EP1108855A1 - Self-supporting waterproof vault for tunnel lining - Google Patents
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- EP1108855A1 EP1108855A1 EP00126769A EP00126769A EP1108855A1 EP 1108855 A1 EP1108855 A1 EP 1108855A1 EP 00126769 A EP00126769 A EP 00126769A EP 00126769 A EP00126769 A EP 00126769A EP 1108855 A1 EP1108855 A1 EP 1108855A1
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- 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
- E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
- E21D11/383—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating by applying waterproof flexible sheets; Means for fixing the sheets to the tunnel or cavity wall
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Definitions
- the present invention relates to a Procedure for creating tunnels, the application of the process, a tunnel construction and a sealing vault and the use of the sealing vault according to the General terms of the independent claims.
- Underground tunnels serve in the most cases for transportation purposes and prefer to come there for use where certain transport capacities with above-ground Means not or only in uneconomical Way can be provided. This hits especially when it comes to using road or rail vehicles geographic obstacles, such as e.g. mountains to cross. Because the cost of that Construction of railway and road tunnels significantly and maintenance work often with a loss of use go hand in hand, very high durability requirements of such structures. A key point provides the sealing of the tunnel interior against this background against water emerging from the mountain and possibly the safe drainage of this water.
- the tunnel vault made of individual Bricks created in the excavated cavity and the outer surface of which is then sealed with a layer of mortar.
- the one between the rock and the layer of mortar located cavity was filled with a fill Rock debris filled up and served as more reliable Drainage room for draining and pressure relief from the water leaking from the mountain.
- the rock scree served also to secure the cavity against falling Rock and for transferring rock pressure to the Masonry vault.
- a preferred embodiment of the invention includes the process of creating sealed underground tunnels creating a cavity in an underground environment such as Rock, by explosion, by drilling or with another Outbreak method, and then creating one load-bearing sealing vault made of a water-impermeable and at least partially flexible and essentially dimensionally stable material in this broken space.
- All underground structures are under a tunnel understood that over a pronounced longitudinal extension feature.
- underground ending tunnel structures which also others Can serve as transport purposes.
- As sustainable a vault is to be considered if it is suitable as a vault All-round protection from the outbreak limits dissolving material such as To catch boulders and if necessary, a filling layer of clean rock split, To carry rubble or gravel.
- At least partially flexible and essentially dimensionally stable material are understood materials and composite materials, which is in a plate-shaped formation Deform force, especially warp, and which in such a training a supporting structure represent who is able to next to their own weight to bear even more external loads.
- the creation of a tunnel seal in the form of a load-bearing sealing vault made of such a material gives the advantage that both the All-round protection as well as the tunnel sealing created can be what at a significant time and Cost savings when creating a tunnel construction leads.
- sealing arch is designed in this way, that it's both circumferentially and in the direction the longitudinal extent of the tunnel construction to be created is closed and tight, can even if none Relief of pressure or in the event of constipation existing drainage rooms or pipes no water in the interior of the sealing vault and thus into the interior of tunnel construction (pressurized water Seal).
- the sealing arch spaced from the boundaries of the underground cavity created by eruption, so that there is a space between the sealing vault and Outbreak limitation results, which with draining Tunnel constructions as a drainage room deriving the from the Escaping rock into the drainage pipes and thus also serves to relieve pressure.
- This too can Filled with a filler to fill the space Mountain pressure evenly towards the sealing vault to distribute. This is the case with pressurized water seals Particularly desirable, as this increases the risk a later breach of the seal falling or settling rock material can be significantly reduced.
- this is Sealing vault with additional, essentially selective and / or reinforcements that act in a linear manner, preferably in the interior of the sealing arch attached structures, in particular reinforcement trusses, Reinforcement rings, reinforcement arches and / or Latticework, e.g. Steel mesh mats used that are only an insignificant reduction in size Effect clearance profile. It is also preferred to Reinforcement of tie rods in the area surrounding the rock eruption Fasten the rock and connect it to the sealing arch. It is particularly advantageous to use the tie rods in Interior of the sealing vault arranged reinforcing means to connect in such a way that these together form a Form reinforcement.
- the tie rods used are included Advantage designed such that the tensile forces receiving element in one with the sealing arch waterproof connected sleeve is arranged so that this does not impair the sealing function results.
- For pressurized water seals is one Sealing any passing through the sealing arch Tie rods against the vault are mandatory necessary.
- Such fasteners are commercial available. However, it is also possible for others Fasteners to use and only the Seal the passage of the tie rod through the sealing arch.
- through Use of reinforcement means the thickness of the sealing arch be reduced or its load capacity certain requirements, such as thick layers of filler material between the sealing vault and the boundary of the Cavity in the rock.
- the sealing vault is preferably included additional feed means for subsequent Feeding liquid or pasty material into the Area between the sealing vault and the boundary of the Provided cavity, which are designed around the Feeding from the interior of the completed tunnel construction to enable her.
- These feeders are advantageous formed as a compression fitting, which itself radially through any inner shell of the tunnel extend through. Should it be after a period of time leakage or further hardening outside of the tunnel construction is desirable appear a cement suspension, mortar or one or more other sealing substances feed these feeders and the area between Sealing vault and the boundary of the cavity press and seal.
- a pressure-resistant filler especially a bed of loose rock material, in particular from rock split or gravel, which in the case of a sealing vault relieved of pressurized water should have good water permeability.
- This Filling material is preferably introduced prior to possibly creating an inner shell.
- Reinforcement which is advantageous Spreading or lifting of arranged in the sealing vault Reinforcing agents, e.g. Reinforcement arches or Wire mesh, and / or by tightening between the sealing vault and the boundary of the cavity arranged tie rods.
- the vault from one to produce at least partially translucent material, because this is a simple visual success check when filling material is brought into the room between the sealing vault and the cavity boundary.
- the sealing arch is advantageously made of an at least partially flexible and essentially dimensionally stable plate material created, i.e. out at least one material plate.
- At least under one partly flexible and essentially dimensionally stable Panel material becomes material panels and composite panels understood which are only under Deform force, especially warp, and which are a support structure capable of is, besides its own weight, more from the outside to bear attacking loads.
- the plate thickness will preferably chosen such that a good one Load capacity ensured even with larger vaults and the possibility of mechanical destruction the seal both during assembly and through later action due to pressure forces, subsidence and rockfall is low.
- the plate thickness for reasons of risk of injury by mechanical action preferably thicker than 4 mm, more preferably thicker than 8 mm.
- the Sealing vault made of a plastic sheet material created, which makes it possible to get cheap and maintenance free Sealing vault with a low weight and to maintain a long service life.
- thermoplastic plastic sheet materials as through this in a simple and reliable manner Welding out with each other and / or with other elements a similar thermoplastic material leave and in this way tight connections achieved become.
- several plastic plates are used to form the sealing vault welded together.
- several plastic plates are used to form the sealing vault several plastic plates on their in the direction of extension of tunnel construction oriented and contiguous Boundary edges welded to sealing arch arches and that in the direction of the tunnel construction sealing arch arches arranged one behind the other on their opposite boundary edges through plug connections connected with each other.
- These connectors can be formed by profiles in which the Boundary edges of the plastic sheets forming the vaulted arches be plugged in.
- the profiles can also Sealing and fastening elements such as Sealing lips, Have clamping edges, gears, etc.
- the profiles after insertion with the plastic plates to weld or at or after Insert to glue which is particularly the case with the Creation of sealing vaults containing pressurized water required is.
- the advantage of plates is that the size of the plates processing plates regardless of the vault size is selectable and the transport options and the Space on the tunnel construction site adjusted can be.
