DE3610118C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen einer
Stirnschalung an einer Schalung zum Herstellen einer
Ortbeton-Tunnelauskleidung, wie es gattungsmäßig im
Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist und eine
Stirnschalung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE AS 22 16 423 ist eine Einrichtung zum Ein
bringen von Ortbeton in eine Schalung für das Tunnelrohr
bei im Schildvortrieb aufgefahrenen Tunneln bekannt. Bei
dieser Einrichtung werden die Ausbruchwandungen durch
eine aufblasbare, auf einer Schleppschalung hinter dem
Schild montierte Tasche gestützt. Zwischen Ausbruch
wandung und Tasche wird am vorderen Taschenrand der Ort
beton eingepreßt und soll sich zwischen der luftgefüllten
Tasche und dem Gebirge hindurchpressend vom rückwär
tigen Taschenrand her den Anschluß an die Altbetonstirn
herstellen und den Tascheninhalt verdrängen.
Nach der DE OS 26 43 869 deckt ein mit Luft oder Wasser
füllbares schlauchartiges, unter dem Schildschwanz
angeordnetes Element die Zuführungen auf der Stirn
schalung des Betons ab und gibt sie durch Entleerung frei.
Die Stützung des Freiraums übernimmt hier der Schild
schwanz. Beim Wiederanfahren besteht Gefahr, daß dieser
aus der Altbetonstirn Teile herausreißt, was Fehlstel
len in der Anschlußfuge zur Folge haben kann.
Weiter ist aus der DE PS 31 26 651 bekannt, Tunnel mit
Ortbetonauskleidung herzustellen, wobei der Ortbeton
in den Raum zwischen den Ausbruchflächen des Gebirges
und einer inneren mit dem Vortrieb umsetzbaren Schalung
eingebracht wird. Eine Stirnschalung schließt durch
einen Dichtungsring (mit Hohlkammerprofil) den mit Beton
zu füllenden Raum schildseitig gegen den mit Überdruck
in der Schalung eingepreßten Frischbeton ab und sorgt
dafür, daß der Frischbeton bis zu seiner Erhärtung unter
einem bestimmten Druck steht. Die Stirnschalung ist am
Schildschwanzende angeordnet. Bei stetigem Vortrieb
stützt der unter Druck eingebrachte Beton das Erdreich
und verhindert, daß sich aus den Ausbruchflächen Boden
teile lösen, in den Frischbeton fallen und Schadstellen
in der Tunnelauskleidung erzeugen können.
In der Praxis des Tunnelbaus kann nicht ununterbrochen
betoniert werden. Bei Unterbrechungen muß der Beton
bis zu seiner Erhärtung durch die Stirnschalung ge
stützt und unter Druck gehalten werden. Bei Wieder
aufnahme des Betoniervorgangs muß die Stirnschalung
nach der DE PS 31 26 651 um ein bestimmtes Maß von der
Altbetonstirn gelöst werden damit Frischbeton durch den
Zuführungsstutzen eingepreßt werden kann. Das Abziehen der
Stirnschalung erzeugt einen über den Umfang durchlaufen
den ungestützten Ringspalt, der sich auch bei Verwendung
von sehr fließfähigem Beton nicht so rasch füllt, daß
aus dem umliegenden Gebirge nicht Wasser und/oder Boden
bestandteile in ihn eindringen könnten und damit zu Fehl
stellen in der Tunnelschale führen. Weiterhin besteht
bei diesem bekannten Verfahren die Gefahr, daß beim Ab
ziehen durch die Stirnschalung aus der bereits erhärteten,
aber noch ungenügend festen Betonstirn Teile herausge
rissen werden, in den anfänglich offenen Ringspalt fallen
und dabei Fehlstellen verursachen, die die Qualität der
Tunnelschale beeinträchtigen.
