EP0336331B1 - Anlage zur Betonverteilung insbesondere für den Tunnel- und Stollenbau - Google Patents

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EP0336331B1
EP0336331B1 EP89105801A EP89105801A EP0336331B1 EP 0336331 B1 EP0336331 B1 EP 0336331B1 EP 89105801 A EP89105801 A EP 89105801A EP 89105801 A EP89105801 A EP 89105801A EP 0336331 B1 EP0336331 B1 EP 0336331B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
distribution line
shuttering
concrete
distribution
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP89105801A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0336331A1 (de
Inventor
Rudolf Dipl.-Ing. Riker (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stetter GmbH
Original Assignee
Stetter GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Stetter GmbH filed Critical Stetter GmbH
Priority to AT89105801T priority Critical patent/ATE68848T1/de
Publication of EP0336331A1 publication Critical patent/EP0336331A1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04Lining with building materials
    • E21D11/10Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/105Transport or application of concrete specially adapted for the lining of tunnels or galleries ; Backfilling the space between main building element and the surrounding rock, e.g. with concrete
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0472Details of connection of the hose to the formwork, e.g. inlets

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for distributing concrete, in particular for tunnel and gallery construction.
  • a number of branch lines are connected to a delivery line coming from a concrete pump via a distribution line, which lead into the formwork space at the end.
  • the branch lines first run outward in the radial direction in the tunnel and are then angled in the axial direction.
  • Each branch line can be opened and closed using a shut-off valve. After filling a formwork room, the concrete comes to rest in the respective branch line and there is a risk of setting, especially if no setting retarders are used for the concrete mixture. Even in the event of malfunctions, to prevent the concrete from setting in the distribution line and in branch lines, the entire line system must be disassembled, the concrete poured out and the pipes rinsed out.
  • the object of the invention is to provide a system with which it is possible at any time to keep the distribution line including the branch lines free of setting concrete without having to dismantle the distribution line and / or the branch lines.
  • the drain line is preferably permanently connected to a concrete ejection device known per se via a shut-off valve. If there is a malfunction, which can have many causes, especially in tunnel construction, the delivery line is e.g. connected to the collecting container by means of a two-way slide valve and, after opening the shut-off valve in the emptying line, a cleaning plug or cleaning ball is pressed into the line system by means of pressurized water, whereby the concrete column is pushed out of the distribution line and the subsequent part of the delivery line. All branch lines are filled with the plugs so that the line system can be completely cleared of concrete.
  • the concrete column can also be sucked out by switching the concrete pump to suction mode, but the cleaning plug or cleaning ball must always be used to remove any concrete residues.
  • the invention enables conventional concrete without To use setting retarders, which previously seemed impossible, and even setting accelerators can be used, since the distribution system can be emptied when a concrete ring has been completed and there is necessarily a pause in concreting during the subsequent relocation of an inner formwork ring.
  • the invention makes it possible to design the sealing plug in each branch line in such a way that, in its open position, it blocks the outgoing part of the distribution line, so that there is no concrete in the distribution line downstream of the respective branch. If all branches are operated one after the other, the concrete flow does not come to a standstill anywhere in the system, which is very advantageous for fast-setting concrete.
  • the method according to the invention comprises the measures according to claim 14.
  • the invention enables fully automatic operation, which also includes the emptying process.
  • the downtime of the concrete pump is continuously measured automatically and compared with a time limit set for the concrete quality, and when this limit value is reached the emptying process is automatically initiated while the concrete pump remains stopped. It is important that the emptying of the system can be effected at any concreting stage, so that the invention creates a high degree of safety, particularly when concreting tunnel tubes.
  • the distribution system according to FIG. 1 comprises a concrete mixing container 10, a double-acting concrete pump 12, the usual switch valve 14, a delivery line 16 with schematic Illustrated telescopic pipe extension 18 and an annular distribution line 30, which is arranged in a transverse plane of a tunnel and thus essentially at right angles to the longitudinal extent of the delivery line 16 and has a number of branching points 32 arranged at circumferential intervals and which is connected to the delivery line 16 via a pipe loop 39, 40 connected.
  • the distribution line 30 lies on a diameter which is larger than the diameter of an inner ring formwork 22 and runs closely adjacent to an end formwork 24 which closes a formwork space between an outer ring formwork 20 and the inner ring formwork 22 to the front.
  • the distribution line 30 thus lies in the annular gap 42 between the outer and inner ring formwork and, thanks to the close proximity to the end formwork 24, short, straight branch lines 34 at each branch point 32, which penetrate the end formwork 24, are sufficient.
  • the delivery line 16 is extended in the interior of the tunnel beyond the level of the front formwork 24.
  • a pipe bend 39 extends around the front edge of a pressure ring 76 and a subsequent connecting pipe 40 bridges the width of an inner formwork segment including the width of the pressure ring, as can be seen in particular from FIG. 2 results. This pipe loop is necessary in order to be able to assemble the next inner formwork ring 22.
  • a shut-off device 36 is provided with which the branch line 34 can be shut off.
  • the distribution line 30 extends along a circumferential angle of more than 270 ° and at its end is connected via a pipe loop 44, 46, which corresponds to the pipe loop 39, 40 and serves the same purpose, an emptying line 48 which extends parallel to the delivery line 16 and runs back into the tunnel.
  • the drain line 48 is connected via a valve 50 to a concrete pushing device 52, which is a holding device 54 for a Has cleaning plug 55.
  • a pressurized water pump 56 is connected to the holding device 54.
  • a circulation line 58 branches off from the drain line 48 and can be shut off by a valve 51 and leads back into the mixing container 10.
  • the shut-off valve 36 has three quick couplings 38, by means of which it is connected to the incoming part 30a of the distribution line 30, the outgoing part 30b and the short straight branch line 34.