- the use of plug-in profiles makes it easier the alignment of the vaulted arches to each other and also enables a density against seepage water Connection of the vaulted arches even with irregular ones Boundary edges and with uneven distances between the boundary edges of the to be connected Vaulted arches, what for pressure-relieved seals is sufficient.
- a Plate material used to form the sealing vault that on its the boundary of the underground cavity facing side spacer.
- This are advantageous as spacers or spacers formed, preferably from the same material as the plate material and preferably in one piece with this trained.
- the use of such sheet materials with spacers ensures that at relative uniform cavity boundaries, such as those when excavating certain rocks with tunnel boring machines arise, a minimum distance in all areas between the sealing vault and the boundary of the underground cavity as a filling space and / or drainage space preserved.
- the sealing arch by extrusion of the forming Material created in the underground cavity is the sealing arch by extrusion of the forming Material created in the underground cavity.
- the exit of the extrusion nozzle essentially points the profile of the sealing arch across it greatest extension.
- a suitable Method e.g. Welding or glue to join.
- Fig. La The basic principle of the invention is in Fig. La shown.
- a first step an underground one Cavity 1 created.
- the example shown shows a generated by blast eruption in rock 2 Cavity 1, in which the limits 3 due to Outbreak method are very irregular. However, it is also provided the cavity 1 by drilling or with to create other breakout methods, creating voids arise with much more regular limits 3. Even if in the description of rock outlined here 2 is mentioned, the cavity 1 can also in all other environments that the Formation of an at least temporarily self-supporting Allow cavity 1. After such one Cavity 1 is generated and the bottom 4 of the cavity 1 prepared to enable further work vaulted arches 5 by welding plastic plates together 6a, 6b, 6c on their in the direction of extension of the tunnel construction oriented and adjacent boundary edges created in cavity 1.
- the weld seams 7 result in a stable and watertight connection between the plates 6a, 6b, 6c.
- the connection of the in the direction of extension of the tunnel construction arranged one behind the other Arches 5 among themselves can also be welded or also by gluing, by clamp connections and / or by plug connections become.
- drainage lines 8 and / or discharge channels for the controlled discharge of the emerged from rock 2 and from the sealing vault 5 derived water can be arranged.
- Fig. 1 b shows the structure of the tunnel sole of the Tunnel construction from Fig. La in the event that the tunnel construction a pressurized water tunnel with a pressurized water Sealing arch 5 is.
- the pressurized water stretches Sealing arch 5 also over the area of the tunnel sole and encloses the tunnel interior with the one inside located tunnel floor 4 completely and tightly, so that penetration of water into the tunnel interior also impaired water drainage and the resulting rising water level and / or pressure build-up prevented becomes.
- the sealing arch 5 it may be entirely desirable to drain lines outside the vault 8 waive the cost of installation and maintenance save to prevent the mountains from leaching and / or not existing hydrological conditions to affect.
- Fig. 2 The connection of two in a row arranged sealing arch arches 5 of a pressure water-relieved Sealing vault by means of a plug-in profile is in Fig. 2 shown.
- the Boundary edges of the vaulted arches 5 Plastic plates 6 in the opposite grooves a profile 9 inserted, whereby the boundary edges aligned with each other and with each other be connected in such a way that it flows from the outside Leachate is derived and not in the Vaulted arches formed can reach interior.
- the profile bar 9 by non-positive and / or positive fastening elements such as. Clamping edges and / or toothing too complete. It is also conceivable for additional sealing elements such as. Supplement sealing lips.
- Plastic plates 6 have at their Limitation 3 of the cavity 1 facing side spacer webs 10, which are made of the same material as that Plates 6 are made and in one piece with them are trained.
- radially extending webs 10 are also selective Supports such as fixed or attachable trestles, from the same or a different material, conceivable. In this way it can be ensured that between the sealing arch 5 and the boundary 3 of the cavity 1 everywhere given by the spacers Minimum distance as drainage or, if applicable, as Injection cavity is present.
- FIG. 3 shows a sealing arch 5 with one in it Reinforcement arch 11 arranged in the interior essentially along a circumferential line on the inside of the vault 5 is present and this reinforces it.
- This here Reinforcement arch 11 shown is made of a metal profile material manufactured, but it can also be used as Truss arch should be formed. It is also conceivable that Reinforcement means both in one piece and in several pieces to train.
- the sealing arch 5 shows a sealing arch 5, which has tie rods 13 as reinforcing means fixed in rock 2 and connected to the vault 5 are.
- the tie rods 13 used are e.g. for commercially available fasteners, which consists of a plastic sleeve with a Sealing flange and one arranged in its center Threaded rod with an abutment element, e.g. one Mother, exist.
- the fastener is replaced by a Hole in the sealing arch 5 into a borehole in Rock 2 introduced and in this by gluing, Concreting or spreading attached.
- the sealing flange of the Sleeve is on the inside of the vault 5 for Sealing connected to the arch 5, e.g. by gluing or welding.
- Threaded rod with its against the inner surface of the sealing arch 5 attacking abutment element serves as a selective reinforcing element and also allows a certain radial positioning of the Arch 5 in the cavity 1. It is also on this Possible with the sealing arch shown, a introduced between the sealing arch 5 and the cavity boundary 3 Filling layer by tightening the abutment element to be pressed in the direction of the cavity boundary 3.
- FIG. 2 points the sealing vault arranged both in its interior Wire mesh 16 made of steel wire and tie rod 13, which are connected here in such a way that they a coherent reinforcement for the sealing vault form. Again, here is the limit 3 of the Cavity pressed filling layer 14 recognizable. This kind the reinforcement is suitable for pressurized water like Sealing vaults relieved of pressure water equally.
- Fig. 5 shows the pressure water relieved Sealing arch 5 from FIG. 4 with a filling layer Rock split 14 between the sealing arch 5 and the cavity boundary 3 in rock 2.
- the 5 also shows a tunnel construction in the Sealing vault 5 arranged inner shell 15 made of concrete. The outer surface of the inner shell 15 directly abuts that Sealing vault 5, which when created as external formwork and all-round security served. In the The situation shown here takes over the inner shell 15 after hardening of the concrete forming this under the supporting functions of the sealing arch 5.
- Fig. 6 shows a section through the wall a corresponding tunnel construction with a pressurized water Arch 5 made of plastic plates 6, one Inner shell 15 made of concrete and a filling made of grit 14 between sealing arch 5 and cavity boundary 3.
- the Chipping filling 14 was retrofitted with a cement suspension 17, which from inside the tunnel through a or more arranged on the sealing arch 5 and through the concrete inner jacket 15 extending through Injection connector 18 in the area between sealing arch 5 and breakout limitation 3 was inserted, pressed, to close any leaks and / or the To increase the load capacity of the tunnel in this section.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen von Tunnelbauten, die Anwendung des Verfahrens, einen Tunnelbau sowie ein Dichtgewölbe und die Verwendung des Dichtgewölbes gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to a Procedure for creating tunnels, the application of the process, a tunnel construction and a sealing vault and the use of the sealing vault according to the General terms of the independent claims.
Unterirdische Tunnelbauten dienen in den meisten Fällen Transportzwecken und kommen bevorzugt dort zum Einatz, wo bestimmte Transportkapazitäten mit oberirdischen Mitteln nicht oder nur in unwirtschaftlicher Art und Weise bereitgestellt werden können. Dieses trifft insbesondere dann zu, wenn es darum geht, mit Strassen- oder Schienenfahrzeugen geographische Hindernisse, wie z.B. Gebirge, zu durchqueren. Da die Kosten für die Erstellung von Eisenbahn- und Strassentunneln erheblich sind und Wartungsarbeiten oft mit einem Nutzungsausfall einhergehen, werden sehr hohe Anforderung an die Haltbarkeit solcher Bauwerke gestellt. Einen zentralen Punkt stellt vor diesem Hintergrund die Abdichtung des Tunnelinnenbereichs gegen aus dem Berg austretendes Wasser und gegebenenfalls die sichere Ableitung dieses Wassers dar.Underground tunnels serve in the most cases for transportation purposes and prefer to come there for use where certain transport capacities with above-ground Means not or only in uneconomical Way can be provided. This hits especially when it comes to using road or rail vehicles geographic obstacles, such as e.g. Mountains to cross. Because the cost of that Construction of railway and road tunnels significantly and maintenance work often with a loss of use go hand in hand, very high durability requirements of such structures. A key point provides the sealing of the tunnel interior against this background against water emerging from the mountain and possibly the safe drainage of this water.
