[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Bauwerks,
vorzugsweise eines Tunnels, mit geringer Überdeckung unter Gleisanlagen o.dgl., bei
dem in einer Startbaugrube der erste Bauwerks- oder Tunnelabschnitt betoniert, dieser
erste Bauwerks- oder Tunnelabschnitt unter Abbau des Erdreichs an der Ortsbrust in
dessen vorderem Bereich vorgeschoben, nach Vorschub dieses ersten Bauwerks- oder Tunnelabschnitts
um eine Abschnittlänge in der Startbaugrube der zweite Bauwerks- oder Tunnelabschnitt
erstellt und der erste Abschnitt weiter vorgeschoben und der zweite Abschnitt nachgeschoben
wird und so fort bis zur Fertigstellung des Bauwerks oder Tunnels durch Erstellen,
Vor- und Nachschieben sämtlicher Abschnitte.
[0002] Um behinderungsfreie Kreuzungen von Schienenverkehrswegen und Straßen zu schaffen,
werden die Straßen in Tunnels unter den Gleiskörpern hindurchgeführt, wobei eine möglichst
geringe Tunneltiefe angestrebt wird, um die Steigungen im Tunnelbereich möglichst
gering halten zu können. Besondere Probleme bei der Erstellung derartiger Straßentunnels
ergeben sich jedoch, wenn der Gleiskörper beispielsweise in Bahnhofsnähe aus zahlreichen
nebeneinanderliegenden Gleissträngen besteht und der Eisenbahnverkehr während des
Baus des Tunnels mit möglichst geringer Beeinträchtigung aufrechterhalten werden soll.
Werden nämlich nach dem eingangs beschriebenen Verfahren die Tunnelabschnitte mit
nur geringer Überdeckung unter dem Gleiskörper hindurchgeschoben, müssen besondere
Maßnahmen getroffen werden, daß im Abbaubereich an der Ortsbrust das überdeckende
Erdreich weder hereinbricht noch Verformungen und Verschiebungen im Gleisbereich auftreten.
Durch das Vorschieben der Tunnelabschnitte können Druckkräfte in die überdeckende
Schicht eingeleitet werden, die zu einem Aufwölben, Verschieben oder Verwerfen der
überdeckenden Schichten führen können, so daß Verformungen des Gleiskörpers entstehen
können, die eine ungestörte Aufrechterhaltung des Eisenbahnverkehrs weitgehend unmöglich
machen.
[0003] Es ist bereits vorgeschlagen worden, unter dem Gleiskörper durch feldweisen Ausbau
des Schotterunterbaus, der Schwellen und Schienen und Ausheben von flachen Baugruben
Stahlplatten anzuordnen, auf die sodann der Schotterunterbau, die Schwellen und die
Schienen wieder eingebaut werden, wobei der Aus- und Einbau abschnittweise erfolgt
und an die erste Stahlplatte nach Ausheben benachbarte Felder bildende Baugruben durch
Schweißen weitere Stahlplatten anzuschließen, bis sich eine den gesamten zu untertunnelnden
Bereich überdeckende Stahlplatte ergibt. Eine derartige, den zu untertunnelnden Bereich
abstützende Stahlplatte hat aber den Nachteil, daß sie infolge des geringen Reibwertes
zwischen Blech und Erdreich durch besondere Befestigungen, beispielsweise durch niedergebrachte
Pfähle, gesichert werden muß, um ein Verschieben infolge der in diese eingeleiteten
Kräfte beim Vorschub der Tunnelabschnitte zu verhindern. Selbst ein verschiebungssicheres
Verankern der Stahlplatte vermag jedoch noch nicht zu verhindern, daß es im Abbaubereich
an der Ortsbrust zu Verformungen kommen kann. Denn die Stahlbleche vermögen aufgrund
ihrer Flexibilität keine ausreichend lange Stützlänge zu überbrükken, in deren Schutz
ein Abbau des Erdreichs an der Ortsbrust möglich wäre, ohne daß Bewegungen in der
die Stahlplatte überdeckenden Schicht zu befürchten wären. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß zusätzlich durch den aufrechtzuerhaltenden Eisenbahnverkehr beträchtliche Vertikalkräfte
in die überdeckenden Schichten und damit auch auf die Stahlplatte wirken.
