DE2225659A1

DE2225659A1 - Tunnelauskleidung

Info

Publication number: DE2225659A1
Application number: DE2225659A
Authority: DE
Inventors: Nicholas Chlumecky
Original assignee: Commercial Shearing Inc
Current assignee: Commercial Shearing Inc
Priority date: 1971-12-03
Filing date: 1972-05-26
Publication date: 1973-06-07
Also published as: IT958094B; JPS4864728A; BE783955A; FR2161885A1; GB1392338A; US3818710A; NL7205449A; CA965967A; CH553885A

Description

Dr.-lng. E. BERKeNFELD Dip'.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 19· Mai 1972 vA// Name d. Anm. Commercial Shearing, Inc«

Tunnelauskleidung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tunnelauskleidung, insbesondere aus vorgeformten Segmenten, die durch vorübergehende Stützen oder durch Schwerkraft und Zementmörtel zusammengehalten werden.

Bei der Auskleidung von Untergrundtunnels oder -schachten, wie zum Beispiel von U-Bahnen, Abwasserkanälen, Fahrzeugtunnels oder dergleichen, ist es allgemein üblich, hinter dem Vortriebsschild in dem Tunnel eine Metallauskleidung anzuordnen. Diese Auskleidung besteht aus mehreren gewölbten Metallplatten, deren an den Kanten nach innen gerichtete Flansche durch Bolzen verbunden werden, worauf der Bereich hinter der Auskleidung mit Zementmörtel gefüllt und die Innenseite mit einer inneren Auskleidung aus Beton oder mit Mauerwerk bedeckt wird. Tunnelauskleidungen dieser Art werden in den amerikanischen Patentschriften 2.404.819 und 3.396.543 beschrieben. ,

Diese bekannten Auskleidungen sind sehr wirksam, aber dieselben sind kostspielig und ihre Anbringung ist zeitraubend.

Die Erfindung sieht eine Tunnelauskleidung vor, welche viel weniger kostspielig ist und deren Anbringung viel weniger zeitraubend ist als Jene der bekannten Metallauskleidungen· Die angebrachte Tunnelauskleidung kann die endgültige Innenseite bilden, ohne daß es erforderlich wäre, eine innere Betonauskleidung zu gießen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine

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Auskleidung vorgesehen, welche aus aufeinander folgenden, nebeneinanderliegenden Kreisringen besteht, von denen jeder durch eine Vielzahl von vorher gegossenen, trapezförmigen, gewölbten Segmenten oder Platten von gleicher Größe und Form und mit einer gewünschten Dicke gebildet wird. Die Auskleidung ist vorzugsweise von Zementmörtel umgeben, der den Bereich zwischen der Auskleidung und einem Bohrloch in dem Erdreich ausfüllt, in welchem die Auskleidung angeordnet ist. In jeder der Auskleidungsplatten sind vorzugsweise Löcher vorgesehen, durch welche der Zementmörtel gepumpt werden kann, um den Bereich hinter der Auskleidung auszufüllen. Die vier Kan* ten jedes trapezförmigen Segments sind vorzugsweise mit einem selbst abbindenden und abdichtenden Elastomer überzogen, welches rund um die Segmentverbindungen eine Wasserabdichtung bildet. Jedes Segment ist auch längs jeder inneren Kante vorzugsweise mit einer Ausnehmung versehen, welche mit einer ähnlichen Ausnehmung des benachbarten Segments zusammenwirkt, um eine Nut zu bilden, in welcher Dichtungsmaterial unter hohem Druck angeordnet werden kann. Angrenzend an die Kanten sind vorzugsweise Ringanker zur Aufnahme von Bolzen angeordnet, welche während der Anbringung der Auskleidung vorübergehende Stützen an ihrem Platz halten und welche einen Spreizarm zur Anordnung der Segmente an ihrem Platz aufnehmen. Die trapezförmigen Segmente können aus bewehrtem Beton, aus verstärkten Harzen (wie zum Beispiel durch Glasfasern verstärktem Polyester usw.) oder aus irgendeinem anderen vorgeformten Material von genügender Größe und Festigkeit bestehen.

Die Erfindung betrifft daher eine TunnelauskleidungV die aus einer Vielzahl nebeneinanderliegender Kreisringe besteht* von denen jeder durch mehrere vorher gegossene, gewölbte, trapözförmige Segmente mit im wesentlichen gleicher Größe, Forffl-üM Dicke gebildet wird, wobei zwischen jedem Segment jedes Kreisringes ein Dichtungsmittel angeordnet ist, so daß durch die. in einem Arbeitsgang ausgeführte Anbringung eine fertige abgedichtete Auskleidung erhalten wird.

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In der vorstehenden allgemeinen Beschreibung sind bestimmte Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung angegeben. Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen zeigt:

Fig. 1 eine Endansicht des Kreisringes einer Tunnelauskleidung gemäß der Erfindung, der in einem Tunnelbohrloch angeordnet ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Tunnelauskleidung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Endansicht einer Ausführungsform der Tunnelauskleidung, welche vorübergehende Führungsstützen für die Anordnung verwendet,

Fig. 4 einen Längsschnitt nach der Linie IV - IV der Figur 3,

Fig. 5 in größerem Maßstab einen teilweisen Querschnitt einer Verbindung der Ausführungsform gemäß den Figuren 3 und

Fig. 6 eine Endansicht einer zweiten Ausführungsform der Tunnelauskleidung, welche vorübergehende Führungsplatten für die Anordnung verwendet, und

Fig. 7 einen Längsschnitt nach der Linie VII - VII der Figur 6.

In den Zeichnungen ist ein Tunnelbohrloch 10 dargestellt, das durch übliche Tunnelbohrverfahren hergestellt wird. Ein Kreisring 11 der Auskleidung ist in dem Bohrloch 10 angeordnet und von Zementmörtel 12 umgeben, der dem Bereich zwischen dem Kreisring 11 und der Innenwand des Tunnelbohrlochs 10 ausfüllt. Jeder Kreisring 11 besteht aus vier Segmenten 13 von gleicher Trapezform. Jedes Segment 13 ist längs jeder

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Seitenkante 15 und jeder Endkante 16 mit einem Überzug eines selbstabdichtenden Elastomers 14 versehen, so daß benachbarte Kanten an ihrem Platz gegeneinander abgedichtet werden. Jede Kante ist auch vorzugsweise mit einer Ausnehmung 17 versehen, welche sich von der Innenseite 18 nach innen erstreckt, um e£- ne Nut zu bilden, die unter hohem Druck ein Dichtungsmittel 19 aufnimmt, wenn sich die Segmente an ihrem Platz befinden. Jedes Segment ist ferner angrenzend an seine Endkanten und Seitenkanten mit Ringankern 20 versehen, welche in das Segment eingebettet sind, um Bolzen 21 aufzunehmen, die zur Befestigung vorübergehender Stützen 22 und 23 an ihrem Platz auf dem Segment dienen. Die Stützen 22 sind ausgepreßte gewölbte Stahlstützen, die einen nach innen gerichteten radialen Flansch 24 aufweisen. Durch diese Flansche können Bolzen 25 eingeführt werden, um die Segmente auszurichten und dieselben während der Anbringung gegeneinander zu ziehen. Die Bolzen 25 und die Stützen 22 werden von der fertigen Auskleidung entfernt. Ähnliche Stützen 23 sind mit radialen Flanschen versehen, durch welche Bolzen 26 eingeführt werden können, um die benachbarten Segmente nebeneinanderliegender Kreisringe auszurichten und dieselben gegeneinander zu ziehen. Die Bolzen 26 und die Stützen 23 werden von der fertigen Auskleidung entfernt. Das Dichtungsmittel 19 ist das gleiche elastomere Material 14, mit dem die Kanten 15 und 16 überzogen sind. Durch öffnungen 30 in jedem Segment wird Zementmörtel in den Bereich zwischen der Auskleidung und dem Bohrloch eingespritzt.

