DE2826577C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Errichten eines röhrenförmigen Ortbetonbauwerks, insbesondere einer Rohrleitung, beim Grabenvortrieb in wasserführenden Böden nach dem Ober­ begriff des An­ spruchs 1.

Eine solche Einrichtung ist durch die US 40 93 409 bekannt. Nach jener Druckschrift wird für die Errichtung der Ortbetonröhre eine mehr­ teilige Gleitschalung verwendet, die aus einem auf der Grabensohle vorziehbaren Schalungsschlitten einer hieran gelagerten Innen­ schalung und einem Außenschalungselement mit einer Ortbetonzulei­ tung besteht, wobei eine den Schalungsraum stirnseitig schließende Stirnschalung am Schlitten fest angeordnet ist. Der Vortrieb des Grabens und die Sicherung desselben im Vortriebs­ bereich ist nicht angesprochen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Einrichtung für den Vortrieb des Grabens und für das Einbringen der Ortbetonröhre zu schaffen, welche in wasserführenden Böden ohne Grundwassersenkung mit hohen Vertriebsleistun­ gen einsetzbar ist und bei der die Vor­ triebsarbeiten sowie das Erstellen der Ortbetonröhre weitgehend unabhängig voneinander durchführbar sind.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird dem Innenschalkasten ein an sich bekannter Messerschild vorgesetzt. Dabei sind der Innenschal­ kasten und der Stützrahmen des Messerschildes über hydraulische Schubkolbengetriebe gekoppelt, mit deren Hilfe der Innenschalkasten im Graben nachgezogen werden kann, wobei der Stützrahmen das Wider­ lager für die Schubkolbengetriebe bildet. Die Schubkolbengetriebe können auch dem Vorschub des Stützrahmens des Messerschildes dienen. Der Innenschalkasten weist außerdem eine Schottwand auf, welche das bereits fertiggestellte Ortbeton-Bauwerk zum Messerschild hin ab­ dichtet.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung lassen sich hohe Vertriebs­ leistungen selbst unter schwierigen Arbeitsbedingungen, wie sie bei Vortriebsarbeiten im Grundwasserbereich anzutreffen sind, er­ reichen, wobei aufgrund der Kopplung von Innenschalkasten und Mes­ serschild-Stützrahmen ein zuverlässiges Vorbringen dieser Vorrich­ tungen unter wechselseitiger Abstützung aneinander entsprechend dem Vortriebsfortschritt möglich ist. Der Innenschalkasten übernimmt zugleich die zusätzliche Funktion einer stirnseitigen Abdichtung der im Graben bereits verlegten Ortbetonröhre. Dabei besteht ohne weiteres auch die Möglichkeit, im Inneren des Innenschalkastens das im Graben nachführbare Versorgungssystem für die hydraulischen Ver­ braucher anzuordnen.

Mit dem Innenschalkasten ist zweckmäßig die Stirnschalung verbunden. Der Innenschalkasten wird in dem röhrenförmigen Bauwerk geführt. Fer­ ner empfiehlt es sich, die Stirnschalung außenseitig an den nach hinten bis in den Betonierbereich verlängerten Messerschwänzen der Vortriebsmesser des Messer­ schildes zu führen.

Am rückwärtigen Ende des Innenschalkastens wird vorteilhafterweise eine Umfangsdichtung gemäß Anspruch 3 vorge­ sehen, die z. B. zwei im Axialabstand ange­ ordneten Dichtungen aufweist, von denen zumindest die vorgesetzte Dichtung von einer durch ein Druckmittel aufweitbaren Schlauchdichtung gebildet ist. Die vorgesetzte Schlauchdichtung wird nur dann zur Erzielung der Abdichtfunktion unter Innendruck gesetzt, wenn die dahinter be­ findliche Dichtung bei Verschleiß ausgewechselt werden muß.

Der Innenschalkasten weist zweckmäßig an seinen beiden Enden eine Schottwand auf, die den Innen­ raum des Innenschalkastens entweder auf dem ge­ samten lichten Kastenquerschnitt oder nur teilweise bis über das Niveau des Grundwasserspiegels abschottet. Zu­ mindest an der rückwärtigen Schottwand wird dabei zweckmäßig ein verschließbares Mannloch vorgesehen. Der abgeschottete Innenschalkasten kann das Versor­ gungsaggregat der Vortriebseinrichtung aufnehmen.

