DE4329333C2 - Verfahren zum vorläufigen Ausbau eines gewölbeartig aufgefahrenen Tunnels oder Stollens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vorläufigen Ausbau eines Tunnel oder Stol­ lens mit bogenförmigem Querschnitt nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch Bohren und Sprengen, Tunnelbohrmaschinen oder in sonstiger Weise aufge­ fahrene Tunnel, Stollen oder Kavernen werden üblicherweise mit einem vorläufigen Ausbau versehen, bevor diese mit einer schützenden und/oder stützenden Innen­ schale aus Beton ausgekleidet werden, in der dann beispielsweise Fahrbahnen oder Schienenstränge verlegt werden. Ein derartiger vorläufiger Ausbau erfolgt meist durch das Aufbringen von Spritzbeton. Spritzbeton-Auskleidungen haben jedoch Nachteile, die insbesondere darin liegen, daß ein großer Teil des aufgespritzten Be­ ton herabfällt und als Abfall beseitigt werden muß, daß eine starke, das Arbeiten beeinträchtigende Staubentwicklung erfolgt und daß Zusatzmittel verwendet, die für die Arbeiter gesundheitsschädlich sind.

Aus der DE 36 01 587 A1 ist ein Verfahren bekannt, nach dem der Ausbau eines gewölbeartig aufgefahrenen Tunnels oder Stollens durch dicht ineinanderliegende, gewölbeartig gekrümmte und mit Mörtel verfüllte Schläuche erfolgt. Bei diesem Ver­ fahren ergibt sich allerdings die Schwierigkeit, wie die Schläuche vor ihrer Verfüllung mit Mörtel zu befestigen und zu haltern sind, damit sich der gewünschte aus dicht aneinanderliegenden und mit Mörtel verfüllten Schläuchen bestehende Ausbau er­ gibt. So werden die einzelnen Schläuche in der Regel gruppenweise über Scha­ lungshilfsvorrichtungen an das Gebirge angedrückt und in dieser Position gehalten, bis der Baustoff entsprechend ausgehärtet ist. Die einzelnen Schläuche lassen sich also nur über besondere Schalungshilfsvorrichtungen einbringen, was das bekannte Verfahren außerordentlich kompliziert und aufwendig gestaltet.

Aus der DE 40 37 074 A1 ist ein Verfahren zum Ausbau eines Tunnels bekannt, bei dem ein endlos ausgebildeter Gewebeschlauch, der im Abstand mit Füllventilen ver­ sehen ist, von einer Reservetrommel kontinuierlich abgezogen und über einen um eine Drehachse drehenden Auslegearm am Gebirge spiralförmig entlangführt und gleichzeitig mit Baustoff unter hohem Druck gefüllt und damit gegen das Gebirge verspannt wird. Dieser Tunnelausbau erfordert eine aufwendige maschinelle Einrich­ tung, die aus einem der Vortriebsmaschine zugeordneten Auslegearm besteht, der endseitig ein Führungsteil für den endlosen Gewebeschlauch aufweist.

Aus der DE 33 36 153 A1 ist es weiterhin bekannt, mit aufblasbaren Kissen einen Baukörper zur Herstellung eines kraftschlüssigen Kontakts zwischen Ausbau und Gebirge zu schaffen, der einerseits eine sofortige Anpassung an den Hohlraum und zum anderen eine ausreichende Entwässerung des zum Verfüllen eingebrachten Baustoffgemisches ermöglicht. Als alternative Möglichkeit ist es vorgesehen, die Druckluft des aufblasbaren Kissens gegen ein Betongemisch, beispielsweise Beton auszutauschen, wobei durch die Verwendung mindestens eines Überdruckventils die durch die Innenhaut im Kissen gehaltene Druckluft gleichmäßig und vollständig dem in den Baukörper eingefüllten Baustoffgemisch weichen kann. Durch Anordnung ei­ nes Überdruckventils wird damit der Luftdruck in dem Kissen bei dem Füllen mit ei­ nem Mörtel aufrecht erhalten.