  • a plug 66 in the form of a piston is slidably mounted, which has a curved front surface 70, which for a constant transition of the concrete flow from the incoming part 30a of the distribution line 30 with deflection by 90 ° in the branch line 34 provides.
  • This curved end face 70 of the sealing plug 66 also ensures that the sealing plug 66 is longer in the area of the outgoing part 30b of the distribution line 30 and thus in the area shown in FIG.
  • the sealing plug 66 is connected at the rear to a drive cylinder 69, which moves it forward into a closed position in which the sealing plug 66 comes out of the branch line 34 penetrates into the formwork space beyond its mouth 68 and thereby completely fills the branch line 34.
  • the plug 66 has a transverse channel 74 which, in the closed position of the plug 66, connects the incoming part 30a to the outgoing part 30b of the distribution line 30.
  • the ring line 30 is fastened on both sides of each shut-off device 36 to the front formwork 24 by means of holders 25.
  • the distribution line 30 is then filled with concrete, since all the shut-off elements 36 located in between are in the open position.
  • the other shut-off elements 36 can now be opened one after the other in any order in order to complete a concrete ring 26.
  • the front formwork 24 which is connected to the outer formwork 20, moves.
  • the front formwork 24 is partly pushed by the pressure of the pressed-in concrete and partly pulled by a cylinder 28 which is fastened to a frame 29 of the driving head.
  • the front formwork 24 has arrived at the front end of an inner formwork ring 22, the concrete ring 26 is finished (FIG. 3).
  • the pressure ring 76 is pulled forward by means of cylinder 78 and a new inner formwork ring 22 is mounted (FIG. 4) which is then pressed against the inner formwork by means of the pressure ring 76.
  • the concreting process then continues in order to produce a new concrete ring in the area of the annular gap 42.
  • valve 51 can first be opened in order to keep the concrete in motion throughout the pipeline system by the concrete pump 12 running slowly.
  • the plugs 66 are all in their closed positions.
  • the concrete pump 12 is switched off, a slide 80 in the delivery line is closed and a slide 81 in an outlet line connected to the delivery line is opened, after which the pressurized water pump 56 is started, which removes the cleaning plug 55 inserted into the holding device 54 through the emptying line 48, the annular distribution line 30 and the part of the delivery line 16 lying in front of the slide 80, the concrete located in this line system being pushed out in a collecting container 82. Since the cross-sections of all the lines 16, 30, 48 including the valve passages differ only slightly from one another at most, the elastically designed cleaning plug 55 ensures almost complete emptying of the line system, the pressurized water flushing out any concrete residues.
  • FIG. 7 to 12 a modification of the distribution system is shown, which differs from the one described above only in that the distribution line 130 does not run directly adjacent to the plane A of the face formwork 24 but at a distance therefrom in a plane B, so that the distribution line 130 in front of the pressure ring 76 runs.
  • the distribution line 130 is interrupted for each branch point 32.
  • the two interruption ends are connected to one another by means of a pipe loop 84 which extends into the annular gap 42 between the two ring formworks 20, 22 approximately parallel to the tunnel axis up to near the end formwork 24 and in whose apex the shut-off device 36 is arranged.
  • a pipe loop 84 which extends into the annular gap 42 between the two ring formworks 20, 22 approximately parallel to the tunnel axis up to near the end formwork 24 and in whose apex the shut-off device 36 is arranged.
  • each pipe loop consists of two parallel pipes 84, which extend in the longitudinal direction of the tunnel, and two pipe bends 86, which are connected to the housing of the shut-off device 36 by means of the quick couplings 38.
  • the distribution system according to FIG. 13 to 18 consists of a distribution line 30, which has no axial pipe loops, because it is arranged in front of the pressure ring 76 and attached to it.
  • the two lower ends of the distribution line 30 are connected to one another by a connecting tube, so that there is a circumferentially closed ring line, at the ends of which a shut-off device 90 and 91 is provided.
  • Another shut-off element 93 closes the end of the drain line 48.
  • the displacement axis 162 (FIG. 18) of the sealing plug 166 does not cross the ring axis of the distribution line 30 here, but is offset radially outward by an amount that is equal to the sum of the radii of the branch line 34 and the distribution line 30.
  • the inner circumferences of both lines touch each other.
  • the pipe section 160 for receiving the sealing plug 166 has an opening 92 through which the branch line 34 communicates with the distribution line 30.
  • the closure piece 166 has no through-channel corresponding to the channel 74 in the above-described embodiments.
  • the shut-off device 36 has a flat slide 88 which is displaceable in a slot 94 in the valve housing and is actuated by a drive cylinder 96.
  • the plane of displacement of the flat slide 88 almost touches the pipe section 160, forms with a radial plane passing through the axis 162 of this pipe section 160
  • Distribution line 30 an angle of about 30 ° and closes the outgoing part of the distribution line 30 in its closed position.
  • the flat slide valves 88 are preferably located in both ring halves of the distribution line 30 above the respective branches 32 because the distribution system according to FIG. 13 to 18 allows concrete to be fed from below into both halves of the distribution line 30 without having to fill the remaining part of the distribution line 30 with concrete.
  • the valves 90, 91 are opened in order to operate the branch line 34 at the bottom right.
  • the flat slide 88 are in the closed position. It is then possible to switch to the next higher branch line 34 by closing the valves 90, 91 and opening the flat slide 88 of the valve arranged at the bottom left. After a formwork space is filled with concrete (FIG.
  • the pressure ring 76 with the distribution line 30 and face formwork 24 is pulled forward by one formwork width by actuation of the cylinder 78, and since in this embodiment a segmental formwork is used, a new ring made of segment segments 98 is installed and pressed against the remaining tubbing formwork by means of the pressure ring 76 (FIG. 15).
  • the cylinder 28 is actuated, which, like the cylinder 78, is supported on a trailing part 100 of the cutting machine in order to advance the outer formwork 20 by a segment width.
