DE942035C

DE942035C - Process for making tunnels

Info

Publication number: DE942035C
Application number: DEK5408D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Guenther Jauch; Dipl-Ing Alfred Kunz Jun; Nikolaus Meiser; Dipl-Ing Alfred Kunz Sen; Dr-Ing Karl Wiedemann
Original assignee: Alfred Kunz and Co
Current assignee: Alfred Kunz and Co
Priority date: 1942-01-22
Filing date: 1942-01-22
Publication date: 1956-04-26

Description

Verfahren zur Herstellung von Tunneln Bei den bisherigen Tunnelbauverfahren, bei denen die Gewölbekonstruktion gegen das Durchdringen von Wasser mittels einer Außendichtung geschützt wurde, war es trotz Aufwendung großer Kosten nicht immer möglich, dieselbe in einwandfreier Weise herzustellen. Über dem Gewölbe schaffte man einen Hohlraum und klebte auf den Gewölberücken die Außendichtung auf. Den Hohlraum packte man dann mit Steinen aus oder verfüllte ihn mit Magerbeton. Diese Arbeiten mußten alle in sehr beschränktem Raum ausgeführt werden. Infolge der erschwerten Kontrolle, des oftmaligen Umsprießens, bei druckhaftem Gebirge auf das Gewölbe und sogar auf die Dichtung selbst, und der erschwerten Einbringung des Hinterpackungsmaterials wurde nicht immer der Zweck der Dichtung, die Gewölbekonstruktion vor Wasser zu schützen, einwandfrei erreicht. Dies ist selbst an neueren Tunnelbauten feststellbar. Da bisher eine Widerlagerdichtung aus statischen Gründen (passiver Erddruck) mit den bisher zur Verfügung stehenden Dichtungsmitteln nicht ausgeführt werden konnte, begnügte man sich damit, die Dichtung nur auf dem Gewölberücken bis zu den Kämpfern zu führen und das auf den Gewölberückeri zülaufendeWasser mittels,Dränagen hinter den Widerlagern @abzüleiten. Wie bei vielen Tunneln ersichtlich ist, führten diese Maßnahmen aus den verschiedenartigsten Gründen nicht zu dein gewünschten Erfolg. So harn man-. Üm" Laufe der.-Zeit auf den Gedanken, die Dichtung im Innern des Tunnels Hörzunehmen, eine sogenannte Innendichtung herzustellen und diese je nach den Gebirgs-und Wasserverhältnissen nur durch eine die Dichtung haltende Schutzverkleidung zu sichern. Diese Bauweise hat sieh an einigen in den letzten Jahren ausgeführten Tunneln und Stollenbauten bestens bewährt. Jedoch nicht durchführbar ist diese Bau= weise, wenn das Wasser unter großem Druck steht oder gar aggressiv ist, so daß inJetzterem Falle mit der Zerstörung des außerhalb der Dichtung liegenden Tunnels .zu rechnen ist. Im Falle großen Wasserdruckes muß die die- Dichtung haltende Schutzverkleidung der Stärke des-Wasserdruckes angepaßt sein. Im Falle des Vorhandenseins von aggressivem Wasser kann der äußere Tunnel nicht als bleibende Tragkonstruktion in Betracht gezogen werden, sondern nur als Träger der Innendichtung, d. h., der äußere Tunnel muß wohl bis zur Sohle konstruktiv so ausgebildet werden, daß er alle Lasten aufnehmen kann, ist aber trotzdem hauptsächlich nur zur Aufnahme der Innendichtung bestimmt. In seinem Schutz wird der eigentliche Tunnel gebaut, der nach der zu erwartenden Zerstörung des äußeren Tunnels . bestehen bleibt. Namentlich bei großen Tunnelprofilen erfordert die Herstellung. .eines bis zur Sohle geführten äußeren Tunnels einen verhältnismäßig hohen Aufwand an Kosten.Process for the construction of tunnels In the previous tunnel construction processes, in which the vault construction against the penetration of water by means of a If the outer seal was protected, it was not always, despite the great expense involved possible to produce the same in a flawless manner. Above the vault managed a cavity was made and the outer seal was glued to the back of the vault. The cavity it was then unpacked with stones or filled with lean concrete. These works all had to be carried out in a very limited space. As a result of the more difficult Control, of the frequent sprouting, in the case of pressurey mountains on the vault and even on the seal itself, and the difficult introduction of the packing material the purpose of the seal was not always to keep the vault construction from water protect, flawlessly achieved. This can even be seen in newer tunnels. Since previously an abutment seal for static reasons (passive earth pressure) with the previously available sealants could not be used, one contented oneself with the seal only on the back of the vault up to the fighters to lead and that on the Vault recirculation by means of flowing water, drainage derive behind the abutments @. As can be seen in many tunnels, led These measures for a wide variety of reasons do not lead to your desired success. So you ur-. Um "in the course of time on the thought of the seal inside the tunnel Listen to making a so-called inner seal and this depending on the mountain and To secure water conditions only by a protective cover holding the seal. This type of construction can be seen in some of the tunnels and Well proven tunnel structures. However, this construction is not feasible if the water is under great pressure or is even aggressive, so that in the latter case the destruction of the tunnel lying outside the seal is to be expected. In the case of high water pressure, the protective covering that holds the seal must Be adapted to the strength of the water pressure. In the case of the presence of aggressive Water cannot consider the outer tunnel as a permanent supporting structure but only as a carrier of the inner seal, d. that is, the outer tunnel must be be constructed structurally up to the sole so that it can absorb all loads, but is still mainly intended to accommodate the inner seal. In The actual tunnel is built to protect it, after the expected destruction of the outer tunnel. persists. Particularly required for large tunnel profiles the production. .an out to the bottom of an outer tunnel a relatively high expenditure of costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, sich bei der Herstellung von Tunnelabdichtungen die Vorteile zunutze zu machen, die in dem Aufbringen der Tunneldichtung auf die Innenseite einer äußeren Tunnelröhre .begründet sind, ohne jedoch die mit der Ausführung eines vollständigen äußeren Tunnels verursachten Kosten in Kauf zu nehmen.The present invention is based on the idea of Manufacture of tunnel seals to take advantage of the advantages in the application the tunnel seal is based on the inside of an outer tunnel tube, but without those caused by the execution of a complete outer tunnel Costs to be accepted.

