DE3501143A1

DE3501143A1 - Verfahren zum erstellen einer tunnelauskleidung

Info

Publication number: DE3501143A1
Application number: DE19853501143
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 4630 Bochum Buchmann; Theo 4650 Gelsenkirchen Körner
Original assignee: Thyssen Stahl Ag 4000 Duesseldorf; Thyssen Stahl AG
Current assignee: Vereinigte Schmiedewerke 4630 Bochum De GmbH
Priority date: 1985-01-15
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3501143C2

Description

Verfahren zum Erstellen einer Tunnelauskleidung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen einer Tunnelauskleidung unter Verwendung einer Schildvortriebsmaschine aus miteinander zu verbindenden Ringsegmenten, die im Schutz des Schildes insbesondere von dem Erektor der Schildvortriebsmaschine positioniert und mit der vorhandenen Auskleidung verbunden werden.
Verschiedene Verfahren zum Erstellen einer stählernen Tunnelauskleidung sind bekannt. Bei einem dieser bekannten Verfahren werden in einem bergmannisch aufgefahrenen und durch Verbau gesicherten Stollen Ringabschnitte eingebracht und miteinander zu einem Rohr verbunden. Bei diesem Verfahren wird ein verhältnismäßig großer Raum zwischen der stählernen Auskleidung und dem Verbau benötigt, der nach Montage der Ringabschnitte verfüllt werden muß.
Bei einem anderen bekannten Verfahren der eingangs genannten Art werden vorgefertigte Ringsegmente von dem Erektor der Schildvortriebsmaschine an ihre endgültige Position vor der bereits erstellten Tunnelauskleidung gebracht und mit dieser unter Zwischenlage von Dichtungs- material durch Schrauben verbunden. Als Segmente kommen Stahlbetonteile aber auch Formteile aus Gußeisen und Stahl in Betracht. Bei Formteilen aus Gußeisen und Stahl weisen diese an ihren Rändern Flansche zum gegenseitigen Verschrauben auf. Zum Zwecke der Abdichtung können die Fugen der Flansche nach dem Einbau wasserdicht verschweißt werden (Prospekt "Hydroschild" der Firma Weiss & Fraytag AG, Frankfurt; DE-PS 24 35 559).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erstellen einer Tunnelauskleidung zu schaffen, das mit geringem Zeitaufwand durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß aus den Segmenten ein geschlossener Ring gebildet wird, der dann an die vorhandene Auskleidung angeschlossen wird, wobei der Zusammenbau des Ringes derart erfolgt, daß mindestens zwei Segmente im Bereich der Tunnelsohle positioniert und durch in Tunnellängsachse verlaufende Schweißnähte miteinander verbunden und dann um die Tunnellängsachse verdreht werden und daß dann bis zur Komplettierung des Ringes nacheinander weitere Segmente im Bereich der Tunnelsohle positioniert und durch in Tunnellängsachse verlaufende Schweißnähte an die bereits miteinander verbundenen Segmente und gegebenenfalls untereinander verbunden und dann verdreht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wie bei einem der bekannten Verfahren von vorgefertigten Segmenten ausgegangen, die allerdings unmittelbar an ihren Rändern miteinander verschweißt werden. Da die Schweißung im Bereich der Tunnelsohle erfolgt, läßt sie sich auch bei großen Wandstärken problemlos und schnell durchführen.
Erst nach Fertigstellen eines kompletten Ringes aus diesen Segmenten wird dieser bis an die vorhandene Tunnelauskleidung herangeführt und mit dieser insbesondere durch Schweißen verbunden. Mit der Erfindung ist es also möglich, bei beschränktem Platzbedarf komplette Ringe an die vorhandene Auskleidung anzuschließen.