DE3800630A1

DE3800630A1 - Tunnelausbau aus segmenten

Info

Publication number: DE3800630A1
Application number: DE3800630A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Ing Rammelsberg; Guenter Ing Grad Ballowitz; Heinz Pawlowski
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1989-07-20

Description

Die Erfindung betrifft einen Tunnelausbau aus Segmenten, die in Um fangsrichtung und in Längsrichtung dicht aneinandergefügt sind. Es ist bekannt, derartige Ausbauten aus Betonfertigteilen zu erstellen, wobei die Segmente durch Gießen des Betons in Schablonen mit einer Armierung mit hoher Genauigkeit gefertigt werden können. Nachteilig ist die Ausführungsart besonders dort, wo der Tunnelausbau in Grund wasser führenden Böden verlegt werden muß, da der Beton nie vollständig dicht zu bekommen ist, so daß das Grundwasser durchdrückt mit der Folge der dauernden Feuchtigkeit der Innenwände, Pilzbefall und verhältnis mäßig hohem Aufwand zur Aufrechterhaltung hygienischer Verhältnisse im Tunnel, Tunnelröhren, deren Segmente aus Eisengußwerkstoffen be stehen, sind dicht, jedoch nur mit hohem zusätzlichen Bearbeitungs aufwand. Für das Segment wird im allgemeinen eine sehr geringe Tole ranz bezüglich der Umfangsrichtung zugelassen, was bei der Betonbau weise mit hohem Aufwand für die Formen auch erreichbar ist. Bei der Herstellung aus Eisengußwerkstoffen ist im Anschluß an das Gießen eine spanende Bearbeitung erforderlich.

Ausgehend von diesem Stand der Technik wird die Aufgabe der Erfindung darin gesehen, Segmente für den Tunnelausbau zu entwickeln, die mit geringem fertigungstechnischen Aufwand maßgenau und dicht hergestellt und zu diesem dichten Tunnelausbau zusammengebaut werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Tunnelausbau der eingangs genannten Ga tung dadurch gelöst, daß die Segmente aus je einem Gußteil aus Eisen gußwerkstoff und einem Betonteil sandwichartig aufgebaut sind und das Gußteil aus gegeneinander abgedichten Teilsegmenten besteht. Das Guß teil des Segments kann ohne zerspanende Bearbeitung der Teilsegmente maßgenau hergestellt werden, indem Spalte zwischen den Teilsegmenten durch mehr oder weniger breite Abdichtungen ausgeglichen werden. So kann man die an den Enden liegenden Teilsegmente in ihrem Sollabstand und die dazwischen liegenden Teilelemente mit gleichen oder annähernd gleichen gegenseitigen Abständen fixieren und gegeneinander abdichten. Durch einfaches Aufgießen des Betons auf das so entstandene Gußteil entsteht ein Segment, das maßgenau und dicht ist. Die exakt bis zur umfangseitigen Anschlußkante reichenden Gußteile der Segmente ermög lichen durch Abdichten der Gußteile je zweier, aneinandergrenzender Segmente den Zusammenbau zu einem dichten Tunnelausbau.

Im einzelnen kann die Erfindung wie folgt vorteilhaft ausgestaltet sein:

Bei Böden, die sich gegenüber Eisengußwerkstoffen aggressiv verhalten, ist es zweckmäßig, das Segment so aufzubauen, daß sich der Betonteil außen und das Gußteil des Segments innen befinden.

Bei betonaggressiven Böden und auch bei neutralen Böden ist es zweck mäßig, daß sich der Betonteil des Segments innen und das Gußteil des Segments außen befinden.

Es ist zweckmäßig, die Teilsegmente mittels kurzer Flansche mit Be festigungsmitteln untereinander zu verbinden. Diese Befestigungsmittel können Schrauben sein. Man kann die Flansche auch mit Klammern mitein ander verbinden. Zwischen diese kurzen Flansche werden vorteilhaft metallene Distanzpaßstücke eingelegt, die Druckkräfte zwischen den Teilsegmenten übertragen können.

Die Stoßflansche sind mit Nut und Feder versehen, die die gegenseitige Justierung und Fixierung beim Einbau der Segmente gewährleisten und mit einer Nut für ein Dichtungsmittel, das die aneinanderliegenden Segmente gegeneinander abdichtet.

Die stirnseitigen Ringflansche können in gleicher Weise ausgestaltet sein.

Zur Sicherung des Verbundes zwischen dem Gußteil des Flansches und dem Betonteil haben die Teilsegmente an ihrer dem Beton anliegenden Seite Verankerungsmittel angegossen. Diese können zum Beispiel pilz förmig oder auch balkenförmig mit Hinterschneidung sein.

