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Zur Durchfahrung mittels eines Vortriebsschildes beim Vor-
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trieb einer Erdröhre zwischen einem Anfahrschacht und einem Zielschacht
ausgebildeter Baugrubenverbau Die Erfindung betrifft einen Baugrubenverbau gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei der Herstellung von unterirdischen Hohlräumen im Wege des Schildvortriebs
mit Bodenentnahme zwischen einem Anfahrschacht und einem Zielschacht wird zuerst
der Anfahrschacht abgeteuft, um dort die Aggregate für das Vorpressen des Vortriebsschildes
und eines nachfolgenden Vortriebsrohres einbauen zu können. Dabei müssen die Wände
des Anfahrschachtes gesichert werden. Dies kann in an sich bekannter Weise geschehen,
z.B. oberhalb des Grundwasserspiegels durch einen sogenannten Berliner Verbau und
unterhalb des Grundwasserspiegels durch eine Spundwand.
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Wenn der Vortriebsschild unterhalb des Grundwasserspiegels angesetzt
werden muß, ist es erforderlich, einen abgeschotteten Abbauraum zu schaffen, in
dem ein Druck aufgebaut
und aufrecht erhalten werden kann, der
im Gleichgewicht mit dem Erd- und Wasserdruck an der betreffenden Stelle steht.
Außerdem muß im Verbau der Einfahrwand eine Öffnung geschaffen werden, um diese
mit dem Vortriebsschild durchfahren zu können; die öffnung muß sowohl gegenüber
dem Verbau, wie auch gegenüber dem Vortriebsschild bzw. dem Vortriebsrohr gedichtet
sein. Schließlich muß eine Rückhalteeinrichtung vorhanden sein, um den jeweils vorgepreßten
Teil des Vortriebsrohres zu halten, während die Vorpreßeinrichtung zurückgefahren
und ein neuer Rohrschuß angesetzt wird.
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Bei einem Rohrvortrieb dieser Art unterhalb des Grundwasserspiegels
ist es bekannt, zunächst den Verbau herzustellen, also z.B. eine Spundwand zu rammen.
Dies erfolgt üblicherweise durch eine eigene Verbaukolonne. Nach dem Ausheben des
Schachtes erstellt eine andere Arbeitsgruppe,die sogenannte Vortriebskolonne, einen
Drucktopf, in dem ein dem Wasserdruck entsprechender Druck aufgebaut werden kann.
Dieser Drucktopf kann z.B. aus einer örtlich hergestellten Betonwand oder auch einer
örtlich geschweißten Stahlkonstruktion bestehen, die vor den Verbau gesetzt und
dichtend an diesen und an den Vortriebsschild angeschlossen wird. Für eine örtlich
hergestellte Betonkonstruktion muß der Beton eingeschalt, bewehrt und eingebracht
werden; eine Erhärtungszeit ist abzuwarten. Auch eine Stahlkonstruktion muß örtlich
angepaßt und zusammengeschweißt werden. Schließlich muß im Verbau eine öffnung zum
Durchfahren mit dem Vortriebsschild geschaffen werden. Zu diesem Zweck werden durch
eine Ziehkolonne einige Spundbohlen an der betreffenden Stelle gezogen, damit der
Vortriebsschild in den Boden vorgepreßt werden kann. Alle diese Tätigkeiten liegen
auf dem sogenannten kritischen Weg.
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Nach dem Vortrieb werden all diese Einrichtungen beseitigt, wobei,
wenn überhaupt, nur einzelne Teile wiederverwendet werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen,
um diese verschiedenartigen und von verschiedenen Baukolonnen auszuführenden Arbeiten
zu vereinfachen und die verwendeten Einrichtungen so weit als möglich wiedergewinnen
zu können.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, in den Verbau der Einfahrwand
an der vom Vortriebsschild zu durchfahrenden Stelle ein Verbauelement zu integrieren,
das sich einerseits in der gleichen Weise in den Erdboden absenken läßt wie die
übrigen Teile des Verbaus und an dem von vornherein schon all die Einrichtungen
entweder vorgesehen oder nachträglich anbringbar sind, die zum Ansetzen des Vortriebsschildes
bzw. zur Erstellung eines abgeschotteten Abbauraumes und zur Abdichtung erforderlich
sind.
