EP1096105B1 - Verfahren zum Verschalen von Wandungen eines Tunnels und Schalung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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EP1096105B1
EP1096105B1 EP00123298A EP00123298A EP1096105B1 EP 1096105 B1 EP1096105 B1 EP 1096105B1 EP 00123298 A EP00123298 A EP 00123298A EP 00123298 A EP00123298 A EP 00123298A EP 1096105 B1 EP1096105 B1 EP 1096105B1
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EP
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tunnel
casing
section
cross
formwork
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Thomas Walliser
Roland Murer
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Ed Zueblin AG
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Ed Zueblin AG
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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
    • E21D11/102—Removable shuttering; Bearing or supporting devices therefor

Definitions

  • Fig. 1 is a cross section through a formwork 8 for lining walls 1 of a tunnel 2 with a tunnel cross-section A is shown.
  • the tunnel cross-section A is smaller than the tunnel cross-section B shown in FIG. 4.
  • the cross-section shown is guided into a prepared concrete area 15 of the tunnel 2 which has just been finished.
  • a movable in the tunnel formwork carriage 7 is essentially formed of a grid frame of hydraulic cylinders 19 and struts 23 and the formwork 8.
  • the formwork 8 consists of a respective lateral formwork 5 for boarding the lateral walls 24 of the tunnel 2 and a ceiling dome 6 on the formwork carriage 7.
  • the formwork 8 is part of the formwork carriage 7 and consists essentially of an outer formwork skin 18th With the hydraulic cylinders 19 and the struts 23, the outer skin 16 is applied to the tunnel wall 1. Between a tunnel floor 25 and the formwork carriage 7, a ceiling dome 11 for producing a tunnel ceiling for the tunnel cross-section B (see Fig. 4) is shown.
  • joints 28 between the hydraulic cylinders 19 and the struts 23 the outer formwork skin 18 can be moved and set in different directions and positions and the ceiling canopy 11 is located on a mobile pedestal such as a Kalottentransportwagen.
  • Fig. 2 shows in a further cross-section through the tunnel 2 as part of the demoulding process, as the lower part 21 'of the lateral formwork 5 was folded into the tunnel interior 22 and also the upper part 21 of the outer formwork 18 of the side formwork 5 pivoted into the tunnel interior 22 is.
  • the respective upper part rests with its upper edge 32 against the tunnel wall 1.
  • the formwork carriage 7 rests in this state on the extendable wheels outside the cross-sectional plane shown.
  • Fig. 2 shows a state in which the formwork carriage 7 has been moved into an already established, hardened area 15 of the tunnel 2 and for the purpose of securing the ceiling dormer 6 on the wall 1 until it stops against the tunnel ceiling 10 by means of the extendable not shown Wheels was raised. In the position shown, the ceiling dome 6 is fastened to the tunnel ceiling 10, detached from the formwork carriage 7, the formwork carriage 7 is lowered and moved into the newly created section 16 (FIG. 4).
  • Fig. 3 shows in a cross section through the tunnel 2 another way to raise the ceiling dome 6 for the purpose of attachment to an already hardened area 15 of the tunnel 2.
  • the folded toward the tunnel interior lower part 21 'of the outer formwork skin 18 of the lateral formwork 5 acts as a support leg of the formwork carriage. 7
  • Fig. 7 illustrates in a further cross-sectional view through the tunnel 2, that the formwork carriage 7 is deposited on the inwardly folded lower parts 21 'of the formwork skin 18 of the lateral formwork 5.
  • the lower parts 21 ' act as support feet for the formwork carriage. 7
  • FIG. 8 shows, in a further cross-sectional view through the tunnel 2, the overall system consisting of formwork carriage 7 and ceiling dome 11 for producing the tunnel ceiling 12 of the tunnel cross-section B.
  • Fig. 9 the formwork carriage 7 is shown in a relation to FIG. 8 raised position, so that the ceiling dome 11 has reached the nominal size of the later tunnel ceiling 12. Furthermore, the formwork carriage 7 is laterally expanded to the nominal size of the tunnel wall 1, wherein also the former served as support feet having lower parts 21 'of the formwork 18 of the side formwork 5 are folded back out to the tunnel wall 1. Supporting function for the formwork carriage 7 now take extendable feet 34 on the lower side 35 of the lower, retractable parts 21 'of the formwork 18. Under the formwork carriage 7, a second, large ceiling dome 11 for producing the tunnel ceiling 12 of the tunnel cross-section B is shown. The ceiling dome 11 is being brought to a second formwork carriage, which is working on another tunnel section. The method can also be used with a constant tunnel cross section.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschalen von Wandungen eines Tunnels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Schalung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
  • Aus der DE 25 50 030 B1 ist eine wandernde Schalung zum Verschalen der Konturen von Tunnel- oder Stollenausbrüchen bekannt. Die wandernde Schalung sieht einen Schalwagen oder ein Traggestell vor, wobei an dem Schalwagen oder dem Traggestell eine in vertikaler und seitlicher Richtung ausfahrbare und einziehbare Schalhaut angeordnet ist, um eine Anpassung der Schalungsform an die Änderung des Querschnitts der inneren Leibung eines Tunnels zu ermöglichen. Es wird auch vorgeschlagen, zwei oder mehr derartige Schalwagen hintereinander zu führen.
