DE4125082A1 - Verfahren zum ausbau von tunneln o. dgl. - Google Patents
Verfahren zum ausbau von tunneln o. dgl.Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbau von Tunneln
o. dgl. mit Verzugsdielen.
Ein herkömmlicher Tunnelausbau erfolgt in der Weise, daß etwa im
Abstand von 1 m in den aufgefahrenen Tunnel oder Stollen profil
gerechte Ausbaubögen eingebaut werden. Die Zwischenräume
zwischen den Ausbaubögen werden mit Verzugsdielen aus Stahl oder
Holz verzogen. Bestehen die Ausbaubögen beispielsweise aus
Doppel-T-Trägern, können die Enden der Hölzer in einem vorüber
gehend standfestem Gebirge oder im Schutz eines Schildes in die
jeweils in Tunnellängsrichtung weisenden Nuten zwischen den
Flanschen der Träger eingelegt werden.
In einem vorübergehend standfestem Gebirge können die Verzugs
dielen auch als offener Verzug auf der Bergseite der Ausbaubögen
sich überlappend oder wechselseitig nebeneinander, eingelegt
werden. Unter schwierigeren geologischen Verhältnissen müssen
die Hölzer einander überlappend vorgetrieben und in den Über
lappungsbereichen von innen her durch die Ausbaubögen abgestützt
werden.
Die ring- oder bogenförmigen Ausbaubögen können aus
Doppel-T-Trägern oder aber auch aus V-förmig profilierten
Trägern oder aus Gitterträgern bestehen.
Ein aus Holzbohlen bestehender Verzug ist insofern nachteilig,
als das Holz mit der Zeit verrottet und dadurch unerwünschte
Setzungen entstehen können. Weiterhin ist auch im Hinblick auf
die Grundwasserqualität verrottendes Holz im Boden nicht er
wünscht.
Eine andere übliche Art des Tunnelvortriebes im Lockergestein
erfolgt durch Tunnelvortriebsmaschinen, beispielsweise Schild
maschinen. Der ringförmig an der Wandung des aufgefahrenen
Tunnels anliegende Schildschwanz hat jedoch eine gewisse Dicke,
so daß zwischen dem im Schildschwanz erstellten Ausbau und der
ausgebrochenen Tunnelwandung nach dem Vorfahren des Schild
schwanzes ein ringförmiger Hohlraum verbleibt, der entweder
hinterfüllt oder durch Spreitzen des Ausbaues nach dem Verlassen
des Schildschwanzes beseitigt werden muß.
Werden in diesem Falle nach der eingangs beschriebenen Art Aus
baubögen als Doppel-T-Träger verwendet und in deren seitlichen
Nuten liegende Verzugsdielen zur Abstützung des Tunnels einge
baut, so werden die Ausbaubögen durch mechanische oder hydrau
lische Vorrichtungen gespreizt und in die zwischen den Fuß
platten der Bögen entstehenden Lücken passende Trägerabschnitte
eingebaut.
Selbst nach dem Spreitzen liegen die Verzugsdielen nicht satt am
Gebirge an, sondern nur der vorstehenden Flansche der Ausbau
bögen. Dies ist nachteilig, weil nur ein sattes, flächiges An
liegen des gesamten Ausbaues am Gebirge die Setzungen verringern
kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Ausbau von
Tunneln o. dgl. der eingangs angegebenen Art vorzuschlagen, daß
die beschriebenen Nachteile vermeidet oder vermindert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der ein
gangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß als Verzugsdielen Hohl
profile aus einem leichten, nicht verrottendem Material einge
baut werden, die zur Erzeugung der erforderlichen Festigkeit-
und Steifigkeitseigenschaften mit tragfähigen Leichtstoffen ver
füllt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingebaute Verzugsdielen
können in üblicher Weise zwischen die Einbaubögen eingebaut wer
den.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die
erfindungsgemäßen Verzugsdielen außerhalb der Ausbaubögen in
Längsrichtung binding miteinander verbunden, beispielsweise ge
steckt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, als Hohlprofile Kunststoffrohre
oder Kunststoffkastenprofile zu verwenden, die mit Kunst
stoff-Hartschaum oder einem ähnlichen leichten aussteifenden
Material ausreichender Tragfähigkeit verfüllt werden.
