DE3125274C2

DE3125274C2 - Verfahren zum Bau von kurvenförmig verlaufenden Tunneln nach dem Rohrvorpreßverfahren und dazu geeignete Rohre

Info

Publication number: DE3125274C2
Application number: DE19813125274
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Philipp Holzmann AG
Current assignee: Philipp Holzmann AG
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1981-06-24
Publication date: 1984-05-17
Also published as: DE3125274A1

Abstract

Beim Tunnelbau mit Rohren ließen sich bisher beim Rohrvortriebsverfahren nur gerade bzw. leicht gekrümmte Strecken realisieren, weil die einzelnen Rohre des Rohrstranges beim Vortrieb in der Kurve seitlich ausbrechen. Um den Bau von Tunneln sowohl mit gerader Streckenführung als auch mit relativ engen Kurven zu ermöglichen, werden in den durch einen Vortriebsschild erfolgten Hohlraum nacheinander Rohre eingebracht, deren beide Rohrspiegel schräg zur Rohrachse verlaufen und radial auf den Mittelpunkt des Radius der Kurve ausgerichtet sind. Im geraden Streckenverlauf entstehen dabei zwischen den Rohren keilförmige Fugen, die durch Keile bzw. steuerbare Pressen ausgefüllt sind, welche in der Kurve entfernt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bau von zumindest teilweise kurvenförmig verlaufenden Tunneln gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung sowie auf für eine solche Verfahrensweise besonders geeignete Rohre der im Anspruch 8 aufgeführten Gattung.

Im allgemeinen werden Tunnel, beispielsweise solche für Sammler, so geplant, daß sich der Tunnel zwischen den gewünschten Endpunkten gerade erstreckt, und es ist bekannt, den Tunnel durch aneinandergereihte Rohre zu bilden. Dabei wird üblicherweise das Rohrvortriebsverfahren angewendet, so daß lediglich ein Anfahrschacht erforderlich ist, während die übrigen Arbeiten unter der Erde erfolgen.

In der Praxis hat sich allerdings gezeigt, daß der gewünschte problemlose geradlinige Verlauf eines Tunnels nicht immer möglich ist. Vielmehr besteht in manchen Fällen auch die Notwendigkeit, zumindest in der Horizontalen von dem geraden Verlauf abzuweichen und mit dem Tunnel eine Kurve zu beschreiben.

in der DE-PS 31 18 547 wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von geraden oder gekrümmten Rohroder Tunneltrassen im Vorpreßverfahren vorgeschlagen, bei dem Rohrabschnitte verwendet werden, deren beide Rohrspiegel derart schräg zur Rohrlängsachse und gegeneinander verlaufen, daß die Rohre eine größte

so jnd eine kleinste Rohrwandlänge besitzen.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren werden die Rohrstücke zunächst so aneinandergesetzt, daß in Längsrichtung abwechselnd die größten und die kleinsten Rohrwandlängen aneinanderschließen, und bei gekrümmter Trasse werden die Rohrstücke verdreht, so daß dann die größten und die kleinsten Rohrwandlängen aneinander anschließen.

Dieses vorgeschlagene Verfahren hat den Nachteil, daß der plötzliche Übergang von einem Vortrieb aus der geraden Strecke, wo der Radius unendlich ist, auf den in den schrägen Rohrspiegeln vorgegebenen Kurvenradius an der Stelle der Rohrdrehung zu erheblichen Rohr/wängungcn sowie zu Problemen beim Schließen der Fugen führt, da sich aufgrund der Rohrzwängungen

es der unmittelbare Übergang in den gewünschten Kurvcnradius nicht einstellen kann.

Unter Verwendung von Rohren wie bei dem vorgeschlagenen Verfahren liegt der firfindung die Aufgabe

zugrunde, ein einfaches Verfahren zu schaffen, bei dem Zwängungen am Obergang in den gewünschten Kurvenradius vermieden werden.

Die gestellte Aufgabe wird mit den im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 8 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Bildung eines Obergangsbogens und dort den Einsatz von Steuerpressen, wodurch Rchrzwängungen mit wahrscheinlichem Scbaden am Rohr verhindert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die perspektivische Ansicht eines Rohres mit schräg zur Rohrachse verlaufenden Rohrspiegeln an den beiden Enden,

F i g. 2 die Seitenansicht eines Rohres gemäß F i g. 1,

Fig.3—6 schematische Darstellungen zur Erläuterung des Rohrvortriebverfahrens,

Fig.7 die Anordnung mehrerer Rohre längs cincr geraden Strecke mit daran anschließendem ÜVergangsbogen sowie daran anschließendem Kreisbogen, F i g. 8 die Querschnittsansicht eines Rohres,

F i g. 9 die Querschnittsansicht längs der Linie 11-11 in F i g. 7, und

Fig. 10 die Anordnung von gegeneinander verdrehbaren Keilringen zwischen einzelnen Rohren.

Wie in den F i g. 1 und 2 besonders deutlich zu erkennen ist, verlaufen die äußeren Rohrenden des Rohres nicht senkrecht zur Rohrachse; vielmehr benutzt das Rohr zwei jeweils unter einem gleichen Winkel schräg zur Rohrachse geneigt verlaufende Rohrspiegel 2. Wenn man — wie F i g. 2 verdeutlicht — die Ebenen der schräg geneigten Rohrspiegel 2 bis zu ihrem Schnittpunkt verlängert, erhält man den Radius R eines Kreisbogens, den ein mit den Rohren 1 aufgebauter Tunnel beschreiben kann. Die Neigung der Rohrspiegel 2 in bezug auf die Rohrachse ist also entsprechend dem gewünschten Hurvenverlauf gewählt

Trotz der schrägen Rohrspiegel 2 lassen sich die Rohre 1 dennoch auch für einen geraden Streckenverlauf des Tunnels verwenden. Dabei lassen sich die Rohre 1 in der geraden Streckenführung auch so nebeneinander anordnen, daß zwischen benachbarten Rohren 1 die in den F i g. 4,6 und 7 zu erkennenden keilförmigen Fugen 4 entstehen.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß sich der dem Kreisbogen B vorangehende Übergangsbogen A ohne weiteres einleiten läßt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in den Fig.3 bis 6 schematisch im Längsschnitt und in der Draufsicht das hier angewandte Rohrvortriebsverfahren mit den schrägen Rohrspiegeln dargestellt, welches an sich bekannt ist, so daß hier nur die wesentlichen Funktionen erläutert zu werden brauchen. Es sei angenommen, daß unterhalb eines Gewässers 18 ein Tunnel innerhalb des Bodens 20 gebaut werden soll. Nach Errichtung eines Anfahrschachtes 16 beginnt der Tunnelbau mit Hilfe eines Schneidschuhes oder Schildes 12, beispielsweise des Thixschildes der Anmelderin. Wenn der Schild 12 sich vorgearbeitet hat, werden vom Anfahrschacht 16 her die Rohre B bis H mit einer nicht dargestellten üblichen Hauptpreßstation vorgepreßt. Zusätzlich sind in in sich bekannter Weise in größeren Abständen Zwischenpreßstationen angeordnet. Mit fortschreitendem Tunne. '.aßt sich das Vorpressen somit taktweise durchführen.

Es ist wichtig, daß dem Schild 12 Rohre folgen, die entsprechend den schrägen Rohrspiegeln 2 für einen kurvenförmigen Verlauf ausgelegt sind. Bis zum Erreichen der Kurve in der Geradeausfahrt befinden sich zwischen den benachbarten Rohren keilförmige Fugen 4, die mit herausnehmbaren Stahlkeilen 6 oder mit gegeneinander verdrehbaren Keilringen 14 (vgl. Fig. 10) überbrückt werden.
In einem praktischen Ausführungsbeispiel weisen die Rohre 1 eine mittlere Länge von 3,5 Meter auf. Die Rohrspiegel 2 sind so abgeschrägt, daß sich bei anneinander liegenden Rohrspiegeln ein Kurvenradius von R = 135 Meter ergibt Für den Kurvenbereich werden dabei etwa 47 Rohre 1 benötigt

