EP1548228A1 - Verfahren zur Erstellung einer unterirdischen Röhre und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Erstellung einer unterirdischen Röhre und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP1548228A1
EP1548228A1 EP03029690A EP03029690A EP1548228A1 EP 1548228 A1 EP1548228 A1 EP 1548228A1 EP 03029690 A EP03029690 A EP 03029690A EP 03029690 A EP03029690 A EP 03029690A EP 1548228 A1 EP1548228 A1 EP 1548228A1
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EP
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wall
tube
icing
tunnel
pipe
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Roland Dr. Leucker
Andreas Wuttig
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Hochtief AG
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00Sinking shafts
    • E21D1/10Preparation of the ground
    • E21D1/12Preparation of the ground by freezing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00Sinking shafts
    • E21D1/10Preparation of the ground
    • E21D1/12Preparation of the ground by freezing
    • E21D1/14Freezing apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for creating a underground tube. Furthermore, the invention relates to a Apparatus for carrying out this method.
  • underground tube is here and below too generally meant an underground cavity.
  • In the Tube or in the cavity is in particular to a connecting tube between a shaft and a tunnel tube.
  • the connection tube For example, serves as a rescue in emergencies.
  • the creation of the connecting tubes or cross passages is due to the difficult geological and hydrological Conditions usually in the protection of a ground icing carried out.
  • the generated in the context of ground freezing Frost body ensures that the above the construction site soil is effectively supported and guaranteed thus the static load capacity during the construction period.
  • a groundwater foreclosure achieved the construction site.
  • the invention is based on the technical problem to specify a method of the type mentioned above, with an underground tube using ground icing can be prepared and in which the above described problems can be avoided.
  • the invention is still based on the technical problem, a Specify device for carrying out this method.
  • the invention teaches a method of creating an underground tube, wherein before creating the tube in at least part of the Surround the tube temporarily at least one frost body is generated by ground icing.
  • This procedure is thereby characterized in that an icing medium for generating the ground icing by one in an already existing one Wall arranged piping is passed, which Pipe runs along the outer surface of the wall. Afterwards, the tube wall can protect the ground be made.
  • the term tube is here in particular a connecting tube meant between a shaft and a tunnel.
  • the connecting tube can also or between two tunnels or between two manholes.
  • the invention Procedure is especially for shorter distances between the two to be connected through the tube Rooms suitable.
  • the tube according to the invention is preferably used as a connecting tube for connection to a Shaft or to a shaft opening in a shaft wall, especially in a caisson wall.
  • a connecting tube for connection to a Shaft or to a shaft opening in a shaft wall, especially in a caisson wall.
  • a single continuous Frost body can be generated or even several side by side arranged or spaced apart Frost body sections.
  • already existing wall means in Frame of the invention, in particular a wall with defined Surface, extending from the adjacent soil or soil different.
  • Already existing wall means in the frame the invention especially an artificially created wall, preferably a shaft wall, preferably a caisson wall.
  • the wall can also be a tunnel wall, in particular is formed by tubbings.
  • the icing medium by at least a part of the circumference of the Tube or at least along part of the circumference of the Connection opening in the wall running pipeline led and that is about this part of the tube circumference extending frost body is formed.
  • the pipeline runs the invention over the entire circumference of the tube or the connection opening. It is thus a circulating pipeline.
  • a Pipeline according to the invention only a supply line and only one drain line for the icing medium connected.
  • the pipelines according to the invention can Also known as icing loops.
  • the icing medium through one in direct contact with the one to be frozen Ground-standing pipeline is guided.
  • the pipeline is so with the proviso on the outer surface of the wall led that they are in contact with the surrounding soil that is to be frozen.
  • the pipeline in a provided in the outer surface of the wall and outwardly open channel arranged. It is located in Frame of the invention that anchors the pipe in the wall is, for example, with the help of several head bolts, which are connected to the pipeline and in particular to intervene in the concrete of the wall.
  • the at least a pipeline is arranged in the outer wall of a shaft, which shaft is connected to the tunnel via the tube becomes.
