EP1538302B1 - Verfahren zum Verfüllen von Hohlräumen ausserhalb der lichten Tunnelröhre eines maschinell aufgefahrenen Tunnels - Google Patents

Verfahren zum Verfüllen von Hohlräumen ausserhalb der lichten Tunnelröhre eines maschinell aufgefahrenen Tunnels Download PDF

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EP1538302B1
EP1538302B1 EP04028102A EP04028102A EP1538302B1 EP 1538302 B1 EP1538302 B1 EP 1538302B1 EP 04028102 A EP04028102 A EP 04028102A EP 04028102 A EP04028102 A EP 04028102A EP 1538302 B1 EP1538302 B1 EP 1538302B1
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tunnel
ground
annular gap
filling
soil
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Gereon Behnen
Hans-Walter Gross
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Dywidag Bau GmbH
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    • 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
    • E21D9/12—Devices for removing or hauling away excavated material or spoil; Working or loading platforms
    • E21D9/13—Devices for removing or hauling away excavated material or spoil; Working or loading platforms using hydraulic or pneumatic conveying means
    • 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
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining 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
    • E21D11/105—Transport 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

Definitions

  • the invention relates to a method for filling or pressing cavities outside the clear tunnel tube of a tunnel driven in tunneling tunnel or tunnel, in particular the annular gap between the tunnel lining and the upcoming soil.
  • the grout is pumpable and can be introduced with targeted pressurization and volume control. Sufficient distribution of the grout within the cavity must be ensured by sufficient fluidity. If the grout is provided with binders, their hardening time must be adjusted so that it does not prematurely hardened during short interruptions of Verpressvorgangs within the delivery lines, but on the other hand ensures the static required bedding the tubbing rings when leaving the shield tail as quickly as possible.
  • both mortar mixtures and binder-free mixtures have in common that they consist in the main components of sand or gravel sand to ensure the required grain structure, water and lower admixtures of bentonite or fly ash as a filler to improve the processability.
  • the compression takes place at Propagation in loose soil usually through the shield tail, usually about four to eight distributed over the circumference injection nozzles are arranged, which are fed via piston pumps.
  • Grouting mortar is either delivered as ready-mixed mortar or mixed on-site from the supplied components.
  • the conveyance of processed grouting mortar from the tunnel mouth to the injection site in the tunnel is usually carried out via lore operation, then via pumping lines.
  • the object of the invention is to provide a possibility by means of which these problems can be minimized or largely avoided.
  • the invention is based on the finding that in the known methods the annular gap filling takes place both in terms of process and materials independently of soil degradation and soil extraction. In contrast, the invention proposes to couple these two processes together. This is done procedurally such that a part of the soil just dismantled or soil-liquid mixture branched off immediately behind the working face of the delivery line, if necessary, processed directly in the tunnel, but in any case immediately used again for Ringpaltverpressung, ie the material does not leave the tunnel tube between degradation and compression.
  • the invention is based on the basic principle that the material to be incorporated into the annular gap need not have better mechanical properties than the pending surrounding soil, since otherwise this would be decisive for bedding and settlement behavior.
  • the invention has the significant advantage that by using the mined soil or soil mixture as Verpressmaterial under direct removal from the feed line no separately to be transported and consequentfahrzufahren in the tunnel grout is more needed. This reduces the traffic volume and the noise pollution of the environment, which has an effect especially on inner-city highly-stressed construction sites. Since no storage space is required for the grouting mortar, the area required for construction site equipment is also reduced. Finally, the construction site logistics are simplified, since mortar transports through the tunnel are eliminated.
  • Another advantage that should not be underestimated in terms of operation is that the grouting mortar can be produced in situ precisely when it is actually needed for grouting. A hardening and disposal of too much or because of standstill not needed mortar is eliminated.
  • FIG. 1 to 3 schematically shows how in a mountain formation 1 by means of a shield machine 2, a tunnel tube 3 is ascended.
  • the shield machine 2 comprises in a known manner a cylindrical shield shell 4.