Die Stabilität des Segment kann dadurch erhöht werden, daß der Beton teil des Segments mit einer Armierung versehen ist.

Bei dem im Erdreich liegenden Tunnel mit den gegeneinander abgedich teten Segmenten ist es zweckmäßig, daß in Umfangsrichtung größere Seg mente im unteren Bereich des Ausbaus angeordnet sind, in Umfangsrich tung kleinere Segmente in den oberen Bereichen und im obersten Bereich des Ausbaus ein in Umfangsrichtung kurzes Segment den Ausbau abschließt. Das ermöglicht bei guter Handhabbarkeit der Segmente einen Ausbau mit verhältnismäßig wenigen Segmenten in Umfangsrichtung.

Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Segments besteht darin, gegossene, nicht bearbeitete Teilsegmente so in eine Schablone einzulegen, daß die am Rand liegenden Teilsegmente in der Schablone kantengenau anliegen, die Teilsegmente mit annähernd gleichen gegen seitigen Abständen mittels Distanzpaßstücken in der Schablone fixiert werden, die Zwischenräume zwischen den Teilsegmenten mit einem Kunst stoff ausgegossen werden, nach dessen Erhärten Beton in das so ent standene, kastenförmige Gußteil eingegossen wird, wobei dessen nicht dem Gußteil anliegende Oberfläche durch eine Schablone gewölbt ausge führt wird. Nach der Erhärtung des Betons steht damit das einbaufertige Segment zur Verfügung.

Im folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt im einzelnen

Fig. 1 ein Segment für einen Tunnelausbau im Schnitt,

Fig. 2 den in Fig. 1 mit A gekennzeichneten Ausschnitt in vergrößer tem Maßstab,

Fig. 3 ein Teilsegment des Segmentes nach Fig. 1 in vergrößertem Maß stab im Schnitt,

Fig. 4 eine andere Ausführungsart eines Teilsegments.

Das Segment 1 für den Tunnelausbau besteht aus je einem Gußteil 2 und einem Betonteil 3. Das Gußteil 2 besteht aus z. B. mit Epoxydharz 4 gegeneinander abgedichteten vier Teilsegmenten 5 bis 8. Die Teilseg mente 5 bis 8 sind mittels kurzer Flansche 9, die unterhalb der Be tonoberfläche liegen, und mit Befestigungsmitteln, nach Fig. 2 mit einer Schraube 10, miteinander verbunden. Die in Umfangsrichtung ge sehen außenliegenden Teilsegmente 5 und 8 besitzen Stoßflansche 11, 12. Diese Stoßflansche haben Nuten 13 und Federn 14 für eine Nut-Feder-Ver bindung und eine Dichtungsnut 15 für die Aufnahme eines Dichtungsmit tels. Die Nuten 13 und die Federn 14 sind in Längsrichtung gesehen hälftig ausgebildet und axialsymmetrisch so angeordnet, daß das einzel ne Segment in jeder Lage an das vorhergehende angepaßt eingesetzt wer den kann. An den nicht dargestellten Stirnseiten haben die Teilsegmente nicht dargestellte Ringflansche, sowie verdeckt gezeichnete Nuten 16 und Federn 17 für eine Nut-Feder-Verbindung und eine nicht dargestellte Dichtungsnut (siehe Fig. 3 und 4) für die Aufnahme eines Dichtungsmittels. Auf der gegenüberliegenden Stirnfläche des Segments sind Nut und Feder axialsymmetrisch angeordnet, so daß das Segment, wenn es zum Ausbau an den Einbauort geschafft ist, ohne Drehen eingebaut werden kann.

Die Teilsegmente 5 bis 8 haben an ihrer dem Betonteil 3 anliegenden Seite Verankerungen 18 in Form von pilzförmigen Angüssen. Rundlöcher 19 ermöglichen das Einziehen von Spannankern.

Gußbedingte Unterschiede der Länge der Einzelsegmente können dadurch ausgeglichen werden, daß für die Betonteile 3 ein exaktes, etwas grö ßeres Maß als das des Gußteils 2 eingehalten wird und Unterschiede des Dichtungsspaltes zwischen aneinandergrenzenden Ringflanschen durch entsprechende Dimensionierung des Dichtungsmittels aufgenommen werden.

Nach den Fig. 1 bis 3 befinden sich das Gußteil 2 des Segments 1 außen und der Betonteil 3 innen, nach Fig. 4 der Betonteil 3 außen und das Gußteil 2 innen. Die Verschraubung beim Einbau kann durch die ausgeformte Tasche 20 erfolgen.

