[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vortrieb einer Gleitschalung beim Ausbau
eines Stollens oder Tunnels gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 niedergelegten
Art, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
[0002] Bei den bisher bekannten Verfahren dieser Art wird ein starrer, aus Schalhaut und
Aussteifungen bestehender Schalungskörper mittels hydraulischer Pressen vorgeschoben,
die gegen Haltevorrichtungen abgestützt sind, die in der zurückliegenden, bereits
ausgeschalten Betonauskleidung des Stollens bzw. Tunnels eingespannt sind. Dabei ist
es prinzipiell wünschenswert, diesen Vortrieb der Gleitschalung möglichst kontinuierlich
mit einer Geschwindigkeit durchzuführen, die an die Aushärtgeschwindigkeit des in
den Ringraum zwischen der Ausbruchswandung des Tunnels
'bzw. einer dort angebrachten Außenschalung und der Schalhaut der Gleitschalung eingefüllten
bzw. eingepreßten Betons angepaßt ist.
[0003] Die Vorderseite des eben genannten Ringraums ist dabei mit einer einen Teil der Gleitschalung
bildenden Stirnschalung verschlossen, die sich im Regelfall mit der Gleitschalung
mitbewegt, zum Einbringen von Armierungen jedoch erforderlichenfalls bezüglich der
übrigen Gleitschalung alleine nach vorne verschoben werden kann.
[0004] Eine kontinuierlich vorrückende Gleitschalung muß zumindest eine solche axiale Länge
besitzen, daß der an ihrem hinteren Ende zur Ausschalung kommende Ortbeton eine genügende
Festigkeit erreicht hat, um den von außen her auf ihn ausgeübten Druck des umgebenden
Erdreichs zumindest kurzfristig, d.h. solange aufnehmen zu können, bis er durch eine
hinter der Gleitschalung eingebrachte Stützschalung abgestützt wird, die solange eingebaut
bleibt, bis der Beton seine endgültige Belastbarkeit erreicht hat.
[0005] Das bedeutet, daß die als quasi einstückiger Körper vorzutreibende Gleitschalung
zumindest in ihrem hinteren Bereich im Inneren eines sie umgebenden Rings aus Ortbeton
vorwärts bewegt werden muß, der bereits soweit ausgehärtet ist, daß er sich als unelastischer,
starrer Körper verhält. Da der Innendurchmesser bzw. die lichte Weite dieser starren
Betonringzone gewissen Fertigungstoleranzen unterliegt, kann es beim Vorschieben der
Gleitschalung zu hohen Zwangskräften kommen, da der Beton nicht mehr ausweichen kann.
Diese Zwangskräfte können zu einer Riß- und Bruchbildung im Ortbeton führen. Gleiches
gilt für die Zwangskräfte, die dann auftreten, wenn die in axialer Richtung relativ
lange Gleitschalung durch einen Stollen- bzw. Tunnelabschnitt mit einer gekrümmten
Längsachse vorgeschoben werden muß.
[0006] Diese bereits beim kontinuierlichen Vorschub der Gleitschalung auftretenden Probleme
werden noch verschärft, wenn es zu Stockungen bzw. einem Stillstand der Vorwärtsbewegung
der Gleitschalung kommt. In diesen Fällen kann es geschehen, daß die Gleitschalung
gerade solange nicht weiter vorgeschoben werden kann, bis der gesamte an ihr anliegende
Beton in etwa soweit ausgehärtet ist, daß er bei einem Wiederanfahren der Gleitschalung
den von dieser ausgeübten Kräften nicht mehr in plastischer oder elastischer Weise
nachzugeben vermag, andererseits aber zumindest in seinen vordersten Teilen noch nicht
fest genug ist, um allein die von außen wirkenden Kräfte aufzunehmen. Ein Abnehmen
der Gleitschalung in diesem Zustand ist also unzulässig und es ist zur Fortsetzung
der Betonierarbeiten erforderlich, die Gleitschalung aus ihrer gegebenen Position
heraus wieder in Bewegung zu setzen. Zu den hierbei unter Umständen über die gesamte
Länge der Gleitschalung hinweg auftretenden und somit erhöhten Zwangskräften treten
noch die Haftspannungen hinzu, die zwischen dem ausgehärteten Beton und der Schalungshaut
herrschen, so daß in diesen Fällen eine stark erhöhte Gefahr einer Rißbildung bzw.
eines Brechens des Ortbetons besteht.
[0007] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben,
bei dem die Gefahr einer Beschädigung des den Stollen bzw. Tunnel auskleidenden Betons
aufgrund von zwischen diesen Beton und der Gleitschalung beim Vorwärtsbewegen der
Gleitschalung auftretenden Kräften weitgehend verringert ist.
[0008] Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 (Verfahren) bzw.
im Anspruch 7 (Vorrichtung) niedergelegten Merkmale vor.