  • the degradation of the pending at the working face 5 soil is carried out by a drill head 6; the excavation chamber 7 is usually completed by a bulkhead 8.
  • the tunnel lining consisting here of tubbing rings 10 made of reinforced concrete or steel, installed; the resulting in the ancestor of the shield machine 2 behind the shield tail 9 annular gap 11 is, as described above, pressed by a suitable backfill material 12.
  • Fig. 1 can the invention in a tunnel or tunnel propulsion in the slurry mode, ie a propulsion with liquid-supported face, be explained, especially in cohesive soils such.
  • the working face is fed via a feed line 15 to a supporting liquid, usually a bentonite-water suspension.
  • the support liquid mixes with the degraded by the drill head 6 ground;
  • This bentonite-soil-water mixture is removed via a bulkhead 8 passing through the outlet opening 16 and pumped through a delivery line 17 through the tunnel tube 3 through to a daytime separation system 18.
  • the soil material is separated from the supporting liquid, which can then be pumped back to the working face 5 again.
  • a portion of the bentonite-soil-water mixture discharged from the working face is branched off from the delivery line 17 via a branching valve 19 and, if appropriate, after passing through a small separation plant 20 and a small processing plant 21 as a grouting material, is forced through a slurry pump 22 into a grouting line 23 from which it exits through arranged on the shield tail 9 Verpressdüsen 24 in the annular gap 11.
  • a coarse separation for example screening out of undesired grain fractions
  • a targeted admixing of further components for example cement
  • can also be an intermediate container for Volume buffering can be arranged.
  • Such systems are known in the Nachrucr Scheme.
  • the water contained in the bentonite-soil-water mixture is harmless when pressed, as long as the pressure application during the pressing ensures that it can be pressed through the pore spaces of the pending soil material, ie. H. that there is a grain-to-grain contact of the built-in soil material and thus a sufficient compaction according to the density of the surrounding soil. This is usually given in rolling or mixed-grained soils. The addition of a binder for solidification is then not required. For economic reasons, however, efforts will be made to reduce the bentonite contained in the soil mixture to the level necessary for pumpability, in order to be able to feed the separated bentonite back into the working face support. This Bentonitseparmaschine can be done easily in the described small processing plant 20, 21 in the tunnel.
  • a branching device 28 for example a flap, is arranged in order to feed a portion of the soil material to a small processing plant 29 again. From there, the optionally treated material by means of a slurry pump 30 in a Pressed pressing line 31, from which it again passes directly to the injection nozzles 24 on the shield tail 9 and exits into the annular gap 11.
  • Binding soils are often raised in the EPB mode, in which the mined soil is already treated at the working face with a conditioning agent, for example a foam, and therefore has no additional bentonite components. Also, this soil is basically suitable for direct recompression, provided that it is brought by means of flow agents in a pumpable and compressible state.
  • a conditioning agent for example a foam
  • the inventive method is basically suitable for drives with open working face; how this can be done, can be based on Fig. 3 be explained.
  • the material excavated at the working face 5 is conveyed out of the excavating chamber 7 by means of a conveying device 35, for example a conveyor belt, a branching device 37, for example a flap, again being provided in the region of a transition station to a further conveyor belt 36, by means of which a part of the conveyed soil material is branched off and a screening plant 38, optionally also a treatment plant 39 can be supplied.
  • a conveying device 35 for example a conveyor belt
  • a branching device 37 for example a flap
  • the processed material is pressed again via a slurry pump 40 in a Verpresstechnisch 41, through which it passes to the Verpressdüsen 24 at the end of the shield tail 9. If necessary, 42 water can be supplied via a line.
  • the method according to the invention can advantageously be used for rolling or mixed-grained soils (gravels, sands, optionally with cohesive admixtures).
  • the conveyed soil mixture can be used in virtually unchanged form for compression; reprocessing will not make sense for technical reasons, but at most for economic reasons.
  • cohesive soils on the other hand, as a rule, a preparation to be adapted to the requirements of the annular gap compression must be carried out.