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Dieses Verbauelement muß, damit es sich in die Verbauwand integrieren
läßt, an diese anschließbar sein. Das läßt sich oberhalb des Grundwasserspiegels
dadurch erreichen, daß an den Verbau zu beiden Seiten der zu schaffenden Öffnung
Stahlprofile mit U-förmigen Führungen angeschlossen werden, zwischen denen das Verbauelement
abgesenkt werden kann. Sofern unterhalb des Grundwasserspiegels gearbeitet wird,
muß das Verbauelement an beiden Längsseiten mit Spundwandschlössern oder dergleichen
versehen sein, um eine Dichtung gegenüber dem Verbau zu erzielen.
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Im übrigen bestehen nach der Erfindung zwei Möglichkeiten, dieses
Verbauelement zu gestalten, nämlich einmal aus
einer Stahlkonstruktion
und zum anderen aus einer Beton- oder Stahlbetonkonstruktion. Wenn das Verbauelement
aus Stahl besteht, muß es bereits eine Durchfahröffnung enthalten, die aber für
den Bauzustand während der Herstellung der Verbauwand dicht verschlossen sein muß.
Ein Verbauelement aus Beton oder Stahlbeton kann vom Bohrgerät des Vortriebsschildes
durchfahren werden. In jedem Fall sind Vorkehrungen zu treffen, um an der Luftseite
des Verbauelementes die an sich bekannten Einrichtungen zur Dichtung gegenüber dem
Rohrstrang und zum Rückhalten des Rohrstranges dichtend gegenüber dem Verbauelement
anbringen zu können.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 die teilweise Ansicht eines
Spundwandverbaus von der Baugrube aus, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II
in Fig. 1, Fig. 3 die Ansicht eines sogenannten Berliner Verbaus von der Baugrube
aus, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3, die Fig. 5 bis 7 im
Vertikalschnitt durch den Verbau verschiedene Phasen beim Ansetzen eines Vortriebsschildes,
Fig. 8 einen Horizontalschnitt durch einen Spundwandverbau mit einem Verbauelement
aus einem Betonfertigbauteil,
Fig. 9 einen Horizontalschnitt durch
einen sogenannten Berliner Verbau mit einem Verbauelement aus einem Betonfertigbauteil
und Fig. 10 einen Vertikalschnitt durch ein Verbauelement aus Beton mit dem Vortriebsschild.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen in luftseitiger Ansicht bzw.
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im Horizontalschnitt einen Baugrubenverbau aus Spundbohlen 1, zwischen
denen erfindungsgemäß ein besonderes Verbauelement 2 angeordnet ist. Das Verbauelement
2 besteht aus einer im Querschnitt (Fig. 2) kastenförmigen Stahlkonstruktion mit
einer erdseitigen Außenwand 3, einer luftseitigen Innenwand 4 und zwei diese verbindenden
Stirnwänden 5. An den Stirnwänden 5 sind die üblichen Spundwandschlösser 6 vorgesehen,
um das Verbauelement 2 dicht an die benachbarten Spundbohlen 1 anschließen zu können.
Das Verbauelement 2 ist somit in den aus den Spundbohlen 1 gebildeten Verbau integriert.
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Das Verbauelement 2 besitzt sowohl in der Außenwand 3, wie auch in
der Innenwand 4 jeweils eine kreisrunde Öffnung 7, die etwas größer sein muß als
der Durchmesser des Vortriebsschildes. Die beiden Öffnungen 7 sind im geschlossenen
Zustand des Baugrubenverbaus, also vom Absenken des Verbauelements bis zum Ansetzen
des Vortriebsschildes, durch eine Schieberplatte 8 abgeschlossen. Die Schieberplatte
8 ist innerhalb des Verbauelements mit geringem Spiel in vertikaler Richtung verschiebbar.