Gegenüber diesen vorbekannten Verfahren liegt dem Anmeldungsgegenstand die Aufgabe zugrunde, die den vorläufigen Ausbau bildenden, dicht aneinanderliegen­ den, gewölbeartig gekrümmten und mit Mörtel verfüllten Schläuche einfach und ohne aufwendige Hilfsmittel einbringen zu können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jeder eingebrachte Schlauch zunächst aufgebla­ sen, so daß er vor dem Verfüllen mit Mörtel bereits eine seiner späteren Form ent­ sprechende Gestalt annimmt. Dieser mit Druckluft aufgeblasene Schlauch trägt be­ reits selbst und kann einen benachbarten Schlauch, der zuvor auch aufgeblasen worden ist, halten und stützen, bis er mit Mörtel verfüllt worden ist und dadurch sei­ ner Ausbau- und Stützfunktion gerecht werden kann.

Ist bereits ein benachbarter Stützbogen oder ein benachbarter mit Mörtel verfüllter gewölbeartig gekrümmter Schlauch vorhanden, wird der nächste einzubringende Schlauch dennoch aufgeblasen, damit er im aufgeblasenen Zustand die gewünsch­ te, der Stützfunktion gerecht werdende Form annimmt. Ist sodann der zunächst nur provisorisch aufgeblasene Schlauch an dem benachbarten Stützbogen oder bereits mit ausgehärtetem Mörtel verfüllten Schlauch befestigt, kann auch dieser entlüftet und mit Mörtel verfüllt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich somit dadurch aus, daß es in einfa­ cher Weise ohne besondere Stütz- und Schalungsvorrichtungen und ohne besondere maschinelle Ausrüstung durchgeführt werden kann.

In einfachster Form läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren durch zwei seitlich miteinander verbundene Schläuche ausführen, von denen nur einer aufgeblasen wird, um die erforderliche Stützkraft zu erzeugen, und sodann der andere mit Mörtel verfüllt wird. Sobald der Mörtel ausgehärtet ist, läßt sich dann der zunächst nur zum Aufbringen der Stützkraft mit Druckluft gefüllte Schlauch entlüften und ebenfalls mit Mörtel verfüllen. Die Mörtelfüllung kann dabei aufsteigend in den Schlauch einge­ bracht werden, der dann mit einer geeigneten Entlüftung zu versehen ist.

Aus aufgeblasenen Schläuchen bestehende Stützprofile für Tunnel, die jedoch nur der Halterung von abdichtenden Folienbahnen oder Folienplanen dienen, sind aus der DE 41 01 633 A1 bekannt. Auch diese bekannten Stützschläuche können nach dem Betonieren der inneren Tunnelschale mit Mörtel oder einem Füllmittel verpreßt werden, um die durch die Schläuche gebildeten Hohlräume zu verfüllen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum vorläufigen Ausbau von Tunneln durch an­ einanderliegende Schläuche, von denen mindestens einer zum Aufbringen der Stützkraft mit Druckluft gefüllt ist, während der andere mit Mörtel verfüllt wird, läßt sich in mannig­ facher Weise variieren.

Zweckmäßigerweise wird der bergseitige Zwickelraum zwischen zwei mit längs verlaufenden Verankerungsprofilen versehenen Schläu­ chen, die jeweils mit Mörtel und/oder Druckluft gefüllt sind, mit Mörtel verfüllt. Die mit Mörtel verfüllten Zwickelräume bil­ den sodann Stützbögen, mit denen die Schläuche durch ihre Veran­ kerungsprofile verbunden sind.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß aufeinanderfolgend an einen mit Mörtel verfüllten Schlauch zwei mit Druckluft gefüllte Schläuche angeschlossen, sodann die Zwickelräume mit Mörtel verfüllt, dann der vorletzte Schlauch entlüftet und mit Mörtel verfüllt, dann ein weiterer mit Druckluft gefüllter Schlauch angeschlossen, der dadurch gebildete Zwickelraum mit Mörtel verfüllt, sodann der vorletzte Schlauch entlüftet und mit Mörtel verfüllt und anschließend durch Anschluß weiterer Schläuche entsprechend fortgefahren wird.