  • a "concrete floor” By targeted admixture of cement or other binders to the branched, just degraded soil mixture, a "concrete floor” can be generated, which can be assigned a sealing or insulating, depending even a static-bearing function. It is thus possible according to the invention to produce a kind of "extruded concrete" as a tunnel safety in the tunnel.
  • the pending soil is the supplement and the existing groundwater is the mixing water.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfüllen oder Verpressen von Hohlräumen außerhalb der lichten Tunnelröhre eines im Schildvortrieb aufgefahrenen Tunnels oder Stollens, insbesondere des Ringspalts zwischen der Tunnelauskleidung und dem anstehenden Boden.
  • Im maschinellen Tunnelbau mit Schildvortriebsmaschinen (Tunnelbohrmaschinen) und Ausbau aus Tübbingen entsteht systembedingt hinter der Schildschwanzdichtung beim Vorfahren des Schildes am Umfang des Schildmantels ein Ringspalt zwischen Gebirge und Außenfläche der Tunnelauskleidung, der in der Regel eine Dicke von 10 bis 15 cm, in Ausnahmefällen bis ca. 30 cm aufweist. Dieser Ringspalt wird üblicherweise durch einen Verpressmörtel, meist druckbeaufschlagt, verfüllt. Dabei werden vorrangig folgende Ziele bzw. Aufgaben verfolgt:
    • Bettung der Tübbingringe;
    • weitgehende Erhaltung des Spannungszustands des Bodens und Minimierung von Setzungen der Geländeoberfläche und damit von Bauwerken;
    • gelegentlich zusätzliche Wirkung als Dicht- oder Isoliermittel zur Reduzierung des Wasserandrangs zur Tunnelauskleidung hin oder Abschirmung der Tunnelauskleidung gegenüber aggressiven Stoffen.
  • Aus verfahrenstechnischen Gründen ist es erforderlich, dass der Verpressmörtel pumpfähig ist und mit gezielter Druckbeaufschlagung sowie Volumenkontrolle eingebracht werden kann. Eine ausreichende Verteilung des Verpressmörtels innerhalb des Hohlraums muss über ein ausreichendes Fließvermögen gewährleistet werden. Sofern der Verpressmörtel mit Bindemitteln versehen ist, muss deren Erhärtungszeit derart eingestellt werden, dass er einerseits bei kurzzeitigen Unterbrechungen des Verpressvorgangs nicht vorzeitig innerhalb der Förderleitungen erhärtet, andererseits aber die statisch erforderliche Bettung der Tübbingringe bei Verlassen des Schildschwanzes möglichst schnell gewährleistet.
  • Allen solchen Mischungen, und zwar sowohl Mörtelmischungen als auch bindemittelfreien Mischungen ist gemeinsam, dass sie in den Hauptbestandteilen aus Sand oder Kiessand zur Gewährleistung des geforderten Kornaufbaus, aus Wasser sowie aus geringeren Zumischungen von Bentonit bzw. Flugasche als Füllmittel zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit bestehen. Die Verpressung selbst erfolgt bei Vortrieben in Lockerböden üblicherweise durch den Schildschwanz, wobei meist etwa vier bis acht über den Umfang verteilte Verpressdüsen angeordnet sind, die über Kolbenpumpen beschickt werden.
  • Verpressmörtel wird entweder als Fertigmörtel angeliefert oder bauseitig aus den angelieferten Bestandteilen gemischt. Die Förderung des aufbereiteten Verpressmörtels vom Tunnelmund bis zum Verpressort im Tunnel erfolgt üblicherweise über Lorenbetrieb, anschließend über Pumpleitungen.
