DE2806425A1

DE2806425A1 - Bauteil fuer fluiddichte bauwerke und verfahren zu ihrer abdichtung

Info

Publication number: DE2806425A1
Application number: DE19782806425
Authority: DE
Inventors: Allon Charles Day; John George Hogan
Original assignee: Head Wrightson and Co Ltd
Current assignee: Head Wrightson and Co Ltd
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1978-02-15
Publication date: 1978-08-24
Also published as: DE7804483U1; JPS53101710A; GB1597621A

Description

Die Erfindung betrifft das Abdichten von Planschverbindungen, insbesondere die Abdichtung von verschraubten Flanschen zur Vermeidung von Undichtheiten. Insbesondere betrifft die Erfindimg die mit Flanschen versehenen Komponenten selbst, sie betrifft Tunnelauskleidungen, ßolirleitungen (Pipelines), Vorratsbehälter und ähnliche Bauwerke, dio aus solchen Bestandteilen bestehen, wobei die Bestandteile aus Gußeisen, aus Stahl, aus Beton oder anderen Material hergestellt sein können und sie betrifft das Verfahren, diese Bestandteile 7,UT Herstellung eitles gegen das Eindrillten von V/anser oder anderen jTluide abgedichteten Bauwerks zu verbinden.

Die Erfindung ist auf jedes aus Einzelteilen oder aus Sektionen gebildetes Bauwerk aus mit Planschen versehenen Einzelteilen anwendbar, beispielsweise auf segmentartigen Tunnelauskleidungen, Vorrat sb ehält em und derartigen Rohrleitungen.

Ein bekanntes Verfahren zum Abdichten von Verbindungsstellen bei einer Tunnelauskleidung, nach dem sie aufgebaut und befestigt wurde, besteht darin, die imt oder Trennstollc zwischen zwei benachbarten Tunnel se giaent en mit Blei oder mit einem Asbestzementgemisch unter Verwendung von pneumatischen oder ähnlichen Werkzeugen aufzufüllen. Wegen der beträchtlichen Langen derartiger Treruistellen ist das ein zeitraubender Vorgang und er ist an der Oberseite der Konstruktion sehr schwierig auszuführen. Da das Verfahren als separator Arbeitsgang mit einigem Abstand vom Arbeitsbereich .:<. ungeführt wird, kann Wasser oder anderes Fluid, in den noch nicht aufgefüllten Abschnitt eintreten. Bei diesem Verfahren sind die Schrauben oder nieten dez¹ Bodenfeuchtigkeit ausgesetzt und sie können mit der Zeit ernsthafte Korrosionsschäden erleiden. Es ist auch notwendig, abdichtende Durchführungen oder ähnliche Anordnungen für die schrauben oder bieten vorzusehen, und diese bei der Herstellung der oegiaente oder bei der Montage einzubringen. Die erwähnten

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Auffüllmaterialien sind darüber hinaus xireder nachgiebigelastisch noch, kleben sie an den Einzelteilen fest und die geringste Relativbewegung der Seiten der Verbindung kann die Auffüllst eile sprengen. Die Bolzen- oder Ilietendurchführungen aus elastischem Material erleiden einen Kriechvorgang und damit "bleibt die starke Spannung, unter der die ITiet- oder ßchraubenverbindung bei ihrer Herstellung steht, während der Dienstzeit der Tunnelauskleidung nicht erhalten.

Zur Überwindung der beschriebenen Nachteile ist ein alternatives Verfahren bekannt, das darin besteht, daß um jedes Tunnelsegment an den Verbindungsstellen eine umlaufende Nut angebracht wird, in die eine Gummischnur gürtelartig eingelegt wird. Wenn die Segmente ztisammengebaut v/erden, xierden die vorstehenden Gummidichtungen gegeneinander gedruckt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß an den Kreuzverbindungen immer noch Undichtheiten auftreten können und daß die Dichtung während des Transports und während des Einbringens beschädigt oder zerstört werden kann.

