[0001] Die Erfindung betrifft eine Tunnelinnenschale, die eine an einer Tunnelinnenfläche,
vorzugsweise an der Innenfläche von Tübbingen, befestigte, wasserundurchlässige Schicht
umfasst, sowie eine innen liegende, bewehrte Betonschale, gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Errichten einer
Tunnelinnenschale, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6.
[0002] Im Tunnelbau wird entweder mit Sprengvortrieb gearbeitet, oder mit speziellen Tunnelvortriebsmaschinen.
Im maschinellen Tunnelbau mit Tunnelvortriebsmaschinen kommen dabei häufig so genannte
Tübbinge zum Einsatz. Dabei handelt es sich um Betonfertigteile, die als Ausbauelemente
für die Innenschale eines Tunnels verwendet werden. Aufgrund der verschiedenen Belastungen,
die auf die Tunnelinnenschale wirken, wie etwa Belastungen aus Gesteinsdruck, Wasserdruck,
Quelldrücken, oder dem Eigengewicht, werden 20-40 cm dicke Tübbinge benötigt. Diese
Tübbinge werden im Zuge des Tunnelvortriebs mithilfe geeigneter Maschinen zu einer
ersten, äußeren Tunnelinnenschale zusammengesetzt. Das Hantieren mit den schweren
Tübbingen erfolgt dabei mithilfe von Ausnehmungen in den Tübbingen, so genannte Erektorkonen,
in die entsprechende Dorne von speziellen Arbeitsmaschinen eingreifen. Die Tübbinge
werden miteinander verschraubt, was mithilfe von weiteren Ausnehmungen in den Tübbingen,
den so genannten Schraubentaschen, erfolgt, in denen die Schrauben schräg liegend
aufgenommen werden.
[0003] An der Innenfläche der Tübbinge wird in weiterer Folge eine wasserundurchlässige
Schicht befestigt, etwa eine Kunststoffdichtungsbahn (KDB) aus einem flexiblen Kunststoffmaterial.
Die Befestigung dieser wasserundurchlässigen Schicht an den Tübbingen erfolgt dabei
zunehmend durch Verkleben. Es wäre zwar auch eine mechanische Befestigung denkbar,
die aber aufgrund des hohen Aufwands in der Praxis selten Einsatz findet.
[0004] Schließlich ist, etwa aus Brandschutzgründen, eine Betonschale vorgesehen, die die
Tunnelinnenschale zum Tunnelinneren abschließt. Diese Brandschutzschale aus Beton
wird zumeist leicht bewehrt ausgeführt. Da diese nicht selbsttragende, leichte Bewehrung
vor dem Betoniervorgang einzubringen ist, stellt sich dabei das Problem der lagegenauen
Befestigung dieser Leichtbewehrung. Das erschwert die Errichtung der Betonschale.
Des Weiteren hat sich in der Praxis gezeigt, dass im Zuge des Betoniervorganges die
Bewehrung gegen die wasserundurchlässige Schicht gepresst wird, was mitunter Beschädigungen
dieser Schicht nach sich zieht, und die Wasserdichtheit beeinträchtigt. Um das zu
verhindern wären Abstandshalter erforderlich, die abermals auf der KDB befestigt werden
müssten.
[0005] Es ist daher das Ziel der Erfindung, den Betoniervorgang durch geeignete Maßnahmen
hinsichtlich der vorherigen Errichtung der Bewehrung zu erleichtern, und außerdem
die Bewehrung so zu fixieren, dass eine Beschädigung der wasserundurchlässigen Schicht
während des Betonierens vermieden werden kann. Diese Maßnahmen sollen dabei leicht
zu verwirklichen sein, um den Arbeitsaufwand nicht übermäßig zu erhöhen, und die Kosten
somit niedrig zu halten.
