DE2109384C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen röhrenförm iger Tunnel, Stollen od.dgl. im Schildvortrieb mit einer Auskleidung aus Ortbeton - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen röhrenförmiger Tunnel, Stollen od. dgl. im Schildvortrieb mit einer Auskleidung aus Ortbeton, wobei der Vortrieb und die Auskleidung gleichzeitig kontinuierlich erfolgen. Allgemeiner Zweck der Erfindung ist es, die Herstellung von Bauwerken kleiner Durchmesser zu erleichtern.

Es ist bereits bekannt (s. DE-AS 12 79 054), beim Herstellen röhrenförmiger Tunnel oder Stollen im Schildvortrieb mit einer Auskleidung aus Ortbeton Vortrieb und Auskleidung gleichzeitig kontinuierlich vorzunehmen. Hierbei ist ein Vortriebsschild an seiner Rückseite mit einer Gleitschalung versehen, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Auskleidung entspricht und in deren Schalungsraum Beton eingepreßt wird; durch den Druck wird der Schild vorwärts bewegt, während gleichzeitig die Auskleidung aufgebaut wird. Um die im vorderen Teil des Schildes angeordneten Abräumwerkzeuge unabhängig vom Vorrücken des Gesamtschildes vorwärts bewegen zu können, sind im Schildmittelteil Druckkolben angeordnet, die eine translatorische Bewegung der Werkzeuge bewirken. Außerdem ist der Schild, um überhaupt ein Auffahren von Kurven zu ermöglichen, in seiner Wandung gegliedert und mit weiteren Kolbentrieben versehen, die jedoch lediglich eine Winkelbewegung und damit die Lenkbarkeit des Schildes gewährleisten, weil durch den Betondruck allein eine Steuerung des Schildes in bezug auf das Auffahren von Krümmungen nicht möglich wäre. Dieser bekannte Schild ist außerdem bei dem gegebenen Längen-Durchmesserverhältnis von ungefähr 1 : 1 und der gleichzeitig vorhandenen Vielzahl von Geräten und Werkzeugen nicht für die Herstellung besonders kleiner Bauwerksdurchmesser geeignet.

Für das Auffahren röhrenförmiger Bauwerke geringer Durchmesser, insbesondere von Durchmessern ι unter vier Metern, ist ein Verfahren bekannt (s. DE-AS 12 52 227). bei dem entsprechend dem Schildvortrieb hinter die standfeste Innenschalung ein Korngerüst eingebracht und nach mehreren Vortrieben mit Mörtel verpreßt wird. Jedoch ist nach diesem Verfahren kein

in kontinuierliches Arbeiten am vorderen und hinteren Ende des Schildes möglich, sondern es muß nach erfolgtem Erdreichabbau, d.h. nach Vorrücken des Schildes um ein bestimmtes Wegstück, eine Auswechslung der im Schild vorhandenen Werkzeuge und Geräte vorgenommen werden, um die Auskleidung am hinteren Schildende mit den hierfür erforderlichen Werkzeugen durchführen zu können, weil der Schild im ganzen zu kurz ist und damit nicht genügend Platz für die gleichzeitige Unterbringung aller erforderlichen Werk-

2(i zeuge hat. Der Werkzeugaustausch aber erfordert einen erheblichen Zeit- und Kostenaufwand, worunter die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens leidet. Auch wird durch den nur in ungenügendem Maße zur Verfügung stehenden Arbeitsraum die Aufeinanderfolge von

2) Abbau und Auskleidung wesentlich erschwert, während der gesamte, für die Auskleidung eines Ringes benötigte Zeitraum um so größer wird, je komplizierter die Auskleidung selbst ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe

jo besteht darin, ein Verfahren und einen Vortriebsschild zu schaffen, die auch für kleine und kleinste Durchmesser, insbesondere für Durchmesser unter vier Meter Nennweite wirtschaftlich einsetzbar sind und die die gleichzeitige Unterbringung aller erforderlichen Geräte

)5 und Werkzeuge ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß ein aus mindestens drei Teilen bestehender Vortriebsschild verwendet wird, dessen Teile sich gegeneinander über zum Vortrieb der jeweiligen Teile

4« dienenden Pressen abstützen und dessen rückwärtiger Teil sich mittels Pressen gegen eine Innenschalung abstützt. Damit wird in vorteilhafter Weise ein größerer Abstanii zwischen Vorder- und Hinterende des Schildes und somit der erforderliche Raum geschaffen, um im Schild die für den Abbau des Erdreiches und den Abtransport desselben sowie die für die Auskleidung des Bauwerkes nötigen Geräte und Werkzeuge gleichzeitig und in richtiger Folge unterzubringen, so daß der notwendige Arbeitsraum nicht beeinträchtigt