Über die vorgenannten Nachteile hinaus wird bei dieser
bekannten Stirnschalung der Beton bei einer Betonein
leitung ohne oder nur mit minimaler Ablösung der Stirn
schalung von der Altbetonstirn beim Austreten aus dem
Betonierstutzen komprimiert und entwässert. Er ver
festigt sich dabei derart, daß die Mischung ihre Fließ
fähigkeit verliert. Es bilden sich spröde Brocken, die
vorzeitig erhärten, den Ausflußquerschnitt verengen und
ein sattes Ausfüllen des schmalen Ringspaltes hinter der
Schalung mit Beton verhindern. Dabei entstehen Löcher
und Fehlstellen im Beton. Im ungünstigen Fall können Stopfer
in den Zuführungsstutzen entstehen. Die nachträgliche Besei
tigung der Fehlstellen ist arbeitsaufwendig und verursacht
Kosten. Ein Stopfer bedeutet Stillstandszeiten und durch
Verlängerung der Bauzeit erhebliche Kosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Stirnschaltung der gattungsgemäßen Art derart
weiterzubilden, daß ein weitgehend fehlerfreier An
schluß des Frischbetons an die Altbetonstirn gewähr
leistet ist. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren
und eine Vorrichtung gelöst, wie sie in den kennzeich
nenden Teilen der Ansprüche 1 bzw. 2 beschrieben sind.
Vor mindestens einem betonseitigen Stutzenende wird, ohne
die Stirnschalung zu bewegen, durch Abziehen des Beto
nierstutzens und die dadurch gleichzeitig stattfindende
partielle Ablösung der Membran von der Altbetonstirnfläche
ein ausreichend großer, sich zum Stutzenende hin kegel
stumpfförmig ausbildender Raum eröffnet. Seine Grund
fläche wird durch die weiterhin noch am Altbeton anlie
genden Membranflächen begrenzt, die wirksam verhindern,
daß Wasser zuströmen und/oder Bodenbestandteile einfallen
können. In diesen kegelstumpfförmigen Raum fließt
nach Zurückziehen des Kolbens und Einschieben der
Betonzuleitung der unter Druck stehende Frischbeton ein
und überwindet durch Keilwirkung die Haftung zwischen
Altbeton und Membranflächen. Die Membran wird stetig
fortschreitend vom Altbeton abgelöst. Der Beton brei
tet sich so, ohne daß seine stützende Wirkung abfällt,
unter Verdrängung der Membran über den gesamten Ring
raum aus. Erst danach wird die Stirnschalung nach Maß
gabe des eingepreßten Betons in Vortriebsrichtung
weiterbewegt.
Mit dem vorbeschriebenen Verfahren ist es auch möglich,
in der Länge begrenzte Zwischenringe aus unterschied
lichen preßfähigen und sich verfestigenden Materialien
mit besonderen Aufgaben, wie beispielsweise für Be
wegungsfugen oder auch zur Erzielung eines besseren
Fugenanschlusses, in die Auskleidung einzubauen.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Stirn
schalungen sind in den Unteransprüchen 3 bis 8 be
schrieben.
Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele in den
Fig. 1 bis 5 erläutert. Sie zeigen:
Fig. 1 Vortriebsschild zur Herstellung eines
Tunnels mit einer Auskleidung in Ort
beton mit erfindungsgemäßer Stirnschalung
im Längsschnitt.
Fig. 2a-c Querschnitt durch den Vortriebsschild an
der erfindungsgemäßen Stirnschalung
Fig. 2a: die membranbesetzte Stirnscha
lung in Vortriebsrichtung gesehen,
Fig. 2b: Stirnschalung mit Vorrichtung
16, wobei Öffnung 20 (Betonzuführung)
in Deckung mit der Eingangsöffnung 11
des Betonierstutzens 9 steht, aus gegen
über 2a entgegengesetzter Richtung gesehen,
Fig. 2c: Stirnschalung wie 2b, jedoch
Öffnung 21 (Zylinder 18 für Reinigungs
kolben 15) in Deckung mit der Eingangs
öffnung 11.
Fig. 3a-c Schnitt durch die erfindungsgemäße Stirn
schalung in Schildlängsachse
Fig. 3a: Betonierstutzen 9 mit Reinigungs
kolben 15 in eingefahrener Stellung. Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist die Membran
7 mit einer manschettenförmigen Einzie
hung 33 an das Austrittsende 10 des Be
tonierstutzens 9 angeschlossen,
Fig. 3b: Ausführungsbeispiel analog Fig. 3a
mit verlängertem Betonierstutzen 9 und Anschluß
an die Membran 7 ohne manschettenförmige Ein
ziehung 33,
Fig. 3c: Ausführungsbeispiel wie Fig. 3a,
jedoch Betonierstutzen 9 zurückgefahren und
fertig zum Betonieren.