  • the concrete is then poured into the formwork space 27 as described. The result is shown in FIG. 16.
  • the two valves 90, 91 are closed and the valve 93 is opened after the valve 80 in the delivery line 16 has been closed and the valve 81 in the outlet pipe has been opened. Then, after the pressure water pump 56 has started, the cleaning ball 55 can be pressed through the entire line system in the manner already described, in order to insert the concrete column into the Slide out container 82. It is understood that the plugs 166 are in the closed position and the flat slide 88 are in the open position during the emptying of the system. The connecting line between the two valves 90, 91 can also subsequently be flushed when the two flat slides 88 of the two lowest shut-off elements 136 are closed.
  • FIGS. 19 and 20 illustrate an annular distribution line 30 with shut-off device 36.
  • the distribution line 30 lies within an inner ring formwork 22 and the branch lines 34 extend in the same radial plane in which the distribution line 30 lies radially outwards and into the inner ring formwork 22.
  • the pipe loops 39, 40 are omitted. Otherwise, the system does not differ in principle.
  • FIG. 21 shows a distribution system which, with regard to the annular distribution line 30 and the shut-off elements 136 of the embodiment according to FIG. 13 corresponds. However, the difference is that the connecting line with the valves between the two lower ends of the distribution line 30 is omitted. This is followed by parallel pipes 17, 19 running in the longitudinal direction, which are connected to the common delivery line 16 by means of a two-way valve 102 and optionally receive concrete from the concrete pump 12. In this simple version, too, both halves of the annular distribution line 30 can be fed from below.
  • the two pipes 17, 19 are detached from the distribution line 30 by means of the quick couplings 38 and two hoses 104, 106 are coupled, one of which leads into the collecting container 82 and the other of which is connected to the emptying line 48.
  • This embodiment is simpler thanks to the lack of valves, but requires manual intervention to empty the line system.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Verteilung von Beton insbesondere für den Tunnel-und Stollenbau. Wie sich aus der DE-A-2706244 ergibt ist an eine von einer Betonpumpe kommenden Förderleitung über eine Verteilleitung eine Anzahl Zweigleitungen angeschlossen, die stirnseitig in den Schalungsraum führen. Die Zweigleitungen verlaufen zuerst in radialer Richtung im Tunnel nach außen und sind dann in axialer Richtung abgewinkelt. Jede Zweigleitung kann mittels eines Absperrventils geöffnet und geschlossen werden. Nach Füllung eines Schalungsraumes kommt der Beton in der jeweiligen Zweigleitung zur Ruhe und es besteht die Gefahr des Abbindens, insbesondere wenn keine Abbindeverzögerer für die Betonmischung eingesetzt werden. Auch im Fall von Betriebsstörungen muß zur Verhinderung des Abbindens des Betons in der Verteilleitung und in Zweigleitungen das ganze Leitungssystem auseinandergebaut, der Beton ausgeschüttet und die Rohre ausgespült werden.
  • Aus der US-A-3,556,116 ist eine Verteilanlage für Beton bekannt, bei der sich an eine Förderleitung eine Verteilleitung anschließt, die in Abständen hintereinanderliegend eine Anzahl Zweigleitungen aufweist. Im Gegensatz zum vorbeschriebenen Stand der Technik, bei dem eine sternförmige Verteilung vorgeschlagen wird, wird hier eine Hintereinanderschaltung der Zweigstellen verwendet.
  • Um das Erhärten von Beton in einer in einen Schalungsraum einführenden Leitung zu vermeiden, ist es aus der DE-A-3610118 bekannt, an der Einspritzstelle ein Umschaltventil zu verwenden, das eine erste Stellung ausweist, in der die Zufuhrleitung mit einer Einspritzleitung kommuniziert und eine zweite Stellung aufweist, in der die Zufuhrleitung durch eine Verschlußeinrichtung ersetzt ist, die es gestattet, die Einspritzleitung durch Einführen eines Verschlußstopfens zu verstopfen. Auch sind Wasserleitungsanschlüsse veranschaulicht, um die Zufuhrleitung in Rückwärtsrichtung auszuspülen, jedoch läßt sich auf diese Weise eine mit Beton gefüllte Zufuhrleitung nicht ausreichend reinigen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zu schaffen, mit der es jederzeit möglich ist, die Verteilleitung einschließlich der Zweigleitungen von abbindendem Beton freizuhalten ohne die Verteilleitung und/oder die Zweigleitungen demontieren zu müssen.
  • Diese Aufgabe löst eine Anlage gemäß Patentanspruch 1. Die Entleerungsleitung ist vorzugsweise über ein Absperrventil ständig mit einer ansich bekannten Betonausdrückvorrichtung verbunden. Tritt nun eine Betriebsstörung auf, die insbesondere im Tunnelbau viele Ursachen haben kann, so wird die Förderleitung an geeigneter Stelle z.B. mittels eines Zweiwegeschiebers an den Auffangbehälter angeschlossen und nach Öffnen des Absperrventils in der Entleerungsleitung ein Reinigungsstopfen oder Reinigungsball mittels Druckwasser in das Leitungssystem gedrückt, wodurch die Betonsäule aus der Verteilleitung und dem anschließenden Teil der Förderleitung ausgeschoben wird. Alle Zweigleitungen sind durch die Verschlußstopfen ausgefüllt, sodaß das Leitungssystem restlos vom Beton befreit werden kann.
  • Anstelle des Ausdrückens der Betonsäule mittels Druckwasser kann durch Umschalten der Betonpumpe auf Saugbetrieb die Betonsäule auch ausgesaugt werden, jedoch muß immer der Reinigungsstopfen oder Reinigungsball verwendet werden, um auch Betonreste zu entfernen.
