DE3501143A1

DE3501143A1 - Method of constructing a tunnel lining

Info

Publication number: DE3501143A1
Application number: DE19853501143
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 4630 Bochum Buchmann; Theo 4650 Gelsenkirchen Körner
Original assignee: Thyssen Stahl Ag 4000 Duesseldorf; Thyssen Stahl AG
Current assignee: Vereinigte Schmiedewerke 4630 Bochum De GmbH
Priority date: 1985-01-15
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3501143C2

Abstract

The invention relates to a method of constructing a tunnel lining with the use of a shield driving machine. In the protection of the shield, the ring segments belonging to a ring are positioned one after the other and are joined to one another by welds running in the longitudinal axis of the tunnel. By rotating the segments, already joined to one another, about the longitudinal axis of the tunnel, it is ensured that the weld, running in the longitudinal axis of the tunnel, between each two segments can always be made in the area of the tunnel floor. Only after the ring is complete is it pressed against the existing tunnel lining and attached to it by means of a circumferential weld.

Description

Verfahren zum Erstellen einer TunnelauskleidungProcedure for creating a tunnel lining

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen einer Tunnelauskleidung unter Verwendung einer Schildvortriebsmaschine aus miteinander zu verbindenden Ringsegmenten, die im Schutz des Schildes insbesondere von dem Erektor der Schildvortriebsmaschine positioniert und mit der vorhandenen Auskleidung verbunden werden.The invention relates to a method for creating a tunnel lining using a shield tunneling machine made of ring segments to be connected to one another, those in the protection of the shield in particular from the erector of the shield tunneling machine positioned and connected to the existing lining.

Verschiedene Verfahren zum Erstellen einer stählernen Tunnelauskleidung sind bekannt. Bei einem dieser bekannten Verfahren werden in einem bergmannisch aufgefahrenen und durch Verbau gesicherten Stollen Ringabschnitte eingebracht und miteinander zu einem Rohr verbunden. Bei diesem Verfahren wird ein verhältnismäßig großer Raum zwischen der stählernen Auskleidung und dem Verbau benötigt, der nach Montage der Ringabschnitte verfüllt werden muß.Various methods of creating a steel tunnel lining are known. In one of these known methods are mining in a Driven and secured by shoring tunnels ring sections introduced and connected to one another to form a pipe. This procedure is a proportionate large space is required between the steel lining and the sheeting, which after Assembly of the ring sections must be filled.

Bei einem anderen bekannten Verfahren der eingangs genannten Art werden vorgefertigte Ringsegmente von dem Erektor der Schildvortriebsmaschine an ihre endgültige Position vor der bereits erstellten Tunnelauskleidung gebracht und mit dieser unter Zwischenlage von Dichtungs- material durch Schrauben verbunden. Als Segmente kommen Stahlbetonteile aber auch Formteile aus Gußeisen und Stahl in Betracht. Bei Formteilen aus Gußeisen und Stahl weisen diese an ihren Rändern Flansche zum gegenseitigen Verschrauben auf. Zum Zwecke der Abdichtung können die Fugen der Flansche nach dem Einbau wasserdicht verschweißt werden (Prospekt "Hydroschild" der Firma Weiss & Fraytag AG, Frankfurt; DE-PS 24 35 559).In another known method of the type mentioned above prefabricated ring segments from the erector of the shield tunneling machine to their final one Positioned in front of the tunnel lining that has already been created and under it with this Intermediate layer of sealing material connected by screws. Reinforced concrete parts but also molded parts made of cast iron and steel are used as segments Consideration. In the case of molded parts made of cast iron and steel, these have flanges on their edges for mutual screwing. For the purpose of sealing, the joints of the Flanges are welded watertight after installation (brochure "Hydro Shield" the company Weiss & Fraytag AG, Frankfurt; DE-PS 24 35 559).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erstellen einer Tunnelauskleidung zu schaffen, das mit geringem Zeitaufwand durchgeführt werden kann.The invention is based on the object of a method for creating to create a tunnel lining that can be carried out in a short time can.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß aus den Segmenten ein geschlossener Ring gebildet wird, der dann an die vorhandene Auskleidung angeschlossen wird, wobei der Zusammenbau des Ringes derart erfolgt, daß mindestens zwei Segmente im Bereich der Tunnelsohle positioniert und durch in Tunnellängsachse verlaufende Schweißnähte miteinander verbunden und dann um die Tunnellängsachse verdreht werden und daß dann bis zur Komplettierung des Ringes nacheinander weitere Segmente im Bereich der Tunnelsohle positioniert und durch in Tunnellängsachse verlaufende Schweißnähte an die bereits miteinander verbundenen Segmente und gegebenenfalls untereinander verbunden und dann verdreht werden.This task is performed in a method of the type mentioned at the beginning solved in that a closed ring is formed from the segments, the is then connected to the existing liner, the assembly of the Ring takes place in such a way that at least two segments are positioned in the area of the tunnel floor and connected to one another by weld seams running in the longitudinal axis of the tunnel and then be rotated around the longitudinal axis of the tunnel and that then up to completion of the ring successively positioned further segments in the area of the tunnel floor and by welding seams running in the longitudinal axis of the tunnel to the one another connected segments and possibly connected to one another and then twisted will.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wie bei einem der bekannten Verfahren von vorgefertigten Segmenten ausgegangen, die allerdings unmittelbar an ihren Rändern miteinander verschweißt werden. Da die Schweißung im Bereich der Tunnelsohle erfolgt, läßt sie sich auch bei großen Wandstärken problemlos und schnell durchführen.In the method according to the invention, as in one of the known ones Procedure assumed from prefabricated segments, which, however, directly their edges are welded together. Because the weld in the tunnel bottom area takes place, it can be carried out quickly and easily even with large wall thicknesses.

