DE3407384A1 - Verfahren zum herstellen eines roehrenfoermigen unterirdischen hohlraums, z.b. eines verkehrstunnels, und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens - Google Patents
Verfahren zum herstellen eines roehrenfoermigen unterirdischen hohlraums, z.b. eines verkehrstunnels, und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrensInfo
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Description
PATENTANWÄLTE : ." " :"": : -.
DIPL.-ING. F. W. MOLL DIPL.-ING. H. CH. BITTERICH ~ . ηηοο ,
J4U /OÖ4
6740 LANDAU/PFALZ LANGSTRASSE 5
- 4 - 28. Februar 1984
Mr.
Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 8000 München 81
Verfahren zum Herstellen eines röhrenförmigen unterirdischen Hohlraums, z.B. eines Verkehrstunnels, und Vorrichtung zum
Durchführen des Verfahrens
(Zusatz zu Patentanmeldung P 33 32 242.2)
(Zusatz zu Patentanmeldung P 33 32 242.2)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines röhrenförmigen unterirdischen Hohlraums, z.B. eines Verkehrstunnels,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Gegenstand des Hauptpatents... (Patentanmeldung P 33 32 242.2) ist ein röhrenförmiger unterirdischer Hohlraum,
wie ein Verkehrstunnel, eine Rohrleitung oder dergleichen, bei dem zwischen der Außenfläche der den Gebirgsdruck
aufnehmenden Auskleidung und dem Gebirge eine Schicht aus einem Material angeordnet ist, das bei RelatiwerSchiebungen
zwischen dem Gebirge und der Auskleidung durch plastische Verformung die gegenseitige Übertragung von Kräften
begrenzt. Diese Schicht besteht zweckmäßig aus einer pastösen Mischung aus einem Tonmineral, z.B. Bentonit und Wasser, die
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DEUTSCHE BANK LANDAU 0215400 (BLZ. 54670095) - POSTSCHECK LUDWIGSHAFEN 27562-676
mit dem Fortschreiten der Herstellung der Auskleidung eingebracht wird.
Aus der Wasserundurchlässigkeit dieser Schicht folgt eine sehr günstige Dichtwirkung, die bei normalen Bodenverhältnissen
zur Folge hat, daß die Anforderungen an die Rißweitenbegrenzung einer Tunnelauskleidung aus Stahlbeton wesentlich
geringer angesetzt werden können. Dies hat zur Folge, daß auch bei einer relativ geringen, jedoch konstanten Dicke dieser
Schicht die Bewehrung teilweise oder sogar vollständig eingespart werden kann.
Die Verwendung von unbewehrtem Beton für eine Tunnelauskleidung
setzt voraus, daß die Resultierende der Schnittkräfte bei allen Lastfällen innerhalb des Kernbereiches des
Querschnitts angreift. Die Größe der Biegemomente wird von dem Erddruckbeiwert und der Bettung beeinflußt. Dabei werden
die Biegemomente um so geringer, je mehr der Erddruckbeiwert gegen 1 geht. Die nach dem Hauptpatent zwischen der Auskleidung
und dem Gebirge vorgesehene Schicht aus einem Tonmineral hat ausgezeichnete Gleiteigenschaften und verhält sich, wenn
die Verformung behindert wird, wie eine Flüssigkeit, so daß der Erddruckbeiwert zu 1 wird. Dies schafft eine weitere
günstige Voraussetzung dafür, eine unbewehrte Tunnelauskleidung anwenden zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche Möglichkeit für die Herstellung einer unbewehrten
Tunnelauskleidung mit einer Zwischenschicht nach dem Hauptpatent anzugeben.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung verfahrensmäßig durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs
1 gelöst.
Eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist im Anspruch 4 angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung greift zum Teil zurück auf den an sich bekannten stationären Ortbetonausbau eines Tunnels, bei dem
der Beton für die Auskleidung zwischen einer dem Vortrieb eines Vortriebsschildes folgenden Innenschalung und dem anstehenden
Gebirge oder Erdreich eingebracht wird (DE-PS 30 15 210).
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Einbringen der Zwischenschicht aus pastösem Material mit dem Einbringen
des Betons für die Auskleidung in der Weise zu koppeln, daß die Zwischenschicht der Auskleidung vorauseilend hergestellt
und daß zur Trennung der Zwischenschicht von der Auskleidung eine Schalung vorgesehen wird, die entsprechend dem
Betonierfortschritt mitgeführt wird. Das Einbringen sowohl der Zwischenschicht, wie auch der Auskleidung gelingt somit
im unmittelbaren Anschluß an den Vortrieb des Vortriebsschildes, wobei entsprechend dem Mitführen der Zwischenschalung der
frische Beton der Auskleidung in einer Grenzlinie in unmittelbare Berührung mit dem Material der Zwischenschicht gelangt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Ausschnitt entsprechend dem Detail II in Fig. 1 in größerem Maßstab,
Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Ausschnitt in anderer Funktionsstellung,
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 und
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einer Vorrichtung
für den Schildvortrieb eines Tunnels dargestellt. Gemäß Fig. 1 besteht die Vorrichtung aus einem Vortriebsschild 1, an dem
stirnseitig die Vortriebswerkzeuge 2 für den Abbau des Gebirges oder Erdreichs angeordnet sind. Das Fördergut wird aus
einer gegebenenfalls mit Wasser oder thixotroper Flüssigkeit gefüllten Abbaukammer 3 in an sich bekannter Weise gefördert.
