel nach Pig,,1 werden zusätzlich die Stahlprofilringsegmente 7 als Druckringe vor dem Betoniervorgang eingebaut. Erst in einem Tage oder Wochen später stattfindenden getrennten Arbeitsgan werden die Längs- und Querstöße der einzelnen Stahlblechprofiltafeln miteinander wasserdicht verbunden, beispielsweise durch Versctweissen, Verschrauben oder Verstemmen. Erst dann bilden die Stahlblechpro filtafeln 5 eine durchgehend wasserdichte Stahlblechisolierung, die im fertigen Zustand das Tunnelbauwerk gegen von außen andrückendes Wasser abdichtet. Die beispielsweise im Uberlappungsbereich 8 zu verschweißenden Stahlblechprofiltafeln 5 sind auch in Fig.3 zu erkenmem.

Diese Fig.3 zeigt in einem vergrößerten Teilquerschnitt die zusätzlic Aussteifung der Stahlblechprofiltafeln 5 durch zu Druckringen zusammengesetzte Stahlprofilringsegmente 7. Bei der dargestellten Ausführungsform wird zusätzlich eine kraftschlüssige Auffutterung 9 zwischen den Stahlblechprofiltafeln 5 und den Stahlprofilringsegmenten 7 verwendet. Die Fig.4 zeigt die zu einem Druckring zusammengefügten Stahlprofilringsegmente J₃ deren Kontaktfläche 10 gegebenenfalls mit einem Zentrierdorn versehen sein kann. Jeder aus Stahlprofil-■.ingsegmenten 7 gebildete Druckring kann schließlich eine oder mehrer hydraulische Pressen 11 zum kraftschlüssigen Schließen des Druckreifes besitzen.

Im Regelfall wird der Gebirgsdruck vom Traggewölbe 6 aus Beton, Stah] beton oder Stahlfaserbeton aufgenommen. Unter besonderen Verhältnisse beispielsweise in Bergschäi.-^ngebieten ist es jedoch auch möglich, die aus den Stahlblechprofiltafeln 5 gebildete innere Stahlauskleidung in ihren statischen Abmessungen, in der Profilgebung und in der

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Ausbildung der Längs- und Querstöße so auszubilden, daß sie in der.

Lage ist, entweder einen Teil oder den gesamten Druck von außen lufzunehmen. Da die Stahlauskleidung gemäß dem Ziehharmonikaprinzip Ln Längsrichtung sehr beweglich ist, kann in diesem Fall anstelle les Traggewölbes 6 aus Beton eine elastisch-plastisch verformbare, künstlich zusammengesetzte Mischung eingebaut werden, die beispielsweise aus Sand, Zement, Kalk und Bentonit besteht. Die Rezeptur lieses Material läßt sich hierbei so einstellen, daß im wesentlichen tür die Festigkeit des umgebenden Bodenmaterials erreicht wird, so Laß hierdurch das elastisch-plastische Verformungsverhalten des laugrundes gegeben ist.

ie weiterhin aus Fig.5 zu erkennen ist, werden die einzelnen Stahllechprofiltafeln 5 entsprechend dem Ausbruchquerschnitt der Schildortriebsmaschine 3 als kreisrunde oder unterschiedlich gekrümmte der geknickte Segmente vorgefertigt und hinter der Schildvortriebsaschine 3 zum geschlossenen Profil zusammengesetzt. Im Bauzustand aben diese Profile nur die Funktion einer Betoninnenschalung, so aß eine provisorische Verbindung der Längs- und Querstöße genügt, ür den Endzustand erfolgt dann eine wasserdichte Schließung der ängs- und Querstöße in einem getrennten zweiten Arbeitsgang.

