EP0752503B1 - Ringdichtung für Spalte mehrschaliger Bauwerke, insbesondere des Untertagebetriebes - Google Patents

Ringdichtung für Spalte mehrschaliger Bauwerke, insbesondere des Untertagebetriebes Download PDF

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EP0752503B1
EP0752503B1 EP96106818A EP96106818A EP0752503B1 EP 0752503 B1 EP0752503 B1 EP 0752503B1 EP 96106818 A EP96106818 A EP 96106818A EP 96106818 A EP96106818 A EP 96106818A EP 0752503 B1 EP0752503 B1 EP 0752503B1
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EP
European Patent Office
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sealing element
sealing
annular gap
sealing ring
gap
Prior art date
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EP96106818A
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EP0752503A1 (de
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Bernhard Dipl.-Ing. Lübbers
Werner Dipl.-Ing. Floors
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Beton- und Monierbau GmbH
Original Assignee
Beton- und Monierbau GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/16—Arrangement or construction of joints in foundation structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • E21D11/385—Sealing means positioned between adjacent lining members
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0635—Tail sealing means, e.g. used as end shuttering

Definitions

  • the invention relates to a ring seal for gaps multi-layer structures according to the preamble of the claim 1.
  • the invention relates in particular to ring seals in shaft and tunnel construction, as well as in sewer construction, where often a multi-layered structure as an extension of the underground Cavity is provided.
  • the outer shell of the structure can be from the exposed mountain range yourself or from a provisional, mostly with Shotcrete realized expansion exist.
  • the inner one Shell of such a building, which the inner wall of the annular gap usually exists from a statically load-bearing extension in concrete, or Reinforced concrete, for which also waterproof concrete (so-called Waterproof concrete).
  • the invention Ring seal is used with the help of a hollow sealing element for sealing the annular gap at the front, to either water or mud inflows from this To prevent gaps, or around behind the forehead seal to fill the annulus.
  • Such O-ring seals are technically complex. There it to a certain annular gap width and diameter are designed, shape changes of the Annular gap, approximately different annulus diameters and widths negatively affect the seal. Since one with the geared to the individual application Seal the ring seal only the relevant ring gap can, but under given conditions only is to be observed with relatively large tolerances adequate sealing of the annular gap when in use these O-ring seals may be substantial Difficulties. In particular, can be due to the process deviating clear annular gap diameter, the for example through the tunneling technology or from other reasons are required, only with two side-by-side sealing elements of the described Kind of be sealed. Then often arise Difficulty installing these due to space constraints Multiple sealing elements.
  • the sealing element according to the invention can also be used simplify the features of claim 2.
  • the one required between the ends in the overlap Sealing using the pressurized Filler achieved the lacing tension of the surrounding end enlarged and thereby to seal Creating the nested ends leads.
  • Such Embodiments of the invention have the additional Advantage that the sealing element has a constant throughout Can have diameter.
  • the material of the tube in particular Sealing element is particularly suitable in the claim 3 labeled textile material.
  • the hose can then be made from round woven plastic threads accordingly high strength. Through the weave, e.g. canvas or twill weave, results when filling with curing building materials through a drainage effect the hose jacket, which is used for the temporary hardening of the Building material contributes and thereby simplifies the finishing work and accelerated.
  • the size of the overlap depends on the individual case, but usually a length of about 0.5 to about 2 m have if the features of claim 4 realized become. Because here is the plugged in Hose end closed, so that the inflation and Put the inner hose end in the immediate Connection to the assembly results when the filler by one or more beyond the overlap of the Hose ends through in the hose of the sealing element opening filling valves is introduced.
  • the design-related, deviating clear annular gap widths from the process-related distinguish different ring gap widths.
  • the design deviating annular gap widths are due to the design and can, for example due to the irregular eruption of the mountains resulting from the blasting work. These will according to the content of claim 6 by the excess of the hose diameter compared to the inside diameter Compensated for the annular gap with the sealing element itself, without the sealing quality suffering. It Experience has shown that it does not play a significant role Role whether the annular gap width differences over a large area occur, which is the case, for example, when the Longitudinal axis of the inner shell of a multi-shell construction not identical to the longitudinal axis of the outer one Shell is. For this eccentric arrangement, for example leaves the shells delimiting the annular gap the compensation also according to claim 6 make the appropriate choice of hose diameter. Of course, this applies all the more to smaller differences, such as occur with a breakout line, which is generated by the blasting work.
