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Verfahren zur bergmännischen Herstellung von Tunnels und ähnlichen
Tiefbauten in einzelnen Teilquerschnitten, insbesondere für Untergrundbahnen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur bergmännischen Herstellung von Tunnels und
ähnlichen Tiefbauten in einzelnen Teilquerschnitten, insbesondere für Untergrundbahnen,
und bezweckt, die Möglichkeit zu schaffen, Tunnels beliebig großen Querschnitts
in bergmännischem Vortrieb herzustellen, ohne daß Versackungen des Erdreichs eintreten
können.
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Bisher wurden Tunnelbauten unter Verkehrswegen, vornehmlich städtischen
Straßen, meist in offener Baugrube unter einer behelfsmäßigen Verkehrsbrücke ausgeführt,
wobei man die mit dieser Bauweise verbundenen großen Nachteile und erheblichen Kosten,
z. B. durch für anliegende Gebäude nachteilige Rammarbeiten, Unterfangungen von
Gebäudegrundmauern, Verkehrsstörungen, Umlegung von Kabeln, Gas-, Wasserleitungen
usw., mit in Kauf nahm. Die Nachteile dieser Bauweise würden sich bei Anwendung
einer unterirdischen, also bergmännischen Tunnelbauweise vermeiden lassen.
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Die bekannten bergmännischen Tunnelbauverfahren, nämlich die Schild-
und Stollenvortriebweise, haben jedoch den ausschlaggebenden Nachteil, daß ein Vortrieb
des Tunnels ohne Versackungen nicht möglich ist, weil sich Hohlräume innerhalb des
angeschnittenen Erdreichs, die zu Nachsackungen Anlaß geben, nicht vermeiden lassen.
Ihre Anwendung, vor allem unter verkehrsreichen Großstadtstraßen, ist daher wegen
der mit den unvermeidlichen Bodenversackungen verbundenen Gefahren ausgeschlossen.
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Es ist zwar bereits ein unterirdisches Tunnelbauverfahren bekannt,
bei dem der Boden nicht wie bei den übrigen bergmännischen Verfahren erst angeschnitten
und dann gefaßt, sondern erst gefaßt und dann angeschnitten wird, so daß keine Versackungen
eintreten. Die Eigenart dieses bekannten Verfahrens, bei dem eiserne, von zwei Führungsbögen
in Führung gehaltene Ansteckdielen dicht schließend in das gewachsene Erdreich vorgetrieben
werden, ist jedoch der Vollausbruch, d. h. der Ausbruch des Bodens in dem vollen,
von den Ansteckdielen eingeschlossenen Raum, so daß es sich nicht für größere Bauwerksquerschnitte
und damit zur allgemeinen Anwendung eignet.
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Der Erfindungszweck wird dadurch erreicht, daß nach Unterteilung des
Bauwerksquerschnitts in mehrere sich über die gesamte Bauwerkshöhe erstreckende
Teilquerschnitte in den durch Eintreiben dicht schließender eiserner Ansteckdielen
in das gewachsene Erdreich vorgetriebenen Teilquerschnitte vor der Freilegung des
Gesamtquerschnitts des Tunnels eine einheitlich durchlaufende tragfähige Schutzdecke
errichtet wird, unter der nach Aufkleben der Tunnelabdichtung der Einbau des eigentlichen
Tunnelkörpers erfolgt. Zweckmäßig werden hierbei die Außenteilquerschnitte ganz,
die Zwischenteilquerschnitte dagegen -nur in ihrem oberen Teil
durch
Eintreiben dicht schließender, eiserner Ansteckdielen in das gewachsene Erdreich
vorgetrieben.
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Abgesehen von der Möglichkeit der bergmännischen Herstellung von Tunnels
beliebig großen Querschnitts, hat das Verfahren gemäß der Erfindung den weiteren
Vorteil, daß bei Vermeidung jeder Versackung die Bauausführung mit außerordentlicher
Sicherheit durchgeführt und ferner die Abdichtung durchgehend angebracht werden
kann, ohne daß hierfür besondere Sicherheitsmaßnahmen und umständliche Umsteifungen
notwendig werden.
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In der Zeichnung ist das Verfahren gemäß der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
rein schematisch dargestellt, und zwar zeigen Abb. i bis 3 die Herstellung eines
normalen zweigleisigen Untergrundbahntunnels der freien Strecke unter einer städtischen
Straße und Abb. q. die Herstellung eines Untergrundbahnbahnhofs.
