DE3743202A1 - Steuerung von rohrvortrieben durch asymmetrische laengsvorspannung - Google Patents

Description

Rohrvortriebe, bei denen nach Fig. 1 von einem Startschacht aus Rohre aneinander gefügt und in den Boden gedrückt werden, werden im allgemeinen mit Hilfe eines den Rohren vorange­ setzten Schneidschuhes oder Schildes (1), im folgenden mit Schild bezeichnet, in die gewünschte Richtung gesteuert. Da­ zu wird nach Fig. 1 die Achse des Schildes (1) gegen die Ach­ se des nachfolgenden Rohres (2) nach der Höhe oder/und Seite geschwenkt. Die Wirkung der Steuerung ergibt sich beim weite­ ren Vortrieb nach Fig. 2 durch Ablenkung des schräggestellten Schildes durch den Boden.

Der Steuervorgang ist unter anderem in "Scherle, Rohrvortrieb, Band 1", erschienen im Bauverlag GmbH, Wiesbaden und Berlin, auf den Seiten 45 bis 55 beschrieben.

Voraussetzung für ein Wirksamwerden des Steuervorganges ist ein ausreichender Widerstand, den der Boden dem Schild ent­ gegen zu setzen vermag. Mit abnehmendem Erdwiderstand nimmt auch die Wirkung der Steuerung ab. Somit sind in Böden, deren Erdwiderstand gegen Null geht, Rohrvortriebe nicht mehr steuer­ bar.

Nach dem Stand der Technik wird in Böden mit sehr geringem Erdwiderstand die Steuerbarkeit von Rohrvortrieben durch Verbesserung des Bodens, z. B. durch Injektion von geeigne­ tem Material, erreicht.

Die Schaffung eines ausreichenden Erdwiderstandes durch In­ jektionen ist sehr kostenaufwendig. Sie erfolgt im allge­ meinen von der Geländeoberfläche aus. Ist der Rohrvortrieb unter einer Verkehrsstraße geplant, wird der Verkehr durch die Injektionen gerade dort behindert, wo durch den Rohrvor­ trieb als unterirdische Bauweise Verkehrsbehinderungen ver­ mieden werden sollten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Rohrvortriebe in Böden mit nicht ausreichendem Erdwiderstand ohne Veränderung des Bodens steuerbar zu machen.

Es kann beobachtet werden - und diese Beobachtung ist theo­ retisch begründbar -, daß starr verbundene Rohrleitungen (z. B. verschweißte Stahlrohrleitungen), deren Achse gekrümmt ist, sich beim Vortrieb auf einer Gradiente mit gleicher Krümmung weiter bewegen (Fig. 3).

Dieses Verhalten wird erfindungsgemäß zur Steuerung von Rohr­ vortriebsstrecken, die aus lose aneinander gefügten Rohren gebildet werden, in Böden mit nur geringem Erdwiderstand genützt.

Zwischen den einzelnen Rohren einer Vortriebsstrecke werden zur Kraftübertragung Druckausgleichsringe (3) - im allge­ meinen aus Holz - angeordnet. Bei zentrischem Angriff der Resultierenden der Vorpreßkräfte werden nach Fig. 4 diese Druckausgleichsringe (3) gleichmäßig zusammengedrückt.

Bei ausmittigem Angriff der Resultierenden der Vorpreßkräf­ te werden nach Fig. 5 die Druckausgleichsringe (3) ungleich­ mäßig gepreßt, so daß die Achsen benachbarter Rohre zu Tan­ genten an eine Kurve werden.

Erfolgt der ausmittige Kraftangriff in mehreren benachbar­ ten Rohren jeweils auf der gleichen Seite, dann bilden die Achsen dieser Rohre eine Kurve, die bei gleichem Maß der Pressung der Druckausgleichsringe nach Fig. 6 ein Kreisbogen ist.

Der ausmittige Kraftangriff wird erfindungsgemäß durch eine asymmetrische Vorspannung der Vortriebsstrecke in Längsrich­ tung bewirkt. Dazu werden nach Fig. 7 in der Wandung der ein­ zelnen Vortriebsrohre Hüllrohre (4) angeordnet, die über den Rohrumfang gleichmäßig oder unregelmäßig verteilt sein kön­ nen. In die Hüllrohre (4) werden Spannstähle (5) eingelegt, die beim Aneinanderfügen der einzelnen Vortriebsrohre im Startschacht durch Verbindungselemente (6) zugfest miteinan­ der verbunden, das heißt im allgemeinen verschraubt werden.

Die Länge der Bogenstrecke und damit die Länge der asymme­ trisch vorzuspannenden Vortriebsstrecke ist beliebig wähl­ bar.

In das letzte Rohr (7) der asymmetrisch vorzuspannenden Vortriebsstrecke wird die Spannkraft in üblicher Weise, z. B. durch Auflagerplatten (8) und Muttern (9) eingeleitet.

Die Vorspannung aller gekoppelten Spannstähle erfolgt durch Pressen (10), die vor dem ersten Vortriebsrohr angeordnet sind.

