DE19608264C1 - Tunnelauskleidung mit in Tunnellängsrichtung hintereinander angeordneten Tübbingringen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tunnelauskleidung mit in Tunnel­ längsrichtung hintereinander angeordneten Tübbingringen, die jeweils aus in Tunnelumfangsrichtung hintereinander angeordne­ ten segmentförmigen Tübbingen aus Stahlbeton aufgebaut sind, wobei im Tübbingring an der Innenmantelfläche zumindest eine Aussparung vorgesehen ist, die mit Ortbeton verfüllt ist.

Bei einer bekannten Tunnelauskleidung der genannten Art (US-PS 44 52 549) ist die Aussparung in den im Bodenbereich angeord­ neten Tübbingen vorgesehen, um dort gebildete Unebenheiten zu beseitigen.

Im übrigen hat eine solche Tunnelauskleidung mit Tübbingringen aus segmentförmigen Tübbingen hat bei schwierigen Baugrundver­ hältnissen, insbesondere in Verbindung mit Grundwasser, wo die NÖT (Neue Österreichische Tunnelbauweise) an ihre Grenzen stößt, ihre Vorteile: Der Tübbingausbau eignet sich sowohl für nicht bindige als auch für bindige Böden, sofern diese eine nicht allzu fließfähige Konsistenz aufweisen. In Lockergestein und bei anstehendem Grundwasser werden die Tübbinge hinter einer im Schildvortrieb fahrenden Tunnelbohrmaschine eingebaut. Die Stützung des Gebirges und die Absperrung des Grundwassers durch den Schild muß beim Auffahren des Tunnels sofort vom Tübbingausbau übernommen werden. Tübbinge müssen demzufolge eine Soforttragwirkung und gegebenenfalls eine Sofortdichtig­ keit besitzen. In Festgestein können Tübbinge als Alternative zum Spritzbetonverfahren hinter Voll- bzw. Teilschnittmaschinen eingebaut werden. In beiden Fällen läßt sich durch die Verwen­ dung von Tübbingen eine einschalige Tunnelauskleidung erstel­ len, die zugleich Sicherung und Ausbau ist.

Tübbinge sind Fertigteilelemente, die heute zumeist aus Stahl­ beton gefertigt werden. Die Tunnelröhre besteht aus einzelnen Tübbingsteinen, deren Anzahl u. a. vom Tunneldurchmesser abhän­ gig ist. Die Tübbingringe werden um eine halbe Steinlänge ge­ geneinander versetzt eingebaut, um abdichtungstechnisch schwie­ rige Fugenkreuzungen zu vermeiden. Die heute übliche Art der Tübbinggestaltung ist der Block- bzw. Kassettentübbing. Beim Kassettentübbing wird im Gegensatz zum Blocktübbing, um Gewicht zu sparen und die Verschraubung der Steine untereinander zu er­ leichtern, der Querschnitt im mittleren Steinbereich stark re­ duziert. Die Tunnelauskleidung soll einwirkende Lasten ohne größere Deformationen aufnehmen, d. h. sie muß für alle, dem Tunnelbau entsprechenden Lastfälle dimensioniert werden können. Vom fertiggestellten Bauwerk sind Bodenlasten, Grundwasser, Ei­ gengewicht und Betriebslasten bzw. Verkehrslasten aufzunehmen. Im Bauzustand treten Transportzustände, Vortriebslasten, Ver­ preßdruck und Einflüsse aus Druckluft auf. Die vorstehende Auf­ listung der einwirkenden Lasten zeigt deutlich, daß der Ausbau überwiegend auf Drucknormalkräfte und Biegemomente hin zu be­ messen ist. Lediglich beim Lastfall Druckluft kann bei geringen Firstüberdeckungen die im Tunnel gehaltene Druckluft zu einem Aufheben der Drucknormalkräfte führen; dies kann unter Umstän­ den bestimmend für die Bemessung sein. Eventuell entstehende Zugbeanspruchungen in der Tunnelauskleidung treten aber nur im Bauzustand auf. Längsfugen können in diesen Bereichen mit vor­ gespannten Schraubverbindungen dicht gehalten werden. Die im Tübbingring vorhandenen Drucknormalkräfte und die Vortriebs­ pressenkräfte gewährleisten ein Zusammendrücken der Längs- und Ringfugen. Auf diese Weise kommen die in die Fugen eingelegten Dichtungen voll zur Wirkung. Bei Bauteilen mit Wasserdruck von innen, z. B. Druckwasserstollen, können in Abhängigkeit von den Bodensteifigkeiten hohe Zugnormalkräfte entstehen. Eine Dich­ tigkeit, vor allem der Längsfugen, kann dann mit herkömmlichen Tübbingauskleidungen nicht mehr erreicht werden. Hohe Zugbean­ spruchungen in der Tunnelauskleidung können mit den derzeit üb­ lichen Stahlbetontübbingsystemen nicht bewältigt werden, da die Dichtigkeit in den Längsfugen nicht gewährleistet werden kann.