Erst nach Fertigstellen eines kompletten Ringes aus diesen Segmenten wird dieser bis an die vorhandene Tunnelauskleidung herangeführt und mit dieser insbesondere durch Schweißen verbunden. Mit der Erfindung ist es also möglich, bei beschränktem Platzbedarf komplette Ringe an die vorhandene Auskleidung anzuschließen.Only after a complete ring has been completed this Segments this is brought up to the existing tunnel lining and with this connected in particular by welding. With the invention it is therefore possible to connect complete rings to the existing lining if space is limited.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen die Tunnelauskleidung aus Segmenten erstellt wird, bereitet auch das Einfügen des letzten Segmentes zur Komplettierung des Ringes keine Schwierigkeiten, weil die Segmente keinen Schraubflansch haben. Zum Einführen des letzten Segmentes braucht der fast komplette Ring durch den Erektor lediglich ein wenig aufgeweitet zu werden. Bei dem bekannten Verfahren muß dagegen das letzte Segment ein Spezialsegment sein, das sich in den verbleibenden Spalt des im übrigen fest mit der Tunnelauskleidung schon verbundenen Teilringes einfügen läßt.In contrast to the known method in which the tunnel lining is created from segments, also prepares the insertion of the last segment Completing the ring no difficulties because the segments do not have a screw flange to have. To insert the last segment, the almost complete ring needs to go through just to widen the erector a little. In the known method on the other hand, the last segment must be a special segment that is part of the remaining segments Gap of the partial ring which is otherwise firmly connected to the tunnel lining can be inserted.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei verschiedenen Formen von Ringsegmenten verwenden. In Gebieten, in denen die Gefahr von Versetzungen des Erdreichs besteht, werden jedoch vorzugsweise gewellte Segmente verwendet, deren daraus hergestellte Tunnelauskleidung im Gegensatz zu einer Tunnelauskleidung aus Betonfertigteilen oder dergleichen bei Verwerfungen nicht zu Bruch gehen.The process of the invention can take various forms of ring segments. In areas where there is a risk of the There is earth, but corrugated segments are preferably used, their tunnel lining made from it in contrast to a tunnel lining Precast concrete parts or the like do not break in the event of warping.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die zusammenzuschweißenden Segmente während des Schweißens durch eine die Schweißnaht übergreifende und der Form der aneinanderstoßenden Rändern angepaßte Klammer in Position gehalten.According to one embodiment of the invention, the to be welded together Segments during welding by an overlapping weld seam and the Shape of the abutting edges matched bracket held in position.

Dieses in Positionhalten braucht selbstverstandlich nicht während des gesamten Schweißens zu erfolgen, sondern nur solange, bis daß die Segmente an verschiedenen Punkten zusammengeheftet sind. Beim in Positionhalten wird vorzugsweise eine Klammer verwendet, die ein innenseitiges Formstück und nur die Ränder außen übergreifende Klauen aufweist. Auch bei geringstem Platzbedarf läßt sich eine solche Klammer noch einsetzen.Of course, this does not need to be held in position during of the entire welding to be done, but only until that the segments different points are stapled together. While holding in position is preferred uses a bracket that has an inside Fitting and only has claws extending over the outside edges. Even with the smallest space requirements such a bracket can still be used.

Das Positionieren der Segmente und/oder das Drehen der zusammengeschweißten Segmente erfolgt nach einer Ausgestaltung der Erfindung mittels des Erektors der Schildvortriebsmaschine. Die Segmente werden von dem Erektor vorzugsweise bis zur Komplettierung des Ringes gehalten.Positioning the segments and / or rotating the welded ones Segments takes place according to one embodiment of the invention by means of the erector of Shield tunneling machine. The segments are from the erector preferably up to Completion of the ring held.

