CZ305588B6

CZ305588B6 - Joint of concrete segments of tunnel lining and method of joining such segments

Info

Publication number: CZ305588B6
Application number: CZ2014-582A
Authority: CZ
Inventors: Petr VĂtek; Karel RĂ¶ssler
Original assignee: Metrostav A.S.
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2015-12-23
Also published as: CZ2014582A3

Abstract

The present invention relates to a joint of concrete segments of tunnel lining arranged in the form of rings following each other, particularly when making tunnel cross connections or tunnel niches, where segments (7) to be joined, being reinforced by a concrete armature or scattered armature, are arranged in predefined position in the tunnel and with a knowledge to which forces their joining is dimensioned. The adjoining segments (7) to be joined (7), which are turned to each other by their side walls and which are sealed relative to each other, are provided with oppositely situated tubes (2) creating a channel accommodating a steel pin (1) reaching in both segments (7) to be joined. Between the surface of the steel pin (1) and inner wall of each tube (2) there is created a space (3) for filling with grouting mortar through the mediation of a grouting or ventilation pipe (5) situated inside of each segment (7) to be joined. Inner end of each grouting or ventilation pipe (5) abuts corresponding end of the steel pin (1). Method of joining the segments is characterized in that the space (3) extending between the steel pin (1) and the tube (2) inner wall is filled up with liquid grouting mortar and subsequently it is bled and the mortar is let to harden.

Description

Oblast technikyTechnical field

Předmětem tohoto vynálezu je spoj betonových segmentů tunelového ostění, zejména při zhotovení tunelových propojek, výklenků apod., a způsob spojování těchto segmentů.It is an object of the present invention to join concrete segments of a tunnel lining, in particular when making tunnels, recesses and the like, and to a method for joining these segments.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Při výstavbě tunelových propojek, výklenků nebo jiného narušení celistvosti segmentového ostění je zapotřebí ostění dočasně a trvale zabezpečit. K tomu se obvykle využívá např. dočasné konstrukce vložené do ostění, nebo přikotvení ostění k horninovému masivu, dále ocelových kazet předem zabetonovaných do segmentů spojených šrouby, případně smykových trnů mezi betonovými segmenty, vkládaných do plastových hmoždin.When building tunnels, niches or other disruption of the integrity of the segmental lining, the lining must be temporarily and permanently secured. Usually, this is done, for example, by a temporary structure inserted into the lining, or by anchoring the lining to the rock mass, as well as steel cassettes pre-concreted into segments connected by screws, or shear pins between concrete segments inserted into plastic dowels.

Základní nevýhodou dočasných konstrukcí je skutečnost, že určitým způsobem omezují prostor v tunelu a brání tak následným stavebním a dopravním činnostem. Dočasné konstrukce jsou obvykle ocelové a výstavba tak vyžaduje poměrně značné náklady. Přikotvení ostění k horninovému masivu je využitelné zejména v dobrých geologických podmínkách, nevýhodou je však provrtání ostění a riziko případného narušení vodonepropustnosti a potřeba vrtacích strojů v tunelu. Ocelové kazety, předem zabetonované do segmentů, jsou značně nákladné - jedná se o tlustostěnné svařované ocelové konstrukce a velkým problémem je dodržení přesnosti výroby, kdy otvory pro šrouby v kazetách musejí přesně navazovat na sousední segmenty. Nevýhody smykových trnů v plastových hmoždinách spočívají ve vkládání poddajného plastového prvku a omezení na přenos smykových namáhání.The basic disadvantage of temporary constructions is that they limit the space in the tunnel to some extent and thus prevent subsequent construction and transport activities. Temporary constructions are usually steel and construction requires relatively high costs. The anchoring of the lining to the rock massif is usable especially in good geological conditions, but the disadvantage is the drilling of the lining and the risk of eventual water impermeability and the need for drilling machines in the tunnel. Steel cassettes pre-concreted into segments are very expensive - these are thick-walled welded steel constructions and the big problem is to maintain the accuracy of production, where the screw holes in the cassettes must precisely match adjacent segments. The disadvantages of shear pins in plastic dowels are the insertion of a flexible plastic element and the limitation to the transmission of shear stresses.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cílem řešení podle tohoto vynálezu je pevné, dostatečné únosné propojení jednotlivých segmentů tunelového ostění pomocí trnů, kdy při výstavbě tuneluje potřeba rozebrání části ostění z důvodů zhotovení tunelové propojky, výklenku atd. Předmětem tohoto vynálezu je spoj betonových segmentů tunelového ostění, uspořádaného do na sebe navazujících prstenců, zejména při zhotovení tunelových propojek nebo výklenků v tunelu, kde spojované segmenty, které jsou vyztužené betonářskou nebo rozptýlenou výztuží, jsou uloženy v předem známé definované poloze v tunelu a se znalostí, na jaké síly je jejich spojení dimenzováno. Podstata vynálezu spočívá v tom, že sousedící spojované segmenty, které jsou k sobě přivrácené svými postranními stěnami a navzájem vůči sobě těsněné, jsou opatřeny proti sobě situovanými trubkami vytvářejícími kanálek. Do tohoto kanálku je uložen ocelový tm, zasahující do obou spojovaných segmentů tak, že mezi jeho povrchem a vnitřní stěnou každé trubky je vytvořen prostor pro vyplnění tekutou injektážní maltou prostřednictvím injektážní a odvzdušňovací trubky, situované uvnitř každého ze spojovaných segmentů, těsně napojené na kanálek. Vnitřní konec každé injektážní nebo odvzdušňovací trubky přiléhá k odpovídajícímu konci ocelového tmu s možností volného průchodu tekuté injektážní malty a vzduchu do prostoru mezi jeho povrchem a vnitřní stěnou každé trubky kanálku. Ocelový tm situovaný v kanálku je na každém svém konci opatřen středícím prostředkem.The object of the solution according to the invention is a strong, sufficient bearing connection of the individual segments of the tunnel lining by means of mandrels, where during construction the tunnel lining needs to be dismantled due to the construction of the tunnel junction, alcove etc. rings, in particular when making tunnels or recesses in a tunnel, where the joined segments, which are reinforced with concrete or scattered reinforcement, are stored in a predetermined defined position in the tunnel and knowing to which forces their connection is dimensioned. SUMMARY OF THE INVENTION [0007] The adjacent connecting segments, which face each other with their side walls and are sealed to one another, are provided with opposing channel-forming tubes. A steel darkness extending into the two joining segments is inserted into this channel so that space between the surface and the inner wall of each tube is provided to fill the liquid injection mortar by means of an injection and venting tube situated within each of the joining segments tightly connected to the channel. The inner end of each injection or vent pipe adjoins the corresponding end of the steel darkness with the possibility of free passage of liquid injection mortar and air into the space between its surface and the inner wall of each duct tube. The steel darkness situated in the channel is provided at each end with a centering means.

Řešení spoje betonových segmentů tunelového ostění podle tohoto vynálezu je univerzální, vhodné pro široké spektrum geologických podmínek. Výhodou je skutečnost, že není nijak omezen profil tunelu, montáž v tunelu je jednoduchá, s nízkými nároky na přesnost, spojovací ocelový tm může být v kanálku uložen i mírně šikmo. Spoj segmentů je vysoce únosný a z hlediska nákladů nenáročný. Proces injektáže je velmi rychlý a snadný, nevyžaduje zvláštní opatření v tunelu, injektážní tlaky jsou velmi nízké. Využívají se zcela běžné a snadno dostupné materiály,The joint solution of the tunnel lining concrete segments according to the invention is universal, suitable for a wide range of geological conditions. The advantage is that the profile of the tunnel is not limited in any way, the assembly in the tunnel is simple, with low demands on accuracy, the connecting steel darkness can be placed in the channel even slightly inclined. The connection of the segments is highly load-bearing and inexpensive. The grouting process is very fast and easy, does not require special precautions in the tunnel, grouting pressures are very low. Uses common and easily accessible materials,

- 1 CZ 305588 B6 prvky a výrobní postupy, pracovní postupy jsou bezpečné. Jako výhodu lze rovněž uvést malé zásahy do běžných segmentových forem.Elements and manufacturing processes, working processes are safe. A small interference in conventional segmental forms can also be mentioned as an advantage.

Injektážní nebo odvzdušňovací trubka, která přiléhá k odpovídajícímu konci ocelového tmu v kanálku, je na svém vnitřním konci seříznutá pro umožnění volného průchodu tekuté injektážní malty do prostoru mezi povrchem ocelového tmu a vnitřní stěnou každé trubky kanálku a vzduchu z tohoto prostoru ven.The injection or vent pipe adjacent to the corresponding end of the steel darkness in the channel is trimmed at its inner end to allow free flow of liquid grout into the space between the surface of the steel darkness and the inner wall of each channel of the channel and air out of the space.

Těsnění sousedících spojovaných segmentů může být vytvořeno těsnicím kroužkem např. z pryže nebo plastu, který je osazen v kruhovém žlábků v oblasti styku segmentů. Povrch ocelového tmu je s výhodou nerovný, např. žebrovaný, profilový nebo zdrsněný.The sealing of adjacent interconnected segments can be formed by a sealing ring, for example of rubber or plastic, which is mounted in the grooves in the region of the contact of the segments. The surface of the steel darkness is preferably uneven, eg ribbed, profiled or roughened.

Předmětem tohoto vynálezu je rovněž způsob spojování segmentů tunelového ostění podle výše uvedeného provedení. Podstata vynálezu spočívá v tom, že prostor mezi ocelovým trnem a vnitřní stěnou každé trubky kanálku spojovaných segmentů, které se v dotykové spáře utěsní, se vyplní tekutou injektážní maltou, po jeho úplném vyplnění se odvzdušní a injektážní malta se ponechá zatuhnout a zatvrdnout, čímž se ocelovými tmy segmenty pevně spojí. Síly v prstencích ostění tunelu se přenášejí do okolních prstenců, načež se část ostění určená pro propojku, výklenek nebo jiné narušení celistvosti segmentového ostění vyjme.The present invention also provides a method for joining tunnel lining segments according to the above embodiment. SUMMARY OF THE INVENTION The space between the steel mandrel and the inner wall of each pipe of the channel of the segments to be sealed in the contact gap is filled with liquid grout, vented completely after filling, and the grout is allowed to set and harden, thereby steel segments are firmly connected. The forces in the tunnel lining rings are transmitted to the surrounding rings, whereupon the part of the lining intended for the junction, recess or other disruption of the integrity of the segmental lining is removed.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Na připojených výkresech jsou zobrazeny příklady provedení tohoto vynálezu. Tunelové ostění je propojeno soustavou trnů pro přenos ohybu (tahové namáhání) pro přenos posouvajících sil (smykové namáhání). Na obr. 1 je zobrazen ohybový tm, kdy tah je při vnitřním lícovém povrchu, na obr. 2 ohybový tm, kdy tah je při vnějším rubovém povrchu a na obr. 3 smykový tm.Embodiments of the present invention are illustrated in the accompanying drawings. The tunnel lining is connected by a set of mandrels for transfer of bending (tensile stress) for transfer of shear forces (shear stress). Fig. 1 shows the bending darkness when the tension is at the inner facing surface; Fig. 2 shows the bending darkness when the tension is at the outer back surface and Fig. 3 the shear darkness.

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Řešení podle tohoto vynálezu se týká spojů betonových segmentů 7 tunelového ostění, uspořádaného do na sebe navazujících prstenců při zhotovení tunelových propojek nebo výklenků v tunelu.The solution according to the invention relates to the joints of the concrete segments 7 of the tunnel lining arranged in interconnected rings during the construction of tunnels or recesses in the tunnel.

Profil tuneluje přibližně 9 m, tloušťka segmentů 7 ostění je 40 cm. Zatížení na ostění se předpokládá radiální 250 kPa. Standardní segmenty jsou zhotoveny z betonu vyztuženého rozptýlenou výztuží, segmenty v oblasti propojky jsou navíc vybaveny betonářskou výztuží.The tunnel profile is approximately 9 m, the thickness of the lining segments 7 is 40 cm. The load on the lining is assumed to be radial 250 kPa. Standard segments are made of concrete reinforced with scattered reinforcement, segments in the junction area are additionally equipped with concrete reinforcement.

Tunelové ostění se propojí soustavou ocelových tmů I uspořádaných tak, že je respektováno jejich vypočtené namáhání. Pro zjištění skutečné únosnosti a charakteru porušení byly uskutečněny experimenty na modelových dílcích, jejichž materiál a typické rozměry odpovídají skutečným segmentům 7. V daném případě byly navrženy tmy i o průměru 25 mm z oceli B500B pro přenos ohybu (tahové namáhání) a tmy 1 o průměru 36 mm zhotovené z předpínacích tyčí pro přenos posouvajících sil (smykové namáhání).The tunnel lining is interconnected by a system of steel darkness I arranged so that their calculated stress is respected. Experiments were carried out on model parts whose material and typical dimensions correspond to the actual segments 7 to determine the actual load-bearing capacity and character of failure. In this case, darkness of 25 mm diameter from B500B steel for bending transfer (tensile stress) and darkness 1 of diameter 36 were designed. mm made of prestressing bars for transfer of shear forces (shear stress).

Spojované segmenty 7, které jsou vyztužené betonářskou nebo rozptýlenou výztuží, jsou uloženy v předem známé definované poloze v tunelu a se znalostí, na jaké síly je jejich spojení dimenzováno. V rámci experimentální činnosti bylo testováno namáhání tmů i na tah za ohybu, smyk kolmo na rovinu segmentů 7 a smyk v rovině segmentů 7. Závěrečné zhodnocení - návrhová (výpočtová) síla je stanovena podle metodiky navrhování podle mezních stavů a s ohledem na další kritéria platných norem. Při čemž mezní síla je dosažena při porušení vzorku trhlinami, které narušují vodotěsnost ostění.The connected segments 7, which are reinforced with concrete or scattered reinforcement, are placed in a predefined, defined position in the tunnel and knowing to which forces their connection is dimensioned. In the experimental activity, the stresses of the darkness and the bending tension, shear perpendicular to the plane of segments 7 and shear in the plane of segments 7 were tested. Final evaluation - design (calculation) force is determined according to design methodology according to limit states and other criteria . The limit force is achieved when the specimen breaks through cracks that impair the watertightness of the lining.

-2CZ 305588 B6-2GB 305588 B6

Namáhání Stress Mezní síla v trnu Limit force in mandrel Návrhová síla v tmu Design power in the dark Ohyb 0 R25 Bend 0 R25 Tah 400 kN Thrust 400 kN Tah 200 kN Thrust 200 kN Smyk kolmo na plochu 0 Y36 Shear perpendicular to surface 0 Y36 Smyk 500 kN Shear 500 kN Smyk 250 kN Shear 250 kN Smyk v ploše 0Y36 Shear in area 0Y36 Smyk 650 kN Shear 650 kN Smyk 350 kN Shear 350 kN

Tm i namáhaný tahem za ohybu se porušil přetržením tmu, čímž se prokazuje dostatečná únosnost systému zakotvení. Pro únosnost smykového tmu 1 namáhaného kolmo na rovinu ostění bylo rozhodující porušení betonu v okolí tmu. Pro únosnost smykového tmu 1 zatíženého v rovině ostění došlo k porušení betonu a následně i tmu. Tabulka ukazuje dovolená namáhání experimentálně zjištěná pro konkrétní případ realizace. Na základě uvedených údajů a statistického výpočtu bylo navrženo optimální rozmístění tmů v ostění.The tm and the bending tensile strength were broken by breaking the darkness, thus demonstrating a sufficient bearing capacity of the anchoring system. For the bearing capacity of shear darkness 1 loaded perpendicular to the lining plane, the failure of concrete around the darkness was decisive. Due to the bearing capacity of shear darkness 1 loaded in the lining plane, the concrete and subsequently darkness were damaged. The table shows the permissible stresses experimentally determined for a particular implementation case. Based on the data and statistical calculation, the optimal placement of the darkness in the lining was proposed.

Principem řešení je vložení ocelových tmů 1 do předem zhotovených kanálků v segmentech 7 s tím, že tm 1 se následně injektuje vhodnou maltou 3. Po zatvrdnutí malty je spoj plně únosný. Před betonáží se do spojovaných segmentů 7 osadí kanálky 2 a injektážní trubky 5. V oblasti kontaktu segmentů 7 se vytvoří kruhový žlábek pro osazení těsnicího kroužku 6. Injektážní trubky 5 jsou na konci v kanálku zaříznuty do tvaru hrotu, aby nebyly koncem tmu i ucpány. Kanálek je zhotoven z tenkostěnné profilované plechové trubky 2 (SANDRIK), která se běžně používá pro kanálky předpínači výztuže např. u mostů. Injektážní trubka 5 se vyrobí z jakéhokoliv materiálu např. z plastového vodovodního potrubí. Spoj injektážní trubky 5 a kanálku musí být těsný, k těsnění 4 lze využít např. teplem smrštitelnou hadici (běžně užívaná pro spojování kanálků předpětí).The principle of the solution is insertion of steel darkness 1 into pre-made channels in segments 7, with tm 1 being subsequently injected with a suitable mortar 3. After the mortar hardens, the joint is fully bearing. Prior to concreting, channels 2 and grouting pipes 5 are inserted into the segments to be joined. In the area of contact of the segments 7, a circular groove is formed to fit the sealing ring 6. The grouting pipes 5 are cut into the tip at the end of the channel. The duct is made of thin-walled profiled sheet metal tube 2 (SANDRIK), which is commonly used for ducts with reinforcement pretensioners, eg in bridges. The injection tube 5 is made of any material, for example a plastic water pipe. The joint of the injection tube 5 and the duct must be tight, for example, a heat-shrinkable hose (commonly used for connecting the bias channels) can be used for sealing 4.

Kanálky je zapotřebí uložit do formy přesně, proto se doporučuje do postranní stěny segmentové formy připevnit ocelový bednící tm, na který lze kanálek navléknout. Součástí bednícího tmu je i forma pro drážku na těsnicí kroužek 6 pro těsnění mezi segmenty 7.The ducts need to be placed in the mold precisely, so it is recommended to attach the steel formwork darkness to the side wall of the segment mold to which the duct can be threaded. The formwork darkness also includes a mold for the groove for the sealing ring 6 for sealing between the segments 7.

Injektážní trubky 5 jsou vyvedeny od konce kanálku k vnitřnímu povrchu segmentu 7, kde se vybaví pro napojení injektážní hadice (např. závitová spojka). Injektážní trubka 5 se dočasně zaslepí (např. šroubovací zátkou), to zejména z důvodů aby bylo možné se segmentem 7 pohybovat pomocí vakuového manipulátoru, který se přisaje na segment 7 při montáži ostění z lícové strany, zátka rovněž zabraňuje vnikání vody a nečistot do kanálku 2. Následuje betonáž segmentů 7. Po zatvrdnutí betonuje segment 7 připraven k montáži.The grouting pipes 5 are led from the end of the channel to the inner surface of the segment 7, where it is equipped to connect the grouting hose (eg threaded coupling). The injection tube 5 is temporarily blinded (eg with a screw plug), in particular to allow the segment 7 to be moved by a vacuum manipulator which sucks on the segment 7 when installing the lining from the front side, the plug also prevents water and dirt from entering the channel. 2. Following the concreting of the segments 7. After hardening, the segment 7 is ready for assembly.

V tunelu se montuje předem vyrobená sestava segmentů 7, kde jsou kanálky 2 umístěné proti sobě. Vlastní montáž probíhá standardně s využitím erektoru. Před osazením segmentu 7, kde v kanálcích 2 již zabudovaného segmentu budou uloženy tmy i, se jednotlivé tmy 1 postupně zasunou do kanálků 2 v montovaném segmentu 7. V této fázi jsou oba konce tmů 1 osazeny do kanálků 2. Následně může dojít k přisunutí segmentu 7 a jeho zajištění v požadované pozici.A pre-fabricated set of segments 7 is mounted in the tunnel, where the channels 2 are located opposite each other. The assembly itself is carried out as standard using an erector. Before the installation of segment 7, where darkness 1 will be stored in the channels 2 of the already built-in segment, the individual darkness 1 will be gradually inserted into the channels 2 in the assembled segment 7. At this stage both ends of darkness 1 are fitted into the channels 2. 7 and securing it in the desired position.

Tmy I je zapotřebí předem vybavit prvky pro centrální uložení v kanálku. To je možné například trojicí drátů připevněných ke každému konci tmu I. Během montáže není z důvodů bezpečnosti práce dovoleno vkládat ruce mezi segmenty 7. K manipulaci s tmy i je tedy zapotřebí využít vhodných kleští, nebo jiného manipulačního zařízení.In the dark I need to be pre-equipped with elements for central placement in the channel. This is possible, for example, by a triple of wires attached to each end of the darkness I. During assembly, it is not permitted to place hands between segments 7 for safety reasons. Therefore, appropriate pliers or other handling equipment is required to handle the darkness.

Po uvolnění pracoviště, lze přistoupit k injektáži tmů I. Tmy 1 lze zainjektovat maltou na bázi cementu modifikovaného chemickými přísadami. Rovněž lze využít i jiné materiály např. na bázi epoxidů. Výhodou cementové injektáže je nízká cena a dostatečně vysoká pevnost. Požadavkem na injektážní maltu je dostatečná tekutost, aby byl prostor 3 v kanálku kolem tmu 1 řádně vyplněn, materiál rovněž nesmí segregovat po dobu, než zatuhne.After the workplace has been released, darkness I can be injected. Darkness 1 can be injected with cement-based mortar modified with chemical additives. Other epoxide-based materials can also be used. The advantage of cement grouting is low cost and sufficiently high strength. Injection mortar is required to have sufficient fluidity so that the space 3 in the duct around darkness 1 is properly filled, the material must also not segregate until it solidifies.

-3 CZ 305588 B6-3 CZ 305588 B6

Injektáž probíhá z jedné strany trnu i injektážní trubkou 5 s tím, že odvzdušňovací trubkou 5 na druhé straně tmu I se odvádí vzduch (injektážní a odvzdušňovací trubka jsou identické a záměnné). Kanálek je třeba dostatečně propláchnout maltou, aby došlo k řádnému odvzdušnění. Maltu lze znovu využít. Po skončení injektáže kanálku se injektážní trubky 5 uzavřou, aby malta nemohla vytékat. Injektáž je tedy nízkotlaká, jedná se jen o vyplnění prostoru 3. Po zatvrdnutí injektážní malty lze spojení zatěžovat. Pro dočasné spojení se využijí tmy z běžných ocelí, pro trvalé spojení je zapotřebí využít tmy pozinkované, nebo lépe nerezové.Injection takes place from one side of the mandrel through the injection tube 5, with the air vent 5 on the other side of the darkness being vented (the injection and vent tubes are identical and interchangeable). The duct should be flushed sufficiently with mortar to allow proper venting. The mortar can be reused. After the canal injection is complete, the injection tubes 5 are closed to prevent mortar from flowing out. The grouting is therefore low pressure, it is only a filling of the space 3. After the grout has hardened, the connection can be loaded. For temporary bonding the darkness of common steel is used, for permanent bonding it is necessary to use darkness galvanized or better stainless steel.

Okolní segmenty se proto spojí k sobě a tím se síly v prstencích ostění přenesou do okolních prstenců a poté je část ostění možné vyjmout. Propojení segmentů pomocí tmů však lze využívat obecněji pro všechny případy, kdy je zapotřebí přenášet síly mezi jednotlivými segmenty.The surrounding segments are therefore joined together so that the forces in the lining rings are transferred to the surrounding rings and then part of the lining can be removed. However, linking segments using darkness can be used more generally for all cases where it is necessary to transfer forces between segments.