Nach dem breitesten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Aufbauteil oder Einzelteil zum Aufbau eines Tunnels, einer Rohrleitung (Pipeline), eines Vorratsbehälters oder eines anderen Bauwerks, das ein Fluid zurückhalten oder enthalten soll, geschaffen, das mindestens einen mit einer öffnung versehenen Verbindungsflansch besitzt, wodurch zwei derartige Aufbau- oder Bestandteile durch sich durch die oder jede Öffnung in dem Flansch erstreckende Befestigungsmittel verbunden v/erden können und wobei die Außenfläche des Flansches oder mindestens eines der beiden Flansche eine sich fortlaufend längs des Flansches oder der Flansche erstreckende, die oder jede Öffnung in dem Flansch überschneidende Rille oder Nut enthält.

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Hach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein ein Fluid zurückhaltendes oder enthaltendes Bauwerk geschaffen, dan eine Vielzahl miteinander verbundene Aufbau- oder Bestandteile enthält, von denen ,jedes mit einem benachbarten Bestandteil durch sich durch eine oder mehrere miteinander ausgerichtete in den Flanschen ausgebildete öffnung(en) erstreckende Befestigungsmittel verbunden ist und die Bestandteile im verbundenen Zustand so angeordnet sind, daß die in jedem Flansch ausgebildete Hut oder Rille mit einer Hut oder Rille in dem Flansch eines benachbarten, damit verbundenen Bestandteiles ausgerichtet ist oder durch einen ungenuteten Flansch verschlossen ist, so daß ein Kanal geschaffen ist, in dem sich ein in den Kanal durch eine oder mehrere der Öffnungen eingespritztes Dichtmittcl befindet.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Vex'fahx'en zum Abdichten eines Bauwerks oder sum Ausbilden einor Dichtung zwischen zwei mit Flanschen verschollen Aufbau- oder Bestandteilen, das darin besteht, daß eine Hut in der Fläche jedes Flansches oder in der Fläche von ausgewählten Flanschen so ausgebildet wird, daß jede nut eine odor mehrere Öffnungen zum Yex*binden der Bestandteile rniteinandez* überschneidet, daß die Komponenten mit eiiiem oder mehreren Befestigung smitteln so verbunden v/erden, daß durch zusammenpassende Hüten oder eine Hut und einen ungenuteten Flansch ein Kanal gebildet wird und daß ein Dichtmittel durch eine oder mehrere der miteinander ausgerichteten öffnungen in den Flanschen mit weggelassenen oder entfernten Befestigungsmitteln eingespritzt wird.

Die Überschneidung zwischen der oder jeder Öffnung in den Flanschen und den Hüten ist so ausgelegt, daß die Schrauben oder andere Befestigungsmittel in den Öffnungen einen Durchtritt dos Dichtmittels in der ganzen Länge des Kanals

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gestatten und den Durchfluß des Dichtmittels längs des Kanals nicht ernsthaft "behindern. Auf diese Weise ist es möglich, über jede Bolzenöffnung Zutritt zum Kanal zu erlangen oder während des Einspr.itzprozesses den Bolzen oder das Verbindungsmittel zu umgehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längs-Teilschnitt durch eine aus Segmenten bestehende Tunnelauskleidung mit drei typischen Dichtstellen zwischen Segmenten, und

Fig. 2 eine Ansicht der Endfläche einer eingesetzten, aus Segmenten bestehenden Tunnelauskleidung.

Eine aus Segmenten bestehende Tunnelauskleidung besteht aus einer Reihe von gebogenen Segmenten (oder Bestand- oder Aufbauteilen) 10 von rechteckiger Form beispielsweise aus Stahl, aus Gußeisen oder aus Beton, die mittels durch miteinander ausgerichtete Bolzenöffnungen 12 in Flanschen 14-an allen vier Seiten jedes Segmentes hindurchreichende Bolzen miteinander verbunden sind_o Die Außenfläche jedes Flansches ist bei der Herstellung mit einer Nut 16 versehen_s die sich fortlaufend um das jeweilige Segment erstreckte Die Hut 16 ist so an den Flanschen 14- angeordnet, daß sie die Bolzenöffnungen 12 vollständig oder teilweise überquerte Die nuten 16 an den einzelnen Segmenten sind so angeordnet, daß sie mit den Hüten 16 der jeweils benachbarten vier Segmente übereinstimmen, so daß bei einer fertig aufgebauten Tunnelauskleidung ein fortlaufendes rechtwinkliges Hetzwerk aus Kanälen entsteht j wobei jeder Kanal durch zwei aneinanderliegende Hüten 16 gebildet wird_o Das Netzwerk ist durch jede Bolzenöffnung 12 zu erreichen,, Um eine zusammengebaute Auskleidung abzudichten₉ wird ein Dichtmittel, beispielsweise ein Egoxid-

