DE2250369A1

DE2250369A1 - Rohrfoermige auskleidung

Info

Publication number: DE2250369A1
Application number: DE19722250369
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Ishikawa; Enakichi Suzuki; Hiroshi Yoshida
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1972-10-13
Publication date: 1973-04-19
Also published as: DE2250369C3; HK39876A; JPS4846129A; NL7213921A; DE2250369B2; GB1403034A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann 2250369 Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein Jun.

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Rohrförmige Auskleidung.

Die Erfindung betrifft eine rohrförmige Auskleidung, die zur Verwendung beim Tunnelbau in der Erde unter bestehenden Straßen, Schienenwegen, Flüssen oder Gebäuden und ähnlichem geeignet ist.

Als herkömmliches "Verfahren zum Bau eines Tunnels in der Erde unterhalb von bestehenden Straßen, Schienenwegen, Flüssen oder Gebäuden und ähnlichem werden im allgemeinen Verfahren verwandt, bei denen die Straße, der Schienenweg oder der Fluß zeitweise an eine andere Stelle verlegt werden, die Aushebung oder Ausschachtung anschließend im Tagbau erfolgt und danach die Erde abgelagert wird, oder Auskleidungen verwandt werden und die Aushebung erfolgt, während Spundwände eingetrieben werden, oder die Aushebung im Schildvortrieb durchgeführt wird, oder die in der Erde enthaltene Feuchtig-

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keit, wie "beim Einfrierverfahren, künstlich gefroren wird. Diese herkömmlichen Bauverfahren haben jedoch einerseits den Nachteil, daß sich die Bauzeit über einen großen Zeitraum erstreckt sowie andere Nachteile, wie die Behinderung des Straßen- und Schienenverkehrs, die Stauung der Strömung im Falle von Flüssen, was die Sicherheit des Aushebungsprojektes verringert oder die Ursache für eine Senkung des Grundes wird.Eine weitere Unzulänglichkeit liegt im Anstieg der Baukosten. Als ein weiteres Verfahren, die Erde unterhalb von bestehenden Straßen, Schienenwegen, Gebäuden und ähnlichem zu untertunneln ist ein Verfahren denkbar, bei dem ein horizontaler Tunnel ausgehoben wird und die Innenwand des Tunnels anschließend wiederholt mit Beton (oder Mörtel) ausgekleidet wird, um Tunnelbindeglieder zu bilden, wodurch eine Wand aufgebaut wird, die dann als eine Auskleidung verwandt wird. In diesem Fall besteht jedoch auch der Nachteil, daß durch die Spalten der verbindenden Beton- oder Mörteltunnel Wasser eindringt, oder in den Fällen, in denen der Tunnel nicht ausreichend mit Beton (oder Mörtel) ausgekleidet ist, der Boden absinkt. Es ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem eine fortlaufende senkrechte Wand dadurch aufgebaut wird, daß senkrecht und miteinander verbunden Stahlrohr eingetrieben werden, die in Längsrichtung an der Außenwand angeordnete Kopplungen aufweisen. Obwohl dieses Verfahren dazu geeignet ist, eine horizontal verlaufende kontinuierliche Wand dadurch aufzubauen, daß die oben genannten Rohre in horizontaler Richtung eingetrieben werden, kann eine fehlerfreie fortlaufende Wand infolge der selbst dann, wenn die Rohre horizontal eingetrieben werden, auftretenden Abweichung der Rohre, wie dem Absinken des vorderen Endes eines Rohres infolge des Gewichts des Rohrs,dem Ausbrechen des Rohrs aus seiner Bahn infolge der beim Eintreiben angelegten Kraft,der Abweichung des Rohrs von seiner Bahn infolge der Drehung des Bohrers oder des Ausbrechspaltes, wenn das Vorbohrverfahren verwandt wird, nicht erwartet werden.

