DE50882C

DE50882C - Process for the construction of tunnels by means of a wedge-shaped end wall

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Publication number: DE50882C
Application number: DENDAT50882D
Authority: DE
Original assignee: L. BEECHER in Detroit, Jefferson Avenue Nr. 437, Michigan, V. St. A

Description

KAISERLICHES ΑIMPERIAL Α

PATENTAMT:PATENT OFFICE:

KLASSE 84: Wasserbau.'CLASS 84: Hydraulic engineering. '

Das vorliegende Verfahren bezweckt die Herstellung der unterseeischen Tunnels in der Weise, dafs die Erde nicht entfernt zu werden braucht, sondern zur Verstärkung und zum Schutz des Tunnels dient.The present process aims to create the submarine tunnels in the Way that the earth need not be removed, but for reinforcement and for Protection of the tunnel is used.

Zu dem Zwecke wird der Raum für den Tunnel mit Hülfe eines Keiles geschaffen, welcher, in wasserdichter Verbindung auf dem Abbauende der Tunnelwandungen gleitend, mit genügender Kraft vorwärts getrieben wird, um die Erde u. s. w. aufwärts zu bringen. Um die Wirkung des Keiles zu unterstützen, wird die vor demselben befindliche Erde, wenn solches nöthig sein sollte, auf eine bestimmte Tiefe gelockert und Steine, Felsen öder andere Hindernisse mittelst Sprengstoffe aus einander gebrochen. Plastisches Dichtungsmaterial wird angewendet, um eine wasserdichte Verbindung zwischen den Wandungen und dem gleitenden Ende des Keiles zu bewirken; dieses Dichtungsmaterial bleibt fortwährend an den Wandungsflächen. Aufserdem sind Vorrichtungen zum Steuern des Keiles angebracht und andere Vorkehrungen getroffen, um Zufälligkeiten zu begegnen, welche die zeitweise Benutzung anderer Herstellungsweisen nöthig machen.For this purpose, the space for the tunnel is created with the help of a wedge, which, sliding in a watertight connection on the dismantling end of the tunnel walls, is propelled forward with sufficient force, to bring up the earth and so on. To support the effect of the wedge, the earth in front of it will, if this should be necessary, be reduced to a definite one Depth loosened and stones, rocks or other obstacles by means of explosives apart Broken. Plastic sealing material is applied to make a watertight connection effect between the walls and the sliding end of the wedge; this sealing material remains permanently on the wall surfaces. There are also devices for Control of the wedge attached and other precautions taken to counter any contingencies that may result in the intermittent use of others Make production methods necessary.

Auf beiliegender Zeichnung ist Fig. 1 ein verticaler Schnitt durch einen Tunnel, dessen Herstellung nach vorliegender Erfindung erfolgt.On the accompanying drawing, Fig. 1 is a vertical section through a tunnel, the Manufactured according to the present invention.

Fig. 2 ist ein verticaler, centraler Längenschnitt durch das Abbauende desselben in vergröfsertem Mafsstabe,Fig. 2 is a vertical, central longitudinal section through the dismantling end of the same, enlarged Yardstick,

Fig. 3 ein Querschnitt durch den fertigen Tunnel, .Fig. 3 is a cross section through the finished tunnel.

Fig. 4 ein Querschnitt durch den Tunnelkeil nach Linie x-x der Fig. 2,FIG. 4 shows a cross section through the tunnel wedge along line xx in FIG. 2,

Fig. 5 ein Grundrifs desselben,Fig. 5 is a basic outline of the same,

Fig. 6 eine vergröfserte schaubildliche Ansicht von einer Wandungsplatte,6 shows an enlarged perspective view of a wall panel;

Fig. 7 ein Querschnitt nach Linie y-y der Fig. 2 und7 shows a cross section along line yy of FIGS. 2 and

Fig. 8 ein Querschnitt durch zwei Wandungsplatten. 8 shows a cross section through two wall panels.

Mit A sind rechtwinklige Platten von Gufseisen bezeichnet, welche eine glatte Aufsenfläche besitzen und an der Innenfläche Flantschen α erhalten haben, um die Platten end- und seitwärts mit einander behufs Herstellung des gewünschten Tunnelquerschnittes zu verbinden. Zur Verstärkung der Platten dienen Rippen b. Right-angled plates of cast iron are designated with A , which have a smooth outer surface and have flanges α on the inner surface in order to connect the plates with each other at the end and side for the purpose of producing the desired tunnel cross-section. Ribs b serve to reinforce the plates.

