EP1548228B1 - Method of forming an underground bore and apparatus for carrying out the same - Google Patents

Method of forming an underground bore and apparatus for carrying out the same Download PDF

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EP1548228B1
EP1548228B1 EP03029690A EP03029690A EP1548228B1 EP 1548228 B1 EP1548228 B1 EP 1548228B1 EP 03029690 A EP03029690 A EP 03029690A EP 03029690 A EP03029690 A EP 03029690A EP 1548228 B1 EP1548228 B1 EP 1548228B1
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EP
European Patent Office
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wall
icing
pipe
pipeline
tunnel
Prior art date
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EP03029690A
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German (de)
French (fr)
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EP1548228A1 (en
Inventor
Roland Dr. Leucker
Andreas Wuttig
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Hochtief AG
Original Assignee
Hochtief AG
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Publication date
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Priority to AT03029690T priority patent/ATE353117T1/en
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00—Sinking shafts
    • E21D1/10—Preparation of the ground
    • E21D1/12—Preparation of the ground by freezing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00—Sinking shafts
    • E21D1/10—Preparation of the ground
    • E21D1/12—Preparation of the ground by freezing
    • E21D1/14—Freezing apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for creating an underground tube. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out this method.
  • the term subterranean tube is here and below also generally meant an underground cavity.
  • the tube or cavity is a connecting tube between a well and a tunnel tube. In mechanical tunneling, it is often necessary to connect a completed tunnel tube via connecting tubes or cross passages with a shaft structure, in particular with a caisson.
  • the connecting tube serves, for example, as a rescue passage in emergencies.
  • the creation of the connecting pipes is normally carried out under the protection of ground freezing due to the difficult geological and hydrological conditions, see e.g. DE 64556 C.
  • the frost created by the ground freezing process ensures that the soil above the construction site is effectively supported, thus ensuring the static load-bearing capacity during the construction period.
  • a groundwater foreclosure of the site is achieved with the frost body.
  • frost bodies distributed from a shaft in particular from a caisson
  • the caisson wall In order to remove the high loads resulting from earth pressure and water pressure, the caisson wall usually has to be highly reinforced frame-like.
  • the large number of icing holes leaves little room for the arrangement of an effective reinforcement in the horizontal and / or vertical direction. This is especially a special problem if an elaborate reinforcement is necessary in the area above and below the connection opening of the caisson.
  • the reinforcement of the shaft wall or caisson wall is adversely affected in the known measures by the introduction of a large number of icing. Similar problems arise when the icing lances have to be made out of a tunnel.
  • the invention the technical problem of providing a method of the type mentioned above, with which an underground tube can be prepared using a Bodenvereisung and in which the above-described problems can be avoided.
  • the invention is still the technical problem of providing an apparatus for performing this method.
  • the invention teaches a method for creating a subterranean tube, wherein before creating the tube in at least part of the environment of the tube temporarily at least one frost body is generated by ground icing.
  • This method is characterized in that an icing medium for generating the ground icing is passed through a pipe arranged in an already existing wall, which pipe runs along the outer surface of the wall. Subsequently, the tube wall can be made in the protection of Bodenvereisung.
  • the tube is meant in particular a connecting tube between a shaft and a tunnel.
  • the connecting tube can also be created between two tunnels or between two shafts.
  • the inventive method is particularly suitable for shorter distances between the two spaces to be connected through the tube.
  • the tube according to the invention preferably serves as a connecting tube for connection to a shaft or to a shaft opening in a shaft wall, in particular in a box wall.
  • a single continuous frost body can be generated, or else a plurality of adjacently arranged or spaced apart frost body sections.
  • existing wall means, in particular, a wall with a defined surface extending from the adjacent floor or ground different.
  • Existing wall means in the context of the invention, especially an artificially created wall, preferably a shaft wall, preferably a box wall.
  • the wall may also be a tunnel wall, which is formed in particular by tubbing.
  • the icing medium is passed through a pipeline extending at least along a part of the circumference of the tube or at least along a part of the circumference of the connection opening in the wall and that a frost body extending over this part of the tube circumference is formed ,
  • the pipeline extends at least along 40%, preferably at least along 50% and very preferably at least along 60% of the circumference of the tube or the connection opening.
  • the pipeline extends over the entire circumference of the tube or the connection opening. It is thus a circulating pipeline.
  • as few supply lines and drain lines for the icing medium are connected to a pipeline.
  • only one feed line and only one drain line for the icing medium is connected to a pipeline according to the invention.
  • the pipelines according to the invention can also be referred to as icing loops.
  • the at least one pipeline is arranged in the outer wall of a shaft, which shaft is connected via the tube with a tunnel.
