Vortriebsrohr für im unterirdischen Vortrieb hergestellte Tunnel

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Vortriebsrohr für im unterirdischen Vortrieb hergestellte, insbesondere nicht begehbare Tunnel, aus duktilem Gußei­sen, - mit einem Einsteckende (3), einem Aufnahmeende (4) und einer Dichtungskammer (9). Ein Vortriebsrohr, welches wirtschaftlich herge­stellt werden kann und dennoch allen Beanspruchungen beim Vortrieb und im Betriebszustand gewachsen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das gußeiserne Vortriebsrohr (1,2) über seine gesamte Länge eine durchgehend zylindrische Mantelfläche mit gleichem Außendurchmesser aufweist, daß das Einsteckende (3) einen gegenüber dem Außendurchmesser der Mantel­fläche kleineren Durchmesser aufweist und daß das Aufnahmeende (4) einen Überschiebefalz (7) mit einem dem Durchmesser des Einsteckendes (3) angepaßtem Innendurchmesser besitzt, wobei zwischen Einsteckende (3) und Überschiebefalz (7) Kraftübertragungsflächen (6,8) vorgesehen sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Vortriebsrohr für im unterirdischen Vortrieb hergestellte, insbesondere nicht begehbare Tunnel, aus duktilem Gußei­sen, - mit einem Einsteckende, einem Aufnahmeende und einer Dichtungs­kammer.

[0002] Die geschlossene Bauweise zur Herstellung von unterirdischen Rohrleitun­gen hat in jüngerer Zeit zunehmende Bedeutung gewonnen, weil dabei weni­ger Straßenaufbrüche erforderlich sind, der Aushub und Transport großer Bodenmassen entfallen, notwendige Leitungsumlegungen reduziert werden und die Grundwasserhaltung vereinfacht wird. Während man zunächst Vor­triebsrohre aus Stahlbeton oder Steinzeug verwendet hat, die werkstoff­bedingt eine ausreichend hohe Wanddicke nicht nur zur Übertragung der Vortriebskräfte, sondern auch zur Aufnahme der Kräfte im Betriebszustand erforderten, sind neuderdings gattungsgemäße Vortriebsrohre vorgeschla­gen worden (DE-OS 37 03 580). Es handelt sich dabei um Muffenrohre aus duktilem Gußeisen, bei denen zum Ausgleich des Muffenprofils das duktile Gußrohr mit einem Mantel aus Beton umgeben ist, so daß der zusammenge­baute Rohrstrang eine zylindrische Außenkontur hat. Die Kraftübertragung beim Vortrieb erfolgt vom Einsteckende des duktilen Gußrohres auf den Muffengrund des nächsten Rohres Diese Vortriebsrohre sind jedoch teuer, da das duktile Gußrohr aufwendig mit einem genau zentrisch angeordneten Betonmantel versehen werden muß.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vortriebsrohr der eingangs beschrie­benen Gattung anzugeben, welches wirtschaftlicher herstellbar ist und dennoch allen Anforderungen beim Vortrieb und im Betriebszustand genügt.

[0004] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das gußeiserne Vortriebsrohr über seine gesamte Länge eine durchgehend zylindrische Mantelfläche mit gleichem Außendurchmesser aufweist, daß das Einsteckende einen ge­genüber dem Außendurchmesser der Mantelfläche kleineren Durchmesser aufweist und daß das Aufnahmeende einen Überschiebefalz mit einem dem Durchmesser des Einsteckendes angepaßtem Innendurchmesser besitzt, wobei zwischen Einsteckende und Überschiebefalz Kraftübertragungsflächen vor­gesehen sind. Erfindungsgemäß wird auf eine Betonummantelung des Vor­triebsrohrs verzichtet. Das Vortriebsrohr ist über seine gesamte Länge zylindrisch, es fehlt die typische Muffenausbildung. Die Verbindungs­elemente zweier benachbarter Rohre sind in die Rohrwand verlegt. Der aus diesen Vortriebsrohren zusammengesetzte Rohrstrang besitzt jeden­falls über seine gesamte Länge den gleichen Außendurchmesser und kann deshalb wie üblich in geschlossener Weise vorgetrieben werden