Fig. 4a-b Schnitt durch die Abwicklung der Vorrich
tung 16 der erfindungsgemäßen Stirnschalung
nach dem Anspruch 3,
Fig. 4a: bei Unterbrechung des Betoniervor
ganges. Eingangsöffnung 11 des Betonierstutzens 9
in Deckung mit Öffnung 21 der Platte 19 und
Zylinder 18, Kolben 15 ausgefahren in Rei
nigungsposition,
Fig. 4b: in Betonierstellung, Eingangsöff
nung 11 in Deckung mit Öffnung 20 der
Platte 19 und Leitung 17 der Betonzuführung.
Fig. 5a-b Schnitt durch die Abwicklung einer Stirn
schalungsausbildung nach Anspruch 4
Fig. 5a: bei Unterbrechung des Betonier
vorganges,
Fig. 5b: in Betonierstellung.
Bei einem Tunnelvortrieb wird die Auskleidung der
Tunnelröhre aus extrudiertem Beton 1 hergestellt,
der durch eine Leitung 17 in einen Raum gepreßt wird,
der außen durch die Ausbruchfläche 4, innen durch die
umsetzbare Schalung 5 und vortriebsseitig durch die
Stirnschalung begrenzt ist. Die Stirnschalung ist
im Beispiel nach Fig. 1 fest mit dem rückwärtigen
Schildteil 2 verbunden, der über doppeltwirkende Pres
sen 8 weitgehend unabhängig vom vorderen Schildteil des
Schildes 3 bewegbar ist.
Die Stirnschalung weist betonseitig eine Membran 7
- hergestellt beispielsweise aus synthetischem Kautschuk -
auf, die in Membranschnitte 31 voneinander unabhängig
mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind, unterteilt
ist. Die Stirnschalung dichtet gegen die Schalung 5
mit einer Dichtung 34 ab.
Mindestens ein Betonierstutzen 9 zur Zuführung des Betons
durchdringt die Stirnschalungsplatte 6 in einer Durch
trittsöffnung 12 und die Membran 7 im Mittelbereich eines
Membranabschnittes 31.
In der Durchtrittsöffnung 12 ist der Betonierstutzen 9
gleitend und gegenüber dem von der Stirnschalungsplatte 6
und der Membran 7 gebildeten Druckraum 13 abgedichtet
geführt. Das dem Beton 1 zugewandte Ende 10 des
Betonierstutzens 9 ist allseitig dicht und fest mit der
Membran 7 verbunden. Gegenüber der Stirnschalungsplatte 6
ist der Betonierstutzen 9 durch doppeltwirkende Pressen
14, die an der Flanschplatte 25 angreifen, vor- und
zurückbewegbar. Vor Betonierbeginn wird der Betonier
stutzen 9 von der Stirn des Altbetons 1 abgezogen.
Dabei wird die Membran 7 im Umkreis um das Ende 10 des
Betonierstutzens 9 vom Beton 1 abgelöst. Es bildet
sich ein kegelförmig gegen die Ausgangsöffnung
des Betonierstutzens 9 erweitender Freiraum 30.
Zwei Beispiele von Ausbildungsmöglichkeiten des Endes 10
des Betonierstutzens 9 sind in den Fig. 3a und 3b dar
gestellt. Im Beispiel nach Fig. 3a schließt die Membran
7 mit einer an sie angeformten manschettenförmigen
Einziehung 33 an das Ende 10 des Betonierstutzens 9
an. Im Beispiel nach Fig. 3b ist das Ende 10 bis auf
die Höhe der Membran 7 vorgezogen.