In frühen Zeiten des Tunnelbaus wurde nach dem Gesteinsausbruch das Tunnelgewölbe aus einzelnen Mauersteinen im ausgebrochenen Hohlraum erstellt und dessen Aussenfläche sodann mit einer Mörtelschicht abgedichtet. Der zwischen dem Fels und der Mörtelschicht befindliche Hohlraum wurde mit einer Schüttung aus Gesteinsgeröll aufgefüllt und diente als zuverlässiger Drainageraum zur Ableitung und Druckentlastung des aus dem Berg austretenden Wassers. Das Gesteinsgeröll diente zudem als Sicherung des Hohlraums gegen herabstürzendes Gestein und zur Übertragung von Gebirgsdruck auf das Mauerwerk-Gewölbe. In the early days of tunnel construction, the tunnel vault made of individual Bricks created in the excavated cavity and the outer surface of which is then sealed with a layer of mortar. The one between the rock and the layer of mortar located cavity was filled with a fill Rock debris filled up and served as more reliable Drainage room for draining and pressure relief from the water leaking from the mountain. The rock scree served also to secure the cavity against falling Rock and for transferring rock pressure to the Masonry vault.
Das Aufkommen von Beton als Werkstoff im Tunnelbau hat diese Bauweise verdrängt. Heute werden verschiedene andere Bauweisen praktiziert, denen jeweils gemeinsam ist, dass nach dem Gesteinsausbruch durch Bohren oder Sprengen in einem zweiten Schritt eine Rundumsicherung gegen herabstürzendes Gestein durch Aufbringen von Spritzbeton auf den Fels oder durch Aufstellen von Tübbingringen im Felsausbruch erstellt wird und sodann in einem dritten Schritt die Abdichtungsbahn von innen her auf diese Rundumsicherung aufgebracht wird.The emergence of concrete as a material in Tunnel construction has replaced this construction method. Today will be different other designs practiced, each one common is that after the rock eruption by In a second step, drilling or blasting is all-round security against falling rocks by application of shotcrete on the rock or by placing is created by segment rings in the rock eruption and then, in a third step, the waterproofing membrane from is applied internally to this all-round safety device.
Beim Erstellen druckwasserentlasteter Abdichtungen wird zwischen der Rundumsicherung und der Abdichtungsbahn ein Vliesgewebe oder eine Drainagematte als Drainageschicht angeordnet. Beim anschliessenden Giessen der Innenschale aus Beton, in welcher später die Geleise oder die Fahrbahnen verlaufen, wird diese Drainageschicht auf eine Stärke von wenigen Millimetern verdichtet. Während diese Drainageschicht im Neuzustand ausreichend ist, um das aus dem Fels austretende Wasser sicher abzuleiten und somit auch die Druckentlastung sicherzustellen, kann es im Laufe der Zeit zum Auswaschen von Kalk und anderen Bestandteilen aus dem Fels und dem Beton der Rundumsicherung und infolge dessen zu einer Verstopfung der Drainageschicht kommen. Diese auch als Versinterungsvorgang bezeichnete Verstopfung führt zu einer Einschränkung oder gar zum Verlust der Fähigkeit der Drainageschicht, Wasser abzuleiten, wodurch es zu einem Wasserdruckaufbau des aus dem Fels austretenden Wassers kommen kann. Dieses wiederum kann zum Versagen der Tunnelabdichtung und/oder zu Schäden an der Tragkonstruktion und an anderen wichtigen Elementen des Tunnels führen.When creating pressurized water Seals are between the all-round securing and the Sealing membrane a non-woven fabric or a drainage mat arranged as a drainage layer. At the subsequent Pour the inner shell from concrete, in which the Tracks or the lanes will run this Drainage layer to a thickness of a few millimeters condensed. While this drainage layer is new is sufficient for the water emerging from the rock derive safely and thus also the pressure relief ensure it can wash out over time of lime and other constituents from the rock and the Concrete all-round protection and consequently to one The drainage layer becomes blocked. This also as Sintering called constipation leads to a limitation or even loss of ability the drainage layer to drain water, causing it to a water pressure build-up of the emerging from the rock Water can come. This in turn can lead to failure the tunnel seal and / or damage to the supporting structure and other important elements of the tunnel to lead.
Das Erstellen einer dauerhaften druckwasserhaltenden Abdichtung ist auf die bekannte Weise praktisch nicht oder nur mit grossem Aufwand bei geringen Bergwasserdrücken möglich, da bereits geringste Verletzungen der Abdichtungsbahn, z.B. während der Tunnelbauarbeiten oder durch sich im Laufe der Zeit setzendes Gesteinsmaterial zu Wassereinbrüchen und damit zu grossflächigen Vernässungen auf der Trockenseite der Abdichtungsbahn führen.Creating a permanent pressurized water Sealing is practical in the known way not or only with great effort at low mountain water pressures possible because the slightest injuries the waterproofing membrane, e.g. during the tunnel construction work or through rock material that settles over time to water ingress and thus to large areas Moistening on the dry side of the waterproofing membrane to lead.
Es stellt sich daher die Aufgabe, Verfahren zum Erstellen von Tunnelbauten, Tunnelbauten sowie Dichtgewölbe zur Verfügung zu stellen, welche die zuvor genannten Nachteile vermeiden.There is therefore the task of procedures for creating tunnel structures, tunnel structures and sealing vaults to provide which the previously Avoid the disadvantages mentioned.