Die Betonröhre wird, wie erwähnt, abschnittsweise hinter dem Messerschild in Ortbeton erstellt. Da­ bei kann der Beton über die Stirnschalung in den Schalungsraum einge­ bracht werden.

Der Innenschalkasten kann mit Hilfe der am Stütz­ rahmen des Messerschildes angreifenden Schubkolben­ getriebe nachgezogen werden. Zusätzlich zu diesen Schubkolbengetriebe oder an deren Stelle können am rückwärtigen Ende des Innenschalkastens angrei­ fende Vorschubzylinder vorgesehen werden, die sich z. B. über Spreizrahmen gegen das fertige Bauwerk abstützen. Um das Ziehen des Innenschalkastens zu erleichtern, kann ein Gleitmittel, wie z. B. Bento­ nit, durch am Umfang des Innenschalkastens angeord­ nete Verpreßöffnungen auf die Gleitflächen gespritzt werden.

Der Aushub des Grabens kann mit Hilfe der für die­ se Zwecke bekannten Aushubgeräte, wie z. B. eines außerhalb des Grabens fahrenden Tieflöffelbaggers od. dgl. erfolgen. Der Stützrahmen des Messerschildes kann gemäß Anspruch 1 im Bereich der Grabensohle als Wanne ausgebildet werden. Dabei empfiehlt es sich, am Stützrahmen eine von der Grabensohle schräg nach oben aufragende Schneide anzuordnen, welche die Wanne stirnseitig begrenzt. Über die Schneide kann das im Bereich der Grabensohle anstehende Bodenmaterial in die Wanne befördert werden. Dabei empfiehlt es sich, in der Wanne eine Transportvorrichtung, vorzugs­ weise mindestens eine Transportschnecke, anzuord­ nen, welche das Bodenmaterial innerhalb der Wanne abfördert, beispielsweise derart, daß sie das Bo­ denmaterial in den Bereich des Mundloches einer hydraulischen Förderung transportiert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung im Längsschnitt dargestellt.

Das dargestellte röhrenförmige Bauwerk 10, welches eine Tunnelauskleidung oder einen als Abwasserkanal, Versorgungsleitung od. dgl. dienenden Rohrstrang bildet, wird in offener Bauweise ohne Grundwasser­ senkung im Erdreich errichtet. Der Grundwasserspiegel ist bei 11 angedeutet. Das röhrenförmige Bauwerk 10 wird in einem offenen Graben 13 in Ortbeton erstellt; die einzelnen Betonierabschnitte sind mit 12 bezeichnet. Der Vortrieb des Grabens erfolgt im Schutz eines Messerschildes 14, der aus ei­ nem Stützrahmen 15 und hieran abgestützten und ge­ führten Vortriebsmessern 16 besteht, welche die bei­ den Seitenwände des Grabens 13 sichern und jeweils mittels einer hydraulischen Presse 17 einzeln oder gruppenweise in Vortriebsrichtung V vorpreßbar sind. Die Pressen 17 sind zwischen den einzelnen Vortriebs­ messern 16 und dem gemeinsamen Stützrahmen 15 gelenkig eingeschaltet; sie stützen sich daher beim Vorpressen der Vortriebsmesser 16 gegen den Stützrahmen 15 ab.

Im unteren Bereich ist der Stützrahmen 15 als Wanne 18 ausgebildet. Der Stützrahmen 15 trägt an seiner der Ortsbrust 19 zugewandten Seite eine Schneide 20, die sich von der Sohle 21 des Grabens 13 nach oben bis über die Wanne erstreckt. Die Wanne 18 und die Schneide 20 liegen unterhalb des Grundwasserspiegels 11. In der Wanne 18 sind zwei Transportschnecken 22 angeordnet. An der Rückseite des Messerschildes 14 ist an dem die Wanne 18 und die Schneide 20 einschließenden Stützrah­ men 15 eine bis über den Grundwasserspiegel 11 aufra­ gende Schottwand 23 befestigt.

Hinter dem Messerschild 14 ist ein Innenschalkasten 24 im Graben angeordnet, mit dem die Stirnschalung 25 zu einer Baueinheit verbunden ist. Die Stirnschalung 25 besteht aus einem Ring mit Kastenprofil. Der In­ nenschalkasten 24 weist im Bereich der Stirnschalung 25 eine Schottwand 26 auf, welche das röhrenförmige Bau­ werk 10 gegenüber dem gefluteten Messerschild 14 stirnseitig abdichtet. Zwischen Stirnschalung 25 und der Stirn­ fläche des letzten Betonierabschnittes 12 ist eine flexible Dichtung 27 angeordnet, die zweckmäßig an der Stirnschalung befestigt ist.

Der Innenschalkasten 24 ist mit dem Stützrahmen 15 des Messerschildes 14 über doppelt wirkende hydrau­ lische Schubkolbengetriebe 28 gekoppelt, die gelenkig zwischen Stützrahmen und Innenschalkasten eingeschaltet sind. Die axiale Länge des Innenschalkastens 24 ist erheblich größer als die Länge eines einzelnen Beto­ nierabschnittes 12; sie entspricht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa der zweifachen Länge eines Betonierabschnittes. Am rückwärtigen Ende weist der zylindrische Innenschalkasten 24 zwei Umfangsdichtungen 29 und 30 auf, welche den Innenschalkasten hier gegen­ über dem röhrenförmigen Bauwerk abdichten. Die vorgesetzte Dichtung 30 ist als Schlauchdichtung ausgebildet, die durch Einleiten eines Druckmittels elastisch aufweitbar und gegen die Innenwand des zy­ lindrischen Bauwerks anpreßbar ist. Im Normalbetrieb braucht lediglich die rückwärtige Dichtung 29 die Dicht­ funktion zu übernehmen. Falls diese Dichtung verschlis­ sen ist und ausgewechselt werden muß, wird die vorge­ setzte Dichtung 30 unter Druck gesetzt, so daß sie nur für den Zeitraum des Auswechselns der Dichtung 29 die Dichtfunktion übernimmt.

Unmittelbar hinter dem Innenschalkasten 24 ist in dem röhrenförmigen Bauwerk 10 ein Spreizrahmen 31 ange­ ordnet, der sich mit Hilfe (nicht dargestellten) Spreiz­ vorrichtungen gegen die Innenwand der Röhre absprei­ zen läßt, so daß er das Widerlager für hydraulische Vorschubzylinder 32 bildet, die am rückwärtigen Ende des Innenschalkastens angreifen. Der Innenschalkasten 24 kann entweder mit Hilfe dieser Vorschubzylinder 32 oder mit Hilfe der am Stützrahmen 15 angeordneten Schubkolbenge­ triebe 28 oder unter Verwendung beider Zylindersy­ steme in Vortriebsrichtung V vorbewegt werden. An der Rückseite ist der Innenschalkasten 24 durch eine Schottwand 33 abgedichtet, die mit einem durch eine Tür 34 od. dgl. verschließbaren Mannloch versehen ist.

Der Aushub des Grabens 13 erfolgt mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht dargestellten Aushubgerätes, z. B. mit einem auf dem norma­ len Bodenniveau fahrenden Tieflöffelbagger, welcher das Bodenmaterial im Bereich des Messer­ schildes 14 an der Ortsbrust 19 des Grabens aushebt. Die Anordnung kann so getroffen werden, daß das Aus­ hubgerät das Bodenmaterial nur etwa im Bereich ober­ halb des Grundwasserniveaus 11 oder bis etwa in Höhe der Schneide 20 abbaut. Das im Bereich der Gra­ bensohle 21 anstehende Bodenmaterial wird beim Vor­ drücken des Stützrahmens 15 über die keilförmige Schneide 20 in die Wanne 18 befördert und innerhalb der Wanne von den Transportschnecken 22 zu dem Mundloch einer hydraulischen Förderleitung transpor­ tiert, wo es auf hydraulischem Wege aus dem Graben abgefördert wird. Im Zuge des Bodenaushubes werden die Vortriebsmesser 16 ein­ zeln oder gruppenweise mittels der Pressen 17 in Pfeilrichtung V vorgepreßt, wobei sich die Pressen 17 gegen den Stützrahmen 15 und letztere über den Innenschalkasten gegen das röhrenförmige Bauwerk abstützen. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 16 um den Hub ihrer Pressen 17 vorgepreßt sind, wird der Stützrahmen 15 durch entgegengesetzte Druckbeauf­ schlagung der Pressen 17 und/oder mit Hilfe der Schubkolbengetriebe 28 in Pfeilrichtung V vorbewegt.

Während der Vortriebsarbeit wird das röhrenförmige Bauwerk 10 hinter dem Messerschild errichtet. Dabei wird Unterwasserbeton, wie durch Pfeile A und B angegeben, durch die Stirnschalung 25 hindurch in den von dem Innenschalkasten gebildeten Schalungs­ raum eingebracht. Der Vortrieb des Grabens und die Betonierarbeit können dabei weitgehend unabhängig voneinander durchgeführt werden. Sobald der letzte Betonierabschnitt durch Abbinden des Betons hinrei­ chend standfest geworden ist, kann der gesamte In­ nenschalkasten 24 mit Hilfe der Schubkolbengetrie­ be 28 und/oder der Vorschubzylinder 32 nachgeholt werden. Der Innenschalkasten 24 führt sich hierbei einerseits an der zylindrischen Innenwand des röh­ renförmigen Bauwerks und andererseits mit seiner Stirnschalung 25 an den Messerschwänzen 16′ der Vortriebsmesser 16. Um das Vorziehen des Innenschal­ kastens zu erleichtern, können durch am Innenschal­ kasten angeordnete Verpreßöffnungen Gleitmittel, wie z. B. Bentonit, in den Spaltraum zwischen Innenschal­ kasten und Bauwerk eingebracht werden.

Der gegenüber dem Graben abgedichtete Innenschalkasten kann im Inneren das Versorgungsystem für die ange­ triebenen Arbeitsmaschinen und die hydraulischen Druckmittelverbraucher aufnehmen. Da das röhren­ förmige Bauwerk 10 stirnseitig von dem Innenschal­ kasten abgedichtet wird, ist es im Bereich hinter dem Innenschalkasten trocken.

Claims (11)

1. Einrichtung zum Errichten eines röhrenförmigen Ort­ beton-Bauwerks, insbesondere einer Rohrleitung, beim Grabenvortrieb in wasserführenden Böden mit einem in dem röhren­ förmigen Bauwerk nachführbaren Innenschalkasten und einer den Scha­ lungsraum stirnseitig schließenden Stirnschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenschalkasten (24), dessen Länge größer ist als ein einzelner Betonierabschnitt (12), über ein Schub­ kolbengetriebe (28) mit einem Stützrahmen (15) eines ihm vorgesetzten Messerschildes (14) gekoppelt ist und eine das bereits fertiggestellte Bauwerk zum Messerschild hin abdichtende Schottwand (26, 53) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stirnschalung (25) mit dem Innenschal­ kasten (24) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenschalkasten (24) an seinem rückwärtigen Ende eine gegen die Innenwand des Bauwerks anliegende Umfangsdichtung (29, 30) auf­ weist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Umfangsdichtung (29, 30) zwei im Axialabstand angeordnete Dichtungen (29, 30) aufweist, von denen zumindest die vorge­ setzte Dichtung (30) aus einer durch ein Druckmittel aufweitbaren Schlauchdichtung besteht.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Innenschalkasten (24) an seinen beiden Enden eine Schottwand (26, 33) aufweist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stirnschalung (25) außenseitig von Messerschwänzen (16′) der Vortriebsmesser (16) des Messerschildes (14) geführt ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stirnschalung (25) mit einer Betonzuführung versehen ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß am rückwärtigen Ende des Innenschalkastens (24) gegen das fertige Bauwerk (10), vorzugsweise über Spreiz­ rahmen (31) od. dgl., abgestützte Vorschubzylinder (32) angreifen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Innenschalkasten (24) das Ver­ sorgungssystem aufnimmt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Innenschalkasten (24) mit Verpreßöffnungen für das Einführen eines Gleitmittels versehen ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stützrahmen (15) im Bereich der Grabensohle als Wanne (18) ausgebildet ist, die eine Fördervorrich­ tung (22) für den Bodentransport aufnimmt, und daß der Stützrahmen (15) an seinem vorderen Ende eine von der Grabensohle (21) schräg nach oben über die Wanne aufragende Schneide (20) aufweist.