Die Schläuche können in ihren aneinanderliegenden Bereichen mit­ einander verbunden werden, beispielsweise durch Klettverschlüsse oder Klebverbindungen.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß seitlich oder luftmatratzenähnlich miteinander verbundene Grup­ pen von drei Schläuchen aufgeblasen und die Zwickelräume mit Mör­ tel verfüllt werden, daß anschließend der mittlere Schlauch ent­ lüftet und mit Mörtel verfüllt wird, und daß nach dem Aushärten die seitlichen Schläuche entlüftet und mit Mörtel verfüllt wer­ den. Sollte der mittlere, mit Druckluft gefüllte Schlauch der Gruppe eine ausreichende Tragkraft besitzen, können zunächst auch die seitlichen Schläuche entlüftet und mit Mörtel verfüllt werden, bevor der mittlere Schlauch entlüftet und mit Mörtel ver­ füllt wird. Es können auch seitlich miteinander verbundene oder luftmatratzenähnlich verbundene Gruppen von mehr als drei Schläu­ chen aufgeblasen und zunächst jeweils nicht aufeinanderfolgende Schläuche der Gruppe entlüftet und mit Mörtel verfüllt und nach dessen Aushärten die verbleibenden Schläuche entlüftet und mit Mörtel verfüllt werden. Sollten einzelne Schläuche bereits eine ausreichende Tragkraft aufbringen, können dazwischen liegende Schläuche sogleich mit Mörtel verfüllt werden. Auch bei den zu Gruppen verbundenen Schläuchen weisen diese zweckmäßigerweise an ihren bergseitigen Seiten längs verlaufende Verankerungsprofile auf, um diese fest mit den die Zwickelräume ausfüllenden Mörtel­ bögen zu verbinden.

Schließlich können auch luftmatratzenähnlich verbundene Gruppen von drei oder mehreren Schläuchen mit rechteckigem oder quadrati­ schem Querschnitt aufgeblasen und die Schläuche im Wechsel ent­ lüftet und mit Mörtel verfüllt werden. Derartige Gruppen von Schläuchen bilden keine Zwickelräume, so daß die Schläuche keine Verankerungsprofile aufzuweisen brauchen und das Hinterfüllen der Schläuche mit Mörtel entfällt.

Die Stoßstelle zwischen den Gruppen von Schläuchen kann bei­ spielsweise zur Entwässerung offengelassen oder aber durch Deck­ streifen verschlossen werden.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird zwischen Schlauchgruppen ein Ausbaubogen aus Stahl eingebracht, der bogen­ förmige Spalt durch eine Folie o. dgl. verschlossen und der Spalt mit Mörtel verfüllt.

Soweit Schläuche sogleich mit Mörtel verfüllt werden, können deren Mäntel aus porösem Material bestehen.

Nachdem der beschriebene, aus aneinanderliegenden Mörtelringen gebildete, vorläufige Ausbau in den Tunnel o. dgl. eingebracht worden ist, kann der endgültige, aus einer Betonschale bestehen­ de Tunnelausbau eingebaut werden. Vor dem endgültigen Ausbau kön­ nen an den den vorläufigen Ausbau bildenden Mörtelringen dichten­ de Folien angebracht werden. Auf derartige Folien kann verzich­ tet werden, wenn die Schläuche selbst eine ausreichende Abdich­ tung bewirken.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen aus einzelnen, aufeinan­ derfolgend eingebrachten Schläuchen bestehenden, vorläu­ figen Tunnelausbau,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen vorläufigen Tunnelausbau, der durch jeweils drei zu einer Gruppe verbundenen Schläuchen gebildet ist,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen vorläufigen Tunnelausbau, der durch luftmatratzenähnlich miteinander verbundene Schläuche gebildet ist,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen vorläufigen Tunnelausbau, der durch jeweils drei miteinander verbundene Schläuche mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt gebildet ist, und

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen der Fig. 4 entsprechen­ den, vorläufigen Tunnelausbau, bei dem in den Spalt zwischen den Schlauchgruppen ein Ausbaubogen einge­ bracht und anschließend mit Mörtel verfüllt ist.

Der aus Fig. 1 ersichtliche, vorläufige Tunnelausbau besteht aus dicht aneinander und an der Tunnellaibung 1 anliegenden und mit Mörtel 2 verfüllten Schläuchen 3. Die Zwickelräume 4 zwischen den Schläuchen 3 sind mit Mörtel verfüllt und bilden dadurch Stützbögen. Die Schläuche 3 weisen auf ihren der Tunnellaibung 1 zugewandten Seiten längs verlaufende Verankerungsprofile 5 auf, die ein T-förmiges Profil aufweisen können. Die einzelnen Schläu­ che 3 sind seitlich miteinander, beispielsweise durch Klettver­ bindungen 6, verbunden.