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Gemäß der Zeichnung wird der Bauwerksquerschnitt in eine Anzahl genügend
Arbeitsraum gewährender Teilquerschnitte unterteilt, die sich über die ganze Bauwerkshöhe
erstrecken. Gemäß Abb. i sind beispielsweise zwei seitliche Teilquerschnitte und
ein mittlerer Teilquerschnitt von gleicher oder verschiedener Breite vorgesehen.
Nach dieser Unterteilung des Bauwerksquerschnitts werden die Teilquerschnitte gleichzeitig
oder nacheinander nach dem Eintreiben dicht schließender eiserner Ansteckdielen
a in das gewachsene Erdreich vorgetrieben; in jedem Teilquerschnitt wird unter dem
Schutz der jeweils vorgetriebenen eisernen Ansteckdielen a der Boden in der Breite
des Teilquerschnitts nur auf eine solche kurze Länge herausgeholt, daß die Enden
der Ansteckdielen im gewachsenen Boden noch ein ausreichendes Auflager behalten.
Nach stufenweisem Einbau des jeweiligen Brustverzuges werden dann die äußeren eisernen
Rahmen b1, b2 aus Eisenbahnschienen oder Trägern zum Abstützen der Ansteckdielen
a eingebracht. Die als Auflager für die Rahmen b1 dienenden Grundschwellenpaare
c (Abb. z) werden mit Rücksicht auf die zu übertragende hohe Belastung zweckmäßig
mit einer Unterbetonierung d versehen, die an den Schwellenenden beiderseits in
der Tunnellängsrichtung durchläuft. Die Rahmeneisen b1 werden in geeigneter Weise
durch kurze Horizontalstreifen e ausgesteift. Die Deckrahmeneisen b2 werden durch
geeignete Zwischenabstützun= gen f mehrfach gesichert. Die Zwischenabstützungen
können vor dem Anbringen der Tunnelabdichtung wieder entfernt werden, was den Vorteil
hat, daß die Abdichtung ohne Aussparungen geschlossen durchgeführt werden kann.
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Nach Eintreiben der eisernen Ansteckdielen a und Einbringen der Rahmeneisen
b1 und b2 wird die der seitlichen Abdichtung dienende Sohlen- und Seitenwandschutzdecke
h1 und h2 durch Einbetonierung oder Einmauern längs der im Boden verbleibenden Ansteckdielen
errichtet (Abb. i und 3). Gegebenenfalls kann nach Errichtung der seitlichen Schutzdecke
hl und Aufkleben der Tunnelabdichtung vor Errichtung der oberen Schutzdecke h2 bereits
der Sohlen- und Seitenwandkörper i des Tunnelbauwerks innerhalb der seitlichen Teilquerschnitte
bis unterhalb Kämpferhöhe eingebaut werden. In diesem Fall können die vorläufigen
Horizontalabsteifungen e (Abb. z) durch endgültige Horizontalabsteifungen g (Abb.
i und 3) ersetzt werden.
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Nach Errichtung der Schutzdecke hl, h2 innerhalb der seitlichen Teilquerschnitte
können die Zwischenabstempelungen f der Deckenrahmeneisen b2 mit Ausnahme der Endabstützungen
k unter dem Ouerschnittsscheitel (Abb. i) entfernt werden, da nun nicht mehr nur
die Deckenrahmeneisen b2 und die Ansteckdielen a tragen, sondern eine sich an die
Ansteckdielen anschließende und die Rahmeneisen einschließende zusammenhängende
tragfähige Schutzdecke lal, h2 vorhanden ist, die mit ihrem nach dem Gewölbescheitel
gerichteten Ende auf einem Auflager L zwischen den Rahmeneisen b2 aufliegt. Die
Schutzdecke hl, h2 wird dann nur noch durch die Stempel k und die Horizontalabsteifungen
e bzw. g abgestützt und trägt daher mit ihrer ganzen Fläche, wodurch die anfangs
behelfsmäßig tragenden Rahmeneisen b2 erheblich verstärkt werden.
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Nach Entfernung der Zwischenabstempelungen f wird die Tunnelabdichtung
von unten her auf die Schutzdecke aufgeklebt und dann der Tunnelkörper in dem Teilquerschnitt
fertiggestellt. Unter dem Gewölbebogen bleiben die Lehrgerüste m und die Endabstützungen
k der Bogenrahmeneisen b2 einstweilen stehen.