3 nach statischer Auslegung der Stahlblechprofiltafeln 5 kann es im luzustand notwendig werden, zur Aufnahme des Betonschalungsdrucks id zur Aufnahme des von außen wirkenden Gebirgs- und Wasserdrucks Ie bereits erwähnten Stahlprofilringsegmente 7 als vorübergehende issteifung einzubauen. Diese stahlprofilringsegmente 7 werden dann iweils zu einem aussteifenden Druckring zusammengesetzt und krafthlüssig mit den Stahlblechprofiltafeln 5 verbunden. Erst wenn das ■aggewölbe 6 aus Beton, Stahlbeton oder Stahlfaserbeton ausgehärtet t, können diese aussteifenden Druckringe wieder ausgebaut und zur uen Verwendung hinter eiern Schildschwanz der Schildvortriebsmaschine eingebaut werden_Λ wie dies der Pfeil in Fig.5 andeutet. Bei der sfuhrungsform nach Fig.6 werden die aussteifenden Druckringe aus ahlprofilringsegmenten 7 kontinuierlich mit der Schildvortriebs-

ORIGINAL INSPECTED

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maschine 3 bewegt. In diesem Fall sind geeignete Gleitbahnen 12 zwischen den Druckringen und den Stahlblechprofiltafeln 5 vorgesehen, auf denen die Druckringe mittels hydraulischer Pressen vorgeschoben werden.

Je nach Ausbildung der Schildvortriebsmaschine 3 und der Festigkeit des anstehenden Bodens sind unterschiedliche Pressenkräfte zum Vortrieb der Maschine aufzunehmen, die im Regelfall direkt auf die Tunnelauskleidung abgetragen werden. Diese Kräfte können unmittelbar auf den Frischbeton aufgebracht werden, wenn durch besondere Maßnahmen erreicht wird, dafs^rer sich aufbauende Druck unmittelbar über den Frischbeton abtragen läßt. Eine solche Möglichkeit ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt.

Diese Darstellungen zeigen den in den Hohlraum zwischen den Stahlblechprofiltafeln 5 und dem anstehenden Gebirge 13 eingefüllten Frischbeton lh. In den Figuren ist weiterhin der Schildschwanz 15 der Schildvortriebsmaschine 3 zu erkennen, der mit Verpreßöffnungen 16 versehen ist. Durch diese Verpreßöffnungen 16 werden die hinter dem Schildschwanz 15 beim Vortrieb der Schildvortriebsmaschine 3 entstehenden Hohlräume durch zusätzliche Verpressung geschlossen.

Um eine begrenzte Frühfestigkeit des Frischbetons 14 zu erreichen, so daß die von den hydraulischen Pressen 4 gemäß Fig. 7 aufzubringenden Pressenkräfte zum Vortrieb der Schildvortriebsmaschine über eine Stahlplatte 17 zum Übertragen der Pressenkräfte auf den Frischbeton 14 aufgenommen werden können, wird das im Frischbeton vorhandene überschüssige Wasser über zusätzlich angeordnete Filterelemente 18 abgezogen. Dieser Abzug kann gegebenenfalls durch ein zusätzlich aufgebrachtes Va uum verstärkt werden. Hierdurch wird eine kurzfristige Verfestigung des Frischbetons 14 erreicht. Auf den so verfestigten Beton, der zusätzlich durch die Stahlblechprofiltafeln und gegebenenfalls durch die aussteifenden Druckringe gehalten ist, können die Pressenkräfte der Schildvortriebsmaschine 3 übertragen werdeii. Die Fig;. 7 zeigt die Anordnung der Filterelemente 18 inner-

halb der Stahlblechprofiltafeln 5 sowie in diesen ausgebildete Entwässerungsöffnungen 19. Die Stahlblechprofiltafeln 5 können weiterhin Stutzen 20 zum Einpressen von Frischbeton besitzen. In Pie·/" ist weiterhin die Verwendung zusätzlicher Dichtungen 21 im Bereich der Stahlplatte 17 angedeutet, die ringförmig bzw. in der Art von Ringsegmenten ausgeführt sind. Auch im Stoß 22 zwischen zwei benachbarten Stahlplatten 17 kann jeweils eine Dichtung angeordnet sein. Der erhärtete Beton des im vorangegangenen Arbeitszyklus hergestellten Gewölbeabschnitts ist mit der Bezugsziffer 23 bezeichnet.