In Fig. 1 zeigt der in der Draufsicht linke Teil die Öffnung 7 und der rechte Teil
bei aufgebrochener Innenwand 4 die Schieberplatte 8. Der innere Hohlraum des Verbauelements
2 ist am unteren Ende durch eine Bodenplatte 9 abgeschlossen. Das untere Ende des
Verbauelements 2 kann keilförmig abgeschrägt sein (10), um es in gleicher Weise
rammen zu können wie die SpuS(xtlen (Fig. 5). Die Schieberplatte 8 liegt in diesem
Bauzustand auf der Bodenplatte 9 auf und verschließt
so die beiden
Öffnungen 7.
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Das Verbauelement 2 ist im Bereich des Durchmessers der Öffnungen
7 durch eine horizontale Fuge 11 in zumindest ein oberes Teil 2' und ein unteres
Teil 2" geteilt. Je nach Tiefe des Schachtes können auch mehrere, durch horizontale
Fugen voneinander getrennte Teile vorgesehen sein. Im Bereich der Fuge 11 sind die
Teile 2' und 2" lösbar miteinander verbunden. Dies schafft die Voraussetzung dafür,
daß nach dem Durchfahren des Vortriebsschildes und Erstellen der Rohrleitung, die
im Endzustand über den Baugrubenverbau nach innen in den Schacht hineinragen muß,
das obere Teil 2' gezogen und wiederverwendet werden kann.
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Während die Erfindung in den Fig. 1 und 2 an einem Spundwandverbau
erläutert ist, zeigen die Fig. 3 und 4 die Erfindung im Zusammenhang mit einem sogenannten
Berliner Verbau. Der Berliner Verbau besteht aus Rammträgern 12, z.B.
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Peiner Trägern, in denen Holzbohlen 13 geführt und durch Keile 14
fixiert sind.
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Zwischen zwei benachbarten, im entsprechenden Abstand voneinander
liegenden Rammträgern 12 ist in den durch deren Flanschen gebildeten U-förmigen
Führungen anstelle eines Satzes von Holzbohlen ein Verbauelement 2 geführt.
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Dieses Verbauelement ist im übrigen wie im Zusammenhang mit den Fig.
1 und 2 beschrieben ausgebildet, d.h. es weist ebenfalls Öffnungen 7 auf, die durch
eine Schieberplatte 8 verschließbar sind.
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In den Fig. 5 bis 7 ist in drei verschiedenen Phasen jeweils in einem
Vertikalschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1 die Arbeitsweise mit dem erfindungsgemäßen
Verbauelement dargestellt.
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In dem Bauzustand nach Fig. 5 befindet sich die Schieberplatte 8
noch in der tiefsten Stellung, in der sie die Öffnungen 7 in den Wänden 3 und 4
des Verbauelements 2 verschließt. Die Schachtsohle ist bei 15 angedeutet, der Grundwasserspiegel
bei 16 und die Geländeoberfläche bei 17.
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Rund um die Öffnung 7 in der baugrubenseitigen Wand 4 des Verbauelements
sind Bohrungen 18 vorgesehen (Fig. 1), die im Zustand des Niederbringens des Verbauelements
mit Verschlußstopfen gedichtet sind. Nach Entfernen der Verschlußstopfen kann an
diesen Bohrungen 18 ein sogenannter Einfahrtopf 19 befestigt,werden (Fig. 6). Der
Einfahrtopf 19 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 20, das mit einem Flansch
21 an der Wand 4 des Verbauelements 2 anliegt und mit Schrauben 22 in den Bohrungen
18 befestigt werden kann. Innerhalb des zylindrischen Gehäuses 20 befindet sich
eine Rückhaltekonstruktion 23 mit einem aufblasbaren Gripper sowie eine Dichtung
24, die mit dem Vortriebsschild zusammenwirkt.