Statické působení konstrukceStatic effect of the structure

Jednotlivé prstence tunelového ostění jsou sestavené z několika segmentů 7. Ve standardním tunelu působí jednotlivé prstence v zásadě samostatně, přenos zatížení mezi prstenci je jen minimální prostřednictvím běžných spojovacích prostředků. Vlivem zatížení horninovým prostředím vzniká v rámci prstence především tlakové namáhání, přenášené ve směru obvodu celého prstence. Dále vznikají další namáhání (ohybová a smyková), která obvykle nedosahují tak významných hodnot. Při vytvoření otvoru v ostění (např. z důvodu výstavby propojky) přerušený prstenec nemůže přenášet tlakové namáhání. Proto je zapotřebí namáhání přenést do sousedních prstenců. K tomu slouží zmíněné ocelové tmy L Otvor v ostění však může zasáhnout více jak jeden prstenec - typicky dva prstence. V takovém případě nad pod otvorem dochází k tendenci prolomení segmentů 7 v podélném směru. V těchto případech je vhodné spojení doplnit i o tahové tmy, které přenášejí ohybové namáhání působící v podélném směru tunelu. Obecně platí, že největší namáhání, které je potřeba přenášet je smyk mezi prstenci ve směru roviny ostění, dále pak smyk kolmo na plochu ostění. V některých případech (zejména pokud se narušují dva a více prstenců) může být vhodné přenášet i namáhání ohybové pomocí tahových tmů.The individual rings of the tunnel lining are made up of several segments 7. In a standard tunnel, the individual rings act essentially independently, the load transfer between the rings being minimal by means of conventional fasteners. Due to the load of the rock environment, there is primarily a pressure stress within the ring, transmitted in the circumferential direction of the entire ring. Further, additional stresses (bending and shear) are generated, which usually do not reach such significant values. When a hole in the lining is formed (eg due to the construction of the jumper), the interrupted ring cannot transmit pressure stress. Therefore, stresses need to be transferred to adjacent rings. For this purpose the steel darkness is mentioned. L The opening in the lining, however, can reach more than one ring - typically two rings. In such a case, above the opening, there is a tendency for the segments 7 to break in the longitudinal direction. In these cases, it is advisable to complete the connection with tensile darkness, which transmit the bending stresses acting in the longitudinal direction of the tunnel. In general, the greatest stress to be transferred is the shear between the rings in the direction of the lining plane, and then the shear perpendicular to the lining surface. In some cases (especially when two or more rings are disrupted) it may be appropriate to transmit the bending stress by means of tensile darkness.

Přenášené síly:Transferred forces:

Posouvající sílyShifting forces

Smykové tmy i jsou umístěny uprostřed tloušťky segmentu 7 (obr. 3), přenášejí smykové namáhání v rovině ostění a kolmo na rovinu ostění. Tmy lze zhotovit např. z betonářské výztuže nebo z předpínacích tyčí, které se běžně dodávají ve větších profilech. Profil tmu 1 může být různý, zvolí se podle velikosti ve větších profilech. Profil tmu I může být různý, zvolí se podle velikosti přenášené síly. Běžně lze užít profily např. od 25 do 40 mm. Kotevní délka se zvolí podle profilu tmu, obvykle od 20 do 40 cm - délka tmu je tedy 40 až 80 cm.The shear darkness 1 is located in the middle of the thickness of the segment 7 (Fig. 3), transmitting the shear stress in the lining plane and perpendicular to the lining plane. Darkness can be made, for example, from concrete reinforcement or from prestressing bars, which are usually supplied in larger profiles. The dark profile 1 may be different, depending on the size in the larger profiles. The darkness profile I can be different depending on the magnitude of the transmitted force. Normally, profiles from 25 to 40 mm can be used. The anchorage length is chosen according to the dark profile, usually from 20 to 40 cm - the length of the dark is therefore 40 to 80 cm.

