EP0336331B1 - Installation pour la distribution de béton, en particulier pour la construction de tunnels - Google Patents

Installation pour la distribution de béton, en particulier pour la construction de tunnels Download PDF

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EP0336331B1
EP0336331B1 EP89105801A EP89105801A EP0336331B1 EP 0336331 B1 EP0336331 B1 EP 0336331B1 EP 89105801 A EP89105801 A EP 89105801A EP 89105801 A EP89105801 A EP 89105801A EP 0336331 B1 EP0336331 B1 EP 0336331B1
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EP
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line
distribution line
shuttering
concrete
distribution
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EP89105801A
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EP0336331A1 (fr
Inventor
Rudolf Dipl.-Ing. Riker (Fh)
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Stetter GmbH
Original Assignee
Stetter GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/105—Transport or application of concrete specially adapted for the lining of tunnels or galleries ; Backfilling the space between main building element and the surrounding rock, e.g. with concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0472—Details of connection of the hose to the formwork, e.g. inlets

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for distributing concrete, in particular for tunnel and gallery construction.
  • a number of branch lines are connected to a delivery line coming from a concrete pump via a distribution line, which lead into the formwork space at the end.
  • the branch lines first run outward in the radial direction in the tunnel and are then angled in the axial direction.
  • Each branch line can be opened and closed using a shut-off valve. After filling a formwork room, the concrete comes to rest in the respective branch line and there is a risk of setting, especially if no setting retarders are used for the concrete mixture. Even in the event of malfunctions, to prevent the concrete from setting in the distribution line and in branch lines, the entire line system must be disassembled, the concrete poured out and the pipes rinsed out.
  • the object of the invention is to provide a system with which it is possible at any time to keep the distribution line including the branch lines free of setting concrete without having to dismantle the distribution line and / or the branch lines.
  • the drain line is preferably permanently connected to a concrete ejection device known per se via a shut-off valve. If there is a malfunction, which can have many causes, especially in tunnel construction, the delivery line is e.g. connected to the collecting container by means of a two-way slide valve and, after opening the shut-off valve in the emptying line, a cleaning plug or cleaning ball is pressed into the line system by means of pressurized water, whereby the concrete column is pushed out of the distribution line and the subsequent part of the delivery line. All branch lines are filled with the plugs so that the line system can be completely cleared of concrete.
  • the concrete column can also be sucked out by switching the concrete pump to suction mode, but the cleaning plug or cleaning ball must always be used to remove any concrete residues.
  • the invention enables conventional concrete without To use setting retarders, which previously seemed impossible, and even setting accelerators can be used, since the distribution system can be emptied when a concrete ring has been completed and there is necessarily a pause in concreting during the subsequent relocation of an inner formwork ring.
  • the invention makes it possible to design the sealing plug in each branch line in such a way that, in its open position, it blocks the outgoing part of the distribution line, so that there is no concrete in the distribution line downstream of the respective branch. If all branches are operated one after the other, the concrete flow does not come to a standstill anywhere in the system, which is very advantageous for fast-setting concrete.
  • the method according to the invention comprises the measures according to claim 14.
  • the invention enables fully automatic operation, which also includes the emptying process.
  • the downtime of the concrete pump is continuously measured automatically and compared with a time limit set for the concrete quality, and when this limit value is reached the emptying process is automatically initiated while the concrete pump remains stopped. It is important that the emptying of the system can be effected at any concreting stage, so that the invention creates a high degree of safety, particularly when concreting tunnel tubes.
  • the distribution system according to FIG. 1 comprises a concrete mixing container 10, a double-acting concrete pump 12, the usual switch valve 14, a delivery line 16 with schematic Illustrated telescopic pipe extension 18 and an annular distribution line 30, which is arranged in a transverse plane of a tunnel and thus essentially at right angles to the longitudinal extent of the delivery line 16 and has a number of branching points 32 arranged at circumferential intervals and which is connected to the delivery line 16 via a pipe loop 39, 40 connected.