Durch Variation der Preßkräfte wird eine vertikale oder/und horizontale Asymmetrie in gewünschter Höhe und mit ihr die geplante vertikale oder/und horizontale Krümmung der Gradi­ ente erreicht.

Als Sonderfall ist anzunehmen, wenn bei gleicher Vorspannung aller Spannelemente die Asymmetrie zu Null wird. In diesem Zustand wird die Strecke geradeaus gesteuert und ein Auswei­ chen nach der Höhe oder/und Seite verhindert oder mindestens vermindert.

Zeichnen sich bei den regelmäßigen Vermessungen der Vortriebs­ strecke Abweichungen der aufgefahrenen von der geplanten Gradiente ab, kann durch Änderung der Vorspannung einzel­ ner Spannelemente die Asymmetrie angepaßt und dadurch die Vortriebsrichtung korrigiert werden.

Der durch asymmetrische Vorspannung gekrümmten Vortriebs­ strecke folgt in der Regel eine Vortriebsstrecke mit einem festen Radius der Gradiente, der zwischen einem endlichen und einem unendlichen Wert liegen kann. Bei dieser Strecke, auf die sich die vor ihr liegende Strecke mit veränderlicher Krümmung abstützt, soll beim Durchfahren von Böden mit ge­ ringem Erdwiderstand ein Ausweichen verhindert werden. Dazu wird auch diese Strecke in Achsrichtung vorgespannt, wobei die vorgegebene Vorspannung, die symmetrisch oder asymme­ trisch sein kann, während des Vortriebes normal nicht verän­ dert zu werden braucht.

Die Vorspannung der zurückliegenden Strecke beginnt nach Fig. 8 am letzten Rohr (7) der vorderen Strecke, das damit zum ersten Rohr der zurückliegenden Strecke wird. Auch in dieser erhalten alle Rohre in ihrer Wandung Hüllrohre (4), in die Spannstähle (5) eingelegt sind. Die Spannstähle werden mit Hilfe von Verbindungselementen (6) zugfest miteinander ver­ bunden.

Im letzten Rohr (7) der vorderen Strecke, das gleichzeitig das erste Rohr der zurückliegenden Strecke ist, wird auch die Spannkraft der zurückliegenden Strecke in üblicher Wei­ se z. B. durch Auflagerplatten (8) und Muttern (9) eingelei­ tet. Dies besagt, daß die Spannelemente im Rohr (7) aus der vorderen, der rückwärtigen Strecke versetzt anzuordnen sind und daß dadurch das Rohr (7) von beiden Seiten auf Druck be­ ansprucht wird. Die unter sich zugfest gekoppelten Spannele­ mente werden am letzten Rohr der zurückliegenden Strecke, das ist in der Regel das vorauslaufende Rohr (11) der ersten Zwischenpreßstation, mittels Pressen (12) gleichmäßig vorge­ spannt.

Claims (8)

1. Steuerung von Rohrvortrieben durch asymmetrische Längs­ vorspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gradiente eines Teiles der vorgetriebenen Rohrstrecke durch asymmetrische Vor­ spannung in Längsrichtung kreisbogenförmig gekrümmt wird, so daß die Rohrstrecke beim weiteren Vortrieb den einge­ stellten Kreisbogen bei unveränderter asymmetrischer Längsvorspannung fortsetzt.

2. Steuerung von Rohrvortrieben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung der vorzu­ spannenden Vortriebsrohre Hüllrohre - gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt - angeordnet sind, in die Spann­ stähle eingelegt werden.

3. Steuerung von Rohrvortrieben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstähle nach Anspruch 2 durch Verbindungselemente zugfest verbunden werden.

4. Steuerung von Rohrvortrieben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die asymmetrisch längsvorzu­ spannende Teilstrecke in einen vorderen und einen rückwär­ tigen Abschnitt unterteilt wird, wobei zur Erzielung un­ terschiedlicher Krümmungen der vordere und der rückwär­ tige Abschnitt unterschiedlich asymmetrisch längsvorge­ spannt werden können.

5. Steuerung von Rohrvortrieben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das letzte Rohr des vorderen Abschnittes nach Anspruch 4 gleichzeitig das erste Rohr des rückwärtigen Abschnittes ist.

6. Steuerung von Rohrvortrieben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem den vorderen und den rückwärtigen Abschnitt verbindenden Rohr nach Anspruch 5 Hüllrohre zur Aufnahme der Spannstähle des vorderen und des rückwärtigen Abschnittes angeordnet sind.

7. Steuerung von Rohrvortrieben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die asymmetrische Vorspannung des vorderen Abschnittes vor dem ersten Rohr, vorzugs­ weise am Schild oder Maschinenrohr und die asymmetrische Vorspannung des rückwärtigen Abschnitts an der ersten Zwischenpreßstation erfolgt und die Reaktionskräfte so­ wohl aus der Vorspannung des vorderen als auch des rück­ wärtigen Abschnittes durch das beide Abschnitte verbin­ dende Rohr nach Anspruch 5 aufgenommen werden.

8. Steuerung von Rohrvortrieben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die asymmetrische Längsvor­ spannung des vorderen und des rückwärtigen Abschnittes gleich oder unterschiedlich sein können.