DE3515680A1

DE3515680A1 - Verfahren zum herstellen eines roehrenfoermigen unterirdischen hohlraums, z. b. einer rohrleitung, sowie vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE3515680A1
Application number: DE19853515680
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1983-09-07
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-11-06

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines röhrenförmigen unterirdischen Hohlraums, z.B. einer Rohrleitung, 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 llohlraum, 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 Relativverschiebungen 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 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. Daneben besteht aber auch die Möglichkeit, die Tunnelauskleidung aus einzelnen vorgefertigten Bauteilen zusammenzusetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Rahmen der Lehre des Hauptpatents eine wirtschaftliche Möglichkeit zur Herstellung einer aus vorgefertigten Bauteilen bestehenden Auskleidung anzugeben.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe verfahrensmäßig durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 4 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Auskleidung aus ringförmigen, vorzugsweise einteiligen vorgefertigten Bauteilen innerhalb der zuvor auf die gesamte Länge fertiggestellten Erdröhre aufzubauen, wobei die einzelnen Bauteile jeweils an das zuvor versetzte Bauteil angeschlossen werden, und den Zwischenraum zwischen der Auskleidung und dem Gebirge im Aufbau der Auskleidung nacheilend im gleichen Takt mit pastösem Material auszufüllen.
Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist eine Vorrichtung, die es gestattet, die einzelnen Bauteile auf die Sollachse auszurichten und diese Lage auch beizubehalten, während die Vorrichtung im Zuge des Ausfüllens des Zwischenraums mit pastösem Material in Vorbaurichtung vorgeschoben wird. Die Vorrichtung muß somit während dieses Arbeitsvorganges einerseits gegen die Außenwand der Erdröhre abgestützt werden, die z.B. bei Anwendung der neuen österreichischen Tunnelbauweise bereits mit einer vorläufigen Auskleidung, z.B.
einer Spritzbetonschicht versehen sein kann; sie muß andererseits aber auch eine Möglichkeit bieten, die Bauteile der Auskleidung so lange in der Sollachse zu halten, bis der Zwischenraum satt mit pastösem Material ausgefüllt ist. Eventuelle Differenzen zur Außenwandung müssen dabei durch ständige Anpassung der Abstützung der Vorrichtung gegen diese ausgeglichen werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Tunnel mit einer Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 1 a einen horizontalen Längsschnitt Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt entlang der Linie Il-II in Fig, 1, Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. laund Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.
In dem in Mp. 1 dargestellten vertikalen Längsschnitt ist in einem Gebirge 1 eine Tunnelröhre ausgebrochen worden, deren Wand 2 nach der neuen österreichischen Tunnelbauweise durch eine Ausgleichsschicht 3 aus Spritzbeton oder dergleichen vorläufig gesichert und vergleichmäßigt ist.
Als endgültige Auskleidung werden in diese Tunnelröhre ringförmige Stahlbeton-Fcrtigbauteile 4 eingebaut, die, wie bei Rohren dieser Art üblich, an den Stirnseiten 5 durch Spitzende und Muffenende zentriert sind.
Der ringförmige Zwischenraum zwischen der Außenfläche der Fertigbauteile 4 und der Innenfläche der Ausgleichsschicht 3 wird mit einer Schicht 6 aus einer beim Einbau pastösen Mischung aus einem Tonmineral, z.B.
Bentonit und Wasser, ausgefüllt. Zum Einbau der Fertigbauteile 4 und zum Einbringen der Schicht 6 dient eine Vorrichtung, die nachstehend näher erläutert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem ringförmigen Gerüst 7, dessen in radialer Richtung gemessene Dicke nicht größer sein darf als die lichte Weite des Zwischenraums zwischen den Fertigbauteilen 4 und der Innenwand des Gebirges bzw. der Ausgleichsschicht 3. Das Gerüst 7 besteht aus einer Anzahl von Längsträgern 8 (Fig. 2) und Ringträgern 9, von denen der besseren Übersicht halber in Fig. 1 lediglich der äußerste dargestellt ist.
An dem Gerüst sind, wie aus Fig. 2 erkennbar ist, jeweils zwischen den Längsträgern 8 Abstützungen 10 vorgesehen, mittels deren das Gerüst gegen die Innenseite der Ausgleichsschicht 3 abstützbar ist sowie Abstützungen 11, mittels deren ein ringförmiges Fertigbauteil 4 gehalten werden kann. Diese Abstützungen 10 können, wie Fig. 4 zeigt, aus inneren Keilteilen 21 bestehen, die an dem Gerüst 7 befestigt sind und aus äußeren Keilteilen 22, die am Gebirge bzw. der Ausgleichsschicht 3 anliegen. Die Keilteile 22 können mittels hydraulisch betätigbarer Zylinder- Kolben-Einheiten 23 gegenüber den Keilteilen 21 axial zum Tunnel verschoben werden, Die Zylinder- Kolben-Einheiten 23 sind ebenfalls am Gerüst 7 an Konsolen 24 gelenkig angeschlossen. Die Abstützungen 11 sind analog aufgebaut.
Dem Vorschub des Gerüstes 7 in Vorbaurichtung, die in Fig. 1 durch einen Pfeil 12 angedeutet ist, dienen Zylinder-Kolben-Einheiten 13, deren Zylinder 14 bei 15 gelenkig am Gerüst 7 angeschlossen sind und deren Kolbenstangen 16 mit jeweils einer Abstützklaue 17 versehen ist. Mit der Abstützklaue 17 stützt sich jeweils eine Zylinder-Kolben-Einheit 13 gegenüber der Stirnseite des jeweils zuletzt angesetzten Betonfertigteils 4 ab. Dieser Zustand ist an der Sohle des in Fig. 1 dargestellten Tunnels gezeigt.