  • the distribution line 30 lies on a diameter which is larger than the diameter of an inner ring formwork 22 and runs closely adjacent to an end formwork 24 which closes a formwork space between an outer ring formwork 20 and the inner ring formwork 22 to the front.
  • the distribution line 30 thus lies in the annular gap 42 between the outer and inner ring formwork and, thanks to the close proximity to the end formwork 24, short, straight branch lines 34 at each branch point 32, which penetrate the end formwork 24, are sufficient.
  • the delivery line 16 is extended in the interior of the tunnel beyond the level of the front formwork 24.
  • a pipe bend 39 extends around the front edge of a pressure ring 76 and a subsequent connecting pipe 40 bridges the width of an inner formwork segment including the width of the pressure ring, as can be seen in particular from FIG. 2 results. This pipe loop is necessary in order to be able to assemble the next inner formwork ring 22.
  • a shut-off device 36 is provided with which the branch line 34 can be shut off.
  • the distribution line 30 extends along a circumferential angle of more than 270 ° and at its end is connected via a pipe loop 44, 46, which corresponds to the pipe loop 39, 40 and serves the same purpose, an emptying line 48 which extends parallel to the delivery line 16 and runs back into the tunnel.
  • the drain line 48 is connected via a valve 50 to a concrete pushing device 52, which is a holding device 54 for a Has cleaning plug 55.
  • a pressurized water pump 56 is connected to the holding device 54.
  • a circulation line 58 branches off from the drain line 48 and can be shut off by a valve 51 and leads back into the mixing container 10.
  • the shut-off valve 36 has three quick couplings 38, by means of which it is connected to the incoming part 30a of the distribution line 30, the outgoing part 30b and the short straight branch line 34.
  • a plug 66 in the form of a piston is slidably mounted, which has a curved front surface 70, which for a constant transition of the concrete flow from the incoming part 30a of the distribution line 30 with deflection by 90 ° in the branch line 34 provides.
  • This curved end face 70 of the sealing plug 66 also ensures that the sealing plug 66 is longer in the area of the outgoing part 30b of the distribution line 30 and thus in the area shown in FIG.
  • the sealing plug 66 is connected at the rear to a drive cylinder 69, which moves it forward into a closed position in which the sealing plug 66 comes out of the branch line 34 penetrates into the formwork space beyond its mouth 68 and thereby completely fills the branch line 34.
  • the plug 66 has a transverse channel 74 which, in the closed position of the plug 66, connects the incoming part 30a to the outgoing part 30b of the distribution line 30.
  • the ring line 30 is fastened on both sides of each shut-off device 36 to the front formwork 24 by means of holders 25.
  • the distribution line 30 is then filled with concrete, since all the shut-off elements 36 located in between are in the open position.
  • the other shut-off elements 36 can now be opened one after the other in any order in order to complete a concrete ring 26.
  • the front formwork 24 which is connected to the outer formwork 20, moves.
  • the front formwork 24 is partly pushed by the pressure of the pressed-in concrete and partly pulled by a cylinder 28 which is fastened to a frame 29 of the driving head.
  • the front formwork 24 has arrived at the front end of an inner formwork ring 22, the concrete ring 26 is finished (FIG. 3).
  • the pressure ring 76 is pulled forward by means of cylinder 78 and a new inner formwork ring 22 is mounted (FIG. 4) which is then pressed against the inner formwork by means of the pressure ring 76.
  • the concreting process then continues in order to produce a new concrete ring in the area of the annular gap 42.
  • valve 51 can first be opened in order to keep the concrete in motion throughout the pipeline system by the concrete pump 12 running slowly.
  • the plugs 66 are all in their closed positions.