Behufs Erzielung einer wasserdichten Verbindung besitzen sämmtliche Platten an ihren Enden und Seiten Zapfen c und Nuthen g; ,bei der Vereinigung der Platten mit einander kommen die Zapfen c der einen Platte in die Nuthen der angrenzenden Platten zu liegen. Die Verbindung der Platten geschieht vorwiegend durch Bolzen, wobei zwischen die Verbindungstheile Streifen von weichem Metall gelegt werden.In order to achieve a watertight connection, all the panels have tenons c and grooves g at their ends and sides; When the panels are united with one another, the pins c of one panel come to rest in the grooves of the adjacent panels. The plates are connected mainly by bolts, with strips of soft metal being placed between the connecting parts.

Diese Metallplatten empfangen eine solche Gestalt und eine solche Gröfse, dafs sie sich leicht handhaben und durch das Innere des Tunnels bringen lassen.These metal plates take on such a shape and size that they become one another easy to handle and bring through the inside of the tunnel.

Beim Bauen eines solchen Tunnels auf dem Lande schafft man die Erde in der gewöhnlichen Weise weg und fügt, wenn die Arbeit genügend fortgeschritten ist, an dem First die Platten zusammen, um eine Schutzkappe zu bilden und dann die Platten an den SeitenWhen building such a tunnel in the country, one creates the earth in the ordinary Way and, when the work has progressed sufficiently, add the Panels together to form a protective cap and then the panels on the sides

und dem Boden, welche die stets vorgerückten Firstplatten halten.and the floor, which are held by the ridge panels, which are always advanced.

Beim Bauen eines solchen Tunnels unter dem Bette eines Flusses, Sees u. s. w. bringt man nach dem oben beschriebenen Verfahren an dem offenen Ende der Tunnelwandungen den Keil C an, welcher am hinteren Ende leicht abgeschrägt und etwas weiter als der Tunnel ist, um diesen lose zu umfassen und einen ringförmigen Dichtungsraum zu bilden. Dieser Keil wird in ähnlicher Weise wie die Tunnelwandungen aus Platten hergestellt, doch ist das abgeschrägte Ende glatt auf der Innenfläche. Das vordere keilförmige Ende oder der Kopf erhält eine kräftige Construction; derselbe trägt eine bewegliche Spitze D, welche durch ein auf einer Welle E drehbares Gelenk angeschlossen ist und in kreisförmigen Lagern des Kopfes ruht.When building such a tunnel under the bed of a river, lake, etc., the method described above is used to attach wedge C to the open end of the tunnel walls, which is slightly beveled at the rear end and slightly wider than the tunnel in order to loosely encompass it and to form an annular seal space. This wedge is made of plates in a similar way to the tunnel walls, but the beveled end is smooth on the inside surface. The front wedge-shaped end, or the head, is given a strong construction; it carries a movable tip D connected by a hinge rotatable on a shaft E and resting in circular bearings on the head.

Diese Nase D wird dadurch gehoben oder gesenkt, dafs man sie mit hydraulischen Kammern e und f oder mit einem Hebel g versieht, welcher von der Innenseite gehandhabt wurden kann und in genügender Gröfse construirt ist, um die Nase innerhalb der bei den Tunnels gebräuchlichen Grenzen zu heben oder zu senken.This nose D is raised or lowered by providing it with hydraulic chambers e and f or with a lever g which can be manipulated from the inside and is constructed of sufficient size to close the nose within the limits customary in tunnels raise or lower.

Das ganze Keilstück besteht aus Gufseisen oder Stahl, um dem Druck zu widerstehen, welcher auf dasselbe durch Wasserdruckcylinder F ausgeübt wird, die an den Wandungen des Keiles liegen.The whole wedge is made of cast iron or steel in order to withstand the pressure exerted on it by water pressure cylinders F which lie on the walls of the wedge.

Die Kolben G dieser hydraulischen Cylinder, welche an Anzahl der Zahl der den Umfang bildenden Platten entsprechen, wirken in der Längsrichtung des keilförmigen Kopfes rings an der Wandung des Tunnels.The pistons G of these hydraulic cylinders, which in number correspond to the number of the plates forming the circumference, act in the longitudinal direction of the wedge-shaped head around the wall of the tunnel.

Der hydraulische Druck wird zu zweierlei Zwecken angewendet, erstens, um den Keil die nöthige Strecke behufs Verlängerung des Tunnels vorwärts zu bringen, und zweitens, um jede einzelne Platte bei der Verlängerung des Tunnels in die richtige Lage zu bringen, da eine gewisse Kraft erforderlich ist, um die Dichtungsvorrichtung genügend zusammenzupressen, damit Zapfen und Nuth in innige Berührung mit der Metalldichtung treten.The hydraulic pressure is used for two purposes. First, to break the wedge to bring forward the necessary distance for the extension of the tunnel, and secondly, in order to bring each individual slab into the correct position when the tunnel is being extended, because a certain force is required to compress the sealing device sufficiently that the tenon and nut are in intimate contact step with the metal gasket.