Diese Aufgabe wird von dem Verfahren, dem Tunnelbau und dem Dichtgewölbe gemäss den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This task is carried out by the process that Tunnel construction and the sealing vault according to the independent Claims solved.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Verfahren zum Erstellen von abgedichteten unterirdischen Tunnelbauten das Erzeugen eines Hohlraums in einer unterirdischen Umgebung, wie z.B. Felsgestein, durch Sprengausbruch, durch Bohren oder mit einer anderen Ausbruchmethode, und das anschliessende Erstellen eines tragfähigen Dichtgewölbes aus einem wasserundurchlässigen und zumindest teilweise flexiblen und im wesentlichen formstabilen Werkstoff in diesem ausgebrochenen Raum. Unter einem Tunnelbau werden alle unterirdischen Bauwerke verstanden, die über eine ausgeprägte Längserstreckung verfügen. Dieses können neben Durchgangstunnelbauten wie z.B. Strassen- und Eisenbahntunneln auch unterirdisch endende Tunnelbauten sein, welche zudem auch anderen Zwecken als Transportzwecken dienen können. Als tragfähig ist ein Gewölbe dann anzusehen, wenn es geeignet ist, als Rundumsicherung sich von den Ausbruchsbegrenzungen lösendes Material wie z.B. Felsbrocken abzufangen und gegebenenfalls eine Füllschicht aus sauberem Felssplit, Geröll oder Kies zu tragen. Unter einem zumindest teilweise flexiblen und im wesentlichen formstabilen Werkstoff werden Werkstoffe und Verbundwerkstoffe verstanden, welche sich in einer plattenförmigen Ausbildung unter Kraftaufwendung verformen, insbesondere verwölben lassen, und welche in einer solchen Ausbildung eine Tragstruktur darstellen, die in der Lage ist, neben ihrem Eigengewicht noch weitere von aussen angreifenden Lasten zu tragen. Das Erstellen einer Tunnelabdichtung in Form eines tragfähigen Dichtgewölbes aus einem solchen Werkstoff ergibt den Vorteil, dass in einem Arbeitsgang sowohl die Rundumsicherung als auch die Tunnelabdichtung erstellt werden kann, was zu einer erheblichen Zeit- und Kosteneinsparung beim Erstellen eines Tunnelbaus führt.In a preferred embodiment of the invention includes the process of creating sealed underground tunnels creating a cavity in an underground environment such as Rock, by explosion, by drilling or with another Outbreak method, and then creating one load-bearing sealing vault made of a water-impermeable and at least partially flexible and essentially dimensionally stable material in this broken space. All underground structures are under a tunnel understood that over a pronounced longitudinal extension feature. In addition to through tunnel constructions such as e.g. Road and rail tunnels also underground ending tunnel structures, which also others Can serve as transport purposes. As sustainable a vault is to be considered if it is suitable as a vault All-round protection from the outbreak limits dissolving material such as To catch boulders and if necessary, a filling layer of clean rock split, To carry rubble or gravel. At least partially flexible and essentially dimensionally stable material are understood materials and composite materials, which is in a plate-shaped formation Deform force, especially warp, and which in such a training a supporting structure represent who is able to next to their own weight to bear even more external loads. The creation of a tunnel seal in the form of a load-bearing sealing vault made of such a material gives the advantage that both the All-round protection as well as the tunnel sealing created can be what at a significant time and Cost savings when creating a tunnel construction leads.
Wird das Dichtgewölbe derartig ausgeführt, dass es sowohl in Umfangsrichtung als auch in Richtung der Längserstreckung des zu erstellenden Tunnelbaus geschlossen und dicht ist, kann auch bei nicht vorhandener Druckentlastung oder bei einer Verstopfung etwaiger vorhandener Drainageräume bzw. -leitungen kein Wasser in den Innenraum des Dichtgewölbes und damit in den Innenraum des Tunnelbaus gelangen (druckwasserhaltende Abdichtung).If the sealing arch is designed in this way, that it's both circumferentially and in the direction the longitudinal extent of the tunnel construction to be created is closed and tight, can even if none Relief of pressure or in the event of constipation existing drainage rooms or pipes no water in the interior of the sealing vault and thus into the interior of tunnel construction (pressurized water Seal).
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird das Dichtgewölbe beabstandet von den Begrenzungen des durch Ausbruch erzeugten unterirdischen Hohlraums angeordnet, so dass sich ein Raum zwischen Dichtgewölbe und Ausbruchsbegrenzung ergibt, welcher bei drainierenden Tunnelbauten als Drainageraum der Ableitung des aus dem Fels austretenden Wassers in die Drainageleitungen und damit auch der Druckentlastung dient. Auch kann dieser Raum mit einem Füllmaterial aufgefüllt werden, um den Gebirgsdruck gleichmässig auf das Dichtgewölbe zu verteilen. Dies ist bei druckwasserhaltenden Abdichtungen besonders erstrebenswert, da sich hierdurch die Gefahr einer späteren Verletzung der Abdichtung durch herabstürzendes bzw. sich setzendes Gesteinsmaterial deutlich herabsetzen lässt.In a further preferred embodiment the sealing arch spaced from the boundaries of the underground cavity created by eruption, so that there is a space between the sealing vault and Outbreak limitation results, which with draining Tunnel constructions as a drainage room deriving the from the Escaping rock into the drainage pipes and thus also serves to relieve pressure. This too can Filled with a filler to fill the space Mountain pressure evenly towards the sealing vault to distribute. This is the case with pressurized water seals Particularly desirable, as this increases the risk a later breach of the seal falling or settling rock material can be significantly reduced.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen dem Dichtgewölbe und den Begrenzungen des Hohlraums auf zusätzliche tragfähige Sicherungsgewölbe, insbesondere auf Tübbingelemente und/oder sich in die Bereiche der Seitenwände erstreckende Beton- oder Spritzbetongewölbe verzichtet wird, was durch die Erfindung ermöglicht wird, da hierdurch sowohl Kosten für Material und Arbeit sowie Zeit eingespart werden können. Wird ein druckwasserentlastetes Dichtgewölbe erstellt, so ist dies besonders vorteilhaft, da hierdurch die Einbringung von verstopfungsfördernden Fremdsubstanzen in den Drainagezufluss im wesentlichen verhindert werden kann. Eine ausschliesslich im Bereich der Hohlraumdecke aus Spritzbeton ausgeführte Kopfsicherung kann durch Vorschriften vorgegeben sein und stellt kein sich auf die Seitenwände erstreckendes Spritzbetongewölbe dar.It is particularly advantageous if between the sealing vault and the boundaries of the cavity additional vault, especially on segment elements and / or in the areas of Concrete or shotcrete vaults extending to the side walls is dispensed with, which is made possible by the invention, because of this both material and labor costs as well Time can be saved. Is a pressure-relieved This creates a special sealing vault advantageous because it introduces constipation Foreign substances in the drainage inflow in the can be substantially prevented. One exclusively in the area of the cavity ceiling made of shotcrete Head protection can be specified by regulations and poses nothing extending to the side walls Shotcrete vault.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird im Anschluss an das Erstellen des Dichtgewölbes in dem von diesem Dichtgewölbe umschlossenen Raum eine Innenschale, insbesondere eine Innenschale aus Beton, erstellt. Aus Gründen der Betriebssicherheit weist diese Innenschale eine wesentlich höhere Traglastreserve auf als das Dichtgewölbe und ist daher in der Lage, auch erhöhte Gebirgslasten, welche z.B. mit der Zeit durch Setzungen im Gestein auftreten können, und, bei druckwasserhaltenden Dichtgewölben, den Gebirgswasserdruck zu ertragen. Mit Vorteil wird die Innenseite des Dichtgewölbes als äussere Verschalung für das Giessen einer Innenschale aus Beton verwendet, was zu einer Vereinfachung und zu Materialeinsparungen beim Einschalen führt. In diesem Fall übernimmt bzw. ergänzt die Innenschale nach dem Aushärten des sie bildenden Betons die Tragfunktionen des Dichtgewölbes.In a further preferred embodiment following the creation of the sealing vault in the an inner shell enclosed by this sealing vault, especially an inner shell made of concrete, created. For reasons of operational safety, this indicates Inner shell has a significantly higher load reserve than the sealing vault and is therefore able to, too increased rock loads, e.g. through with time Settlement can occur in the rock, and, in the case of pressurized water Arches, the mountain water pressure too bear. The inside of the sealing arch is advantageous as outer formwork for casting one Inner shell made of concrete is used, which simplifies it and material savings when formwork leads. In this case, the inner shell takes over or supplements after the concrete that forms them has hardened Supporting functions of the sealing vault.
