DE3400521C2

DE3400521C2 - Verfahren zur Herstellung eines einschaligen Tunnelausbaus

Info

Publication number: DE3400521C2
Application number: DE19843400521
Authority: DE
Original assignee: WESTHAUS KARL HEINZ PROF DR IN
Current assignee: WESTHAUS KARL HEINZ PROF DR IN
Priority date: 1984-01-10
Filing date: 1984-01-10
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2004-01-11
Also published as: DE3400521A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines einschaligen Tunnelausbaus von mit Schildvortriebsmaschinen aufgefahrenen Tunnels, bei dem stählerne Schalungselemente eingebracht werden, die durch Verschweißung oder unter Zwi schenschaltung von Dichtungen zu einer dichten Schalhaut zusammengefügt werden, wobei die Schalhaut durch hinterein ander eingebrachte, wiederausbaubare Stützringe ausgesteift und der Hohlraum zwischen der Schalhaut und dem Gebirge mit Beton hinterfüllt wird.

Die einschalige Bauweise zeichnet sich gegenüber der bisher üblichen zweischaligen Bauweise durch größere Wirtschaft lichkeit aus. Insbesondere im Hinblick auf den Einsatz von Spritzbeton hat man bereits an eine einschalige Bauweise gedacht (Glückauf-Forschungshefte 39, 1978, Heft 6, Seite 257-262). Ein Problem bei der einschaligen Bauweise aus Beton ist jedoch die Dichtigkeit. Es gibt zwar Betonarten, wie z. B. Stahlfaserbeton, der weniger zu Rißbildung neigt, weil aber nicht ausgeschlossen werden kann, daß auch eine Auskleidung aus Stahlfaserbeton Zugspannungen erfährt und Risse bildet, müssen aus Sicherheitsgründen zusätzliche Dichtungsmaßnahmen vorgesehen werden. Dazu wird meistens auf der Außenseite der Betonauskleidung eine Dichtungshaut aus Kunststoff oder eine Drainageschicht angeordnet.

Das hat, abgesehen von dem sich damit ergebenden herstel lungstechnischen Problem, auch deswegen Nachteile, weil die die Betonauskleidung außen umgebende Dichtungshaut nicht mehr zugänglich ist und nicht repariert werden kann.

Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung (DE- OS 32 18 643) bestehen die Schalungselemente aus Stahlblech profiltafeln, die in Tunnellängsrichtung gewellt sind. Die Stahlblechprofiltafeln werden zu Ringen zusammengesetzt und bleiben zunächst unverbunden. Deswegen müssen sie abgestützt werden. Sie werden erst wasserdicht miteinander verbunden, wenn der zwischen die Stahlblechprofiltafeln und das Gebirge eingebrachte Beton abgebunden hat. Das ist nicht nur kon struktiv, sondern auch herstellungstechnisch aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß ein einfach herstellbarer und zuverlässig abgedichteter Tunnelausbau verwirklichbar ist und daß auch das sichere Abtragen der Vorschubpressenkräfte gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Schalhaut eine membranartige, als Ring ausgebildete Schaldichtungshaut ein gebaut wird, daß die Schaldichtungshaut durch die Stützringe in der gewünschten Querschnittsform abgestützt wird und daß die Stützringe sich mit ihren Stirnflächen aneinander ab stützend eingebaut werden. Nach bevorzugter Ausführung wird die Schaldichtungshaut aus Membranringen aufgebaut.

Eine Membran kann bekanntlich nur Zugspannungen in ihrer Ebene aufnehmen, nicht jedoch Druckspannungen in ihrer Ebene oder orthogonal zu ihrer Ebene. Bei einem nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren hergestellten Tunnelausbau liefert deshalb die Schaldichtungshaut keinen Beitrag zur Tragfähig keit der Betonauskleidung. Alle Kräfte, die zu Druckspannun gen im Tunnelausbau führen, werden von der Betonauskleidung Übernommen. Kräfte, die Zugspannungen erzeugen, können von der Betonauskleidung nur in begrenztem Maße aufgenommen werden, wobei sich in der Betonauskleidung gegebenenfalls Risse bilden. Die Schaldichtungshaut ist demgegenüber aber in der Lage, diese Zugspannungen aufzunehmen, so daß die Dichtigkeit des Tunnels auch dann erhalten bleibt. Sollte jedoch aus irgendwelchen Gründen die Schaldichtungshaut reparaturbedürftig werden, so ist eine Reparatur ohne Schwierigkeiten möglich, weil die Schaldichtungshaut ohne weiteres zugänglich ist.