Zur Behebung der genannten Mangel der bekannten Verfahren ist

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ein Verfahren entwickelt worden, bei dem eine Vielzahl, von Stahlrohren, von denen»jedes ein an seiner Außenwand in Längsrichtung angeordnetes Wasserstrahlrohr und eine Kopplung aufweist (im folgenden als rohrförmige Auskleidung bezeichnet) horizontal oder mit einem kleinen Winkel zur horizontalen Richtung in die Erde unterhalb der Straße_fdes Schienenweges,des Flusses oder des Gebäudes oder ähnlichem eingetrieben werden, indem z.B. ein Preßbohrer oder ein Drehbagger verwandt wird, während entweder Wasser oder schlammiges Wasser von dem Wasserstrahlrohr ausgestoßen wird. Die Rohre werden so eingetrieben, daß sie in radialer Richtung durch die Kopplungen miteinander verbunden sind, um ein Wandteil zu bilden, das aus Stahlrohren besteht, die in einem Stück miteinander verbunden sind und als Ganzes eine Gestalt aufweisen, die dem Profil des auszuhebenden Tunnels nahekommt. Dieses Wandteil aus Stahlrohren wird dann als Auskleidung bei der Durchführung des Tunnelaushubs verwandt.

Es ist das Ziel der Erfindung, eine rohrförmige Auskleidung zu QIt¹V.'Iekeln, die zur Verwendung beim Bau des oben beschriebenen Stahlrohrwandteiles mit dem vorher beschriebenen Verfahren geeignet ist.

Dem oben genannten Ziel entsprechend weist die erfindungsgemäße rohrförmige Auskleidung einen Aufbau auf, bei dem an der Außenwand eines Stahlrohres in seiner Längsrichtung eine Kopplung mit einem ringbolzenformigen Querschnitt und eine Kopplung mit einem ringförmigen, teilweise ausgeschnittenen Querschnitt vorgesehen sind, wobei der Außendurchmesser des Ringbolzenteils der ersten Kopplung kleiner als der Innendurchmesser der letzteren ringförmigen, teilweise ausgeschnittenen Kopplung, jedoch größer als die Abmessung der Öffnung des ausgeschnittenen Teils der letzteren ist.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung beispielsweise eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert:

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Pig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsforci der erfindungsgemäßen, rohrförmigen Auskleidung.

Fig. 2 zeigt deren perspektivische Ansicht.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht, die die Kopplung von zwei rohrförmigen Auskleidungen erläutert.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die die Anordnung einer Vielzahl von rohrförmigen Auskleidungen in Bogenform entlang des Profils des auszuhebenden Tunnels in der Erde unterhalb eines bestehenden Schienenweges erläutert.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, genommen längs der Linie V-Y in Fig. 4.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die den Zustand erläutert, bei dem ein Tunnel unter Verwendung der in Fig. 4 gezeigten Stahlrohrwand als Auskleidung ausgehoben ist.

Fig. 7 bis 9 sind Schnittansichten, die herkömmliche Verfahren der Kopplung vertikal eingetriebener Stahlrohrpfähle zeigen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die rohrförmige Auskleidung dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite des Hauptkörpers 1 in seiner Längsrichtung eine erste Kopplung 2 angeordnet ist, die einen ringbolzenförmigen Querschnitt hat, und daß zusammen damit ähnlich in Längsrichtung des Hauptkörpers Ί und an seiner im wesentlichen der ersten Kopplung 2 diametral gegenüberliegenden Stelle eine zweite Kopplung 3 angebracht ist, die einen ringförmigen, teilweise ausgeschnittenen Querschnitt aufweist. Die Kopplung 2 kann z.B. dadurch gebildet werden, daß ein Stahlrohr 21 mit kleinem Durchnes3er über ein dazwischen liegendes Stahlband 22 an dem horizontalen, rohrförmigen Hauptkörper 1 angeschweißt wird. Die zweite Kopplung 3 wird dadurch gebildet, daß an den horizontalen, rohrförmigen Hauptkörper 1 ein Stahlrohr angeschweißt wird, das einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser des oben genannten Stahlrohres 21 ist und dadurch, daß in diesem Rohr über seine gesamte Länge ein nach außen gerichteter Ausschnitt 31 vorgesehen wird, dessen Öffnung eine Abmessung

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aufweist, die kleiner als der Außendurchmesser des Stahlrohres 21, jedoch größer als die Dicke des Stahlbandes 22 ist.