  • Outside wall here means the above, already existing wall. It is within the scope of the invention that this wall is a vertically arranged or substantially vertically disposed wall. at the above preferred embodiment is to a Querschlagan Kunststoff a tunnel to the Shaft or to the shaft structure. If this shaft Connected to a tunnel via the tube is after a preferred embodiment of the invention, at least a pipeline for the icing medium also in the tunnel wall intended. The pipeline is then expediently in the outer surface of the tubbings of the tunnel wall arranged. This at least one pipe in the outer surface the tunnel wall is to be preferred Embodiment in the sole area or in the ridge area of the to be made Tube.
  • the shaft may also be a trench wall pit act.
  • the invention is the method for a immediate connection between a tunnel and the Shaft used.
  • the tunnel leads directly into the shaft and in the area of Shaft wall to be created tunnel section forms the inventive Tube.
  • the tunnel becomes in this embodiment in particular to a passage through or Caisson connected.
  • Such a connection finds For example, also in station areas instead.
  • the soil icing is as nitrogen icing and / or carried out as a brine.
  • the soil icing is as nitrogen icing and / or carried out as a brine.
  • One Embodiment of the invention is characterized that in a part of the environment of the tube to be created at least one frost body with the help of at least one in the Ground introduced icing is generated. there So it is a ground icing after the State of the art, usually with icing lances is working.
  • Such a conventional one Soil icing may occur in the ridge area or in the sole area the tube to be created are performed. It but it should be emphasized that this conventional ground icing only as a supplementary measure to the ground icing invention is carried out.
  • the invention also provides a device for creating an underground tube, wherein at least one Wall is provided, in which a connection opening for a is introduced to the wall to be connected tube or introduced is, wherein in the outer surface of the wall at least one intended for the passage of an icing medium Pipeline runs, which pipeline the connection opening at least partially surrounds.
  • the pipe surrounds the connection opening via at least 50%, preferably over at least 60% and very preferred over at least 75% of the circumference of the connection opening.
  • the pipe the connection opening completely surrounds as a loop.
  • the pipeline is preferred in anchored to the wall, for example by means of headed bolts anchored in the concrete of the wall. It is within the scope of the invention that only one supply line to the pipeline and only one drain line for the icing medium connected. It is preferably about Inlet pipes and drain pipes with relatively low Diameter.
  • the invention is based on the finding that with the icing process according to the invention Stability, the life and thus the usability of the structures, i. the shafts and tunnels in comparison significantly improved to the known icing becomes.
  • the structures are only required by the Supply lines or drain lines for the Icing medium only minimally penetrated.
  • Pipelines or icing loops are not disturbed.
  • the figures illustrate a method of preparation an underground tube 1.
  • An icing medium becomes the Generation of this ground icing by at least one in an already existing wall 5 arranged pipe. 6 directed.
  • This pipeline 6 runs along the outer surface the wall 5.
  • the tube 1 in the protection of Bodenvereisung be made.
  • the pipe 6 extends over the entire Circumference of the tube 1 and the connection opening 7 in the Wall. Consequently, a frost body 2, 3, 4 on this entire circumference of the connection opening 7 is formed.
  • the pipeline 6 is in direct contact with the person to be frozen Ground. Appropriately, and in the embodiment closes the pipe 6 flush with the outer surface the wall 5 off. This is especially true in the enlarged Detail of Fig. 1 recognizable.
  • This section also shows that the pipe 6 is preferably in the wall 5 or anchored in the concrete of the wall 5 and although in the embodiment by means of head bolts. 8
  • the cross-connection is a tunnel 10 to a caisson 9 realized.
  • a pipeline 6 for the icing medium runs over the entire circumference of the connection opening 7 in the wall 5 of the caisson 9. This can be seen above all in FIG. 2.
  • the circulating Pipe 6 forms as it were an icing loop the connection opening 7. With this in the wall 5 circulating Pipe, a first frost body 2 is generated. In the bottom region of the tube 1, a second frost body 3 generated by ground icing.