Die Hohlprofile können auch aus nicht rostendem Blech bestehen.
Zweckmäßigerweise sind die Hohlprofile auf einer Längsseite etwa
zylinderschalenförmig gekrümmt und auf der gegenüberliegenden
Längsseite entsprechend komplementär ausgebildet. Eine derartige
Ausbildung der Hohlprofile bzw. der Hohlkastendielen ermöglicht
es, diese entlang der Ausbaubögen dicht nebeneinander anzuord
nen, ohne daß zwischen den einzelnen Profilen sichel- oder keil
förmige Spalten entstehen.
Die Hohlprofile oder Hohlkastendielen können auch auf einer
Seite mit federartigen Vorsprüngen und auf der gegenüberliegen
den Seite mit komplementären Nuten versehen sein. Die feder
artigen Vorsprünge und die Nuten greifen dann ineinander und
schaffen eine gute Dichtigkeit gegen das Ausschwemmen von Boden.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Hohlprofile bzw. die Hohlkastendielen aus zwei
U-förmigen Schalen bestehen, die zwischen sich im Abstand einen
stützenden Schaumkunststoffkörper einschließen, wobei deren ein
ander zugewandten Schenkel durch im Abstand voneinander angeord
nete Stäbe oder Laschen miteinander verbunden sind. Diese Stäbe
oder Laschen können bei Belastungen, durch die sich die Schalen
unter Zusammendrücken des Schaumstoffkörpers einander annähern,
ausbiegen oder ausknicken, so daß die Träger insgesamt nach
giebig sind, was beispielsweise zweckmäßig ist, wenn Konver
genzen auftreten können.
Die Hohlprofile können in ihrem Querschnitt den technischen Er
fordernissen entsprechend geformt sein. Sie können also bei
spielsweise rund, rechteckig, einzellig oder mehrzellig ausgebil
det sein.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Hohlprofile oder
Hohlkastendielen auf der Bergseite der Ausbaubögen angeordnet
werden, und zwar derart, daß sie im Schwanz einer Schildmaschine
mit Ringverspreizung in Längsrichtung bündig fortlaufend unter
einander verbunden bzw. gesteckt werden. Nach einer bevorzugten
Ausführungsform werden die Hohlprofile sofort nach dem Verlassen
des Schildschwanzes gespreizt und die entstehende Fuge wird aus
gekeilt und/oder mit Beton verschlossen. Durch diese Ausgestal
tung des erfindungsgemäßen Verfahrens bekommt der Verzug eine
flächige, satte Verbindung mit dem umgebenden Gebirge, weil
keine Flansche oder andere Spalte verursachende Teile mehr vor
stehen. Dadurch werden Setzungen vermieden, zumindest aber redu
ziert.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, bei
schlechteren Gebirgsverhältnissen den Ausbauwiderstand nachträg
lich durch zusätzliches Einbauen von Ausbaubögen, evtl. auch
schwererer Art, nach dem Erkennen von Schwachstellen zu erhöhen.
Nach einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
vorgesehen, daß als Verzugsdielen Hohlprofile aus Kunststoff,
Stahl oder Compound-Werkstoffen mit einer Wandstärke eingebaut
werden, die diesen die erforderlichen Festigkeits- und
Steifigkeitseigenschaften verleiht. Nach dieser Variante des
erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Hohlprofile somit aufgrund
ihrer Wandstärke und/oder ihres Profils ohne Verfüllung fest und
steif genug, um die Stützdrücke aufnehmen zu können.