[0006] Diese Ziele werden durch die Merkmale von Anspruch 1 und Anspruch 6 erreicht. Anspruch
1 bezieht sich dabei auf eine Tunnelinnenschale, die eine an einer Tunnelinnenfläche,
vorzugsweise an der Innenfläche von Tübbingen, befestigte, wasserundurchlässige Schicht
umfasst, sowie eine innen liegende, bewehrte Betonschale. Erfindungsgemäß ist hierbei
vorgesehen, dass Halteelemente vorgesehen sind, die jeweils mit der wasserundurchlässigen
Schicht verbunden sind, sowie von der wasserundurchlässigen Schicht abstehende Halteabschnitte
aufweisen, an denen die Bewehrung befestigt ist. Diese Halteelemente vereinen somit
zwei Vorteile. Einerseits wird durch sie die Befestigung der Bewehrung ermöglicht,
sodass sie nicht selbst tragend zu sein hat, und andererseits wird die Bewehrung aufgrund
der radial abstehenden Halteabschnitte in einer definierten Abstandslage zur wasserundurchlässigen
Schicht gehalten.
[0007] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können dabei die Halteelemente jeweils durch
Verschweißen oder Verkleben mit der wasserundurchlässigen Schicht verbunden sein.
[0008] Verlaufen des Weiteren die Halteelemente an der wasserundurchlässigen Schicht zumindest
abschnittsweise entlang einer Umfangslinie der Tunnelinnenfläche, insbesondere normal
zur Tunnellängsachse, können die Befestigung der Halteelemente und in weiterer Folge
die Arbeitsschritte der Errichtung der Bewehrung und des Betonierens im Zuge des Tunnelvortriebs
abschnittsweise fertig gestellt werden.
[0009] Die Halteelemente können dabei auf unterschiedliche Art ausgeführt sein. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform sind die Halteelemente bandförmig mit einem T-Profil ausgeführt,
wobei die Halteelemente entlang ihrer, an der Tunnelinnenfläche anliegenden Stirnfläche
des T-Profils mit der wasserundurchlässigen Schicht verbunden sind, und der Halteabschnitt
durch den senkrecht von der Stirnfläche abstehenden, mit Schlitzen versehenen Steg
des T-Profils gebildet wird. Die Schlitze stellen dabei sicher, dass die bandförmig
ausgeführten Halteelemente der Krümmung der Umfangslinie der Tunnelinnenfläche folgen
können, ohne dabei die Möglichkeit der Verlegung der Halteelemente auch in Tunnellängsrichtung
zu behindern. Auch andere Profilformen wären denkbar, so etwa auch ein L-Profil, oder
andere Profile, bei denen eine Stirnfläche sich zur Befestigung an der wasserundurchlässigen
Schicht eignet, und ein von dieser Stirnfläche abstehender Steg für die Befestigung
der Bewehrung vorgesehen ist.
[0010] Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Halteelement für die Errichtung einer
Bewehrung einer Betonschale für Tunnelinnenschalen im Tunnelbau, wobei es als T-Profil
mit einer Stirnfläche zur Befestigung an einer wasserundurchlässigen Schicht der Tunnelinnenschale,
sowie einem senkrecht von der Stirnfläche abstehenden, mit Schlitzen versehenen Steg
zur Befestigung der Bewehrung ausgeführt ist.
[0011] Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Errichten einer
Tunnelinnenschale, wobei an einer Tunnelinnenfläche, vorzugsweise der Innenfläche
von Tübbingen, eine wasserundurchlässige Schicht befestigt wird, die in einem weiteren
Verfahrensschritt mit einer innen liegenden, bewehrten Betonschale versehen wird.
Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass vor dem Betonieren der Betonschicht die
Bewehrung der Betonschale mithilfe von fest mit der wasserundurchlässigen Schicht
verbundenen Halteelementen in eine definierte Abstandslage zur wasserundurchlässigen
Schicht gebracht wird.