  • Derartige Lösungen sind beispielsweise aus der EP-A-0 897 050 und EP-A-0 931 909 bekannt. Dort wird das Injektionsgut in einem in der Nähe des Einpressortes angeordneten und gegebenenfalls im Lorenbetrieb gespeisten Behälter zwischengespeichert und über Rohrleitungen im Schutze des Schildschwanzes in den Ringspalt injiziert. Eine ähnliche Lösung offenbart die DE 29 32 430 A , bei der die Verfüllmasse über eine Betonförderleitung aus dem rückwärtigen Bereich der Tunnelröhre zum Ringspalt herangeführt und injiziert wird. Hier ist offen gelassen, ob die Betonförderleitung von einem Zwischenspeicher in der Tunnelröhre kommt oder ob sich die Betonförderleitung über die gesamte Länge der bereits aufgefahrenen Tunnelröhre erstreckt. Eine Möglichkeit der Verteilung des Injektionsguts gleichmäßig über den Umfang des Ringspalts ist in der US-A-3 561 223 dargestellt. Dort sieht man eine zentrale großvolumige Förderleitung, in der das Injektionsgut in den Bereich des Tunnelvortriebs gepumpt wird. An ihrem Ende geht die Förderleitung in ein Verteilersystem aus mehreren Schlauchleitungen geringeren Durchmessers über, die zu über den Umfang des Ringspalts gleichmäßig verteilten in den Ringspalt mündenden Injektionsdüsen führen. Ähnliche Lösungen sind auch aus US-A-6 082 930 und EP-A-0 348118 bekannt.
  • Als nächstliegender Stand der Technik wird JP57187499 angesehen. Dieses Dokument entspricht den Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Materialtransporte für die Ringspaltverpressung sind oft mit logistischen und umweltschutztechnischen Problemen belastet. So bereitet der Antransport der Mengen von Verpressmörtel, die bei einer Tunnelröhre 75 m3/Tag, bei zwei parallel aufzufahrenden Röhren doppelt so viel betragen können, zunehmend Probleme in der Umgebung der Baustelle. Dies gilt insbesondere in dicht besiedelten Innenstadtbereichen, wie sie immer wieder bei U-Bahn-Baustellen und innerstädtischen Straßentunnels auftreten. So sind Materialtransporte tagsüber wegen der hiermit verbundenen unerwünschten Erhöhung des Verkehrsaufkommens durch Lkw-Transporte problematisch, während der Nachtzeiten aus Lärmschutzgründen zum Schutz der Anwohner vielfach unzulässig. In der Tunnelröhre ist die Baustellenlogistik auf die Verpressvolumina auszulegen; Schwierigkeiten beim Mörteinachschub führen unweigerlich zu einem kostenintensiven Stillstand der Vortriebsmaschine.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, durch die diese Probleme minimiert bzw. weitgehend vermieden werden können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahren gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei den bekannten Verfahren die Ringspaltverfüllung sowohl verfahrens- als auch materialtechnisch unabhängig von Bodenabbau und Bodenförderung erfolgt. Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, diese beiden Vorgänge miteinander zu koppeln. Dies geschieht verfahrensmäßig derart, dass ein Teil des soeben abgebauten Bodens bzw. Boden-Flüssigkeits-Gemishs unmittelbar hinter der Ortsbrust aus der Förderleitung abgezweigt, falls erforderlich, unmittelbar im Tunnel aufbereitet, auf jeden Fall aber sofort zur Ringspaltverpressung wieder verwendet wird, d. h. das Material verlässt zwischen Abbau und Verpressung die Tunnelröhre nicht. Die Erfindung basiert auf dem Grundprinzip, dass das in den Ringspalt einzubauende Material keine besseren mechanischen Eigenschaften aufzuweisen braucht als der anstehende umgebende Boden, da ansonsten dieser maßgeblich wäre für Bettungs- und Setzungsverhalten.
  • Die Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, dass durch Verwendung des abgebauten Bodens bzw. Bodengemischs als Verpressmaterial unter direkter Entnahme aus der Förderleitung kein gesondert anzutransportierender und in den Tunnel einzufahrender Verpressmörtel mehr benötigt wird. Hierdurch reduzieren sich das Verkehrsaufkommen und die Lärmbelastung der Umwelt, was sich insbesondere bei innerstädtischen hochbelasteten Baustellen auswirkt. Da keine Lagerflächen für den Verpressmörtel mehr erforderlich sind, reduziert sich auch der Flächenbedarf für die Baustelleneinrichtung. Schließlich vereinfacht sich die Baustellenlogistik, da Mörteltransporte durch den Tunnel entfallen.