[0004] Es ist bekannt, nach dem eingangs angegebenen Verfahren Tunn 1- abschnitte unter
Gleiskörper vorzuschieben, wobei der Abbau des Erdreiches an der Ortsbrust durch sogenannte
Messerschilde erfolgt. Bei derartigen Messerschilden werden im Firstbereich nebeneinander
liegende Messer ausgefahren, die den Abbaubereich überbrücken und abstützen. Der
Aushub des Erdreichs an der Ortsbrust durch vor dem ersten Tunnelabschnitt vorzuschiebende
Messerschilde bedeutet aber eine zusätzliche erhebliche Investition, durch die die
Herstellung des Straßentunnels verteuert wird.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung
eines Tunnels mit geringer Überdeckung unter Gleisanlagen o. dgl. der eingangs angegebenen
Art zu schaffen, bei dem während des Aushebens des Erdreichs an der Ortsbrust und
des Vorschiebens der Tunnelabschnitte Bewegungen im überdeckenden Erdreich und den
Gleisanlagen vermieden sind.
[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art dadurch
gelöst, daß die Schienen mit Schwellen und Schotterunterbau abschnittweise ausgebaut
werden, daß eine flache Grube ausgehoben und in diese eine ein Feld abdeckende Stahlbetonplatte
eingebaut wird, daß auf die Stahlbetonplatte sodann das Schotterbett wieder aufgebracht
wird und die Schwellen und Schienen wieder eingebaut werden, daß anschließend nacheinander
in benachbarten Feldern der Schotterunterbau und die Schienen und Schwellen abschnittweise
ausgebaut und flache Baugruben ausgehoben werden, daß in diesen die anschließenden
Felder abdeckende und an die erste Stahlbetonplatte anbetonierte Stahlbetonplatten
erstellt und das Schotterbett und die Schwellen und Schienen wieder eingebaut werden
und so fort bis der zu untertunnelnde Bereich mit Überlappung von einer durchgehenden
Betonplatte überdeckt ist und daß nach Erstellung dieser eine Gleissicherung bildenden
Betonplatte ausgehend von der Startbaugrube die in dieser erstellten Tunnelabschnitte
unter der durchgehenden Betonplatte vorgeschoben werden.
[0007] Nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag erfolgt das abschnittweise Ausbauen des Schotterunterbaus,
der Schwellen und der Schienen sowie das Betonieren der ein Feld abdeckenden Platte
und das anschließende Einbauen des Schotters, der Schwellen und der Schienen in Zeiten,
in denen kein oder nur ein geringer Eisenbahnverkehr stattfindet, so daß der Eisenbahnverkehr
durch Umleiten auf andere, nicht von dem abschnittweisen oder feldweisen Einbau der
Stahlbetonplatte erfaßten Gleisen aufrechterhalten werden kann. Die durchgehende
Platte wird in einzelnen, aneinandergrenzenden Feldern errichtet, wobei die einzelnen
Feldplatten an die sich ausbreitende Platte anbetoniert werden. Durch die abschnittweise
oder feldweise vergrößerte Platte wird der gesamte zu untertunnelnde Bereich mit
ausreichender Überlappung unterfangen, so daß nach Fertigstellung der Platte unter
dieser das Tunnelbauwerk erstellt werden kann, ohne daß Bewegungen in der überdeckenden
Schicht und im Gleisbereich zu befürchten sind. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte Stahlbetonplatte wird so breit hergestellt, daß sie mit ausreichender
Stützlänge in das Erdreich beidseits des Tunnelbauwerks ragt. Die erfindungsgemäße
Stützplatte aus Stahlbeton bedarf keiner besonderen Verankerung im Erdreich, da sie
aufgrund ihrer Eigenschaften unverschiebbar gehalten ist. Die Stützplatte leitet
die aus dem Vorschub der einzelnen Tunnelabschnitte auf sie einwirkenden Kräfte in
Bereichen außerhalb des jeweils vorzuschiebenden Blockes durch Reibung in den Baugrund
ab, so daß deren Verschiebung und Bewegung unter den Vorschubkräften der Tunnelabschnitte
nicht zu befürchten ist.
[0008] Eine weitere Eigenschaft der Stahlbetonplatte ist ihre Biegesteifigkeit. Sie vermindert
den Einfluß der Auflasten auf die Standsicherheit der Ortsbrust. Dadurch kann das
Ausbruchsmaterial mit steileren Böschungen abgebaut werden. Weiterhin vermag die
erfindungsgemäße Stützplatte aus Stahlbeton ausreichend lange Hohlräume zu überbrücken,
so daß eine Absenkung der überdeckenden Schicht und der Gleise im Abbaubereich an
der Ortsbrust nicht zu befürchten ist. Hohlräume können entstehen bei dem Beseitigen
von Hindernissen, z.B. von Resten alter Fundamente o. dgl.