Auch bei dieser Verfahrensvariante können die Hohlprofile
Querschnitte aufweisen, wie sie in den Unteransprüchen 3 und 4
beschrieben worden sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der
Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den in einem aufzufahren
den Tunnel befindlichen Schildschwanz einer
Tunnelvortriebsmaschine mit dem nachfolgend einge
brachten Tunnelausbau in schematischer Dar
stellung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Ausbau längs der
Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 bis 10 Querschnitte durch Teile von Ausbauen mit unter
schiedlichen durch verfüllte Hohlprofile gebil
deten Verzugsdielen, die durch unterschiedliche
Ausbaubögen abgestützt sind,
Fig. 11 einen Querschnitt durch eine aus zwei Schalen mit
einem dazwischenliegenden Stützkörper bestehende
Verzugsdiele im Querschnitt,
Fig. 12 die Verzugsdiele nach Fig. 11 in Seitenansicht
und
Fig. 13 die Verzugsdiele nach Fig. 11 im zusammengedrück
ten Zustand.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erfolgt der Tunnelvor
trieb durch eine Vollschnitt-Tunnelmaschine 1, die mit einem
spreizbaren Schildschwanz 2 versehen ist, der durch nicht darge
stellte Pressen in Richtung der Pfeile A gespreizt wird, so daß
er sich kraftschlüssig an das Gebirge anlegt. Der ringförmige
Schildschwanz 2 bildet dadurch in üblicher Weise ein Widerlager,
auf das sich die Vorschubpressen zum Vortrieb der Tunnelmaschine
abstützen können.
Im Schutze des Schildschwanzes 2 werden die Verzugsdielen 3 des
in horizontaler Richtung eingebauten Verzuges eingebaut, und
zwar in der Weise, daß die jeweiligen nach hinten weisenden En
den der Verzugsdielen 3 mit den Enden der Verzugsdielen des vor
herigen Abschnitts 4 verzahnend verbunden werden.
In den end- bzw. stirnseitigen Verbindungsbereichen der Verzugs
dielen 3 werden sodann hinter dem Schildschwanz 2 ring- oder
bogenförmige Ausbaubögen 5 eingebaut, die die Verzugsdielen 3 im
Bereich ihrer Verbindungsstellen gegen das Gebirge 6 drücken.
Die Ausbaubögen 5 werden aus Segmenten aufgebaut und können be
liebige Querschnittsformen haben.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bestehen die Ausbaubögen
aus Doppel-T-Trägern. Der Abstand der Ausbaubögen 5 voneinander
kann etwa 1 m betragen.
Die verzahnenden Verbindungen 7 der Enden der Verzugsdielen
können beispielsweise als Steckverbindungen ausgeführt sein.
Falls erforderlich, können nachträglich zwischen den die Verbin
dungsbereiche der Verzugsdielen abstützenden Ausbaubögen weitere
Ausbaubögen 8 nachträglich eingebaut werden.
In dem rechten Teil der Fig. 1 sind Ausbaubögen 9 dargestellt
worden, die aus Gitterträgern mit dreieckigem Profil bestehen.
Bestehen die Ausbaubögen aus aus Segmenten zusammengebauten
bogenförmigen Trägern 10, weisen diese Fußbleche 11 auf, die
gegenüber den Sohlelementen 12, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich
ist, beispielsweise aus Sohltübbingen bestehen können, durch
Spreizelemente gespreizt werden. Der sich durch das Spreizen
ergebende Spalt wird anschließend durch das Einbringen von Ver
gußmaterial 13 geschlossen. Das den Sohltübbing bildende Sohl
element 12 kann beispielsweise aus einem Fertigteilbetonelement
bestehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bestehen die Verzugs
dielen 15 aus runden Hohlprofilen 16 aus Kunststoff, die mit
einem tragenden Schaumkunststoff 17 verfüllt sind. Die Kunst
stoffrohre 16 weisen schalenförmige hohlzylindrische Ein
ziehungen 18 auf, deren Krümmung etwa der Zylinderkrümmung der
Rohre 16 entspricht, so daß die Wandungen der angrenzenden Ver
zugsdielen satt in die hohlzylindrischen Aussparungen 18 ein
greifen können.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist der Ausbaubogen
ein etwa U-förmiges Profil 19 mit spitzwinkelig zueinander ver
laufenden Schenkeln und nach außen hin abgewinkelten End
bereichen der Schenkel auf.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die zylinderschalen
förmigen Einziehungen in ihren mittleren Bereich noch mit Nuten
20 versehen, in die federartige Stege 21 greifen, die längs
Mantellinien verlaufend an den Rohren auf den den Einziehungen
18 gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bestehen die die Verzugs
dielen bildenden Hohlprofile aus Kastenprofilen 22, die mit
einer Leichtstoffüllung auf der Basis von Schaumkunststoffen ver
füllt sind. Die Ausbaubögen bestehen aus Doppel-T-Trägern 23.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 weisen die Kastenprofile
an einer inneren Eckseite winkelige Aussparungen 24 auf, in die
Stegteile 25 der angrenzenden Verzugsdielen greifen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 bestehen die Verzugs
dielen aus Kunststoffhohlprofilen 27, die wiederum mit einem
stützenden Schaumkunststoff 28 ausgeschäumt sind. Die Hohl
profile sind auf einer Seite mit einer konvexen zylinderschalen
förmigen Seite 29 versehen, während die gegenüberliegende Seite
komplementär konkav ausgebildet ist.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, können beispielsweise die kon
kaven Profilseiten mit Nuten 30 versehen sein, in die auf der
konvexen Seite verlaufende federartige Stege 31 eingreifen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 weisen die Ausbaubögen
U-förmiges Profil auf.