Durch Anbringung einer Schraube G¹ an dem Kolben, wie in Fig. 2 dargestellt, können diese eng an die Platten angeschlossen werden.By attaching a screw G ¹ to the piston, as shown in Fig. 2, these can be tightly connected to the plates.

Wenn der Wasserdruck auf sämmtliche Kolben einwirkt, um den Keil vorwärts zu treiben, so werden sämmtliche Platten von der Stirne her und nach innen fest zusammengeprefst. When the water pressure acts on all pistons to close the wedge forward drift, all the plates are firmly pressed together from the forehead and inwards.

Um eine dichte Verbindung zwischen den übergreifenden Enden des Keiles und den Wandungen des Tunnels zu bilden, preist der Erfinder in den ringförmigen Raum ein plastisches Dichtungsmaterial, welches vorzugsweise aus Asphalt, Kohlentheer oder dergleichen besteht, das mit Cement und einem faserigen Stoff, wie Taue oder alte Seile, gemischt wird.To ensure a tight connection between the overlapping ends of the wedge and the To form the walls of the tunnel, the inventor praised the ring-shaped space as a three-dimensional Sealing material, which preferably consists of asphalt, coal tar or the like, that is mixed with cement and a fibrous material such as ropes or old ropes.

Sobald der Keil vorwärts geht, wird die Verpackung durch das abgeschrägte Ende auf die Wandungen geprefst und so in die Verbindungen . derselben gedrückt. Auf diese Weise erhält man eine Schutzhülle rund um den Tunnel. Bei weiterer Verlängerung des letzteren wird neue Verpackung hinzugefügt.As soon as the wedge goes forward, the beveled end opens the packaging the walls pressed and so in the connections. the same pressed. To this Way you get a protective cover around the tunnel. If the new packaging is added to the latter.

Da die vorliegende Methode des Tunnelbaues die Herstellung eines Tunnels dicht unterhalb eines Wasserbettes bezweckt, und zwar so nahe als möglich an demselben, ohne zu häufige und plötzliche Veränderungen in der Richtung des Tunnnels zu machen, so hebt und senkt man die bewegliche Spitze des Keiles je nach Bedarf. Die Kraft der hydrau- , lischen Kolben kann gleichfalls zum Steuern des Keiles auf- oder abwärts oder nach der einen oder anderen Seite hin benutzt werden, indem man den Druck einseitig wirken läfst.Since the present method of tunneling involves making a tunnel tight intended below a water bed, and as close as possible to the same, without making too frequent and sudden changes in the direction of the tunnel, so the movable tip of the wedge is raised and lowered as required. The power of hydraulic, Lischen piston can also be used to control the wedge up or down or after one side or the other by letting the pressure act on one side.

Um die Steuerung des Keiles nach der Seite hin herbeizuführen, wird derselbe in der Nähe des vorderen Endes mit Flügeln H ausgestattet, welche sich gelenkig in seitlichen Aussparungen des Kopfes anlegen, die mit Wasserdruckpressen oder anderen Vorrichtungen behufs seitlichen Oeffnens derselben versehen sind, wenn der Keil nach der einen oder anderen Seite gewendet werden soll.In order to bring about the control of the wedge to the side, the same is equipped near the front end with wings H , which are articulated in lateral recesses of the head, which are provided with hydraulic presses or other devices for lateral opening of the same when the wedge should be turned to one side or the other.

Der Vortheil, welcher dadurch erlangt wird,' dafs man sich stets in derselben Nähe unterhalb des Wasserbettes hält, besteht darin, dafs es dem Keil möglich gemacht wird, die Erde , u. s. w. vor sich aufwärts zu versetzen, wenn er von einer Kraft vorwärts geprefst wird. Zu gleicher Zeit wird die Erde u. s. w. rund herum geprefst und bildet rund um den First" des Tunnels, eine Schutzdecke, welche aus festem Boäen besteht, der aus der Sohle des Tunnels gehoben und nachher fest mit einander verbunden wird. Das leichte Material, wie Schlamm und andere Trümmer, welche sich gemeiniglich auf dem Boden der Flüsse · finden, wird dabei gehoben und von dem Wasser weggeführt. Das vorliegende Verfahren gestattet zugleich, den Boden vor dem Keil zu lockern. Dies geschieht dadurch, dafs man vor dem Keil im Boot, Flofs u. s. w! ankert, welches mit mechanischen Vorrichtungen zum Aufweichen des Bodens von oben her versehen ist. Eine solche Vorrichtung wird in den Boden bis zur nöthigen Tiefe getrieben.The advantage obtained by always being in the same vicinity below of the water bed consists in making it possible for the wedge to and so on to move upwards in front of oneself when pressed forward by a force. At the same time the earth and so on is pressed all around and forms around the ridge " of the tunnel, a protective blanket, which consists of solid boae, which is made from the sole of the Tunnels are lifted and then firmly connected to each other. The light material like mud and other debris that are commonly found on the bottom of the rivers find, is lifted and led away from the water. The present proceedings at the same time allows the soil to be loosened in front of the wedge. This happens because one in front of the wedge in the boat, Flofs and so on! anchors, which with mechanical devices is provided from above to soften the soil. Such a device is described in the ground driven to the necessary depth.