  • the concrete pump 12 is switched off, a slide 80 in the delivery line is closed and a slide 81 in an outlet line connected to the delivery line is opened, after which the pressurized water pump 56 is started, which removes the cleaning plug 55 inserted into the holding device 54 through the emptying line 48, the annular distribution line 30 and the part of the delivery line 16 lying in front of the slide 80, the concrete located in this line system being pushed out in a collecting container 82. Since the cross-sections of all the lines 16, 30, 48 including the valve passages differ only slightly from one another at most, the elastically designed cleaning plug 55 ensures almost complete emptying of the line system, the pressurized water flushing out any concrete residues.
  • FIG. 7 to 12 a modification of the distribution system is shown, which differs from the one described above only in that the distribution line 130 does not run directly adjacent to the plane A of the face formwork 24 but at a distance therefrom in a plane B, so that the distribution line 130 in front of the pressure ring 76 runs.
  • the distribution line 130 is interrupted for each branch point 32.
  • the two interruption ends are connected to one another by means of a pipe loop 84 which extends into the annular gap 42 between the two ring formworks 20, 22 approximately parallel to the tunnel axis up to near the end formwork 24 and in whose apex the shut-off device 36 is arranged.
  • a pipe loop 84 which extends into the annular gap 42 between the two ring formworks 20, 22 approximately parallel to the tunnel axis up to near the end formwork 24 and in whose apex the shut-off device 36 is arranged.
  • each pipe loop consists of two parallel pipes 84, which extend in the longitudinal direction of the tunnel, and two pipe bends 86, which are connected to the housing of the shut-off device 36 by means of the quick couplings 38.
  • the distribution system according to FIG. 13 to 18 consists of a distribution line 30, which has no axial pipe loops, because it is arranged in front of the pressure ring 76 and attached to it.
  • the two lower ends of the distribution line 30 are connected to one another by a connecting tube, so that there is a circumferentially closed ring line, at the ends of which a shut-off device 90 and 91 is provided.
  • Another shut-off element 93 closes the end of the drain line 48.
  • the displacement axis 162 (FIG. 18) of the sealing plug 166 does not cross the ring axis of the distribution line 30 here, but is offset radially outward by an amount that is equal to the sum of the radii of the branch line 34 and the distribution line 30.
  • the inner circumferences of both lines touch each other.
  • the pipe section 160 for receiving the sealing plug 166 has an opening 92 through which the branch line 34 communicates with the distribution line 30.
  • the closure piece 166 has no through-channel corresponding to the channel 74 in the above-described embodiments.
  • the shut-off device 36 has a flat slide 88 which is displaceable in a slot 94 in the valve housing and is actuated by a drive cylinder 96.
  • the plane of displacement of the flat slide 88 almost touches the pipe section 160, forms with a radial plane passing through the axis 162 of this pipe section 160
  • Distribution line 30 an angle of about 30 ° and closes the outgoing part of the distribution line 30 in its closed position.
  • the flat slide valves 88 are preferably located in both ring halves of the distribution line 30 above the respective branches 32 because the distribution system according to FIG. 13 to 18 allows concrete to be fed from below into both halves of the distribution line 30 without having to fill the remaining part of the distribution line 30 with concrete.
  • the valves 90, 91 are opened in order to operate the branch line 34 at the bottom right.
  • the flat slide 88 are in the closed position. It is then possible to switch to the next higher branch line 34 by closing the valves 90, 91 and opening the flat slide 88 of the valve arranged at the bottom left. After a formwork space is filled with concrete (FIG.
  • the pressure ring 76 with the distribution line 30 and face formwork 24 is pulled forward by one formwork width by actuation of the cylinder 78, and since in this embodiment a segmental formwork is used, a new ring made of segment segments 98 is installed and pressed against the remaining tubbing formwork by means of the pressure ring 76 (FIG. 15).
  • the cylinder 28 is actuated, which, like the cylinder 78, is supported on a trailing part 100 of the cutting machine in order to advance the outer formwork 20 by a segment width.