Die bevorzugte Ausführungsfortn der erfindungsgemäßen rohrförmigen Auskleidung wird auf die folgende Weise gebildet. Wenn, wie in Fig. 3 gezeigt, die erste Kopplung 2 der rohrförmigen Auskleidung A von seinem einen Ende in die zweite Kopplung 3 einer anderen rohrförmigen Auskleidung auf eine solche Weise eingefügt ist, daß das Stahlrohr 21 von der ausgeschnittenen ringförmigen Kopplung 3 umschlossen ist, und der StahIbandabschnitt 22 von dem Ausschnitt 31 umklammert wird, dann sind die erste rohrförmige Auskleidung A und die zweite rohrförmige Auskleidung B fest miteinander gekoppelt, so daß sie durch eine auf sie in radialer Richtung ausgeübte Kraft nicht getrennt werden können.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Bau eines Tunnels unter einem bestehenden Schienenweg unter Verwendung einer Ausführungs-' form der erfindungsgemäßen rohrförmigen Auskleidung näher beschrieben.

Wie in den Pig. 4 und 5 gezeigt wird, besteht der erste Schritt 'darin, daß ein vertikaler Schicht 5 mit einem zum Betrieb eines Preßbohrers ausreichendem Durchmesser an einer oder beiden Seiten des bestehenden Schienenweges 4 und in seiner Nähe ausgehoben wird. Die erfindungsgemäßen, rohrförmigen Auskleidungen 1 werden dann von der Seitenwand des vertikalen Schachtes· 5 horizontal oder mit einem kleinen Winkel zur horizontalen Richrung in bestimmten Abständen eingetrieben, wob.ei ein Preßbohrer oder ein Drehbagger verwandt wird. Während die rohrförmigen Auskleidungen in radialer Richtung, mit Hilfe der Kopplungen 2 und gekoppelt werden und - falls notwendig - V/asser oder schlammiges Wasser ausstoßen, wird das Verfahren so durchgeführt, daß die rohrförmigen Auskleidungen 1 entlang des Profils des auszuhebenden Querschnitts 6 angeordnet werden und äam%p_: als Ganzes zu einer bogenförmige Anordnung werden, die zur Verwendung als Auskleidung für den Bau des Tunnels geeignet ist. Auf diese Weise wird das

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bogenförmige Stahlrohrwandteil 7 gebaut. Als nächster, zweiter Schritt wird das auf die oben beschriebene Weise gebaute Stahlrohrwandteil 7 als Auskleidung verwandt, und die Aushebung eines Tunnels 6' in der Erde unter dem Schienenweg 4 wird, wie in Fig. 6 gezeigt, durchgeführt. Natürlich können zur Erzielung einer größeren Zuverlässigkeit zusammen damit Verkleidungsformen aus Stahl verwandt werden. Weiterhin kann das Stahlrohrwandteil 7 dadurch wasserdicht gemacht werden, daß die Umgebung der Kopplungsabschnitte der einzelnen.rohrförmigen Auskleidungen mit Mörtel abgedichtet werden oder Vergußmaterial dahin geleitet wird, wobei die Stahlrohre 21 der Kopplungen 2 verwandt werden.

Zusätzlich zu dem beschriebenen Fall, bei dem der Betrieb von der Seitenwand eines vertikalen Schachtes 5 aus erfolgt, der nahe des bestehenden Schienenweges (ähnlich anwendbar für den Fall einer Straße, eines Flusses, eines Gebäudes oder ähnlichem) ausgehoben ist, kann die erfindungsgemäße rohrförmige Auskleidung auch in dem Fall verwandt werden, in dem der Betrieb von der Stirnseite eines Tunnels aus erfolgt, dessen Aushebung bis zu einer Stelle nahe der bestehenden Straße,des Schienenweges, Flusses oder Gebäudes oder ähnlichem fortgeschritten ist, oder in dem Fall, in dem der Betrieb von der Seite des Körpers einer bestehenden Straße oder eines Schienenweges, deren bzw. dessen Körper hoch ist, aus erfolgt. Während die Zeichnung das Beispiel des Aufbaus eines Wandteiles aus Stahlrohren zeigt, das die Form eines Bogens aufweist, ist es selbstverständlich, daß es Beispiele gibt, bei denen das Stahlrohrwandteil in einer kreisförmigen oder polygonalen Form ausgebildet ist, was von der Beschaffenheit des Bodens oder der Gestalt des auszuhebenden Tunnels abhängt. In solchen Fällen sind die Kopplungen 2 und 3 auf dem rohrförmigen Hauptkörper 1 weniger an diametral gegenüberliegenden Stellungen, wie in Fig. 1 gezeigt, angeordnet, es ist zweckmäßiger, daß diese Kopplungen abweichend von der diametral gegenüberliegenden Lage angeordnet sind. Natürlich umfaßt die vorliegende Erfindung auch eine solche Abänderung der erfin-

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dungsgemäßen, rohrförmigen Auskleidung.