Ebenso bereiten sehr weiche, bindige bzw. fließfähige Böden mit einer Tübbingauskleidung große Probleme, da die angenommene elastische Bettung des Bodens durch annähernd hydrostatische Bodenverhältnisse nicht mehr gegeben ist.

Bekannt ist es auch (Tunnels & Tunneling, June 1988, S. 41-43), eine Tunnelauskleidung mit Tübbingringen aus segmentförmigen Tübbingen, die auf ihrer Innenmantelfläche mit Aussparungen versehen sind, mit einer zusätzlichen, die Aussparungen nicht ausfüllenden Schale aus Spritzbeton zu versehen, die offen­ sichtlich als Träger für eine nachfolgend innenseitig noch aufgebrachte PVC-Auskleidung dient. Die oben geschilderten Probleme werden hiervon praktisch nicht berührt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Tunnelauskleidung anzugeben, die neben den oben beschriebenen Einsatzmöglichkeiten auch den Einsatz in sehr weichen bindigen Böden erlaubt und in Fällen starker Zugbeanspruchung der Tunnelschale eingesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß jeder Tübbingring wenigstens eine umlaufende, in den Tübbing­ ringen hinterschnittene und zur Erhöhung der Tragfähigkeit mit Ortbeton verfüllte Aussparung aufweist.

Wie oben schon ausgeführt worden ist, wirken während der Bau­ phase auf die Sicherung bzw. den Ausbau vornehmlich Drucknor­ malkräfte und Biegemomente, die aus verformungsabhängigen Bo­ denlasten und gegebenenfalls anstehendem Grundwasser resultie­ ren. Hierzu werden die Tübbinge mit plattenbalkenähnlicher Struktur und den Aussparungen eingebaut; sie sind dann in der Lage, den Ausbruchsquerschnitt zu stützen und zu sichern. Der verstärkte Balkenbereich gewährleistet eine einwandfreie Übertragung der Ringkräfte, da die Längsfuge durch die vorhandene Steinstärke von beispielsweise etwa 40 cm konstruktiv sinnvoll ausgebildet werden kann. Die Ortbetonringe in den entsprechend bemessenen Aussparungen übernehmen jedenfalls die Übertragung von auftretenden Zugnormalkräften und verhindern ein Aufgehen der Längsfugen.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform die Anordnung so zu treffen, daß jeder Tübbingring im Bereich seiner beiden Innenringkanten mit je einer hinter­ schnittenen Aussparung versehen ist und sich die benachbarten Aussparungen der nebeneinanderliegenden Tübbingringe zu einer Aussparungsnut ergänzen; insoweit ist es besonders empfehlens­ wert, wenn die Aussparungen bzw. Aussparungsnuten einen schwal­ benschwanzförmigen Querschnitt aufweisen. Bei dieser Ausfüh­ rungsform sind auch die Ringfugen besonders abgedichtet. Durch die schwalbenschwanzförmige Ausbildung der Aussparungen kann vorhandener Außenwasserdruck, der sich im Bereich der Verbund­ fuge aufbauen kann, vom Gesamtquerschnitt aufgenommen und abge­ tragen werden. Wird der Tunnel in sehr weichem, bindigen Boden aufgefahren, können mit dem Bau des Tübbingringes Blechprofil­ abschnitte in die Aussparungen in Höhe der Längsfugen gelegt werden, um eine sofortige Biegesteifigkeit des Tübbingringes zu erzielen. Die Blechprofilabschnitte werden mit den Tübbingen bzw. gegebenenfalls gegeneinander verschraubt. In einem nach­ laufenden Arbeitsgang werden die Aussparungen dann gemäß den statischen Erfordernissen bewehrt und ausbetoniert.

Im Rahmen der beschriebenen Maßnahmen kann es sich nach einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform empfehlen, die Anordnung so zu treffen, daß der die Aussparungen ausfüllende Beton als Außenrippen einer in Tunnellängsrichtung durchlaufenden Innen­ auskleidungsschale aus Ortbeton ausgeführt sind. Dabei kann die Innenauskleidungsschale eine zusätzliche Bewehrung aufweisen. Da hierbei die Tübbingringfugen nachträglich ausbetoniert wer­ den, kann der versetzte Einbau der Tübbingringe untereinander entfallen, da der Ortbeton der Innenauskleidungsschale die Dichtung in den Bereichen der Längsfugen übernimmt; der Einbau der Tübbinge wird somit für die Baustelle erleichtert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungs­ beispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt und einen Längsschnitt durch eine Innenauskleidung,

Fig. 2 das Detail A aus Fig. 1 in einer geänderten Ausfüh­ rungsform,

Fig. 3 bis 6 verschiedene Ausführungsformen des Details B der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellten Tunnelauskleidungen weisen zu­ nächst jeweils in Tunnellängsrichtung hintereinander angeordne­ te Tübbingringe 1 auf, die jeweils aus in Tunnelumfangsrichtung hintereinander angeordneten segmentförmigen Tübbingen 2 aus Stahlbeton aufgebaut sind. Jeder Tübbingring 1 ist an seiner Innenmantelfläche mit wenigstens einer umlaufenden hinter­ schnittenen Aussparung 3 versehen und die Aussparungen 3 sind mit Ortbeton verfüllt. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 sind die hinterschnittenen schwalbenschwanzförmigen Aussparungen 3 in der Mitte eines Tübbingringes 1 angeordnet. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1, 5 und 6 ist dagegen jeder Tübbingring 1 im Bereich seiner beiden Innenringkanten mit je einer hinterschnittenen Aussparung 3 versehen, und zwar derart, daß sich die benachbarten Aussparungen 3 der nebenein­ anderliegenden Tübbingringe 1 zu einer Aussparungsnut 4 mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt ergänzen.

Fig. 2 zeigt, daß benachbarte Tübbinge 2 eines Tübbingringes 1 durch vor der Ortbetonverfüllung in die Aussparungen 3 einge­ brachte Blechprofilabschnitte 5 miteinander verschraubt sein können.

In den Figuren ist nicht erkennbar, daß der in den Aussparungen 3 befindliche Ortbeton bewehrt sein kann. In den Figuren ist weiterhin nicht dargestellt, daß sich zwischen dem Gebirge und den Tübbingringen ein Ringraum befinden kann, der nach oder während der Montage der Tübbinge mit Mörtel, Beton oder Kunstboden ausgefüllt werden kann.

Die Fig. 4 und 6 schließlich zeigen noch eine besonders hoch beanspruchbare Ausführungsform, die sich dadurch auszeichnet, daß der die Aussparungen 3 ausfüllende Beton als Außenrippen 6 einer in Tunnellängsrichtung durchlaufenden Innenauskleidungs­ schale 7 aus Ortbeton ausgeführt sind. Daneben gewährleistet die durchgehend betonierte Innenauskleidungsschale 7 die Dich­ tigkeit der Stahlbetonverbundbauweise in besonderem Maße, ins­ besondere bei der Verwendung von Tübbingen mit mittig liegender Aussparung. Diese Innenauskleidungsschale 7 kann, was ebenfalls nicht dargestellt ist, eine zusätzliche Bewehrung aufweisen.

Claims (5)

1. Tunnelauskleidung mit in Tunnellängsrichtung hintereinander angeordneten Tübbingringen, die jeweils aus in Tunnelumfangs­ richtung hintereinander angeordneten segmentförmigen Tübbingen aus Stahlbeton aufgebaut sind, wobei im Tübbingring an der Innenmantelfläche zumindest eine Aussparung vorgesehen ist, die mit Ortbeton verfüllt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Tübbingring (1) wenigstens eine um­ laufende, in den Tübbingringen (2) hinterschnittene und zur Erhöhung der Tragfähigkeit mit Ortbeton verfüllte Aussparung (3) aufweist.

2. Tunnelauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tübbingring (1) im Bereich seiner beiden Innenring­ kanten mit je einer hinterschnittenen Aussparung (3) versehen ist und sich die benachbarten Aussparungen (3) der nebeneinan­ derliegenden Tübbingringe (1) zu einer Aussparungsnut (4) er­ gänzen.

3. Tunnelauskleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungsnut (4) einen schwalbenschwanzförmigen Quer­ schnitt aufweist.

4. Tunnelauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Tübbinge (2) eines Tübbingrin­ ges (1) durch vor der Ortbetonverfüllung in die Aussparungen (3) eingebrachte Blechprofilabschnitte (5) miteinander ver­ schraubt sind.

5. Tunnelauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Aussparungen (3) ausfüllende Beton bewehrt ist.