W wird, am vorderen und hinteren Schildende gleichzeitig und kontinuierlich gearbeitet werden kann und jeglicher Austausch der Schildbestückung entfällt. Es ergibt sich zugleich eine viel wirtschaftlichere Ausnutzung der im Schild befindlichen Arbeitsgeräte und sonstigen Hilfsmittel, die bekanntlich in ihrer Anschaffung sehr teuer sind und deren Rentabilität natürlich bei ständiger Inbenutzungshaltung und ohne wesentliche Stillstandzeiten wesentlich höher ist, während gleichzeitig das Bauwerk schneller fertiggestellt werden kann und die Geräte schon zu einem früheren Zeitpunkt wieder für eine andere Baustelle zur Verfügung stehen.

Es ist zwar bekannt, beim Auffahren von Tunneln kleiner Durchmesser im Schildvortrieb Abbau und Auskleidung in kontinuierlich gleichmäßigem Rhythmus erfolgen zu lassen, jedoch wird bei diesen bekannten Verfahren (s. zum Beispiel DE-AS 12 21663 und 14 59 879) die Auskleidung mit Tübbingen, und zwar entweder mit Wendeltübbingen oder mit Tübbingringen

durchgeführt. Hierbei ist es aber nachteilig, daß die Tübbingversetzmaschinen verhältnismäßig groß sind und damit nicht mehr genügend Raum für ein unbehindertes Arbeiten lassen, daß die meist als Betonfertigteile vorhandenen Tübbinge wegen ihres ". relativ hohen Gewichtes nur schwierig aufzustellen und einzubauen sind, wobei zudem das Zusammensetzen der einzelnen Tübbinge zu einer geschlossenen Auskleidung eine hohe Präzision erfordert, und daß die zwischen den einzelnen Tübbingen vorhandenen Fugen speziell im Kanalbau nicht den Anforderungen und Vorschriften für solche Bauwerke entsprechen, weil Schwierigkeiten in der Abdichtung auftreten.

In besonders vorteilhafter Weise läßt sich das erfindungsgemäßs Verfahren verwirklichen, wenn man als Auskleidung Skelettbeton zwischen einer verlorenen Außenschalung und der Innenschalung einbringt Ein so hergestelltes Bauwerk erfüllt sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht alle Erfordernisse des modernen Tunnel- oder Kanalbaues. :o

Zur Durchführung des Verfahrens kann ein Vortriebsschild mit einem Abbauteil mit den erforderlichen Abbauvorrichtungen und einem Abschlußteil mit den erforderlichen Auskleidungseinrichtungen eingesetzt werden, bei dem nach einem weiteren vorteilhaften 2> Merkmal der Erfindung zwischen diesen beiden Teilen mindestens ein Zwischenteil als Beladestation für Tunnelhunde vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise kann das Zwischenteil eine solche Länge aufweisen, daß es genügend Raum für den Erdaushub einer Ringbreite der Auskleidung bietet. Durch diese Anordnung werden die einzelnen Arbeitsgänge im Schild ausreichend weit auseinandergezogen, d. h.. Abbau und Auskleidung können gleichzeitig ausgeführt werden. Ein solcher Schild ist wesentlich länger als die üblichen Schilde, r> gewährleistet aber gerade durch diese größere Länge die Kontinuierlichkeit des Arbeitens am vorderen und hinteren Schildende."

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen mehrteiligen Vortriebsschild,

F i g. 2 im Detail eine besondere Ausbildungsform des Schildschwanzes in vergrößertem Maßstab und F i g. 3 eine Detaildarstellung der Pressenanordnung.

In F i g. 1 erkennt man einen mehrteiligen Vortriebsschild, der sich aus einem Abbauteil 11, einem daran anschließenden Zwischenteil 12 und einem auf dieses folgenden Abschlußteil 13 zusammensetzt. Zwischen den Einzelteilen sind Vortriebspressen 14 in Form von Druckkolben angeordnet, die für jedes der einzelnen Teile eine individuelle Bewegung und vor allen Dingen eine gesonderte Steuerung ermöglichen. Da der gesamte Vortriebsschild 1 relativ lang ist, trägt die Unterteilung desselben zur Verbesserung seiner Steuerbarkeit bei.