  • Unmittelbare Folge dieser Vorteile ist eine Erhöhung der Betriebssicherheit, da der Vortriebsbetrieb nicht mehr durch logistische Probleme im Mörteltransport behindert oder unterbrochen werden kann. Da das Verpressmaterial als Boden bzw. Bodengemisch vorhanden ist und nicht gesondert beschafft zu werden braucht, ergeben sich auch Kostenersparnisse. Schließlich reduziert sich das Volumen des aus dem Tunnel abzufördernden Materials durch Abzweigung eines Teils des gelösten Bodens, der unter Tage verbleibt.
  • Ein weiterer betriebstechnisch nicht zu unterschätzender Vorteil ist, dass der Verpressmörtel an Ort und Stelle genau dann hergestellt werden kann, wenn er tatsächlich zur Verpressung gebraucht wird. Ein Erhärten und Entsorgen von zu viel oder wegen Stillstand nicht benötigtem Mörtel entfällt.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch einen Schildvortrieb im Slurry-Betrieb,
    Fig. 2
    einen Längsschnitt durch einen Schildvortrieb im EPB-Betrieb und
    Fig. 3
    einen Längsschnitt durch einen Schildvortrieb mit offener Ortsbrust.
  • In den Fig. 1 bis 3 ist schematisch dargestellt, wie in einer Gebirgsformation 1 mittels einer Schildmaschine 2 eine Tunnelröhre 3 aufgefahren wird. Die Schildmaschine 2 umfasst in bekannter Weise einen zylindrischen Schildmantel 4. Der Abbau des an der Ortsbrust 5 anstehenden Bodens erfolgt durch einen Bohrkopf 6; die Abbaukammer 7 wird in der Regel durch eine Schottwand 8 abgeschlossen.
  • Im Schutz des Schildschwanzes 9 wird die Tunnelauskleidung, hier bestehend aus Tübbingringen 10 aus Stahlbeton oder Stahl, eingebaut; der beim Vorfahren der Schildmaschine 2 hinter dem Schildschwanz 9 entstehende Ringspalt 11 wird, wie eingangs dargestellt, durch ein geeignetes Verfüllmaterial 12 verpresst.
  • Anhand Fig. 1 kann die Erfindung bei einem Tunnel- oder Stollenvortrieb im Slurry-Modus, d. h. einem Vortrieb mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust, erläutert werden, der vor allem bei bindigen Böden wie z. B. Tonen, angewandt wird. In diesem Fall wird der Ortsbrust über eine Speiseleitung 15 eine Stützflüssigkeit, meist eine Bentonit-Wasser-Suspension, zugeführt. Dort vermischt sich die Stützflüssigkeit mit dem durch den Bohrkopf 6 abgebauten Boden; dieses Bentonit-Boden-Wasser-Gemisch wird über eine die Schottwand 8 durchsetzende Austrittsöffnung 16 entnommen und über eine Förderleitung 17 durch die Tunnelröhre 3 hindurch zu einer über Tage angeordneten Separieranlage 18 gepumpt. In der Separieranlage 18 wird das Bodenmaterial von der Stützflüssigkeit getrennt, die anschließend wieder zur Ortsbrust 5 zurückgepumpt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird nun von der Förderleitung 17 über ein Abzweigventil 19 ein Teil des von der Ortsbrust abgeförderten Bentonit-Boden-Wasser-Gemischs abgezweigt und gegebenenfalls nach Passieren einer kleinen Separieranlage 20 sowie einer kleinen Aufbereitungsanlage 21 als Verpressmaterial durch eine Dickstoffpumpe 22 in eine Verpressleitung 23 gepresst, aus der es durch am Schildschwanz 9 angeordnete Verpressdüsen 24 in den Ringspalt 11 austritt. In der Separieranlage 20 kann eine Grobseparierung, zum Beispiel Aussieben unerwünschter Kornfraktionen, in der Aufbereitungsanlage 21 eine gezielte Zumischung von weiteren Bestandteilen, zum Beispiel Zement, erfolgen. Sofern erforderlich, kann auch ein Zwischenbehälter zur Volumenpufferung angeordnet werden. Solche Anlagen sind im Nachläuferbereich bekannt.
