Betonsanierung von Tübbingen

Die Erfindung betrifft eine Beschichtung für eine Tunnelinnenfläche, vorzugsweise der Innenfläche von Tübbingen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Im Tunnelbau wird entweder mit Sprengvortrieb gearbeitet, oder mit speziellen Tunnelvortriebsmaschinen. Im maschinellen Tunnelbau mit Tunnelvortriebsmaschinen kommen dabei häufig so genannte Tübbinge zum Einsatz. Dabei handelt es sich um Betonfertigteile, die als Ausbauelemente für die Innenschale eines Tunnels verwendet werden. Aufgrund der verschiedenen Belastungen, die auf die Tunnelinnenschale wirken, wie etwa Belastungen aus Gesteinsdruck, Wasserdruck, Quelldrücken, oder dem Eigengewicht, werden 20-40 cm dicke Tübbinge benötigt. Diese Tübbinge werden im Zuge des Tunnelvortriebs mithilfe geeigneter Maschinen zu einer ersten, äußeren Tunnelinnenschale zusammengesetzt. Das Hantieren mit den schweren Tübbingen erfolgt dabei mithilfe von Ausnehmungen in den Tübbingen, so genannte Erektorkonen, in die entsprechende Dorne von speziellen Arbeitsmaschinen eingreifen. Die Tübbinge werden miteinander verschraubt, was mithilfe von weiteren Ausnehmungen in den Tübbingen, den so genannten Schraubentaschen, erfolgt, in denen die Schrauben schräg liegend aufgenommen werden. Diese Ausnehmungen können dabei durchaus Durchmesser von bis zu 20cm erreichen. Des Weiteren ergeben sich jeweils zwischen nebeneinander liegenden Tübbingen Stoßfugen, die ebenfalls

Oberflächenunregelmäßigkeiten darstellen .

An der Innenfläche der Tübbinge wird in weiterer Folge eine Beschichtung befestigt, etwa eine Kunststoffdichtungsbahn (KDB) aus einem flexiblen Kunststoffmaterial, um eine wasserundurchlässige Schicht zu bilden. Die Dehnfähigkeit der Beschichtung ist insbesondere auch deshalb wichtig, damit zukünftige Bewegungen und Verformungen der Tunnelinnenschale nicht zu einem Reißen der Beschichtung führen, sowie zum

Ausgleich von unregelmäßigen Oberflächenprofilen, etwa aufgrund von Erhöhungen oder Vertiefungen der Tübbingoberfläche. Die Befestigung dieser wasserundurchlässigen Schicht an den Tübbingen erfolgt dabei zunehmend durch Verkleben. Es wäre zwar auch eine mechanische Befestigung denkbar, die aber aufgrund des hohen Aufwands in der Praxis selten Einsatz findet.

Schließlich ist, etwa aus Brandschutzgründen, eine Betonschale vorgesehen, die die Tunnelinnenschale zum Tunnelinneren abschließt. Diese Brandschutzschale aus Beton wird zumeist leicht bewehrt ausgeführt. Hierbei stellt sich in der Praxis nun das Problem, dass durch den auf die Beschichtung ausgeübten Druck die Beschichtung in die Ausnehmungen der Tübbingoberfläche, etwa in die Erektorkonen und die Schraubentaschen, gepresst wird, was mitunter Beschädigungen der Beschichtung, und somit eine Beeinträchtigung der Dichtheit nach sich zieht. Die Ausnehmungen könnten zwar verspachtelt, vermörtelt oder verstoppelt werden, eine solche Maßnahme ist aber sehr arbeitsaufwändig, da eine Tunnelinnenfläche aus Tübbingen in der Regel mehrere Tausend solcher Ausnehmungen aufweist.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, durch geeignete Maßnahmen dieses Problem zu vermeiden, insbesondere Beschädigungen der Beschichtung und Beeinträchtigungen der Wasserdichtheit durch die Oberflächenunregelmäßigkeiten in der Tunnelinnenfläche, vorzugsweise der Innenfläche von Tübbingen, zu verhindern.