  • Annular gap widths differ due to the process deviating clear annular gap widths frequently by their comparatively larger size. That applies, for example for shield drives in which Take-off distance a comparatively wide annular gap between Accepted shield and mountains or aid structure must become. Then it is advisable from the Features of claim 7 to make use of.
  • the tightness results from the arrangement of two or more tubular sealing elements one inside the other, as described above.
  • the tunnel construction shown in Fig. 1 is circular and stands in the eruption 1 of the surrounding mountains 2.
  • the expansion is with one not in its details shown shell made of shotcrete 3 provisionally secured.
  • annular gap Between the outer shell 3 and for example consisting of prefabricated elements inner, statically load-bearing shell 4 is located there is an annular gap with a sealing element 5 its end face is sealed.
  • the sealing element is there from a textile, according to the depicted Embodiment round woven hose. Indeed is the circular shape of the textile tube that is made up of the circular weave results, not for the invention Requirement. Other cross-sectional shapes also come into consideration. However, the circular weaving has the advantage that it facilitates the correct installation of the hose.
  • the sealing element designated 5 is a ring seal used as formwork on the front of the annular gap 10, which with an initial liquid, later hardening building material becomes.
  • the hose 11 made of textile material is with the nested ones as shown Pushed hose ends over the inner shell 4 or before installing the inner shell on the outer extension attached. After that, the hose is going beyond of the overlap 9 ending in the hose interior Filling valves 12-15 that act as check valves are trained with the hardening building material under Pressure filled. Due to the internal pressure, the hose spanned. Because the diameter d of the hose in the clamped State compared to the clear gap width w is enlarged, there is a deformation of the circular Initial circumference with the formation of flat contact surfaces to the two shells 3, 4 of the building.
  • the 2 is an eccentric arrangement that of a steel or concrete pipe inner shell 4 in the outer shell 5 adopted.
  • the point 16 denotes the point of penetration the longitudinal axis of the outer shell 5, while at 17 the Point of penetration of the longitudinal axis of the inner shell 4 is reproduced.
  • Difference of the clear gap width with the simplified sealing element 5 thereby compensated is that the hose diameter d after the greatest width w of the annular gap is selected. He gives way thereby from the remaining clear annular gap widths.
  • Gap widths w of the annular gap 10 result from the Construction of the extension.
  • Figures 3 to 7 are however, process-related embodiments of the invention assumed that the width differences of the Seal the annular gap reliably.
  • the surrounding mountains is uniform for these representations designated with 2.
  • the front wall of the launch tube bears the reference numeral 18, while the cutting head of the Shield is designated 19.
  • the shield tube 20 forms an annular gap 21 with the side wall or joint 22 the launch tube.
  • the seal designated 23 serves for sealing Sealing element which, as with the aid of FIGS and 2 is constructed and arranged as described. It exists like there from a round woven textile tube. This is concentric in an outer one Sealing element 24 arranged, which like that Sealing element 23 is constructed and arranged.
  • FIG. 3 shows the tunnel boring shield, as it stands in the shield or start tube 20 and limits the annular gap 21.
  • the inner tube element 23 is as described with reference to Figures 1 and 2 spanned by a hardening filler, so that the end face sealing of the annular gap 21 results.
  • FIG 3 shows the situation after the start of tunneling.
  • the inner one Shell 25 which consists of the supporting expansion of the tunnel already installed. Seals on the outside the seal 26 of the shield tail 26a. The breakout line is shown at 27.
  • the seal the annular gap is now carried out concentrically outer tube 24, namely by its pressure filling with hardening building material that reproduced at 28 is. This takes into account the fact that the annular gap is larger than that in the illustration above specified situation is.
  • This seal itself consists of an open one Hose 26b, with its folded longitudinal edges 27a, 28a on the concentrically outer shell, for example is fixed by a sewn-on eyelet band.
  • FIG. 6 sees a double seal against high groundwater pressures.
  • a further seal is shown at 32 provided, which corresponds to the arrangement that in Fig. 5 is shown and described above.
  • a support 34 is provided.