Bisher sind solche Kupplungen, wie sie in den Pig. 7 "bis 9 gezeigt, für den EaIl bekannt, daß Stahlrohrpfähle vertikal in den Boden getrieben v/erden. Wenn jedoch Stahlrohre mit solchen Kopplungen als Auskleidungen verwandt werden sollten,· ergeben sich verschiedene Schwierigkeiten. Die in 3?ig. 7 gezeigte Kopplung l'Qst sich leicht und kann, obwohl sie nach oben und nach unten etwas bewegt werden kann, nicht in Querrichtung der Rohre bewegt werden, da die Verbindung sich lösen wird. Daher ist der Aufbau eines Stahlrohrwandteiles mit einer bestimmten Gestalt schwierig. Im Ealle der in Fig. 8 gezeigten Kopplung ist der mögliche Drehwinkel der Kopplung klein und darüberhinaus neigt diese Kopplung mit T-förmigem Querschnitt zu Yerbiegungen, so daß es unmöglich ist, die Kontinuität der Arbeit zu gewährleisten. Andererseits trennt sich die in Fig. 9 gezeigte Kopplung sehr leicht und neigt ebenfalls dazu, Wasser durchzulassen.. Andererseits zeichnet sich die erfindungsgemäße, rohrförmig? Auskleidung infolge ihres oben beschriebenen Aufbaues in dieser Hinsicht aus, ihr möglicher.Drehwinkel ist groß, sie ist für verschiedene Verhältnisse verwendbar sowie nicht leicht trennbar und neigt nicht zu Brüchen oder Yerbiegungen. Wenn daher bei der Durchführung des Tunnelbaus erfindungsgemäße, rohrförtnige Auskleidungen verwandt werden, tritt weder eine Abweichung in der Richtung, in die die Auskleidung getrieben wird, noch ein Wasserleck auf.

Wenn weiterhin bei der Durchführung des Tunnelbaus erfindungsgemäße, rohrförmige Auskleidungen verwandt werden, ist die Möglichkeit des Abfallens der Fließf estfekeit des Bodens und des Absinkens des Bodens geringer. Daher kann ein in einem Stück ausgebildetes Wandteil aus Stahlrohren, das nicht nur fest, sondern falls notwendig, auch wasserdicht ist, mit großer Genauigkeit in der Erde unter bestehenden Straßen, Schienenwegen, Flüssen oder Gebäuden und ähnlichem aufgebaut werden, ohne das der Ver-

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kehr der Straßen oder Schienenwege oder der Strom der Flüsse behindert werden, und ohne Beschädigung der Gebäude und ähnlichem und darüberhinaus in einer wahlfreien, für die Verwendung als Auskleidung geeigneten Form. Das Ergebnis ist, daß die Arbeit des Tunnelbaus sicherer und schneller sowie unter geringeren Kosten durchgeführt werden kann. Da weiterhin erfindungsgemäß das Stahlrohrwandteil, das unter Verwendung der erfindungsgeraäßen, rohrförmigen Auskleidung aufgebaut wurde, als der Haupt- oder Hilfsaufbau des Tunnels verwandt werden kann, wird die Verringerung der Kosten des Tunnelbauprojekts auch von diesem .3pekt aus möglich.

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Claims

Pa t e η t a η s ρ rü c he

ί 1.yRohrförmige Auskleidung zur Verwendung beim Bau von Tunneln, .gekennzeichnet durch ein Stahlrohr, an dessen Außenwand in seiner Längsrichtung eine Kopplung mit einem ringbolzenförmigen Querschnitt und eine Kopplung mit einem ringförmigen, teilweise ausgeschnittenen Querschnitt angeordnet sind, wobei der Außendurchmesser des Ringbolzenteils der ersten Kopplung kleiner als der Innendurchmesser der zweiten Kopplung, jedoch größer als die Abmessung der Öffnung des Ausschnittabschnittes der letzteren Kopplung ist.

2. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kopplungen an dem Stahlrohr diametral einander gegenüber angeordnet sind.

3. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kopplungen an dem Stahlrohr abweichend von den diametral gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind.

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