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen die Tunnelauskleidung aus Segmenten erstellt wird, bereitet auch das Einfügen des letzten Segmentes zur Komplettierung des Ringes keine Schwierigkeiten, weil die Segmente keinen Schraubflansch haben. Zum Einführen des letzten Segmentes braucht der fast komplette Ring durch den Erektor lediglich ein wenig aufgeweitet zu werden. Bei dem bekannten Verfahren muß dagegen das letzte Segment ein Spezialsegment sein, das sich in den verbleibenden Spalt des im übrigen fest mit der Tunnelauskleidung schon verbundenen Teilringes einfügen läßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei verschiedenen Formen von Ringsegmenten verwenden. In Gebieten, in denen die Gefahr von Versetzungen des Erdreichs besteht, werden jedoch vorzugsweise gewellte Segmente verwendet, deren daraus hergestellte Tunnelauskleidung im Gegensatz zu einer Tunnelauskleidung aus Betonfertigteilen oder dergleichen bei Verwerfungen nicht zu Bruch gehen.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die zusammenzuschweißenden Segmente während des Schweißens durch eine die Schweißnaht übergreifende und der Form der aneinanderstoßenden Rändern angepaßte Klammer in Position gehalten.
Dieses in Positionhalten braucht selbstverstandlich nicht während des gesamten Schweißens zu erfolgen, sondern nur solange, bis daß die Segmente an verschiedenen Punkten zusammengeheftet sind. Beim in Positionhalten wird vorzugsweise eine Klammer verwendet, die ein innenseitiges Formstück und nur die Ränder außen übergreifende Klauen aufweist. Auch bei geringstem Platzbedarf läßt sich eine solche Klammer noch einsetzen.
Das Positionieren der Segmente und/oder das Drehen der zusammengeschweißten Segmente erfolgt nach einer Ausgestaltung der Erfindung mittels des Erektors der Schildvortriebsmaschine. Die Segmente werden von dem Erektor vorzugsweise bis zur Komplettierung des Ringes gehalten.
Um das Anfügen des komplettierten Ringes an die vorhandene Tunnelauskleidung präzise durchführen zu können, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Ring unter Verwendung von Gleit- und Führungsschuhen, die an den miteinander zu verbindenden Rändern der vorhandenen Tunnelauskleidung und dem Ring angreifen, gegen die vorhandene Auskleidung gedrückt wird. Dieses Andrücken kann ebenfalls mittels des Erektors erfolgen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine Auskleidung im Axialschnitt in schematischer Darstellung, Fig. 2 verschiedene Phasen beim Zusammensetzen und Zusammenschweißen eines Ringes aus Segmenten im Axialschnitt, Fig. 3 ein ein Segment haltender Arm des Erektors einer Schildvortriebsmaschine und die Phase des Anfügens eines Ringes an eine vorhandene Tunnelauskleidung, Fig. 4 eine ein Segment erfassende Klammer im Axialschnitt, Fig. 5 der Ring und die vorhandene Tunnelauskreidung im halben Langsschnitt unmittelbar vor dem Zusammenfügen.
Die zu erstellende Tunnelauskleidung setzt sich aus einzelnen, aneinandergeschweißten Ringen zusammen, die ihrerseits aus in Umfangsrichtung aneinandergeschweißten und in Tunnellängsachse gewellten Segmenten bestehen.
In der Werkstatt werden die einzelnen Segmente einander angepaßt und zu einem kompletten Ring vormontiert und markiert, damit sie bei der späteren Montage zusammenpassen und maßgenau aneinandergeschweißt werden können.
Entsprechend dem Fortschritt der Schildvortriebsmaschine werden die Segmente 1 von einem Arm 2 des Erektors der Schildvortriebsmaschine an der Tunnelsohle in Position gebracht. Wie Fig. 1 und 2 zeigen, werden in der ersten Phase der Montage des Ringes zwei Segmente 1, 3 von jeweils zwei Paar Armen 2 des Erektors erfaßt und in Position gebracht. Damit an den aneinanderstoßenden und zu verschweißenden axialen Rändern kein Versatz auftritt, werden die Segmente durch eirsebrückenartig beide Segmente erfassende Klammer gehalten Diese Klammer besteht gemäß Fig. 4 aus einem der Wellenform der Segmente angepaßten Formstück 4, das innenseitig zur Tunnelachse angesetzt wird, und zwei die Segmente 1, 3 hintergreifende, schwenkbare Arme 5, 6, die von einer Zylinderkolbenanordnung 7 betätigt werden. Diese Klammer 4 bis 7 kann von der Vortriebsmaschine ge- tragen werden. Im Bereich der zu erstellenden Schweißnaht weist das Formstück 4 in der Zeichnung nicht dargestellte Ausnehmungen auf, über die der Schweißer die Schweißnaht erreichen kann, um die Segmente 1, 3 aneinanderzuheften. Sobald auf diese Art und Weise die Segmente 1, 3 in ihrer Lage zueinander fixiert sind, kann die Klammer 4 bis 7 gelöst werden und die Schweißnaht erstellt werden. Da die Schweißung im sohlbereich und nicht über Kopf erfolgt, läßt sie sich problemlos und schnell auch bei größeren Schweißtiefen erstellen.