Bei dieser Arbeit entdeckt man jedwedes Hindernifs, welches dann entfernt wird.During this work you discover any obstacle, which is then removed.

Zum Schutz gegen solche'Zufälligkeiten, wie sie bei unterseeischen Bauen gefunden werden, wo die Möglichkeit des Unterspülens vorhanden ist, führt der Erfinder ein neues Element ein, welches darin besteht, dafs die Wandungen des Tunnels entlang schräge Pfähle, paarweiseTo protect against such accidents as found in underwater burrows, where there is the possibility of undermining, the inventor introduces a new element one which consists in placing the walls of the tunnel along sloping piles, in pairs

einander gegenüberstehend," getrieben werden, welche den Tunnel in dem Bette halten. Dieses Pfählen kann vor der Fertigstellung des Tunnels vorgenommen werden, um den keilförmigen Kopf zu führen, in welchem Falle man der Seitenflügel nicht bedarf. .facing each other, "who keep the tunnel in the bed. This Piling can be done before the tunnel is completed to make the wedge-shaped To lead the head, in which case the side wing is not needed. .

Bei der praktischen Ausführung werden die unterseeischen Arbeiten an dem Tunnel vorzugsweise von der Sohle eines verticalen Schachtes begonnen, um einen passenden Zugang zu dem Tunnel behufs Einbringung der Materialien zu besitzen; dieser Schacht besorgt auch die Wetterführung. Auf der Sohle des Schachtes wird ein Sumpf zum Sammeln der Tunnelwässer gebildet, welche dann ausgepumpt werden. · In practice, the submarine works on the tunnel are preferred started from the bottom of a vertical shaft in order to provide a suitable access to the tunnel for the introduction of the Owning materials; this shaft also takes care of the weather management. On the sole of the A sump is created in the shaft to collect the tunnel water, which is then pumped out. ·

Nach der Aufstellung des keilförmigen Kopfes • beginnt man mit dem Zusammensetzen eines Theiles der Tunnelwandungen auf der Innenseite des hinteren Endes des Kopfes, worauf man das Dichtungsmaterial anbringt und das hintere Ende der Wandungen gegen das hintere Ende des Schachtes stützt, während man das, vordere Ende derselben gegen den entsprechenden hydraulischen Kolben legt. Durch abwechselndes Vorwärtstreiben des Keiles und Verlängern der Wandungen, indem man einen neuen, rund herum gehenden Satz Platten nebst dem nöthigen Dichtungsmaterial hinzufügt, wird der Bau des Tunnels in der beschriebenen Weise ausgeführt.After setting up the wedge-shaped head, you begin to assemble one Part of the tunnel walls on the inside of the rear end of the head, whereupon you attach the sealing material and the rear end of the walls against the rear The end of the shaft is supported, while the front end of the same is supported against the corresponding one hydraulic piston attaches. By alternately driving the wedge forward and lengthening the walls by pushing a adding a new, all-round set of plates along with the necessary sealing material the construction of the tunnel carried out in the manner described.

Es können Fälle eintreten, in welchen das vorliegende Verfahren im Vergleich mit anderen Verfahren zur Herstellung von Tunnels unvortheilhaft erscheint, doch kann man mit iLeichtigkeit den keilförmigen Kopf so construiren, dafs er die Anbringung einer Ausgrabevorrichtung gestattet, welche durch in demselben vorgesehene Oeffnungen wirkt.There may be cases in which the present process compares with others Method of making tunnels appears unfavorable, but one can use Easily construct the wedge-shaped head in such a way that it permits the attachment of an excavation device permitted, which acts through openings provided in the same.

Claims

Patent claim:

Process for the construction of tunnels, characterized in that by means of a wedge-shaped head (C) which is moved forward by a suitable force and slides on the excavation end of the tunnel, the earth located in front of it is driven upwards, with the aim of forming a watertight seal between the sliding end of the Wedge and the tunnel wall sealing material inserted and the head itself can be provided with devices for controlling.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings.