DE4038776A1

DE4038776A1 - Driving tunnel where rock face breaks away - involves oblique driving of anchor rods into solid roof rock and fixing ends in reinforced lining

Info

Publication number: DE4038776A1
Application number: DE19904038776
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Bucher; Gunter Prof Dipl Ing D Swoboda
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1991-06-13
Also published as: ATA278289A; AT402534B

Abstract

The method is for driving a tunnel where flaking and rock ruptures occur. The tunnel is supported by lining reinforcement and injected concrete. Each succeeding section of the tunnel is secured by obliquely driving anchor rods (6) into the rock (3) having one end (7) in the rock and the other end (8) fixed in the reinforced lining (4) and bedded in concrete. USE/ADVANTAGE - When the anchor rods pass through voids these are filled with injected concrete.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vortrieb eines Tunnels oder dergleichen, dessen Profil abschnittsweise ausgebrochen, mit einer Ausbaubewehrung gestützt und mit Spritzbeton versehen wird, wobei vor Ausbruch jedes fol genden Abschnittes zumindest in bruchgefährdeten Bereichen des Profilumfanges über die jeweilige Ortsbrust hinaus sich erstreckende Längselemente fächerartig gesetzt werden, deren vordere Enden außerhalb des Ausbruchsprofiles liegen, und deren hintere Enden nach dem Ausbruch in den Spritz beton eingebettet werden, sowie eine Ausbaubewehrung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for propelling a Tunnels or the like, whose profile in sections broken out, supported with a reinforcement and with Shotcrete is provided, with each fol section at least in fragile areas the scope of the profile beyond the respective face extending longitudinal elements are set like a fan, the front ends of which lie outside the breakout profile, and their rear ends after the burst into the spray concrete are embedded, as well as a reinforcement for Execution of the procedure.

Bei der Herstellung eines Tunnels ist es vielfach notwendig, vor dem Ausbruch des Materials verbleibendes, einbruchsge fährdetes Material zu sichern. Gemäß der AT-PS 2 63 846 werden hierzu Kränze von divergierenden Pfählen über den auszubrechenden Abschnitt hinaus vorgetrieben. Hierzu können auch hohle Bohrpfähle verwendet werden, die dann unter hohem Druck mit Beton verfüllt und gegebenenfalls auch be wehrt werden. Wenn die Pfähle Mann an Mann liegen und ein ander überlappen, so stellen sie bei gekrümmtem Ausbruch profil eine selbsttragende Wölbung dar, unter der der Aus bruch des überdeckten Abschnittes wesentlich gefahrloser erfolgen kann. Beim nachfolgenden Ausbau werden die sich zwischen den Kränzen bildenden Stufen mit Spritzbeton aus gefüllt, in die auch Ausbaurahmen eingelegt werden können. Da die eingebrachten Pfähle, für deren hinteres Ende wäh rend des Ausbruches weder ein Auflager noch eine Veranke rung vorgesehen ist, in Längsrichtung kaum wirksam sind, werden sie in relativ großem Durchmesser von 25 bis 30 cm hergestellt, sodaß sie auf Biegung belastbar sind.When building a tunnel, it is often necessary before the material breaks out, break-in secure endangered material. According to AT-PS 2 63 846 wreaths of diverging piles over the section to be broken out. You can do this Hollow bored piles are also used, which are then under high pressure filled with concrete and possibly be be resisted. When the piles lie side by side and one others overlap, so when the breakout is curved profile is a self-supporting arch under which the Aus breaking of the covered section is considerably less dangerous can be done. In the subsequent expansion they will between the wreaths with sprayed concrete filled into which expansion frames can also be inserted. Since the piles brought in, choose for the rear end After the outbreak, neither a support nor an anchoring tion is hardly effective in the longitudinal direction, they are in a relatively large diameter of 25 to 30 cm made so that they are resilient to bending.