Vortriebsseitig ist an jedem Betonierstutzen 9 auf der
Flanschplatte 25 eine Vorrichtung 16 angeordnet. Sie weist
eine parallel zur Ebene der Stirnschalungsplatte 6
und der Flanschplatte 25 unmittelbar auf der Flansch
platte bewegbare, mit brillenförmig angeordneten Öff
nungen 20, 21 versehene Platte 19 auf. Auf ihrer, der
Flanschplatte 25 abgekehrten Seite ist die Leitung 17
zur Betonzuführung an einem Stutzen 27 hinter der
Öffnung 20 und ein Zylinder 18, in den ein Reinigungs
kolben 15 zurückziehbar ist, hinter der Öffnung 21 an
geschlossen. Die Vorrichtung 16 ist mit der Platte 19
vor der Flanschplatte 25 mittels einer doppeltwirken
den Presse 32 in der Weise bewegbar, daß wahlweise die
Öffnung 20 (Betonierstellung Fig. 4b) oder die Öffnung
21 (Reinigungsstellung Fig. 4a) mit der Eingangsöff
nung 11 des Betonierstutzens 9 in Deckung steht. In
der Betonierstellung kann Frischbeton durch die Lei
tung 17, den Stutzen 27, die Öffnung 29 und den abge
zogenen Betonierstutzen 9 in den Freiraum 30 und weiter
in den Ringraum zwischen Altbeton und Membran 7 ein
fließen.
In Reinigungsstellung steht der Zylinder 18 vor der
Öffnung 11 des Betonierstutzens 9, und der Kolben 15
kann bis zum Ende des Stutzens 10 bzw. bis zum Ende
der Einziehung 33 auf die Höhe der Membran 7 gegen den
eingepreßten Beton geschoben werden. Die Öffnung 20
mit dem Stutzen 27 und der Leitung 17 ist dabei seit
lich auf der Flanschplatte 25 verschoben und wird
von dieser abgedeckt. Im Beispiel ist im Abdeckungs
bereich in der Flanschplatte 25 eine Spülvorrichtung
26 vorgesehen, mit der die Leitung 17 bei Unterbre
chungen des Betoniervorgangs spülbar ist. Auf dem
Umfang des Stutzens 27 können ebenfalls Spüldüsen 28
angeordnet sein.
Eine Alternative zur Vorrichtung 16 nach Fig. 4 stellt
Fig. 5 dar. Ein Rohrstück 22 mit Abzweig 23 ist fest
mit der Flanschplatte 35 verbunden. An dem Abzweig 23
ist die Leitung 17 anschließbar. In der Achse des
Rohrstücks 22 ist vortriebsseitig der Zylinder 18 ange
flanscht. Zum Betonieren ist der Kolben 15 in den
Zylinder 18 zurückgefahren.
Bei Unterbrechung des Betoniervorgangs fährt der
Kolben 15 in den Betonierstutzen 9 aus und reinigt
dabei zugleich das Rohrstück 22. Auf dem Umfang
des Abzweigs 23 können, wie am Stutzen 27, Spüldüsen
zur Reinigung der Leitung 17 angeordnet sein.
Der Kolben 15 weist im dargestellten Beispiel eine
Bohrung für eine Leitung 29 auf, durch die der Frei
raum 30 beim Vorschieben des Kolbens 15 belüftbar
und durch die im Bedarfsfall feiner Verpreßmörtel
einpreßbar ist.
Claims (8)
1. Verfahren zum Lösen einer Stirnschalung an einer Schalung
zum Herstellen einer Ortbeton-Tunnelauskleidung, die aus
einer Stirnschalungsplatte, einer betonseitig davor ange
ordneten, gegenüber der Stirnschalungsplatte beweglichen
Membran und zumindest einem Betoneinfüllstutzen im Stirn
schalungsbereich besteht, bei dem zwischen der Membran
und der Altbetonstirn über zumindest einem Füllstutzen
Beton eingepreßt wird, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Membran (7) von der Altbetonstirn (1) punktuell im Bereich eines Füllstutzens (9) abgezogen wird,
- - daß in dem dabei entstehenden kegelstumpfförmigen Raum (30), zwischen der Membran und der Stirnscha lungsplatte (6), Mörtel eingepreßt wird und
- - daß der restliche Teil der Membran (7) durch den einge preßten Mörtel, ausgehend vom Raum (30), radial fort schreitend von der Altbetonstirn (1) gelöst wird.