Im Abbauteil 11 erfolgt der Erdaushub, und zwar ist dort genügend Platz für die Installierung eines Abbaugerätes, hier in Form einer Fräse mit anschließendem Förderband 113, vorgesehen. Dieses Förderband reicht bis in den Zwischenteil 12 hinein, in dem Schienen usw. angebracht sind, so daß dort Tunnelhunde 122 eingefahren und beladen werden können. Dieses Zwischenteil 12 ist im übrigen so lang, daß dort eine ausreichend große Menge Erdreich aufgenommer. werden kann. z. B. die Menge, die beim Vorschub des Schildes um eine Ringbreite anfällt, oder zumindest die Hälfte davon. — Wie im übrigen durch eine strichpunktierte vertikale Linie im Zwischenteil 12 angedeutet, kann dieses wiederum unterteilt sein, um eine genügende Steuerungsfähigkeit des Gesamtschildes zu bewirken.

Im Abschlußteil 13 endlich erfolgt dann der Einbau der Tunnelauskleidung in Ringform. Zu diesem Zwecke sind dort alle erforderlichen Ausbau- und Auskleidungseinrichtungen vorgesehen, die an sich dem Fachmann bekannt und deshalb hier nicht näher dargestellt sind.

Je nach Art der Auskleidung kann auch das Abschlußteil 13 wieder in die Länge gezogen und unterteilt sein, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist. Dies ist von besonderem Vorteil bei der Auskleidung mit Skelettbeton und Außenschalung. Zunächst wird hier in einem vorauslaufenden Abschnitt eine Außenschalung 21 eingebaut, während in einem zweiten Abschnitt eine Innenschalung 22 und ein Kiesgerüst 23 für den Skelettbeton eingebracht werden. Das Abstützen der Vortriebspr?ssen 14 gegen die Innenschalung 22 erfolgt, da letztere sich in einem größeren Abstand im ^rückwärtigen Abschnitt des Schildschwanzes befindet, über Verlängerungsstangen 141.

Es ist dem Fachmann ohne weiteres aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar, daß die Gesamtlänge des erfindungsgemäßen Schildes variieren kann und sich aus den jeweils erforderlichen betrieblichen Einrichtungen und der zu lösenden Aufgabe bei der Erstellung des unterirdischen Bauwerkes ergibt. Ebenso ergibt sich die Länge der Einzelteile des Vortriebsschildes aus den jeweiligen baulichen Verhältnissen, insbesondere den erforderlichen Kurvenradien der aufzufahrenden Ausbaustrecke.

F i g. 3 zeigt noch die Anordnung der Vortriebspressen 14 zwischen den einzelnen Teilen des Schildes, hier des Abbauteiles 11 und des Zwischenteiles 12, die mit Lagern 142 versehen sind, an denen die Vortriebspressen 14 befestigt sind bzw. gegen die sich diese abstützen. Um zu verhindern, daß von außen Erdreich zwischen die einzelnen Schildteile eindringen kann, sind Überlappungsbleche 15 vorgesehen, die an einem der Schildteile, hier dem Abbauteil 11, fest angeordnet sind, während diese Überlappungsbleche 15 am anderen Schildteil, also hier dem Zwischenteil 12, mit Führungsrippen 16 zusammenwirken, die dazu dienen, daß die beiden Schildteile nicht miteinander verklemmen.

1st der erfindungsgemäße Schild lang genug, so wird man beim Vorpressen die Schubkraft weitgehend über die Reibung auf das außenliegende Erdreich übertragen können, wobei man bei den Zwischenteilen die Pressen auch auf Zug wirken lassen kann. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß nur ein Teil der Schubkraft auf die Auskleidung übertragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen röhrenförmiger Tunnel, Stollen od. dgl. im Schildvortrieb mit einer Auskleidung aus Ortbeton, wobei der Vortrieb und die Auskleidung gleichzeitig kontinuierlich erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus mindestens drei Teilen bestehender Vortriebsschild (1) verwendet wird, dessen Teile sich gegeneinander über zum Vortrieb der jeweiligen Teile dienende Pressen (14) abstützen und dessen rückwärtiger Teil sich mittels Pressen (14) gegen eine Innenschalung (22) abstützt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Auskleidung Skelettbeton zwischen einer verlorenen Außenschalung (21) und der Innenschalung (22) eingebracht wird.

3. Vortriebsschild zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Abbauieil mit den erforderlichen Abbauvorrichtungen und einem Abschlußteil mit den erforderlichen Auskleidungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen diesen beiden Teilen (11, 13) mindestens ein Zwischenteil (12) als Beladestation für Tunnelhunde (122) vorgesehen ist.

4. Vortriebsschild nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (12) eine solche Länge aufweist, daß es genügend Raum für den Erdaushub einer Ringbreite der Auskleidung (2) bietet.