Um das Anfügen des komplettierten Ringes an die vorhandene Tunnelauskleidung präzise durchführen zu können, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Ring unter Verwendung von Gleit- und Führungsschuhen, die an den miteinander zu verbindenden Rändern der vorhandenen Tunnelauskleidung und dem Ring angreifen, gegen die vorhandene Auskleidung gedrückt wird. Dieses Andrücken kann ebenfalls mittels des Erektors erfolgen.About adding the completed ring to the existing tunnel lining to be able to perform precisely, one embodiment of the invention provides that the Ring using sliding and guide shoes that are attached to each other attack connecting edges of the existing tunnel lining and the ring, against the existing lining is pressed. This pressing can also by means of of the erector.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine Auskleidung im Axialschnitt in schematischer Darstellung, Fig. 2 verschiedene Phasen beim Zusammensetzen und Zusammenschweißen eines Ringes aus Segmenten im Axialschnitt, Fig. 3 ein ein Segment haltender Arm des Erektors einer Schildvortriebsmaschine und die Phase des Anfügens eines Ringes an eine vorhandene Tunnelauskleidung, Fig. 4 eine ein Segment erfassende Klammer im Axialschnitt, Fig. 5 der Ring und die vorhandene Tunnelauskreidung im halben Langsschnitt unmittelbar vor dem Zusammenfügen.In the following the invention is based on an exemplary embodiment Illustrative drawing explained in more detail. In detail: Fig. 1 shows a lining in an axial section in a schematic representation, FIG. 2 different phases during assembly and welding together a ring of segments in axial section, FIG. 3 a Segment holding arm of the erector of a shield tunneling machine and the phase of the Attaching a ring to an existing tunnel lining, Fig. 4 shows a clamp encompassing a segment in axial section, FIG. 5 shows the ring and the existing one Tunnel chalking in half longitudinal section immediately before joining.

Die zu erstellende Tunnelauskleidung setzt sich aus einzelnen, aneinandergeschweißten Ringen zusammen, die ihrerseits aus in Umfangsrichtung aneinandergeschweißten und in Tunnellängsachse gewellten Segmenten bestehen.The tunnel lining to be created consists of individual, welded together Rings together, which in turn are made of welded together in the circumferential direction and consist of corrugated segments in the longitudinal axis of the tunnel.

In der Werkstatt werden die einzelnen Segmente einander angepaßt und zu einem kompletten Ring vormontiert und markiert, damit sie bei der späteren Montage zusammenpassen und maßgenau aneinandergeschweißt werden können.In the workshop, the individual segments are adapted to one another and Pre-assembled into a complete ring and marked so that it can be used during subsequent assembly fit together and can be welded to one another with precise dimensions.

Entsprechend dem Fortschritt der Schildvortriebsmaschine werden die Segmente 1 von einem Arm 2 des Erektors der Schildvortriebsmaschine an der Tunnelsohle in Position gebracht. Wie Fig. 1 und 2 zeigen, werden in der ersten Phase der Montage des Ringes zwei Segmente 1, 3 von jeweils zwei Paar Armen 2 des Erektors erfaßt und in Position gebracht. Damit an den aneinanderstoßenden und zu verschweißenden axialen Rändern kein Versatz auftritt, werden die Segmente durch eirsebrückenartig beide Segmente erfassende Klammer gehalten Diese Klammer besteht gemäß Fig. 4 aus einem der Wellenform der Segmente angepaßten Formstück 4, das innenseitig zur Tunnelachse angesetzt wird, und zwei die Segmente 1, 3 hintergreifende, schwenkbare Arme 5, 6, die von einer Zylinderkolbenanordnung 7 betätigt werden. Diese Klammer 4 bis 7 kann von der Vortriebsmaschine ge- tragen werden. Im Bereich der zu erstellenden Schweißnaht weist das Formstück 4 in der Zeichnung nicht dargestellte Ausnehmungen auf, über die der Schweißer die Schweißnaht erreichen kann, um die Segmente 1, 3 aneinanderzuheften. Sobald auf diese Art und Weise die Segmente 1, 3 in ihrer Lage zueinander fixiert sind, kann die Klammer 4 bis 7 gelöst werden und die Schweißnaht erstellt werden. Da die Schweißung im sohlbereich und nicht über Kopf erfolgt, läßt sie sich problemlos und schnell auch bei größeren Schweißtiefen erstellen.According to the progress of the shield tunneling machine, the Segments 1 of an arm 2 of the erector of the shield driving machine on the tunnel floor positioned. As Fig. 1 and 2 show, in the first phase of assembly of the ring two segments 1, 3 of two pairs of arms 2 each of the erector detected and positioned. Thus on the abutting and to be welded There is no offset at the axial edges, the segments become bridge-like Clamp covering both segments held one of the waveform of the segments adapted fitting 4, the inside to the tunnel axis is attached, and two the segments 1, 3 engaging behind, pivotable arms 5, 6, which are actuated by a cylinder piston assembly 7. This bracket 4 bis 7 can be driven by the tunneling machine will wear. In the field of The weld seam to be created has the fitting 4, which is not shown in the drawing Recesses on through which the welder can reach the weld seam to the Staple segments 1, 3 together. As soon as segments 1, 3 are fixed in their position to one another, the clamp 4 to 7 can be released and the weld seam will be created. Because the weld in the sole area and not takes place overhead, it can be easily and quickly even with greater welding depths create.

