DE3621019A1

DE3621019A1 - Method for producing a tunnel structure

Info

Publication number: DE3621019A1
Application number: DE19863621019
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Gaiser
Original assignee: Alfred Kunz and Co; Alfred Kunz GmbH and Co
Current assignee: Alfred Kunz and Co; Alfred Kunz GmbH and Co
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1987-12-17

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu Herstellung eines Tun nelbauwerks, bei dem ausgehend von einer Startbaugrube ein Tun nel, vorzugsweise in aufeinanderfolgenden Abschnitten erstellt wird.The invention relates to a method for producing a tun nelbauwerks, in which a starting from a starting pit nel, preferably in successive sections becomes.

Nach einem bekannten Verfahren dieser Art wird ein Tunnel da durch hergestellt, daß in einer Startbaugrube ein Tunnelab schnitt betoniert und anschließend, ggf. auf einer zuvor er stellten Vorschubbahn, im Bereich der Sohle der Startbaugrube, deren Tiefe dem Niveau der Tunnelsohle entspricht, vorgeschoben wird, wobei der Ausbruch und der Aushub des Bodens an der Orts brust durch ein Vortriebsschild erfolgt, das sich an der Vor triebsseite des ersten Tunnelabschnitts befindet. Die einzelnen Tunnelabschnitte werden aufeinanderfolgend erstellt und durch Vorschubpressen vorgedrückt.According to a known method of this kind, a tunnel is created made by a tunnel in a starting pit cut concrete and then, if necessary on a previous one provided feed path, in the area of the base of the launch pit, the depth of which corresponds to the level of the tunnel floor being, the excavation and excavation of the soil at the site breast is carried out by a jacking sign, which is attached to the front drive side of the first tunnel section. The single ones Tunnel sections are created in sequence and through Feed presses pressed.

Diese bekannte Tunnelbauweise läßt sich wirtschaftlich durchfüh ren, ist aber problematisch, wenn das Tunnelbauwerk im Grundwas serbereich erstellt werden muß. Erfolgt nach diesem bekannten Verfahren ein Tunnelvortrieb im Grundwasserbereich, muß das Vor triebsschild abgeschottet werden und es muß unter Druckluft ge arbeitet werden, wenn nicht andere Maßnahmen zur Verhinderung des Wassereinbruchs, beispielsweise eine Grundwasserabsenkung, getroffen werden. Bei nach diesem bekannten Verfahren herge stellten Tunnelbauwerken läßt sich grundsätzlich nicht verhin dern, daß Setzungen in dem Boden über dem Tunnelbauwerk auftre ten. Derartige Setzungen müssen aber unbedingt verhindert wer den, wenn sich setzungsgefährdete Bauwerke in der Nähe des Tun nelbauwerks befinden.This known tunnel construction can be carried out economically Ren, but is problematic when the tunnel structure in the groundwater must be created. Takes place after this known If a tunnel is being driven in the groundwater area, the fore drive shield are sealed off and it must be under compressed air be working if not other preventive measures water ingress, for example a lowering of the groundwater, to be hit. Herge by this known method tunnel structures cannot be avoided that settlements occur in the ground above the tunnel structure Such settlements must absolutely be prevented when there are buildings at risk of settlement near the do nel building.

Wird mit Grundwasserabsenkung gearbeitet, lassen sich Setzungen ebenfalls nicht vermeiden, so daß es häufig eine Forderung ist, Tunnelbauwerke ohne Grundwasserabsenkung zu erstellen.If working with groundwater lowering, subsidence can be also do not avoid, so it is often a requirement To create tunnels without lowering the groundwater.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Tunnelbauwerken vorzuschlagen, nach dem sich diese im ungestör ten Grundwasserbereich ohne Eingriff in den Grundwasserhaushalt derart herstellen lassen, daß keine Setzungen oberhalb des Tun nelbauwerks zu befürchten sind.The object of the invention is to provide a method for producing Propose tunnels, after which they are in the undisturbed groundwater area without interfering with the groundwater balance can be made in such a way that no settlements above the action are to be feared.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der gat tungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß ausgehend von der Startbau grube auf einem dem Tunnelprofil entsprechenden ringförmigen Pro fil angesetzte, parallel oder divergierend zur Tunnelachse ver laufende, dicht nebeneinanderliegende oder einander überlappende oder durchdringende, den Boden verfestigende Säulen vorgetrieben werden, daß die durch die Säulen gebildete Röhre an ihrer in Vor triebsrichtung liegenden Stirnseite abgedichtet und anschließend der innerhalb der Röhre befindliche Boden ausgehoben und ausge brochen wird.According to the invention, this object is achieved with a gat method in accordance with the manner in that starting from the start building pit on an annular pro corresponding to the tunnel profile applied, parallel or divergent to the tunnel axis running, close to each other or overlapping or penetrating columns that solidify the ground be that the tube formed by the columns at their in front sealing end face and then sealed the soil inside the tube is excavated and excavated will break.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die kettenartig ne beneinanderliegenden und den geschlossenen Mantel einer Röhre bildenden Säulen im ungestörten Grundwasserbereich vorgetrieben, wobei die Röhre an ihrer in Vortriebsrichtung der Säulen liegen den Seite abgedichtet wird, so daß eine röhrenförmige Kammer ge bildet wird, die vollständig oder weitgehend gegenüber dem umge benden Boden abgedichtet ist. Anschließend läßt sich von der Startbaugrube her der Boden aus dieser röhrenförmigen Kammer aus heben oder ausbrechen, ohne daß dabei der umgebende Boden oder das Grundwasser gestört werden. Durch das erfindungsgemäße Verfah ren bleibt der die erstellte Röhre umgebende Bodenbereich völlig ungestört, so daß Setzungen nicht zu befürchten sind.According to the inventive method, the chain-like ne juxtaposed and the closed jacket of a tube forming pillars in the undisturbed groundwater area, the tube lying on the column in the direction of advance the side is sealed so that a tubular chamber ge is formed, which is completely or largely compared to the reverse floor is sealed. Then the Starting pit from the bottom of this tubular chamber lift or break out without the surrounding floor or the groundwater will be disturbed. By the inventive method The floor area surrounding the created tube remains completely undisturbed so that settlements are not to be feared.