Bei der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsform sind die Kreisringe und deren Segmente mit jenen der Figuren 1 bis 4 identisch mit Ausnahme der vorübergehenden Stützen. Die identischen Elemente sind demgemäß mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, die mit einem Strich versehen sind. Bei dieser Ausführungsform werden runde Führungsplatten 40 an den Kanten benachbarter Segmente jedes Kreisringes durch

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Bolzen 41 an ihrem Platz gehalten, welche von den Ringankern 20' aufgenommen werden. Auf dem gleichen Segment sind rechteckige Führungsplatten 42 zwischen den Seitenkanten angeordnet, die durch Bolzen 43 an ihrem Platz gehalten werden. Die Platten 42 können mit Einhängelaschen 44 versehen sein, um die Zapfen 46 an den Enden eines Spreizteils 45 aufzunehmen. Wieder werden die Platten 40 und 42 mit ihren,zugehörigen Bolzen 41 und 43 von der fertigen Auskleidung zusammen mit dem Spreizteil 45 entfernt, nachdem der Zementmörtel 12 eingespritzt ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Auskleidung gemäß der Erfindung leicht und einfach angebracht werden kann und daß dieselbe nach der Anbringung eine fertige Auskleidung bildet, welche gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet ist, was durch Versuche bewiesen worden ist. Dadurch werden die meisten der sehr ernsten Probleme der Auskleidung von Tunnels gelöst, bei welcher zuerst eine primäre Auskleidung angebracht wird, die zur ¥ Fertigstellung eine zweite Auskleidung erfordert.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verscheidene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Patentansprüche

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Claims

Dr.-lng. E. BERKENFELD > Dip'.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwalt!, Köln

entanwältf, K

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 19» Mai 1972 vA// Name d. Anm. Commercial Shearing, inc»

PATENTANSPRÜCHE

Tunnelauskleidung, die aus einer Vielzahl aufeinander folgender, nebeneinanderliegender Kreisringe besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kreisring aus mehereren vorher gegossenen, gewölbten, trapezförmigen Segmenten mit im wesentlichen gleicher Größe, Form und Dicke gebildet wird, und daß ein Dichtungsmittel zwischen jedem Segment jedes Kreisringesangeordnet ist, so daß in einem Arbeitsgang der Anbringung eine fertige abgedichtete Auskleidung erhalten wird·
2. Tunnelauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung von Zementmörtel umgeben ist, welcher alle Hohlräume zwischen der Auskleidung und einem Tunnelbohrloch ausfüllt, in dem die Auskleidung angeordnet ist.
3. Tunnelauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel aus einer Schicht eines selbstabbindenden und abdichtenden Elastomers auf jeder Seitenkante und Endkante jedes trapezförmigen Segments besteht.
4. Tunnelauskleidung nach Anspruch 1 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment mit einer Umfangsausnehmung versehen ist, welche längs jeder Innenkante ausgebildet ist und welche mit ähnlichen Ausnehmungen benachbarter Segmente zusammenwikt, um eine Nut zu bilden, die mit Dichtungsmittel unter hohem Druck gefüllt wird.
5. Tunnelauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment angrenzend an jede Kante mit Ringan-

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kern versehen ist, an denen Führungsplatten abnehmbar befestigt sind, welche die Segmente während der Anbringung in Stellung bringen.
6. Tunnelauskleidungssegment, bestehend aus einem vorgeformten trapezförmigen gewölbten Teil, der innere und äußere im Abstand liegende Oberflächen aufweist, welche durch Seitenkanten und Endkanten verbunden sind, wobei ein Dichtungsmittel auf die Kanten aufgebracht ist und dieselben im wesentlichen bedeckt.
7. Tunnelauskleidungssegment nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel aus einer Schicht eines selbstabbindenden und abdichtenden Elastomers besteht.
8. Tunnelauskleidungssegment nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenkante und Endkante mit einer radialen Ausnehmung versehen ist, welche sich von der Innenseite erstreckt und welche mit ähnlichen Ausnehmungen benachbarter Segmente zusammenwirken kann, um eine Nut zur Aufnahme des Dichtungsmittels zu bilden.
9. Tunnelauskleidungssegment nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment angrenzend an jede Kante mit Ringankern zur Anbringung vorübergehender Stützen versehen ist, um die Segmente im Bedarfsfall gegeneinander zu ziehen.

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