[0009] Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß der Schalungskörper überall dort, wo er
sehr genau positioniert werden muß, um kleine Fertigungstoleranzen zu erzielen, d.h.
also in dem Bereich, wo der Ortbeton gerade erst eingefüllt wird bzw. noch flüssig
oder nur sehr wenig erhärtet ist, in starrer Weise abgestützt werden kann, so daß
hier die Aufnahme auch sehr hoher Kräfte ohne eine Abweichung der Position der Schalhaut
von der Sollstellung möglich wird. Zwangskräfte zwischen Beton und Schalhaut können
in diesen Bereichen noch nicht auftreten, da hier der Beton ohne weiteres nachzugeben
vermag.
[0010] In den Bereichen dagegen, in denen der Beton bereits soweit ausgehärtet ist, daß
er von der Gleitschalung beim Vortrieb ausgeübten Kräften weder plastisch noch elastisch
nachgeben kann, in denen also die Gefahr einer Rißbildung oder eines Brechens des
Betons besteht, wird der Schalungskörper durch ein entsprechendes Abstützen mit Hilfe
der elastischen statt der starren Übertragungsglieder auf der Stützkonstruktion so
gelagert, daß er zwar immer noch die hohen Kräfte aufnimmt, die auf ihn von dem selbst
noch nicht tragfähigen Beton und dem diesen Beton umgebenden Erdreich ausgeübt werden,
daß er aber dann, wenn diese Kräfte aufgrund des Auftretens von Zwängungen oder Haftspannungen
ein vorgegebenes Maß übersteigen, in elastischer Weise nachgeben und somit eine übermäßige
Beanspruchung des starren, bruchgefährdeten Betons vermeiden kann.
[0011] Besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen, daß es sich
mit einem sehr geringen technischen Aufwand durchführen läßt und daß es wegen der
Vermeidung bzw. wesentlichen Verringerung der Zwangskräfte zwischen Beton und Gleitschalung
ein Durchfahren von Tunnel- bzw. Stollenabschnitten mit gekrümmter Längsachse beträchtlich
erleichtert.
[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit Vorteil bei zwei grundsätzlich verschiedenen
Vortriebsarten der Gleitschalung, nämlich sowohl beim kontinuierlichen als auch beim
diskontinuierlichen Vortrieb einsetzen.
[0013] Im ersten Fall sind nach Anspruch 2 die vorderen Teile des Schalungskörpers, die
mit der Zone des noch flüssigen bzw. nicht ausgehärteten Betons ständig mitwandern,
praktisch fortwährend starr abgestützt, während die hinteren Bereiche, die ständig
von einem bereits erstarrten Betonring umgeben sind, fortwährend über die elastischen
Übertragungsglieder auf der Stützkonstruktion aufliegen. Theoretisch könnte man also
hier im vorderen Bereich der Gleitschalung auf die elastischen und im hinteren Bereich
auf die starren Übertragungsglieder verzichten. Dies wird allerdings im allgemeinen
nicht zweckmäßig sein, da immer damit gerechnet werden muß, daß die Gleitschalung
für längere Zeit zum Stillstand kommt und dann erneut angefahren werden muß, was dann
einem diskontinuierlichen Vorschubbetrieb entspricht.
[0014] In diesem zweiten Fall kann gemäß Anspruch 3 die gesamte Gleitschalung zunächst starr
abgestützt werden; der Übergang zur elastischen Abstützung erfolgt über die gesamte
Länge der Gleitschalung entweder gleichzeitig oder nach und nach, wenn der an die
jeweiligen Bereiche angrenzende Beton eine ausreichende Festigkeit erreicht hat.
[0015] Vorteilhafterweise wird in den Bereichen, in denen der Beton bereits erstarrt ist,
nach Anspruch 4 spätestens dann zur elastischen Abstützung übergegangen, wenn die
bis dahin stehende Gleitschalung erneut in Bewegung gesetzt werden soll.
[0016] Nach Anspruch 5 ist ein gutes Kriterium-für das Umschalten von starrer auf elastische
Abstützung durch den Zeitpunkt gegeben, in dem der Beton in dem betreffenden Bereich
seine sogenannte Grünstandsfestigkeit erreicht hat. Das ist diejenige Festigkeit,
bei der das frisch gegossene Gewölbe zwar noch nicht selbsttragend die vorhandenen
Lasten übernehmen kann, aber doch so fest ist, daß die Gleitschalung kurzzeitig weggezogen
und durch eine nachfolgende Stützschalung ersetzt werden kann.
[0017] In diesem Stadium ist es erfindungsgemäß auch möglich, iann, wenn der Schalungskörper
gemäß Anspruch 11 in in Jmfangsrichtung nebeneinanderliegende Segmente unterteilt
ist, einzelne dieser Segmente kurzfristig vom Beton abzuheben und mit einem Gleitmittel
zu hinterspritzen, am die Haftspannungen zwischen Gleitschalung und ausgehärtetem
Beton weiter zu verringern.