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Fig. 7 zeigt die Situation nach dem Einfahren des Vortriebsschildes
25 in den Einfahrtopf 19. Mittels der gegen die Außenfläche des Vortriebsschildes
25 wirkenden Dichtung 24 wird der Innenraum des Einfahrtopfes 19 gegenüber der Baugrube
gedichtet und durch Aufblasen des Grippers der Rückhaltekonstruktion 23 wird der
Vortriebsschild gegen ein Zurückweichen gehalten. Dadurch kann in dem verbliebenen
Hohlraum innerhalb des Einfahrtopfes mittels einer Stütz flüssigkeit ein Druck aufgebaut
werden, der dem an dieser Stelle herrschenden Wasserdruck entspricht. Danach kanr
die Schieberplatte 8 mittels an 1aschen 28 anbringbarer Zugglieder in Richtung des
Pfeils 26 gezogen werden; sie dichtet so den Hohlraum des Verbauelements 2 noch
nach oben hin ab. Damit sind die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß nach Entlasten
des Grippers der Vortriebsschild 25 in das Erdreich einfahren und der Vortrieb begonnen
werden kann.
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Nach Beendigung des Vortriebs ragt das Ende des Vortriebsrohres noch
so weit über das Verbauelement 2 in die Baugrube hinein, daß die Rückhaltekonstruktion
23 und die Dichtung 24 noch wirksam bleiben. Die Lage des Rohres, insbesondere sein
Ende, sind in Fig. 7 bei 27 gestrichelt angedeutet. In diesem Zustand kann z.B.
durch Injektion von erhärtenden Materialien in das Erdreich um das Rohr herum eine
Dichtung erreicht werden. Danach können der Einfahrtopf 19 abmontiert und das obere
Teil 2' des Verbauelements 2 gezogen werden; das untere Teil 2" des Verbauelements
2 verbleibt im Boden.
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In den Fig. 8 und 9 ist analog den Darstellungen der Fig. 2 und 4
die Ausbildung eines Verbauelements 30 als Betonfertigbauteil dargestellt. Das Verbauelement
30 ist hier ähnlich wie in Fig. 4 in die von den Flanschen gebildeten U-förmigen
Führungen von Rammträgern 12 eingeschoben, an die entweder Spundbohlen 1 (Fig. 8)
oder Holzbohlen 13 (Fig. 9) als Verbau angeschlossen sein können.
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Wie der in Fig. 10 gezeigte Vertikalschnitt durch den unteren Bereich
des Verbauelements 30 zeigt, besteht auch dieses aus mehreren übereinander angeordneten
Teilen 30', 30", wobei das untere Teil 30" in dem Bereich liegt, in dem es vom Vortriebsschild
25 durchfahren werden muß. Die jeweils oberen Teile, wie z.B. das Teil 30', sind
in einer Trennfuge 31 mit Dichtung 32 angeschlossen.
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Nach dem Einbau des Verbauelements 30 wird an dieses in der vorbeschriebenen
Weise der Einfahrtopf 19 angesetzt, der aus einem Gehäuse 20 und einem Flansch 21
besteht, in dessen Bereich durch Schrauben 22 eine Verbindung mit dem unteren Verbauelementteil
30" hergestellt werden kann. Nach dem Einfahren des Vortriebsschildes 25 in die
Dichtung 24 und die Rückhaltekonstruktion 23 kann in dem Raum 33 wiederum
durch
eine Stützflüssigkeit ein Druck aufgebaut werden, der dem äußeren Wasserdruck das
Gleichgewicht hält, während mittels des Bohrgeräts 34 das untere Verbauelementteil
30" durchfahren wird.
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Die Arbeiten nach Beendigung des Vortriebs verlaufen analog wie oben
im Zusammenhang mit der Stahlkonstruktion beschrieben, d.h. auch hier kann das obere
Verbauelementteil 30' bzw. weitere Teile wiedergewonnen werden.