In noch einer bevorzugten Ausführung wird das Dichtgewölbe mit zusätzlichen, im wesentlichen punktuell und/oder linienförmig angreifenden Verstärkungen versehen, wobei vorzugsweise im Innenraum des Dichtgewölbes angebrachte Tragwerke, insbesondere Verstärkungsfachwerke, Verstärkungsringe, Verstärkungsbögen und/oder Gitterwerke, wie z.B. Gittermatten aus Stahl, verwendet werden, die eine nur unwesentliche Verkleinerung des Lichtraumprofils bewirken. Auch ist es bevorzugt, zur Verstärkung Zuganker in dem den Felsausbruch umgebenden Gestein zu befestigen und mit dem Dichtgewölbe zu verbinden. Besonders vorteilhaft ist es, die Zuganker mit im Innenraum des Dichtgewölbes angeordneten Verstärkungsmitteln zu verbinden, derart, dass diese zusammen eine Verstärkung bilden. Die verwendeten Zuganker sind mit Vorteil derartig ausgebildet, dass das die Zugkräfte aufnehmende Element in einer mit dem Dichtgewölbe wasserdicht verbundenen Hülse angeordnet ist, so dass hierdurch keine Beeinträchtigung der Abdichtungsfunktion resultiert. Für druckwasserhaltende Abdichtungen ist eine Abdichtung etwaiger durch das Dichtgewölbe hindurchtretender Zuganker gegenüber dem Gewölbe zwingend notwendig. Derartige Befestigungselemente sind kommerziell erhältlich. Es ist jedoch ebenso möglich, andere Befestigungselemente zu verwenden und lediglich den Durchtritt des Zugankers durch das Dichtgewölbe abzudichten. Je nach Anwendung und Gewölbegrösse kann durch Verwendung von Verstärkungsmitteln die Dicke des Dichtgewölbes reduziert werden oder aber dessen Tragfähigkeit an bestimmte Erfordernisse, wie z.B. dicke Füllmaterialschichten zwischen Dichtgewölbe und der Begrenzung des Hohlraums im Fels, angepasst werden.In another preferred embodiment, this is Sealing vault with additional, essentially selective and / or reinforcements that act in a linear manner, preferably in the interior of the sealing arch attached structures, in particular reinforcement trusses, Reinforcement rings, reinforcement arches and / or Latticework, e.g. Steel mesh mats used that are only an insignificant reduction in size Effect clearance profile. It is also preferred to Reinforcement of tie rods in the area surrounding the rock eruption Fasten the rock and connect it to the sealing arch. It is particularly advantageous to use the tie rods in Interior of the sealing vault arranged reinforcing means to connect in such a way that these together form a Form reinforcement. The tie rods used are included Advantage designed such that the tensile forces receiving element in one with the sealing arch waterproof connected sleeve is arranged so that this does not impair the sealing function results. For pressurized water seals is one Sealing any passing through the sealing arch Tie rods against the vault are mandatory necessary. Such fasteners are commercial available. However, it is also possible for others Fasteners to use and only the Seal the passage of the tie rod through the sealing arch. Depending on the application and the size of the vault, through Use of reinforcement means the thickness of the sealing arch be reduced or its load capacity certain requirements, such as thick layers of filler material between the sealing vault and the boundary of the Cavity in the rock.
Bevorzugterweise wird das Dichtgewölbe mit zusätzlichen Zuführungsmitteln zum nachträglichen Zuführen von flüssigem oder pastösem Material in den Bereich zwischen Dichtgewölbe und der Begrenzung des Hohlraums versehen, wobei diese ausgestaltet sind um die Zuführung vom Innenraum des fertig erstellten Tunnelbaus her zu ermöglichen. Mit Vorteil sind diese Zuführungsmittel als Verpressstutzen ausgebildet, welche sich radial durch eine etwaige Innenschale des Tunnels hindurch erstrecken. Sollte es nach einer gewissen Zeit zu Undichtigkeiten kommen oder eine weitere Verfestigung des Aussenbereichs des Tunnelbaus wünschenswert erscheinen, lassen sich eine Zementsuspension, Mörtel oder eine oder mehrere andere dichtende Substanzen durch diese Zuführmittel zuführen und sich der Bereich zwischen Dichtgewölbe und der Begrenzung des Hohlraums hierdurch verpressen und abdichten.The sealing vault is preferably included additional feed means for subsequent Feeding liquid or pasty material into the Area between the sealing vault and the boundary of the Provided cavity, which are designed around the Feeding from the interior of the completed tunnel construction to enable her. These feeders are advantageous formed as a compression fitting, which itself radially through any inner shell of the tunnel extend through. Should it be after a period of time leakage or further hardening outside of the tunnel construction is desirable appear a cement suspension, mortar or one or more other sealing substances feed these feeders and the area between Sealing vault and the boundary of the cavity press and seal.
Auch ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Dichtgewölbe und den Begrenzungen des unterirdischen Hohlraumes ein druckbeständiges Füllmaterial eingebracht wird, insbesondere eine Schüttung aus losem Gesteinsmaterial, insbesondere aus Felssplit oder Kies, welches im Falle eines druckwasserentlasteten Dichtgewölbes zudem eine gute Wasserdurchlässigkeit aufweisen sollte. Dieses Einbringen von Füllmaterial erfolgt bevorzugterweise vorgängig zum etwaigen Erstellen einer Innenschale. Werden Mittel zur Verstärkung des Dichtgewölbes verwendet, so ist es bevorzugt, im Anschluss an das Einbringen des Füllmaterials eine Verpressung desselben durch Bewegen des Dichtgewölbes in Richtung auf die Begrenzung des unterirdischen Hohlraums zu mit Hilfe der Verstärkungsmittel vorzunehmen, was mit Vorteil durch Spreizen oder Anheben von im Dichtgewölbe angeordneten Verstärkungsmitteln, wie z.B. Verstärkungsbögen oder Drahtgittern, und/oder durch ein Anziehen von zwischen dem Dichtgewölbe und der Begrenzung des Hohlraums angeordneten Zugankern erfolgt.It is also advantageous if between the Dome and the boundaries of the underground Cavity introduced a pressure-resistant filler especially a bed of loose rock material, in particular from rock split or gravel, which in the case of a sealing vault relieved of pressurized water should have good water permeability. This Filling material is preferably introduced prior to possibly creating an inner shell. Become a means of strengthening the sealing vault used, it is preferred to follow the Introducing the filling material, pressing the same by moving the sealing arch towards the Limiting the underground cavity with the help of Reinforcement, which is advantageous Spreading or lifting of arranged in the sealing vault Reinforcing agents, e.g. Reinforcement arches or Wire mesh, and / or by tightening between the sealing vault and the boundary of the cavity arranged tie rods.
Auch ist es bevorzugt, das Gewölbe aus einem mindestens teilweise durchscheinenden Werkstoff herzustellen, da dieser eine einfache visuelle Erfolgskontrolle beim Einbringen von Füllmaterial in den Raum zwischen Dichtgewölbe und Hohlraumbegrenzung ermöglicht.It is also preferred to make the vault from one to produce at least partially translucent material, because this is a simple visual success check when filling material is brought into the room between the sealing vault and the cavity boundary.
Vorteilhafterweise wird das Dichtgewölbe aus einem zumindest teilweise flexiblen und im wesentlichen formstabilen Plattenwerkstoff erstellt, d.h. aus mindestens einer Werkstoffplatte. Unter einem zumindest teilweise flexiblen und im wesentlichen formstabilen Plattenwerkstoff werden Werkstoffplatten und Verbundwerkstoffplatten verstanden, welche sich nur unter Kraftaufwendung verformen, insbesondere verwölben lassen, und welche eine Tragstruktur darstellen, die in der Lage ist, neben ihrem Eigengewicht noch weitere von aussen angreifenden Lasten zu tragen. Die Plattendicke wird bevorzugterweise derartig gewählt, dass eine gute Tragfähigkeit auch bei grösseren Gewölben sichergestellt wird und die Möglichkeit einer mechanischen Zerstörung der Abdichtung sowohl bei der Montage als auch durch spätere Einwirkung infolge von Druckkräften, Setzungen und Steinschlag gering ist. Insbesondere bei der Erstellung von druckwasserhaltenden Dichtgewölben wird die Plattendicke schon aus Gründen der Verletzungsgefahr durch mechanische Einwirkung bevorzugterweise dicker als 4 mm, noch bevorzugter dicker als 8 mm gewählt.The sealing arch is advantageously made of an at least partially flexible and essentially dimensionally stable plate material created, i.e. out at least one material plate. At least under one partly flexible and essentially dimensionally stable Panel material becomes material panels and composite panels understood which are only under Deform force, especially warp, and which are a support structure capable of is, besides its own weight, more from the outside to bear attacking loads. The plate thickness will preferably chosen such that a good one Load capacity ensured even with larger vaults and the possibility of mechanical destruction the seal both during assembly and through later action due to pressure forces, subsidence and rockfall is low. Especially with the Creation of sealing vaults containing pressurized water the plate thickness for reasons of risk of injury by mechanical action preferably thicker than 4 mm, more preferably thicker than 8 mm.