Aus den Fig. 9 und 10 sind grundsätzlich den Fig. 7 und 8 ent
sprechende Profile ersichtlich, die jedoch durch längsverlaufen
de Zwischenwandungen 32 zwei verfüllte Kammern aufweisen bzw.
mehrzellig ausgebildet sind.
Aus den Fig. 11 bis 13 sind Verzugsdielen ersichtlich, die aus
oberen und unteren flach U-förmigen Schalen 36, 37 aus Kunststoff
oder Blech bestehen, die an ihren Schenkeln durch im Abstand von
einander angeordnete Laschen 38 miteinander verbunden sind.
Zwischen den Schalen 36, 37 sind Leichtstoffkörper, beispiels
weise Schaumkunststoffkörper 39 mit ausreichender Stützkraft ge
haltert. Als stützender Schaumstoff kommt beispielsweise
Styropor oder Polyurethan in Betracht.
Werden die Verzugsdielen in Richtung der Pfeile B zusammenge
drückt, werden sie von der Höhe h1 auf die Höhe h2 zusammenge
drückt.
Claims (8)
1. Verfahren zum Ausbau von Tunneln o. dgl. mit Verzugsdielen,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Verzugsdielen Hohlprofile aus einem leichten, nicht
verrottendem Material eingebaut werden, die zur Erzeugung
der erforderlichen Festigkeits- und Steifigkeitseigen
schaften mit tragfähigen Leichtstoffen verfüllt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hohlprofile aus Kunststoff oder nicht rostendem Blech be
stehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hohlkastendielen auf einer Längsseite etwa zylinder
schalenförmig gekrümmt und auf der gegenüberliegenden Längs
seite entsprechend komplementär ausgebildet sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hohlkastendielen auf einer Seite mit feder
artigen Vorsprüngen und auf der gegenüberliegenden Seite mit
komplementären Nuten versehen sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hohlkastendielen aus zwei U-förmigen Schalen be
stehen, die zwischen sich im Abstand einen stützenden Schaum
kunststoffkörper einschließen, und daß deren einander zuge
wandten Schenkel durch im Abstand voneinander angeordnete
Stäbe oder Laschen miteinander verbunden sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaumkunststoffkörper zusammendrückbar
ausgebildet sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hohlkastendielen längs verlaufend
auf der Bergseite der Ausbaubögen angeordnet werden und zwar
derart, daß sie im Schwanz einer Schildmaschine mit Ringver
spreizung in Längsrichtung bündig fortlaufend untereinander
verbunden oder gesteckt werden.
8. Verfahren zum Ausbau von Tunneln o. dgl. mit Verzugsdielen,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Verzugsdielen Hohlprofile aus Kunststoff, Stahl oder
Compound-Werkstoffen mit einer Wandstärke eingebaut werden,
die diesen die erforderlichen Festigkeits- und
Steifigkeitseigenschaften verleiht.
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