DE19629764C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten von Tunnel-Innenschalen im Bereich eines Fugenbandes - Google Patents

Description

Verfahren zum Verdichten von abschnittsweise zu betonieren­ den Tunnel-Innenschalen im Bereich eines Fugenbandes, bei dem zwischen der aus Gebirge oder einer Spritzbetonschale be­ stehenden Außenschale und einem Schalwagen die fließfähige Betonmasse eingefüllt und durch am Schalwagen angeordnete Rüttler verdichtet wird, wobei neben der Bewehrung auch noch ein stirnseitiges Fugenband einbetoniert wird, das etwa zur Hälfte über den gerade zu betonierenden Abschnitt für die Ein­ bettung in den darauffolgend zu betonierenden Abschnitt über­ steht. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die zur Herstellung einer Tunnel-Innenschale verwendete Be­ tonmasse muß nicht nur aus Gründen der Festigkeit, sondern auch aus Gründen der Dichtheit gegen aus dem Gebirge ein­ strömendes Wasser bei der Einfüllung hinter die Schalung ent­ sprechend stark verdichtet werden. Dies erfolgt dadurch, daß Rüttler unmittelbar an der Schalung angeordnet sind, die eine zufriedenstellende Verdichtung der Betonmasse bewirken. Eine solche Herstellungsweise ist aus DE-B.: Moderner Tunnelbau bei der Münchner U-Bahn, Springer-Verlag-Wien, New York, 1978, S. 113-120, bekannt.

Im Bereich des Fugenbandes, das zwischen zwei angrenzenden Abschnitten von Tunnel-Innenschalen eingesetzt ist und den Stoß zwischen den abschnittsweise betonierten Tunnel-Innen­ schalen abdichtet, wobei das Fugenband in beiden angren­ zenden Stirnbereichen der einzelnen Abschnitte einbetoniert ist, treten Schwierigkeiten bei der Verdichtung der Betonmasse auf. Die Schwierigkeiten bestehen in einer ungenügenden Ver­ dichtung der Betonmasse zwischen dem Fugenband und der Außenschale und sind darauf zurückzuführen, daß die durch die Rüttler an der Schalung aufgebrachte Verdichtungsenergie durch das Fugenband gedämpft wird, so daß diese Energie nicht in die hinter dem Fugenband, d. h. zwischen Fugenband und Außenschale liegenden Betonmassen eingebracht werden kann. Aus DE-B.: Tunnelbau 1986, Verlag Glückauf GmbH, Es­ sen, 1995, S. 389-392, ist es zwar bekannt, neben Außenrütt­ lern auch Innenrüttler einzusetzen, jedoch können diese In­ nenrüttler nur in einem solchen Bereich der Tunnel-Innen­ schale zur Anwendung kommen, der sich im wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckt. Dieser Bereich ist auf etwa ein Drittel des bogenförmigen Umfangs der Innenschale begrenzt. Aber auch soweit Innenrüttler bisher zur Anwendung gekom­ men sind, so ist ihr Einsatz bisher niemals im Bereich des Fu­ genbandes erfolgt, da sich in diesem Bereich kein Betonierfen­ ster mit Ausnahme des Firstbereiches wegen des Vorhanden­ seins des Fugenbandes vorsehen läßt.

Aus DE-GM 73 12 577 sind Innenrüttler für Betonschalungen bekannt, die in Verbindung mit einer Vorrichtung zur vertika­ len Einstellung mehrerer solcher Innenrüttler zur Anwendung kommen. Bei dieser bekannten Vorrichtung, die für den Hoch­ bau eingesetzt wird, werden Innenrüttler an Seilen über Rollen vertikal in die Betonmasse eingesetzt und dem ansteigenden Betonspiegel nachgezogen. In gleicher Weise ist die Anwendung von Innenrüttlern bei Tunnel-Innenschalen auf den vertikalen Bereich der zu betonierenden Innenschale begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrich­ tung bereitzustellen, mit deren Hilfe eine Verdichtung zwischen Fugenband und Außenschale in zufriedenstellender Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der ein­ gangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwischen Außenschale und Fugenband eingefüllte Betonmasse während des Füllvorganges jeweils unterhalb des ansteigenden Füllspiegels durch eine dem ansteigenden Füllspiegel nach­ führbare, zwangsgeführte Verdichtervorrichtung verdichtet wird.

Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß die zwischen Fugenband und Außenschale liegende Betonmasse verdichtet wird und zwar in einem noch stärkeren Maße, als dies durch die außen an der Schalung angebrachten Rüttler auch in den Bereichen möglich ist, in denen sich kein Fugenband befindet, was besonders vorteilhaft ist, da man gerade im Bereich des Fugenbandes eine besonders gute Verdichtung der Betonmasse benötigt. Die Einbringung und Mitführung der Verdichtervor­ richtung entsprechend dem ansteigenden Füllspiegel hinter dem Fugenband, d. h. zwischen dem Fugenband und der Au­ ßenschale führt also zu der gewünschten Verdichtung in dem Bereich, der durch das Fugenband üblicherweise in dämpfen­ der Weise in bezug auf die in die Schalung eingeleitete Ver­ dichterenergie abgeschirmt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Verdichtungsenergie in der Nähe des Fugenbandes in die Betonmasse eingeleitet wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Betonmasse dichtend und lunkerfrei an dem Fugen­ band anliegt, so daß das in die Stoßfuge zwischen benachbar­ ten Abschnitten eindringende Sickerwasser nicht entlang des Fugenbandes in die Betonmasse eindringen kann.

Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, wenn in Weiterbil­ dung der Erfindung die Verdichtungsenergie bezogen auf die Länge des einzubetonierenden Fugenbandes außermittig in der Nähe der Stirnfläche der Tunnel-Innenschale eingeleitet wird. Hierdurch wird erreicht, daß die beste Verdichtung in der Nähe der Stirnenden vorliegt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der zum Verdichten der Betonmasse unterhalb des ansteigenden Füll­ spiegels eine dem Füllspiegel nachführbare Verdichtervorrich­ tung vorgesehen ist und an der Verdichtervorrichtung eine Zugvorrichtung angreift, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen Gebirge oder Außenschale und Fugenband eine im Beton verbleibende Zwangsführung für die Verdichtervorrichtung vor­ gesehen ist und daß an der Verdichtervorrichtung eine Zugvor­ richtung angreift, die durch ein Fenster im Firstbereich des Schalwagens herausgeführt ist.

Die Führung kann nach einer ersten Ausgestaltung der Erfin­ dung aus einer von der Sohle bis zum First reichenden, fest eingebauten, starren Führungsschiene oder Führungsstange bestehen, die der Kontur der Tunnel-Innenschale angepaßt ist.

Eine wesentlich leichter anzubringende und kostengünstigere Ausgestaltung besteht in Weiterbildung der Erfindung darin, daß die Führung aus einem im Bereich der Sohle und im Firstbereich befestigten Seiles besteht. Die Anbringung eines Seiles als Führung für die Verdichtungsvorrichtung hat den Vorteil, daß das Seil rasch befestigt werden kann und sich auf­ grund seiner Biegsamkeit automatisch der Form der Tunnel- Innenschale anpassen kann, so daß entsprechende Biegear­ beiten für eine starre Führung entfallen. Außerdem hat die Verwendung eines Seiles den Vorteil, daß die Führung äußerst platzsparend ist, so daß auch bei beengten Verhältnissen der Einsatz der Verdichtervorrichtung möglich ist.

Vorzugsweise ist die Verdichtervorrichtung als Flaschenrüttler ausgebildet und mittels Gleitstücken oder Gleitringen an der Führung geführt. Die Verwendung eines Flaschenrüttlers hat den Vorteil, daß dieser eine schlanke abgerundete Form auf­ weist, so daß auch bei engen Raumverhältnissen und trotz des Vorhandenseins von Bewehrungen diese Verdichtervorrichtung auf der vorgesehenen Bahn geführt werden kann.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Energiezu­ führungsleitung für die Verdichtervorrichtung und die Zugvor­ richtung miteinander verbunden sind, dann ist gewährleistet, daß beim Nachführen der Verdichtervorrichtung, wobei eine entsprechende Zugkraft aufgebracht werden muß, da die Ver­ dichtervorrichtung durch die Betonmasse hindurchgezogen werden muß, daß eine Beschädigung der Energiezuführungs­ leitung vermieden wird. In vorteilhafter Weise wird ein Fla­ schenrüttler mit elektrischem Motor verwendet, wobei das Ka­ bel mit dem Zugseil für den Flaschenrüttler verbunden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine eingeschalte Tunnel-Innenschale und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 im Bereich einer Stoßstelle zweier Tunnel-Innenschalen.

Fig. 1 zeigt eine Tunnel-Innenschale 1, bei der die Sohle mit 2, die Ulmenteile mit 3 und der Firstbereich mit 4 bezeichnet sind. Ein an der Innenfläche der Tunnel-Innenschale 1 anlie­ gender Schalwagen ist mit 5 bezeichnet. Dieser Schalwagen weist im Bereich der Sohle 2 und im Bereich der Ulmenteile 3 mehrere Betonierstutzen 6 für das Einfüllen des fließfähigen Betons auf und ist im Firstbereich mit einem Betonierfenster 7 versehen, dem im Rahmen der Erfindung außer der üblichen Beobachtung auch noch eine andere Aufgabe zukommt, die weiter unten noch näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt zwei aneinander grenzende Blöcke 1 und 1' einer Tunnel-Innenschale, wobei Block 1 bereits fertigbetoniert ist und Block 1' für die Betonierung vorbereitet ist. Im Bereich der Trennfuge 8 ist ein Fugenband 9 vorgesehen, daß ungefähr zur Hälfte seiner Länge im Block 1 bereits einbetoniert ist, wäh­ rend die zweite Hälfte für das Einbetonieren in den Block 1' verbleibt. Die notwendige Bewehrung ist mit 10 bezeichnet und im Endbereich eines jeden Blockes 1 so ausgebildet, daß das Fugenband 9, das während des Betoniervorganges in einem Schlitz des Schalwagens 5 gehalten ist, ohne Beeinflussung durch die Bewährung 10 mit einbetoniert werden kann.