  • Exterior wall here means the above-mentioned, already existing wall. It is within the scope of the invention that this wall is a vertically arranged or substantially vertically arranged wall. In the above-mentioned preferred embodiment, it is a Querschlagan Kunststoff a tunnel to the shaft or to the shaft structure. If this shaft is connected to the tunnel via the tube, according to a preferred embodiment of the invention, at least one pipeline for the icing medium is also provided in the tunnel wall. The pipeline is then expediently arranged in the outer surface of the tubbings of the tunnel wall. This at least one pipe in the outer surface of the tunnel wall is according to a preferred embodiment in the sole region or in the ridge region of the tube to be made.
  • the shaft may also be a diaphragm wall pit.
  • the pipe is placed in the outer wall of a caisson, which caisson is preferably connected via the tube with a tunnel. It is then realized a cross-connection of this tunnel to the caisson.
  • the method according to the invention is used for a direct connection between a tunnel and the shaft.
  • the tunnel leads directly into the shaft and the tunnel section to be created in the region of the shaft wall forms the tube according to the invention.
  • the tunnel is connected in this embodiment in particular to a traversed shaft or caisson. Such a connection also takes place, for example, in station areas.
  • the soil icing is carried out as nitrogen icing and / or as brine compaction.
  • An embodiment of the invention is characterized in that in a part of the environment of the tube to be created at least one frost body is generated by means of at least one introduced into the ground icing. So it is a ground icing according to the prior art, which is usually worked with glazing lances. Expediently, a plurality of icing bores or a plurality of icing lances are provided next to each other in said region.
  • Such a conventional ground freezing can be carried out in the ridge area or in the bottom area of the tube to be created. It should be emphasized, however, that this conventional ground freezing is carried out only as a supplementary measure to the ground icing according to the invention.
  • 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 pipe to be connected to the wall is introduced or introduced, wherein in the outer surface of the wall at least one for the passage of an icing medium provided pipeline runs, which pipeline surrounds the connection opening at least partially.
  • the pipe surrounds the connection opening over at least 50%, preferably over at least 60% and very preferably over at least 75% of the circumference of the connection opening.
  • the pipeline is flush with the outer surface of the wall. According to this embodiment, therefore, the pipeline does not project beyond the wall.
  • the pipeline is preferably anchored in the wall, anchored for example by means of headed bolts in the concrete of the wall. It is within the scope of the invention that only one supply line and only one drain line for the icing medium is connected to the pipeline. These are preferably inlet pipes and drain pipes with a relatively small diameter.
  • the invention is based on the finding that with the icing method according to the invention, the strength or
  • the figures illustrate a method for creating a subterranean tube 1.
  • at least one frost body 2, 3, 4 is temporarily generated in the vicinity of the tube 1 and over the circumference of the tube 1 by ground icing.
  • An icing medium becomes the Generating this Bodenvereisung passed through at least one arranged in an existing wall 5 pipe 6.
  • This pipe 6 runs along the outer surface of the wall 5.
  • the tube 1 can be made in the protection of Bodenvereisung.
  • 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 is formed over this entire circumference of the connection opening 7.
  • the pipeline 6 is in direct contact with the ground to be frosted.
  • the pipe 6 is flush with the outer surface of the wall 5 from. This can be seen in particular in the enlarged detail of FIG. 1.
  • This section also shows that the pipe 6 is preferably anchored in the wall 5 or in the concrete of the wall 5, specifically in the exemplary embodiment with the aid of head bolts 8.
  • a caisson 9 is connected via the tube 1 to be created with a tunnel 10. With the tube 1 so the Quertschanitati a tunnel 10 to a caisson 9 is realized.
  • a piping 6 for the icing medium extends 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.
  • a feed line, not shown in the figures, as well as a discharge line, also not shown in the figures, for the icing medium are connected to the pipeline 6.
  • the circumferential pipe 6 forms as it were an icing loop the connection opening 7. With this circulating in the wall 5 pipe a first frost body 2 is generated.
  • a second frost body 3 is generated by ground icing.
  • at least one pipe 6, not shown in the figures, is arranged in the outer surface of the tunnel wall 11 or on the outer side of the tubbing of this tunnel wall 11.
  • Such a pipe 6 is advantageously juxtaposed segment by segment, since it is interrupted by the Tübbingfugen.
  • Such bottom icing in the bottom region of the tube 1 is required especially when the distance between tunnel 10 and caisson 9 is relatively large.
  • a frost body 4 is generated with the aid of the conventional soil freezing measures.
  • individual icing holes in the ridge area of the tube 1 are introduced from the wall 5.
  • This frost body 4 produced according to the prior art merely supplements the frost bodies 2 and 3 produced according to the invention.
  • the frost body 3 is produced by additional pipes 6 in the tunnel wall 11.
  • this does not mean that an additional icing aggregate or an additional icing medium tank is necessary for this soil icing.
  • the icing medium is transported from the caisson 9 to the pipeline 6 or to the pipelines 6 in the tunnel 10 by means of a supply bore made in advance from the caisson 9 to the tunnel 10. This feed bore has not been shown in the figures.
  • a tunnel 10 is connected directly to a caisson 9.
  • the tunnel 10 or the tunnel section in the region of the caisson 9 is at the same time the underground tube 1 to be created.
  • a pipeline 6 extends over the entire circumference of the connection opening 7 in the wall 5. With this pipe 6, only a single frost body 2 is frozen on the outer surface of the wall 5 in the embodiment of FIGS. In the protection of this Bodenvereisung the tunnel 10 can be easily connected to the caisson 9.