  • Die FR 2 756 312 beschreibt eine Schalung zum Verschalen von Wandungen eines Tunnels mit einem Schalwagen, mit dem eine mehrteilige, faltbare Schalung transportierbar ist. Seitliche, faltbare Schalungsteile sind mit Hydraulikzylindern an die Tunnelwand anpressbar. Auch aus der GB 2 018 874 A ist eine Schalung zum Verschalen von Wandungen eines Tunnels bekannt, deren Schalungssegmente hydraulisch gegen die Tunnelwand verfahren werden.
  • Der Aufbau und auch die Anwendung solcher wandernder Schalungen ist komplex und zeitaufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bau von Tunneln mit wechselndem Querschnitt zu beschleunigen und gleichzeitig den Materialaufwand an Schalwagen zu minimieren.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
  • Das Verfahren zum Verschalen von Wandungen eines Tunnels mit vorzugsweise zwei unterschiedlichen Tunnelquerschnitten sieht die Verwendung eines Schalwagens vor, der eine Schalung trägt, die in eine seitliche, vorzugsweise an beiden Seiten des Schalwagens angeordnete Schalung und eine obere, abnehmbare und einfaltbare Schalung (Deckenkalotte) aufgeteilt ist. Das Verfahren zum Verschalen von Wandungen eines Tunnels umfaßt an der Stelle der Änderung der Tunnelquerschnitte folgende Schritte (exemplarisch wird hier der Übergang vom kleineren zum größeren Tunnelquerschnitt beschrieben, der Übergang vom größeren zum kleineren Tunnelquerschnitt erfolgt analog, wobei die Schalung am Schalwagen nicht expandiert, sondern zusammengezogen wird):
    • a)Die Deckenkalotte zur Herstellung einer Tunneldecke mit dem größeren Tunnelquerschnitt wird eingefaltet und unter einem Nachbehandlungswagen hindurch zum im Einsatz befindlichen Schalwagen gebracht.
    • b)Die seitliche Schalung wird von der fertiggestellten Tunnelwandung abgehoben und die Deckenkalotte zur Herstellung einer Tunneldecke mit dem kleineren Tunnelquerschnitt wird vom Schalwagen entfernt, wobei der Schalwagen in den neu zu erstellenden Abschnitt mit größerem Tunnelquerschnitt bewegt wird.
    • c) Die Deckenkalotte zur Herstellung einer Tunneldecke für den größeren Tunnelquerschnitt wird auf den Schalwagen aufgesetzt und die seitliche Schalung und die Deckenkalotte werden auf das Sollmaß des größeren Tunnelquerschnitts angepaßt, vorzugsweise ausgefahren.
    • d) Der Hohlraum zwischen der Schalung und der Tunnelwand wird ausbetoniert.
    • e) Die Verfahrensschritte b) bis d) wiederholen sich.
  • Es ist auch möglich, die Deckenkalotte zur Herstellung einer Tunneldecke für den größeren Tunnelquerschnitt bereits vor dem Einfahren in den zu erstellenden Tunnelabschnitt größeren Querschnitts auf den gesenkten Schalwagen aufzubringen, wenn genügend Raum im Tunnel vorhanden ist.
  • Verfahrenstechnisch vorteilhaft ist die Möglichkeit, die nicht mehr benötigte Deckenkalotte auf den abgesenkten Schalwagen in einem bereits fertiggestellten, ausgehärteten Bereich des Tunnels zu fahren und dort an der Wandung (Gewölbe) zu befestigen, wo die Deckenkalotte bis zur erneuten Verwendung zwischengeparkt wird. Dort stört sie die Logistik nicht, während der Schalwagen im neu zu erstellenden Tunnelquerschnitt mit der dort benötigten Deckenkalotte im Einsatz ist. Der Schalwagen wird ohne die temporär an der Wandung des Tunnels befestigte Deckenkalotte in den neu zu erstellenden Abschnitt des Tunnels gefahren, worauf sich die Verfahrensschritte c), d) und e) anschließen.
  • Eine Schalung zur Durchführung des Verfahrens zum Verschalen von Wandungen eines Tunnels gemäß Patentanspruch 1 sieht vor, daß die Schalhaut der seitlichen Schalung mit Hydraulikzylindern dem Tunnelquerschnitt angepaßt und für jeden Tunnelquerschnitt eine Deckenkalotte entsprechender, unterschiedlicher Größe vorgehalten ist. Die Deckenkalotten weisen Gelenkstellen auf, die es ermöglichen, daß die Deckenkalotten so faltbar sind, daß sie unter einen Nachbehandlungswagen und unter den Schalwagen hindurch transportiert werden können. Die Schalhaut der seitlichen Schalungen sind jeweils mit mindestens einem Gelenk versehen, das es ermöglicht, den unteren Teil der Schalhaut der seitlichen Schalungen ins Tunnelinnere zu klappen. Indem die unteren Teile der seitlichen Schalungen um das jeweils unterste Gelenk ins Tunnelinnere geschwenkt werden, erhält man Stützfüße zur Abstützung der Schalung mit dem Schalwagen. Das Expandieren oder Zusammenziehen des Schalwagens erfolgt bevorzugt mittels hydrostatischer Stellelemente.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    einen Querschnitt durch einen Tunnel mit einer Schalung,
    Fig. 2
    einen weiteren Querschnitt durch den Tunnel bei einem Entschalungsvorgang,
    Fig. 3
    einen weiteren Querschnitt durch den Tunnel mit einer an einem bereits erhärteten Bereich angehobenen Deckenkalotte,
    Fig. 4
    einen Querschnitt durch einen neu zu erstellenden Tunnelabschnitt,
    Fig. 5
    einen weiteren Querschnitt durch den Tunnel mit in die Mitte versetzten Schalwagen,
    Fig. 6
    einen weiteren Querschnitt durch den Tunnel mit expandiertem Schalwagen,
    Fig. 7
    einen weiteren Querschnitt durch den Tunnel mit Schalwagen,
    Fig. 8
    einen Querschnitt durch den Tunnel mit dem Gesamtsystem Schalwagen und Deckenkalotte,
    Fig. 9
    einen weiteren Querschnitt durch den Tunnel mit angehobener Stellung des Schalwagens.
  • In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Schalung 8 zum Verschalen von Wandungen 1 eines Tunnels 2 mit einem Tunnelquerschnitt A gezeigt. Der Tunnelquerschnitt A ist kleiner als der in Fig. 4 gezeigte Tunnelquerschnitt B. Der gezeigte Querschnitt ist in einen gerade fertig betonierten, erstellten Bereich 15 des Tunnels 2 geführt. Ein im Tunnel bewegbarer Schalwagen 7 ist im wesentlichen aus einem Gitterrahmen aus Hydraulikzylindern 19 und Streben 23 und der Schalung 8 gebildet. Die Schalung 8 besteht aus je einer seitlichen Schalung 5 zum Verschalen der seitlichen Wandungen 24 des Tunnels 2 und einer Deckenkalotte 6 auf dem Schalwagen 7. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schalung 8 Bestandteil des Schalwagens 7 und besteht im wesentlichen aus einer äußeren Schalhaut 18. Mit den Hydraulikzylindern 19 und den Streben 23 ist die äußere Schalhaut 18 an die Tunnelwandung 1 angelegt. Zwischen einem Tunnelboden 25 und dem Schalwagen 7 ist eine Deckenkalotte 11 zur Herstellung einer Tunneldecke für den Tunnelquerschnitt B (vgl. Fig. 4) gezeigt. Die Deckenkalotte 11 befindet sich auf einem fahrbaren Untersatz wie etwa einem Kalottentransportwagen 26. Mit Hilfe von Gelenken 28 zwischen den Hydraulikzylindern 19 und den Streben 23 kann die äußere Schalhaut 18 in verschiedene Richtungen und Positionen gefahren und gestellt werden. Die äußere Schalhaut 18 der seitlichen Schalung 5 auf jeder Seite 30, 31 des Schalwagens 7 setzt sich aus zwei Teilen, einem oberen Teil 21 und einem unteren Teil 21' zusammen. Die Teile 21, 21' sind jeweils mit einem Gelenk 20 verbunden. Nicht gezeigt sind Räder an hydraulisch ausfahrbaren Stützen zum Verfahren des Schalwagens 7. Die Räder befinden sich vor und hinter dem Schalwagen und sind daher in dem dargestellten Querschnitt nicht gezeigt. Die Deckenkalotte 6 ruht ebenfalls auf Hydraulikzylindern 19 am Schalwagen 7.