Für das Anschweißen des nächsten Segmentes 8 werden die miteinander bereits verbundenen Segmente 1, 3 um die Tunnelachse verdreht, so daß die neu zu erstellende Schweißnaht ebenfalls im Bereich der Tunnelsohle liegt. Das Positionieren erfolgt ebenfalls mittels der Arme 2 des Erektors. Ebenfalls wird die Klammer 4 bis 7 zum Ausrichten der miteinander zu verschweißenden Ränder eingesetzt. Danach wird auch dieser dann aus drei Segmenten bestehende Ringabschnitt um die Tunnelachse verdreht, um das nächste Segment 9 anzuschließen. Diese Arbeitsvorgänge wiederholen sich, bis daß das letzte Segment 10 an die Reihe kommt. Um auch dieses Segment positionieren zu können, wird der fast komplette Teilring durch die Arme 2 des Erektors ein wenig aufgeweitet, was wegen des noch fehlenden Anschlusses an der vorhandenen Tunnelauskleidung und der nur geringen Wandstärke des Ringes leicht möglich ist.
Nach Komplettierung des Ringes 11 wird dieser an die vorhandene Auskleidung herangeführt. Dabei kann das Zusammenfügen mittels einer Zentriervorrichtung erleichtert werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind Führungs- und Gleitschuhe 13, 14 vorgesehen, die dieses präzise Ausrichten erleichtern. Nach dem Anfügen des Ringes 11 an die vorhandene Auskleidung 12 wird der Ring an verschiedenen Punkten angeheftet.
Der Erektor, der zum Zusammenfügen verwendet wurde, kann jetzt entfernt werden und die Rundnaht geschweißt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Erstellen einer Tunnelauskleidung unter Verwendung einer Schildvortriebsmaschine aus miteinander zu verbindenden Ringseqmenten, die im Schutz des Schildes insbesondere von dem Erektor der Schildvortriebsmaschine positioniert werden und mit der vorhandenen Auskleidung verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Segmenten ein geschlossener Ring gebildet wird, der dann an die vorhandene Auskleidung angeschlossen wird, wobei der Zusammenbau des Ringes derart erfolgt, daß mindestens zwei Segmente im Bereich der Tunnelsohle positioniert und durch in Tunnellängsachse verlaufende Schweißnähte miteinander verbunden und dann um die Tunnellängsachse verdreht werden, und daß dann bis zur Komplettierung des Ringes nacheinander weitere Segmente im Bereich der Tunnelsohle positioniert und durch in Tunnellängsachse verlaufende Schweißnähte an die bereits miteinander verbundenen Segmente und gegebenenfalls untereinander verbunden und dann verdreht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenzuschweißenden Segmente während des Schweißens durch eine die Schweißnaht übergreifende und der Form der aneinanderstoßenden Ränder angepaßte Klammer in Position gehalten werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klammer verwendet wird, die aus einem innenseitigen Formstück und nur die Ränder der Segmente hintergreifende Klauen besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente mittels des Erektors gedreht und bis zur Komplettierung des Ringes gehalten werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring unter Verwendung von Gleit- und Führungsschuhen, die an den miteinander zu verbindenden Rändern der vorhandenen Tunnelauskleidung und dem Ring angreifen, gegen die vorhandene Auskleidung gedrückt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring und die vorhandene Auskleidung über eine Schweißnaht miteinander verbunden werden.