2. Stirnschalung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 für eine, einer Schildvortriebseinrichtung
nachgeführten, stetig oder abschnittweise vorbaubaren
Ortbeton-Tunnelschalung, wobei zumindest ein Betonier
stutzten durch die Stirnschalung hindurchgeführt ist
und die Stirnschalung betonseitig eine abschnittweise
mit einem Druckmittel beaufschlagbare Membran aufweist,
die über das vorgesehene Mittel vom Ortbeton lösbar ist,
und wobei die Membran betonseitig auf der Stirnschalung
einen Druckraum bildet, dadurch gekennzeichnet,
- - daß jeder Betonierstutzen (9) auch die Membran (7) durchdringt und mit seinem ausgangsseitigen Ende (10) dicht und fest mit der Membran (7) verbunden ist,
- - daß jeder Betonierstutzen (9) in der Durchtrittsöff nung (12) durch die Stirnschalungsplatte (6) gleitend und gegen den von der Membran (7) und der Stirnschalungs platte (6) gebildeten Druckraum (13) abgedichtet ge führt ist und über doppeltwirkende Pressen (14), die an einer eingangsseitigen Flanschplatte (25, 35) angreifen, senkrecht zur Stirnschalungsplatte (6) vor- und rück wärts bewegbar ist, und
- - daß für jeden Betonierstutzen (9) ein Kolben (15) vorge sehen ist, der zur Verdrängung des Frischbetons in den Stutzen (9) einführbar bzw. aus diesem herausführbar ist.
3. Stirnschalung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeich
net,
- - daß vortriebsseitig vor dem Betonierstutzen (9) eine Vorrichtung (16) für den wechselweisen Anschluß der Betonleitung (17) bzw. des Zylinders (18) des Kolbens (15) vorgesehen ist,
- - daß die Vorrichtung (16) parallel zur Ebene der Stirn schalungsplatte (6) und dieser zugekehrt eine Platte (19) aufweist, in der brillenförmig je eine Öffnung (20) für die Leitung (17) der Betonzuführung und eine Öffnung (21), hinter der der Zylinder (18) für den Kolben (15) anschließt, angeordnet sind, und
- - daß die Öffnungen (20, 21) wechselseitig durch entspre chende Verschiebung und/oder Drehung der Platte (19) vor die Eingangsöffnung (11) in der Flanschplatte (25) des Betonierstutzens (9) bewegbar sind.
4. Stirnschalung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet,
daß vor der Eingangsöffnung (11) des Betonierstutzens (9)
ein gerades Rohrstück (22) mit Abzweig (23) angeflanscht ist,
und daß in der Achse des Betonierstutzens (9) an das Rohr
stück (22) der Zylinder (18) mit Kolben (15) und an den
Abzweig (23) die Leitung (17) der Betonzuführung anschließ
bar sind.
5. Stirnschalung nach den Ansprüchen 2 und 4 dadurch ge
kennzeichnet, daß die Öffnung (20) bei abgekoppel
ter Betonleitung von der Flanschplatte (25) abgedeckt ist,
und daß im Abdeckungsbereich der Öffnung (20) eine Spül
vorrichtung (26) angeordnet ist.
6. Stirnschalung nach den Ansprüchen 2 und 3 dadurch ge
kennzeichnet, daß auf der Platte (19) der Vorrich
tung (16) hinter der Öffnung (20) für den Anschluß der
Leitung (17) zur Betonzuführung ein Stutzen (27) vorge
sehen ist, auf dessen Umfang Spüldüsen (28) angeordnet
sind.
7. Stirnschalung nach einem der Ansprüche 2 bis 6 dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolben (15) von einer Lei
tung (29) durchdrungen wird, durch die der beim Vorziehen
des Betonierstutzens (9) gegenüber der Stirnschalungs
platte (6) entstehende Freiraum (30) belüftbar ist,
8. Stirnschalung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeich
net, daß über die Leitung (29) fließfähiges Material
preßbar ist.
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Country Status (1)
Country | Link |
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