DE4443046C2 - Tübbing-Anordnung zum Auskleiden von Tunneln - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tübbing-Anordnung zum Auskleiden von Tunneln.

Tunnel, die im Schildvortrieb aufgefahren werden, sind heute meist mit Beton-Tübbingen (nachfolgend abkürzend Tübbinge ge­ nannt) ausgekleidet. Dazu werden die Tübbinge mit dem Fortschrei­ ten der Tunnelvortriebsmaschine zu Tübbingringen zusammengesetzt, die aneinandergereiht die Tunnelröhre ergeben. Jeder Tübbingring besteht aus mehreren etwa gleich langen Tübbingen, die in Beton­ gelenke bildenden Längsfugen aneinanderliegen. Üblich ist auch die Verwendung gleich langer Tübbinge mit einem kleineren Schluß­ stein, der die Komplettierung eines Tübbingringes vereinfacht.

Aus US-PS 4,497,590 ist eine Tübbing-Anordnung bekannt, bei der die Längsfugen benachbarter Tübbingringe nicht nach Art eines Mauersteinverbandes versetzt sind, sondern jeweils im wesentli­ chen auf einer Linie liegen. Hier sind die Tübbinge eines Rings in den Gelenken und benachbarte Tübbingringe in den Ringfugen miteinander verschraubt. Dadurch entsteht eine Aneinanderreihung von in den Ringfugen miteinander verbundenen Gelenkringen. Um im Vergleich mit dem Stand der Technik (Durchgangsbolzen, überste­ hende Flansche) günstige Verhältnisse für die Schraubverbindung zu schaffen, sind die Längsfugenseiten und die Ringfugenseiten jedes Tübbings profiliert, und zwar derart, daß die Profile be­ nachbarter Tübbinge ineinandergreifen (Negativ-Positiv-Form). Die ringfugenseitigen Profile sind dabei so gestaltet, daß sie nur einen schräg zur Ringfugenerstreckung verlaufenden Absatz aufwei­ sen, der im Mittelbereich der Ringfuge angeordnet ist. Durch die ineinandergreifenden Absätze benachbarter Tübbinge hindurch wer­ den die Verbindungsschrauben eingeschraubt, wobei der eine Tüb­ bing in diesem Bereich mit einer Durchgangsbohrung und der andere Tübbing mit einer verdübelten Sackbohrung versehen ist.

In standfesten Böden ist die Abstützung einer derart "ver­ schraubten" Tübbingröhre durch den Baugrund ausreichend, so daß die Verformung der Tübbingringe trotz der Gelenke ein verträgli­ ches Maß nicht überschreitet. In weicheren Böden hingegen reicht die Abstützung der Tübbingröhre nicht aus. Es müssen daher Maß­ nahmen getroffen werden, die die mangelnde Abstützung kompensie­ ren.

Dazu wird eine Kopplung der Gelenkringe in der Ringfuge verwendet, d. h. benachbarte Tübbingringe, bei denen die Längs­ fugen nach Art eines Mauersteinverbandes gegeneinander versetzt sind, wirken gemeinsam als biegesteife Tübbingschale.

Nach dem Stand der Technik, der in der beigefügten Fig. 2 dargestellt ist, wird diese Kopplung der Tübbingringe durch eine profilierte Gestaltung der Tübbing-Stirnseiten erreicht, indem jeder Tübbing auf einer seiner Stirnseiten eine Nut und auf der anderen Stirnseite eine Feder (Nut-Feder-System) besitzt. Auf­ grund der versetzten Anordnung der Längsfugen benachbarter Tüb­ bingringe werden somit die Gelenke des einen Tübbingrings durch die Biegesteifigkeit des versetzt angeordneten Nachbarrings ver­ riegelt, d. h. der eine Tübbingring holt sich die aufgrund des weichen Bodens erforderliche Biegesteifigkeit aus dem Nachbar­ ring.

Die dabei wirkenden Koppelkräfte werden über die schrägen Anlageflächen der Nut-Feder-Paarung übertragen, und zwar radial nach innen und nach außen, d. h. die Übertragung der Koppelkräfte erfolgt als beidseitig druckfeste Verbindung.