  • piping 6 in the outer surface the tunnel wall 11 or on the outside of the Tubbing this tunnel wall 11 is arranged.
  • Such a pipeline 6 is expediently set in segments, because it is interrupted by the tubbing joints.
  • Such bottom icing in the bottom region of the tube 1 is especially necessary if the distance between tunnels 10 and caisson 9 is relatively large.
  • FIGS. 1 to 3 is otherwise a frost body 4 using the conventional soil freezing measures generated. These are individual icing holes in the ridge region of the tube 1 from the wall 5 brought in. This manufactured according to the prior art Frost body 4 merely supplements the inventively prepared Frost body 2 and 3.
  • the frost body 3 is replaced by additional pipes 6 in the tunnel wall 11 made. But that does not mean that for this Bodenvereisung an additional icing unit or an additional icing medium tank necessary is.
  • it is produced by an advance Supply bore from the caisson 9 to the tunnel 10th towards the icing medium from the caisson 9 to the pipeline 6 and transported to the pipes 6 in the tunnel 10. This feed hole is not in the figures been presented.
  • FIGS. 4 to 6 is a tunnel 10 directly connected to a caisson 9. It This is a particular of a tunneling machine passable caisson 9.
  • the tunnel 10 or the tunnel section in the region of the caisson 9 is in this embodiment at the same time to be created underground tube 1.
  • this pipe 6 is in the embodiment 4 to 6, only a single frost body 2 is frozen on the outer surface of the wall 5. in the Protection of this soil icing, the tunnel 10 at the Countersink 9 can be connected easily.

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Erstellung einer unterirdischen Röhre (1), wobei vor Erstellung der Röhre in zumindest einem Teil der Umgebung der Röhre vorübergehend zumindest ein Frostkörper (2) durch Bodenvereisung erzeugt wird. Ein Vereisungsmedium wird zur Erzeugung der Bodenvereisung durch zumindest eine in einer bereits vorhandenen Wand (5) angeordnete Rohrleitung (6) geleitet. Die Rohrleitung verläuft entlang der Außenoberfläche der Wand. Anschließend wird die Röhre im Schutz der Bodenvereisung angefertigt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung einer unterirdischen Röhre. Fernerhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Mit dem Begriff unterirdische Röhre ist hier und nachfolgend auch ganz allgemein ein unterirdischer Hohlraum gemeint. Bei der Röhre bzw. bei dem Hohlraum handelt es sich insbesondere um eine Verbindungsröhre zwischen einem Schacht und einer Tunnelröhre. Im maschinellen Tunnelbau ist es oft erforderlich, eine fertiggestellte Tunnelröhre über Verbindungsröhren bzw. Querschläge mit einem Schachtbauwerk, insbesondere mit einem Senkkasten, zu verbinden. Die Verbindungsröhre dient beispielsweise als Rettungsdurchgang in Notfällen.
Die Erstellung der Verbindungsröhren bzw. Querschläge wird aufgrund der schwierigen geologischen und hydrologischen Bedingungen normalerweise im Schutz einer Bodenvereisung durchgeführt. Der im Rahmen der Bodenvereisung erzeugte Frostkörper stellt dabei sicher, dass das über der Baustelle befindliche Erdreich wirksam abgestützt wird und gewährleistet somit die statische Tragfähigkeit während der Bauzeit. Außerdem wird mit dem Frostkörper eine Grundwasserabschottung der Baustelle erzielt.
Aus der Praxis ist es bekannt, die Frostkörper bzw. die Bodenvereisung mit Hilfe von Vereisungsbohrungen zu verwirklichen, die aus einem Tunnel oder aus einem Schacht heraus in der Regel gegen drückendes Grundwasser gebohrt werden müssen. Mit Hilfe von sogenannten Vereisungslanzen, die in die Vereisungsbohrungen eingeführt werden und durch die Vereisungsmedium zirkuliert, kann der Boden im Bereich um jede Lanze herum vereist werden. Dieses Vereisungsverfahren ist relativ aufwendig und somit auch kostspielig.
