DE2642104C3 - Metalltübbing für die Auskleidung von Tunneln - Google Patents
Metalltübbing für die Auskleidung von TunnelnInfo
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- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
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Description
Die Erfindung betrifft einen Metalltübbing für die '>'<
Auskleidung von im Schildvortrieb aufgefahrenen Tunneln, dessen Ränder zur Schraubverbindung mit
benachbarten Tübbingsegmenten innerhalb eines Tübbingringes und Tübbings benachbarter Ringe mit
umlaufenden Flanschen versehen sind. w>
Tunnel im Lockergestein werden gewöhnlich im Schildvortriebsverfahren mit in Längsrichtung annähernd
starren Tübbings aus Beton oder Gußeisen hergestellt, die fest miteinander verbunden sind. Solche
Tunnel lassen keine größeren Verformungen der *>·■>
Tunnelröhre zu, wie sie durch Verschiebungen des umgebenden Erdreichs verursacht werden können. In
Bergsenkungsgebieten führt eine Starrheit der Tunnelröhre zu Schaden an der Tunnelröhre und damit
verbunden zu Nutzungseinschränkung und Gefährdung der Standsicherheit
Für die Herstellung verformbarer Tunnelröhren sind Tübbings aus Gußeisen oder Stahl bekannt, die in der
Tunnellängsachse wellenförmig ausgebildet sind und in diesen Wellen Längenänderungen der Tunnelauskleidung
aufnehmen können. Nachteil dieser Tübbings ist, daß sie auf der dem Gebirge zugekehrten Rückseite
H) nicht glatt sind. Eine Schildschwanzabdichtung wird
dadurch erschwert. Es besteht außerdem die Gefahr, daß Verpreßmörtel oder Boden in die Wellentäler
eindringt und damit die gewünschte Dehn- und Stauchbarkeit der Auskleidung gemindert wird. Die
ι ■' auch bei diesen Tübbings notwendigen Flansche in den
Ringfugen vermindern durch ihre Steifigkeit die Bewegungsmöglichkeit der Tunnelauskleidung. Infolge
der Weichheit der Auskleidung in Tunnellängsrichtung sind bei der Durchführung des Vortriebs Stützkonstruk-
-1I; tionen erforderlich, um eine statisch eindeutige,
erfaßbare Weiterleitung der Pressenkräfte in die Auskleidung sicherzustellen.
Metalltübbings der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus dem Prospekt »Rheinstahl-Tunnel-
Ji ringe aus Gußeisen« vom April 1971 und aus der DE-OS
24 28 936 bekannt und werden auch dergestalt ausgebildet, daß an den Stoßstellen benachbarter 1 übbingringe
bzw. -segmonte eine beschränkte Beweglichkeit ermöglicht
wird. Bei den Tübbings nach DE-Gbm 73 28 372
in besitzen die steifen Längsflansche der Tübbingsegmente
auf einer Geraden liegende konkave Vertiefungen bzw. konvexe Erhöhungen, die beim Zusammenbau der
Segmente derart ineinandergreifen, daß zwischen zwei benachbarten Stoßflanschen eine punkt- bzw. linienför-
i; mige Berührung erfolgt und sich ein Spalt ergibt. Die
Tübbingsegmente sind daher gegeneinander verschwenkbar.
Aus DE-AS 24 27 369 ist eine spaltüberbrückende Abdichtung zwischen den steifen Ringflanschen benach-
i'i barter Tübbingringe bekannt, die örtliche Längenänderungen
(Dehnungen und Stauchungen) sowie Verbierungen zuläßt, ohne daß dabei die gesamte Tunnellänge
sich ändert und Zug- bzw. Druckkräfte in Längsrichtung der Tunnelröhre übertragen werden. Die Abdichtung
r. besteht aus einem elastischen Fugenband, das mittels
zweier besonderer Flanschringe an den beiden benachbarten steifen Tübbing-Ringflanschen anliegend eingespannt
ist. Die Nachteile dieser Konstruktion liegen vornehmlich darin, daß die einzelnen Tübbingringe
"■ti untereinander weitgehend entkoppelt sind und dementsprechend
keine Ausgleichsbewegungen naheliegender Ringe stattfinden können und daß unerwünschte
Querverschiebungen benachbarter Ringe nicht oder nur unzuverlässig verhindert werden.