  • Die Erfindung ermöglicht es, herkömmlichen Beton ohne Abbindeverzögerer zu verwenden, was bisher nicht möglich schien und es können sogar Abbindebeschleuniger eingesetzt werden, da das Verteilsystem entleert werden kann, wenn ein Betonring fertiggestellt worden ist, und notwendigerweise eine Betonierpause während des anschließenden Umsetzens eines Innenschalungsringes auftritt.
  • Die Erfindung ermöglicht es, den Verschlußstopfen in jeder Zweigleitung so auszubilden, daß er in seiner Offenstellung den abgehenden Teil der Verteilleitung sperrt, sodaß sich stromab der jeweiligen Zweigstelle kein Beton in der Verteilleitung befindet. Wenn alle Zweigstellen in Hintereinanderanordnung nacheinander bedient werden, kommt der Betonfluß nirgendwo im System zum Stillstand, was bei schnell abbindendem Beton sehr vorteilhaft ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Maßnahmen gemäß Anspruch 14. Je nach den Eigenschaften des momentan für das Betonieren verwendeten Betons kann es erforderlich werden, das Leitungssystem nach Fertigstellung jedes Betonringes zu entleeren oder bei langsam abbindendem Beton diese Entleerung lediglich am Ende der wöchentlichen Arbeitszeit bzw. bei Betriebsstörungen vorzunehmen. Die Erfindung ermöglicht gemäß Anspruch 16 einen vollautomatischen Betrieb, der auch den Entleerungsvorgang umfaßt. So wird die Stillstandszeit der Betonpumpe laufend automatisch gemessen und mit einem auf die Betonqualität eingestellten zeitlichen Grenzwert verglichen und bei Erreichen dieses Grenzwertes der Entleerungsvorgang automatisch eingeleitet, während die Betonpumpe gestoppt bleibt. Wichtig ist dabei, daß in jedem beliebigen Betonierstadium die Entleerung des Systems bewirkt werden kann, sodaß die Erfindung einen hohen Sicherheitsgrad insbesondere beim Betonieren von Tunnelröhren schafft.
  • Anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele darstellt, sei die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen
  • FIG. 1
    eine perspektivische Ansicht einer Betonverteilanlage in einem Tunnel,
    FIG. 2-4
    jeweils einen Längsschnitt durch den Tunnel mit den Positionen für die einzelnen Schalungen und der Verteilleitung entsprechend dem jeweiligen Betonierfortschritt
    FIG. 5, 6
    Schnittansichten im Bereich einer Zweigstelle der Verteilleitung im Detail,
    FIG. 7
    eine perspektivische Ansicht einer Verteilanlage mit abgewandelter Verteilleitung,
    FIG. 8-10
    Schnittansichten des Tunnels ähnlich denjenigen gemäß FIG. 2-4, jedoch unter Verwendung der Verteilanlage gemäß FIG. 7,
    FIG. 11, 12
    Ansichten der Zweigstellen der Verteilleitung gemäß FIG. 7,
    FIG. 13
    eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Verteilanlage
    FIG. 14-16
    Schnittansichten des Tunnels zur Erläuterung des Betonierverfahrens unter Verwendung der Verteilleitung gemäß FIG. 13,
    FIG. 17, 18
    Ansichten einer Zweigstelle bei der Verteilleitung gemäß FIG. 13 im Detail,
    FIG. 19, 20
    Ansichten einer Zweigstelle einer Verteilleitung für radiales Zuführen für Beton durch eine Innenschalung und
    FIG. 21
    eine perspektivische Ansicht einer Verteilanlage mit einer vereinfachten Ausführungsform der Verteilleitung.

  • Die Verteilanlage gemäß FIG. 1 umfaßt einen Betonmischbehälter 10, eine doppelt wirkende Betonpumpe 12, das übliche Umschaltventil 14, eine Förderleitung 16 mit schematisch veranschaulichter Teleskop-Rohrverlängerung 18 und eine ringförmige Verteilleitung 30, die in einer Querebene eines Tunnels und damit im wesentlichen rechtwinklig zur Längserstreckung der Förderleitung 16 angeordnet ist und eine Anzahl in Umfangsabständen angeordneter Abzweigstellen 32 aufweist und die über eine Rohrschleife 39, 40 an die Förderleitung 16 angeschlossen ist. Die Verteilleitung 30 liegt auf einem Durchmesser, der größer ist, als der Durchmesser einer inneren Ringschalung 22 und verläuft dicht benachbart einer Stirnschalung 24, die einen Schalungsraum zwischen einer äußeren Ringschalung 20 und der inneren Ringschalung 22 nach vorn abschließt. Damit liegt die Verteilleitung 30 im Ringspalt 42 zwischen äußerer und innerer Ringschalung und dank der engen Nachbarschaft zur Stirnschalung 24 genügen kurze gerade Zweigleitungen 34 an jeder Zweigstelle 32, die die Stirnschalung 24 durchdringen. Die Förderleitung 16 ist im Inneren des Tunnels über die Ebene der Stirnschalung 24 hinaus verlängert. Ein Rohrbogen 39 erstreckt sich um den Vorderrand eines Druckringes 76 herum und ein anschließendes Verbindungsrohr 40 überbrückt die Breite eines Innenschalungssegmentes einschließlich der Breite des Druckringes, wie sich insbesondere aus FIG. 2 ergibt. Diese Rohrschleife ist notwendig, um den nächsten inneren Schalungsring 22 montieren zu können. An jeder Zweigstelle 32 ist ein Absperrorgan 36 vorgesehen mit dem die Zweigleitung 34 absperrbar ist.