Wenn von einem Schacht aus, insbesondere von einem Senkkasten aus über den Umfang der zu erstellenden Verbindungsröhre verteilte Frostkörper erzeugt werden sollen, ist es erforderlich, dass umlaufend um die entsprechende Anschlussöffnung in der Senkkastenwand Vereisungsbohrungen durch die Senkkastenwand geführt werden. Um die aus Erddruck und Wasserdruck resultierenden hohen Lasten abzutragen, muss die Senkkastenwand in der Regel rahmenartig hochgradig bewehrt werden. Die Vielzahl der Vereisungsbohrungen lässt aber nur wenig Raum für die Anordnung einer wirksamen Bewehrung in horizontaler und/oder vertikaler Richtung. Das ist vor allem dann ein besonderes Problem, wenn im Bereich über und unter der Anschlussöffnung des Senkkastens eine aufwendige Bewehrung notwendig ist. Im Ergebnis wird bei den bekannten Maßnahmen durch das Einbringen einer Vielzahl von Vereisungsbohrungen die Bewehrung der Schachtwand bzw. Senkkastenwand nachteilhaft beeinträchtigt. Ähnliche Probleme ergeben sich, wenn die Vereisungslanzen aus einem Tunnel heraus hergestellt werden müssen.
Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem eine unterirdische Röhre mit Hilfe einer Bodenvereisung hergestellt werden kann und bei dem die vorstehend geschilderten Probleme vermieden werden können. Der Erfindung liegt weiterhin das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Erstellung einer unterirdischen Röhre, wobei vor Erstellung der Röhre in zumindest einem Teil der Umgebung der Röhre vorübergehend zumindest ein Frostkörper durch Bodenvereisung erzeugt wird. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Vereisungsmedium zur Erzeugung der Bodenvereisung durch eine in einer bereits vorhandenen Wand angeordnete Rohrleitung geleitet wird, welche Rohrleitung entlang der Außenoberfläche der Wand verläuft. Anschließend kann die Röhrenwandung im Schutz der Bodenvereisung angefertigt werden.
Mit dem Begriff Röhre ist hier insbesondere eine Verbindungsröhre zwischen einem Schacht und einem Tunnel gemeint. Die Verbindungsröhre kann aber auch oder zwischen zwei Tunneln oder zwischen zwei Schächten erstellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für kürzere Abstände zwischen den beiden durch die Röhre zu verbindenden Räumen geeignet. Die erfindungsgemäße Röhre dient vorzugsweise als Verbindungsröhre für den Anschluss an einen Schacht bzw. an eine Schachtöffnung in einer Schachtwand, insbesondere in einer Senkkastenwand. In der Umgebung der zu erstellenden Röhre kann ein einziger durchgehender Frostkörper erzeugt werden oder aber auch mehrere nebeneinander angeordnete oder mit Abstand zueinander angeordnete Frostkörperabschnitte. - Bereits vorhandene Wand meint im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Wand mit definierter Oberfläche, die sich von dem angrenzenden Boden bzw. Erdboden unterscheidet. Bereits vorhandene Wand meint im Rahmen der Erfindung vor allem eine künstlich erstellte Wand, vorzugsweise eine Schachtwand, bevorzugt eine Senkkastenwand. Die Wand kann aber auch eine Tunnelwand sein, die insbesondere von Tübbings gebildet wird.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Vereisungsmedium durch eine zumindest entlang eines Teils des Umfangs der Röhre bzw. zumindest entlang eines Teils des Umfangs der Anschlussöffnung in der Wand verlaufende Rohrleitung geführt wird und dass ein sich über diesen Teil des Röhrenumfangs erstreckender Frostkörper gebildet wird. Nach einer Ausführungsform der Erfindung verläuft die Rohrleitung zumindest entlang 40 %, vorzugsweise zumindest entlang 50 % und sehr bevorzugt zumindest entlang 60 % des Umfangs der Röhre bzw. der Anschlussöffnung. Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung verläuft die Rohrleitung aber über den gesamten Umfang der Röhre bzw. der Anschlussöffnung. Es handelt sich dabei also um eine umlaufende Rohrleitung. Zweckmäßigerweise sind an eine Rohrleitung möglichst wenige Zulaufleitungen und Ablaufleitungen für das Vereisungsmedium angeschlossen. Vorzugsweise ist an eine erfindungsgemäße Rohrleitung lediglich eine Zulaufleitung und lediglich eine Ablaufleitung für das Vereisungsmedium angeschlossen. Die erfindungsgemäßen Rohrleitungen können auch als Vereisungsschlaufen bezeichnet werden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Vereisungsmedium durch eine in unmittelbarem Kontakt mit dem zu vereisenden Erdboden stehende Rohrleitung geführt wird. Die Rohrleitung ist also mit der Maßgabe an der Außenoberfläche der Wand geführt, dass sie in Kontakt mit dem Umgebungserdreich steht, das zu vereisen ist. Zweckmäßigerweise ist die Rohrleitung in einem in der Außenoberfläche der Wand vorgesehenen und nach außen offenen Kanal angeordnet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Rohrleitung in der Wand verankert ist, beispielsweise mit Hilfe mehrerer Kopfbolzen, die an die Rohrleitung angeschlossen sind und insbesondere in den Beton der Wand eingreifen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die zumindest eine Rohrleitung in der Außenwand eines Schachtes angeordnet, welcher Schacht über die Röhre mit einem Tunnel verbunden wird. Außenwand meint hier die oben erwähnte, bereits vorhandene Wand. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass es sich bei dieser Wand um eine vertikal angeordnete oder im Wesentlichen vertikal angeordnete Wand handelt. Bei der oben genannten bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine Querschlaganbindung eines Tunnels an den Schacht bzw. an das Schachtbauwerk. Wenn dieser Schacht über die Röhre mit einem Tunnel verbunden wird, ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zumindest eine Rohrleitung für das Vereisungsmedium auch in der Tunnelwand vorgesehen. Die Rohrleitung ist dann zweckmäßigerweise in der Außenoberfläche der Tübbings der Tunnelwand angeordnet. Diese zumindest eine Rohrleitung in der Außenoberfläche der Tunnelwand befindet sich nach bevorzugter Ausführungsform im Sohlbereich oder im Firstbereich der anzufertigenden Röhre.
Bei dem Schacht kann es sich auch um eine Schlitzwandbaugrube handeln. Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die Rohrleitung in der Außenwand eines Senkkastens angeordnet, welcher Senkkasten über die Röhre vorzugsweise mit einem Tunnel verbunden wird. Es wird dann also eine Querschlaganbindung dieses Tunnels an den Senkkasten verwirklicht. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren für eine unmittelbare Verbindung zwischen einem Tunnel und dem Schacht eingesetzt. Mit anderen Worten führt der Tunnel unmittelbar in den Schacht hinein und der im Bereich der Schachtwand zu erstellende Tunnelabschnitt bildet die erfindungsgemäße Röhre. Der Tunnel wird bei dieser Ausführungsform insbesondere an einen durchfahrenen Schacht bzw. Senkkasten angeschlossen. Eine solche Verbindung findet beispielsweise auch in Bahnhofsbereichen statt.