Die den Mantel der Röhre bildenden Säulen können ausgehend von entsprechenden in einer Seitenwandung der Startbaugrube ange brachten Bohrungen ausgeführt werden.The pillars forming the casing of the tube can be based on corresponding in a side wall of the starting pit brought holes to be carried out.

Die den Boden verfestigenden Säulen können durch Injektion oder Hochdruckinjektion von den bodenverfestigenden Stoffen, beispiel weise Beton, erstellt werden. Diese Injektionsverfahren, die mit vorgetriebenen und anschließend unter Austritt des injizierten Materials zurückgezogenen Lanzen ausgeführt werden, sind bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Diese bekann ten Verfahren werden jedoch in üblicher Weie zur Erstellung von Schächten verwendet.The pillars that solidify the soil can be injected or High pressure injection of soil stabilizing substances, for example wise concrete. This injection procedure that with propelled and then injected Lances retracted from the material are known and therefore do not need to be explained in more detail. This got However, methods are used in the usual way to create Manholes used.

Die den Boden verfestigenden Säulen können auch durch Vereisung erstellt werden. Hierzu werden in bekannter Weise Bohrungen aus geführt, in denen die das Kältemittel führenden Rohre verlaufen.The pillars that solidify the ground can also be frozen to be created. For this purpose, holes are made in a known manner in which the pipes carrying the refrigerant run.

Die den Boden verfestigenden Säulen können auch durch gebohrte und verrohrte Säulen aus Beton mit oder ohne Bewehrung erstellt werden.The pillars solidifying the floor can also be drilled through and cased columns made of concrete with or without reinforcement will.

Der Aushub oder Ausbruch des Bodens aus den röhren- oder hülsen förmigen Kammern kann mit oder ohne Druckluft erfolgen, je nach dem ob die Röhre genügend dicht ist und Grundwassereintritt zu befürchten ist.Excavation or excavation of the soil from the tubes or sleeves shaped chambers can be done with or without compressed air, depending on whether the tube is sufficiently tight and groundwater ingress fear.

Entsprechend dem Aushub oder Ausbruch können die Röhre von innen her stützende Sicherungselemente eingebaut werden.Depending on the excavation or excavation, the tubes can be viewed from the inside supporting securing elements are installed.

Weiterhin kann nach dem Aushub oder Ausbruch auf die Innenwan dung der Röhre eine Innenschale aus Beton oder Spritzbeton aufge bracht werden.Furthermore, after excavation or excavation, the interior wall an inner shell made of concrete or shotcrete be brought.

Auf Sicherungselemente und/oder Innenschalen kann verzichtet wer den, wenn die horizontalen, den Röhrenmantel bildenden Säulen eine ausreichende Festigkeit haben, um selbst ein Stützgewölbe zu bilden.Securing elements and / or inner shells can be dispensed with when the horizontal pillars forming the tubular jacket have sufficient strength to support even a vault to build.

Die die Röhre an der Ortsbrust abschottende Dichtungswand kann von der Startbaugrube her durch eine Injektion verfestigender Stoffe, beispielsweise Beton, gebildet werden, wobei dann die Injektionsrichtung der Lanzen entsprechend auszurichten ist. Die Dichtungswand kann auch durch Vereisung erstellt werden.The sealing wall that seals off the tube on the working face can from the starting pit by an injection Fabrics, such as concrete, are formed, then the The direction of injection of the lances must be aligned accordingly. The sealing wall can also be created by icing.