Dieses Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich dabei auf Beschichtung für eine Tunnelinnenfläche, vorzugsweise der Innenfläche von Tübbingen, bei der erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass sie zumindest zwei Schichten mit unterschiedlicher Zugfestigkeit und Dehnfähigkeit umfasst. Die Beschichtung ist somit auf zwei unterschiedliche Anforderungen optimierbar. Einerseits sind durch die Schicht (en) mit höherer Dehnfähigkeit, aber geringerer Zugfestigkeit die bislang gewünschten Eigenschaften

gegeben, andererseits verhindert die zumindest eine Schicht mit geringerer Dehnfähigkeit, aber höherer Zugfestigkeit ein Ausbeulen der Beschichtung in die Ausnehmungen der Tunnelinnenfläche, etwa der Erektorkonen und der Schraubentaschen der Tübbinge. Die Wahl von Zugfestigkeit bzw. Dehnfähigkeit der Schicht mit geringerer Dehnfähigkeit wird auf den jeweiligen Anforderungsfall abgestimmt sein. Sind etwa vergleichsweise große Ausnehmungen zu überspannen, ohne dass eine nennenswerte Ausbeulung der Beschichtung auftreten soll, so sind höhere Zugfestigkeiten bzw. sehr geringe Dehnfähigkeiten erforderlich. Gilt es jedoch etwa nur, die Stoßfugen zwischen nebeneinander liegenden Tübbingen zu überspannen, kann eine vergleichsweise geringere Zugfestigkeit bzw. höhere Dehnfähigkeit gewählt werden. Die entsprechende Wahl von Zugfestigkeit und Dehnfähigkeit wird dabei vom Fachmann bei Kenntnis der zu beschichtenden Oberfläche, insbesondere der auftretenden Oberflächenunregelmäßigkeiten, jedenfalls leicht zu treffen sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Beschichtung zwei Schichten, wobei eine erste Schicht aus einem elastischen Kunststoff mit höherer Dehnfähigkeit als die zweite Schicht besteht, und die zweite Schicht aus einem Material mit höherer Zugfestigkeit als die erste Schicht. Bei der zweiten Schicht kann es sich etwa um ein reißfestes Gewebe handeln. Insbesondere kann es sich bei der zweiten Schicht um ein Polyester-, Polyethylen-, Kohle- oder Glasfasergittergewebe handeln.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann des Weiteren die erste Schicht mit der zweiten Schicht zumindest abschnittsweise verbunden, vorzugsweise auflaminiert oder aufgeklebt, sein.

Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf eine Tunnelinnenschale mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen hierbei die

Fig. 1 eine schematische Ansicht durch ein Tunnelprofil mit einer mehrschichtigen Tunnelinnenschale umfassend eine erste Schale aus Tübbingen, eine wasserundurchlässige Beschichtung, sowie eine bewehrte oder unbewehrte Betonschale,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtung mit einem Tübbing, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Tübbings.

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht durch ein Tunnelprofil zeigt, wie es etwa durch einen Sprengvortrieb gewonnen wurde, oder durch spezielle Bohrmaschinen, die eine Tunnelröhre durch das Gestein fräsen. Die Tunnelröhre wird in weiterer Folge entweder mit einer Spritzbetonschicht versehen, oder mit Tübbingen 4 ausgekleidet. Es handelt sich dabei um Betonfertigteile, die durch spezielle Arbeitsmaschinen an die Tunnelröhre gehoben und miteinander verschraubt werden. Hierfür sind einerseits Erektorkonen 6 vorgesehen, in die Dorne der Arbeitsmaschinen eingreifen, um ein Hantieren mit den schweren Tübbingen 4 zu ermöglichen, und andererseits trapezförmige Schraubentaschen 5, die zur Aufnahme der Verbindungsschrauben dienen (siehe auch Fig. 3) . Die miteinander verschraubten Tübbinge 4 bilden eine erste Schale 1, auf die in weiterer Folge eine wasserundurchlässige Beschichtung 2 befestigt wird, zumeist über eine Verklebung. Bei der Beschichtung 2 handelt es sich um ein flexibles Kunststoffmaterial, etwa aus PVC, einem flexiblen Polyolefin, einem weich eingestellten Polyethylen, z.B. VLDPE (Very Low Density Polyethylene) , oder Polypropylen. An die Beschichtung 2 schließt eine Betonschale 3 an, die zumeist aus Brandschutzgründen vorgesehen ist. Die Brandschutz-Betonschale wird dabei im Regelfall mit einer leichten Bewehrung mit einem

Gewicht von etwa 1.0-2.0 kg/m ² versehen. Es sind aber auch stark bewehrte und unbewehrte Betonschalen möglich.

Durch den auf die Beschichtung 2 ausgeübten Druck wird ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Beschichtung 2 in die Ausnehmungen der Tübbingoberfläche, etwa in die Erektorkonen 6 und die Schraubentaschen 5, gepresst, was mitunter Beschädigungen der Beschichtung 2, und somit eine Beeinträchtigung der Dichtheit nach sich zieht. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Beschichtung 2 zumindest zwei Schichten 2a, 2b mit unterschiedlicher Zugfestigkeit und Dehnfähigkeit umfasst. Durch eine erste Schicht 2a mit höherer Dehnfähigkeit sind die bislang gewünschten Eigenschaften gegeben, und die zweite Schicht 2b mit höherer Zugfestigkeit und geringerer Dehnfähigkeit verhindert ein Ausbeulen der Beschichtung 2 in die Ausnehmungen der Tunnelinnenfläche, etwa der Erektorkonen 6 und der Schraubentaschen 5 der Tübbinge 4. Die Wahl von Zugfestigkeit und Dehnfähigkeit der zweiten Schicht 2b mit geringerer Dehnfähigkeit wird, wie bereits erwähnt wurde, auf den jeweiligen Anforderungsfall abgestimmt sein. Sind etwa vergleichsweise große Ausnehmungen zu überspannen, ohne dass eine nennenswerte Ausbeulung der Beschichtung 2 auftreten soll, so sind für die zweite Schicht 2b sehr geringe Dehnfähigkeiten mit hoher Zugfestigkeit erforderlich. Gilt es jedoch etwa nur, die Stoßfugen zwischen nebeneinander liegenden Tübbinge 4 zu überspannen, kann eine vergleichsweise höhere Dehnfähigkeit mit geringerer Zugfestigkeit gewählt werden, vergleichbar etwa mit unterschiedlich dicken Stahlseilen für die Aufnahme unterschiedlicher Lasten.

Die erste Schicht 2a kann etwa aus einem elastischen Kunststoff bestehen, und die zweite Schicht 2b aus einem reißfesten Gewebe. Insbesondere kann es sich bei der zweiten Schicht 2b um ein Polyester-, Polyethylen-, Kohle- oder Glasfasergittergewebe handeln. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann des Weiteren die erste Schicht 2a mit der

zweiten Schicht 2b zumindest abschnittsweise verbunden, vorzugsweise auflaminiert oder aufgeklebt, sein.

Dabei kann einerseits im Zuge der Montage der erfindungsgemäßen Beschichtung 2 in einem ersten Verfahrensschritt die Befestigung der zweiten Schicht 2b mit der höheren Zugfestigkeit an den Tübbingen 4 der ersten Schale 1 erfolgen, und in einem zweiten Verfahrensschritt die Befestigung der ersten Schicht 2a mit der höheren Dehnfähigkeit an der zweiten Schicht 2b. Andererseits kann aber auch in einem Verfahrensschritt die Befestigung der Beschichtung 2 mit den, bereits in einem voran gegangenen Verfahrensschritt zumindest abschnittsweise miteinander verbundenen ersten Schicht 2a und zweiten Schicht 2b an den Tübbingen 4 erfolgen. Diese Vorgangsweise empfiehlt sich, wenn bereits eine vorgefertigte Beschichtung 2 mit den beiden Schichten 2a, 2b für die Beschichtung von Tunnelinnenwänden zur Verfügung steht.

Mithilfe der erfindungsgemäßen Beschichtung 2 können somit Beschädigungen der Beschichtung 2 und Beeinträchtigungen der Wasserdichtheit durch die Oberflächenunregelmäßigkeiten in der Tunnelinnenfläche, vorzugsweise der Innenfläche von Tübbingen 4, verhindert werden. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen stellen dabei eine vergleichsweise kostengünstige Lösung dar, und ermöglicht insbesondere, dass auf die zeitraubende und teure Betonsanierung und Verstoppelung der diversen Vertiefungen und öffnungen wie Fugen, Konen, Taschen, Abplatzungen, Löcher von Aufhängungen, Abschlauchungen, etc. verzichtet werden kann.