Nach der AT-PS 3 85 087 werden fächerartig Bohrlöcher in die Ortsbrust vorgetrieben, wobei über das Bohrgestänge eine Injektionsmasse in die Bohrlöcher eingepreßt wird, während das Bohrgestänge zurückgezogen wird. Die entstehenden Kränze von einander überragenden Betonpfählen verfestigen zwar das Gebirgsmaterial, sind jedoch mangels Bewehrung und Verankerung nur wenig belastbar.According to AT-PS 3 85 087, fan-like holes are drilled into the Locust driven, with one over the drill pipe Injection compound is pressed into the boreholes while the drill string is withdrawn. The emerging Solidify the wreaths of towering concrete piles the mountain material, but they are lacking reinforcement and anchoring little resilient.

In der DE-OS 38 26 268 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem das fächerartig vorgetriebene Bohrgestänge in den Bohr löchern verbleibt, in die beim Vortrieb aus Düsen der Bohrkrone aussteifendes Material injiziert wird, sodaß be wehrte Betonpfähle entstehen. Deren hintere, freiliegende Enden werden wiederum in den Spritzbeton gebunden.In DE-OS 38 26 268 a method is described in the fan-driven drill pipe into the drill holes remains in which when driving out of nozzles Drill bit is injected stiffening material, so that be fortified concrete piles are created. Their rear, exposed The ends are bound in the shotcrete.

Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, eine in Längsrichtung belastbare Überdeckung des auszubrechenden Profilabschnittes zu schaffen, und schlägt hierzu vor, daß als Längselemente Ankerstäbe gesetzt werden, deren vordere Enden im Berg verankert und deren hintere Enden kraft schlüssig mit der Ausbaubewehrung verbunden werden.The invention has now set itself the task of a Longitudinal coverage of the breakout to be broken To create profile section, and suggests that anchor rods are set as longitudinal elements, the front Anchored ends in the mountain and their rear ends by force can be connected to the reinforcement.

Hierdurch wird ein erhöhter Schutz gegen Verbrüche erzielt, da die Längselemente zwischen der vorderen und hinteren Verankerung eingespannt und damit auf Zug in hohem Maße beanspruchbar sind. Die zu setzenden Ankerstäbe stellen somit im wesentlichen Gebirgsanker dar, die eine insbesondere spreizbare Kopfverankerung und für die hintere Verankerung Einrichtungen zum Fixieren an der Ausbaubewehrung aufweist. Diese können beispielsweise Ankerplatten umfassen, wobei die hinteren gewindetragenden Enden der Ankerstäbe Öffnun gen in der Ausbaubewehrung durchsetzen. Auf die vorstehen den Enden werden die Ankerplatten bis zur Anlage an der Ausbaubewehrung aufgeschoben und mittels Gewindemuttern verspannt. über die Ausbaubewehrung, die in Längsrichtung verbundene Ausbaurahmen aufweist, erfolgt die Rückveranke rung jedes kopfverankerten Längselementes in die Spritz betonschicht. Dadurch erübrigt sich eine berührende, ge schlossen überwölbende Anordnung der Längselemente und deren Verstärkung durch Injektionsmassen. Es entsteht ein fä cherartiges Längsstabsystem, das trotz der Zwischenräume große Felsbewegungen zuverlässig verhindert.This provides increased protection against breakages, since the longitudinal elements between the front and rear Anchoring clamped and thus to a high degree on tension are claimable. The anchor rods to be set are thus essentially rock anchors, one in particular expandable head anchor and for the rear anchor Has devices for fixing to the reinforcement. These can include anchor plates, for example opening the rear threaded ends of the anchor rods prevail in the reinforcement. On top of that the ends of the anchor plates until they touch the Extension reinforcement pushed on and using threaded nuts tense. about the reinforcement, which is in the longitudinal direction connected expansion frame, the back anchoring takes place every head-anchored longitudinal element into the spray concrete layer. This eliminates the need for a touching, ge closed arching arrangement of the longitudinal elements and their Injection compound reinforcement. A fä arises cher-like longitudinal rod system that despite the gaps large rock movements reliably prevented.