In F i g. 7 sind für einen sich in Richtung des Pfeiles C erstreckenden Tunnel im Grundriß der gerade Bereich mit den Rohren 1 a und 1 b, der Übergzjigsbogen mit den Rohren Ic, 1 rf, Ie, sowie mit dem eigentlichen Kreisbogen B mit den Rohren l/und Xg usw. dargestellt Am Beginn des Übergangsbogens A werrk:n die Stahlkeile 6 mit hydraulischen Pressen 8 ausgebaut. Dies kann ohne Verzögerung der ablaufenden Rohrvorpressung erfolgen, wenn der Ausbau der Stahlkeile in einer Vorschubpause des taktweisen Vorpressens erfolgt Die Pressen 8

zum Ausbau der Stahlkeile 6 verbleiben im Übergangsbogen A zwischen den einzelnen Rohren lc, id, le, wobei die Breite der Fugen 4 allmählich geringer wird, bis die Rohrspiegel 2 im Bereich des Kreisbogens parallel zueinander verlaufen. Im Rohrinneren sind über den Fugen 4 Führungskonstruktionen, vorzugsweise stählerne Führungsringe (nicht dargestellt) im Zusammenhang mit den Stahlkeilen vorgesehen, und zwar zusätzlich zu den üblichen äußeren Stahlringen. Die Pressen 8 werden am Beginn des Kreisbogens ausgebaut, während die Führungsmuffen innerhalb des Rohrquerschnittes verbleiben können. Da die Fig.4 zwischen den einzelnen Rohren 1 im Kreisbogen B geschlossen sind, kann eine mittige Kraftübertragung der Vorpchubkräfte erfolgen, wodurch ein seitliches Ausweichen der Rohre 1 unterbunden wird.

A:n Ende des Kreisbogens B, wenn ein weiterer Übergangsbogen mit anschließendem geraden Strekkenverlauf folgt, werden die erwähnten Pressen 8 wieder neu eingebaut, und im geraden Verlauf des Tunnels werden wiederum die Stahlkeile 6 in die keilförmigen Fugen 4 eingebracht. Deren maximale Breite beträgt bei dem weiter oben angegebenen Rohren von 3,5 Meter Länge etwa 10 cm. Im Kreisbogen B liegen die Rohrspiegel 2 nach dem Ausbau der Stahlkeile 6 mit 30 mm verbleibendem Holzfutter plan einander.

In vorteilhafter Weise lassen sich gemäß Fig.8 und 10 Rohre 1 verwenden, die — von der Rohrmitte zu den Rohrenden hin kreisförmig zunehmend — mit einer seitlichen Einschnürung von etwa 1,5 cm ausgebildet sind. Damit paßt sich die Rohrform im äußei-en Kurvenrand des Kreisbogens fldem Kurvenradius nahezu ideal an.

Wie die in F i g. 8 gezeigte Querschnittsansicht einer Rohrwand verdeutlicht, besitzt die Mantelfläche 10 einen polygoriartigen Verlauf. In der Rohrmitte bzw. dem mittleren Rohrbereich entspricht der Außendurchmesser dem üblichen Kreis, während an den Rohrenden im Ulmenbereich eine geringe Abflachung 10a vorgesehen ist. Durch die gestrichelt gezeichnete Linie 22 ist angedeutet, daß diese Abmachung zur Firste und zur Sohle hin gegen Null geht, so daß der ursprüngliche Kreisquerschnitt entsteht. Anstelle des polygonartigen Verlaufs der Mantelfläche 10 kann es auch zweckmäßig

sein, diese in der äußeren Form direkt dem Kreisbogen des Tunnels anzupassen.

Die Erfindung ermöglicht auch den Bau von Tunneln, bei denen die Kurve ihre Richtung wechselt. Zu diesem Zweck werden in die keilförmigen Fugen 4 gegeneinander verdrehbare Keilringe 14 gemäß Fi g. IO eingesetzt. Durch gegenseitiges Verdrehen der beiden Keilringe 14 lassen sich sowohl eine Rechts- als auch eine Linkskurve einleiten, wobei der mittlere Abstand der beiden Keilringe auf der mittleren Rohrachse konstant bleibt. Bei einem Richtungswechsel ist es allerdings erforderlich, die Rohre 1 zuvor um 180° um ihre Längsachse zu drehen. Die Keilringe 14 werden erst nach Beendigung des gesamten Vorpreßvorganges ausgebaut.

Wie schon zuvor im Zusammenhang mit dem Einsatz von Stahlkeilen 6 erwähnt, können auch bei Verwendung der Keilringe die stählernen Führungskonstruktionen (nicht dargestellt) eingesetzt werden. Die Führungskonstruktionen werden zusätzlich zu den an sich bekannten äußeren Stahlringen über den Fugen 4 vorgesehen und sollen vor allem in der Phase des Zusammenfahrens der Rohrenden, wenn diese nur über die hydraulischen Pressen 8 miteinander verbunden sind, die Rohrenden am gegenseitigen Versetzen hindern. Im übrigen können die inneren Führungsringe gegebenenfalls auch während der ganzen Kurvenfahrt als zusätzliche Sicherung gegen ein mögliches seitliches Ausweichen einzelner Rohre 1 dienen.