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Nachdem in den äußeren Teilquerschnitten gleichzeitig oder aufeinanderfolgend
die Schutzdeckenabschnitte hl, h2 und gegebenenfalls auch schon die seitlichen Teilei
und 7a des eigentlichen Tunnelkörpers errichtet sind, wird durch Vortreiben des
mittleren Teilquerschnitts und Einbau des fehlenden Schutzdeckenabschnitts hs eine
einheitlich durchlaufende tragfähige Schutzdecke geschaffen. Beim Vortreiben des
mittleren Teilquerschnitts (Abb. i) wird der Boden nicht gleich in der ganzen Höhe
des Querschnitts entfernt, sondern vorläufig nur im oberen Teil. Hierbei werden
die an der Tunneldecke lieg
enden Rahmeneisen b3 an die bereits
in die Schutzdeckenabschnitte hl, h2 einbetonierten oder eingemauerten Rahmeneisen
b2 der äußeren Teilquerschnitte durch die Seitenwände der Ansteckdielen hindurch
angeschlossen und durch Zwischenabstempelungen f (Abb. i) auf dem stehengebliebenen
Boden p abgestempelt. Nach Einbau des letzten Abschnittes h3 der Schutzdecke läuft
dann die gesamte Schutzdecke hl, h2, h3 einheitlich über den ganzen Tunnelquerschnitt
durch. Nunmehr kann unter der einheitlich durchlaufenden tragfähigen Schutzdecke
hl, h2, h3 die Abdichtung und der mittlere Gewölbeteil o in der gleichen Weise eingebaut
werden wie die seitlichen Abdichtungen *und Tunnelteile i. und n, wodurch
das völlig geschlossene Tunnelgewölbe entsteht, das später nur noch den Druck des
Grundwassers aufzunehmen hat.
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Die gesamte Schutzdecke hl, h2, hl bildet ein in sich völlig
geschlossenes Gewölbe, das ebenso wie die Ansteckdielen a im Boden verbleibt und
allein stark genug ist, um die aufliegenden Erdmassen mitsamt den Verkehrs-und Hauslasten
ohne weitere Abstützung dauernd zu tragen.
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Schließlich wird der stehengebliebene Erdkörper p entfernt und gleichzeitig
die sich von der einen bis zur anderen Seitenwand des Tunnelbauwerks erstreckenden
unterteilten Horizontalabsteifungen g (Abb. i) eingebaut, unter denen das noch fehlende
Stück q der Tunnelsohle hergestellt und mit den Dichtungsanschlüssen r an die Abdichtung
der bereits vorhandenen Sohlenteile angeschlossen wird.
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Unter Umständen brauchen nicht alle Teilquerschnitte durch Eintreiben
eiserner Ansteckdielen in das gewachsene Erdreich vorgetrieben zu werden, sondern
es können für Teile des Bauwerksquerschnitts andere Tunnelbauweisen zur Anwendung
kommen.
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Falls beim Bau des Tunnels eine Fahrbahnbrücke benutzt werden soll,
kann diese entweder auf bereits fertigen Tunnelteilen, auf besonderen Rammträgern
oder anderen geeigneten Stützpunkten abgestützt werden. Bei der Errichtung von Untergrundbahnbahnhöfen,
die den Straßenkörper in voller Breiae oder darüber hinaus in Anspruch neh-.ny .kann
gemäß Abb. q. der Bauwerksquer.-schnitt in beispielsweise fünf Teilquerschnitte
von geeigneter Breite unterteilt werden. Dann werden nacheinander oder gleichzeitig
zunächst die äußeren Teilquerschnitte und ein mittlerer Teilquerschnitt vorgetrieben,
während der Vortrieb der die Scheitel der beiden Gewölbe enthaltenden Zwischenquerschnitte
später nachfolgt. Wenn der Mittelwandkörper t wegen des späteren Bahnsteigverkehrs
in seinem oberhalb des Bahnsteigs s liegenden Teil in einzelne auf Pfeilern oder
Stützen ruhende Gewölbebögen aufgelöst ist, kann die Abdichtung der Kämpferteile
der beiden aneinanderstoßenden Gewölbebögen von oben her in einem später mit Magerbeton
zu füllenden Arbeitsraum u erfolgen.