[0009] Werden besonders hohe Ansprüche an die Genauigkeit der Höhenlage des Tunnels gestellt,
kann eine Vorschubgleitbahn für die Tunnelabschnitte in der Startbaugrube erstellt
werden, auf der die Tunnelabschnitte erstellt und anschließend vorgeschoben werden.
Die Vorschubgleitbahn kann im Voraus über die ganze Länge, beispielsweise im Schutz
von vorgepreßten Rohren, oder aber auch abschnittweise hergestellt werden.
[0010] Die abschnitt- oder feldweise eingebaute Betonplatte kann eine Dicke von 20 bis 30
cm aufweisen. Zweckmäßigerweise bestehen die feldweise eingebauten und mit der sich
fortschreitend ver breiternden Stahlbetonplatte verbundenen Stahlbetonplatten aus
nebeneinander verlegten Stahlbetonfertigteilplatten, wobei die Fugen oder Lücken zum
Anschluß der Stahlbetonfertigteilplatten ausbetoniert werden.
[0011] Ist die die Gleisanlagen unterfangende und den zu untertunnelnden Bereich überdeckende
Stahlbetonplatte erstellt, wird mit der Herstellung des Tunnelbauwerks begonnen. Dabei
wird zunächst eine Anfahr- oder Startbaugrube errichtet und in dieser der erste Tunnelabschnitt
auf Gleitbahnen erstellt. Um diesen ersten Tunnelabschnitt vorschieben zu können,
muß die Startbaugrube auf ihrer Rückseite mit entsprechenden Widerlagern versehen
werden. Auf einer zuvor erstellten Gleitbahn wird dann der erste erstellte Tunnelabschnitt
vorgeschoben, wobei das Erdreich an der Ortsbrust durch übliche Abbaugeräte abgebaut
und abtransportiert wird.
[0012] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Bauwerks- oder Tunnelabschnitte derart
vorgeschoben werden, daß sich deren oberen Deckplatten unmittelbar auf der eingebauten
in Ruhe befindlichen Stahlbetonplatte abstützen. Zweckmäßigerweise wird bei diesem
Verfahren zur Reibungsverminderung auf die Deckplatte des vorzuschiebenden Bauwerks-
oder Tunnelabschnitts eine Stahlplatte befestigt. Da sich der vorzuschiebende Tunnelabschnitt
unmittelbar auf der Unterseite der Stahlbetonplatte abstützt, sind Hebungen und Setzungen
der Stahlbetonplatte nicht zu befürchten.
[0013] Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Deckplatte
des vorzuschiebenden Bauwerks- oder Tunnelabschnitts mit Gleitstücken oder -schienen
versehen wird, über die sich dieser auf der Stahlbetonplatte abstützt. Die Gleitstücke
oder Gleitschienen, die sich im Abstand voneinander in Vorschubrichtung erstrecken
können, bilden gleichsam die Reibung vermindernde Gleitkufen. Die zwischen den Gleitstücken
oder Gleitkufen befindlichen Zwischenräume können später mit Beton oder einem anderen
geeigneten Füllstoff ausgepreßt werden.
[0014] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß vor dem Verlegen
der Stahlbetonplatten in die flache Baugrube eine lastübertragende Schicht aus im
wesentlichen schub- und standfestem Material eingebracht wird, die beim Durchschieben
von der firstseitigen Stahlschneide des ersten Bauwerksabschnitts angeschnitten wird.
Diese lastübertragende Schicht reicht also bis unterhalb der Schneide des ersten vorzuschiebenden
Abschnitts, wobei die Scherfläche eine Gleitfläche bildet. Die Schicht ist derart
standfest, daß die Unterseite der Stahlbetonplatte abgedeckt bleibt.
[0015] Als geeignetes Material kommt beispielsweise ein mit Betonit angereicherter Sand
in Betracht, also eine künstlich erzeugte Schicht mit Ton- oder Lehmeigenschaften,
die an der Unterseite der Stahlbetonplatte haftet. Die angeschnittene Schicht bildet
zwischen der Betonplatte und den Deckplatten der vorgeschobenen Abschnitte eine Tragschicht,
so daß sich keine Hohlräume ausbilden können, die später verfüllt werden müssten.
Weiterhin bildet sich zwischen der angeschnittenen Schicht und den vorzuschiebenden
Abschnitten eine die Reibung vermindernde Gleitfuge aus.