Zweckmäßigerweise wird die Bodenvereisung als Stickstoffvereisung und/oder als Solevereisung durchgeführt. - Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Teil der Umgebung der zu erstellenden Röhre zumindest ein Frostkörper mit Hilfe zumindest einer in den Erdboden eingebrachten Vereisungsbohrung erzeugt wird. Dabei handelt es sich also um eine Bodenvereisung nach dem Stand der Technik, bei der in der Regel mit Vereisungslanzen gearbeitet wird. Zweckmäßigerweise sind in dem genannten Bereich mehrere Vereisungsbohrungen bzw. mehrere Vereisungslanzen nebeneinander vorgesehen. Eine solche herkömmliche Bodenvereisung kann im Firstbereich oder im Sohlbereich der zu erstellenden Röhre durchgeführt werden. Es ist aber zu betonen, dass diese herkömmliche Bodenvereisung nur als ergänzende Maßnahme zu der erfindungsgemäßen Bodenvereisung durchgeführt wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Erstellung einer unterirdischen Röhre, wobei zumindest eine Wand vorgesehen ist, in der eine Anschlussöffnung für eine an die Wand anzuschließende Röhre eingebracht ist oder eingebracht wird, wobei in der Außenoberfläche der Wand zumindest eine für die Durchleitung eines Vereisungsmediums vorgesehene Rohrleitung verläuft, welche Rohrleitung die Anschlussöffnung zumindest teilweise umgibt. Zweckmäßigerweise umgibt die Rohrleitung die Anschlussöffnung über zumindest 50 %, vorzugsweise über zumindest 60 % und sehr bevorzugt über zumindest 75 % des Umfangs der Anschlussöffnung. Wie oben bereits dargelegt, liegt es bevorzugt im Rahmen der Erfindung, dass die Rohrleitung die Anschlussöffnung vollständig als Ringleitung umgibt. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt die Rohrleitung mit der Außenoberfläche der Wand bündig ab. Nach dieser Ausführungsform steht also die Rohrleitung nicht über die Wand vor. Für die Rohrleitungen werden zweckmäßigerweise Stahlhohlprofile, beispielsweise Vierkantprofile verwendet. Die Rohrleitung wird bevorzugt in der Wand verankert, beispielsweise mit Hilfe von Kopfbolzen im Beton der Wand verankert. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass an die Rohrleitung lediglich eine Zulaufleitung und lediglich eine Ablaufleitung für das Vereisungsmedium angeschlossen ist. Es handelt sich dabei vorzugsweise um Zulaufleitungen und Ablaufleitungen mit relativ geringem Durchmesser.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Vereisungsverfahren die Festigkeit bzw. Stabilität, die Lebensdauer und somit die Gebrauchstauglichkeit der Bauwerke, d.h. der Schächte und Tunnel im Vergleich zu den bekannten Vereisungsmaßnahmen erheblich verbessert wird. Die Bauwerke werden durch die lediglich erforderlichen Zulaufleitungen bzw. Ablaufleitungen für das Vereisungsmedium nur minimal durchdrungen. Im Gegensatz zu den aus der Praxis bekannten Maßnahmen wird die Bewehrungsführung in der Schachtwand durch die erfindungsgemäßen Rohrleitungen bzw. Vereisungsschlaufen nicht gestört. Es gibt auch keine Probleme beim Betonieren der Bereiche um die Anschlussöffnung bzw. um die Querschlagöffnung herum. Wenn die Bodenvereisung an einer Tunnelwand durchgeführt wird, findet keine nennenswerte Schwächung der Tübbingauskleidung statt und vor allem entfällt die Gefahr der Beschädigung der Tunnelwand bzw. der Tübbings durch eine Mehrzahl von Vereisungsbohrungen. Diese aus der Praxis bekannten Vereisungsbohrungen können nämlich durchaus auch die Fugen treffen, so dass nachteilhafte Abplatzungen und Hinterläufigkeiten resultieren. Bei Verwirklichung der erfindungsgemäßen Vereisungsmaßnahmen ist es nicht mehr erforderlich, aufwendige Bohrungen gegen drückendes Wasser in die Schachtwände einzubringen. Besonders vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass eine sehr effektive und zuverlässige Vereisung an dem Schacht bzw. an dem Tunnel möglich ist. Erfindungsgemäß liegt nämlich die Kältequelle direkt an dem zu vereisenden Bereich an. Im Gegensatz zu den aus der Praxis bekannten Maßnahmen ist also kein Kälteverlust hinzunehmen, der durch den Bereich des Bohrkopfes bei Vereisungsbohrungen entsteht. Im Übrigen entfallen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Störungen des Baubetriebes durch die Verwirklichungen einer Mehrzahl von Vereisungsbohrungen aus dem Schacht bzw. aus dem Tunnel heraus.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1
eine Querschlaganbindung eines Tunnels an einen Schacht (Senkkasten) im Schnitt,
Fig. 2
einen Schnitt A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,
Fig. 3
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäß erzeugten Frostkörper an der Schachtaußenwand,
Fig. 4
einen Anschluss eines Tunnels an einen Schacht (durchfahrener Schacht) in der Draufsicht,
Fig. 5
einen Schnitt B-B durch den Gegenstand gemäß Fig. 4, und
Fig. 6
eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäß erzeugten Frostkörpers zwischen Schacht und Tunnel.