Nach der Erfindung besitzt der Tunnel ein äußeres Schutzgewölbe und ein inneres Hauptgewölbe und eine zwischen den beiden Wölbungen angeordnete Dichtung.According to the invention, the tunnel has an outer protective vault and an inner main vault and a seal arranged between the two vaults.

Das äußere Schutzgewölbe wird dabei, wie nach der belgischen Bauweise bekannt, vorübergehend auf den gewachsenen Boden aufgelegt. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht dabei darin,'daß unter dem Auflager des Schutzgewölbes abschnittsweise durch zeitlich aufeinanderfolgende Aushebung nebeneinanderliegender Baugruppen nur ein Dichtungsträger errichtet und lediglich das später zu erstellende Hauptgewölbe auf Fundamente abgestützt wird.The outer protective vault is, as in the Belgian construction known, temporarily placed on the natural ground. The inventive The method consists in 'that under the support of the protective vault in sections by lifting adjacent assemblies only a seal carrier was erected and only the main vault to be created later is supported on foundations.

Dabei kann das Hauptgewölbe in Teilabschnitten vor Aushebung der Fundamentbaugruben erstellt und dann durch die in den Baugruben errichteten Fundamente unterfangen werden.The main vault can be divided into sections before the foundation pits are excavated and then underpinned by the foundations erected in the excavation pits will.