  • the concrete is then poured into the formwork space 27 as described. The result is shown in FIG. 16.
  • the two valves 90, 91 are closed and the valve 93 is opened after the valve 80 in the delivery line 16 has been closed and the valve 81 in the outlet pipe has been opened. Then, after the pressure water pump 56 has started, the cleaning ball 55 can be pressed through the entire line system in the manner already described, in order to insert the concrete column into the Slide out container 82. It is understood that the plugs 166 are in the closed position and the flat slide 88 are in the open position during the emptying of the system. The connecting line between the two valves 90, 91 can also subsequently be flushed when the two flat slides 88 of the two lowest shut-off elements 136 are closed.
  • FIGS. 19 and 20 illustrate an annular distribution line 30 with shut-off device 36.
  • the distribution line 30 lies within an inner ring formwork 22 and the branch lines 34 extend in the same radial plane in which the distribution line 30 lies radially outwards and into the inner ring formwork 22.
  • the pipe loops 39, 40 are omitted. Otherwise, the system does not differ in principle.
  • FIG. 21 shows a distribution system which, with regard to the annular distribution line 30 and the shut-off elements 136 of the embodiment according to FIG. 13 corresponds. However, the difference is that the connecting line with the valves between the two lower ends of the distribution line 30 is omitted. This is followed by parallel pipes 17, 19 running in the longitudinal direction, which are connected to the common delivery line 16 by means of a two-way valve 102 and optionally receive concrete from the concrete pump 12. In this simple version, too, both halves of the annular distribution line 30 can be fed from below.
  • the two pipes 17, 19 are detached from the distribution line 30 by means of the quick couplings 38 and two hoses 104, 106 are coupled, one of which leads into the collecting container 82 and the other of which is connected to the emptying line 48.
  • This embodiment is simpler thanks to the lack of valves, but requires manual intervention to empty the line system.

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Claims (17)

1. Installation de distribution de béton, en particulier pour la construction en tunnels et galeries, avec une conduite de transport (16) venant d'une pompe à béton (12), suivie d'une conduite de distribution (30; 130) de laquelle dérivent des conduites de branchement (14) plus courtes présentant, chacune, un organe d'arrêt (36; 136), caractérisée en ce que les conduites de branchement (14) traversent un coffrage (22; 24) d'un espace de coffrage (27) et aboutissement dans celui-ci, que chaque organe d'arrêt (36; 136) présente un bouchon d'obturation (66; 166) pouvant être déplacé, à l'aide d'un dispositif d'entraînement (69), d'une position de fermeture, dans laquelle il est introduit dans la conduite de branchement (34), au moins jusqu'au point d'embouchure (68), afin de le remplir complètement, à une position d'ouverture, dans laquelle il est sorti de la conduite de branchement jusqu'à un point tel qu'il la communique avec la partie d'arrivée de la conduite de distribution (30; 130) et qu'une conduite de vidage (48), obturée par un organe d'arrêt (93), est raccordée ou qu'une conduite de vidage (48) peut être raccordée à un point de la conduite de distribution (30; 130) le plus éloigné de l'extrémité d'entrée de celle-ci, mesuré le long de la conduite de distribution (30; 130).
2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, dans une extrémité d'un système de conduites comprenant la conduite de vidage (48) la conduite de distribution (30; 130) et au moins une partie de la conduite de transport (16), est ou peut être introduit un bouchon de nettoyage (55) et que, à l'autre extrémité de ce système de conduites, est ou peut être raccordé un dispositif de réception (82) et que, par l'amenée d'un fluide sous pression à l'une des extrémités du système de conduites ou par la création d'une dépression à l'autre des extrémités, le bouchon de nettoyage (55) peut se déplacer dans tout le système de conduites pour vider la colonne de béton du système de conduites dans le dispositif de réception (82).
3. Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la conduite de distribution (30; 130) s'étend dans un plan transversal à l'axe du tunnel, suivant une trajectoire au moins environ en forme d'un arc de cercle ou un tracé polygonal correspondant.
4. Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la conduite de distribution (30; 130) est disposée très près d'un coffrage frontal (24) déplaçable, de manière à pouvoir se déplacer avec celui-ci dans l'ouverture annulaire (42) entre un coffrage annulaire extérieur (20) et un coffrage annulaire intérieur (22) et que, à deux extrémités de la conduite de distribution (30; 130), sont raccordées des conduites de raccordement (39, 40, 44, 46) qui s'étendent dans l'ouverture annulaire (42), environ parallèlement à l'axe du tunnel, vers l'extrémité avant du coffrage annulaire intérieur (22) et retournent au tunnel en passant par l'extrémité avant d'un dispositif de maintien du coffrage (76) supportant celui-ci.
5. Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la conduite de distribution (130) s'étend dans un plan (B) situé devant le coffrage annulaire intérieur (22) et présente, pour chaque organe d'arrêt (36; 136), une interruption dont les deux extrémités d'interruption sont raccordées l'une à l'autre à l'aide d'une boucle tubulaire (84, 86) s'étendant dans l'ouverture annulaire entre les deux coffrages annulaires (20, 22), environ parallèlement à l'axe du tunnel, jusque près du coffrage frontal (24), dans le haut de laquelle est disposée la conduite de branchement (14) avec l'organe d'arrêt (36; 136).
6. Installation suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la conduite de distribution (30; 130) se compose de deux demi-conduites courbées de forme semi-circulaire ou coudées de forme polygonale qui sont disposées chacune dans le même demi-tunnel, gauche et droit, que les deux demi-conduites sont ou peuvent être raccordées à la conduite de transport (16), près de la zone du fond, et qu'une demi-conduite est ou peut être raccordée à la conduite de vidage (48).
7. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les deux moitiés de la conduite de distribution annulaire (30; 130) communiquent l'une avec l'autre dans la zone supérieure du tunnel et sont raccordées l'une à l'autre, dans la zone inférieure du tunnel, par un organe d'arrêt (90, 91) pour former une conduite annulaire fermée en pourtour et que la conduite de transport (16), d'un côté de l'organe d'arrêt (90, 91), et la conduite de vidage, de l'autre côté de l'organe d'arrêt (90, 91), aboutissent, chaque fois très près de ce dernier, dans la conduite de distribution.
8. Installation suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que toutes les conduites de branchement (34) se présentent sous forme de courts segments de tuyau droits qui soit s'étendent parallèlement à l'axe du tunnel et aboutissent dans un coffrage frontal (24), soit s'étendent dans un plan radial et traversent un coffrage annulaire intérieur (22) en sens environ radial.
9. Installation suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque organe d'arrêt (36; 136) de la conduite de distribution (30; 130) se présente sous forme de soupape à tiroir à deux voies qui relie la partie sortante de la conduite de distribution (30; 130) avec sa partie entrante lorsque le bouchon d'obturation (66; 166) se trouve en position de fermeture et obture la partie sortante de la conduite de distribution (30; 130) en sa position ouverte.
10. Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que l'extrémité avant du bouchon d'obturation (66) est prolongée, à l'endroit de la partie sortante de la conduite de distribution (30; 130) et obture, en sa position ouverte, un orifice de sortie de la soupape conduisant à la partie sortante de la conduite de distribution (30; 130).
11. Installation suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que chaque organe d'arrêt (136) présente, dans la partie sortante de la conduite de distribution (30; 130), une soupape d'arrêt (88).
12. Installation suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'à l'extrémité de la conduite de vidage (48) est raccordé un dispositif de retenue (54) pour un bouchon de nettoyage (55) qui, à son tour, peut être raccordé à une source d'air comprimé et/ou sous pression.
