DE3623178A1 - Wandscheibe fuer einen tunnel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wandscheibe für einen vorzugsweise im Bereich des aktiven Bergbaus liegenden Tunnel, insbesondere Straßen- oder U-Bahntunnel, der aus einer Mehrzahl von in Tunnellängsrichtung miteinander, vorzugsweise wasserundurchlässig verbundenen Bögen mit wellen- oder trapezförmigem Profil gebildet wird, deren senkrechte Seitenwände vorzugsweise aus Spundwandprofilen bestehen, die in zuvor hergestellte Schlitze gestellt und miteinander durch ein korbbogenförmiges Deckenelement verbunden sind, und die im Übergangsbereich zwischen verschiedenartigen Tunnelkonstruktionen und/oder Tunnelquerschnitten, insbesondere im Bereich von Abzweigungen oder Bahnhöfen, mit einer Wandscheibe versehen sind.

Eine Wandscheibenkonstruktion der vorstehend beschriebenen Art ist bekannt.

Im Übergangsbereich zwischen verschiedenartigen Tunnelkonstruktionen und/oder Tunnelquerschnitten, wie dies insbesondere beim Übergang von Einzelröhren zu einer Doppelröhre bei Abzweigungen oder im Bahnhofsbereich der Fall ist, wurden bei der bekannten Konstruktion lokal stark bewehrte Stahlbetonscheiben errichtet. Zu diesem Zweck mußte in jedem Übergangsbereich eine zusätzliche tiefe Baugrube erstellt werden.

Diese Stahlbetonscheiben werden quer zur Tunnelachse nach dem Widerstandsprinzip bemessen. In Tunnellängsrichtung wirken sie als absoluter Festpunkt. Das gewünschte, durchgehend elastische Kontinuum wird hier empfindlich gestört.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wandscheibe der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß in Längsrichtung des Tunnels das notwendige elastische Kontinuum (Ziehharmonika-Prinzip) möglichst ungestört erhalten bleibt und in Querrichtung nur sehr geringe Kräfte nach dem Widerstandsprinzip aufzunehmen sind. Weiterhin kann auf die aufwendige und damit teure Errichtung zusätzlicher Baugruben und auf die Erstellung der Wandscheiben aus bewehrtem Beton verzichtet werden.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wandscheibe vorzugsweise als von einer hochliegenden Arbeitsebene einsetzbare Stahlwand ausgebildet ist, mit der die Spundwandprofile der Seitenwände vorzugsweise über angeschweißte Spundwandschlösser verbunden und/oder verschweißt und die Deckenelemente unmittelbar verschweißbar sind.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Wandscheibe aus Stahl anstelle einer stark bewehrten Stahlbetonscheibe kann vorzugsweise auf die Errichtung einer zusätzlichen und tiefen Baugrube zur Erstellung der Stahlbetonwand verzichtet werden, weil die erfindungsgemäße Stahlwand wie die Spundwandprofile vorzugsweise von einer hochliegenden Arbeitsebene aus in zuvor hergestellte Schlitze eingesetzt werden kann. Hierdurch entfällt jedoch nicht nur ein erheblicher Aufwand für die Errichtung der im Übergangsbereich zwischen verschiedenartigen Tunnelkonstruktionen und/oder Tunnelquerschnitten erforderlichen Wandscheibe, sondern zusätzliche arbeitsaufwendige und kostenträchtige Maßnahmen, die bei der bekannten Konstruktion erforderlich werden, um die stählernen Profile der Seitenwände und Deckenelemente mit der Stahlbetonscheibe zu verbinden. Durch die erfindungsgemäße Verwendung der Stahlwand - sie ist in ihren Abmessungen so gewählt, daß die äußeren Konturen des Tunnelquerschnittes möglichst wenig überschnitten werden - wird für Verformungen in Tunnellängsrichtung kein Festpunkt erzeugt, so daß das elastische Kontinuum möglichst ungestört erhalten bleibt.

In Tunnelquerrichtung werden durch die relativ geringen Wanddicken der Stahlwand - gegenüber der Stahlbetonwand weist die Stahlwand nur 1/10 bis 1/30 an Wanddicke auf - nur entsprechend geringe Kräfte bei Erdbewegungen infolge aktiven Bergbaus angezogen, die entsprechend technisch und wirtschaftlich gut beherrschbar sind. Insgesamt ergibt sich somit durch die erfindungsgemäße Weiterbildung eine erhebliche Vereinfachung der Tunnelauskleidung in den Übergangsbereichen.