Werden beim Setzen der Ankerstäbe Hohlräume oder derglei chen durchdrungen, so können diese mittels Betoninjektionen gefüllt werden, die über, in diesem Fall hohle Ankerstäbe mit seitlichen Austrittsöffnungen eingebracht werden.Become cavities or the like when placing the anchor rods Chen penetrated, they can be injected with concrete are filled over, in this case hollow anchor rods with side openings.

Eine insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignete Ausbaubewehrung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausbaurahmen aus einem nach außen offenen, ge krümmten Gitterträger und einem mit dem Gitterträger ver bundenen, gekrümmten Bewehrungsmattenstreifen besteht, der einen Verschlußteil für die offene Seite des Gitterträgers des anschließenden Ausbaurahmens aufweist, wobei die Ver ankerungsmittel am Gitterträger vorgesehen sind. Mittels dieser Ausbaurahmen wird eine besonders leicht und rasch erstellbare Ausbaubewehrung zur Verfügung gestellt, da beim Aufsetzen jedes Gitterträgers dieser durch den bereits vor handenen Verschlußteil abgedeckte und der Bewehrungsmatten streifen zum Verschluß des Gitterträgers des nächsten Aus baurahmens verlegt wird. Die Seiten der Gitterträger weisen eine Vielzahl von Öffnungen auf, durch die die hinteren End abschnitte der Ankerstäbe führbar und an denen Ankerplatten anlegbar sind. Sowohl die Verbindung der einzelnen Ausbau rahmen untereinander, als auch mit den Ankerstäben ist somit leicht und rasch durchführbar.A particularly suitable one for carrying out the method Reinforcement reinforcement is characterized according to the invention in that that each expansion frame from an outwardly open, ge curved lattice girder and one ver with the lattice girder tied, curved reinforcement mat strips, the a closure part for the open side of the lattice girder of the subsequent expansion frame, the Ver Anchoring means are provided on the lattice girder. Means this expansion frame becomes particularly light and quick Buildable reinforcement provided, because at Put on each lattice girder by the already before existing closure part covered and the reinforcement mats strip to lock the lattice girder of the next exit frame is laid. The sides of the lattice girders face a variety of openings through which the rear end sections of the anchor rods can be guided and on which anchor plates can be created. Both the connection of each expansion frame with each other, as well as with the anchor rods thus easy and quick to carry out.

Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.The invention based on the figures of the accompanying drawings described in more detail, without to be limited.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematische Längsschnitte durch den Ortsbrustbereich eines Tunnelausbruches von zwei ver schiedenen Ausbaustufen und Fig. 3 eine schematische Dar stellung der Ausbaubewehrung. Figs. 1 and 2 show schematic longitudinal sections through the working face area of an outbreak of two tunnel ver different stages of expansion and FIG. 3 is a schematic Dar position of the expansion reinforcement.