  • the edition 34 consists of a strip of resilient Material. It can be an open-pore one Trade plastic strips, the following the System of the sealing element in turn with the help of hardening building material solidified and thereby rigid becomes.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Ringdichtung für Spalte mehrschaliger Bauwerke gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Ringdichtungen im Schacht- und Tunnelbau, sowie im Kanalbau, wo häufig ein mehrschaliges Bauwerk als Ausbau des untertägigen Hohlraumes vorgesehen ist. Die äußere Schale des Bauwerkes kann dabei von dem freigelegten Gebirgsstoß selbst oder von einem vorläufigen, zumeist mit Spritzbeton verwirklichten Ausbau bestehen. Die innere Schale eines derartigen Bauwerkes, welche die Innenwandung des Ringspaltes bildet, besteht dann in der Regel aus einem statisch tragenden Ausbau in Beton, oder Stahlbeton, wofür auch wasserundurchlässiger Beton (sogenannter WU-Beton) in Betracht kommen. Die erfindungsgemäße Ringdichtung dient mit Hilfe eines hohlen Dichtelementes zur stirnseitigen Abdichtung des Ringspaltes, um entweder Wasser- oder Schlammzuflüsse aus diesem Spalt zu unterbinden, oder um hinter der Stirnabdichtung den Ringraum zu verfüllen.
Es ist bekannt, das konkrete Dichtelement aus einem in sich geschlossenen Ring mit kreisförmigem Querschnitt als sogenannte O-Ringdichtung mit einem endlosen Gummischlauch auszuführen, der eine Füllung aus Luft oder einer Flüssigkeit aufweist (vgl. GB-A-1065922). Derartige O-Ringabdichtungen werden jeweils für den speziellen Einzelfall hergestellt und bemessen. Sie verlangen einen festen Sitz als Dichtungshalterung, in die sie eingebaut werden.
Solche O-Ringabdichtungen sind technisch aufwendig. Da sie auf eine bestimmte Ringspaltweite und -durchmesser ausgelegt sind, wirken sich Formänderungen des Ringspaltes, etwa voneinander abweichende Ringspaltdurchmesser und -weiten negativ auf die Abdichtung aus. Da man mit der auf den einzelnen Einsatzfall abgestellten Ringdichtung nur den betreffenden Ringspalt abdichten kann, dieser aber unter gegebenen Verhältnissen nur mit relativ großen Tolleranzen einzuhalten ist, macht eine ausreichende Abdichtung des Ringspaltes bei Verwendung dieser O-Ringabdichtungen unter Umständen erhebliche Schwierigkeiten. Insbesondere können verfahrenbedingt abweichende lichte Ringspaltdurchmesser, die zum Beispiel durch die Vortriebstechnik oder auch aus anderen Gründen erforderlich werden, nur mit zwei nebeneinander eingebaute Dichtelementen der beschriebenen Art abgedichtet werden. Dann ergeben sich häufig aus Platzgründen Schwierigkeiten beim Einbau dieser Mehrfachdichtelemente.
Darüber hinaus sind solche Dichtelemente gegen Leckagen ihrer Füllung nicht sicher, was zum Versagen der Ringspaltabdichtung führt, da dann der Dichtdruck verloren geht. Gemeinsam ist den beschriebenen Ringspaltabdichtungen, daß sie entweder nach Beendigung der Arbeiten entfernt werden müssen oder nach Erstellung des Bauwerkes einen sogenannten "weichen Punkt" in der Statik des Bauwerkes bilden. Dabei muß auch berücksichtigt werden, daß die bekannten O-Ringabdichtungen bauartbedingt nur begrenzten Gegendrücken standhalten. Bei luftgefüllten Dichtelementen sind die Gegendrücke infolge der Druckluftbehälterverordnung auf zulässige Werte beschränkt, die im fertigen Bauwerk unter Tage leicht unabsichtlich überschritten werden können.
Die Erfindung geht dem gegenüber einen anderen Weg, dessen Grundgedanke im Anspruch 1 wiedergegeben ist. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird das bei den als bekannt vorausgesetzten O-Ring-Abdichtungen bekannten Montageverfahren insoweit beibehalten, bei dem das Dichtelement nach Einlegen in den Ringspalt zwischen Schalen des Bauwerkes und nach Einbringen eines Füllstoffes in seinen Hohlraum mit dem geforderten Dichtdruck den den Ringspalt begrenzenden Schalenflächen angelegt wird. Das ist von Vorteil, da hierdurch im Grundsätzlichen nichts an dem konstruktiven Aufbau des Bauwerkes geändert zu werden braucht. Erfindungsgemäß werden aber die meisten der vorgenannten Nachteile mit den ineinander gesteckten Enden des eigentlichen Dichtelementes beseitigt. Dadurch, daß das Dichtelement beim Einlegen in den Ringspalt mit Übermaß seines Durchmessers gegenüber dem lichten Spaltdurchmesser versehen und durch Verkürzung der Überlappung seiner Enden in seiner Ausdehnung im Ringspalt vergrößert wird, ergibt sich eine achsiale und radiale Anlage des Schlauches im Ringspalt. Dabei werden je nach Einzelfall vergrößerte Anlageflächen erzielt und Abweichungen des lichten Ringspaltdurchmessers und der Ringspaltweite bereits bei der Füllung des Dichtelementes ausgeglichen. Eine vorausgehende Konfektion des Dichtelementes, wie sie eingangs für die vorbekannten O-Ringabdichtungen beschrieben worden ist, erfolgt nicht, obwohl die Überlappung bereits im Herstellerwerk, aber eben auch am Einbauort hergestellt werden kann.
Das erfindungsgemäße Dichtelement läßt sich weiter mit den Merkmalen des Anspruches 2 vereinfachen. Hierbei wird die zwischen den Enden in der Überlappung erforderliche Abdichtung mit Hilfe des unter Druck eingebrachten Füllstoffes erzielt, der die Schnürspannung des umgebenden Endes vergrößert und dadurch zum dichten Anlegen der ineinandersteckenden Enden führt. Solche Ausführungsformen der Erfindung haben den zusätzlichen Vorteil, daß das Dichtelement einen durchgehend konstanten Durchmesser aufweisen kann.
Das Material des insbesondere als Schlauch ausgebildeten Dichtelementes eignet sich insbesondere das im Anspruch 3 gekennzeichnete textile Material. Der Schlauch kann dann aus rund gewebten Kunststoffäden entsprechend hoher Festigkeit bestehen. Durch die Webart, z.B. Leinwand bzw. Köperbindung, ergibt sich beim Füllen mit aushärtenden Baustoffen eine Entwässerungswirkung durch den Schlauchmantel, die zur kurzzeitigen Aushärtung des Baustoffes beiträgt und dadurch die Ausbauarbeiten vereinfacht und beschleunigt.
Die Größe der Überlappung ist vom Einzelfall abhängig, wird aber in der Regel eine Länge von ca. 0,5 bis ca. 2 m aufweisen, wenn die Merkmale des Anspruches 4 verwirklicht werden. Denn hierbei ist das eingesteckte Schlauchende geschlossen, so daß sich das Aufblähen und Anlegen des innenliegenden Schlauchendes im unmittelbaren Anschluß an die Montage ergibt, wenn der Füllstoff durch einen oder mehrere jenseits der Überlappung der Schlauchenden durch in den Schlauch des Dichtelementes mündende Füllventile eingebracht wird.
In der Praxis kann man häufig die konstruktiv bedingten, abweichenden lichten Ringspalteweiten von den verfahrensbedingt abweichenden Ringspaltweiten unterscheiden. Die konstruktiv abweichenden Ringspaltweiten sind bauartbedingt und können sich beispielsweise durch den unregelmäßigen Ausbruch des Gebirges etwa durch die Sprengarbeit ergeben. Diese werden gemäß dem Inhalt des Anspruches 6 durch das Übermaß des Schlauchdurchmessers verglichen mit der lichten Ringspaltweite mit dem Dichtelement selbst ausgeglichen, ohne daß die Abdichtungsqualität leidet. Es spielt dabei auch erfahrungsgemäß keine wesentliche Rolle, ob die Ringspaltweitendifferenzen großflächig auftreten, was zum Beispiel der Fall ist, wenn die Längsachse der inneren Schale eines mehrschaligen Ausbaus nicht identisch mit der Längsachse der äußeren Schale ist. Für diese beispielsweise exzentrische Anordnung der den Ringspalt begrenzenden Schalen läßt sich gemäß dem Anspruch 6 der Ausgleich ebenfalls durch die geeignete Wahl des Schlauchdurchmessers herbeiführen. Das gilt natürlich umsomehr für kleinere Differenzen, wie sie zum Beispiel bei einer Ausbruchslinie auftreten, die durch die Sprengarbeit erzeugt ist.
Von derartigen bauartbedingten Differenzen in Ringspaltweiten unterscheiden sich die verfahrensbedingt abweichenden lichten Ringspaltweiten häufig durch ihr vergleichsweise größeres Maß. Das gilt beispielsweise für Schildvortriebe, bei denen in der Startstrecke ein vergleichsweise weiter Ringspalt zwischen Schild und Gebirge oder Hilfsbauwerk in Kauf genommen werden muß. Dann empfiehlt es sich, von den Merkmalen des Anspruches 7 Gebrauch zu machen. Hierbei ergibt sich die Dichtigkeit aus der Anordnung von zwei oder mehr schlauchförmigen Dichtelementen ineinander, wie sie vorstehend beschrieben worden sind.
Verfahrensbedingt ist unter anderem bei den vorstehend erwähnten Schildvortrieben auch die im Laufe des Startes und des Vortriebes geänderte Größe des Ringspaltes. Dabei ergibt sich zunächst ein Ringspalt mit vergleichsweise geringerer Weite zwischen Gebirge und Schneidschwanz, der sich beim Ansetzen und Vortreiben des Schildes hinter dem Schildschwanz vergrößert. In diesen Fällen empfiehlt es sich, von den Merkmalen des Anspruches 8 Gebrauch zu machen, mit denen es möglich ist, durch das innere Dichtelement die kleinere lichte Weite des Ringspaltes und mit dem äußeren Dichtelement im Anschluß daran die verfahrensbedingt größere Ringspaltweite zuverlässig abzudichten.
Die vorstehend beschriebene textile Ausführung der Dichtelemente ist erfindungsgemäß bevorzugt. Dabei werden in der Regel hydraulisch abbindende Füllmaterialien in Form der unter Tage benutzten, zumeist frühtragenden Baustoffe verwendet. Allerdings eignen sich für diese Ausführungsformen auch andere Werkstoffe, soweit sie für die erfindungsgemäßen Dichtelemente in Betracht gezogen werden können darunter auch nicht aushärtendes Füllmaterial, wie z. B. Kunstboden, Betonit oder ähnliches (Anspruch 9). Ist eine feste, in der Statik berechenbare Abdichtung gefordert, wie das zum Beispiel im Bereich des Abschlußbauwerkes eines Vortriebes erforderlich ist, soll das Füllmittel ein hydraulisch abbindendes Material entsprechend den gestellten Anforderungen sein. In jedem Fall kann die nachträgliche Entfernung der erfindungsgemäßen Ringabdichtung entfallen.
Es ist auch vorteilhaft, die Merkmale des Anspruches 10 zu verwirklichen, da sie zu einer erheblichen Vereinfachung im Bereich der Ringspaltabdichtung führen. Denn die vorzugsweise kraftschlüssige Festlegung der erfindungsgemäßen Dichtelemente erlaubt den Verzicht auf entsprechende Dichtungssitze und -halterungen. Es genügt vielmehr, das Dichtelement von vorn über die innere Schale zu schieben oder herumzulegen und dann zu füllen.
Die Füllung der textilen, erfindungsgemäßen Dichtelemente mit hydraulisch abbindenden Baustoffen hat zudem den besonderen Vorteil, daß sich beliebig hohe, und nur durch die Festigkeit des textilen Materials begrenzte Drücke anwenden lassen, ohne daß dabei Sicherheitsrisiken entstehen, wie das bei Druckluft der Fall ist. Dadurch ist es möglich, die Andruckflächen der Dichtelemente und den im Einzelfall angewandten Fülldruck entsprechend den Anforderungen zu wählen, da die Verspannung der Dichtelemente aufgrund der Materialeigenschaften des textilen Schlauchwerkstoffes erhalten bleiben. Ergibt sich in solchen Fällen eine Leckage, so versagt die Dichtung nur punktuell und die Leckage läßt sich vergleichsweise einfach reparieren.
Mit den Merkmalen des Anspruches 13 ist es möglich, eine begrenzte Nachgiebigkeit der Ringspaltabdichtung herbeizuführen. Hierbei wird durch Auflagen an den Anlageflächen der Dichtelemente eine Nachgiebigkeit geschaffen, die gegebenenfalls auch zu einem späteren Zeitpunkt durch Versteifung der Auflage aufgehoben werden kann.
Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ringspaltabdichtung anhand der Figuren in der Zeichnung; Es zeigen
Fig. 1
einen mehrschaligen Ausbau mit eingebauter Ringspaltabdichtung aus textilem Schlauchmaterial im Querschnitt,
Fig. 2
in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine Ringspaltabdichtung bei exzentrischer Schalenanordnung,
Fig. 3
die Abdichtung von unterschiedlich großen Ringspalten in einem teilweisen Längsschnitt durch den unteren Bereich eines Bohrschildes, wobei in der oberen Darstellung der Schild in der Startstrecke und in der unteren Darstellung im Vortrieb angenommen ist,
Fig. 4
eine abgeänderte Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 3,
Fig. 5
eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 3,
Fig. 6
eine weiter abgeänderte Ausführungsform der Fig. 3, und
Fig. 7
in der Fig. 3 entsprechender Darstellung eine weiter abgeänderte Ausführungsform.
Der in Fig. 1 wiedergegebene Tunnelausbau ist kreisförmig und steht in dem Ausbruch 1 des umgebenden Gebirges 2. Der Ausbau ist mit einer nicht in ihren Einzelheiten dargestellten, aus Spritzbeton bestehenden Schale 3 vorläufig gesichert. Zwischen der äußeren Schale 3 und der beispielsweise aus vorgefertigten Elementen bestehenden inneren, statisch tragenden Schale 4 befindet sich ein Ringspalt, der mit einem Dichtelement 5 an seiner Stirnseite abgedichtet ist. Das Dichtelement besteht aus einem textilen, gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel rundgewebten Schlauch. Allerdings ist die Kreisform des textilen Schlauches, der sich aus der Rundwebung ergibt, nicht für die Erfindung Voraussetzung. Es kommen auch andere Querschnittsformen in Betracht. Jedoch hat die Rundwebung den Vorteil, daß sie den lagerichtigen Einbau des Schlauches erleichtert.
Eines der Schlauchenden ist mit einem Verschluß 6 versehen. Das andere Schlauchende ist bei 7 offen. Das verschlossene Schlauchende 8 ist in das offene Schlauchende 7 eingeführt, so daß sich eine Überlappung 9 über eine vom Einzelfall abhängige Teillänge des Spaltumfanges ergibt. Das mit 5 bezeichnete Dichtelement ist eine Ringdichtung, die als stirnseitige Abschalung des Ringspaltes 10 dient, der mit einem anfangs flüssigen, später härtenden Baustoff ausgefüllt wird.
Der aus textilem Material bestehende Schlauch 11 ist mit den wie dargestellt ineinandergesteckten Schlauchenden über die innere Schale 4 geschoben oder vor dem Einbau der inneren Ausbauschale am äußeren Ausbau befestigt. Danach wird der Schlauch über die jenseits der Überlappung 9 in den Schlauchinnenraum mündenden Füllventile 12-15, die als Rückschlagventile ausgebildet sind, mit dem härtenden Baustoff unter Druck gefüllt. Durch den Innendruck wird der Schlauch aufgespannt. Da der Durchmesser d des Schlauches im gespannten Zustand gegenüber der lichten Spaltweite w vergrößert ist, ergibt sich eine Deformation des kreisförmigen Anfangsumfanges unter Bildung von flachen Anlageflächen an die beiden Schalen 3, 4 des Bauwerkes. Das beruht darauf, daß die ineinander gesteckten Schlauchenden durch den Druck der Schlauchfüllung relativ zueinander gleiten und dadurch den Schlauchdurchmesser d dort vergrößern, wo genügend Platz zur Verfügung steht. Im weiteren Verlauf der Druckbeaufschlagung entstehen die abgeflachten Montageflächen A, B. An diesen Flächen entsteht der erforderliche Dichtdruck, wobei sich in der Überlappung die Schlauchenden einander dichtend anlegen, so daß kein Füllstoff unter normalen Umständen aus dem Schlauch austreten kann. Das eingesteckte Schlauchende 8 kann z.B. durch Abnähen des Schlauches geschlossen werden und bedarf dann keines Deckels. Die Füllventile, die an den Stellen 12 bis 15 außerhalb der Überlappung 9 vorgesehen sind sind bekannter Art und bedürfen daher nicht der Beschreibung und Darstellung im einzelnen.
In der Darstellung der Fig. 2 ist eine exzentrische Anordnung der aus einem Stahl- oder Betonrohr bestehenden inneren Schale 4 in der äußeren Schale 5 angenommen. Dabei bezeichnet die Stelle 16 den Durchstoßungspunkt der Längsachse der äußeren Schale 5, während bei 17 der Durchstoßungspunkt der Längsachse der inneren Schale 4 wiedergegeben ist. Aufgrund der nicht übereinstimmenden Längsachsen der inneren und äußeren Schale ergibt sich über den gesamten Umfang des Ringspaltes 10 eine fortlaufende Differenz der lichten Spaltweite, die mit dem vereinfacht wiedergegebenen Dichtelement 5 dadurch ausgeglichen wird, daß der Schlauchdurchmesser d nach der größten Weite w des Ringspaltes gewählt ist. Er weicht dadurch von den übrigen lichten Ringspaltweiten ab.
Die in Fig. 2 wiedergegebenen abweichenden lichten Spaltweiten w des Ringspaltes 10 ergeben sich aus der Konstruktion des Ausbaus. In den Figuren 3 bis 7 sind dagegen verfahrensbedingte Ausführungsformen der Erfindung angenommen, die die Weitendifferenzen des Ringspaltes zuverlässig abdichten. Das umgebende Gebirge ist für diese Darstellungen einheitlich wiederum mit 2 bezeichnet. Die Stirnwand der Startröhre trägt das Bezugszeichen 18, während der Schneidkopf des Schildes mit 19 bezeichnet ist. Die Schildröhre 20 bildet einen Ringspalt 21 mit der Seitenwand oder Stoß 22 der Startröhre. Zur Abdichtung dient das mit 23 bezeichnete Dichtelement, das wie anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben aufgebaut und angeordnet ist. Es besteht wie dort aus einem rundgewebten Textilschlauch. Dieser ist konzentrisch in einem äußeren weiteren Dichtelement 24 angeordnet, welches ebenso wie das Dichtelement 23 aufgebaut und angeordnet ist.
Die obere Darstellung der Fig. 3 zeigt den Tunnelbohrschild, wie er in der Schild- oder Startröhre 20 steht und den Ringspalt 21 begrenzt. Das innere Schlauchelement 23 ist wie anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben durch einen härtenden Füllstoff aufgespannt, so daß sich die stirnseitige Abdichtung des Ringspaltes 21 ergibt.
Die untere Darstellung der Fig. 3 zeigt die Situation nach Aufnahme des Vortriebes. Hierbei ist die innere Schale 25, die aus dem tragenden Ausbau des Tunnels besteht bereits eingebaut. Auf ihrer Außenseite dichtet die Abdichtung 26 des Schildschwanzes 26a ab. Die Ausbruchslinie ist bei 27 wiedergegeben. Die Abdichtung des Ringspaltes erfolgt dabei nunmehr durch den konzentrisch äußeren Schlauch 24, nämlich durch dessen Druckfüllung mit härtendem Baustoff, der bei 28 wiedergegeben ist. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, daß der Ringspalt größer als bei der in der oberen Darstellung angegebenen Situation ist.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 weicht von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform insofern ab, als hierbei die beiden konzentrisch angeordneten Dichtelemente 23, 24 mit einer textilen Fixierung 25a im Ringspalt auf der Wand der Startröhre festgelegt sind. Diese Abdichtung besteht ihrerseits aus einem offenen Schlauch 26b, der mit seinen umgefalteten Längskanten 27a, 28a auf der konzentrisch äußeren Schale beispielsweise durch ein aufgenähtes Ösenband festgelegt ist.
Von der Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich die Ausführungsform nach Fig. 5 durch eine andere Dichtungshalterung 29. Sie besteht aus einem Dichtsitz 30, welcher an der Innenwand 31 der Startröhre ausgenommen ist.
Die Ausführungsform nach Fig. 6 sieht eine Doppeldichtung gegen hohe Grundwasserdrücke vor. In der oberen Darstellung ist dazu bei 32 eine weitere Abdichtung vorgesehen, welche der Anordnung entspricht, die in Fig. 5 dargestellt und vorstehend beschrieben ist.
Schließlich ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 abweichend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen an der Anlagefläche 33 des konzentrisch äußeren Dichtelementes eine Auflage 34 vorgesehen. Die Auflage 34 besteht aus einem Streifen aus elastisch nachgiebigem Werkstoff. Es kann sich hierbei um einen offenporigen Kunststoffstreifen handeln, der im Anschluß an die Anlage des Dichtelementes seinerseits mit Hilfe des aushärtenden Baustoffes verfestigt und dadurch starr wird.
Der am Beispiel der Startphase vorstehend beschriebene und in den Figuren gezeichnete Dichtungsaufbau ist auch auf die Zielphase anzuwenden.

Claims (13)

  1. Ringdichtung für Spalte (10) mehrschaliger Bauwerke, insbesondere des Untertagebetriebes, bei denen ein schlauchförmiges Dichtelement (5) nach Einlegen in den Ringspalt (10) zwischen Schalen (3, 4) des Bauwerkes und nach Einbringen eines Füllstoffes in das Dichtelement (5) mit dem geforderten Dichtdruck den den Spalt (10) begrenzenden Schalenflächen angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das aus wenigstens einem Schlauch (11) mit ineinandergesteckten Enden (7, 8) bestehende Dichtelement (5) beim Einlegen in den Spalt (10) mit Übermaß seines Umfanges gegenüber dem Umfang des Spaltes (10) versehen und durch Verkürzung der Überlappung (9) seiner Enden (7, 8) im Spalt (10) sowie durch Aufspannen des Dichtelementes (5) axial und radial angelegt ist.
  2. Ringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (5) durch wenigstens teilweises gegenseitiges Anlegen seiner ineinandergesteckten Enden (7, 8) gegen Austreten des unter Druck eingebrachten Füllstoffes abgedichtet ist.
  3. Ringdichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Dichtelementes (5) aus textilem Material besteht.
  4. Ringdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesteckte Ende (8) des Dichtelementes (5) verschlossen und der Füllstoff durch einen oder mehrere jenseits der Überlappung (9) der Enden (3, 4) in das Dichtelement (5) einmündende Füllventile (12 bis 15) eingebracht ist.
  5. Ringdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang des Ringspaltes (10, 21) konstruktiv abweichende lichte Ringspaltweiten durch das Übermaß des Dichtelementumfanges ausgeglichen sind.
  6. Ringdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleich durch ein Übermaß des Dichtelementumfanges bei exzentrischer Anordnung der den Ringspalt begrenzenden Schalen (3, 4) oder bei unregelmäßigen Mantelflächen (27) des Ringspaltes (10, 21) erfolgt ist.
  7. Ringdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über den Spaltumfang verfahrensbedingt abweichende lichte Ringspaltenweiten durch Anordnung von zwei oder mehr ineinander liegenden Dichtelementen (23, 24) ausgeglichen sind.
  8. Ringdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verfahrensbedingt geringere Ringspaltweite mit dem inneren Dichtelement (23) und die verfahrensbedingt größere Ringspaltweite mit dem äußeren Dichtelement (24) abgedichtet ist.
  9. Ringdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für dauerflexibele Spaltabdichtungen nicht aushärtende Füllungen und für starre Abdichtungen aushärtende Baustoffe als Füllung des Dichtelementes (23, 21) vorgesehen sind.
  10. Ringdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (5, 23, 24) kraftschlüssig festgelegt ist.
  11. Ringdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Festlegung des Dichtelementes (5, 23, 24) mit Hilfe einer textilen Fixierung (26), die das konzentrische äußere Dichtelement (24) zusätzlich schützt.
  12. Ringdichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Fixierung (26) aus einem Gewebestreifen (26a) besteht, dessen Längskanten (27a, 28a) zur Befestigung des Dichtelementes (5, 23, 24) dienen.
  13. Ringdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, das abgegrenzte Mantelflächen des Dichtelementes (24) mit einer Auflage (34) aus einem nachgiebigen Längsstreifen, der als zusätzliche Dichtung (32) dient, versehen sind.
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