[0018] Ein weiteres erhebliches Beschädigungsrisiko für die fertig gegossene Betonauskleidung
eines Stollens bzw. tunnels entsteht bei den herkömmlichen Vortriebsverfahren für
eine Gleitschalung dadurch, daß die zum Vorschieben der Schalung erforderlichen Kräfte
von hydraulischen Pressen aufgebracht werden, die sich an Widerlagern abstützen, die
in die eben erst fertiggestellte Betonauskleidung eingespannt werden. Diese Verankerung
erfolgt mehr oder weniger punktförmig, so daß an diesen Stellen von der Betonauskleidung
sehr hohe Reaktionsdrücke aufgenommen werden müssen, die zu einer Rißbildung oder
ähnlichen Beschädigungen des Betons führen können.
[0019] Um im Rahmen der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe dieses Risiko zu beseitigen,
ist gemäß Anspruch 6 vorgesehen, daß die Gleitschalung durch den Druck des hinter
die Stirnschalung eingepreßten Betons vorgeschoben wird. Als Widerlager dient dabei
die ganze bereits ausgehärtete Betonauskleidung, über deren Umfang die Reaktionskräfte
sehr gleichmäßig verteilt angreifen, so daß die örtlichen Druckbelastungen relativ
niedrig bleiben. Eine Beschädigung der bereits ausgehärteten Betonauskleidung ist
bei dieser Verfahrensweise ausgeschlossen.
[0020] Ein besonderer Vorteil dieser Vortriebsart ist darin zu sehen, daß sie zu einer sehr
guten und gleichförmigen Verdichtung des hinter die Stirnschalung eingepreßten flüssigen
Betons führt.
[0021] Damit sich hinter der Stirnschalung der zur Erzeugung der Vortriebskräfte erforderliche
Druck aufbauen kann, ist gemäß Anspruch 12 zwischen der äußeren Umfangskante der Stirnschalung
und der Ausbruchswandung des Stollens bzw. Tunnels bzw. einer dort angebrachten Außenschalung
eine Dichtvorrichtung vorgesehen; die zur Vermeidung eines Druckverlustes und einer
zu starken Abnutzung beim kontinuierlichen Vorschub der Gleitschalung gemäß Anspruch
13 aus wenigstens zwei in Vortriebsrichtung hintereinander angeordneten Dichtelementen
besteht, von denen immer eines unverschieblich an die Ausbruchswandung angepreßt ist
und sich dabei im Rahmen seiner Eigenelastizität aufgrund der Vorwärtsbewegung der
Stirnschalung verformt, während das oder die anderen Dichtelemente sich ohne Verformung
frei mit der Stirnschalung mitbewegen. Ist das momentan die Dichtfunktion ausübende
Dichtelement soweit verformt, daß es bei einer wesentlichen weiteren Relativbewegung
zwischen seiner mit der Stirnschalung fest verbundenen radialen Innenseite und seiner
fest an die Ausbruchswandung angepreßten radialen Außenseite anfan
gen würde, mit dieser Außenseite an der Ausbruchswandung entlangzureiben, so wird das
andere oder eines der anderen bis dahin nicht verformten Dichtelemente an die Ausbruchswandung
angepreßt, so daß es die Dichtfunktion übernimmt, während das bisher angedrückte Dichtelement
von der Ausbruchswandung zurückgenommen wird, so daß es sich in seine unverformte
Lage zurückbewegen kann.
[0022] Auf diese Weise kann also auch bei einer sich mit der gesamten Gleitschalung kontinuierlich
vorwärts bewegenden Stirnschalung ständig ein druckdichter Abschluß für den hinter
der Stirnschalung zwischen der Ausbruchswandung und der Schalhaut der Gleitschalung
eingeschlossenen Ringraum aufrechterhalten werden, ohne daß irgendwelche Dichtelemente
an der Ausbruchswandung bzw. der Außenschalung entlanggleiten.
[0023] Vorteilhafterweise werden die Dichtelemente von sich mit ihrer Längsachse in Richtung
des Umfangs der Stirnschalung erstreckenden Schläuchen gebildet, die durch eine Erhöhung
ihres Innendrucks_gegen die Ausbruchswandung angedrückt und durch eine Erniedrigung
dieses Innendrucks von der Ausbruchswandung zurückgezogen werden können.
[0024] Um eine großflächige Verbindung dieser Schläuche sowohl mit der Umfangskante der
Stirnschalung als auch mit der Ausbruchswandung sicherzustellen, weisen diese Schläuche
vorteilhafterweise im Radialschnitt gesehen ein rechteckiges Profil auf.
[0025] Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß diese Art des Vortriebs der Gleitschalung
auch dann ausgeführt werden kann, wenn der Schalungskörper der Gleitschalung nicht
sowohl in starrer als auch elastischer Weise auf der Stützkonstruktion abstützbar
ist.