Auf den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Auskleidung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen U-Bahntunnel während der Bauphase,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie II-II in Fig 1 durch das korbbogenförmige Deckenelement der Tunnelauskleidung,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1 durch eine aus Spundwandprofilen hergestellte Seitenwand der Tunnelauskleidung,

Fig. 4 einen waagerechten Schnitt durch die Tunnelauskleidung im Übergangsbereich zwischen Bahnhofsquerschnitt und Streckenquerschnitt,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 4 durch den Streckenbereich,

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt gemäß der Schnittlinie VI-VI in Fig. 4 durch den Bahnhofsbereich, jeweils im Endzustand,

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt wie in Fig. 6, jedoch mit einer in Teilstücken montierten Wandscheibe und

Fig. 8 einen senkrechten Schnitt entsprechend Fig. 7 mit durch Montagesteifen gehaltenen Teilstücken.

Um die in den Fig. 4 bis 6 anhand eines Beispiels für einen U-Bahntunnel dargestellte Tunnelauskleidung zu errichten, wird gemäß Fig. 1 ausgehend von der Geländeoberkante 1 durch Ausschachten eine hochliegende Arbeitsebene 2 geschaffen. Von dieser hochliegenden Arbeitsebene 2 werden Wandschlitze 3 niedergebracht, um die Tunnelauskleidung zu errichten.

Diese Auskleidung für einen im Bereich des aktiven Bergbaus liegenden U-Bahntunnel besteht aus einer Mehrzahl von Bögen mit wellen- oder trapezförmigem Profil, wobei die korbbogenförmigen Deckenelemente 4 beim Ausführungsbeispiel ein wellenförmiges Profil aufweisen, das in Fig. 2 gezeichnet ist. Diese korbbogenförmigen Deckenelemente 4 sind durch bogenförmige Übergangsstücke 5 mit den beim Ausführungsbeispiel aus Spundwandprofilen hergestellten Seitenwänden 6 der Tunnelauskleidung verbunden. Diese Spundwandprofile der Seitenwände 6 besitzen gemäß Fig. 3 eine trapezförmige Gestalt.

Bei der auf der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind sowohl die Spundwandprofile der Seitenwände 6 als auch die Deckenelemente 4 aus gewalztem Stahl hergestellt. Die der Verbindung dieser beiden Profile dienenden Übergangsstücke 5 werden vorzugsweise aus Stahlguß hergestellt, so daß keine Schwierigkeiten bestehen, von dem trapezförmigen Profil der Seitenwände 6 auf das wellenförmige Profil der Deckenelemente 4 überzugehen.

Bei einer bevorzugten Ausführung werden nach Herstellung der Wandschlitze 3 zuerst die Seitenwände 6 aus Spundwandprofilen von der hochliegenden Arbeitsebene 2 ausgehend in die Wandschlitze 3 gestellt. Anschließend erfolgt die Verbindung der Deckenelemente 4 mit den Seitenwänden 6 mit Hilfe der Übergangsstücke 5. Danach wird unter dem Schutz der Seitenwände 6 und Deckenelemente 4 die Erde aus der errichteten Tunnelauskleidung abtransportiert, so daß anschließend gemäß den Fig. 5 und 6 der Tunnelboden hergestellt werden kann.

Der waagerechte Schnitt in Fig. 4 zeigt beispielhaft den Übergang der Tunnelauskleidung zwischen einem zweigleisigen Streckenabschnitt und einem Bahnhofsbereich mit einseitigem Bahnsteig 9. Um einen derartigen Übergang, wie er zwischen verschiedenartigen Tunnelkonstruktionen und/oder Tunnelquerschnitten stets auftritt, zu schaffen, wird eine Wandscheibe vorgesehen, die aus einer Stahlwand 7 besteht. Diese Stahlwand 7 deckt die Übergangsfläche zwischen den verschiedenartigen Tunnelquerschnitten ab, wie insbesondere die Fig. 4 und 6 zeigen.

Die Stahlwand 7, die in der Ansicht in Fig. 6 und im waagerechten Schnitt in Fig. 4 zu erkennen ist, besitzt eine Öffnung, die dem Querschnitt des später verkleideten Streckenabschnitts entspricht. Vor dem Erstellen der Seitenwände 6 aus Spundwandprofilen in die Schlitze 3 wird die Stahlwand 7 in einen Querschlitz 8 gestellt. An der Stahlwand 7 sind vorher Spundwandschlösser angeschweißt worden, so daß diese für das Einstellen der Seitenwände 6 eine Führung geben. Später können diese Verbindungen noch wasserdicht verschweißt werden. Weiterhin werden die Deckenelemente 4 mit der Stahlwand 7 wasserdicht verschweißt.

Die Lage der Stahlwand 7 innerhalb des U-Bahntunnels ist gut in Fig. 6 zu erkennen. Diese Darstellung zeigt außerdem die Lage des einseitigen Bahnsteigs 9 und gestrichelt den Querschnitt der Tunnelauskleidung in dem sich an den Bahnhof anschließenden Streckenbereich. Sämtliche Übergangsflächen zwischen den verschiedenartigen Tunnelquerschnitten sind durch die Stahlwand 7 abgedeckt.