Die Figuren veranschaulichen ein Verfahren zur Erstellung einer unterirdischen Röhre 1. Vor Erstellung dieser Röhre 1 wird in der Umgebung der Röhre 1 und über den Umfang der Röhre 1 vorübergehend zumindest ein Frostkörper 2, 3, 4 durch Bodenvereisung erzeugt. Ein Vereisungsmedium wird zur Erzeugung dieser Bodenvereisung durch zumindest eine in einer bereits vorhandenen Wand 5 angeordnete Rohrleitung 6 geleitet. Diese Rohrleitung 6 verläuft entlang der Außenoberfläche der Wand 5. Nach der Erzeugung der Bodenvereisung kann dann die Röhre 1 im Schutz der Bodenvereisung angefertigt werden. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel nach den Figuren verläuft die Rohrleitung 6 über den gesamten Umfang der Röhre 1 bzw. der Anschlussöffnung 7 in der Wand. Folglich wird ein Frostkörper 2, 3, 4 über diesen gesamten Umfang der Anschlussöffnung 7 gebildet. Die Rohrleitung 6 steht in unmittelbarem Kontakt mit dem zu vereisenden Erdboden. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel schließt die Rohrleitung 6 bündig mit der Außenoberfläche der Wand 5 ab. Das ist insbesondere in dem vergrößerten Ausschnitt zu der Fig. 1 erkennbar. Dieser Ausschnitt zeigt auch, dass die Rohrleitung 6 vorzugsweise in der Wand 5 bzw. in dem Beton der Wand 5 verankert ist und zwar im Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Kopfbolzen 8.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 wird ein Senkkasten 9 über die zu erstellende Röhre 1 mit einem Tunnel 10 verbunden. Mit der Röhre 1 wird also die Querschlaganbindung eines Tunnels 10 an einen Senkkasten 9 verwirklicht. Eine Rohrleitung 6 für das Vereisungsmedium verläuft über den gesamten Umfang der Anschlussöffnung 7 in der Wand 5 des Senkkastens 9. Das ist vor allem in der Fig. 2 erkennbar. Zweckmäßigerweise ist eine in den Figuren nicht dargestellte Zulaufleitung sowie eine in den Figuren ebenfalls nicht dargestellte Ablaufleitung für das Vereisungsmedium an die Rohrleitung 6 angeschlossen. Die umlaufende Rohrleitung 6 bildet gleichsam eine Vereisungsschlaufe um die Anschlussöffnung 7. Mit dieser in der Wand 5 umlaufenden Rohrleitung wird ein erster Frostkörper 2 erzeugt. Im Sohlbereich der Röhre 1 wird ein zweiter Frostkörper 3 durch Bodenvereisung erzeugt. Hierzu ist zumindest eine in den Figuren nicht dargestellte Rohrleitung 6 in der Außenoberfläche der Tunnelwand 11 bzw. an der Außenseite der Tübbings dieser Tunnelwand 11 angeordnet. Eine solche Rohrleitung 6 wird zweckmäßigerweise segmentweise aneinandergesetzt, da sie durch die Tübbingfugen unterbrochen wird. Eine solche Bodenvereisung im Sohlbereich der Röhre 1 wird vor allem dann erforderlich, wenn der Abstand zwischen Tunnel 10 und Senkkasten 9 relativ groß ist.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 wird im Übrigen ein Frostkörper 4 mit Hilfe der herkömmlichen Bodenvereisungsmaßnahmen erzeugt. Dazu werden einzelne Vereisungsbohrungen im Firstbereich der Röhre 1 von der Wand 5 aus eingebracht. Dieser nach dem Stand der Technik hergestellte Frostkörper 4 ergänzt lediglich die erfindungsgemäß hergestellten Frostkörper 2 und 3.