Das Segment 1 wird in folgender Weise hergestellt: Die nicht bearbei teten Teilsegmente 5 bis 8 werden so in eine nicht dargestellte Scha blone gelegt, daß die am Rand liegenden Teilsegmente 5 und 8 in der Schablone kantengenau anliegen. Dann werden die Teilsegmente 6, 7 so in die Schablone eingelegt und mit Schrauben 10 fixiert, daß annähernd gleiche gegenseitige Abstände entstehen. In die Zwischenräume zwischen den Teilsegmenten 5 bis 8 werden Distanzpaßstücke eingelegt und die Zwischenräume mit Epoxydharz 4 ausgegossen. Der so entstandene, kasten förmige Gußkörper wird mit Beton vollgegossen, wobei die nicht dem Gußteil 2 des Segments 1 anliegende Oberfläche des Betonteils 3 durch eine Schablone gewölbt ausgeführt ist.

Bezugszeichenliste

1 Segment
2 Gußteil
3 Betonteil
4 Abdichtung, Epoxydharz
5 Teilsegment
6 Teilsegment
7 Teilsegment
8 Teilsegment
9 kurze Flansche
10 Befestigungsmittel, Schraube
11 Stoßflansch
12 Stoßflansch
13 Nut
14 Feder
15 Dichtungsnut
16 Nut
17 Feder
18 Verankerungen
19 Rundloch
20 Tasche

Claims

1. Tunnelausbau aus Segmenten, die in Umfangsrichtung und in Längs richtung wasserdicht aneinandergefügt sind, dadurch gekennzeich net,
daß die Segmente (1) aus je einem Gußteil (2) aus Eisenwerkstoff und einem Betonteil (3) sandwichartig aufgebaut sind und
daß das Gußteil (2) aus gegeneinander abgedichteten (4) Teil segmenten (5-8) besteht.

2. Tunnelausbau aus Segmenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Betonteil (3) des Segments (1) außen und das Gußteil (2) des Segments (1) innen befinden.

3. Tunnelausbau aus Segmenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Betonteil (3) des Segments (1) innen und das Gußteil (2) des Segments (1) außen befinden.

4. Tunnelausbau aus Segmenten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilsegmente (5-8) mittels kurzer Flansche (9) und Befestigungsmitteln (10) miteinander verbunden sind.

5. Tunnelausbau aus Segmenten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel Schrauben (10) sind.

6. Tunnelausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die Befestigungsmittel Klammern sind.

7. Tunnelausbau aus Segmenten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung gesehen außen liegenden Teilsegmente (5, 8) Stoßflansche (11, 12) in zumindest solcher Höhe aufweisen, daß sie Dichtungs- und Montagemittel aufnehmen können.

8. Tunnelausbau nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mon tagemittel Nut (13) und Feder (14) sind und eine Dichtungsnut (15) ein Dichtungsmittel aufnimmt.

9. Tunnelausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß die Montagemittel Bolzen sind.

10. Tunnelausbau aus Segmenten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilsegmente (5-8) an ihren Stirnseiten Ringflansche zur Aufnahme von Montage- und Dichtungsmitteln aufwei sen.

11. Tunnelausbau aus Segmenten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilsegmente (5-8) an ihrer dem Betonteil (3) anliegenden Seite Verankerungsmittel (18) angegossen haben.

12. Tunnelausbau aus Segmenten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonteile (3) der Segmente (1) mit einer Armierung versehen sind.

13. Tunnelausbau aus Segmenten, bei dem die Segmente gegeneinander abge dichtet im Erdreich verlegt sind nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung größere Segmente (1) im unteren Bereich des Tübbingausbaus angeordnet sind, in Um fangsrichtung kleinere Segmente (1) in den oberen Bereichen und im obersten Bereich des Ausbaus ein in Umfangsrichtung kurzes Seg ment den Ausbau abschließt.

14. Verfahren zur Herstellung eines Segmentes ach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nichtbearbeitete Teilsegmente so in eine Schablone gelegt werden, daß die am Rand liegenden Teilsegmente in der Schablone kantengenau anliegen, die Teilsegmente mit annähernd gleichen gegenseitigen Abständen in der Schablone fixiert werden, in die Zwischenräume zwischen den Teil segmenten Distanzpaßstücke eingelegt werden und die Zwischenräume mit einem Kunststoff ausgegossen werden, nach dessen Erhärten Beton in den so entstandenen, kastenförmigen Gußkörper eingegossen wird, wobei dessen nicht dem Gußteil des Segments anliegende Oberfläche durch eine Schablone gewölbt ausgeführt wird.