13. Installation suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les axes (62) des conduites de branchement (34) sont décalés par rapport à l'axe de la conduite de distribution (30; 130), dans le sens radial de celle-ci, d'une mesure environ égale à la somme des rayons intérieurs de la conduite de distribution (30; 130) et la conduite de branchement (34).
14. Procédé de distribution de béton vers plusieurs espaces de coffrage (27) par des conduites de branchement (14) raccordées à une conduite de transport (16) commune, caractérisé en ce que le béton est pompé au moins dans une conduite de distribution (30; 130) raccordée à la conduite de transport (16), dans la zone adjacente à un premier espace de coffrage (27) et dans ce dernier, par une conduite de branchement (34) dérivant de la conduite de distribution (30; 130), tandis que le prolongement de la conduite de distribution (30; 130) à partir de la première conduite de branchement (32) reste obturé immédiatement derrière le point de branchement (32), qu'après le remplissage du premier espace de coffrage (27), la première conduite de branchement (34) est complètement obturée par l'introduction d'un bouchon d'obturation, que le prolongement de la conduite de distribution (30; 130) est ouvert et que du béton est introduit, par le prolongement de la conduite de distribution (30; 130), vers une autre conduite de branchement (32) dans la zone adjacente à un autre espace de coffrage (27) ou zone de coffrage, ainsi qu'introduit dans ce dernier ou cette dernière par une seconde conduite de branchement courte (34), tandis qu'une partie de prolongement de la conduite de distribution (30; 130) reste obturée, que, de la même manière, tous les espaces de coffrages (27), ou zones de coffrage, sont remplis l'un après l'autre et les conduites de branchement (34) correspondantes obturées et que, à la fin d'une opération de bétonnage ou en cas de pannes de service, une conduite de vidage (48) aboutissant dans la conduite de distribution (30; 130) est ouverte, laquelle appartient, avec la conduite de distribution (30; 130) et au moins une partie de la conduite de transport (16), à un système de conduites, à partir de l'une des extrémités duquel le béton contenu dans celui-ci est, à l'aide d'un dispositif de vidage, à travers tout le système de vidange, vidé, par l'autre extrémités, dans un dispositif de réception.
15. Procédé suivant la revendication 14, dans lequel les espaces de coffrage (27) sont formés dans une zone annulaire d'un tunnel, caractérisé en ce qu'il est prévu une conduite de distribution (30; 130) dans le demi-tunnel gauche et dans le demi-tunnel droit et que les deux conduites de distribution (30; 130) sont alimentées, près du fond du tunnel, par la conduite de transport (16) et que le béton est introduit, depuis le bas, par les deux conduites de distribution (30; 130), dans les espaces de coffrage (27) des deux demi-tunnels, de telle manière que les niveaux de béton momentanés diffèrent le moins possible dans les deux demi-tunnels.
16. Procédé suivant la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que le temps d'arrêt de la pompe à béton (12) est mesuré automatiquement en continu et comparé avec une valeur de temps limite réglée selon la qualités du béton et que, lorsque la valeur limite est atteinte, l'opération de vidange démarre automatiquement, tandis que la pompe à béton (12) reste arrêtée.
17. Installation suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la conduite de distribution (30; 130) se présente sous forme sensiblement circulaire ou polygonale et que son diamètre moyen est supérieur à celui d'un coffrage annulaire intérieure (22) cylindrique.
EP89105801A 1988-04-07 1989-04-01 Installation pour la distribution de béton, en particulier pour la construction de tunnels Expired - Lifetime EP0336331B1 (fr)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
AT89105801T ATE68848T1 (de) 1988-04-07 1989-04-01 Anlage zur betonverteilung insbesondere fuer den tunnel- und stollenbau.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3811585 1988-04-07
DE3811585A DE3811585A1 (de) 1988-04-07 1988-04-07 Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung von moertel und beton im tunnel- und stollenbau

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0336331A1 EP0336331A1 (fr) 1989-10-11
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