Der vorläufige Ausbau nach Fig. 1 wird in folgender Weise in einen aufgefahrenen Tunnel eingebracht:

Die Schläuche I, II und III sind bereits in vorausgegangenen Arbeitsschritten aufgeblasen, entlüftet und mit Mörtel 2 ver­ füllt worden, wobei auch Zwickelräume 4 mit Mörtel verfüllt wor­ den sind. Sodann wird ein neuer Schlauch IV eingebracht, aufge­ blasen und durch die Klettverbindung 6 an den Schlauch III ange­ schlossen. Der Zwickelraum 4 zwischen den Schläuchen III und IV wird mit Mörtel verfüllt.

Anschließend wird der Schlauch V mit Druckluft aufgeblasen und zur Verbindung mit dem Schlauch IV an diesen herangeschoben. Sodann wird der Zwickelraum 4 zwischen den Schläuchen IV und V mit Mörtel verfüllt. Der Schlauch IV wird sodann entlüftet und mit Mörtel verfüllt. Im nächsten Schritt wird der Schlauch VI mit Druckluft aufgeblasen und zur Verbindung mit dem Schlauch V an diesen herangeschoben. Nachfolgend wird der Zwickelraum IV zwischen den Schläuchen V und VI mit Mörtel verfüllt. Sodann wird der Schlauch V entlüftet und mit Mörtel verfüllt. In ent­ sprechender Weise wird der Ausbau durch aufeinander folgendes Ein­ bringen von Schläuchen fortgesetzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden drei bereits bei ihrer Herstellung zu einer Dreiergruppe verbundene Schläuche an die Tunnellaibung angebracht. Die drei Schläuche jeder Gruppe 7 werden mit Druckluft aufgeblasen, so daß sie sich an die Tunnel­ laibung 1 anlegen. Die Zwickelräume 4 zwischen den einzelnen Schläuche jeder Gruppe werden nach dem Aufblasen mit Mörtel ver­ füllt. Nach dem Erstarren des in die Zwickelräume eingebrachten Mörtels wird der mittlere Schlauch der Gruppe entlüftet und mit Mörtel verfüllt. Nach dem Erstarren des Mörtels werden die beiden seitlichen Schläuche entlüftet und ebenfalls mit Mörtel verfüllt. Anschließend wird die nächste Dreiergruppe 7 aufgebla­ sen und durch die Verbindung 8 mit der vorhergehenden Gruppe ver­ bunden. Sodann werden die Zwickelräume zwischen der neuen Schlauchgruppe und zwischen dieser und der vorhergehenden Schlauchgruppe mit Mörtel verfüllt und die Schläuche in entspre­ chender Weise ebenfalls mit Mörtel verfüllt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 werden Gruppen von jeweils drei Schläuchen eingebracht, die luftmatratzenähnlich mit­ einander verbunden sind. Die Art des Aufblasens, Entlüftens und Verfüllens der Schläuche und der Zwickelräume erfolgt in glei­ cher Weise wie nach dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 werden jeweils drei Schläuche mit etwa rechteckigem oder quadratischem Profil, die luftmatratzenähnlich miteinander verbunden sind, eingebracht. Das Aufblasen und Verfüllen der Schläuche erfolgt in entsprechender Weise wie nach den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3. Da die Schlauchgruppen 10 sich flächig an die Tunnellaibung 1 anle­ gen, verbleiben keine zu verfüllenden Zwickelräume. Die Stoßstel­ le 11 zwischen den Schlauchgruppen 10 kann zum Zwecke der Entwäs­ serung offengelassen oder aber durch einen Deckstreifen 12 ver­ schlossen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist in den vergrößerten Spalt zwischen zwei Schlauchgruppen 10 ein üblicher, aus Gitter­ stäben bestehender Ausbaubogen 14 eingebracht worden. Der Spalt zwischen den Schlauchgruppen 10 wird dann durch einen dichtenden Streifen 15 verschlossen, und der Spaltraum wird mit Mörtel ver­ füllt. Die Verfüllung kann gleichzeitig mit dem fortlaufenden Aufbringen des dichtenden Streifens erfolgen. Der Streifen 15 kann durch Klett- oder Druckknopf-Verschlüsse oder in sonstiger Weise befestigt werden.