Es ist zwar bereits ein Tunnelbauverfähren bekannt,.wonach es möglich ist, den Dichtungsbelag über den gesamten Querschnitt in einem Arbeitsgang auf der Innenseite eines äußeren Mantels äufzubringen. Dieser äüßere@Märitel ,ist gebildet durch nebeneinanderliegende und dicht abschließende, annähernd horizontal eingetriebene Ansteckdielen, die zunächst einen, Teilquerschnitt des gesamten Bauquerschnitts abschließen und unter denen das eigentliche Gewölbe erstellt wird. Die Ansteckdielen werden nach ihrem Einbringen ausgemauert oder mit ' einem Betonbelag versehen und verbleiben in dem Baugrund. Dieses Verfahren ist im Gebirge oder im Grund mit starkem Schotter nicht anwendbar.A tunneling method is already known, after which it is possible is, the sealing lining over the entire cross-section in one operation on the To be applied to the inside of an outer jacket. This outer @ Märitel is formed through adjacent and tightly closing, almost horizontally driven Lapel boards, which initially have a partial cross-section of the entire building cross-section complete and under which the actual vault is created. The lapel boards are lined after their introduction or provided with a concrete covering and remain in the building site. This procedure is strong in the mountains or in the ground Gravel not applicable.

' Bei der Herstellung von Druckstollen oder Druckschächten ist es auch bekannt, als Dichtungsträger eine Verkleidung des Gebirges zu verwenden. Demgegenüber besteht der wesentliche Unterschied des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die Verkleidung des Gebirges im vorliegenden Falle an Stelle des sonst üblicherweise vorgesehenen Fundamentes des Schutzgewölbes tritt.'In the manufacture of pressure tunnels or pressure shafts, it is also known to use a cladding of the mountains as a seal carrier. In contrast the main difference of the method according to the invention is that the cladding of the mountains in the present case instead of the usual provided foundation of the protective vault occurs.

Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Tunnelbauverfahrens, und zwar zeigt Fig. i seinen Querschnitt durch einen zu erstellenden Tunnel im Stadium der Herstellung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie C-D der Fig. i, Fig. 4 ;einen Schnitt nach Linie E-F der Fig. i, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie C-D' der Fig. i etwas anderer Ausführung.The accompanying drawing illustrates the implementation of the invention Tunnel construction method, namely Fig. I shows its cross section through a to be created Tunnel in the stage of manufacture, FIG. 2 shows a section along line A-B of FIG. i, Fig. 3 a section along the line C-D of Fig. i, Fig. 4; a section along the line E-F of Fig. I, Fig. 5 shows a section along line C-D 'of Fig. I somewhat different embodiment.

Der fertiggestellte Tunnel besteht aus dem äußeren Schutzgewölbe i mit sich an dessen Kämpfern anschließendem Dichtungsträger 2, der von der Fundamentsohle 3 sich über die ganze Innenwandung des Dichtungsträgers 2 und, des äußeren Schutzgewölbes i erstreckenden Dichtung 4 und dem inneren Tunnel 5, 6.The completed tunnel consists of the outer protective vault i with subsequent to its fighters seal carrier 2, from the foundation base 3 extends over the entire inner wall of the seal carrier 2 and, the outer protective vault i extending seal 4 and the inner tunnel 5, 6.

Zunächst wird nur das Schutzgewölbe i über die ganze Länge des planmäßig zu errichtenden Tunnels 5, 6 bis -zu den Auflagern 7 hergestellt. Unter dem Schutzgewölbe i werden nun die Baugruben 8 und 9 ausgehoben. Die Aushebung dieser Baugruben erfolgt in- Abschnitten derart, daß nebeneinanderliegende Abschnitte zeitlich aufeinanderfolgend beiderseits hergestellt werden. Das Schutzgewölbe i, das zunächst nur auf dem gewachsenen Boden. aufgelagert ist, wird im Bereich der Baugruben 8 und 9 seines Auflagers auf dem gewachsenen Boden beraubt, so daß ,es die Abschnitte der zeitlich nacheinander zu errichtenden Baugruben frei überspringt. Zweckmäßig sind deshalb im Bereich der Auflage 7 des Schutzgewölbes i Zuggurte eingelagert, Sind die Baugruben 8 und 9 erstellt, die nicht notwendig das gesamte Auflager des Schutzgewölbes wegnehmen müssen, so wird unter dem Auflager 7 des Schutzgewölbes i der Dichtungsträger 2 .errichtet. Dieser hat ausschließlich die Aufgabe, die Dichtung 4 aufzunehmen und, um eine Absetzung der Dichtung beim Übergang vom Dichtungsträger 2 zum Schutzgewölbe i auszuschließen, stellt die Innenwandung des Dichtungsträgers 2 die absatzlose, tangentiale Fortsetzung der Innenseite des Schutzgewölbes i dar. Da, wie er- 1 wähnt, der Dichtungsträger 2 nur die Aufgabe. der Aufnahme der Dichtung d. hat, so bildet er kein Fundament für das Schutzgewölbe i. Es wäre also nicht möglich, ohne die in der Vorbeschreibung erwähnte Auflagerung des Schutzgewölbes einerseits auf das Hauptgewölbe, andererseits. auf den gewachsenen Boden bei aufeinanderfolgenden Baugruben oder im Falle der Anwendung längerer Baugruben durch die Absteifungen i i dem Schutzgewölbe bei Herstellung der Ausschachtungen das Auflager 7 ganz oder teilweise wegzunehmen, da der Dichtungsträger 2 allein nicht in der Lage ist, das Schutzgewölbe i zu tragen. Nach Erstellung der Dichtungsträger 2, was unten noch näher beschrieben wird, wird in einem Arbeitszug die Dichtung 4., die sich auch über den Boden des Fundamentes erstrecken kann, auf den Dichtungsträger 2 und auch auf das Innere des Schutzgewölbes i aufgebracht. Hieran anschließend erfolgt die' Errichtung des Fundamentes 5 und des Tunnelgewölbes 6 in Beton oder Mauerwerk. Die Ausführung des Gewölbes 6 geschieht jeweils in Teilabschnitten in Länge der Lamellen 17. Ist das geschehen, so wird lieben dem errichteten Tunnelabschnitt 5-6 die nächste Baugrube ausgehoben usw.Initially, only the protective vault i is planned over the entire length of the To be built tunnels 5, 6 to -to the supports 7 made. Under the protective vault The construction pits 8 and 9 are now being excavated. The excavation of these construction pits takes place in sections in such a way that adjacent sections are consecutive in time be made on both sides. The protective vault i, which initially only grew on the Floor. is supported, is in the area of the construction pits 8 and 9 of its support deprived of the natural soil, so that, it the sections of the temporally one after the other freely skips excavation pits to be built. It is therefore useful in the area of Support 7 of the protective vault i tension straps are stored, Are the construction pits 8 and 9 created that do not necessarily take away the entire support of the protective vault must, then under the support 7 of the protective vault i the seal carrier 2 .built. This has the sole task of receiving the seal 4 and, about a deposition of the seal at the transition from the seal carrier 2 to the protective vault i exclude, the inner wall of the seal carrier 2 represents the stepless, tangential continuation of the inside of the protective vault i. Since, as mentioned 1, the seal carrier 2 only the task. the Recording of the seal d. has, it does not form a foundation for the protective vault i. So it wouldn't be possible without the support of the protective vault mentioned in the previous description on the one hand on the main vault, on the other hand. on the grown soil with successive Construction pits or, in the case of using longer construction pits, through the stiffeners i i the protective vault during the production of the excavations the support 7 completely or partially removed, since the seal carrier 2 alone is not able to Wear protective vault i. After creating the seal carrier 2, what is below is described in more detail, the seal 4th, which is also in a work move can extend over the bottom of the foundation, on the seal carrier 2 and also applied to the interior of the protective vault i. This is followed by the ' Erecting the foundation 5 and the tunnel vault 6 in concrete or masonry. the Execution of the vault 6 is done in sections in the length of the slats 17. Once that has happened, the next tunnel section 5-6 will be loved Excavation dug, etc.