[0026] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
Fig. 1 in schematisierter Weise in ihrer linken Hälfte einen Querschnitt durch einen
Tunnel mit kreisförmigem Profil und in ihrer rechten Hälfte einen Querschnitt durch
einen Tunnel mit rechteckigem Profil, wobei jeweils im Inneren des Tunnels eine erfindungsgemäße
Gleitschalung angeordnet ist,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Stollen bzw. Tunnel mit einer erfindungsgemäßen
Gleitschalung,
Fig. 3 ein Detail aus Fig. 2, wobei ein in der gleichen Richtung verlaufender Schnitt
durch eine an der Umfangskante der Stirnschalung angeordnete Dichtvorrichtung gemäß
der Erfindung wiedergegeben ist, und
Fig. 4 eine weitere Möglichkeit der erfindungsgemäßen Ausbildung von starren und elastischen
Übertragungsgliedern.
[0027] Bei der in Fig. 1 dargestellten, im Inneren eines Tunnels bzw. Stollens 1 angeordneten
Gleitschalung 2 besteht der eigentliche Schalungskörper aus einer am Beton 4 anliegenden
Schalhaut 5 und Aussteifungen bzw. Schalelementen 6, die der relativ dünnen Schalhaut
die zur Aufnahme der von außen einwirkenden Kräfte erforderliche Steifigkeit verleihen.
[0028] Zur Abstützung des von Schalhaut 5 und Aussteifungen 6 gebildeten Schalungskörpers
ist im Inneren des Stollens bzw. Tunnels eine Stützkonstruktion 7 vorgesehen, die
im vorliegenden Beispiel aus einzelnen in Längsrichtung voneinander beabstandeten
ringförmigen Stützelementen 8 gebildet wird, deren Form in Querrichtung an die Form
des Tunnelprofils angepaßt ist. In Längsrichtung sind diese Stützelemente 8 durch
Führungsholme 9 starr miteinander verbunden, die als Hohlprofile mit rechteckigem
Innenquerschnitt ausgebildet sind.
[0029] Die Übertragung der auf den aus Schalhaut 5 und Aussteifungen 6 bestehenden Schalungskörper
von außen her durch die Last des Betons 4 und des diesen von außen umgebenden Erdreichs
ausgeübten Kräfte auf die Stützelemente 8 sind zwischen den Aussteifungen 6 und den
Stützelementen 8 an geeignten Stellen jeweils Gruppen von Übertragungsgliedern 11
bzw. 12 angeordnet, wobei jede dieser Gruppen wenigstens ein die Kräfte von der zugehörigen
Aussteifung 6 an das betreffende Stützelement 8 im Betrieb in starrer Weise weitergebendes
Übertragungsglied 11 und parallel hierzu wenigstens ein diese Kräfte im Betrieb in
elastischer Weise weitergebendes Übertragungsglied 12 umfaßt.
[0030] Bei dem in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel werden die starren
Übertragungsglieder 11 von hydraulischen Kolben bzw. Pressen gebildet, die in Querrichtung
des Tunnels gesehen jeweils zwischen zwei die elastischen Übertragungsglieder 12 bildenden
Gummisilent-Blöcken angeordnet sind. Dabei sind die Abmessungen der Gummisilent-Blöcke
12 so getroffen, daß die hydraulischen Kolben bzw. Pressen 11 im ausgefahrenen Zustand
vollständig die Abstützung der Aussteifungen 6 auf den Stützelementen 8 übernehmen,
so daß in diesem Betriebszustand eine starre Kraftübertragung gewährleistet ist.
[0031] Durch eine in Fig. 1 nicht dargestellte Drucksteuerungsvorrichtung können jedoch
die hydraulischen Kolben 11 drucklos gemacht werden, so daß die neben ihnen angeordneten
Gummisilent-Blöcke 12 die vom Beton und dem Gebirge auf den Schalungskörper ausgeübten
Kräfte in elastischer Weise auf die Stützelemente 8 übertragen.
[0032] Die jeweils an einem Stützelement 8 angeordneten hydraulischen Kolben bzw. Pressen
11 können durch eine (nicht dargestellte) Druckleitung so miteinander verbunden sein,
daß sie gleichzeitig unter Druck gesetzt oder druckfrei gemacht werden können. Alternativ
hierzu kann vorgesehen sein, daß die hydraulischen Pressen bzw. Zylinder 11 eines
Stützelementes 8 einzeln oder gruppenweise steuerbar sind.
[0033] Die Druckverhältnissse von auf verschiedenen Stützelementen 8 angebrachten hydraulischen
Kolben bzw. Pressen 11 sind vorzugsweise voneinander unabhängig steuerbar..