Normalerweise ist es völlig ausreichend, wenn die Kurve — wie bei der vorhergehenden Beschreibung vorausgesetzt — in der Horizontalen verläuft. Gleichwohl ermöglicht die Erfindung über auch andere Kurvenverläufe, die von der horizontalen Richtung abweichen. Zu diesem Zweck brauchen lediglich die einzelnen Rohre 1 mit den schrägen Rohrspiegeln 2 um ihre Längsachse gegeneinander verdreht zu werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

40

45

50

60

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bau von zumindest teilweise kurvenförmig verlaufenden Tunneln nach dem Rohrvorpreßverfahren mit einem vorderen Schneidschuh oder Schild, bei dem in den durch den Schild erzeugten Hohlraum nacheinander Rohre eingebracht werden, deren beide Rohrspiegel derart schräg zur Längsachse und gegeneinander verlaufen, daß die Rohre eine größere und eine kleinste Rohrwandlänge besitzen, und bei dem bei der Herstellung gekrümmter Trassen im Kurvenbereich die Rohre so verlegt werden, daß die größten und die kleinsten Rohrwandlängen aneinander anschließen, so daß die Rohre mit ihren Rohrspiegeln flächenbündig aneinanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei der Herstellung gerader Trassen die Einbringung der Rohre (1) so erfolgt, daß jeweils deren größte Rohrwandlängen aneinander anschließen, wobei die zwischen aufeinanderfolgenden Rohren (1) gebildeten keilförmigen Fugen mit entfernbaren Keilen (ö), vorzugsweise Stahlkeilen, überbrückt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1) in dem Übergangsbogen (A) zwischen der Geraden und der Kurve in der Weise angeordnet werden, daß zwischen ihnen keilförmige Fu_ben (4) unterschiedlicher Breite entstehen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (6) zw'schen den Fugen (4) am Beginn des Übergangsbogens (A) entfernt werden, und daß steuerbare Pressen (8) in die Fugen (4) eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressen am Ende des Übergangsbogens (A) und am Beginn des Kreisbogens (B) der Kurve ausgebaut werden, so daß die Rohre (1) in der Kurve mit ihren Rohrspiegeln (2) flächenbündig aneinanderliegen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Fugen (4) zwei gegeneinander verdrehbare Keilringe (14) eingesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der keilförmigen Fugen (4) zusätzlich zu den üblichen äußeren Stahlringen Führungsrahmen im Inneren der Rohre (1) vorgesehen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß als Führungsrahmen innere Führungsringe verwendet werden, die die Fugen (4) vollständig überdecken und gegen die Innen wandung benachbarter Rohre (1) anliegen.

8. Rohre zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei denen die Rohrspiegel (2) an den Rohrenden derart schräg zur Rohrlängsachse und gegeneinander geneigt verlaufen, daß die Rohre eine größte und eine kleinste Rohrwandlänge aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei benachbarten Rohren (1) infolge der schräg verlaufenden Rohrspiegel (2) gebildeten keilförmigen Fugen (4) zur wahlweisen Aufnahme von Keilfutter (6) ausgebildet sind.

9. Rohre mich Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei benachbarten Rohren (1) infolge der schräg verlaufenden Kohrspicgcl (2) ge-

bildeten keilförmigen Fugen (4) zur wahlweisen Aufnahme von entfernbaren Zwischenpreßstationen (8) ausgebildet sind

10. Rohre nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Rohre bezogen außen verlaufende Mantelfläche (10) der Rohre (1) von dem geradlinigen Verlauf abweichend in der Draufsicht dem Kurvenverlauf angepaßt ist

11. Rohre nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die auf die Kurve bezogen außen verlaufende Mantelfläche (10) der Rohre von dem geradlinigen Verlauf abweichend in der Draufsicht polygonartig verläuft

12. Rohre nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet daß die Abweichung der Mantellinie von dem geradlinigen Verlauf bzw. von der rundum zylindrischen Rohrform an den Rohrenden im Ulmenbereic'.i ein Maximum aufweist und zur Firste und Sohle hin gegen Nuii geht