In Fig. 7 wird als eine weitere Ausbildungsart dargestellt, daß die Stahlwand 7 beispielsweise in drei Teilstücke 7 a aufgeteilt und somit leichter montiert werden kann. An Kontaktstellen 10 können beispielhaft Spundwandschlösser oder ähnliches angeschweißt sein, so daß hier bei der Montage des 2. Teilstückes gegenüber dem 1. Teilstück eine Führung vorhanden ist. Selbstverständlich kann anschließend die gesamte Kontaktstelle kraftschlüssig und wasserdicht verschweißt werden.

In Fig. 7 ist weiterhin eingestrichelt ein unterer Riegel 7 b dargestellt. Je nach statischen und konstruktiven Erfordernissen kann dieses Teilstück der Wandscheibe 7 nach Fig. 6 entfallen.

Falls die Stahlwand 7 in Teilstücken montiert wird, kann es zweckmäßig sein, diese Teilstücke gemäß Fig. 8 durch Montagesteifen 11 im Bauzustand miteinander zu verbinden. Nach Fertigstellung des Bauwerkes müssen diese Montagesteifen 11 wieder entfernt werden.

• Bezugsziffernliste:  1 Geländeoberkante
   2 Arbeitsebene
   3 Wandschlitz
   4 Deckenelement
   5 Übergangsstück
   6 Seitenwand
   7 Stahlwand
   7 a Teilstück
   7 b Riegel
   8 Querschlitz
   9 Bahnsteig
  10 Kontaktstelle
  11 Montagesteifen

Claims (7)

1. Wandscheibe für einen vorzugsweise im Bereich des aktiven Bergbaus liegenden Tunnel, insbesondere Straßen- oder U-Bahntunnel, der aus einer Mehrzahl von in Tunnellängsrichtung miteinander, vorzugsweise wasserundurchlässig verbundenen Bögen mit wellen- oder trapezförmigem Profil gebildet wird, deren senkrechte Seitenteile vorzugsweise aus Spundwandprofilen bestehen, die in zuvor hergestellte Schlitze gestellt und miteinander durch ein korbbogenförmiges Deckenelement verbunden sind, und die im Übergangsbereich zwischen verschiedenartigen Tunnelkonstruktionen und/oder Tunnelquerschnitten, insbesondere im Bereich von Abzweigungen oder Bahnhöfen, eine Wandscheibe benötigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandscheibe als von einer vorzugsweise hochliegenden Arbeitsebene (2) einsetzbare Stahlwand (7) ausgebildet ist, mit der die Spundwandprofile der Seitenwände (6) und die Deckenelemente (4) unmittelbar kraftschlüssig verbunden und/oder wasserdicht verschweißbar sind, so daß hierdurch in Längsrichtung des Tunnels ein elastisches Kontinuum (Ziehharmonika-Prinzip) möglichst ungestört erhalten bleibt und in Querrichtung des Tunnels nur geringe Kräfte nach dem Widerstandsprinzip aufzunehmen sind.

2. Wandscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwand (7) in einer offenen Baugrube montiert und mit den anschließenden Wand- und Deckenelementen (6, 4) unmittelbar kraftschlüssig verbunden und/oder wasserdicht verschweißt sind.

3. Wandscheibe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stahlwand (7) vor der Montage Spundwandschlösser angeschweißt werden, die für die Seitenwände (6) während ihrer Montage eine Führung geben und zusätzlich noch wasserdicht verschweißbar sind.

4. Wandscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Seite an die Stahlwand (7) eine Tunnelkonstruktion aus senkrechten Seitenwänden (6) aus Spundwandprofilen und einer korbbogenförmigen Deckenausbildung (4) angeschlossen wird, von der anderen Seite jedoch eine oder mehrere kreisrunde oder ähnlich geformte, geschlossene Tunnelröhren, die beispielhaft in unterirdischer Bauweise bis an die Stahlwand (7) herangeführt und hier kraftschlüssig und wasserdicht, beispielhaft durch Schweißen, angeschlossen werden.

5. Wandscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandscheibe in mehreren Teilstücken (7 a) zum Beispiel nacheinander montiert wird, wobei die einzelnen Teilstücke an ihrer Kontaktstelle (10) untereinander während der Montage und/oder im Endzustand kraftschlüssig verbunden und/oder wasserdicht verschweißbar sind.

6. Wandscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Riegel (7 b) der Wandscheibe (7) entfallen kann.

7. Wandscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur für den Montagezustand vorübergehend Montagesteifen (11) vorgesehen werden.