Um die Koppelkräfte aufnehmen bzw. übertragen zu können, muß die Feder der Nut-Feder-Paarung eine bestimmte radiale Ausdehnung aufweisen, da sie bei einer zu schwachen Bemessung abplatzen, zu­ mindest aber beschädigt werden könnte. Die notwendige radiale Be­ messung der Feder wiederum bedingt eine entsprechende Bemessung der Nut, so daß zur Aufnahme der Koppelkräfte nur etwa ein Drit­ tel bis ein Viertel der Wandstärke des Tübbings zur Verfügung steht, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Demzufolge kommt es sehr häufig zur Ausbildung von Rissen, die sich von der Nut bis zur Außen- bzw. Innenseite des Tübbings erstrecken. Insbesondere die Risse nach außen sind problematisch, da diese unter Umgehung des Dicht­ rahmens zu einer Undichtigkeit der Tunnelröhre führen. Auch Be­ wehrungen können diese Risse nicht verhindern, zumal die Monier­ ei sen in den gefährdeten Bereichen aufgrund zu geringen Betonvo­ lumens nicht optimal verlegt werden können. Bei Tunnelröhren mit geringer Wandstärke von z. B. 30 cm, sind Bewehrungen der gefähr­ deten Bereiche überhaupt nicht möglich, so daß hier eine erhöhte Rißbildungsgefahr besteht. Die durch die Rißbildungen entstehen­ den Schadstellen müssen mit hohem Sanierungsaufwand wieder abge­ dichtet werden.

Hier setzt die Erfindung ein, deren Aufgabe darin besteht, eine durch die Übertragung von Koppelkräften bedingte Rißbildung in zu Betonröhren verlegten Tübbingen zu vermeiden, zumindest aber stark zu mindern, so daß nachträgliche Abdichtungsarbeiten an gefertigten Tunnelröhren gar nicht oder nur in einem relativ geringen Maße erforderlich werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Tübbing-Anord­ nung gemäß dem Anspruch gelöst.

Infolge der einseitigen Ausklinkung in der Ringfuge ist die Druckübertragung von einem Tübbingring zum benachbarten Tübbing­ ring nur noch einsinnig gerichtet, wodurch ein "Verriegeln" der Gelenke im oben beschriebenen Sinne nicht mehr möglich ist. Es hat sich gezeigt, daß trotz dieser nur einsinnigen Kopplung meh­ rere derart gekoppelte Tübbingringe als biegesteife Tübbingschale wirken, also auch mit dieser Konstruktion die mangelhafte Abstüt­ zung aufgrund des weichen Bodens kompensiert werden kann. Damit sind gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile verbun­ den.

Die Übertragungsflächen für die Koppelkräfte verlaufen bei der erfindungsgemäßen Lösung etwa im Mittelbereich der Ringfuge, so daß für die Übertragung der Koppelkräfte etwa die Hälfte der Tübbing-Wandstärke zur Verfügung steht, und nicht etwa nur ein Drittel bis etwa ein Viertel wie nach dem Stand der Technik. Zu­ dem ist die damit längere, mögliche Rißebene jetzt auch besser, bzw. bei kleineren Tübbing-Wandstärken, die bei Tunneln mit klei­ neren Durchmessern, z. B. bei U-Bahn-Röhren zur Anwendung kommen, überhaupt erst bewehrbar, da mehr Betonvolumen für die Bewehrung zur Verfügung steht. Die Erfindung bietet darüber hinaus auch die Möglichkeit, bei entsprechenden Belastungsverhältnissen die Tüb­ bing-Wandstärke zu verringern.