[0034] Wie man der Fig. 1 weiterhin entnimmt, ist sowohl bei einem kreisförmigen bzw. abgerundeten
als auch bei einem eckigen Stollen- bzw. Tunnel-Querschnittsprofil der Schalungskörper
in Umfangsrichtung in einzelne Segmente 14 unterteilt. Das bedeutet, daß zunächst
einmal die Schalhaut 5 in Umfangsrichtung gesehen aus einzelnen Schaltafeln 15 besteht,
die in Umfangsrichtung unmittelbar aneinander anschließend angeordnet sind. Die zwischen
diesen einzelnen Schaltafeln 15 bestehenden Fugen sind durch Dichtungen 16 aus Kunststoff
oder Gummi überbrückt, wodurch eine gewisse Relativbeweglichkeit der Schaltafeln gegeneinander
ermöglicht wird. Weiterhin bestehen auch die Aussteifungen 6 aus einzelnen in Umfangsrichtung
des Tunnels nebeneinander angeordneten Aussteifungselementen 17, die jeweils einer
Schaltafel 15 zugeordnet sind.
[0035] Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Beispiel ist jedes Aussteifungselement 17 über
zwei Gruppen von Übertragungsgliedern 11 und 12 an einem entsprechenden Stützelement
8 abgestützt.
[0036] Wie man insbesondere der Fig. 2 entnimmt, wird der zwischen der Tunnel- bzw. Stollen-Ausbruchswandung
3 bzw. einer Außenschalung und der Schalhaut 5 eingeschlossene ringförmige Hohlraum
an seinem vorderen Ende durch eine Stirnschalung 20 verschlossen, die aus den eigentlichen
Schalungselementen 21 und einer diese Schalungselemente tragenden Ringkonstruktion
22 besteht. Der Stirnschalungsring 22 ist über Längsträger 23 mit der aus den Stützelementen
8 bestehenden Stützkonstruktion 7 der Gleitschalung 2 dadurch verbunden, daß die Längsträger
23 in den Längsholmen 9 der Stützkonstruktion 7 in Längsrichtung verschieblich geführt
sind.
[0037] Im allgemeinen sind dabei die Längsträger 23 mit den Längsholmen 9 starr verbunden,
so daß die gesamte Gleitschalung wie ein einstückiger Körper vorgetrieben werden kann.
[0038] Lediglich für die Fälle, in denen ein Teilabschnitt der zu betonierenden Tunnelwand
mit Armierungen versehen wer- den muß, kann die starre Verbindung zwischen der/Stirnschalung
20 und der Stützkonstruktion 7 gelöst und die Stirnschalung 20 mit Hilfe von nicht
dargestellten, zwischen den Längsträgern 23 und den Längsholmen 9 wirkenden pneumatischen
oder hydraulischen Pressen bezüglich der Stützkonstruktion 7 alleine vorgeschoben
werden.
[0039] In all den Fällen, in denendiesnicht erforderlich ist, bleiben die Stirnschalung
20 und die Stützkonstruktion 7 fest miteinander verbunden. Hierdurch wird es möglich,
die gesamte Gleitschalung mit Hilfe des Drucks des flüssigen Betons voranzuschieben,
der durch eine Betonpumpe 2'5 über Druckleitungen 26 vom Stirnende her in den zwischen
Tunnelinnenwandung 3 und Schalhaut 5 eingeschlossenen ringförmigen Hohlraum 31 eingepreßt
wird. Dabei dient im wesentlichen der diesen Ringraum nach hinten abschließende, bereits
ausgehärtete Ortbeton 4 als Widerlager.
[0040] Diese Vortriebsart ist vor allem deswegen besonders vorteilhaft, weil sie es unnötig
macht, innerhalb des fertigbetonierten Tunnelquerschnitts irgendwelche Widerlager
zum Vorschieben der Gleitschalung 2 vorzusehen, wodurch die hiermit verbundene räumliche
Beengung und auch die dabei entstehende Beschädigungsgefahr für den bereits fertiggestellten
Ortbeton vermieden werden. Auch läßt sich auf diese Weise eine außerordentlich gute.Kompri-.
mierung bzw. Verdichtung des frisch in den Ringhohlraum 31 zwischen Tunnelausbruchswandung
3 und Schalhaut 5 eingefüllten flüssigen Betons erzielen.
[0041] In Fig. 3 ist die in Fig. 2 nur pauschal eingezeichnete Dichteinrichtung 27 im vergrößerten
Maßstab so dargestellt, daß ihr erfindungsgemäßer Aufbau deutlich wird. Die erfindungsgemäße
Abstützung des aus Schalhaut 5 und Aussteifungen 6 bestehenden Schalungskörpers auf
den Stützelementen 8 über zueinander parallel angeordnete, wahlweise in Betrieb nehmbare
starre und elastische Übertragungsglieder 11 bzw. 12 kann nicht nur unabhängig davon
vorgenommen werden, ob der Vortrieb der Gleitschalung 2 kontinuierlich oder diskontinuierlich
erfolgt, sondern auch unabhängig davon, ob er in an sich bekannter Weise mit Hilfe
von hydraulischen oder pneumatischen Pressen durchgeführt wird, die sich einerseits
an im fertig ausgebauten Tunnel angebrachten Widerlagern und andererseits an der Stützkonstruktion
7 abstützen, oder ob die Vortriebskräfte in der erfindungsgemäß besonders bevorzugten
Weise durch den Druck des hinter die Stirnschalung 20 eingepreßten flüssigen Betons
erzeugt werden.