[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf die zu untertunnelnde Gleisanlage mit im Bau befindlichem
Tunnel,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Gleisanlage nach Fig. 1 mit im Bau befindlichem
Tunnel,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Startbaugrube,
Fig. 4 einen Querschnitt durch das im Bau befindliche Tunnelbauwerk im Bereich des
Bahndamms,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine der drei Vorschubbahnen nach den Fig. 1 und 2,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Tunnelbauwerk im Bereich des vogeschobenen vorderen
Abschnitts, und
Fig. 7 einen Querschnitt durch den fertigen Tunnel.
[0017] Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind auf dem zu untertunnelnden Gelände dicht nebeneinander
zahlreiche Gleise 1 angeordnet. Zur Herstellung und zum Vorschieben der einzelnen,
den zu erstellenden Tunnel bildenden Tunnelabscnitte 2,3,4 wird im Abstand vor der
Gleisanlage eine Baugrube 5 erstellt. Auf ihrer Rückseite ist die Baugrube mit einem
betonierten Widerlager 6 versehen, das die Vorschubkräfte während des Vorschiebens
der Tunnelabschnitte 2,3,4 aufnimmt.
[0018] Bevor mit der Untertunnelung des Bereiches der Gleisanlage begonnen wird, wird unter
die Gleise als Gleissicherung eine Betonplatte 7 eingebaut. Diese Betonplatte 7 ist
in Fig. 1 gestrichelt angedeutet und weist obere und untere gezackte Ränder auf. Zur
Herstellung dieser Betonplatte werden die Schienen, Schwellen und der Schotterunterbau
abschnittweise ausgebaut und in diesem Abschnitt wird eine flache Baugrube ausgehoben
und in diese werden sodann Stahlbetonfertigteilplatten 8 in der aus Fig. 1 ersichtlichen
Weise eingebaut. Die Spalten oder Fugen 9 zwischen diesen Stalbetonfertigteilplatten
8 werden sodann ausbetoniert, sodaß in dem Abschnitt eine durchgehende Betonplatte
gebildet worden ist. Auf diese Betonplatte wird sodann der Schotterunterbau, die Schwellen
und Schienen wieder aufgebracht, sodaß der Zugverkehr wieder aufgenommen werden kann.
Anschließend werden in einem benachbarten Abschnitt die Schienen, Schwellen und der
Schotterunterbau ausgebaut und in entsprechender Weise eine flache Baugrube ausgehoben
und in dieser eine aus Stahlbetonfertigteilplatten bestehende Betonplatte errichtet,
die an die erste Platte anbetoniert wird. Sodann werden der Schotterunterbau, die
Schwellen und Schienen wieder eingebaut. Fortschreitend wird abschnitt- oder feldweise
unter dem gesamten zu untertunnelnden Bereich der Gleisanlage die durchgehende Betonplatte
7 errichtet. Ist diese durchgehende Betonplatte 7 fertiggestellt, kann mit den eigentlichen
Untertunnelungsarbeiten begonnen werden. Hierzu werden in der Startbaugrube 5 drei
Streifenfundamente 10 errichtet, die jeweils mit einer längsverlaufenden Gleitschiene
11 aus Stahl versehen werden. Auf diesen Streifenfundamenten wird sodann der erste
Tunnelabschnitt 2 errichtet. Nach Fertigstellung dieses Tunnelabschnitts 2 mit offener
Vorderseite wird dieser durch Vorschubpressen vorgeschoben, wobei an der Ortsbrust
in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise durch Bagger die Erde ausgehoben und durch Lastwagen
abgefahren wird.
[0019] Vor dem Vorschieben der einzelnen Tunnelabschnitte werden in Verlängerung der Streifenfundamente
10 Stahlrohre 12 unter den zu untertunnelnden Bereich durchgedrückt, die der Erstellung
der späteren Gleitbahnen für die vorzuschiebenden Tunnelabschnitte dienen. Zum Durchdrücken
dieser Rohre 12 werden auf der der Startbaugrube 5 gegenüberliegenden Seite der zu
unter tunnelnden Gleisanlage Baugruben 13,14,15 errichtet. Entsprechend dem Formschritt
des Vorschubes werden die durchgedrückten Stahlrohre 12 in ihrem oberen Bereich in
der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise aufgeschnitten und mit Stahlbeton verfüllt. Die
Gleitschiene selbst bildet ein in Stahlblech eingekleidetes Stahlbetonfertigteil
16 mit rechteckigem Profil. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften sind auch die
einzelnen vorzudrückenden Tunnelabschnitte auf ihrer Unterseite mit einer Gleitschicht
aus Stahlblech versehen.