  • Die Verteilleitung 30 erstreckt sich längs eines Umfangswinkels von mehr als 270° und an ihr Ende ist über eine Rohrschleife 44, 46, die der Rohrschleife 39, 40 entspricht und denselben Zweck erfüllt, eine Entleerungsleitung 48 angeschlossen, die sich parallel zur Förderleitung 16 erstreckt und in den Tunnel zurückläuft. Die Entleerungsleitung 48 ist über ein Ventil 50 mit einer Betonausdrückvorrichtung 52 verbunden, welche eine Halteeinrichtung 54 für einen Reinigungsstopfen 55 aufweist. Eine Druckwasserpumpe 56 ist an die Haltevorrichtung 54 angeschlossen. Von der Entleerungsleitung 48 zweigt noch eine Umwälzleitung 58 ab, die durch ein Ventil 51 absperrbar ist und in den Mischbehälter 10 zurückführt.
  • Das Absperrventil 36 gemäß FIG. 5 und 6 hat drei Schnellkupplungen 38, mittels deren es an den ankommenden Teil 30a der Verteilleitung 30, deren abgehenden Teil 30b und die kurze gerade Zweigleitung 34 angeschlossen ist. In einem rückwärtigen zur kurzen geraden Zweigleitung 34 koaxialen Verlängerungsrohr 60 ist ein Verschlußstopfen 66 in Form eines Kolbens verschiebbar gelagert, der eine gewölbte Vorderfläche 70 aufweist, die für einen stetigen Übergang des Betonflusses aus dem ankommenden Teil 30a der Verteilleitung 30 unter Umlenkung um 90° in die Zweigleitung 34 sorgt. Diese gewölbte Stirnfläche 70 des Verschlußstopfens 66 sorgt auch dafür, daß der Verschlußstopfen 66 im Bereich des abgehenden Teils 30b der Verteilleitung 30 länger ausgebildet ist und somit in der in FIG. 5 gezeigten Offenstellung den abgehenden Leitungsteil 30b absperrt. Die Achse der Zweigleitung 34 und somit auch die Verschiebeachse 62 des Verschlußstopfens 66 kreuzen die Achse 64 der Verteilleitung 30. Der Verschlußstopfen 66 ist rückseitig mit einem Antriebszylinders 69 verbunden, der ihn nach vorn in eine Verschlußstellung verschiebt, in welcher der Verschlußstopfen 66 aus der Zweigleitung 34 über deren Mündungsstelle 68 hinaus in den Schalungsraum eindringt und dabei die Zweigleitung 34 vollständig ausfüllt. Im rückwärtigen Bereich hat der Verschlußstopfen 66 einen Querkanal 74, der in der Schließstellung des Stopfens 66 den ankommenden Teil 30a mit dem abgehenden Teil 30b der Verteilleitung 30 verbindet. Die Ringleitung 30 ist beidseitig jedes Absperrorgans 36 mittels Haltern 25 an der Stirnschalung 24 befestigt.
  • Zu Beginn des Betonierverfahrens befinden sich alle Verschlußstopfen 66 der Absperrorgane 36 mit Ausnahme des links unten veranschaulichten Absperrorgans in Schließstellung. Beton wird also über die Förderleitung 16 und die Rohrschleife 39, 40 und durch die Zweigleitung 34 des ersten Absperrorgans in den Schalungsraum eingepumpt. Der abgehende Teil der Verteilleitung 30 ist gesperrt. Nachdem der untere Bereich des Schalungsraumes in der linken Hälfte des Tunnels genügend gefüllt ist, wird das Absperrorgan 36 geschlossen, wodurch der abgehende Teil der Verteilleitung 30 geöffnet wird. Der Beton kann nun zu jeder beliebigen Zweigstelle 32 geführt werden, beispielsweise zum letzten Absperrorgan 36 am unteren Ende der Verteilleitung 30 in der rechten Tunnelhälfte. Die Verteilleitung 30 ist dann mit Beton gefüllt, da sich alle dazwischen befindlichen Absperrorgane 36 in Offenstellung befinden. In beliebiger Reihenfolge können nunmehr die anderen Absperrorgane 36 nacheinander geöffnet werden, um einen Betonring 26 zu vervollständigen. Während der Betonzufuhr in den Schalungsraum verschiebt sich die Stirnschalung 24, die mit der Außenschalung 20 verbunden ist. Die Stirnschalung 24 wird teilweise durch den Druck des eingepreßten Betons geschoben und teilweise durch einen Zylinder 28 gezogen, der an einem Rahmen 29 des Vortriebskopfes befestigt ist. Wenn die Stirnschalung 24 am vorderen Ende eines Innenschalungsringes 22 angekommen ist, ist der Betonring 26 fertiggestellt (FIG. 3). Dann wird der Druckring 76 mittels Zylinder 78 nach vorn gezogen und ein neuer Innenschalungsring 22 montiert (FIG. 4) der dann mittels des Druckringes 76 gegen die Innenschalung gedrückt wird. Anschließend setzt sich der Betoniervorgang fort, um einen neuen Betonring im Bereich des Ringspaltes 42 herzustellen.
  • Tritt im Bereich des Schneidkopfes oder beim Umsetzen der Innenschalung oder bei der Betonversorgung vor der Betonpumpe 12 eine Störung ein, so kann erst einmal das Ventil 51 geöffnet werden, um durch Langsamlauf der Betonpumpe 12 den Beton im ganzen Leitungssystem in Bewegung zu halten. Dabei befinden sich die Verschlußstopfen 66 sämtlichst in ihren Schließstellungen. Läßt sich die Störung nicht rechtzeitig beheben, wird die Betonpumpe 12 abgeschaltet, ein Schieber 80 in der Förderleitung geschlossen und ein Schieber 81 in einer an die Förderleitung angeschlossenen Auslaßleitung geöffnet, wonach die Druckwasserpumpe 56 gestartet wird, die den in die Haltevorrichtung 54 eingesetzten Reinigungsstopfen 55 durch die Entleerungsleitung 48, die ringförmige Verteilleitung 30 und den vor dem Schieber 80 liegenden Teil der Förderleitung 16 schiebt, wobei der in diesem Leitungssystem befindliche Beton in einem Auffangbehälter 82 ausgeschoben wird. Da die Querschnitte aller Leitungen 16, 30, 48 einschließlich der Ventildurchgänge allenfalls unwesentlich voneinander abweichen, sorgt der elastisch ausgebildete Reinigungsstopfen 55 für eine nahezu restlose Entleerung des Leitungssystems, wobei das Druckwasser etwaige Betonreste ausspült.