[0042] Im letzteren Fall ist es wichtig., daß, wie in Fig. 3 dargestellt, eine gute Dichtung
zwischen der Ausbruchswandung 3 des Tunnels oder Stollens bzw. der dort angebrachten
Außenschalung und der Umfangskante der Stirnschalung 20 aufrechterhalten wird. Diese
Dichtung muß einerseits fest genug sein, um den erforderlichen Druckaufbau hinter
der Stirnschalung 20 zu ermöglichen und andererseits die nötige Flexibilität besitzen,
um ein Vorwärtsbewegen der Gleitschalung 2 zu ermöglichen und dabei einen Ausgleich
zwischen der im wesentlichen starren und unveränderlichen Außenkante der Stirnschalung
20 und der aufgrund von Fertigungs- bzw. Arbeitstoleranzen nicht völlig gleichmäßigen
Innenkontur der Ausbruchswandung 3 bzw. der dort angebrachten Außenschalung sicherzustellen.
[0043] Gemäß der Erfindung dient hierzu eine Dichteinrichtung 27, die ein erstes, sich in
Umfangsrichtung der Stirnschalung 20 erstreckendes, in seinem in Fig. 3 dargestellten
Querschnitt rechteckiges, aufblasbares Schlauchelement 28 umfaßt, das in seinem radial
inneren Bereich fest mit der Stirnschalung 20 verbunden ist und über deren radiale
Außenkante im aufgeblasenen Zustand soweit vorsteht, daß es mit seiner radialen Außenfläche
fest gegen die Ausbruchswandung 3 des Tunnels angepreßt ist.
[0044] Wird nun bei fortschreitendem Ausbau des Tunnels die Gleitschalung 2 und mit ihr
die Stirnschalung 20 in Richtung des Pfeils V vorgetrieben, so muß zumindest bei einem
kontinuierlichen Vortrieb das Schlauchelement 28 während der Vorwärtsbewegung an die
Ausbruchswandung 3 angepreßt bleiben, damit der diese Vorwärtsbewegung bewirkende
Druck hinter der Stirnschalung 20 aufrechterhalten wird. Dies führt zunächst zu der
in Fig. 3 wiedergegebenen Verformung des Schlauchelementes 28. Damit bei einer weiteren
Vorwärtsbewegung der Stirnschalung 20 in Richtung des Pfeiles V die radial äußere
Fläche des Schlauchelementes 28 nicht an der Ausbruchswandung 3 entlangreibt, was
zu einem Druckverlust hinter der Stirnschalung 20 führen könnte und einen sehr starken
Verschleiß des Schlauchelementes 28 zur Folge hätte, ist gemäß der Erfindung in axialer
Richtung neben dem ersten Schlauchelement 28 wenigstens ein weiteres, prinzipiell
genauso aufgebautes Schlauchelement 29 an der Umfangskante der Stirnschalung 20 befestigt.
Dieses zweite Schlauchelement 29 bleibt solange drucklos und liegt somit so lange
nicht an der Ausbruchswandung 3 an, wie das erste Schlauchelement 28 unter Druck steht
und die erforderliche Dichtfunktion übernimmt. Erst wenn das unter Druck stehende
und deshalb an der Ausbruchswandung 3 anliegende erste Schlauchelement 28 aufgrund
der Vorwärtsbewegung der Stirnschalung 20 soweit verformt worden ist, daß es bei einer
weiteren Vorwärtsbewegung der Stirnschalung anfangen würde, an der Ausbruchswandung
3 entlangzureiben wird das zweite Schlauchelement 29 unter Druck gesetzt, so daß es
sich in dichtender Weise an die Ausbruchswandung 3 anlegt. Hierauf wird der Druck
im ersten Schlauchelement 28 soweit abgesenkt, daß es sich in radialer Richtung verkürzt
und von der Ausbruchswandung 3 freikommt. Aufgrund seiner Elastizität wird dabei die
in Fig. 3 dargestellt Verformung des Schlauchelementes 28 rückgängig gemacht und es
nimmt wieder seine Ausgangslage ein, die in Fig. 3 für das Schlauchelement 29 und
ein drittesaxial hinter dem Schlauchelement 29 angeordnetes Schlauchelement 30 dargestellt
ist. Bei der weiteren Vorwärtsbewegung der Stirnschalung 20 wird das nunmehr an der
Ausbruchswandung 3 anliegende zweite Schlauchelement 29 in der in Fig. 3 für das Schlauchelement
28 wiedergegebenen Weise verformt. Ist diese Verformung soweit fortgeschritten, daß
auch hier wieder ein Entlangrutschen der Außenfläche des Schlauchelementes 29 an der
Ausbruchswandung 3 einsetzen könnte, wird das dritte Schlauchelement 30 unter Druck
gesetzt, das nunmehr die Dichtfunktion übernimmt, während das Schlauchelement 29 wieder
entlastet wird.
[0045] Somit läßt sich also durch ein in Richtung des Pfeiles D, d.h. entgegengesetzt zur
Vortriebsrichtung V erfolgendes, alternierendes Unterdrucksetzen der an der Umfangskante
der Stirnschaltung 20 angebrachten Schlauchelemente 28, 29 und 30 auch bei einem kontinuierlichen
Vortrieb der Gleitschalung 2 ein ständig dichter Abschluß des zwischen Ausbruchswandung
3, Stirnschalung 20 und Schalhaut 5 der Gleitschalung 2 eingeschlossenen Ringraumes
zur Aufrechterhaltung des dort herrschenden Vortriebs-Drucks sicherstellen, ohne daß
es zu einem Entlangreiben der Dichteinrichtung 27 an der Ausbruchswandung 3 des Tunnels
oder Stollens kommt.
[0046] Erfindungsgemäß muß bei der Anwendung dieses Vortriebsverfahrens auch eine druckdichte
Verbindung zwischen der Stirnschalung 20 und dem sich von ihr aus axial nach hinten
erstreckenden Schalungskörper 5, 6 bestehen. Erfindungsgemäß kann auch eine Unterteilung
der Stirnschalung in Segmente vorgesehen werden, denen der Beton jeweils getrennt
zugeführt wird. In vorteilhafter Weise kann dabei für die Schlauchelemente eines jeden
Segmentes eine eigene Drucksteuerung vorgesehen werden, um eine gewisse Richtungssteuerung
der Stirnschalung 20 zu ermöglichen, wenn diese beispielsweise in einem Tunnel bzw.
Stollen mit gekrümmter Längsachse vorwärts geschoben werden soll.
[0047] In Fig. 4 ist eine weitere Möglichkeit der erfindungsgemäßen Ausbildung der zwischen/
Schalungskörper 5, 6 und den Stützelementen 8 der Stützkonstruktion 7 angeordneten
starren und elastischen Übertragungsglieder wiedergegeben.
[0048] Wie man der Fig. 4 entnimmt, umfaßt die ein starres Übertragungsglied 11 bildende
hydraulische Presse einen in einem Zylinder 2 hin- und herverschieblichen, doppelt
wirkenden Kolben 33, der einen beispielsweise gegen eine Aussteifung 6 anpreßbaren
und von dieser zurückziehbaren Stempel 34 trägt, während der Zylinder 32 mit einer
Grundplatte 40 verbunden ist, die beispielsweise auf einem Stützelement 8 aufliegt.
Der Innenraum des Zylinders 32 kann entweder vor oder hinter dem Kolben 33 über Leitungen
35 bzw. 36 mit einer Druckquelle 37 verbunden werden, um den Stempel 34 gegen die
Aussteifung 6 anzudrücken oder ihn von der Aussteifung zurückzuziehen. Von der Leitung
35 führt ein Abzweig über einen Absperrhahn 38 zu einem Gaspolster 39, das parallel
zur hydraulischen Presse 11 anstelle von oder zusätzlich zu den in den Fig. 1 und
2 dargestellten Gummisilent-Blöcken 12 als elastisches Übertragungsglied zwischen
dem Schalungskörper 5, 6 und der Stützkonstruktion 7 angeordnet sein kann. Mit Hilfe
des Absperrhahnes 38 ist es möglich, die von der Hydraulikpumpe 37 zum Gaspolster
39 führende Leitung abzusperren und im Hydraulikzylinder 32 den für die starre Abstützung
des Schalungskörpers 5, 6 erforderlichen Hydraulikdruck aufzubauen. Wenn dann der
Absperrhahn 38 geöffnet wird, ist durch die Verbindung zum Gaspolster 39 eine elastische
Abstützung gewährleistet. Durch diese Anordnung kann auch im Fall der elastischen
Abstützung der gleiche Druck wie bei der starren Abstützung aufrechterhalten werden,
wobei der wesentliche Unterschied darin besteht, daß bei der elastischen Abstützung
diesen Druck übersteigende Kräfte, die beispielsweise bei zwischen Gleitschalung 2
und erhärtetem Beton 4 auftretenden Zwängungen erzeugt werden, durch elastische Verformungen
aufgenommen werden können.
1. Verfahren zum Vortrieb einer Gleitschalung beim Ausbau eines Stollens oder Tunnels,
die einen sich in Längsrichtung des Stollens oder Tunnels und im wesentlichen parallel
zu dessen Ausbruchswandung erstreckenden Schalungskörper, eine die Vorderseite des
zwischen der Ausbruchswandung des Stollens oder Tunnels bzw. einer dort angebrachten
Außenschalung und dem Schalungskörper eingeschlossenen Ringraumes abschließende Stirnschalung
und eine zumindest den Schalungskörper tragende Stützkonstruktion umfaßt, dadurch
gekennzeichnet , daß zumindest im Deckenbereich des Stollens oder Tunnels die Teile
des Schalungskörpers, die mit flüssigem Beton hinterfüllt werden sollen, und die Teile
des Schalungskörpers, die an noch nicht erhärtetem Beton anliegen, an der Stützkonstruktion
starr abgestützt werden und daß nach einer ausreichenden Aushärtung des Betons zu
einer elastischen Abstützung des Schalungskörpers an der Stützkonstruktion übergegangen
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Gleitschalung mit einer an die Aushärtgeschwindigkeit
des Betons angepaßten Geschwindigkeit kontinuierlich vorgetrieben wird, dadurch gekennzeichnet.
, daß die vorderen Teile des Schalungskörpers im Bereich des noch flüssigen oder noch
nicht ausreichend erhärteten Betons starr und die hinteren Teile des Schalungskörpers
im Bereich des ausreichend ausgehärteten Betons elastisch an der Stützkonstruktion
abgestützt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Gleitschalung diskontinuierlich vorgetrieben
wird, dadurch gekennzeichnet , daß für die zunächst starr abgestützten Teile des Schalungskörpers
nach einem ausreichendem Erhärten des an ihnen anliegenden Betons zu einer elastischen
Abstützung übergegangen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Übergang zur elastischen
Abstützung spätestens vor dem Wiederanfahren einer zeitweise stillstehenden Gleitschalung
erfolgt.
5. Verfahren zum Vortrieb einer Gleitschalung beim Ausbau eines Stollens oder Tunnels,
die einen sich in Längsrichtung des Stollens oder Tunnels und im wesentlichen parallel
zu dessen Ausbruchswandung erstreckenden Schalungskörper, eine die Vorderseite des
zwischen der Ausbruchswandung bzw. einer dort angebrachten Außenschalung und dem Schalungskörper
eingeschlossenen Ringraumes abschließende Stirnschalung und eine zumindest den Schalungskörper
tragende Stützkonstruktion umfaßt, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Gleitschalung mit Hilfe des Drucks des in
den hinter der Stirnschalung befindlichen Teil des Ringraums eingepreßten Betons vorwärts
bewegt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zur Abstützung zumindest von Teilen des Schalungskörpers
(5,6) an der Stützkonstruktion (7) sowohl starre (11) als auch elastische (12) Übertragungsglieder
zwischen Schalungskörper (5,6) und Stützkonstruktion (7) zueinander parallel wirkend
angeordnet sind und daß eine eine wahlweise Inbetriebnahme entweder der starren (11)
oder der elastischen (12) Ubertragungsglieder ermöglichende Umschalteinrichtung vorgesehen
ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die starren Ubertragungsglie- der von hydraulischen Pressen (11) gebildet sind und daß die elastischen
Übertragungsglieder Gummisilent-Blöcke (12) oder pneumatisch oder hydraulisch anpreßbare
Polster (39) umfassen.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schalungskörper (5, 6) in einzelne in Umfangsrichtung nebeneinander liegende Segmente
(14) unterteilt ist, deren Fugen durch eine gewissen Relativbewegung der einzelnen
Segmente (14) zulassende Dichtelemente (16) überbrückt sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Außenkante der Stirnschalung (20) und der Ausbruchswandung (3) des Stollens
oder Tunnels bzw. einer dort angebrachten Außenschalung eine Dichteinrichtung (27)
angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichteinrichtung
(27) aus wenigstens zwei in Vortriebsrichtung hintereinander angeordneten, sich in
Umfangsrichtung der Stirnschalung (20) erstreckenden, im nicht aufgeblasenen Zustand
gegen die Ausbruchswandung (3) bzw. gegen die Außenschalung verschieblichen, im aufgeblasenen
Zustand fest an der Ausbruchswandung (3) bzw. der Außenschalung anliegenden Schläuchen
(28, 29, 30) besteht, und daß diese Schläuche (28, 29, 30) einzeln aufblasbar bzw.
entlüftbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnschalung
(20) in Segmente unterteilt ist, denen der flüssige Beton jeweils getrennt zuführbar
ist, und daß die Schläuche (28, 29, 30) eines jeden Segmentes der Stirnschalung (20)
für eine Richtungssteuerung der Gleitschalung (2) unabhängig von den Schläuchen (28,
29, 30) aller übrigen Segmente der Stirnschalung (20) mit Druck beaufschlagbar bzw.
entlüftbar sind.