Eine eine Ortsbrustabschottung bildende Dichtungsplatte kann auch von der Oberfläche des Geländes aus durch niedergebrachte, den Boden verfestigende Säulen oder Wände und durch Vereisung erstellt werden.A sealing plate forming a face seal can also from the surface of the site through pillars or walls that solidify the floor and through icing to be created.

Die Röhre kann einen kreisförmigen, hufeisenförmigen, recht eckigen oder auch beliebigen anderen Querschnitt aufweisen.The tube can be circular, horseshoe-shaped, right have angular or any other cross section.

Längere Tunnel werden durch einzelne röhrenförmige Abschnitte erstellt, wobei die die Ortsbrust abschottende Dichtungswand jedes Abschnitts den Ausgang für den Säulenvortrieb des folgen den Abschnitts bildet. Ausgehend von der die Ortsbrust abschot tenden Dichtungswand des letzten Abschnitts erfolgt die Erstel lung der folgenden Röhre in gleicher Weise wie der erste von der Startbaugrube ausgehende Abschnitt.Longer tunnels are created by individual tubular sections created, the sealing wall sealing off the face each section follow the exit for the column jacking forms the section. Starting from which the local face is cut off The sealing wall of the last section is created the following tube in the same way as the first of the Starting pit outgoing section.

Um einen im wesentlichen gleichen Tunnelquerschnitt aufrechter halten zu können, werden die einzelnen Abschnitte mit sich leicht trichterförmig erweiternden rohrförmigen Abschnitten er stellt.Upright around a substantially equal tunnel cross-section to be able to keep the individual sections with themselves slightly funnel-shaped expanding tubular sections poses.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:An embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail. In this shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch zwei röhrenförmige Tun nelabschnitte in schematischer Darstellung, und Fig. 1 shows a longitudinal section through two tubular Tun nel sections in a schematic representation, and

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine röhrenförmige Tunnel kammer nach Fig. 1. Fig. 2 shows a cross section through a tubular tunnel chamber of FIG. 1.

Zunächst wird eine gegen den umgebenden Grundwasserbereich abge dichtete Startbaugrube 1 in üblicher Weise erstellt. Die Sohle 2 dieser Startbaugrube befindet sich in dem Bereich der späteren Tunnelsohle. Die Seitenwand 3 der Startbaugrube wird aufeinan derfolgend mit in etwa auf dem Tunnelprofil liegenden Bohrungen versehen, durch die hindurch die einzelnen den Boden verfesti genden Säulen 4 ausgeführt werden. Diese Säulen werden durch vor geschobene Lanzen, aus deren Spitzen beim Zurückziehen verflüssi gendes Material, beispielsweise Beton, vorzugsweise unter Druck, injiziert wird, erstellt. Die Säulen können auch durch Vereisung oder durch gebohrte und verrohrte Säulen mit oder ohne Bewehrung hergestellt werden.First, a starting pit 1 sealed against the surrounding groundwater area is created in the usual way. The base 2 of this launch pit is in the area of the future tunnel base. The side wall 3 of the starting pit is subsequently provided with holes approximately lying on the tunnel profile, through which the individual pillars 4 stabilizing the ground are executed. These columns are created by lances pushed in front, from the tips of which liquefying material, for example concrete, preferably under pressure, is injected when withdrawing. The columns can also be made by icing or by drilled and cased columns with or without reinforcement.

Die den Boden verfestigenden Säulen 4 können beispielsweise ei ne Länge von 10 bis 50 m aufweisen und bilden durch ihre ketten artige Aneinanderreihung den Mantel einer geschlossenen Röhre. Diese Röhre ist an ihrer Stirnseite durch eine eine Ortsbrust abschottung bildende Platte 5 geschlossen. Diese Platte 5 kann zu Beginn der Injektionen durch radiale Hochdurckinjektion aus den Lanzen oder aber auch durch nebeneinanderliegende, den Boden verfestigende Säulen erstellt werden, die von der Oberfläche des darüberliegenden Geländes her niedergebracht werden. Ist der erste Abschnitt I erstellt, wird aus der durch die den Boden verfestigenden Säulen gebildeten röhrenförmigen Kammer der Boden von der Startbaugrube 1 her ausgehoben oder ausgebrochen. Zu diesem Zwecke wird die entsprechende Wandung der Startbaugrube ausgebrochen. Der Aushub erfolgt günstigstenfalls ohne Druck luft. Sollte jedoch Grundwasser eintreten, kann ein Ausbruch unter Druckluft erforderlich sein.The ground-solidifying pillars 4 can, for example, have a length of 10 to 50 m and form the casing of a closed tube due to their chain-like arrangement. This tube is closed on its end face by a plate 5 forming a face seal. This plate 5 can be created at the beginning of the injections by radial high-pressure injection from the lances or else by side-by-side columns that consolidate the ground and are brought down from the surface of the area above. Once the first section I has been created, the soil is lifted or excavated from the starting excavation 1 from the tubular chamber formed by the pillars that solidify the soil. For this purpose, the corresponding wall of the starting pit is excavated. At best, the excavation takes place without compressed air. However, if groundwater should occur, an outbreak under compressed air may be necessary.