[0012] Dabei kann einerseits in einem ersten Verfahrensschritt die Befestigung der wasserundurchlässigen
Schicht an einer Tunnelinnenfläche erfolgen, und in einem zweiten Verfahrensschritt
die Befestigung der Halteelemente an der wasserundurchlässigen Schicht. Dabei kann
wiederum die Befestigung der Halteelemente an der wasserundurchlässigen Schicht durch
Verschweißen oder Verkleben erfolgen, wobei die Befestigung der Halteelemente an der
wasserundurchlässigen Schicht zumindest abschnittsweise entlang einer Umfangs- oder
Längslinie der Tunnelinnenfläche erfolgt.
[0013] Andererseits kann aber auch in einem Verfahrensschritt die Befestigung der wasserundurchlässigen
Schicht mit den, bereits in einem voran gegangenen Verfahrensschritt fest mit der
wasserundurchlässigen Schicht verbundenen Halteelementen an einer Tunnelinnenfläche
erfolgen. Diese Vorgangsweise empfiehlt sich, wenn bereits ein wasserundurchlässiges
Beschichtungselement für die Beschichtung von Tunnelinnenwänden zur Verfügung steht,
das bereits im Zuge einer Vorfertigung von der Schichtebene abstehende Halteelemente
für die Befestigung einer Bewehrung aufweist.
[0014] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe der beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen hierbei die
Fig. 1 eine schematische Ansicht durch ein Tunnelprofil mit einer mehrschichtigen
Tunnelinnenschale umfassend eine erste Schale aus Tübbingen, eine wasserundurchlässige
Schicht, sowie eine bewehrte Betonschale,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Halteelemente, und
Fig. 3 eine Querschnitt der Halteelemente gemäß der Fig. 2 entlang der Linie A-A.
[0015] Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht durch
ein Tunnelprofil zeigt, wie es etwa durch einen Sprengvortrieb gewonnen wurde, oder
durch spezielle Bohrmaschinen, die eine Tunnelröhre durch das Gestein fräsen. Die
Tunnelröhre wird in weiterer Folge entweder mit einer Spritzbetonschicht versehen,
oder mit Tübbingen ausgekleidet. Es handelt sich dabei um Betonfertigteile, die durch
spezielle Arbeitsmaschinen an die Tunnelröhre gehoben und miteinander verschraubt
werden. Hierfür sind einerseits Erektorkonen vorgesehen, in die Dorne der Arbeitsmaschinen
eingreifen, um ein Hantieren mit den schweren Tübbingen zu ermöglichen, und andererseits
trapezförmige Schraubentaschen, die zur Aufnahme der Verbindungsschrauben dienen.
Die miteinander verschraubten Tübbinge bilden eine erste Schale 1, auf die in weiterer
Folge eine wasserundurchlässige Schicht 2 befestigt wird, zumeist über eine Verklebung.
Bei der wasserundurchlässigen Schicht handelt es sich um ein flexibles Kunststoffmaterial,
etwa aus PVC, einem flexiblen Polyolefin, einem weich eingestellten Polyethylen, z.B.
VLDPE (Very Low Density Polyethylene), oder Polypropylen. An die wasserundurchlässige
Schicht 2 schließt eine Betonschale 3 an, die zumeist aus Brandschutzgründen vorgesehen
ist. Die Betonschale wird dabei mit einer leichten Bewehrung mit einem Gewicht von
etwa 1.0-2.0 kg/m
2 versehen.
[0016] In diesen Fällen ist die Bewehrung nicht selbst tragend, sodass erfindungsgemäß nun
Halteelemente 4 (in der Fig. 1 nicht ersichtlich) vorgesehen sind. In der Fig. 2 ist
eine Ausführungsform eines solchen Haltelements 4 dargestellt, und in der Fig. 3 eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A der Fig. 2. Gemäß der gezeigten Ausführungsform
sind die Halteelemente 4 bandförmig mit einem T-Profil ausgeführt, wobei die Halteelemente
4 entlang ihrer, an der Tunnelinnenfläche anliegenden Stirnfläche 5 des T-Profils
mit der wasserundurchlässigen Schicht 2 verbunden sind, und ein Halteabschnitt 6 durch
den radial abstehenden, mit Schlitzen 7 versehenen Steg des T-Profils gebildet wird.