Die Baugruben 8 und 9 werden wie üblich verschalt und abgesteift, und zwar in ihrer ganzen Länge. In der Baugrube wird der jeweilige Dichtungsträger 2 zweckmäßig in Stahlbeton hergestellt. Um nun zum Absteifen des jeweils in einer Baugrube zu erstellenden Dichtungsträgers 2 nur an einem Ende Stützen bzw. Steifen 14 zu benötigen, wird der einzelne Dichtungsträger 2, wie aus Fig. 3 und a ersichtlich, in der Weise hergestellt, daß er an seiner einen Kante einen Fortsatz 13 trägt, der den später zu erstellenden Dichtungsträger 2 der nächsten Baugrube übergreift.. Dies ermöglicht die einfache Anbringung der Dichtung d. auf der Innen-:,eite des Dichtungsträgers :2 und den Wegfall einer Abstützung auf die Dichtung :4. Der zuerst zu erstellende Dichtungsträger 22 kann an seinen beiden Längskanten Vorsprünge 13 tragen, um eine Fortetzung der Baugrube an beiden Seiten zu ermöglichen. Die Stützen 14 werden nach Einbringen des Betons für das Fundament 5 entfernt.The construction pits 8 and 9 are boarded and stiffened as usual, in its entire length. The respective seal carrier is in the construction pit 2 expediently made in reinforced concrete. In order now to brace each in a Construction pit to be created seal carrier 2 supports or stiffeners only at one end 14, the individual seal carrier 2, as can be seen from Fig. 3 and a, manufactured in such a way that it carries an extension 13 on its one edge, which overlaps the seal carrier 2 of the next excavation to be created later .. This enables the seal d to be attached easily. on the inside :, side of the Seal carrier: 2 and the omission of a support on the seal: 4. The first The seal carrier 22 to be produced can have projections 13 on its two longitudinal edges to allow the excavation to continue on both sides. The pillars 14 are removed after placing the concrete for the foundation 5.

Liegt gutes Gebirge vor, so braucht der Dichtungsträger 2 nicht, wie in Fig. i linke Seite dargestellt, aus Stahlbeton zu bestehen, er kann dann vielmehr durch eine Verkleidung io (rechte Seite der Fig. i) gebildet sein. Es ist hier auch ersichtlich, daß in diesem Falle, was im übrigen auch für die linke Seite der Fig. i -gilt, das Schutzgewölbe i durch die Baugrube nicht seines ganzen Auflagers beraubt werden muß.If the rock is good, the seal carrier 2 does not need to be shown in Fig. i left side to consist of reinforced concrete, he can then rather be formed by a cladding io (right side of Fig. i). It is here too it can be seen that in this case, which also applies to the left-hand side of Fig. i - it is true that the protective vault i is not deprived of its entire support by the excavation pit must become.

Ein anderes Verfahren zur Ausschachtung der Baugruben in längeren Teilabschnitten besteht darin, das Schutzgewölbe i durch Joche i i möglichst zentrisch auf dem zwischen den Baugruben 8 und 9 verbleibenden Erdkern 12 abzustützen, um auf diese Weise die Auflager des Schutzgewölbes i zu entlasten. In diesem Falle insbesondere wird, wie in der Fig. 5 dargestellt ist, der Dichtungsträger 2 zwischen den Absteifungen 18 zunächst in einzelnen senkrecht oder nahezu senkrecht verlaufenden schwalbenschwanzförmigen Lamellen erstellt, und die nach erfolgtem Umsprießen der Steifen io zwischen den einzelnen Lamellen verbleibenden Lücken werden geschlossen. Auf diesem so erstellten Dichtungsträger 2 kann -nunmehr die Aufbringung der Dichtung q. und die Errichtung des Fundamentes abschnittweise von unten nach oben oder auch in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen. Nach Erstellung der Fundamente 5 wird das Hauptgewölbe 6 .errichtet, und zwar in einzelnen Längenabschnitten nacheinander, wobei nacheinander die Joche i i in gleicher Folge entfernt und durch das Hauptgewölbe 6 ersetzt werden.Another method of excavating the construction pits in longer periods Partial sections consists in keeping the protective vault i as central as possible by means of yokes i i on the remaining between the excavations 8 and 9 earth core 12 to support in this way to relieve the supports of the protective vault i. In this case in particular, as shown in FIG. 5, the seal carrier 2 is between the stiffeners 18 initially in individual vertically or almost vertically dovetail-shaped lamellas created, and after the sprouting of the Stiff gaps remaining between the individual slats are closed. On this seal carrier 2 created in this way, the seal can now be applied q. and the erection of the foundation in sections from bottom to top or else can be done in a single operation. After the foundations 5 have been created, the Main vault 6. Erected, in individual length sections one after the other, one after the other, the yokes i i removed in the same order and through the main vault 6 to be replaced.