Der Ausbruch erfolgt mit oder ohne Einbau von Sicherungselemen ten (beispielsweise nach NÖT). Zur Fertigstellung des Tunnels kann zusätzlich eine Innenschale eingebaut werden.The outbreak occurs with or without the installation of safety elements ten (for example, according to NÖT). To complete the tunnel an inner shell can also be installed.

Der Einbau von Sicherungselementen kann unterbleiben, wenn die den Boden verfestigenden Säulen eine derartige Festigkeit be sitzen oder erreichen, daß sie selbst ein Stützgewölbe bilden.The installation of securing elements can be omitted if the the ground-solidifying pillars be such strength sit or achieve that they themselves form a supporting vault.

Ist die erste röhrenförmige Kammer I ausgehoben, erfolgt ausge hend von der die Ortsbrustabschottung bildenden Stirnwand 5 der Bau des zweiten Abschnitts II. Dieser vollzieht sich entspre chend der Erstellung des ersten Abschnitts, wobei dann durch die Stirnwandung 5 der Einbau der den Boden verfestigenden Säulen in entsprechender Weise erfolgt wie durch die Seitenwandung 3 der Startbaugrube.If the first tubular chamber I is excavated, the construction of the second section II takes place starting from the end wall 5 forming the face bulkhead. This takes place accordingly the creation of the first section, with the installation of the pillars consolidating the soil in through the end wall 5 in a corresponding manner as through the side wall 3 of the starting pit.

Soll ein Tunnel mit gekrümmter Achse hergestellt werden, werden die folgenden Abschnitte an die vorhergehenden unter einem ent sprechenden Winkel angesetzt.If a tunnel with a curved axis is to be produced, the following sections to the previous one under an ent speaking angle set.

Nach dem beschriebenen Verfahren lassen sich Tunnel mit größtmög licher Sicherung gegen Setzungen im ungestörten Grundwasserbe reich erstellen.According to the procedure described, tunnels can be made as large as possible protection against subsidence in undisturbed groundwater create rich.

Der Grundwasserspiegel 6 befindet sich relativ dicht unter der Oberfläche 7 des Geländes und in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise oberhalb des Deckengewölbes des Tunnelbauwerks.The groundwater level 6 is located relatively close to the surface 7 of the site and in the manner shown in FIG. 2 above the vaulted ceiling of the tunnel structure.

Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung von Tunnel bauwerken läßt sich auch anwenden, wenn der Grundwasserspiegel unterhalb des Deckengewölbes des Tunnelbauwerks liegt.The method for making tunnels described above Buildings can also be used when the water table is below the vaulted ceiling of the tunnel structure.

Claims

1. A method for producing a tunnel structure in which, starting from a starting pit, a tunnel is preferably created in successive sections, characterized in that the starting pit is attached to an annular profile which corresponds to the tunnel profile, runs parallel or diverging to the tunnel axis, close to one another other or overlapping or penetrating the ground-consolidating columns are driven that the tubular jacket formed by the chain-like adjacent columns is sealed at its end face lying in the direction of advance and then the soil inside the tube is excavated.

2. The method according to claim 1, characterized, that the pillars solidifying the soil by injection or high-pressure injection of the soil-solidifying substance fen, for example concrete.

3. The method according to claim 1, characterized, that the pillars solidifying the floor by icing to be created.

4. The method according to claim 1, characterized, that the columns solidifying the soil through drilled and cased concrete columns with or without reinforcement be put.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that the excavation or excavation takes place under compressed air.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that according to the excavation or excavation, the tube of securing elements inside are installed.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized, that after the excavation or excavation on the inner wall of the Pipe an inner shell made of concrete or shotcrete is brought.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized, that the sealing plate forming a face seal at the front of the tube formed by the columns by injection of solidifying substances or by icing is created.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized, that the sealing plate forming a face seal through from the surface of the site pillars, walls or icing that solidify the floor is created.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized, that the tube is circular, horseshoe-shaped or has rectangular cross section.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized, that the tunnel is created in individual sections (I, II) and the sealing wall each sealing off the face Section to follow the exit for the column jacking the section.