Beim Vortrieb eines Tunnels wird dessen Profil in Ab schnitten 1,2 ausgebrochen, durch eine Ausbaubewehrung 4 unterfangen und durch eine Spritzbetonschale 9 gesichert. Um die Ausbruchsarbeiten in jedem Abschnitt 2 gegen ein brechendes Material abzuschirmen, werden vor Beginn des Ausbruches Ankerstäbe 6 zumindest in den gefährdeten Umfangsbereichen des Ausbruchsprofiles fächerartig schräg nach außen gesetzt. Die Ankerstäbe 6 werden durch auf Zug beanspruchbare Elemente gebildet, deren vordere Enden 7 im Gebirge 3 verankert werden und beispielsweise in Art eines Spreizankers ausgebildet sind. Die Länge der Anker stäbe 6 übersteigt dabei die Länge des auszubrechenden Abschnittes 2, sodaß ihre vorderen Enden 7 im ungestörten Gebirge vor der Ortsbrust verankert werden können. Die hinteren Enden 8 der Ankerstäbe 6 werden kraftschlüssig an der Ausbaubewehrung 4 befestigt, deren Ausbaurahmen 5 in Längsrichtung miteinander verbunden und damit in der nacheilenden Spritzbetonschale 9 verankert sind. Beim Setzen der Ankerstäbe 6 durchdrungene Hohlräume, Spalten oder dergleichen 10 im Berg 3 können mit einer härtenden Masse 11 gefüllt werden, die beispielsweise über die Anker stäbe 6 eingebracht wird, wodurch die Umgebungsbereiche verfestigt und verdübelt werden.When driving a tunnel, its profile is cut in sections from 1.2 , underpinned by a reinforcement 4 and secured by a shotcrete shell 9 . In order to shield the excavation work in each section 2 against a breaking material, anchor rods 6 are set at an angle to the outside in a fan-like manner, at least in the endangered peripheral areas of the excavation profile, before the outbreak begins. The anchor rods 6 are formed by elements that can be subjected to tension, the front ends 7 of which are anchored in the rock 3 and are designed, for example, in the manner of an expansion anchor. The length of the anchor rods 6 exceeds the length of the section 2 to be broken, so that their front ends 7 can be anchored in the undisturbed mountains in front of the face. The rear ends 8 of the anchor rods 6 are non-positively fastened to the expansion reinforcement 4 , the expansion frames 5 of which are connected to one another in the longitudinal direction and thus anchored in the lagging shotcrete shell 9 . When setting the anchor rods 6 penetrated cavities, gaps or the like 10 in the mountain 3 can be filled with a hardening mass 11 , which is introduced for example via the anchor rods 6 , whereby the surrounding areas are solidified and pegged.