  • Fig. 2 zeigt in einem weiteren Querschnitt durch den Tunnel 2 als Teil des Entschalungsvorganges, wie der untere Teil 21' der seitlichen Schalung 5 ins Tunnelinnere 22 geklappt wurde und auch der obere Teil 21 der äußeren Schalhaut 18 der seitlichen Schalung 5 ins Tunnelinnere 22 geschwenkt ist. Der jeweils obere Teil liegt mit seiner Oberkante 32 an der Tunnelwandung 1 an. Der Schalwagen 7 ruht in diesem Zustand auf den ausfahrbaren Rädern außerhalb der gezeigten Querschnittsebene. Alternativ zeigt Fig. 2 einen Zustand, in dem der Schalwagen 7 in einen bereits erstellten, ausgehärteten Bereich 15 des Tunnels 2 gefahren wurde und zum Zweck des Befestigens der Deckenkalotte 6 an der Wandung 1 bis zum Anschlag an die Tunneldecke 10 mittels der nicht gezeigten ausfahrbaren Räder angehoben wurde. In der gezeigten Stellung wird die Deckenkalotte 6 an der Tunneldecke 10 befestigt, vom Schalwagen 7 gelöst, der Schalwagen 7 abgesenkt und in den neu zu erstellenden Abschnitt 16 (Fig. 4) gefahren.
  • Fig. 3 zeigt in einem Querschnitt durch den Tunnel 2 eine andere Möglichkeit, die Deckenkalotte 6 zum Zwecke der Befestigung an einem bereits erhärteten Bereich 15 des Tunnels 2 anzuheben. Der in Richtung Tunnelinneres geklappte untere Teil 21' der äußeren Schalhaut 18 der seitlichen Schalung 5 fungiert dabei als Stützfuß des Schalwagens 7.
  • Die Deckenkalotte 6 wird dann durch Ausfahren von Hydraulikzylindern 19 in Kontakt mit der Tunneldecke 10 gebracht und dort befestigt. Der Schalwagen 7 wird von der Deckenkalotte 6 gelöst und in den neu zu erstellenden Tunnelabschnitt gefahren.
  • In Fig. 4 ist ein weiterer Querschnitt durch einen neu zu erstellenden Tunnelabschnitt 16 gezeigt. Der Schalwagen 7 ist ohne Deckenkalotte in diesen Tunnelabschnitt 16 gefahren worden. Der Tunnel 2 weist an dieser Stelle eine Querschnittsvergrößerung für eine Ausweichstelle 33 auf der linken Seite des Tunnels 2 auf. Die noch zu erstellende Tunnelwandung 1 ist bereits dargestellt.
  • In einer weiteren Querschnittsdarstellung in Fig. 5 erkennt man den in die Mitte des Tunnels 2 versetzten Schalwagen 7. Der Schalwagen 7 ist zu beiden Seiten 30, 31 hin expandiert um ihn dem neuen, größeren Tunnelquerschnitt B anzupassen. Die noch zu erstellende Tunnelwandung 1 ist dargestellt.
  • In Fig. 6 ist der Schalwagen 7 gegenüber der in Fig. 5 gezeigten Stellung weiter expandiert.
  • In Fig. 7 ist in einer weiteren Querschnittsdarstellung durch den Tunnel 2 verdeutlicht, daß der Schalwagen 7 auf die nach innen geklappten unteren Teile 21' der Schalhaut 18 der seitlichen Schalung 5 abgesetzt ist. Die unteren Teile 21' wirken als Stützfüße für den Schalwagen 7.
  • In Fig. 8 ist in einer weiteren Querschnittsdarstellung durch den Tunnel 2 das Gesamtsystem aus Schalwagen 7 und Deckenkalotte 11 zur Herstellung der Tunneldecke 12 des Tunnelquerschnitts B gezeigt.