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material, das nach, einer bekannten Aushärtezeit aushärtet, oder oin anderes Gemisch, das bei Berührung mit Wasser aushärtet, unter Druck in das Kanalnetzwerk über eine Bolzenöffnung 12 (oder vorzugsweise über mehrere solcher Öffnungen) eingespritzt, während in die restlichen Öffnungen 12 Verbindungsbolzen eingeführt sind. Das Dichtmittel füllt die Kanäle vollständig aus und bildet nach dcra Aushärten eine undurchdringliche Dichtung zwischen den benachbarten Segment on 10.

Es ist aus der Zeichnung zu ersehen, daß die Bolzenöffnungen 12 sich über die Kante der imt 16 erstrecken, die am weitesten von der Innenflache des Gegmentes entfernt liegt, d.h. die liut ist außerhalb des Teilkreises der Öffnungen in dem flansch angeordnet. Auf diese V/eise sind die Bolzen gegen eine Berührung mit dem von außen eindringenden Grundwasser und damit gegen Korrosion geschützt. Wenn die durch die ßeginernte gebildete Struktur als Tunnelauskleidung dient, besitzt jedes Segment eine gebogene rechtwinklige Form und die Flansche 14 stehen von der konkaven Fläche jedes Segmentes ab.

i?ig. 1 zeigt ein Gerät 18, das beim Einspritzen des Dichtpiaterials verwendet werden kann. Das Gerät 18 wird an den aneinander r>i!liegenden Flanschen 14 zweier benachbarter Segmente so srif-eklemnit, daß ein feststehender Kopf 20 dichtend an einem Lade einer Bolzenöffnung 12 in einem Flansch anliegt und ein beweglicher Kopf 22 liegt dichtend an dem offenen Ende der Bolaenöffnung 12 des anderen Flansches an. Der bewegliche Kopf 22 ist an einem Stößel 24 befestigt, der von einem pneumatischen oder hydraulischen Zylinder 26 betvlugt wird. Dau Gerät 18 wird anfangs mit zurückgezogenem Stößel 24 abgesetzt, so daß der feststehende Kopf 20 in die richtige Lage gebracht v/erden kann. Drtmi wird der Zylinder 2G beispielsweise über ein Ventil so betätigt, daß der Stößel

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ausfährt und den Kopf 22 zum Anliegen bringt. Der feststehende Kopf 20 ist mit einer zentralen Öffnung versehen, die über eine Versorgungsleitung 28 mit einer Dichtmaterialquelle verbunden ist. Durch Betätigung eines Ventils in der Leitung 28 fließt die Dichtmasse durch die Bohrung in den Kopf 20 und in den durch die einander gegenüberliegenden Muten 16 gebildeten Durchgangsweg.

Bei einem alternativen Aufbau kann beispielsweise eine Rohrleitung aus einer Vielzahl von Aufbau- oder Bestandteilen (beispielsweise Segmenten) aufgebaut werden, die im wesentlichen wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, ausgebildet sind, aber, um die Befestigungsbolzen gegen Korrosion infolge der Berührung mit dem Fluid innerhalb der Rohrleitung zu schützen, sind in diesen Flanschen die Bolzenöffnungen an den Außenkanten der Nuten angebracht, so daß die nuten oder Kanäle sich innerhalb des Teilkreises der Bolzenöffnungen in den Flanschen befinden.

Durch die vorliegende Erfindung könneii folgende Vorteile erzielt werden:

1. Das Abdichten kann während des Verschraubens oder Vernietetis ausgeführt werden, d.h. der Tunnel wird während des Auskleidungsvorgangs in der Nähe der vordersten aufgebrachten Auskleidung abgedichtet.

2. Der Arbeitsgang ist nicht sehr aufwendig und erzeugt wenig oder überhaupt keinen Lärm.

3. Wenn der Tunnel unter erhöhtem Druck aufgebaut wird, wird durch die sofortige Abdichtung in der Nähe der Aufbaustelle der Luftverlust verringert.