[0020] Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist, werden die einzelnen Tunnelabschnitte
unterhalb der der Gleissicherung dienenden, zuvor eingebauten Betonplatte 7 durchgeschoben.
Zum Vorschieben der einzelnen Tunnelabschnitte sind zwischen diesen Zwischenpreßstationen
18 vorgesehen, um die Vorschubkräfte nicht zu groß werden zu lassen.
[0021] Wie weiterhin aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist der erste durchzuschiebende Tunnelsabschnitt
an seinem vorderen Ende mit einem Haubenschild mit Stahlschneiden versehen, wobei
eine Zwischenbühne vorgesehen ist.
[0022] Die Art der Erstellung und des Voschiebens der einzelen Tunnelabschnitte ist an
sich bekannt, aus der Zeichnung ersichtlich und braucht daher nicht näher erläutert
zu werden.
1. Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Bauwerks, vorzugsweise eines Tunnels,
mit geringer Überdeckung unter Gleisanlagen o.dgl., bei dem in einer Startbaugrube
der erste Bauwerks- oder Tunnelabschnitt betoniert, dieser erste Bauwerks- oder Tunnelabschnitt
unter Abbau des Erdreichs an der Ortsbrust in dessen vorderem Bereich vorgeschoben,
nach Vorschub dieses ersten Bauwerks, oder Tunnelabschnitts um eine Abschnittlänge
in der Startbaugrube der zweite Bauwerks- oder Tunnelabschnitt erstellt und der erste
Abschnitt weiter vorgeschoben und der zweite Abschnitt nachgeschoben wird und so fort
bis zur Fertigstellung des Bauwerks oder Tunnels durch Erstellen, Vor- und Nachschieben
sämtlicher Abschnitte,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schienen mit Schwellen und Schotterunterbau abschnittweise ausgebaut werden,
daß eine flache Grube ausgehoben und in diese eine ein dem Abschnitt entsprechendes
Feld abdeckende Stahlbetonplatte eingebaut wird,
daß auf die Stahlbetonplatte sodann das Schotterbett wieder aufgebracht wird und
die Schwellen und Schienen wieder eingebaut werden,
daß anschließend nacheinander in benachbarten Feldern der Schotterunterbau, die Schienen
und Schwellen abschnittweise ausgebaut und flache Baugruben ausgehoben werden,
daß in diesen die anschließenden Felder abdeckende und an die erste Stahlbetonplatte
anbetonierte Stahlbetonplatten erstellt und das Schotterbett, die Schienen und Schwellen
wieder eingebaut werden und so fort, bis der zu untertunnelnde Bereich mit Überlappung
von einer durchgehenden Betonplatte überdeckt ist, und
daß nach Erstellung dieser eine Gleissicherung bildenden Betonplatte ausgehend von
der Startbaugrube die in dieser erstelllten Bauwerks- oder Tunnelabschnitte unter
der durchgehenden Betonplatte vorgeschoben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feldweise eingebauten
Stahlbetonplatten aus nebeneinander verlegten Stahlbetonfertigteilplatten mit ausbetonierten
Fugen oder Lücken hergestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Startbaugrube
eine Vorschubgleitbahn erstellt, auf dieser Vorschubgleitbahn die Tunnelabschnitte
betoniert und anschließend vorgeschoben werden, wobei die Vorschubgleitbahn im Voraus
über die gesamte Tunnellänge erstellt oder abschnittweise vorgebaut wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauwerks-
oder Tunnelabschnitte derart vorgeschoben werden, daß sich deren Deckplatten unmittelbar
auf der in Ruhe befindlichen Stahlbetonplatte abstützen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadruch gekennzeichnet, daß zur Reibungsverminderung
auf die Deckplatte des vorzuschiebenden Bauwerks- oder Tunnelabschnitts eine Stahlplatte
befestigt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte
des vorzuschiebenden Bauwerks- oder Tunnelabschnitts mit Gleitstücken oder Gleitschienen
versehen wird, die sich auf der Stahlbetonplatte abstützen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verlegen
der Stahlbetonplatte in die flache Baugrube eine lastübertragende Schicht aus im wesentlichen
schub- und standfestem Material eingebracht wird, die beim Durchschieben von der firstseitigen
Stahlschneide des ersten Bauwerksabschnitts angeschnitten wird.