[0005] Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfin­dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Für die Kraftübertragung während des Vortriebs sollte vorzugsweise das Einsteckende an einer radialen Stufe beginnen, die ebenso wie die Stirn­fläche des Überschiebefalzes als Kraftübertragungsfläche ausgebildet ist. Wegen der hohen Druckfestigkeit des duktilen Gußeisens können diese Kraftübertragungsflächen erhebliche Vortriebskräfte übertragen. Bei außermittiger Krafteinleitung, wie sie beim Steuern eines Vortriebes auftritt, kann das Material unter Druckbelastung an Teilbereichen der Kraftübertragungsflächen fließen, wobei die spezifischen Spannungen abnehmen. Insbesondere verformt sich das Material an den Kraftübertra­gungsflächen so weit, bis die spezifische Druckspannung unter die Fließ­grenze gesunken ist.

[0006] Die Erfindung empfiehlt insbesondere als vorteilhaft, das Einsteckende kürzer auszubilden als den Überschiebefalz, so daß nach dem Zusammen­stecken zweier Vortriebsrohre im Innenbereich der Rohrwand ein definier­ ter Spalt ausgebildet ist. Die beiden spaltbegrenzenden Flächen sind dafür vorgesehen, im Bedarfsfalle als zusätzliche innere Kraftübertra­gungsflächen zu dienen, wie nachfolgend erläutert.

[0007] Selbst wenn aus bautechnischen Gründen in Störfällen die Vortriebskraft den vorgegebenen Grenzwert zeitweilig übersteigt, kommen nach einem definierten Fließweg des Überschiebefalzes die beiden zusätzlichen inne­ren Kraftübertragungsflächen zur Anlage, so daß dann die spezifischen Pressungen in der Rohrfuge abnehmen. Bei weiterem Anstieg der Vortriebs­kräfte steigen die spezifischen Druckspannungen in den Kraftübertragungs­flächen wieder an, ohne daß dabei Verformungen an der Rohrinnenseite stattfinden, so daß eine ggf. eingebrachte Korrosionsschutz-Auskleidung keinen Schaden nehmen kann. Somit ist eine zusätzliche Sicherheit gegen störbedingte Überlastungen gegeben.

[0008] Zur Abdichtung zwischen benachbarten Vortriebsrohren wird vorteilhaft die Dichtungskammer als Umfangsnut am Einsteckende ausgebildet. In die Umfangsnut wird eine elastische Ringdichtung, z.B. ein O-Ring, einge­legt, der bei der Montage der Verbindung komprimiert wird und so die Dichtheit sicherstellt, sowohl hinsichtlich rohräußerer Medien (z.B. Grundwasser) als auch des rohrinneren Mediums (i.a. Abwasser). Außerdem wirkt der Dichtring als Kippgelenk der Verbindung bei Abwinkelungen der Rohre, die durch einen Umfangsspalt zwischen dem Einsteckende und dem Überschiebefalz begünstigt werden.

[0009] Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; die einzige Figur zeigt schematisch und teil­weise die Verbindung zweier Vortriebsrohre.

[0010] Die dargestellten Vortriebsrohre 1, 2 dienen zum Herstellen eines nicht begehbaren Tunnels in geschlossener Bauweise. Die Vortriebsrohre 1, 2 bestehen aus duktilem Gußeisen. Sie besitzen auf einer Seite ein Ein­steckende 3 und auf der anderen Seite ein Aufnahmeende 4. Die gußeiser­nen Vortriebsrohre 1, 2 weisen eine durchgehend zylindrische Mantelflä­che auf, die über die gesamte Länge den gleichen Außendurchmesser be­sitzt. Auf die Rohrinnenseiten ist eine Zementmörtelauskleidung 5 auf­gebracht.