Für das Anschweißen des nächsten Segmentes 8 werden die miteinander bereits verbundenen Segmente 1, 3 um die Tunnelachse verdreht, so daß die neu zu erstellende Schweißnaht ebenfalls im Bereich der Tunnelsohle liegt. Das Positionieren erfolgt ebenfalls mittels der Arme 2 des Erektors. Ebenfalls wird die Klammer 4 bis 7 zum Ausrichten der miteinander zu verschweißenden Ränder eingesetzt. Danach wird auch dieser dann aus drei Segmenten bestehende Ringabschnitt um die Tunnelachse verdreht, um das nächste Segment 9 anzuschließen. Diese Arbeitsvorgänge wiederholen sich, bis daß das letzte Segment 10 an die Reihe kommt. Um auch dieses Segment positionieren zu können, wird der fast komplette Teilring durch die Arme 2 des Erektors ein wenig aufgeweitet, was wegen des noch fehlenden Anschlusses an der vorhandenen Tunnelauskleidung und der nur geringen Wandstärke des Ringes leicht möglich ist.For the welding of the next segment 8, they are together already connected segments 1, 3 rotated around the tunnel axis, so that the new to The weld seam to be created is also located in the area of the tunnel floor. Positioning also takes place by means of the arms 2 of the erector. The bracket 4 to 7 used to align the edges to be welded together. Thereafter This then also consists of three segments ring section around the tunnel axis twisted to connect the next segment 9. Repeat these operations until it is the turn of the last segment 10. To position this segment as well to be able to, the almost complete partial ring through the arms 2 of the erector becomes a little widened, which is because of the still missing connection to the existing tunnel lining and the only small wall thickness of the ring is easily possible.

Nach Komplettierung des Ringes 11 wird dieser an die vorhandene Auskleidung herangeführt. Dabei kann das Zusammenfügen mittels einer Zentriervorrichtung erleichtert werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind Führungs- und Gleitschuhe 13, 14 vorgesehen, die dieses präzise Ausrichten erleichtern. Nach dem Anfügen des Ringes 11 an die vorhandene Auskleidung 12 wird der Ring an verschiedenen Punkten angeheftet.After the ring 11 has been completed, it is attached to the existing lining introduced. The joining together can be facilitated by means of a centering device will. In the embodiment of FIG are guide and sliding shoes 13, 14 are provided, which facilitate this precise alignment. After adding the Ring 11 to the existing liner 12 becomes the ring at various points attached to.

Der Erektor, der zum Zusammenfügen verwendet wurde, kann jetzt entfernt werden und die Rundnaht geschweißt werden.The erector that was used to assemble can now be removed and the circumferential seam are welded.

Claims

Claims 1. A method for creating a tunnel lining using a shield tunneling machine made of ring segments that are to be connected to one another, those in the protection of the shield in particular from the erector of the shield tunneling machine be positioned and connected to the existing lining, thereby characterized in that a closed ring is formed from the segments, the is then connected to the existing liner, the assembly of the Ring takes place in such a way that at least two segments are positioned in the area of the tunnel floor and connected to one another by weld seams running in the longitudinal axis of the tunnel and then be rotated about the longitudinal axis of the tunnel, and that then up to completion of the ring successively positioned further segments in the area of the tunnel floor and by welding seams running in the longitudinal axis of the tunnel to the one another connected segments and possibly connected to one another and then twisted will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the welded together Segments during welding by an overlapping weld seam and the Shape of the abutting edges adapted bracket are held in position.

3. The method according to claim 2, characterized in that a clamp is used that consists of an inside molding and only the edges of the segments there is rear-reaching claws.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the segments rotated by means of the erector and up to the completion of the ring being held.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in, that the ring using sliding and guide shoes that are attached to each other attack the edges of the existing tunnel lining and the ring to be connected, is pressed against the existing lining.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in, that the ring and the existing lining are connected to one another via a weld seam will.