Der Frostkörper 3 wird durch zusätzliche Rohrleitungen 6 in der Tunnelwand 11 hergestellt. Das bedeutet aber nicht, dass für diese Bodenvereisung ein zusätzliches Vereisungsaggregat bzw. ein zusätzlicher Vereisungsmediumtank notwendig ist. Vorzugsweise wird durch eine vorlaufend hergestellte Zuführungsbohrung vom Senkkasten 9 zum Tunnel 10 hin das Vereisungsmedium aus dem Senkkasten 9 zu der Rohrleitung 6 bzw. zu den Rohrleitungen 6 im Tunnel 10 transportiert. Diese Zuführungsbohrung ist in den Figuren nicht dargestellt worden.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 wird ein Tunnel 10 unmittelbar an einen Senkkasten 9 angeschlossen. Es handelt sich hier um einen insbesondere von einer Vortriebsmaschine durchfahrbaren Senkkasten 9. Der Tunnel 10 bzw. der Tunnelabschnitt im Bereich des Senkkastens 9 ist bei dieser Ausführungsform zugleich die zu erstellende unterirdische Röhre 1. Auch hier verläuft eine Rohrleitung 6 über den gesamten Umfang der Anschlussöffnung 7 in der Wand 5. Mit dieser Rohrleitung 6 wird im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 lediglich ein einziger Frostkörper 2 an der Außenoberfläche der Wand 5 aufgefroren. Im Schutz dieser Bodenvereisung kann der Tunnel 10 an den Senkkasten 9 problemlos angeschlossen werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Erstellung einer unterirdischen Röhre (1), wobei vor Erstellung der Röhre (1) in zumindest einem Teil der Umgebung der Röhre (1) vorübergehend zumindest ein Frostkörper (2, 3, 4) durch Bodenvereisung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vereisungsmedium zur Erzeugung der Bodenvereisung durch zumindest eine in einer bereits vorhandenen Wand (5) angeordnete Rohrleitung (6) geleitet wird, welche Rohrleitung (6) entlang der Außenoberfläche der Wand (5) verläuft und wobei anschließend die Röhre (1) im Schutz der Bodenvereisung angefertigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vereisungsmedium durch eine zumindest entlang eines Teils des Umfangs der Röhre (1) in der Wand (5) verlaufende Rohrleitung (6) geführt wird und wobei ein sich über diesen Teil des Röhrenumfangs erstreckender Frostkörper (2, 3, 4) gebildet wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vereisungsmedium durch eine in unmittelbarem Kontakt mit dem zu vereisenden Erdboden stehende Rohrleitung (6) geführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bi 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Rohrleitung (6) in der Außenwand eines Schachtes angeordnet wird, welcher Schacht über die Röhre (1) mit einem Tunnel (10) verbunden wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (6) in der Außenwand eines Senkkastens (9) angeordnet wird, welcher Senkkasten (9) über die Röhre (1) mit einem Tunnel (10) verbunden wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenvereisung als Stickstoffvereisung und/oder als Solevereisung durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Teil der Umgebung der Röhre (1) zumindest ein Frostkörper (2, 3, 4) mit Hilfe zumindest einer in den Erdboden eingebrachten Vereisungsbohrung (12) erzeugt wird.
  8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei zumindest eine Wand (5) vorgesehen ist, in der eine Anschlussöffnung (7) für eine an die Wand anzuschließende Röhre (1) eingebracht ist oder eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Außenoberfläche der Wand (5) zumindest eine für die Durchleitung eines Vereisungsmediums vorgesehene Rohrleitung (6) verläuft, welche Rohrleitung (6) die Anschlussöffnung (7) zumindest teilweise umgibt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (6) mit der Außenoberfläche der Wand (5) bündig abschließt.
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