Der gelenkige Anschluß der Zylinder-Kolben-Einheiten 13 an dem Gerüst 7 ist notwendig, um jeweils wieder ein neues ringförmiges Betonfertigbauteil 4 aus der Vorbaurichtung heraus einfahren und am rückwärtigen Ende des Gerüstes gegen das jeweils zuvor eingebaute Fertigbauteil versetzen zu können. Für diesen Arbeitsgang lassen sich die Zylinder-Kolben-Einheiten 13, wie im Firstbereich des in Fig. 1 dargestellten Tunnels angedeutet ist, in den Bereich des ringförmigen Zwischenraums hineinklappen und dort verriegeln. Nach Einfahren und Einpassen eines neuen Fertigbauteils 4' sowie Absetzen desselben auf die inneren Abstützungen 11 des Gerüstes können die Zylinder-Kolben-Einheiten 13 wieder ausgeklappt und mittels ihrer Abstützklauen 17 gegen dieses neue Fertigbauteil 4' abgestützt werden Am inneren Ende des Gerüstes 7 befindet sich eine ringförmige Stirnsehalung 18, die einerseits gegenüber der Ausgleichsschicht 3 und andererseits gegenüber der Auskleidung durch Dichtungen aus elastischem Material al, wie Gummi, Kunststoff oder dergleichen gedichtet ist. Die Stirnschalung 18 ist von einer Anzahl von Verpreßleitungen 19 durchsetzt, die über eine Ringleitung mit Anschlußleitungen 20 verbunden sind. Die Anschlußleitungen 20 führen zu einer nicht dargestellten, im Inneren der bereits fertiggestellten Auskleidung verfahrbaren Verpreßpumpe. Die Anordnung der VerpreB-bzw, Anschlußleitungen ergibt sich aus den Fig. la und 2.
Nach dem Einsetzen eines jeweils neuen Fertigbauteils und dem Abstützen der Zylinder-Kolhen-Einheiten gegen dessen Stirnseite wird durch Ausfahren der Kolbenstangen 16 das Gerüst 7 in Vorbaurichtung vorgeschoben. Zugleich wird durch die Anschlußleitung 20 und die Verpreßleitungen 19 pastöses Material in den Zwischenraum zwischen der Ausgleichsschicht 3 und der Auskleidung eingepreßt. Dies muß im Zuge des Vorschiebens des Gerüstes 7 geschehen, damit sich hinter der Stirnschalung 18 keine Hohlräume bilden können.
Außerdem muß während des Vorschubs eine Steuerung der Zylinder-Kolben-Einheiten 23 der Abstützungen 1ß und 11 in der Weise erfolgen, daß trotz etwaiger Unebenheiten der Ausgleichsschicht 3 das jeweils zuletzt versetzte und zu hinterpressende Fertigbauteil 4' seine Sollage exakt beibehält.
Wenn auf diese Weise in einem oder mehreren Arbeitsgängen das Gerüst 7 um die volle Länge des Fertigbauteils 4' vorgeschoben wurde, werden die Kolbenstangen 16 wieder eingefahren und die Zylinder-Kolben-Einheiten 13 eingeklappt, so daß ein neues Fertigbauteil eingefahren und in das Gerüst 7 eingestellt werden kann, worauf sich ein neuer Arbeitstakt anschließt.
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen eines röhrenförmigen unterirdischen Hohlraums, z.B. einer Rohrleitung oder dergleichen nach Patent... (Patentanmeldung P 33 32 242.2), bei dem im Zuge der Herstellung der Auskleidung pastöses Material zur Bildung einer Zwischenschicht zwischen dem Gebirge und der den Gebirgsdruck aufnehmenden Auskleidung eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung in einem durch Aneinanderreihung von vorgefertigten ringförmigen Bauteilen (4) bestimmten Arbeitstakt hergestellt und daß das pastöse Material im gleichen Arbeitstakt, jedoch kontinuierlich fortschreitend und der Auskleidung nacheilend eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Bauteile (4) aus einzelnen Tübbings zusammengesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Auskleidung Stahlbeton-Fertigbauteile verwendet werden.
4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch a) ein ringförmiges, in dem Zwischenraum zwischen der Wand des Gebirges und der herzustellenden Auskleidung verschiebbares Gerüst (7), b) das an seiner Außenseite Mittel (10) zur gleitenden und radial verstellbaren Abstützung gegenüber dem Gebirge sowie c) an seiner Innenseite radial verstellbare Mittel (11) zur gleitenden Halterung der ringförmigen Bauteile (4) aufweist, d) das an seinem vorderen Ende gegenüber der Stirnseite des jeweils zuletzt eingebauten Bauteils mittels Vorschubeinrichtungen abstützbar und e) an seinem rückwärtigen Ende mit einer den Zwischenraum abschließenden ringförmigen Stirnschalung (18) sowie mit Einpreßöffnungen für das pastöse Material versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschubeinrichtungen Zylinder-Kolben-Einheiten (13) vorgesehen sind, die zum Ansetzen eines neuen Bauteils aus der Gebrauchslage in eine den Querschnitt der Auskleidung freigebende Ruhelage schwenkbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (14) der Zylinder-Kolben-Einheiten (13) mit außerhalb des Querschnitts der herzustellenden Auskleidung angeordneten Gelenken (15) an dem Gerüst (7) befestigt und mit den Enden ihrer Kolbenstangen (16) gegenüber der Auskleidung abstützbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Stirnschalung (18) mit elastischen Dichtelementen zur Dichtung gegen die Außenfläche der herzustellenden Auskleidung und die Innenfläche des Gebirges bzw. der Ausgleichsschicht versehen ist.