Der Vortriebsschild 1 ist zum Zwecke des Vorschubs mittels Vortriebspressen 4 gegenüber der Innenschalung 5 für die Tunnelauskleidung
6 abgestützt. Die Innenschalung 5 besteht aus einzelnen tübbingartigen Abschnitten, die entsprechend dem
Vortrieb umgesetzt werden. Hierzu dient ein Erektor 31, der ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Der rückwärtige Teil des Vortriebsschildes 1 wird als Schildschwanz 7 bezeichnet. An der Innenseite des Schildschwanzes
7 ist im Abstand von seinem Ende 8 eine ringförmige Stirnschalung 9 für die pastöse Mischung eines Tonminerals befestigt,
das zur Bildung einer Zwischenschicht 10 in den Zwischenraum zwischen Gebirge 11 und Innenschalung 5 eingebracht
wird. Die Stirnschalung 9 ist zu diesem Zweck mit Einpreßöffnungen 12 versehen, an die Rohrleitungen 13 angeschlossen sind.
Innerhalb des Schildschwanzes 7 befindet sich eine Zwischenschalung 14 in Form eines Zylindermantels, der mittels
am Vortriebsschild 1 gelagerter Zylinder-Kolben-Einheiten 15
in axialer Richtung unter Anlage an der ringförmigen Stirnschalung
9 bewegbar ist (Fig. 2). Die Stirnschalung 9 ist zur besseren Führung der Zwischenschalung 14 und um geringe Kippbewegungen
bei Kurvenfahrt zu ermöglichen, an der inneren Umfangsflache 16 gekrümmt ausgebildet.
An der Innenseite der Zwischenschalung 14 befindet sich die ringförmige Stirnschalung 17 für den Beton der Auskleidung
6, und zwar so, daß die Zwischenschalung 14 diese in einem Bereich 18 überragt. In der Stirnschalung 17 befinden
sich Einpreßöffnungen 19 für den Beton der Auskleidung 6, der
durch Leitungen 20 zugeführt wird. Wie vor allem aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Zwischenschalung 14 im Bereich der Stirnschalung
17 durch Abstandhalter 21 im Abstand von der Innenschalung 5 gehalten, die an dieser gleitend verschiebbar sind.
Die Ringfuge zwischen der Stirnschalung 17 und der Innenschalung 5 wird durch eine Dichtung 22, ähnlich einer Schildschwanzdichtung,
gedichtet; der Zwischenraum zwischen der Dichtung und den Abstandhaltern kann durch Fett 23 ausgefüllt sein.
In Fig. 4 ist ein Teilquerschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 dargestellt, um die Verteilung der Einpreßöffnungen
12 bzw. 19 für das pastöse Material bzw. den Beton der Auskleidung6 anzudeuten. Die Zuführungsleitungen sind hier
der Übersichtlichkeit halber ebenso weggelassen wie die Zylinder-Kolben-Einheiten
für Vorschub der Zwischenschalung 14 und der Erektor 31.
Im Betrieb der Vortriebsvorrichtung wird während und im Zuge des Vortriebs in Richtung des Pfeils 24, den Fig. 2
zeigt, mittels der Vortriebspressen 4, die sich in Richtung des Pfeils 25 gegen die Innenschalung 5 abstützen, die pastöse
Mischung des Tonminerals durch die Leitungen 13 in Richtung des Pfeils 26 zugeführt und durch die Einpreßöffnungen 12 in
der Stirnschalung 9 in den Raum zwischen dem Gebirge 11 und
der Zwischenschalung 14 eingepreßt. Das Tonmineral bildet so die Schicht IO zwischen dem Gebirge 6 und der Zwischenschalung
14. Der Vortrieb wird angehalten, sobald die Stirnschalung 9 an einem Anschlag 27 am inneren Ende der Zwischenschalung
14 zur Anlage kommt. Die Endstellung des Anschlags ist in Fig. 3 gestrichelt angedeutet.
Den folgenden Arbeitstakt zeigt Fig. 3. Bei angehaltenem Vortriebsschild 1 wird die Zwischenschalung 14 mittels
der Zylinder-Kolben-Einheiten 15 in Richtung des Pfeils 28 gegenüber dem Schild 1 vorgezogen und im Zuge des Vorschubs
zugleich Beton durch die Zuführungsleitungen 20 (in Richtung des Pfeils 30) und die Einpreßöffnungen 19 in den Raum zwischen
der - zuvor erzeugten - Zwischenschicht 10 und der Innenschalung 5 zur Bildung der Tunnelauskleidung 6 eingepreßt.