Während des Betoniervorganges wird die zwischen Schalwagen 5 und Gebirge 11, das die Außenschale bildet, der Beton durch die verschiedenen Betonierstutzen 6 eingefüllt und durch am Schalwagen unmittelbar angeordnete Rüttler 12 verdichtet. Bei diesem Verdichtungsvorgang wird durch das aus Gummi beste­ hende Fugenband 9 die eingeleitete Energie so stark gedämpft, daß der Bereich zwischen Fugenband 9 und Außenschale 11 nicht mehr ausreichend verdichtet werden kann, so daß dieser Bereich undicht ist und nachfolgende Sanierungsarbeiten er­ fordert, die äußerst kostenintensiv sind.

Um diesen Bereich auch verdichten zu können, ist zwischen dem Fugenband 9 und der Außenschale 11 ein Führungsseil 13 vorgesehen, das von der Sohle 2 bis in den Firstbereich reicht und aus dem Betonierfenster 7 herausgeführt ist. An diesem Führungsseil wird mittels Gleitringen eine Verdichtervorrich­ tung 14 in Form eines Flaschenrüttlers geführt, an der eine Zugvorrichtung in Form eines Zugseiles 15 angeordnet ist, so daß dieser Flaschenrüttler 14 innerhalb der Betonmasse dem ansteigenden Füllspiegel 16 nachgeführt werden kann. Auf die­ se Weise kann der Bereich zwischen Fugenband 9 und dem Ge­ birge bzw. der Außenschale 11 verdichtet werden. Das Füh­ rungsseil 13 ist dabei in der Nähe des Fugenbandes 9 angeord­ net, wobei vorzugsweise dieses Führungsseil 13 bezogen auf die Länge des einbetonierten Bereiches des Fugenbandes 9 au­ ßermittig in Richtung auf die Stoßfuge 8 angeordnet ist.

Die Geschwindigkeit, mit der der Rüttler 14 durch die Zugvor­ richtung 15 entlang des Führungsseiles bis zum Betonierfen­ ster 7 ausgehend vom Sohlenbereich während des Betoniervor­ ganges gezogen wird, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der die Betonmasse eingefüllt wird. Den jeweiligen Füllspiegel kann man beispielsweise durch Abklopfen des Schalwagens 5 oder anhand der Stromaufnahme des Rüttlers feststellen, da die Stromaufnahme des Antriebs des Flaschenrüttlers geringer wird, sobald dieser aus der Betonmasse herausgezogen wird. Mit dem Zugseil 15 ist ein Stromkabel 17 verbunden, so daß dieses ohne Zugbelastung aus dem Betonierfenster herausge­ zogen werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zum Verdichten von abschnittsweise zu beto­ nierenden Tunnel-Innenschalen im Bereich eines Fugenbandes, bei dem zwischen der aus Gebirge oder einer Spritzbetonschale bestehenden Außenschale und einem Schalwagen die fließfähi­ ge Betonmasse eingefüllt und durch am Schalwagen angeord­ nete Rüttler verdichtet wird, wobei neben der Bewehrung auch noch ein stirnseitiges Fugenband einbetoniert wird, das etwa zur Hälfte über den gerade zu betonierenden Abschnitt für die Einbettung in den darauffolgend zu betonierenden Abschnitt übersteht, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Außen­ schale und Fugenband eingefüllte Betonmasse während des Füllvorganges jeweils unterhalb des ansteigenden Füllspiegels durch eine dem ansteigenden Füllspiegel nachführbare, zwangsgeführte Verdichtervorrichtung verdichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsenergie in der Nähe des Fugenbandes in die Betonmasse eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verdichtungsenergie bezogen auf die Länge des einzubetonierenden Fugenbandes außermittig in der Nähe der Stirnfläche der Tunnel-Innenschale eingeleitet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 3, bei der zum Verdichten der Beton­ masse unterhalb des ansteigenden Füllspiegels eine dem Füll­ spiegel nachführbare Verdichtervorrichtung vorgesehen ist und an der Verdichtervorrichtung eine Zugvorrichtung angreift, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen Gebirge oder Außen­ schale (11) und Fugenband (9) eine im Beton verbleibende Zwangsführung (13) für die Verdichtervorrichtung (14) vorge­ sehen ist, und daß an der Verdichtervorrichtung (14) eine Zugvorrichtung (15) angreift, die durch ein Fenster (7) im Firstbereich (4) des Schalwagens (5) herausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führung (13) aus einer von der Sohle (2) bis zum First (4) reichenden, fest eingebauten, starren Führungsschie­ ne oder Führungsstange besteht, die der Kontur der Tunnel-Innenschale angepaßt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führung (13) aus einem im Bereich der Sohle (2) und im Firstbereich (4) befestigten Seiles besteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtervorrichtung (14) als Fla­ schenrüttler ausgebildet und mittels Gleitstücken oder Glei­ tringen an der Führung (13) geführt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezuführungsleitung (17) für die Verdichtervorrichtung (14) und die Zugvorrichtung (15) mitein­ ander verbunden sind.