[0011] Wie man der Zeichnung entnimmt, beginnt das Einsteckende 3 an einer radialen Stufe 6 und erstreckt sich mit gegenüber dem Außendurchmesser der Mantelfläche kleinerem Durchmesser unter einen Überschiebefalz 7 des nächsten Vortriebsrohres 2. Der Innendurchmesser des Überschiebe­falzes 7 ist bei der dargestellten Ausführung nur wenig größer als der Außendurchmesser des Einsteckendes,so daß sich ein Umfangsspalt 14 aus­bildet, der eine Abwinkelung zwischen zwei Rohren 1, 2 um etwa 1 Winkel­grad zuläßt. Die radiale Stirnfläche 8 des Überschiebefalzes 7 liegt an der Stufe 6 an. Über diese Flächenpaarung wird die Vortriebskraft übertragen, bis bei Vortriebs-Störfällen die Fließgrenze überschritten wird. Im Falle eienr weiteren Zunahme der Vortriebskraft kommen dann die zusätzlichen inneren Kraftübertragungsflächen 12, 13 in Eingriff und beteiligen sich an der Übertragung der Vortriebskraft.

[0012] Das Einsteckende 3 besitzt eine Umfangsnut 9, in die ein Dichtungsring 10 eingelegt ist, der bei der dargestellten Ausführung ein O-Ring ist. Das Einsteckende 3 ist etwas kürzer als der Überschiebefalz 7, so daß ein definierter Spalt 11 entsteht, dessen Breite etwa 0,2 - 1,0 mm, vorzugsweise 0,5 mm, beträgt.

[0013] Beim Vortrieb werden Vortriebsrohre 1, 2 nacheinander montiert. Dazu wird gegen das jeweils freie Ende des zuletzt vorgeschobenen Vortriebs­rohres 1 bzw. 2 das nächste Vortriebsrohr so gesetzt, daß das betreffen­de Einsteckende 3 in die vom Überschiebefalz 7 gebildete Ausnehmung eingreifen kann. Beim Überschieben des Überschiebefalzes 7 über das Einsteckende wird der Dichtungsring 10 komprimiert, so daß die Dichtheit der Verbindung sichergestellt ist. Das jeweils neue Vortriebsrohr wird so weit vorgeschoben, bis die Stirnfläche 8 des Überschiebefalzes 7 gegen die Stufe 6 stößt. Dann kann der Vortrieb fortgesetzt werden.

Ansprüche

1. Vortriebsrohr für im unterirdischen Vortrieb hergestellte, insbeson­dere nicht begehbare Tunnel, aus duktilem Gußeisen, - mit einem Einsteckende (3), einem Aufnahmeende (4) und einer Dichtungskammer (9), dadurch gekennzeichnet, daß das gußeiserne Vortriebsrohr (1 bzw. 2) über seine gesamte Länge eine durchgehend zylindrische Man­telfläche mit gleichem Außendurchmesser aufweist, daß das Einsteck­ende (3) einen gegenüber dem Außendurchmesser der Mantelfläche klei­neren Durchmesser aufweist und daß das Aufnahmeende (4) einen Über­schiebefalz (7) mit einem dem Durchmesser des Einsteckendes (3) angepaßten Innendurchmesser besitzt, wobei zwischen Einsteckende (3) und Überschiebefalz (7) Kraftübertragungsflächen (6,8) vorge­sehen sind.

2. Vortriebsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein­steckende (3) an einer radialen Stufe (6) beginnt, die ebenso wie die Stirnfläche (8) des Überschiebefalzes (7) als Kraftübertragungs­fläche ausgebildet ist.

3. Vortriebsrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende (3) kürzer ist als der Überschiebefalz (7), so daß ein definierter Spalt (11) entsteht.

4. Vortriebsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­net, daß zwischen Einsteckende (3) und Aufnahmeende (4) ein elasti­scher Dichtring (10) angeordnet ist.

5. Vortriebsrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dich­tungskammer eine Umfangsnut (3) am Einsteckende (3) ist.

6. Vortriebsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­net, daß durch eine Istmaßdifferenz zwischen Einsteckende (3) und Aufnahmeende (4) ein Umfangsspalt (14) entsteht.

7. Vortriebsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichent durch eine Korrosionsschutzauskleidung (5) an der Rohrinnenseite.

Zeichnung