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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Cooling devices are used to freeze the ground (2) surrounding the intended side entrance to the tunnel (10). The space between the wall (5) of the vertical shaft (9) and the tunnel wall is excavated and a short metal pipe (1) is inserted which extends from the shaft wall to the tunnel wall. The end of the short metal pipe is profiled to fit against the curved wall of the circular-section tunnel. Pipes (6) carry coolant for freezing the ground. A passageway (7) is made inside the short pipe.

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.The invention relates to a method for creating an underground tube. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out this method. The term subterranean tube is here and below also generally meant an underground cavity. In particular, the tube or cavity is a connecting tube between a well and a tunnel tube. In mechanical tunneling, it is often necessary to connect a completed tunnel tube via connecting tubes or cross passages with a shaft structure, in particular with a caisson. The connecting tube serves, for example, as a rescue passage in emergencies.

Die Erstellung der Verbindungsröhren bzw. Querschläge wird aufgrund der schwierigen geologischen und hydrologischen Bedingungen normalerweise im Schutz einer Bodenvereisung durchgeführt, siehe z.B. DE 64556 C. 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.The creation of the connecting pipes is normally carried out under the protection of ground freezing due to the difficult geological and hydrological conditions, see e.g. DE 64556 C. The frost created by the ground freezing process ensures that the soil above the construction site is effectively supported, thus ensuring the static load-bearing capacity during the construction period. In addition, a groundwater foreclosure of the site is achieved with the frost body.

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.From practice it is known to realize the frost body or ground icing with the help of icing, which must be drilled out of a tunnel or out of a shaft usually against oppressive groundwater. With the help of so-called icing lances, which are introduced into the icing boreholes and by the Icing medium circulates, the soil around the lance may become icy. This icing process is relatively expensive and therefore costly.

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.If frost bodies distributed from a shaft, in particular from a caisson, are to be generated over the circumference of the connecting tube to be created, it is necessary for glazing holes to be passed through the caisson wall around the corresponding connection opening in the caisson wall. In order to remove the high loads resulting from earth pressure and water pressure, the caisson wall usually has to be highly reinforced frame-like. However, the large number of icing holes leaves little room for the arrangement of an effective reinforcement in the horizontal and / or vertical direction. This is especially a special problem if an elaborate reinforcement is necessary in the area above and below the connection opening of the caisson. As a result, the reinforcement of the shaft wall or caisson wall is adversely affected in the known measures by the introduction of a large number of icing. Similar problems arise when the icing lances have to be made out of a tunnel.