In einer bevorzugten Ausführung wird das Dichtgewölbe aus einem Kunststoffplattenwerkstoff erstellt, wodurch es möglich wird, günstige und wartungsfreie Dichtgewölbe mit einem geringen Eigengewicht und einer hohen Lebensdauer zu erhalten. Bevorzugt sind thermoplastische Kunststoffplattenwerkstoffe, da sich diese auf einfache und zuverlässige Weise durch Schweissen miteinander und/oder mit anderen Elementen aus einem ähnlichen thermoplastischen Material verbinden lassen und auf diese Weise dichte Verbindungen erzielt werden.In a preferred embodiment, the Sealing vault made of a plastic sheet material created, which makes it possible to get cheap and maintenance free Sealing vault with a low weight and to maintain a long service life. Are preferred thermoplastic plastic sheet materials as through this in a simple and reliable manner Welding out with each other and / or with other elements a similar thermoplastic material leave and in this way tight connections achieved become.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden zur Bildung des Dichtgewölbes mehrere Kunststoffplatten miteinander verschweisst. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung werden zur Bildung des Dichtgewölbes mehrere Kunststoffplatten an ihren in Erstreckungsrichtung des Tunnelbaus orientierten und aneinandergrenzenden Begrenzungskanten zu Dichtgewölbebögen verschweisst und die in Erstreckungsrichtung des Tunnelbaus hintereinander angeordneten Dichtgewölbebögen an ihren sich gegenüberliegenden Begrenzungskanten durch Steckverbindungen miteinander verbunden. Diese Steckverbindungen können von Profilen gebildet werden, in welche die Begrenzungskanten der die Gewölbebögen bildenden Kunststoffplatten eingesteckt werden. Die Profile können zudem Dicht- und Befestigungselemente wie z.B. Dichtlippen, Klemmkanten, Verzahnungen usw. aufweisen. Auch ist es denkbar, die Profile nach dem Einstecken mit den Kunststoffplatten zu verschweissen oder beim oder nach dem Einstecken zu verkleben, was insbesondere bei der Erstellung druckwasserhaltender Dichtgewölbe erforderlich ist. Durch Erstellung des Dichtgewölbes aus mehreren Platten ergibt sich der Vorteil, dass die Grösse der zu verarbeitenden Platten unabhängig von der Gewölbegrösse wählbar ist und an die Transportmöglichkeiten und die Platzverhältnisse auf der Tunnelbaustelle angepasst werden kann. Die Verwendung von Steckprofilen erleichtert die Ausrichtung der Gewölbebögen zueinander und ermöglicht zudem eine gegen Sickerwasser dichte Verbindung der Gewölbebögen auch bei unregelmässigen Begrenzungskanten und bei ungleichmässigen Abständen zwischen den Begrenzungskanten der zu verbindenden Gewölbebögen, was für druckwasserentlastete Abdichtungen ausreichend ist. Es ist jedoch auch möglich, die in Erstreckungsrichtung des Tunnelbaus hintereinander angeordneten Dichtgewölbebögen an ihren sich gegenüberliegenden Begrenzungskanten auch ohne ein vorheriges Zusammenstecken durch Verschweissen miteinander zu verbinden.In a preferred embodiment of the invention several plastic plates are used to form the sealing vault welded together. In another advantageous embodiment are used to form the sealing vault several plastic plates on their in the direction of extension of tunnel construction oriented and contiguous Boundary edges welded to sealing arch arches and that in the direction of the tunnel construction sealing arch arches arranged one behind the other on their opposite boundary edges through plug connections connected with each other. These connectors can be formed by profiles in which the Boundary edges of the plastic sheets forming the vaulted arches be plugged in. The profiles can also Sealing and fastening elements such as Sealing lips, Have clamping edges, gears, etc. It is too conceivable, the profiles after insertion with the plastic plates to weld or at or after Insert to glue, which is particularly the case with the Creation of sealing vaults containing pressurized water required is. By creating the sealing vault from several The advantage of plates is that the size of the plates processing plates regardless of the vault size is selectable and the transport options and the Space on the tunnel construction site adjusted can be. The use of plug-in profiles makes it easier the alignment of the vaulted arches to each other and also enables a density against seepage water Connection of the vaulted arches even with irregular ones Boundary edges and with uneven distances between the boundary edges of the to be connected Vaulted arches, what for pressure-relieved seals is sufficient. However, it is also possible to use the in Extension direction of the tunnel construction one after the other arranged sealing arch arches on their opposite Boundary edges even without a previous one Put together by welding together connect.
In noch einer bevorzugten Ausführung wird ein Plattenwerkstoff zur Bildung des Dichtgewölbes verwendet, der auf seiner der Begrenzung des unterirdischen Hohlraums zugewandten Seite Abstandhalter aufweist. Diese sind mit Vorteil als Abstandsstege oder Abstandsstützen ausgebildet, bevorzugterweise aus dem gleichen Material wie der Plattenwerkstoff und vorzugsweise einstückig mit diesem ausgebildet. Die Verwendung solcher Plattenwerkstoffe mit Abstandhaltern stellt sicher, dass bei relativ gleichmässigen Hohlraumbegrenzungen, wie sie beispielsweise beim Ausbruch bestimmter Gesteine mit Tunnelbohrmaschinen entstehen, in allen Bereichen ein Mindestabstand zwischen dem Dichtgewölbe und der Begrenzung des unterirdischen Hohlraums als Füllraum und/oder Drainageraum erhalten bleibt.In another preferred embodiment, a Plate material used to form the sealing vault, that on its the boundary of the underground cavity facing side spacer. This are advantageous as spacers or spacers formed, preferably from the same material as the plate material and preferably in one piece with this trained. The use of such sheet materials with spacers ensures that at relative uniform cavity boundaries, such as those when excavating certain rocks with tunnel boring machines arise, a minimum distance in all areas between the sealing vault and the boundary of the underground cavity as a filling space and / or drainage space preserved.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Dichtgewölbe durch Extrusion des dieses bildenden Werkstoffs im unterirdischen Hohlraum erstellt. Hierzu weist der Austritt der Extrudierdüse im wesentlichen das Profil des Dichtgewölbes quer zu dessen grösster Erstreckung auf. Es ist jedoch ebenso denkbar, mehrere Teilprofilstücke mit getrennten Extrudierdüsen herzustellen und diese sodann durch eine geeignete Methode, z.B. Verschweissen oder Kleben zu verbinden. Das Erzeugen eines Dichtgewölbes durch Extrudieren eines Werkstoffs im unterirdischen Hohlraum ergibt den Vorteil, dass ein Transport von sperrigen Werkstoffplatten entfällt und ein automatisiertes Erstellen des Dichtgewölbes möglich wird. Auch lassen sich auf diese Weise sehr lange Dichtgewölbe einstückig ausführen.In a further preferred embodiment is the sealing arch by extrusion of the forming Material created in the underground cavity. For this purpose, the exit of the extrusion nozzle essentially points the profile of the sealing arch across it greatest extension. However, it is also conceivable several partial profile pieces with separate extrusion nozzles produce and then this by a suitable Method, e.g. Welding or glue to join. The Create a sealing vault by extruding one Material in the underground cavity gives the advantage that there is no need to transport bulky sheets of material and automated creation of the sealing vault becomes possible. You can also do this for a very long time Execute the sealing vault in one piece.
Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der
nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei
zeigen:
Das Grundprinzip der Erfindung ist in Fig. la
dargestellt. In einem ersten Schritt wird ein unterirdischer
Hohlraum 1 erzeugt. Das dargestellte Beispiel
zeigt einen durch Sprengausbruch in Felsgestein 2 erzeugten
Hohlraum 1, bei dem die Begrenzungen 3 infolge der
Ausbruchmethode sehr unregelmässig sind. Es ist jedoch
ebenso vorgesehen, den Hohlraum 1 durch Bohren oder mit
anderen Ausbruchmethoden zu erstellen, wodurch Hohlräume
mit wesentlich regelmässigeren Begrenzungen 3 entstehen.
Auch wenn in der hier dargelegten Beschreibung von Felsgestein
2 die Rede ist, so kann der Hohlraum 1 auch in
allen anderen Umgebungen gebildet werden, welche die
Bildung eines sich zumindestens vorübergehend selbsttragenden
Hohlraums 1 zulassen. Nachdem ein solcher
Hohlraum 1 erzeugt ist und der Boden 4 des Hohlraums 1
zur Ermöglichung weiterführender Arbeiten vorbereitet
wurde, werden tragfähige, wasserundurchlässige Gewölbebögen
5 durch Zusammenschweissen von Kunststoffplatten
6a, 6b, 6c an ihren in Erstreckungsrichtung des Tunnelbaus
orientierten und aneinander angrenzenden Begrenzungskanten
im Hohlraum 1 erstellt. Die Schweissnähte 7
ergeben eine stabile und wasserdichte Verbindung zwischen
den Platten 6a, 6b, 6c. Die Verbindung der in Erstreckungsrichtung
des Tunnelbaus hintereinander angeordneten
Gewölbebögen 5 untereinander kann ebenfalls durch Verschweissung
oder auch durch Verklebung, durch Klemmverbindungen
und/oder durch Steckverbindungen ausgeführt
werden. Ausserhalb des Dichtgewölbes 5 in Erstreckungsrichtung
des Tunnels können, wie im vorliegenden Fall
eines drainierenden Tunnelbaus, Drainageleitungen 8
und/oder Ableitungskanäle zum kontrollierten Abführen des
aus dem Felsgestein 2 ausgetretenen und vom Dichtgewölbe
5 abgeleiteten Wassers angeordnet sein.The basic principle of the invention is in Fig. La
shown. In a first step, an
Fig. 1 b zeigt den Aufbau der Tunnelsohle des
Tunnelbaus aus Fig. la in dem Fall, dass der Tunnelbau
ein druckwasserhaltender Tunnelbau mit einem druckwasserhaltenden
Dichtgewölbe 5 ist. Wie in dieser Darstellung
deutlich zu erkennen ist, erstreckt sich das druckwasserhaltende
Dichtgewölbe 5 auch über den Bereich der Tunnelsohle
und umschliesst den Tunnelinnenraum mit dem darin
befindlichen Tunnelboden 4 vollständig und dicht, so dass
ein Eindringen von Wasser in den Tunnelinnenraum auch bei
behindertem Wasserabfluss und daraus resultierendem
ansteigendem Wasserstand und/oder Druckaufbau verhindert
wird. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Dichtgewölbes
5 kann es durchaus gewünscht sein, vollständig
auf ausserhalb des Gewölbes liegende Ableitungsleitungen
8 zu verzichten, um Kosten für Installation und Unterhalt
zu Sparen, um ein Auslaugen des Gebirges zu verhindern
und/oder um bestehende hydrologische Verhältnisse nicht
zu beeinträchtigen.Fig. 1 b shows the structure of the tunnel sole of the
Tunnel construction from Fig. La in the event that the tunnel construction
a pressurized water tunnel with a pressurized
Die Verbindung von zwei hintereinander
angeordneten Dichtgewölbebögen 5 eines druckwasserentlasteten
Dichtgewölbes mittels eines Steckprofils ist in
Fig. 2 dargestellt. Wie zu ersehen ist, werden die
Begrenzungskanten der die Gewölbebögen 5 bildenden
Kunststoffplatten 6 in die sich gegenüberliegenden Nuten
eines Profils 9 eingesteckt, wodurch die Begrenzungskanten
zueinander ausgerichtet und miteinander
derartig verbunden werden, dass von aussen zufliessendes
Sickerwasser abgeleitet wird und nicht in den von den
Dichtgewölbebögen gebildeten Innenraum gelangen kann.
Soll die Steckverbindung zudem auch Zugkräfte übertragen
können, so ist es vorgesehen, die Profilleiste 9 durch
kraftschlüssige und/oder formschlüssige Befestigungselemente
wie z.B. Klemmkanten und/oder Verzahnungen zu
ergänzen. Auch ist es denkbar, zusätzliche Dichtelemente
wie z.B. Dichtlippen zu ergänzen. Auch ist es vorgesehen,
das Profil 9 mit den die Gewölbebögen bildenden Kunststoffplatten
6 zu verschweissen oder zu verkleben, was
insbesondere dann erforderlich ist, wenn auf diese Weise
ein druckwasserhaltendes Dichtgewölbe 5 gebildet werden
soll. Das so gebildete Dichtgewölbe 5 dient zum einen der
Abdichtung des Tunnelinnenraums gegen das Eindringen von
Wasser und zum anderen als Rundumsicherung gegen herabfallendes
Gestein. Das Dichtgewölbe 5 nimmt somit eine
Doppelfunktion war und macht eine Felssicherung durch
Aufbringen von Spritzbeton auf grosse Teile der Begrenzungsflächen
3 oder durch Erstellen von Tübbingringen
vorgängig zum Abdichten überflüssig, wodurch der beim
Stand der Technik erforderliche separate Arbeitsschritt
des vorgängigen Erstellens einer Rundumsicherung entfällt.
Wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist, werden
mit Vorteil Plattenwerkstoffe verwendet, die auf der
Seite, welche beim Erstellen des Gewölbes nach aussen zu
liegen kommt, Abstandhalter aufweisen. Die hier dargestellten
Kunststoffplatten 6 weisen an ihrer der
Begrenzung 3 des Hohlraums 1 zugewandten Seite Abstandsstege
10 auf, welche aus dem gleichen Material wie die
Platten 6 hergestellt sind und einstückig mit diesen
ausgebildet sind. Neben diesen in eingebautem Zustand
radial verlaufenden Stegen 10 sind aber auch punktuelle
Abstützungen, wie z.B. feste oder aufsteckbare Stützböcke,
aus dem gleichen oder aus einem anderen Material,
denkbar. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass
zwischen Dichtgewölbe 5 und der Begrenzung 3 des Hohlraums
1 überall ein durch die Abstandhalter vorgegebener
Mindestabstand als Drainage- oder gegebenenfalls als
Verpresshohlraum vorhanden ist.The connection of two in a row
arranged sealing
Soll die Tragfähigkeit und/oder Formstabilität
des Dichtgewölbes 5 verbessert werden, beispielsweise
um stärkere Füllschichten oder Verpressschichten aus
schwerem Material wie z.B. Felssplit, Geröll, oder Mörtel
zu tragen, so sind punktuell und/oder linienförmig am
Dichtgewölbe 5 angreifende Verstärkungsmittel vorgesehen.