Nach dem Stand der Technik wäre eine gleiche Bewehrbarkeit nur durch eine wesentliche Erhöhung der Tübbing-Wandstärke er­ reichbar. Es liegt auf der Hand, daß damit wesentlich höhere Her­ stellungskosten verbunden wären, die die nachträglichen Sanie­ rungskosten übersteigen würden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels und der dazugehörigen Fig. 1 näher erläutert. Diese Figur zeigt einen Längsschnitt durch die Wandung zweier benachbarter Tübbingringe, wobei in der Zeichnung deren Außenseiten oben und deren Innenseiten unten liegen. Zur Darstellung des Standes der Technik ist Fig. 2 beigefügt, die in analoger Weise einen Längs­ schnitt durch die Wandung von zwei benachbarten Tübbingringen zeigt. Beide Figuren sind im gleichen Maßstab dargestellt.

Jeder Tübbingring 1, 2 ist, was aus der Darstellung nicht hervorgeht, aus mehreren Tübbingen zusammengesetzt, die in Längs­ fugen aneinanderliegen. Diese Längsfugen bilden Betongelenke, so daß jeder Tübbingring 1, 2 eine Kette von gelenkig verbundenen Tübbingen darstellt. Benachbarte Tübbingringe 1, 2 liegen ihrer­ seits in Ringfugen 3 aneinander. Diese Ringfugen 3 sind mittels eines Dichtrahmens 4 gegen Wassereinbrüche abgedichtet, welcher in eine sich ergänzende, an den Stirnseiten der Tübbingringe 1, 2 umlaufende Nut eingelegt ist. Insoweit unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel für die Erfindung nicht vom Stand der Tech­ nik.

Wesentliche Unterschiede ergeben sich jedoch in der Ringfu­ gen-Gestaltung, die sich aus der Profilierung der Stirnseiten der Tübbinge ergibt. Gemäß Fig. 1 beginnt die rechts liegende Stirn­ fläche von der Außenseite gesehen mit einem im wesentlichen lot­ rechten Abschnitt, der sich etwa bis zur Mitte der Ringfuge 3 erstreckt. Dort springt die Stirnfläche dann in einem Absatz 5 schräg nach innen und unten ein, um dann wieder in einen im we­ sentlichen lotrechten, sich bis zur Innenseite erstreckenden Ab­ schnitt überzugehen. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite ist der Absatz 6 durch einen gleichermaßen aber nach außen und unten vorspringenden Abschnitt gebildet. Beim Zusammensetzen der Tüb­ binge zu einem Tübbingring 1, 2 ergibt sich dann ein auf beiden Stirnseiten umlaufendes Profil, wobei sich beide Profile beim Aneinanderreihen der Tübbingringe 1, 2, wie aus Fig. 1 ersicht­ lich, ergänzen.

Die Übertragung der Koppelkräfte zwischen den Tübbingringen 1, 2 erfolgt über die schrägen Flächen der Absätze 5, 6. Aus Fig. 1 ist sehr gut zu erkennen, daß für die Ableitung der Koppel­ kräfte mehr als die Hälfte der Tübbing-Wandstärke zur Verfügung steht. Zudem läßt sich der durch mögliche Risse 7 gefährdete Be­ reich aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung besser bewehren, was durch einen Vergleich von Fig. 1 und 2 augenscheinlich wird.

Claims (1)

1. Tübbing-Anordnung zum Auskleiden von Tunneln, bestehend aus einer Vielzahl von in Ringfugen aneinanderliegenden Tübbingrin­ gen, die jeweils aus einzelnen Beton-Tübbingen zusammengesetzt sind, welche sich, eine Gelenkkette bildend, in Längsfugen anein­ ander abstützen, wobei die Längsfugen zwischen den Beton-Tübbin­ gen benachbarter Tübbingringe nach Art eines Mauersteinverbandes gegeneinander versetzt und die beiden ringfugenseitigen Stirnsei­ ten jedes Beton-Tübbings profiliert sind, derart, daß die Profile Flächen zur Übertragung von radialen Koppelkräften zwischen den Tübbingringen aufweisen, und das Profil der einen Stirnseite die Negativ-Form des Profils der anderen Stirnseite ist, wobei das Profil der ringfugenseitigen Stirnseiten jedes Beton-Tübbings durch nur einen senkrecht oder schräg zur Ringfugenerstreckung verlaufenden Absatz (5, 6) gebildet ist, der im Mittelbereich der Ringfuge (3) angeordnet ist.