Eine besondere Ausführungsform kann darin bestehen, daß vor Aushebung der Baugruben 8,-9 die Kalotte des Hauptgewölbes 6 auf dem gewachsenen Boden errichtet wird. Hauptgewölbe 6 und Schutzgewölbe i werden sodann durch die nachfolgend zu erstellende Baugrube ihres Auflagers beraubt -sie müssen also ebenfalls die Baugrube frei tragend überspannen -, und in der Baugrube wird, wie oben beschrieben, der Dichtungsträger 2 mit Dichtung 4. und daran anschließend das Fundament 5 des bereits errichteten Hauptgewölbes 6 .erstellt.A special embodiment can consist in that the dome of the main vault 6 is erected on the natural ground before the excavation of the construction pits 8, -9. The main vault 6 and protective vault i are then deprived of their support by the excavation pit to be created below - they must therefore also span the excavation in a self-supporting manner - and in the excavation, as described above, the seal carrier 2 with seal 4 and then the foundation 5 of the already built main vault 6.

Bei Anwendung dieser sogenannten belgischen Bauweise wird vor der Errichtung der zunächst auf dem gewachsenen Boden aufgelagerten, in einzelnen größeren Teilabschnitten hergestellten Kalotte des Hauptgewölbes 6 der Dichtungsträger q. auf die Länge dieser Teilabschnitte eingebaut und das Hauptgewölbe 6 in gleicher Weise wie zuvor durch Joche i i auf den Erdkern 12 abgestützt. Hieran anschließend erfolgt in gleicher Weise wie zuvor in größeren Teilabschnitten die Ausschachtung der Baugruben mit nachfolgender Errichtung des Dichtungsträgers 2, der Dichtung d. und des Fundamentes 5 unter das bereits erstellte Hauptgewölbe 6 (Kalotte).When using this so-called Belgian construction method, before the Construction of the initially superimposed on the natural soil, in individual larger ones Sub-sections produced dome of the main vault 6 of the seal carrier q. built on the length of these sections and the main vault 6 in the same As before, supported by yokes i i on the earth's core 12. After that excavation is carried out in the same way as before in larger sections the construction pits with subsequent construction of the seal carrier 2, the seal d. and the foundation 5 under the main vault 6 (dome) that has already been created.

Anschließend wird der Erdkern 12 bis zur vorgesehenen Tunnelsohle 15 entfernt.Then the earth's core 12 is up to the intended tunnel floor 15 away.

Ist der Tunnel erstellt, so ruht das Schutzgewölbe i auf dem Hauptgewölbe 6, es bedarf also keiner Widerlager, die keineswegs durch die Dichtungsträger 2 gebildet sind. Es ist also, mit anderen Worten zu sagen, keinesfalls ein äußeres, bis zur Fundamentsohle sich erstreckendes Hilfsgewölbe hergestellt worden.Once the tunnel has been created, the protective vault i rests on the main vault 6, so there is no need for an abutment that is in no way supported by the seal carrier 2 are formed. In other words, it is by no means an external one, An auxiliary vault extending to the base of the foundation was made.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method of making tunnels with a outer protective vault, an inner main vault and one between the two Vaults arranged seal, in which the outer protective vault is temporarily open the grown soil is supported, characterized in that under the support of the protective vault in sections by successive excavation of adjacent ones Construction pits only built a seal carrier (2, io) and only that later too -Creating main vault (6) is supported on foundations (5). a. Method according to claim 1, characterized in that the main vault is divided into sections created prior to excavation of the foundation pits and then through those in the construction pits erected foundations (5) is undertaken. Attached publications: D r.-Ing. Karl W i e d e m an n »Newer application of underpinning construction in tunnels and Stollenbau ”, Berlin 1940, published by Wilhelm Ernst and Son, pp. 11 to 13.