  • In den FIG. 7 bis 12 ist eine Abwandlung der Verteilanlage gezeigt, die sich von der vorbeschriebenen lediglich dadurch unterscheidet, daß die Verteilleitung 130 nicht unmittelbar angrenzend an die Ebene A der Stirnschalung 24 sondern im Abstand davon in einer Ebene B verläuft, sodaß die Verteilleitung 130 vor dem Druckring 76 verläuft. Die Verteilleitung 130 ist für jede Abzweigstelle 32 unterbrochen. Die beiden Unterbrechungsenden sind mittels einer sich in den Ringspalt 42 zwischen beiden Ringschalungen 20, 22 etwa parallel zur Tunnelachse bis nahe der Stirnschalung 24 hinein erstreckenden Rohrschleifen 84 miteinander verbunden, in deren Scheitel das Absperrorgan 36 angeordnet ist. Dadurch werden im Ringspalt 42 zwischen je zwei Absperrventilen 36 Räume freigelegt, die für andere Zwecke beispielsweise einer zusätzlichen Abstützung der Stirnschalung 24 dienen können.
  • Die Verteilleitung 130 kann hier auch auf einem Durchmesser liegen, der kleiner als derjenige der Innenschalung 22 ist. Wie sich aus FIG. 11 ergibt, besteht jede Rohrschleife aus zwei parallelen, sich in Tunnellängsrichtung erstreckenden Rohren 84 und zwei Rohrbögen 86, die mittels der Schnellkupplungen 38 mit dem Gehäuse des Absperrorgans 36 verbunden sind.
  • Die Verteilanlage gemäß FIG. 13 bis 18 besteht aus einer Verteilleitung 30, die keine axialen Rohrschleifen aufweist, weil sie vor dem Druckring 76 angeordnet und an diesem befestigt ist. Die beiden unteren Enden der Verteilleitung 30 sind durch ein Verbindungsrohr miteinander verbunden, sodaß sich eine umfangsgeschlossene Ringleitung ergibt, an deren Enden jeweils ein Absperrorgan 90 bzw. 91 vorgesehen ist. Ein weiteres Absperrorgan 93 schließt das Ende der Entleerungsleitung 48 ab. Die Verschiebeachse 162 (FIG. 18) des Verschlußstopfens 166 kreuzt hier nicht die Ringachse der Verteilleitung 30, sondern ist radial nach außen um einen Betrag versetzt, der gleich der Summe der Radien der Zweigleitung 34 und der Verteilleitung 30 ist. Die Innenumfänge beider Leitungen tangieren so miteinander. Das Rohrstück 160 zur Aufnahme des Verschlußstopfens 166 hat eine Öffnung 92, durch die die Zweigleitung 34 mit der Verteilleitung 30 kommuniziert. Das Verschlußstück 166 hat keinen Durchgangskanal entsprechend dem Kanal 74 bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen. Das Absperrorgan 36 hat einen Flachschieber 88, der in einem Schlitz 94 des Ventilgehäuses verschiebbar ist und von einem Antriebszylinder 96 betätigt wird. Die Verschiebeebene des Flachschiebers 88 tangiert das Rohrstück 160 nahezu, bildet mit einer die Achse 162 dieses Rohrstückes 160 durchsetzenden Radialebene der Verteilleitung 30 einen Winkel von etwa 30° und schließt in seiner Verschlußstellung den abgehenden Teil der Verteilleitung 30 ab. Vorzugsweise liegen die Flachschieber 88 in beiden Ringhälften der Verteilleitung 30 oberhalb der jeweiligen Zweigstellen 32, weil es die Verteilanlage gemäß FIG. 13 bis 18 gestattet, Beton von unten her in beide Hälften der Verteilleitung 30 einzuspeisen, ohne den übrigen Teil der Verteilleitung 30 mit Beton füllen zu müssen. Nachdem wie bei den vorbeschriebenen Ausführungen zuerst die links unten befindliche Zweigleitung 34 bedient worden ist, werden die Ventile 90, 91 geöffnet, um die rechts unten liegende Zweigleitung 34 zu bedienen. Die Flachschieber 88 befinden sich in Schließposition. Anschließend kann auf die nächst höhere Zweigleitung 34 umgeschaltet werden, indem die Ventile 90, 91 geschlossen und der Flachschieber 88 des links unten angeordneten Ventils geöffnet wird. Nachdem ein Schalungsraum mit Beton gefüllt ist (FIG. 14) wird der Druckring 76 mit Verteilleitung 30 und Stirnschalung 24 durch Betätigung des Zylinders 78 um eine Schalungsbreite nach vorn gezogen und da in diesem Ausführungsbeispiel eine Tübbingschalung verwendet wird, ein neuer Ring aus Tübbingsegmenten 98 montiert und mittels des Druckringes 76 an der verbleibenden Tübbingschalung angedrückt (FIG. 15). Dann wird der Zylinder 28 betätigt, der wie der Zylinder 78 an einem Nachlaufteil 100 der Schneidmaschine abgestützt ist, um die Außenschalung 20 um eine Tübbingbreite vorzuziehen. Anschließend erfolgt das Einfüllen des Betons in den Schalungsraum 27, wie beschrieben. Das Ergebnis zeigt FIG. 16.