  • In Fig. 9 ist der Schalwagen 7 in einer gegenüber Fig. 8 angehobenen Stellung gezeigt, so daß die Deckenkalotte 11 das Sollmaß der späteren Tunneldecke 12 erreicht hat. Weiterhin ist der Schalwagen 7 seitlich bis auf das Sollmaß der Tunnelwandung 1 expandiert, wobei auch die vormals als Stützfüße gedient habenden unteren Teile 21' der Schalhaut 18 der seitlichen Schalung 5 wieder nach außen zur Tunnelwandung 1 geklappt sind. Abstützende Funktion für den Schalwagen 7 übernehmen nun ausfahrbare Füße 34 an der unteren Seite 35 der unteren, einklappbaren Teile 21' der Schalhaut 18. Unter dem Schalwagen 7 ist eine zweite, große Deckenkalotte 11 zur Herstellung der Tunneldecke 12 des Tunnelquerschnitts B gezeigt. Die Deckenkalotte 11 wird gerade zu einem zweiten Schalwagen gebracht, der an einem anderen Tunnelabschnitt arbeitet. Das Verfahren ist auch bei gleichbleibendem Tunnelquerschnitt anwendbar.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Verschalen von Wandungen (1) eines Tunnels (2) mit einem ersten und einem zweiten Tunnelquerschnitt (A, B) mit Hilfe einer in zumindest eine seitliche Schalung (5) und eine Deckenkalotte (6) aufteilbaren und mit einem Schalwagen (7) verfahrbaren Schalung (8), wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
    a) Wegbewegen der seitlichen Schalung (5) von der fertiggestellten Wandung (1) und Absenken des Schalwagens (7), nachdem der Beton im betonierten Abschnitt (9) des Tunnels (2) hinreichende Festigkeit erlangt hat.
    b) Lösen der Deckenkalotte (6) zur Herstellung einer Tunneldecke des einen Tunnelquerschnitts (A) vom Schalwagen (7) und Verfahren des Schalwagens (7) in einen angrenzenden Tunnelbereich mit dem anderen Tunnelquerschnitt (B).
    c) Aufsetzen einer Deckenkalotte (11) zur Herstellung einer Tunneldecke (12) mit dem anderen Tunnelquerschnitt (B) auf den Schalwagen (7) und Anpassen der seitlichen Schalung (5) und der Deckenkalotte (11) auf das Sollmaß des anderen Tunnelquerschnitts (B).
    d) Ausbetonieren des Hohlraums (13) zwischen der Schalung (8) und der Tunnelwand.
    e) Wiederholen der Verfahrensschritte a) bis d).
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenkalotte (6) zur Herstellung einer Tunneldecke (10) des Tunnelquerschnitts (A) in einem bereits erstellten, ausgehärteten Bereich (15) des Tunnels (2) an der Wandung (1) befestigt wird und temporär dort verbleibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenkalotte (6) zur Herstellung einer Tunneldecke (10) des Tunnelquerschnitts (A) auf dem abgesenkten Schalwagen (7) an die Stelle gefahren wird, an der die Deckenkalotte (6) an der Wandung (1) temporär verbleibt und der Schalwagen (7) ohne die Deckenkalotte (6) in einen neu zu erstellenden Abschnitt (16) des Tunnels (2) gefahren wird, worauf sich die Verfahrensschritte c), d) und e) anschließen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenkalotte (11) zur Herstellung der Tunneldecke (12) des Tunnelquerschnitts (B) im eingefalteten Zustand unter einem Nachbehandlungswagen (17) hindurch in Richtung des neu zu erstellenden Tunnelabschnitts (16) zu dem Schalwagen (7) oder unter dem Schalwagen (7) hindurch transportiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Tunnelquerschnitte (A, B) unterschiedlich, insbesondere unterschiedlich groß sind.
  6. Schalung zum Verschalen von Wandungen (1) eines Tunnels (2) mit einem Tunnelquerschnitt (A, B) und einem Tunnelinneren (22), umfassend einen Schalwagen (7) mit einer seitlichen Schalung (5) und einer Deckenkalotte (6, 11) zur Bildung einer Schalhaut (18), sowie Hydraulikzylinder (19) für die seitliche Schalung (5),
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schalhaut (18) der seitlichen Schalung (5) mit den Hydraulikzylindern (19) dem jeweiligen Tunnelquerschnitt (A, B) angepaßt ist und für jeden Tunnelquerschnitt (A, B) eine Deckenkalotte (6, 11) entsprechender Größe vorgesehen ist und die Deckenkalotten (6, 11) so faltbar sind, daß sie unter einen Nachbehandlungswagen und den Schalwagen (7) hindurchtransportiert werden können und die Schalhaut (18) der seitlichen Schalung (5) mindestens ein Gelenk (20) aufweist, das es ermöglicht, einen unteren Teil (21) der Schalhaut (18) der seitlichen Schalung (5) ins Tunnelinnere (22) zu klappen.
EP00123298A 1999-10-28 2000-10-27 Verfahren zum Verschalen von Wandungen eines Tunnels und Schalung zur Durchführung des Verfahrens Expired - Lifetime EP1096105B1 (de)

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