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.In contrast, the invention, the technical problem of providing a method of the type mentioned above, with which an underground tube can be prepared using a Bodenvereisung and in which the above-described problems can be avoided. The invention is still the technical problem of providing an apparatus for performing this method.

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.To solve this technical problem, the invention teaches a method for creating a subterranean tube, wherein before creating the tube in at least part of the environment of the tube temporarily at least one frost body is generated by ground icing. This method is characterized in that an icing medium for generating the ground icing is passed through a pipe arranged in an already existing wall, which pipe runs along the outer surface of the wall. Subsequently, the tube wall can be made in the protection of Bodenvereisung.

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.By the term tube is meant in particular a connecting tube between a shaft and a tunnel. The connecting tube can also be created between two tunnels or between two shafts. The inventive method is particularly suitable for shorter distances between the two spaces to be connected through the tube. The tube according to the invention preferably serves as a connecting tube for connection to a shaft or to a shaft opening in a shaft wall, in particular in a box wall. In the vicinity of the tube to be created, a single continuous frost body can be generated, or else a plurality of adjacently arranged or spaced apart frost body sections. In the context of the invention, existing wall means, in particular, a wall with a defined surface extending from the adjacent floor or ground different. Existing wall means in the context of the invention, especially an artificially created wall, preferably a shaft wall, preferably a box wall. The wall may also be a tunnel wall, which is formed in particular by tubbing.

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.It is within the scope of the invention that the icing medium is passed through a pipeline extending at least along a part of the circumference of the tube or at least along a part of the circumference of the connection opening in the wall and that a frost body extending over this part of the tube circumference is formed , According to one embodiment of the invention, the pipeline extends at least along 40%, preferably at least along 50% and very preferably at least along 60% of the circumference of the tube or the connection opening. According to a very preferred embodiment of the invention, however, the pipeline extends over the entire circumference of the tube or the connection opening. It is thus a circulating pipeline. Appropriately, as few supply lines and drain lines for the icing medium are connected to a pipeline. Preferably, only one feed line and only one drain line for the icing medium is connected to a pipeline according to the invention. The pipelines according to the invention can also be referred to as icing loops.

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.It is within the scope of the invention that the icing medium is passed through a standing in direct contact with the ground to be frosted pipeline. The pipe is so with the proviso on the outer surface of the wall led that it is in contact with the surrounding soil, which is to be frozen. Conveniently, the pipeline is arranged in a provided in the outer surface of the wall and outwardly open channel. It is within the scope of the invention that the pipeline is anchored in the wall, for example by means of a plurality of head bolts which are connected to the pipeline and in particular engage in the concrete of the wall.

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.According to one embodiment of the invention, the at least one pipeline is arranged in the outer wall of a shaft, which shaft is connected via the tube with a tunnel. Exterior wall here means the above-mentioned, already existing wall. It is within the scope of the invention that this wall is a vertically arranged or substantially vertically arranged wall. In the above-mentioned preferred embodiment, it is a Querschlaganbindung a tunnel to the shaft or to the shaft structure. If this shaft is connected to the tunnel via the tube, according to a preferred embodiment of the invention, at least one pipeline for the icing medium is also provided in the tunnel wall. The pipeline is then expediently arranged in the outer surface of the tubbings of the tunnel wall. This at least one pipe in the outer surface of the tunnel wall is according to a preferred embodiment in the sole region or in the ridge region of the tube to be made.

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.The shaft may also be a diaphragm wall pit. After a very preferred embodiment of Invention, the pipe is placed in the outer wall of a caisson, which caisson is preferably connected via the tube with a tunnel. It is then realized a cross-connection of this tunnel to the caisson. According to a further embodiment of the invention, the method according to the invention is used for a direct connection between a tunnel and the shaft. In other words, the tunnel leads directly into the shaft and the tunnel section to be created in the region of the shaft wall forms the tube according to the invention. The tunnel is connected in this embodiment in particular to a traversed shaft or caisson. Such a connection also takes place, for example, in station areas.