  • Zur Entleerung der Verteilleitung 30 werden die beiden Ventile 90, 91 geschlossen und das Ventil 93 wird geöffnet, nachdem in der Förderleitung 16 das Ventil 80 geschlossen und im Auslaßrohr das Ventil 81 geöffnet worden ist. Dann kann der Reinigungsball 55 nach Anlaufen der Druckwasserpumpe 56 in der schon beschriebenen Weise durch das ganze Leitungssystem gedrückt werden, um die Betonsäule in den Auffangbehälter 82 auszuschieben. Es versteht sich, daß während der Entleerung des Systems die Verschlußstopfen 166 sich in Schließstellung und die Flachschieber 88 sich in Offenstellung befinden. Die Verbindungsleitung zwischen den beiden Ventilen 90, 91 kann ebenfalls anschließend gespült werden, wenn die beiden Flachschieber 88 der beiden untersten Absperrorgane 136 geschlossen sind.
  • Die Figuren 19 und 20 veranschaulichen eine ringförmige Verteilleitung 30 mit Absperrorgan 36. Die Verteilleitung 30 liegt innerhalb einer inneren Ringschalung 22 und die Zweigleitungen 34 erstrecken sich in derselben Radialebene in der die Verteilleitung 30 liegt radial auswärts und in die innere Ringschalung 22 hinein. Gegenüber FIG. 1 entfallen die Rohrschleifen 39, 40. Ansonsten unterscheidet sich die Anlage prinzipiell nicht.
  • FIG. 21 zeigt eine Verteilanlage, die hinsichtlich der ringförmigen Verteilleitung 30 und der Absperrorgane 136 der Ausführungsform gemäß FIG. 13 entspricht. Abweichend ist jedoch, daß die Verbindungsleitung mit den Ventilen zwischen den beiden unteren Enden der Verteilleitung 30 entfällt. Es schließen sich parallele, in der Längsrichtung verlauffende Rohre 17, 19 an, die mittels eines Zweiwegeventils 102 an die gemeinsame Förderleitung 16 angeschlossen sind und wahlweise Beton von der Betonpumpe 12 erhalten. Auch bei dieser Einfachausführung können beide Hälften der ringförmigen Verteilleitung 30 von unten her beschickt werden. Zur Entleerung werden die beiden Rohre 17, 19 mittels der Schnellkupplungen 38 von der Verteilleitung 30 gelöst und es werden zwei Schläuche 104, 106 angekuppelt, deren einer in den Auffangbehälter 82 führt und deren anderer mit der Entleerungsleitung 48 verbunden wird. Diese Ausführungsform ist dank fehlender Ventile einfacher, erfordert aber manuelle Eingriffe zum Entleeren des Leitungssystems.

Claims (17)

1. Anlage zur Betonverteilung insbesondere für den Tunnel- und Stollenbau, mit einer von einer Betonpumpe (12) kommenden Förderleitung (16), an die sich eine Verteilleitung (30; 130) anschließt, von der in Hintereinanderschaltung eine Anzahl, je ein Absperrorgan (36; 136) aufweisender kurzer Zweigleitungen (34) abzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitungen (34) eine Schalung (22; 24) eines Schalungsraumes (27) durchsetzen und in diesem münden, daß jedes Absperrorgan (36; 136) einen Verschlußstopfen (66; 166) aufweist, der mittels einer Antriebseinrichtung (69) aus einer Schließstellung, in der er in die Zweigleitung (34) bis mindestens zur Mündungsstelle (68) eingefahren ist, um diese vollständig auszufüllen, in eine Offenstellung verstellbar ist, in der er aus der Zweigleitung (34) soweit herausgezogen ist, daß er diese mit dem ankommenden Teil der Verteilleitung (30; 130) verbindet und daß an einer Stelle der Verteilleitung (30; 130), die von deren Einlaßende, längs der Verteilleitung (30; 130) gemessen am weitesten entfernt ist, eine durch ein Absperrorgan (93) abgesperrte Entleerungsleitung (48) angeschlossen oder eine Entleerungsleitung (48) anschließbar ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Ende eines die Entleerungsleitung (48), die Verteilleitung (30; 130) und mindestens einen Teil der Förderleitung (16) umfassenden Leitungssystems ein Reinigungsstopfen (55) eingesetzt oder einsetzbar ist und an das andere Ende dieses Leitungssystems eine Auffangvorrichtung (82) angeschlossen oder anschließbar ist, und daß durch Druckmittelzufuhr an einem Ende des Leitungssystems oder Unterdruckerzeugung an dessen anderem Ende der Reinigungsstopfen (55) durch das ganze Leitungssystem bewegbar ist, um die Betonsäule aus dem Leitungssystem in die Auffangvorrichtung (82) zu entleeren.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilleitung (30; 130) in einer Querebene zur Tunnelachse längs einer wenigstens angenähert kreisbogenförmigen Bahn oder eines entsprechenden Polygonzuges verläuft.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilleitung (30; 130) dicht benachbart einer verschiebbaren Stirnschalung (24) mit dieser verschiebbar im Ringspalt (42) zwischen einer äußeren (20) und einer inneren Ringschalung (22) angeordnet ist und daß an zwei Enden der Verteilleitung (30; 130) Verbindungsleitungen (39, 40, 44, 46) angeschlossen sind, die im Ringspalt (42) etwa parallel zur Tunnelachse zum Vorderende der inneren Ringschalung (22) hin und um das Vorderende einer diese abstützenden Schalungshalteanordnung (76) herum in den Tunnel zurücklaufen.
5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verteilleitung (130) in einer vor der inneren Ringschalung (22) liegenden Ebene (B) erstreckt und für jedes Absperrorgan (36; 136) eine Unterbrechung aufweist, deren beide Unterbrechungsenden mittels einer sich in den Ringspalt (42) zwischen beiden Ringschalungen (20, 22) etwa parallel zur Tunnelachse bis nahe der Stirnschalung (24) hinein erstreckenden Rohrschleife (84, 86) miteinander verbunden sind, in deren Scheitel die Zweigleitung (34) mit Absperrorgan (36; 136) angeordnet ist.
6. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilleitung (30; 130) aus zwei etwa halbkreisförmig gebogenen oder polygonzugartig abgewinkelten Leitungshälften besteht, die in derselben jeweils in der linken und in der rechten Tunnelhälfte angeordnet sind, daß beide Leitungshälften nahe dem Bodenbereich an die Förderleitung (16) angeschlossen oder anschließbar sind und daß eine Leitungshälfte an die Entleerungsleitung (48) angeschlossen oder anschließbar ist.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften der ringförmigen Verteilleitung (30; 130) im oberen Tunnelbereich miteinander kommunizieren und im unteren Tunnelbereich durch ein Absperrorgan (90, 91) miteinander zu einer umfangsgeschlossenen Ringleitung verbunden sind und daß die Förderleitung (16) auf einer Seite und die Entleerungsleitung (48) auf der anderen Seite des Absperrorgans (90, 91), diesem jeweils eng benachbart, in der Verteilleitung (30; 130) münden.
8. Anlage nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Zweigleitungen (34) als kurze gerade Rohrstücke ausgebildet sind, die entweder parallel zur Tunnelachse verlaufen und in einer Stirnschalung (24) münden oder in einer Radialebene verlaufen und in etwa radialer Richtung eine innere Ringschalung (22) durchsetzen.
9. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absperrorgan (36; 136) der Verteilleitung (30; 130) als Zweiwegeschieber ausgebildet ist, der den abgehenden Teil der Verteilleitung (30; 130) mit deren ankommenden Teil verbindet, wenn sich der Verschlußstopfen (66; 166) in Schließstellung befindet und den abgehenden Teil der Verteilleitung (30; 130) in seiner Offenstellung absperrt.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende des Verschlußstopfens (66) im Bereich des abgehenden Teils der Verteilleitung (30; 130) verlängert ist und in seiner Offenstellung eine zum abgehenden Teil der Verteilleitung (30; 130) führende Ventilauslaßöffnung absperrt.
11. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absperrorgan (136) im abgehenden Teil der Verteilleitung (30; 130) einen separaten Absperrschieber (88) aufweist.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an das Ende der Entleerungsleitung (48) eine Haltevorrichtung (54) für einen Reinigungsstopfen (55) angeschlossen ist, die ihrerseits an eine Druckluft ― und/oder Druckwasserquelle anschließbar ist.
13. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (62) der Zweigleitungen (34) von der Achse der Verteilleitung (30; 130) in deren radialer Richtung um ein Maß nach versetzt sind, das etwa gleich der Summe der inneren Radien der Verteilleitung (30; 130) und der Zweigleitung (34) ist.
14. Verfahren zum Verteilen von Beton in mehrere Schalungsräume (27) über Zweigleitungen (34), die an eine gemeinsame Förderleitung (16) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton in mindestens einer an die Förderleitung (16) angeschlossenen Verteilleitung (30; 130) in den Nachbarbereich eines ersten Schalungsraumes (27) und durch eine von der Verteilleitung (30; 130) abzweigenden kurzen Zweigleitung (34) in diesen eingepumpt wird, während die von der ersten Zweigstelle (32) weiterführende Verteilleitung (30; 130) unmittelbar hinter der Zweigstelle (32) abgesperrt bleibt, daß nach Füllung des ersten Schalungsraumes (27) die erste Zweigleitung (34) durch Einfahren eines Verschlußstopfens (66; 166) vollständig verstopft wird, daß die weiterführende Verteilleitung (30; 130) geöffent wird und Beton durch die weiterführende Verteilleitung (30; 130) zu einer weiteren Zweigstelle (32) im Nachbarbereich eines weiteren Schalungsraumes (27) oder Schalungszone sowie durch eine zweite kurze Zweigleitung (34) in diesen bzw. diese eingeführt wird, während ein weiterführender Teil der Verteilleitung (30; 130) abgesperrt bleibt, daß auf gleiche Weise alle Schalungsräume (27) oder Schalungszonen nacheinander gefüllt und die zugehörigen Zweigleitungen (34) verstopft werden, und daß nach Beendigung eines Betonierverfahrens oder bei Betriebsstörungen eine in die Verteilleitung (30; 130) mündende Entleerungsleitung (48) geöffnet wird, die zusammen mit der Verteilleitung (30; 130) und mindestens einem Teil der Förderleitung (16) zu einem Leitungssystem gehört, von dessen einem Ende her der in ihm enthaltene Beton mittels einer Entleerungsvorrichtung (52) durch das ganze Leitungssystem hindurch aus dem anderen Ende in eine Auffangvorrichtung (82) entleert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Schalungsräume (27) in einem Ringbereich eines Tunnels gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Verteilleitung (30; 130) in der linken und in der rechten Tunnelhälfte vorgesehen werden und beide Verteilleitungen (30; 130) in Bodennähe des Tunnels von der gemeinsamen Förderleitung (16) gespeist werden und daß der Beton von unten beginnend durch beide Verteilleitungen (30; 130) so in die Schalungsräume (27) beider Tunnelhälften eingebracht wird, daß die momentanen Betonniveaus in beiden Tunnelhälften sich möglichst wenig unterscheiden.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stillstandzeit der Betonpumpe (12) laufend automatisch gemessen und mit einem auf die Betonqualität eingestellten zeitlichen Grenzwert verglichen wird und daß bei Erreichen des Grenzwertes der Entleerungsvorgang automatisch eingeleitet wird, während die Betonpumpe (12) gestoppt bleibt.
17. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilleitung (30; 130) im wesentlichen kreisringförmig oder polygonzugartig ausgebildet ist und ihr mittlerer Durchmesser größer als der einer kreiszylindrischen inneren Ringschalung (22) ist.
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