Ohybové momentyBending moments

Tahové tmy, které přenášení ohybové momenty spolu silákovým napětím na kontaktu mezi segmenty 7, se umísťují k lícovému nebo rubovému povrchu segmentu (obr. 1 a obr. 2). Pozice je dána tvarem kontaktní plochy a polohou těsnicího pásku mezi segmenty. Tmy se zhotoví z běžných betonářských výztuží. S ohledem na limit délky tmů a kotevní délku se doporučují spíše nižší profily tmů běžně od 16 do 32 mm, kotevní délka se pak pohybuje přibližně od 30 do 65 cm, délka tmu je tedy 60 až 130 cm.The tensile darkness, which transmits the bending moments together with the force stress at the contact between the segments 7, is placed on the facing or reverse surface of the segment (Fig. 1 and Fig. 2). The position is determined by the shape of the contact surface and the position of the sealing strip between the segments. The darkness is made of conventional reinforcing bars. With regard to the darkness limit and anchorage length, it is recommended to use lower darkness profiles usually from 16 to 32 mm, the anchorage length is approximately 30 to 65 cm, so the darkness is 60 to 130 cm.

Spoj betonových segmentů tunelového ostění podle tohoto vynálezu poskytuje pevné, dostatečně únosné propojení jednotlivých segmentů 7 tunelového ostění pomocí tmů J_. Důvodem je například potřeba rozebrání části ostění z důvodů výstavby tunelové propojky, výklenku atd. Okolní segmenty 7 se proto spojí k sobě a tím se síly v prstencích ostění přenesou do okolních prstenců a poté je část ostění možné vyjmout. Propojení segmentů pomocí tmů však lze využívat obecněji pro všechny případy, kdy je zapotřebí přenášet síly mezi jednotlivými segmenty.The joint of the concrete tunnel lining segments according to the invention provides a strong, sufficiently bearing interconnection of the individual tunnel lining segments 7 by the darkness 11. The reason is, for example, the need to disassemble a part of the lining due to the construction of a tunnel junction, a recess, etc. The surrounding segments 7 are therefore joined together so that the forces in the lining rings are transferred to the surrounding rings and then part of the lining can be removed. However, linking segments using darkness can be used more generally for all cases where it is necessary to transfer forces between segments.

Claims

PATENT CLAIMS

A joint of concrete segments of tunnel lining arranged in successive rings, in particular in the construction of tunnels or recesses in a tunnel, where the connected segments (7), which are reinforced by concrete or scattered reinforcement, are stored in a predetermined defined position in the tunnel; knowing to which forces their connection is dimensioned, characterized in that adjacent connecting segments (7), which face each other with their side walls and are sealed to one another, are provided with opposing channel-forming tubes (2), a steel darkness (1) extending into the two joined segments (7) is arranged such that a space (3) is formed between its surface and the inner wall of each tube (2) for filling with grouting mortar by means of an injection or venting tube (5) inside each of the segments to be joined (7), sealed at the bottom The inner end of each injection or vent pipe (5) adjoins a corresponding end of steel darkness (1) with the possibility of free flow of liquid grout and air into the space (3) between its surface and the inner wall of each channel (2) .

Joint of concrete segments of tunnel lining according to claim 1, characterized in that the steel darkness (1) situated in the channel is provided at each end with a centering means.

A joint of concrete tunnel lining segments according to claim 1, characterized in that the injection or vent pipe (5) adjacent to the corresponding end of the steel darkness (1) in the channel is cut at its inner end to allow free flow of the liquid grout. into the space (3) between the surface of the steel darkness (1) and the inner wall of each channel (2) of the duct and the air out of this space (3).

Joint of concrete segments of tunnel lining according to claim 1, characterized in that the sealing of adjacent joined segments (7) is formed by a sealing ring (6), eg made of rubber or plastic, which is mounted in a circular groove in the area of the segments (7). .

Joint of concrete segments of tunnel lining according to claim 1, characterized in that the surface of the steel darkness (1) is uneven, eg ribbed, profiled or roughened.

Method for joining tunnel lining segments according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the space (3) between the steel mandrel (1) and the inner wall of each channel (2) of the channel of the connected segments (7) the joints are sealed, filled with liquid grout, after complete filling is vented and the grout is allowed to set and harden, whereby the steel darkness (1) of the segments (7) is firmly connected and the forces in the tunnel lining rings are transferred to the surrounding rings. the part of the lining intended for the junction, recess or other disturbance of the integrity of the segmental lining is removed.

3 drawings