Im Halteabschnitt 6 können jeweils etwa Öffnungen 8 vorgesehen sein, die zur Befestigung
der Bewehrung dienen, etwa mithilfe von Drahtschlingen. Die Höhe des Steges, also
der Halteabschnitte 6, ist dabei variabel, und richtet sich nach den geplanten Vorgaben
der Betonschale 3. Sie wird einerseits mit ausreichender Höhe gewählt werden, um eine
Berührung der Bewehrung und der wasserundurchlässigen Schicht 2 zu vermeiden, und
andererseits nicht zu groß gewählt werden, um ungünstige Spannungsverhältnisse in
der Betonschale 3 zu vermeiden. In der Regel wird die Dicke der Betonschale 3 ein
Vielfaches der Höhe des Halteabschnittes 6 betragen.
[0017] Es sind aber auch andere Ausführungsformen für die Halteelemente 4 denkbar, etwa
in Form von Kegel, Zapfen, Zylinder, oder anderer Geometrien der Haltekörper.
[0018] Die Halteelemente 4 bestehen in der Regel aus demselben Material wie die wasserundurchlässige
Schicht 2, um ein Verschweißen zu ermöglich. Falls die Verbindung zwischen der wasserundurchlässigen
Schicht 2 und den Halteelementen 4 mittels einer Verklebung erfolgt, können auch unterschiedliche
Materialien gewählt werden. Die Schlitze 7 stellen dabei sicher, dass die bandförmig
ausgeführten Halteelemente 4 auch gekrümmt montiert werden können. Die Halteelemente
4 werden dabei an der wasserundurchlässigen Schicht 2 zumindest abschnittsweise etwa
entlang einer Umfangslinie der Tunnelinnenfläche montiert, insbesondere normal zur
Tunnellängsachse, um sie im Zuge des Tunnelvortriebs unmittelbar nach den Arbeitsgängen
der Montage der Tübbinge und der wasserundurchlässigen Schicht 2 befestigen zu können.
Es wäre zwar theoretisch auch eine Verlegung der Halteelemente 4 entlang der Tunnellängsachse
denkbar, in der Praxis wäre eine solche Vorgangsweise aber eher nachteilig.
[0019] Dabei kann einerseits in einem ersten Verfahrensschritt die Befestigung der wasserundurchlässigen
Schicht 2 an den Tübbingen der ersten Schale 1 erfolgen, und in einem zweiten Verfahrensschritt
die Befestigung der Halteelemente 4 an der wasserundurchlässigen Schicht 2. Andererseits
kann aber auch in einem Verfahrensschritt die Befestigung der wasserundurchlässigen
Schicht 2 mit den, bereits in einem voran gegangenen Verfahrensschritt fest mit der
wasserundurchlässigen Schicht 2 verbundenen Halteelementen 4 an den Tübbingen erfolgen.
Diese Vorgangsweise empfiehlt sich, wenn bereits ein wasserundurchlässiges Beschichtungselement
für die Beschichtung von Tunnelinnenwänden zur Verfügung steht, das bereits im Zuge
einer Vorfertigung von der Schichtebene abstehende Halteelemente 4 für die Befestigung
einer Bewehrung aufweist.
[0020] Die Bewehrung wird etwa mithilfe von Drahtschlingen, Ringen oder Klipsen an den Öffnungen
8 der Halteelemente 4 befestigt, sodass sie einerseits über eine definierte Abstandslage
zur wasserundurchlässigen Schicht 2 verfügt, und andererseits auch eine fixierte Struktur
darstellt, die das nachfolgende Errichten der Betonschale 3 sehr erleichtert.