Der überstehende Bereich 18 der Zwischenschalung 14 verhindert bei einem Stillstand, daß die noch frische pastöse
Mischung des Tonminerals in einen sich vor dem Eindringen neuen Frischbetons etwa bildenden Hohlraum eindringt. Uni bei
Stillstandszeiten des Vortriebsschildes z.B. bei Arbeitsunterbrechungen ein Anhaften der Zwischenschalung in diesem Bereich
an dem abbindenden Beton zu vermeiden kann der Bereich 18 zu seinem Ende hin keilförmig sich verjüngend, mit Längsschlit'/.en
versehen oder auch aus flexiblem Werkstoff ausgebildet sein. In. übrigen Bereich bildet sich eine verhältnismäßig glatte Trennlinie
29 zwischen der Tonmineralschicht 10 und dem Beton der
Auskleidung 6 aus. Die Dichtung 22 dichtet dabei den Ringraum zur Außenseite der Innenschalung 5 ab, der durch die Abstandhalter
21 konstant gehalten wird.
Fig. 5 zeigt noch einen Teilquerschnitt durch die fertige Tunnelauskleidung mit Zwischenschicht vor dem Umsetzen
der Innenschalung 5.
HO"
- Leerseite -
Claims (13)
1. Verfahren zum Herstellen eines röhrenförmigen unterirdischen
Hohlraums, z.B. eines Verkehrstunnels, nach
Patent... (Patentanmeldung P 33 32 242.2), bei dem im Zuge
des Vortriebs pastöses Material zur Bildung einer Zwischenschicht zwischen dem Gebirge und der den Gebirgsdruck aufnehmenden Auskleidung eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (1O) der Auskleidung (6) vorauseilend in dem Zwischenraum zwischen dem Gebirge (11) und einer als innere Begrenzung dienenden, mindestens die Strecke der Vorauseilung überdeckenden Zwischenschalung (14) und die Auskleidung (6) an Ort und Stelle durch Einbringen von Beton in den Zwischenraum zwischen der entsprechend dem Betonierfortschritt mitgeführten Zwischenschalung (14) und einer
Patent... (Patentanmeldung P 33 32 242.2), bei dem im Zuge
des Vortriebs pastöses Material zur Bildung einer Zwischenschicht zwischen dem Gebirge und der den Gebirgsdruck aufnehmenden Auskleidung eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (1O) der Auskleidung (6) vorauseilend in dem Zwischenraum zwischen dem Gebirge (11) und einer als innere Begrenzung dienenden, mindestens die Strecke der Vorauseilung überdeckenden Zwischenschalung (14) und die Auskleidung (6) an Ort und Stelle durch Einbringen von Beton in den Zwischenraum zwischen der entsprechend dem Betonierfortschritt mitgeführten Zwischenschalung (14) und einer
Innenschalung (5) hergestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (10) und die Auskleidung (6) in aufeinanderfolgenden
getrennten Arbeitstakten hergestellt werden .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (10) fortlaufend mit dem Vortrieb hergestellt
wird.
4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den
Ansprüchen 1 bis 3 mit einem mit Vortrxebspressen ausgerüsteten Vortriebsschild, der sich nach der der Ortsbrust abgewandten
Seite in einen Schildschwanz fortsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Schildschwanzes (7)
eine ringförmige, mit Einpreßöffnungen (12) für das pastöse Material versehene Stirnschalung (9) für die Zwischenschicht
(10) vorgesehen ist, daß die die Zwischenschicht (10) begrenzende Zwischenschalung (14) als Zylindermantel ausgebildet
ist, der mit der Innenseite der Stirnschalung (9) für die
Zwischenschicht zusammenwirkt und der an seiner Innenseite eine ringförmige Stirnschalung (17) für die Auskleidung (6) aufweist,
die ihrerseits gegenüber der Innenschalung (5) für die Auskleidung (6) gedichtet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschalung (14) gegenüber dem Schildschwanz (7)
verschieblich und an der Innenseite der Stirnschalung (9) für die Zwischenschicht (10) dichtend geführt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnschalung (9) für die Zwischenschicht
(10) gegenüber dem Schildschwanzende (8) zurückversetzt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnschalung (17) für die
Auskleidung (6) gegenüber dem Ende (18) der Zwischenschalung
(14) zurückversetzt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das über die Stirnschalung (17) hinausragende Ende
der Zwischenschalung (14) sich zum Ende hin keilförmig verjüngend ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das über die Stirnschalung hinausragende Ende (18) der Zwischenschalung (14) in Längsrichtung verlaufende
Schlitze aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das über die Stirnschalung hinausragende
Ende (18) der Zwischenschalung aus flexiblem Material, wie Gummi, Kunststoff oder dergleichen besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnschalung (17) für die
Auskleidung (6) mit Einpreßöffnungen (19) versehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwischenschalung (14) mittels Zylinder-Kolben-Einheiten (15) gegenüber dem Schild (1) abgestützt
ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschalung (14) an der
Außenfläche der Innenschalung (5) mittels Abstandhaltern (21) gleitend geführt ist.
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