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.Conveniently, the soil icing is carried out as nitrogen icing and / or as brine compaction. - An embodiment of the invention is characterized in that in a part of the environment of the tube to be created at least one frost body is generated by means of at least one introduced into the ground icing. So it is a ground icing according to the prior art, which is usually worked with glazing lances. Expediently, a plurality of icing bores or a plurality of icing lances are provided next to each other in said region. Such a conventional ground freezing can be carried out in the ridge area or in the bottom area of the tube to be created. It should be emphasized, however, that this conventional ground freezing is carried out only as a supplementary measure to the ground icing according to the invention.

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.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 pipe to be connected to the wall is introduced or introduced, wherein in the outer surface of the wall at least one for the passage of an icing medium provided pipeline runs, which pipeline surrounds the connection opening at least partially. Conveniently, the pipe surrounds the connection opening over at least 50%, preferably over at least 60% and very preferably over at least 75% of the circumference of the connection opening. As already explained above, it is preferable within the scope of the invention for the pipeline to completely surround the connection opening as a loop. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the pipeline is flush with the outer surface of the wall. According to this embodiment, therefore, the pipeline does not project beyond the wall. For the pipes expediently hollow steel profiles, for example square profiles are used. The pipeline is preferably anchored in the wall, anchored for example by means of headed bolts in the concrete of the wall. It is within the scope of the invention that only one supply line and only one drain line for the icing medium is connected to the pipeline. These are preferably inlet pipes and drain pipes with a relatively small diameter.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Vereisungsverfahren die Festigkeit bzw.The invention is based on the finding that with the icing method according to the invention, the strength or

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.Stability, the life and thus the serviceability of the structures, ie the shafts and tunnels in comparison to the known icing measures is significantly improved. The structures are only minimally penetrated by the only necessary supply lines or drain lines for the icing medium. In contrast to the measures known from practice, the reinforcement guide in the shaft wall is not disturbed by the pipelines or icing loops according to the invention. There are also no problems when concreting the areas around the connection opening or around the cross-knock opening. If the ground icing is carried out on a tunnel wall, there is no appreciable weakening of the segmental lining and, above all, the risk of damaging the tunnel wall or the tubbing due to a multiplicity of icing boreholes is eliminated. This known from practice icing holes can indeed meet the joints, so that disadvantageous flaking and Hinterläufigkeiten result. When realizing the glaciation measures according to the invention, it is no longer necessary to bring elaborate holes against oppressive water in the shaft walls. It is particularly advantageous in the method according to the invention that a very effective and reliable icing on the shaft or on the tunnel is possible. In accordance with the invention, the cold source is directly applied to the area to be frosted. In contrast to the measures known from practice so no loss of cold is to be accepted, which arises through the area of the drill head in icing. Incidentally, in the method according to the invention, disruptions of the construction operation are eliminated by the implementations of a plurality of Icing holes out of the shaft or out of the tunnel.

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.
The invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment. In a schematic representation:
Fig. 1
a cross-connection of a tunnel to a shaft (caisson) in section,
Fig. 2
a section AA through the article of FIG. 1,
Fig. 3
3 a perspective view of the frost bodies produced according to the invention at the shaft outer wall,
Fig. 4
a connection of a tunnel to a shaft (shaft passed through) in plan view,
Fig. 5
a section BB through the article of FIG. 4, and
Fig. 6
a perspective view of the frost body according to the invention generated between the shaft and 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.The figures illustrate a method for creating a subterranean tube 1. Prior to making this tube 1, at least one frost body 2, 3, 4 is temporarily generated in the vicinity of the tube 1 and over the circumference of the tube 1 by ground icing. An icing medium becomes the Generating this Bodenvereisung passed through at least one arranged in an existing wall 5 pipe 6. This pipe 6 runs along the outer surface of the wall 5. After the generation of the ground icing then the tube 1 can be made in the protection of Bodenvereisung. Preferably, and in the embodiment of the figures, 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 is formed over this entire circumference of the connection opening 7. The pipeline 6 is in direct contact with the ground to be frosted. Appropriately, and in the embodiment, the pipe 6 is flush with the outer surface of the wall 5 from. This can be seen in particular in the enlarged detail of FIG. 1. This section also shows that the pipe 6 is preferably anchored in the wall 5 or in the concrete of the wall 5, specifically in the exemplary embodiment with the aid of head bolts 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.In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, a caisson 9 is connected via the tube 1 to be created with a tunnel 10. With the tube 1 so the Querschlaganbindung a tunnel 10 to a caisson 9 is realized. A piping 6 for the icing medium extends 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. Conveniently, a feed line, not shown in the figures, as well as a discharge line, also not shown in the figures, for the icing medium are connected to the pipeline 6. The circumferential pipe 6 forms as it were an icing loop the connection opening 7. With this circulating in the wall 5 pipe a first frost body 2 is generated. In the bottom region of the tube 1, a second frost body 3 is generated by ground icing. For this purpose, at least one pipe 6, not shown in the figures, is arranged in the outer surface of the tunnel wall 11 or on the outer side of the tubbing of this tunnel wall 11. Such a pipe 6 is advantageously juxtaposed segment by segment, since it is interrupted by the Tübbingfugen. Such bottom icing in the bottom region of the tube 1 is required especially when the distance between tunnel 10 and caisson 9 is relatively large.