Fig. 3 zeigt ein Dichtgewölbe 5 mit einem in dessen
Innenraum angeordneten Verstärkungsbogen 11, der im
wesentlichen entlang einer Umfangslinie innen am Gewölbe
5 anliegt und dieses dadurch verstärkt. Der hier
dargestellte Verstärkungsbogen 11 ist aus einem Metallprofilmaterial
hergestellt, er kann jedoch ebenso als
Fachwerkbogen ausgebildet sein. Auch ist es denkbar, die
Verstärkungsmittel sowohl einstückig als auch mehrstückig
auszubilden. Generell sind alle punktuell und/oder
linienförmig angreifenden Verstärkungsmittel geeignet,
welche sich auf einfache Weise im Innenraum des
Dichtgewölbes 5 erstellen lassen und nur eine geringfügige
Verkleinerung des Lichtraumprofils des Dichtgewölbes
5 hervorrufen. Hierzu zählen unter anderem auch
Drahtgitterkonstruktionen, welche zudem bei der
Erstellung einer Betoninnenschale als Armierung dienen
können. Die Verstärkungsmittel können auch zusätzliche
Vorrichtungen zum Anheben oder Spreizen des Dichtgewölbes
umfassen, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn es
darum geht, eine das Dichtgewölbe umgebende Füllschicht
gegen das Felsgestein zu pressen. Die in Fig. 3 gezeigten
Druckelemente 12 erlauben im vorliegenden Fall eines
druckwasserentlasteten, im Bereich der Tunnelsohle
geöffneten Dichtgewölbes ein Spreizen und Anheben des
Verstärkungsbogens 11 und damit auch des Dichtgewölbes 5.Should the load capacity and / or dimensional stability
of the sealing
In Fig. 4 ist ein Dichtgewölbe 5 gezeigt,
welches als Verstärkungsmittel Zuganker 13 aufweist, die
im Felsgestein 2 befestigt und mit dem Gewölbe 5 verbunden
sind. Bei den verwendeten Zugankern 13 handelt es
sich z.B. um kommerziell erhältliche Befestigungselemente,
welche aus einer Kunststoffhülse mit einem
Dichtflansch und einer in ihrem Zentrum angeordneten
Gewindestange mit einem Widerlagerelement, wie z.B. einer
Mutter, bestehen. Das Befestigungselement wird durch ein
Loch im Dichtgewölbe 5 hindurch in ein Bohrloch im
Felsgestein 2 eingebracht und in diesem durch Klebung,
Betonieren oder Spreizung befestigt. Der Dichtflansch der
Hülse wird an der Innenseite des Gewölbes 5 zur
Abdichtung mit dem Gewölbe 5 verbunden, z.B. durch Kleben
oder Verschweissen. Die aus dem Dichtflansch der Hülse in
den abgedichteten Innenraum des Gewölbes 5 eintretende
Gewindestange mit ihrem gegen die Innenfläche des Dichtgewölbes
5 angreifenden Widerlagerelement dient sodann
als punktuell angreifendes Verstärkungselement und
ermöglicht zudem eine gewisse radiale Positionierung des
Dichtgewölbes 5 im Hohlraum 1. Auch ist es auf diese
Weise bei dem gezeigten Dichtgewölbe möglich, eine
zwischen Dichtgewölbe 5 und Hohlraumbegrenzung 3 eingebrachte
Füllschicht durch Anziehen des Widerlagerelements
in Richtung zur Hohlraumbegrenzung 3 hin zu verpressen.4 shows a sealing
In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel weist
das Dichtgewölbe sowohl in seinem Innenraum angeordnete
Drahtgitter 16 aus Stahldraht als auch Zuganker 13 auf,
welche hier derart miteinander verbunden sind, dass sie
eine zusammenhängende Verstärkung für das Dichtgewölbe
bilden. Auch ist hier die gegen die Begrenzung 3 des
Hohlraums gepresste Füllschicht 14 erkennbar. Diese Art
der Verstärkung eignet sich für druckwasserhaltende wie
druckwasserentlastete Dichtgewölbe gleichermassen.In the example shown in Fig. 2 points
the sealing vault arranged both in its
Fig. 5 zeigt das druckwasserentlastete
Dichtgewölbe 5 aus Fig. 4 mit einer Füllschicht aus
Felssplit 14 zwischen dem Dichtgewölbe 5 und der Hohlraumbegrenzung
3 im Felsgestein 2. Als Füllmaterial
kommen in diesem Fall alle Materialien in Frage, welche
sich nicht verdichten lassen und eine gute Wasserdurchlässigkeit
auch in gepresstem Zustand aufweisen und
geeignet sind, das Gewicht von sich eventuell von der
Begrenzung 3 lösenden Felsstücken sowie Druckkräfte aus
dem Gebirge aufzunehmen und in gleichmässiger Form auf
das Dichtgewölbe 5 zu übertragen. Hierdurch wird sowohl
eine sichere Ableitung und Druckentlastung des aus dem
Felsgestein 2 austretenden Wassers langfristig sichergestellt
als auch die Gefahr einer Verletzung des Dichtgewölbes
5 durch herabstürzendes Gestein vermindert. Der
in Fig. 5 dargestellte Tunnelbau weist ausserdem eine im
Dichtgewölbe 5 angeordnete Innenschale 15 aus Beton auf.
Die Aussenfläche der Innenschale 15 stösst direkt an dass
Dichtgewölbe 5 an, welches bei deren Erstellung als
äussere Einschalung und Rundumsicherung diente. In der
hier dargestellten Situation übernimmt die Innenschale 15
nach der Aushärtung des diese bildenden Betons unter
anderem die Tragfunktionen des Dichtgewölbes 5.Fig. 5 shows the pressure water relieved
Sealing arch 5 from FIG. 4 with a filling layer
Rock split 14 between the sealing
Wird das dargestellte Gewölbe 5 als druckwasserhaltendes
Dichtgewölbe 5 konzipiert, z.B. gemäss
Fig. 1b, so ist es vorgesehen, den Tunnelbau derartig
auszugestalten, dass die Möglichkeit einer nachträglichen
Verpressung des verfüllten Hohlraums zwischen Dichtgewölbe
5 und Hohlraumbegrenzung 3 mit einer Zementsuspension,
mit Mörtel oder mit einer oder mehreren
anderen dichtenden Substanzen vorhanden ist.Is the
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Wand
eines entsprechenden Tunnelbaus mit einem druckwasserhaltenden
Dichtgewölbe 5 aus Kunststoffplatten 6, einer
Innenschale 15 aus Beton und einer Füllung aus Splitt 14
zwischen Dichtgewölbe 5 und Hohlraumbegrenzung 3. Die
Splittfüllung 14 wurde nachträglich mit einer Zementsuspension
17, welche von Tunnelinnenraum her durch einen
oder mehrere am Dichtgewölbe 5 angeordnete und sich durch
den Betoninnenmantel 15 hindurch erstreckende
Verpressstutzen 18 in den Bereich zwischen Dichtgewölbe 5
und Ausbruchsbegrenzung 3 eingebracht wurde, verpresst,
um etwaige Undichtigkeiten zu verschliessen und/oder die
Tragfähigkeit des Tunnels in diesem Abschnitt zu erhöhen.
Damit auf diese Weise, wie dargestellt, gezielt nur
bestimmte Bereiche verpresst werden können, werden beim
Einbringen des Füllmaterials 14 während der Erstellung
des Tunnelbaus in regelmässigen Abständen Abschottungen
19 aus Spritzbeton oder aus anderen Materialien erstellt,
welche den verfüllten Hohlraum zwischen Dichtgewölbe 5
und Hohlraumbegrenzung 3 in mehrere im wesentlichen
voneinander getrennte verfüllte Teilhohlräume aufteilen.Fig. 6 shows a section through the wall
a corresponding tunnel construction with a
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