Die Schläuche werden zweckmäßigerweise etwa hufeisenförmig einge­ bracht. Sie sind an ihren unteren Enden mit Ventilen und/oder Einfüllstutzen zum Einblasen der Druckluft und des Mörtels verse­ hen. Um die unteren Schlauchenden in günstiger Weise abstützen und einbauen zu können, wird zweckmäßigerweise ein Sohlprofil eingebracht, das vorzugsweise trapezförmig ausgebildet ist. Auf den Schrägseiten des Trapezprofils können sich dann Schlauchen­ den abstützen.

Claims (11)

1. Verfahren zum vorläufigen Ausbau eines Tunnels oder Stollens mit bogenför­ migem Querschnitt, bei dem dicht aneinanderliegende, der Bogenform entspre­ chend gekrümmte Schläuche eingebracht und mit Mörtel oder einer anderen aushärtbaren Masse gefüllt werden, wobei die Schläuche an den benachbarten Schläuchen gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schläuche aufeinanderfolgend getrennt oder in Gruppen eingebracht und mit Druckluft aufgeblasen werden,
daß jeder Schlauch vor dem Befüllen mit Mörtel entlüftet wird
und daß jeweils der mit Mörtel zu befüllende Schlauch zumindest durch die beidseitig anliegenden, die erforderliche Stützkraft aufbringenden, mit Mörtel oder Druckluft befüllten Schläuche abgestützt wird oder die Stützkraft für das Befüllen der angrenzenden Schläuche mit Mörtel vom bereits mit Mörtel befüll­ ten Schlauch aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bergseitige Wickelraum zwischen zwei mit längs verlaufenden Verankerungsprofilen verse­ henen Schläuchen, die jeweils mit Mörtel- oder Druckluft gefüllt sind, mit Mörtel verfüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinander­ folgend an einem mit Mörtel verfüllten Schlauch zwei mit Druckluft gefüllte Schläuche angeschlossen, sodann die Zwickelräume mit Mörtel verfüllt, dann der vorletzte Schlauch entlüftet und mit Mörtel verfüllt, dann ein weiterer mit Druckluft gefüllter Schlauch angeschlossen, der dadurch gebildete Zwickelraum mit Mörtel verfüllt, sodann der vorletzte Schlauch entlüftet und mit Mörtel verfüllt und anschließend durch Anschluß weiterer Schläuche entsprechend fortgefah­ ren wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche an ihren aneinanderliegenden Bereichen miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Klettverschlüsse oder Klebeverbindungen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich oder luftma­ tratzenähnlich miteinander verbundene Gruppen von drei Schläuchen aufge­ blasen und die Zwickelräume mit Mörtel verfüllt werden, daß anschließend der mittlere Schlauch entlüftet und mit Mörtel verfüllt wird und daß nach dem Aus­ härten die seitlichen Schläuche entlüftet und mit Mörtel verfüllt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich oder luftmatratzenähnlich miteinander verbundene Gruppen von mehr als drei Schläuchen aufgeblasen und zunächst jeweils nicht aufeinanderfolgende Schläuche der Gruppe entlüftet, mit Mörtel verfüllt und nach dessen Aushärten die verbleibenden Schläuche entlüftet und mit Mörtel verfüllt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß luftmatratzenähnlich miteinander verbundene Gruppen von drei oder mehreren Schläuchen mit rechteckigen oder quadratischen Querschnitten aufgeblasen und die Schläuche im Wechsel entlüftet und mit Mörtel verfüllt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen zwi­ schen den Gruppen von Schläuchen offengelassen oder durch Deckstreifen verschlossen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Schlauchgruppen ein Ausbaubogen eingebracht, der bogenförmige Spalt durch eine Folie o. dgl. verschlossen und der Spalt mit Mörtel verfüllt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nur jeder zweite Schlauch einer Schlauchgruppe mit Druckluft gefüllt und die angrenzenden oder dazwischenliegenden Schläuche mit Mörtel verfüllt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Mörtel zu befüllenden Schläuche aus porösem Material bestehen.