Die Ausbaubewehrung 4 setzt sich, wie aus Fig. 3 ersicht lich, aus Ausbaurahmen 5 zusammen, die in einer dem Aus bruchsprofil angepaßten Formgebung zusammengesetzt sind. Jeder Ausbaurahmen 5 umfaßt einen Gitterträger, der min destens einen Innengurtträger, Außengurtstäbe und ver bundene Querstäbe aufweist, und einen einseitig anschlie ßenden Mattenstreifen 14. Der Gitterträger 2 ist nach außen offen, sodaß die Ausbaurahmen 5 für den Transport stapel bar und beim Einbau überlappbar sind. Für die Verbindung der Außengurtstäbe an der offenen Seite des Gitterträgers 13 dient ein Verschlußteil 15, der am freien Rand des Mat tenstreifens 14 vorgesehen ist, wobei jeder Gitterträger 13 durch den Verschlußteil 15 des vorangehenden, bereits eingesetzten Ausbaurahmens 5 verschlossen wird. Die kraft schlüssige Verbindung zwischen den Gitterträgern 13 und dem Verschlußteil 15 kann beispielsweise durch Verkeilen, Ver klammern usw. erfolgen. Die Seitenflächen des Gitterträgers 13 verlaufen aufgrund seiner dreieckigen oder trapezförmigen Querschnittsform schräg und weisen zwischen den Querstäben Öffnungen auf, die als Verankerungsmittel 12 für die hin teren Enden 8 der Ankerstäbe 6 auf. Die hinteren Enden 8 durchsetzen Ankerplatten, die am Gitterträger 13 anliegen, und sind an diesen verschraubt, verschweißt oder der gleichen. Auf diese Weise ist jeder mit dem vorderen Ende 7 im Gebirge 3 verankerte Ankerstab 6 auch mit seinem hin teren Ende 8 an einem Ausbaurahmen 5 fixiert, und über die Überlappungsverbindung zwischen dem Gitterträger 13 und dem Verschlußteil 15 in den bereits teilweise mit einer Spritzbetonlage 9 versehenen Abschnitt 1 eingebunden. Lockeres Material wird beim Ausbruch des Abschnittes 2 von den fächerartig verspannten Ankerstäben 6 zurückgehal ten, sodaß er zügig vorangetrieben werden kann. Mit zu nehmender Ausbruchstiefe erfolgt, wie aus Fig. 2 ersicht lich, die fortlaufende Stützung durch weitere Ausbaurahmen 5 und nachfolgende Spritzbetoneinbringung, sodaß die hin teren Enden 8 der Ankerstäbe 6 und deren Verankerungsmittel 12 in den Spritzbeton eingebettet sind.The expansion reinforcement 4 , as can be seen in FIG. 3, consists of expansion frames 5 which are assembled in a shape adapted to the break profile. Each expansion frame 5 comprises a lattice girder, which has at least one inner belt girder, outer belt rods and connected transverse rods, and a one-sided connecting mat strip 14 . The lattice girder 2 is open to the outside, so that the expansion frame 5 stackable for transport bar and can be overlapped during installation. For the connection of the outer belt bars on the open side of the lattice girder 13 is a closure part 15 , which is provided on the free edge of the mat tenstreifens 14 , each lattice girder 13 is closed by the closure part 15 of the preceding, already used expansion frame 5 . The force-fitting connection between the lattice beams 13 and the closure part 15 can be done, for example, by wedging, clinging, etc. The side surfaces of the lattice girder 13 are inclined due to its triangular or trapezoidal cross-sectional shape and have openings between the cross bars, which as anchoring means 12 for the rear ends 8 of the anchor rods 6 . The rear ends 8 pass through anchor plates which bear against the lattice girder 13 and are screwed, welded or the same to them. In this way, each with the front end 7 anchored in the mountains 3 anchor rod 6 is also fixed with its rear end 8 to a frame 5 , and via the overlap connection between the lattice girder 13 and the closure part 15 in the already partially provided with a shotcrete layer 9 Section 1 involved. Loose material is retained at the outbreak of section 2 by the fan-like tensioned anchor rods 6 , so that it can be advanced quickly. With increasing excavation depth takes place, as can be seen in FIG. 2, the continuous support by further expansion frames 5 and subsequent shotcrete introduction, so that the rear ends 8 of the anchor rods 6 and their anchoring means 12 are embedded in the shotcrete.

Claims

1. A method for driving a tunnel or the like, the profile of which is broken out in sections, supported with an expansion reinforcement and provided with shotcrete, whereby prior to the excavation of each subsequent section, at least in fragile areas of the profile circumference beyond the respective face, he stretching longitudinal elements are set like a fan , whose front ends are outside the breakout profile , and whose rear ends are embedded in the shotcrete after the breakout, characterized in that anchor rods ( 6 ) are set as longitudinal elements, their front ends ( 7 ) are anchored in the mountain ( 3 ) and their rear ends ( 8 ) are non-positively connected to the reinforcement ( 4 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that when setting the anchor rods ( 6 ) penetrated cavities, gaps or the like ( 10 ) are filled with a hardening mass ( 11 ) which is injected into the anchor rods ( 6 ).

3. Reinforcement with several expansion frames for performing the method according to claim 1, characterized in that the expansion frames ( 5 ) are non-positively lined up and each have anchoring means ( 12 ) for the rear ends ( 8 ) of the anchor rods ( 6 ).

4. Reinforcement according to claim 3, characterized in that each expansion frame ( 5 ) consists of an open to the outside, curved lattice girder ( 13 ) and with the lattice girder ( 13 ) connected, curved reinforcement mesh strips ( 14 ), which has a closure part ( 15 ) for the open side of the lattice girder ( 13 ) of the closing frame ( 5 ), the anchoring means ( 12 ) being provided on the lattice girder ( 13 ).