Obgleich die Schaldichtungshaut eine Stahlmembran ist, liegt sie bei im wesentlichen kreisförmigem Innenquerschnitt an der Betonauskleidung dicht an, ohne daß die Gefahr einer Ab lösung besteht. Zusätzlich kann die Schaldichtungshaut auch in der Betonauskleidung verankert sein. Das alles gilt, wenn die Schaldichtungshaut in Tunnellängsrichtung einen Zylinder mit im wesentlichen gleichen Querschnitten bildet, aber auch dann, wenn die Schaldichtungshaut z. B. in Tunnellängsrich tung gewellt ist.

Aus herstellungstechnischen Gründen kann es zweckmäßig sein, wenn die Schaldichtungshaut aus in Reihe angeordneten Mem branringen besteht, die an ihren Stoßstellen miteinander verschweißt oder unter Zwischenschaltung von Dichtungen mit einander verschraubt sind.

Weil die membranartige Schaldichtungshaut zusätzlich auch als Schalung eingesetzt wird, ist es lediglich erforderlich, den oder die zuletzt gesetzten Membranringe so abzustützen, daß sie die gewünschte Querschnittsform annehmen und diese beibehalten, bis der hinterfüllte Beton ausgehärtet ist. Anschließend können die Stutzen entfernt werden. Die Mem branringe werden dann aus geometrischen Gründen, aber auch aufgrund der vorhandenen Haftkräfte zwischen Betonausklei dung und Membranring in ihrer Lage gehalten.

Die Stützringe können aus Beton oder auch aus Stahl be stehen. Weil die Stützringe in axialer Richtung an ihren benachbarten Stützringen abgestützt sind, kann die Reihe der Stützringe auch als Widerlager für die Vorschubkraft der Schildvortriebsmaschine dienen.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung und teilweise einen Längsschnitt durch einen Verkehrstunnel im Be reich des Schildschwanzes einer Schildvortriebs maschine,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die fertige Tunnelaus kleidung.

Der in der Zeichnung dargestellte Tunnel wird mit einer Schildvortriebsmaschine aufgefahren, von der lediglich ein Schildschwanz 1 sowie ein Füllrohr 2 und eine im Schild schwanz 1 ringförmig umlaufende Dichtlippe 3 dargestellt sind. Der Tunnel soll in einschaliger Bauweise erstellt werden. Dazu werden unter dem Schildschwanz 1 ein oder mehrere Stahlmembranringe 4 gesetzt, deren Länge in Tunnel längsrichtung etwa 1 Meter betragen kann. Die Membranringe 4 werden an ihren Stoßstellen miteinander verschweißt oder unter Zwischenschaltung von Dichtungen miteinander ver schraubt. Das ist im einzelnen nicht dargestellt. Außerdem werden die Membranringe 4 so gestützt, daß sie die ge wünschte Querschnittsform des Tunnels annehmen. Das wird später erläutert.

Ein zwischen den Membranringen 4 und dem Tunnelausbruch gebildeter Ringraum 5 wird nach dem weiteren Vorrücken der Schildvortriebsmaschine mit Beton hinterfüllt, der nach dem Aushärten mit der bereits vorhandenen Hinterfüllung eine einschalige Betonauskleidung 6 bildet. Nach dem Entfernen der Abstützung bilden dann die Membranringe 4 eine innere Schaldichtungshaut 7, die die Betonauskleidung 6 zuverlässig abdichtet und die gegebenenfalls mit einfachen Mitteln repa riert werden kann.

Zur Abstützung der Membranringe 4 dienen bei der Ausführung nach Fig. 1 Stützringe 9 aus Beton. Es sind jeweils mehrere Stützringe 8 hintereinander angeordnet, die sich mit ihren Stirnflächen an den benachbarten Stützringen 8 abstützen, so daß der jeweils vordere Stützring 8 auch als Widerlager für die Vortriebskraft der Schildvortriebsmaschine eingesetzt werden kann. Beim weiteren Vortrieb wird der von der Schild vortriebsmaschine jeweils am weitesten entfernte Stützring 8 entfernt und unter den Schildschwanz 1 gebracht sowie dort eingebaut.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines einschaligen Tunnelausbaus von mit Schildvortriebsmaschinen aufgefahrenen Tunnels, bei dem stählerne Schalungselemente eingebracht werden, die durch Verschweißung oder unter Zwischenschaltung von Dichtungen zu einer dichten Schalhaut zusammengefügt werden, wobei die Schalhaut durch hintereinander einge brachte, wieder ausbaubare Stützringe ausgesteift und der Hohlraum zwischen der Schalhaut und dem Gebirge mit Beton hinterfüllt wird, dadurch gekennzeich net, daß als Schalhaut eine membranartige, als Ring ausgebildete Schaldichtungshaut (7) eingebaut wird, daß die Schaldichtungshaut (7) durch die Stützringe (8) in der gewünschten Querschnittsform abgestützt wird, und daß die Stützringe (8) sich mit ihren Stirnflächen aneinander ab stützend eingebaut werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schaldichtungshaut (7) aus Membranringen (4) aufgebaut wird.