[0021] Mithilfe der erfindungsgemäßen Halteelemente 4 wird die Errichtung der Bewehrung
der innen liegenden Betonschale 3 sehr erleichtert, wobei außerdem die Bewehrung so
fixiert wird, dass eine Beschädigung der wasserundurchlässigen Schicht 2 während des
Betonierens vermieden wird. Diese Maßnahmen sind dabei leicht zu verwirklichen, und
erhöhen den Arbeitsaufwand nicht übermäßig, sodass die Kosten somit niedrig gehalten
werden können.
1. Tunnelinnenschale, die eine an einer Tunnelinnenfläche, vorzugsweise an der Innenfläche
von Tübbingen, befestigte, wasserundurchlässige Schicht (2) umfasst, sowie eine innen
liegende, bewehrte Betonschale (3), dadurch gekennzeichnet, dass Halteelemente (4) vorgesehen sind, die jeweils mit der wasserundurchlässigen Schicht
(2) verbunden sind, sowie abstehende Halteabschnitte (6) aufweisen, an denen die Bewehrung
befestigt ist.
2. Tunnelinnenschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (4) jeweils durch Verschweißen oder Verkleben mit der wasserundurchlässigen
Schicht (2) verbunden sind.
3. Tunnelinnenschale nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (4) an der wasserundurchlässigen Schicht (2) zumindest abschnittsweise
entlang einer Umfangslinie der Tunnelinnenfläche verlaufen.
4. Tunnelinnenschale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (4) bandförmig mit einem T-Profil ausgeführt sind, wobei die Halteelemente
(4) entlang ihrer, an der Tunnelinnenfläche anliegenden Stirnfläche (5) des T-Profils
mit der wasserundurchlässigen Schicht (2) verbunden sind, und der Halteabschnitt (6)
durch den senkrecht von der Stirnfläche (5) abstehenden, mit Schlitzen (7) versehenen
Steg des T-Profils gebildet wird.
5. Halteelement (4) für die Errichtung einer Bewehrung einer Betonschale (3) für Tunnelinnenschalen
im Tunnelbau, dadurch gekennzeichnet, dass es als T-Profil mit einer Stirnfläche (5) zur Befestigung an einer wasserundurchlässigen
Schicht (2) der Tunnelinnenschale, sowie einem senkrecht von der Stirnfläche (5) abstehenden,
mit Schlitzen (7) versehenen Steg zur Befestigung der Bewehrung ausgeführt ist.
6. Verfahren zum Errichten einer Tunnelinnenschale, wobei an einer Tunnelinnenfläche,
vorzugsweise der Innenfläche von Tübbingen, eine wasserundurchlässige Schicht (2)
befestigt wird, die in einem weiteren Verfahrensschritt mit einer innen liegenden,
bewehrten Betonschale (3) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Betonieren der Betonschale (3) die Bewehrung der Betonschale (3) mithilfe
von fest mit der wasserundurchlässigen Schicht (2) verbundenen Halteelementen (4)
in eine definierte Abstandslage zur wasserundurchlässigen Schicht (2) gebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt die Befestigung der wasserundurchlässigen Schicht
(2) an einer Tunnelinnenfläche erfolgt, und in einem zweiten Verfahrensschritt die
Befestigung der Halteelemente (4) an der wasserundurchlässigen Schicht (2) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Halteelemente (4) an der wasserundurchlässigen Schicht (2) durch
Verschweißen oder Verkleben erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Halteelemente (4) an der wasserundurchlässigen Schicht (2) zumindest
abschnittsweise entlang einer Umfangslinie der Tunnelinnenfläche erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt die Befestigung der wasserundurchlässigen Schicht (2)
mit den, bereits in einem voran gegangenen Verfahrensschritt fest mit der wasserundurchlässigen
Schicht (2) verbundenen Halteelementen (4) an einer Tunnelinnenfläche erfolgt.