ν; Aus der nicht vorveröffenllichten DE-OS 25 27 743 ist eine Tunnelkonstruktion aus Stahlbetontübbings bekannt,
bei der die Stoßfugen der Tübbingsegmente innerhalb eines Tübbingringes gegenüber den Stoßfugen
des vorher eingebauten Ringes um ein gleichblei-
M bendes Maß, in der Regel eine halbe Tübbinglänge,
versetzt angeordnet sind. Dazu sind am Ringstoß langgestreckte Nuten und damit zusammenwirkende
Wulste vorgesehen, so daß an vorbestimmten Kontaktpunkten eine feste, Quer- und Längskräfte übertragende
Verbindung hergestellt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tübbing zu schaffen, der die im Bergsenkungsgebiet
notwendigen Dehnungen und Stauchungen der Tunnel-
röhre in der Weise zulaßt, daß zwischen benachbarten Tübbingringen ein mit der Verschiebungsgröße sich im
Kraftschluß stetig ändernder Verbund vorliegt
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Metalltübbing der eingangs genannten Art erfindungsgemäß derart
ausgebildet, daß die Ringfugenflansche des Tübbings nachgiebig ausgebildet und damit an ihrem inneren
freien Rand ausbiegbar sind und daß sie im Bereich ihres inneren Randes mindestens je einen Kon>aktnoc!:en
aufweisen, dessen Höhe auf die Spaltbreite zwischen benachbarten Tübbingringen abgestimmt ist und der mit
dem im gieichen Bereich angebrachten Kontaktnocken des ihm gegenüberliegenden Tübbings des benachbarten
Tübbingringes eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Tübbingringen darstellt.
Der Tübbing nach der Erfindung ermöglicht es, auch in Bergsenkungsgebieten schadensfreie und standsichere
Tunnelröhren zu erstellen. Durch die federartige Kopplung mittels der nachgiebig ausgebildeten Ringfugenflansche
innerhalb des maximal zulässigen Verschiebungsweges ist eine hohe Beweglichkeit gegeben, und
die im Umgebungsbereich liegenden Ringe können Ausgleichbewegungen ausführen. Die erfindungsgemäße
Bauart ist zudem sehr einfach, robust und wartungsfrei.
Die auf die planmäßig vorgesehene Spaltbreite zwischen benachbarten Tübbingringen abzustimmenden
Kontaktnocken haben zweckmäßig eine Höhe, die gleich der halben Spaltbreite ist, so daß jedes
zusammengehörige Kontaktnockenpaar durch seine Höhensumme die Spaltbreite ergibt.
Die letztere Bedingung kann aber auch erfüllt werden mit unterschiedlich hohen Einzelnocken des Nockenpaares,
und ihre Berührungsflächen brauchen nicht ebenflächig ausgebildet zu sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Tübbings nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 6
beschrieben. Um im Bauzustand der Tunnelröhre beim Schildvortrieb die Vortriebskräfte zu übertragen, wird
die Nachgiebigkeit der Tübbingringe zweckmäßig durch die Maßnahmen nach Anspruch 6 vorübergehend
aufgehoben.
Die Wirkungsweise der Auskleidung ist folgende:
Die Tübbings werden mit durchlaufenden Längsfugen und Ringspalten montiert und an den Längsfugenflanschen
sowie an den Kontaktnocken in der Mitte der Ringfugenflansche fest miteinander verschraubt. Sobald
nach Fertigstellung der Tunnelröhre d\z in der
Längsfugenachse liegenden Distanzstücke aus den Ringspalten entfernt worden sind, besteht die Tunnelröhre
aus aneinandergereihten, in sich selbst steifen Tübbingringen, die miteinander nur an den Kontaktnokken
verbunden sind. Tritt eine Dehnung der Tunnelröhre auf, werden die weichen Ringfugenflansrhe nach
außen ausgebogen. Die Größe der Ausbiegung kann durch Anschlagvorrichtungen, beispielsweise Arretierschrauben,
auf ein vorbestimmtes Maß begrenzt werden. Bei Stauchungen der Röhre können sich die
Ringe bis auf das Maß der zwischen ihnen gelassenen Spalte zusammenschieben.
Der erfindungsgemäße Tübbing wird durch die F i g. 1 bis 7 an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Im
einzelnen zeigt
F i g. 1 eine Ansicht der unverformten Auskleidung von innen im Bauzustand während des Vortriebs,
Fig.2 eine Ansicht wie Fig. 1, jedoch im Gebrauchszustand
F i g. 3 eine Ansicht einer Auskleidung im Gebrauchszustand von innen bei in Tunnellängsachse gedehnter
Auskleidung,
F ig. 4 eine Ansicht wie F i g. 3, jedoch bei gestauchter
Auskleidung,
Fig. 5 einen Schnitt parallel zur Tunnelachse durch
den RingSpiU zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Tübbings im unverformten Zustand der Auskleidung,
F i g. 6 einen Schnitt wie F i g. 5, jedoch bei in Längsachse des Tunnels gedehnter Auskleidung,
F i g. 7 einen Schnitt wie F i g. 5, jedoch bei gestauchter Auskleidung.