4. Das aufgefüllte Kanalnetz kann während des Einspritzens durch Entfernen irgendeines Bolzens überprüft werden.

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5. Die Bolzen nind gegen Berührung mit Grundwasser geschützt und deswegen keiner Korrooionsgefahr ausgesetzt.

G. Bio Beschaffung und das Einsetzen von Bolzendurchführung ist nicht nötig.

7. Falsche Ausrichtungen und Unregelmäßigkeiten an den Kreuzverb indungen oder Verbindungsüberschneidungen werden ausgeglichen.

8. Die Dichtung ist schnell und einfach herzustellen.

9. Eine Relativbewegung der AuskleidungLibestandteile wird ohne Undichtheit aufgenommen, falls ein im ausgehärteten Zustand flexibel bleibendes Dichtmaterial verwendet wird.

10. Die Verbindungsbolzen der Tunnelauskleidung sind Teil einer strukturell zuverlässigen Verbindung und können sicher benutzt werden, als Halteklammern für Fußbodenträger und andere Einrichtungen.

11. Die Abdichtung ist fest und zuverlässig hergestellt.

Das beschriebene Dichtsystem kann vorteilhafterweise auch für andere Aufbauten als für Tunnel- (odox¹ Schacht-) Auskleidungen verwendet v/erden. Beispielsweise können mit Flauschansätzen versehene Rohre zur Bildung einer Pipeline oder sonstigen Rohrverbindung^beispielsweise einer Eutwässerungsleitung oder eines Abwasserrohrs in genau derselben Art und Weise verbunden und abgedichtet werden. Die Außenfläche des Flansches an ,jedem Rohrende wird mit einer sich um den Umfang erstreckenden Hut ausgebildet, die die Öffnungen für die Verbindungsbolzen in dem Flansch überschneidet und mit der Nut eines benachbarten Rohrstückes ausgerichtet ist und durch eine freie Bolzenöffnung oder

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durch mehrere solche freie Öffnungen wird zum Abdichten der Verbindung Dichtmaterial eingespritzt. In diesem FnIl sind die !''lausche an der Außenfläche des RohrStückes und sie werden außerhalb verschraubt; die Hüten werden dann innerhalb des Teilkreisdurchmessers angeordnet, um eine Berührung des Fluids in der Rohrleitung mit den Bolzen zu vermeiden.

Gleicherweise werden fluiddichte Bauwerke , beispielsweise Vorratsbehälter odei" Dämme,aus einer Reihe miteinander verbundener flacher Platten aufgebaut, die jeweils mit Kantenflanschen ziu? Verbindung mit Flanschen an den benachbarten Platten vex"selien sind utid die in der gleichen beschriebenen V/eise abgedichtet werden lcönneu. Eine ITu b wird zwischen der Verbindungslinie der Ilittelpunkte der Bolzenöffnungon in den I¹Iansehen und der Fläche des Bauwerks, die in Berührung nit dem zurückzuhaltenden Fluid steht, angebracht.

Die beschriebenen Aufbau- oder Bestandteile und »Strukturen sind sämtlich mit einer Nut versehen, die die Bolzenöffnung(en) in deia Flanschen überschneidet„ Es kann ,-jedoch von Vorteil sein, und ergibt gleichzeitig eine gute Dichtung, wenn zwischen den beiden miteinander verbundenen Flanschen zweier benachbarter Bestandteile nur in einem der Flansche eine Kut ausgebildet ist und der andere Flansch eben ist, so daß die Jlut in dem anderen Flausch verschlossen und so ein Kanal für das Dichtmittel bestimmt wird,, Ein solcher Aufbau ist für mit Flanschen versehene Rohrstücke sehr gut geeignet, da nur der Flansch am einen Ende jedes Rohrstückes mit einer Hut versehen werden muß₀ Alternativ können die Rohrleitungen aus Kojvponenten aufgebaut werden, die abwechselnd beidseitig genutet bzw,, beidseitig nicht genutet sind_o selbstverständlich üiui'i bei Tunnelauskleidungen und anderen Aufbauten während des Aufbaus Sorge getragen v/erden, daß die korrekte Ausrichtung der verschiedenen genuteten und nicht genuteten Flansche der ,-jeweiligen Bestandteile während des Aufbaus der otrulcuiu? eingehalten wird₀