Durch die vorbeschriebene Maßnahme kann nur eine begrenzte Frühfestigkeit im Frischbeton 14 erreicht werden. Je nach Gebirgs- und Wasserdruck von außen kann diese Festigkeit nicht ausreichend sein, so daß es notwendig werden kann, den Frischbeton 14 zusätzlich an der Stirnfläche mit einer zugfest und/oder druckfest angeschlossenen verlorenen Stahlplatte 24 abzuschälen, wie dies in Fig.9 dargestellt ist. Die druckfeste Verbindung dieser Stahlplatte 24 mit den bereits erhärteten Gewölbebereichen kann ebenfalls notwendig werden, wenn die Pressendrücke aus der Schildvortriebsmaschine 3 die Frühfestigkeit des Frischbetons 14 überschreiten. In Fig. 9 ist eine derartige zugfeste und/oder druckfeste Konstruktion 25 zur Aufnahme des Schalungsdruckes aus dem Frischbeton 14 und zur Weiterleitung der Pressenkräfte auf den bereits erhärteten Beton 23 gezeichnet.

Die Fig.10 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit, welche verdeutlicht, daß die Tunnelauskleidung sich in ihrer lagfähigkeit vielfältig verändern läßt. In diesem Ausführungsbeispiel ist außer aufgeschweißten Verbunddübeln 26 eine Stahlbetonbewehrung 27 vorgesehen, die durch jeweils geschlossene Korbe gebildet wird. Es wurde bewußt auf eine durchlaufende Bewehrung in Tunnellägsrichtung verzichtet. Hierdurch können Zwängungsspannungen in Tunnellängsrichtung, wie sie sich beispielsweise durch Schwindverkürzungen des Betons und Zerrbewegungen im Baugrund ergeben, wirkungsvoll in der Betonkonstruktion abgebaut werden_£ während in der wasserdicht verschweißten Innenhaut infolge der Profilgebung in der Art einer Ziehharmonika solche

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Formänderungen einwandfrei aufgenommen werden können. Das Ausführungs beispiel nach Fig.10 zeigt eine Sollbruchfuge 28 sowie Arbeitsfugen, welche mit Weichfaserplatten 29 ausgefüllt sind. Durch diese Arbeitsfugen können insbesondere in Bergschädengebieten auftretende Pressungen im Baugrund durch entsprechende Bewegungen des Traggewölbes 6 schadenfrei aufgenommen werden.

Die Fig.11 bis 13 zeigen schließlich verschiedene Möglichkeiten, die Stahlblechprofiltafeln 5 mit dem Traggewölbe 6 aus Beton kraftschlüssig zu verbinden. Zum einen sind aufgeschweißte Verbunddübel zu erkennen, die in den erhärteten Beton 23 hineinragen. Weiterhin zeigen die Fig. 11 und 13 aufgeschweißte Stahlgitterträger 30, welche dieselbe Funktion wie die Verbunddübel 26 besitzen.

Bezugsziffernliste:

1	Geländeoberfläche
2	Grundwasserspiegel
3	Schildvortriebsmaschine
4	Hydraulische Presse
5	Stahlblechprofiltafel
6	Traggewölbe
7	Stahlprofilringsegment
8	Uberlappungsbereich
9	Auffutterung
10	Kontaktfläche
11	Hydraulische Presse
12	Gleitbahn
13	Gebirge
Ik	Frischbeton
15	Schildschwanz
16	Verpreßöffnung
17	Stahlplatte
18	Filterelement
19	Entwässerungsöffnung
20	Stutzen
21	Zusätzliche Dichtung
22	Stoß
23	Erhärteter Beton
24	verlorene Stahlplatte
25	Konstruktion
26	Verbunddübel
27	Stahlbetonbewehrung
28	Sollbruchfuge
29	Weichfaserplatte
30	Stahlgitterträger

Claims

Patentansprüche:

1» Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Tunnelbauwerks ₃ insbesondere Verkehrstunnels, mit einem beliebigen mit Hilfe einer Schildvortriebsmaschine bzw. eines Messerschildes hergestellten Tunnelquerschnitt, der im Zuge des Baufortschritts mit einer Innenschalung zur abschnittsweisen Herstellung des Traggewölbes aus Beton versehen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pressenkräfte aus dem Schildvortrieb unmittelbar auf den Frischbeton (14) des zuletzt hergestellten Abschnitts des Traggewölbes (6) übertragen werden und hierbei einen starken Druck auf den Frischbeton (14) ausüben, das im Frischbeton (14) vorhandene überschüssige Wasser abscheiden und kurzfristig eine Verfestigung des Betons erreichen, wobei das abgeschiedene überschüssige Wasser über entwässerbare Filterelemente (18) aus der Innenschalung abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung der Verfestigung des Betons zusätzlich zum Entzug des im Frischbeton (14) vorhandenen überschüssigen Wassers durch entsprechende EntwasserungsÖffnungen (19) in der Innenschalung (5) ein Vakuum aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet„ daß während des Schildvortriebs zusätzlicher Beton eingepreßt wird, um den entstehenden Hohlraum hinter dem vorgeschobenen Schildschwanz auszufüllen und so eine kraftschlüssige Verbindung zum anstehenden Gebirge (13) herzustellen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Stirnfläche* des aus Frischbeton (14) bestehenden Traggewölbes (6) mit einer Stahlplatte (17) abgeschalt ist.

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5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis J>₃ dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Stirnfläche des Traggewölbes (6) durch eine verlorene Stahlplatte (24) abgeschalt wird, die mit dem bereits erhärtenden Gewölbebereich derart zug" und/ode druckfest verbunden ist, daß sowohl der Schalungsdruck des Frischbetons (14), gegebenenfalls verstärkt durch den Wasserdruck im Gebirge, über eine zugfeste Konstruktion als auch gegebenenfalls Pressenkräfte aus dem Schildvortrieb über eine druckfeste Konstruktion (25) abgeleitet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ringförmig ausgebildeten Stahlplatte (17) bzw. der verlorenen Stahlplatte (24) und dem Schildschwanz (15) zusätzliche Dichtungen (21) vorgesehen sind.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Tragfestigkeit des Traggewölbes (6) mindestens eine Stahlbetonbewehrung (27) mit oder ohne Verbund zu der Innenschalung (5) dergestalt angeordnet wird, daß die in Tunnellängsrichtung verlaufende Bewehrung in rege!massigen Abständen unterbrochen ist, um so infolge Schwindverkürzung des Betons oder Zerrbewegungen im Baugrund Sollbruchfugen (28) vorzugeben, wobei insbesondere im Bereich von Arbeitsfugen zusätzliche Trennmittel, wie Anstrich oder Weichfaserplatten (29), auf den Stirnflächen des Betongewölbes diesen Effekt verstärken.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis J₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschalung durch Stahlblechprofiltafeln (5) gebildet wird, die im Bauzustand als freitragende und/oder unterstützte Betoninnenschalung und im endgültigen Zustand als wasserdichte Innenschale mit wasserdicht geschlossenen Fugen zwischen den einzelnen Tafeln ausgebildet werden.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Verbundwirkung .zwischen den Stahlblechprofiltafeln (5) und dem Traggewölbe (6) aus Beton

Verbunddübel (26) "und/oder Stahlgitterträger (30) mit den Stahlblechprofiltafeln (5) kraftschlüssig verschweißt, verschraubt oder verkeilt werden.

.O.Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung der Stahlblechprofiltafeln (5) im Bauzustand Stahlprofxlringsegmente (7) jeweils zu einem aussteifenden Druckring zusammengesetzt und derart kraftschlüssig mit den Stahlblechprofiltafeln (5) verbunden werden, daß nach Aushärten des Betons die Druckringe entweder ausbaubar und hinter der Schildvortrxebsmaschxne (3) zur neuen Verwendung wieder einbaubar oder entsprechend dem Baufortschritt auf speziell vorgesehenen Gleitbahnen (12) mittels hydraulischer Pressen verschiebbar sind.