In den Fig. 1 bis 4 ist die jeweilige Belastung durch
Pfeile symbolisiert.
Die Auskleidung ist aufgebaut aus Tübbings 1, zwischen denen durch Kontaktnocken 2 Spalte 3
offengehalten werden. Der Korpus des Tübbings hat die Breite k, die um die Spaltbreite s geringer ist als die
Ringbreite b. Der Tübbing 1 besi . zwei steife Längsfugenflansche 4, die mit Schrauben 5 starr mit den
Flanschen der anliegenden Tübbings des Ringes verbunden sind, und zwei weiche Ringfugenflansche 6,
an deren innerem Rand in der Mitte je ein Kontaktnocken 2 angeordnet ist. Aufeinanderfolgende
Ringe der Auskleidung sind mit mindestens einer Schraube 7 je Kontaktnocken und Tübbing miteinander
verbunden. Eine oder mehrere Arretierschrauben 8 je Tübbing begrenzen die Dehnung der Auskleidung bzw.
die Öffnung der Spalte 3 auf ein vorgegebenes Maß. Die Spalte zwischen den Tübbings werden im äußeren
Bereich durch eine Dichtung 9 gegen das Eindringen von Wasser, Verpreßmörtel oder Boden verschlossen.
Das Dichtungsprofil 9 liegt in einer Ausnehmung 10. Der außerhalb der Dichtung verbleibende Randstreifen
11 an den Tübbingseiten steht gegenüber den Außenflächen der Flansche 6 um ein geringes Maß
zurück, so daß auch bei starker Stauchung keine Kantenpressung auftritt. Der Randstreifen 11 ist
fasenartig abgeschrägt, so daß sich in diesem Bereich ein nach außen erweiternder Spalt 3 ergibt und etwa
eingedrungene Fremdkörper bei Stauchung der Tunnelröhre herausgedrückt werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Metalltübbing für die Auskleidung von im Schildvortrieb aufgefahrenen Tunneln, dessen Ränder
zur Schraubverbindung mit benachbarten Tübbingsegmenten innerhalb eines Tübbingringes
und Tübbings benachbarter Ringe mit umlaufenden Flanschen versehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringfugenflansche (6) des Tübbings nachgiebig ausgebildet und damit an ihrem
inneren freien Rand ausbiegbar sind und daß sie im Bereich ihres inneren Randes mindestens je einen
Kontaktnocken (2) aufweisen, dessen Höhe auf die Spaltbreite (S) zwischen benachbarten Tübbingringen
abgestimmt ist und der mit dem im gleichen Bereich angebrachten Kontaktnocken (2) des ihm
gegenüberliegenden Tübbings des benachbarten Tühbingringes eine kraftschlüssige Verbindung
zwischen den Tübbingringen darstellt.
2. Tübbing nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Kontaktnocken (2) gleich
der halben Spaltbreite (S) ist
3. Tübbing nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tübbings (1)
geeignete Mittel — beispielsweise Arretierschrauben (8) — so angeordnet sind, daß sie die Ausbiegung
der Ringfugenflansche (6) und damit die Dehnwege zwischen aufeinanderfolgenden Tübbings (1) auf ein
bestimmtes Maß begrenzen.
4. Tiihhing nach den Ansprüchen !, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Spalt (3) eine umlaufende Dichtung (9) angeordnet ist und daß der
demgegenüber außerhalb liegende Randstreifen (11) jeder Tübbingseite gegenüber der Außenfläche des
Ringfugenflansches (6) um ein geringes MaQ zurücksteht, so daß sich in diesem Bereich ein
entsprechend erweiterter Spalt (3) ergibt.
5. Tübbing nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb der umlaufenden
Dichtung (9) liegende Randsteifen (11) fasenartig abgeschrägt ist.
6. Tübbing nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Längsfugenflansche (4) steif und kürzer als die Tübbingbreite (b) ausgebildet sind und im Bauzustand
in der Achse der durchlaufenden Längsfugen geeignete Distanzstücke (12) so eingebaut sind, daß
eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Längsfugenflanschen (4) der Tübbings (1) aufeinanderfolgender
Tübbingringe entsteht.
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1977
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