  • Das in dem Bentonit-Boden-Wasser-Gemisch enthaltene Wasser ist beim Verpressen unschädlich, solange durch die Druckaufbringung bei der Verpressung sichergestellt ist, dass es durch die Porenräume des anstehenden Bodenmaterials hindurchgepresst werden kann, d. h. dass es zu einem Korn-zu-Korn-Kontakt des eingebauten Bodenmaterials und somit einer ausreichenden Verdichtung entsprechend der Dichte des umgebenden Bodens kommt. Dies ist in der Regel bei rolligen oder gemischtkörnigen Böden gegeben. Die Zugabe eines Bindemittels zur Verfestigung ist dann nicht erforderlich. Aus wirtschaftlichen Gründen wird man allerdings bemüht sein, den in dem Bodengemisch enthaltenen Bentonit auf das zur Pumpfähigkeit notwendige Maß zu reduzieren, um den ausseparierten Bentonit erneut der Ortsbruststützung zuleiten zu können. Diese Bentonitseparierung kann in der beschriebenen kleinen Aufbereitungsanlage 20, 21 im Tunnel problemlos erfolgen.
  • Werden bindige Böden im Slurry-Modus aufgefahren, so kann eine unzureichende Separierung dazu führen, dass keine optimale Verdichtung des in den Ringspalt verfüllten Materials erreicht wird, da das Wasser-Bentonit-Gemisch nicht ausreichend schnell aus der Kornstruktur des Bodens verdrängt werden kann. Dem kann durch eine entsprechende Aufbereitung des Bodens oder durch zusätzliche grobkörnige Beimischungen begegnet werden.
  • Wie beim Auffahren bindiger oder bindig-feinsandiger Böden im EPB-Modus ("earthpressure-balance") verfahren werden kann, kann anhand Fig. 2 erläutert werden. Hier dient der an der Ortsbrust 5 abgebaute und mit dem Grundwasser vermischte "Bodenbrei" als Stützmedium für die Ortsbrust; oft werden auch Schäume aus Kunststoffen zur Konditionierung zugegeben. Hier wird der an der Ortsbrust 5 gelöste Boden aus der Abbaukammer 7 heraus mittels einer geeigneten Fördereinrichtung 25, zum Beispiel einer Förderschnecke, in das Tunnelinnere gefördert, um dort einer weiteren Fördereinrichtung 26, zum Beispiel einem Förderband, übergeben zu werden. Bevor das Bodenmaterial am Ende der Fördereinrichtung 26 einem weiteren Förderband 27 zur Förderung aus dem Tunnel heraus übergeben wird, ist eine Abzweigvorrichtung 28, zum Beispiel eine Klappe, angeordnet, um wiederum einen Teil des Bodenmaterials einer kleinen Aufbereitungsanlage 29 zuzuführen. Von dort wird das gegebenenfalls aufbereitete Material mittels einer Dickstoffpumpe 30 in eine Verpressleitung 31 gepresst, aus der es wieder unmittelbar zu den Verpressdüsen 24 am Schildschwanz 9 gelangt und in den Ringspalt 11 austritt.
  • Bindige Böden werden häufig im EPB-Modus aufgefahren, bei dem der abgebaute Boden bereits an der Ortsbrust mit einem Konditionierungsmittel, zum Beispiel einem Schaum, aufbereitet wird und somit über keine zusätzlichen Bentonitanteile verfügt. Auch dieser Boden ist grundsätzlich für eine direkte Wiederverpressung geeignet, sofern er mittels Zugabe von Fließmitteln in einen pump- und verpressfähigen Zustand gebracht wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich auch für Vortriebe mit offener Ortsbrust geeignet; wie hier vorgegangen werden kann, kann anhand Fig. 3 erläutert werden.
  • Auch hier wird das an der Ortsbrust 5 abgebaute Material aus der Abbaukammer 7 heraus mittels einer Fördereinrichtung 35, zum Beispiel eines Förderbandes, gefördert, wobei im Bereich einer Übergangsstation zu einem weiterführenden Förderband 36 wiederum eine Abzweigeinrichtung 37, zum Beispiel eine Klappe, vorgesehen ist, mittels deren ein Teil des geförderten Bodenmaterials abgezweigt und einer Siebanlage 38, gegebenenfalls auch einer Aufbereitungsanlage 39 zugeführt werden kann. Um das abgebaute Bodenmaterial pumpfähig zu machen, müssen gegebenenfalls zu grobkörnige Fraktionen ausgesiebt und/oder Fließmittel zugegeben werden.
  • Das aufbereitete Material wird wieder über eine Dickstoffpumpe 40 in eine Verpressleitung 41 gepresst, durch die es zu den Verpressdüsen 24 am Ende des Schildschwanzes 9 gelangt. Falls erforderlich, kann über eine Leitung 42 Wasser zugeführt werden.
  • Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren für rollige oder gemischtkörnige Böden (Kiese, Sande, gegebenenfalls mit bindigen Beimengungen) vorteilhaft anzuwenden ist. Das abgeförderte Bodengemisch kann in praktisch unveränderter Form zur Verpressung verwendet werden; eine Aufbereitung wird nicht aus technischen, sondern allenfalls aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll sein. Bei bindigen Böden ist dagegen in aller Regel eine den Anforderungen an die Ringspaltverpressung anzupassende Aufbereitung vorzunehmen.
  • Durch gezielte Zumischung von Zement oder anderen Bindemitteln zu dem abgezweigten, soeben abgebauten Bodengemisch kann ein "Bodenbeton" erzeugt werden, dem eine dichtende oder isolierende, je sogar eine statisch-tragende Funktion zugewiesen werden kann. Es ist somit nach der Erfindung möglich, eine Art "Extrudierbeton" als Tunnelsicherung im Tunnel herzustellen. Dabei stellen der anstehende Boden den Zuschlag und das vorhandene Grundwasser das Anmachwasser dar.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Verfüllen oder Verpressen des Ringspalts (11) zwischen der Tunnelauskleidung (10) und dem anstehenden Boden (1) eines im Schildvortrieb aufgefahrenen unterirdischen Hohlraums, insbesondere eines Tunnels oder Stollens, wobei zum Verfüllen oder Verpressen des Ringspalts (11) von dem an der Ortsbrust (5) gelösten Bodenmaterial oder dem beim Abbau entstandenen Bodengemisch innerhalb der Tunnelröhre (3) ein Teil abgezweigt und ohne die Tunnelröhre (3) zu verlassen, zum Verfüllen oder Verpressen des Ringspalts (11) verwendet und direkt dem Ringspalt (11) zwischen Tunnelauskleidung (10) und anstehendem Boden (1) aufgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verfüllen oder Verpressen des Ringspalts (11) unerwünschte Kornfraktionen und/oder Bentonitanteile aus dem abgezweigten Teil des Bodenmaterials oder Bodengemischs innerhalb einer Separieranlage ausgesondert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das an der Ortsbrust (5) gelöste Bodenmaterial bzw. das beim Abbau entstandene Bodengemisch innerhalb der Tunnelröhre (3) für die Zwecke des Verfüllens oder Verpressens aufbereitet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem an der Ortsbrust (5) gelösten Bodenmaterial bzw. dem beim Abbau entstandenen Bodengemisch das Sicherungselement, vornehmlich der Ausbau der aufgefahrenen Tunnelröhre (3) hergestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das an der Ortsbrust (5) gelöste Bodenmaterial bzw. das beim Abbau entstandene Bodengemisch als Dicht- oder Isolierelement für die lichte Tunnelröhre (3) verwendet wird.
EP04028102A 2003-12-04 2004-11-26 Verfahren zum Verfüllen von Hohlräumen ausserhalb der lichten Tunnelröhre eines maschinell aufgefahrenen Tunnels Not-in-force EP1538302B1 (de)

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