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.In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, moreover, a frost body 4 is generated with the aid of the conventional soil freezing measures. For this purpose, individual icing holes in the ridge area of the tube 1 are introduced from the wall 5. This frost body 4 produced according to the prior art merely supplements the frost bodies 2 and 3 produced according to the invention.

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.The frost body 3 is produced by additional pipes 6 in the tunnel wall 11. However, this does not mean that an additional icing aggregate or an additional icing medium tank is necessary for this soil icing. Preferably, the icing medium is transported from the caisson 9 to the pipeline 6 or to the pipelines 6 in the tunnel 10 by means of a supply bore made in advance from the caisson 9 to the tunnel 10. This feed bore has not been shown in the figures.

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.In the embodiment according to FIGS. 4 to 6, a tunnel 10 is connected directly to a caisson 9. In this embodiment, the tunnel 10 or the tunnel section in the region of the caisson 9 is at the same time the underground tube 1 to be created. Here, too, a pipeline 6 extends over the entire circumference of the connection opening 7 in the wall 5. With this pipe 6, only a single frost body 2 is frozen on the outer surface of the wall 5 in the embodiment of FIGS. In the protection of this Bodenvereisung the tunnel 10 can be easily connected to the caisson 9.

Claims (9)

  1. A method for setting up an underground pipe (1), wherein a frost unit (2, 3, 4) is temporarily generated by icing the ground in at least part of the environment of the pipe (1) before the pipe (1) is set up, characterized in that an icing medium for generating the ground ice layer is routed through at least one pipeline (6) arranged in an already present wall (5), and wherein the pipe (1) is subsequently fabricated while protected by the ground ice layer.
  2. The method according to claim 1, characterized in that the icing medium is routed through a pipeline (5) running at least along part of the periphery of the pipe (1) in the wall (5), and wherein a frost unit (2, 3, 4) extending over this part of the pipe periphery is formed.
  3. The method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the icing medium is passed through a pipeline (6) that directly contacts the ground to be iced.
  4. The method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one pipeline (6) is arranged in the outer wall of a shaft, with the shaft being connected with a tunnel (10) via the pipe (1).
  5. The method according to claim 4, characterized in that the pipeline (6) is arranged in the outer wall of a caisson (9), with the caisson (9) being connected with a tunnel (10) via the pipe (1).
  6. The method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ground is iced via nitrogen icing and/or brine icing.
  7. The method according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one frost unit (2, 3, 4) is generated in part of the environment of the pipe (1) by means of at least one icing borehole (12) incorporated into the ground.
  8. A device for implementing the method according to claims 1 to 7, wherein at least one wall (5) is provided, into which a connection opening (7) has been or will be incorporated for a pipe (1) to be connected to the wall, characterized in that at least one pipeline (6) for passing through an icing medium traverses the outer surface of the wall (5), with the pipeline (6) at least partially enveloping the connection opening (7).
  9. The device according to claim 8, characterized in that the pipeline (6) forms a flush seal with the outer surface of the wall (5).
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