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Claims

Patentansprüche

Bauteil zur Errichtung einer Tunnelauskleidung, einer Rohrleitung (Pipeline), eines Tanks oder eines anderen, Fluid zurückhaltenden oder Fluid enthaltenden Bauwerks, mit einem Hauptabschnitt, der mindestens einen mit Öffnungen versehenen Vei-bindmigsflansch umfaßt, wodurch zwei derartige Bauteile mittels sich durch die oder jede Öffnung in den Flanschen erstreckende Befestigungsmittel verbunden werden können, wobei an der Außenfläche des Flansches oder mindestens eines Flansches eine sich kontinuierlich längs des Flansches oder der Flansche erstreckenden Hut ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Nut (16) die oder jede Öffnung (12) in dem Flansch (14) überschneidet.

DR. C. MANITZ · DIPL.-INC. M. FINSTERWALD 8 MÖNCHEN 22. ROBE RT-KOCH-STR ASSE I TEl·. ΓΟ89) 22 42 II. TELEX 05-29672 PATMF

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DIPL.-ING. W. GrAMKOW 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) SEELBERGSTR. 23/2 5. TEL. (071IIS6 7 2 61

ORIGINAL INSPECTED

ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062-805
2. Bauteil nach. Anspruch 1 als Tunnelauskleidungssegment, "bei dom die i'lansche sich von der konkaven Fläche des Segmentes nach innen erstrocken, dadurch gekennzeichnet, daß eitae Hut (16) außerhalb des Teilkreisdurchmessers der Öffnungen (12) in mindestens einem Flansch (14-) angeordnet ist«
3. Bauteil nach Anspruch 1 als flache polygonale Platte, "bei der die Verbindungsf!ansehe sich um den Umfang der Platte erstrecken, dadurch gekennzeichnet , daß jede Öffnung (12) die Kante der Hut (16) überdeckt, die am weitesten von der in Berührung mit dem Fluid kommenden Fläche der Platte entfernt liegt.
4. Bauteil nach Anspruch 1 als !Rohrabschnitt, bei dem die Verbindungsflansche den gesamten Unfang jedes Endes des Kohrabschnittοa umfassen und mindestens einer der Flansche an seiner Außenfläche mit einer Nut versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnungen (12) gegen den äußeren Umfang der Mut (16) in dem oder jedem Flansch hin versetzt sind.
5. Gegen Fluid schützendes oder ein Fluid enthaltendes Bauwerk aus einer Vielzahl miteinander verbundener Bauteile nach einem der Ansprüche 1 bis ²I-, wobei jedes Bauteil mit einem benachbarten Bauteil mittels sich durch eine oder mehrere miteinander ausgerichtete, in den Flanschen aiisgebildete Öffnungen erstreckende Bolzen oder andere Befestigungsmittel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in jedem Flansch (14-) ausgebildete Nut (16) mit einer Hut (16) in dem Flansch (14) eines benachbarten verbundenen Bauteils (10) ausgerichtet ist oder durch einen ungenuteten Flansch (14) verschlossen ist, so daß sich ein Kanal für xn den Kanal durch eine oder mehrere Öffnung(en) (12) eingespritztes Dichtinittel ergibt.

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Verfahren, zur Abdichtung des Bauwerks nach Anspruch 5 oder zur Ausbildung einer Dichtung zwischen zwei mit Flanschen versehenen Bauteilen, bei dem eine Hut in der Fläche jedes Flansches oder in der Fläche ausgewählter Flanschen ausgeformt wird, um die Bauteile miteinander zu verbinden und die Bauteile mit einem oder mehreren Befestigungsmitteln so miteinander verbunden werden, daß zusammenpassende nuten oder eine nut und ein ungenuteter Flansch einen Kanal bildeti, dadurch gekennzeichnet, dr>ß die oder jede i-iut (16) in dem jeweiligen Flansch (Ή) so arigebraclit wird, daß sie die oder jede Öffnung (12) in dem Flansch. (14) überschneidet und daß ein Diclitmittel in diesen Kanal durch eine oder mehrere miteinander ausgerichtete, nicht durch Befestigungsmittel versperrte Öffnung(en) (12) in den Flanschen (14) eingespritzt wird.

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