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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bau von Tunneln längerer Ausdehnung unter dem Meeresgrund zwecks Verbindung von Inseln mit dem Festland, von Inseln untereinander und von Teilen des Festlandes miteinander. Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Bau submariner Tunnel vorzuschlagen, das es gestattet, die Baukosten zu senken und die Bauzeit zu verkürzen. Die Sicherheit des Bauwerks soll während seiner Errichtung und während seiner Nutzung erhöht werden. Auf den Einsatz extrem großer und komplizierter technischer Einrichtungen ist dabei zu verzichten. Erfindungsgemäß wird entlang der geplanten Tunneltrasse auf dem Meeresgrund in geeigneten Abständen mindestens ein Erschließungsschacht aus einzelnen Ringelementen errichtet, aus dem derart errichteten Erschließungsschacht wird nach Erreichen des Meeresspiegels das in ihm befindliche Wasser entfernt und der Erschließungsschacht wird in dem festen Gestein des Meeresgrundes bis auf die Tiefe der geplanten Tunneltrasse niedergebracht, während der Vortrieb des Tunnels mindestens in einer der beiden Richtungen längs der geplanten Tunneltrasse vorgenommen wird und eine stetig fortschreitende Stabilisierung des Erschließungsschachtes mit dem Absetzen des Abraums von einem stetig fortschreitenden Abteufen des Erschließungsschachtes sowie einem stetig fortschreitenden Vortrieb des Tunnels einhergeht.
    公开号:DE102004017648A1
    申请号:DE200410017648
    申请日:2004-04-02
    公开日:2005-04-07
    发明作者:Ilja Solomonik
    申请人:Ilja Solomonik；
    IPC主号:E02D29-09
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren des Bergbaus, insbesondere einVerfahren zum Bau von Tunneln längererAusdehnung unter dem Meeresgrund zwecks Verbindung von Inseln mitdem Festland, von Inseln untereinander und von Teilen des Festlandes miteinander.
    [0002] Bekanntist ein Verfahren zum Bau eines submarinen Tunnels, der drei horizontaleund zwei geneigte Abschnitte enthält ( SU 889 859 ). Innerhalb eines jedenhorizontalen Abschnittes wird ein Erschließungsschacht errichtet. Diefertigen Tunnelabschnitte werden durch wasserdichte Trennwände von demjeweiligen Arbeitsabschnitt abgetrennt und teilweise geflutet. Siebilden unterirdische Wasserwege zum Transport des Abraumes. Je nachder Entfernung des Abbauortes von der Trennwand wird der Arbeitsabschnittbefestigt und die Trennwand in Richtung Abbauort verlegt. Der Abraumwird in Containern auf dem Wasserweg zum Erschließungsschacht transportiert,die Container mit einem Aufzug oder Kran gehoben und in eine Kippeentladen. Abzusenkende Container werden als Gegengewicht mit Wassergefüllt,im Tunnel geleichtert, zu einem Zugverband zusammengeschlossen undwieder zum Abbauort transportiert.
    [0003] VonNachteil bei diesem Verfahren ist seine geringe Leistungsfähigkeit,seine technologische Ineffektivität sowie der Umstand, dass esnur bei relativ kleinen Tunnellängenund bei geringen Tiefen angewendet werden kann. Das betrifft insbesonderedas Niederbringen und die Sicherung des Erschließungsschachtes, die geringeEffektivitätdes Containertransportes sowie die Arbeitsbedingungen in dem geflutetenTunnel. Darüberhinaus besteht die Gefahr einer Flutung des Erschließungsschachtesund des angrenzenden Tunnelabschnittes bei hohem Seegang oder Sturm.
    [0004] Bekanntist weiter ein Verfahren, bei dem der Tunnelvortrieb abschnittsweisesowohl vom Festland als auch von mehreren Stellen innerhalb dergeplanten Tunneltrasse ausgeführtwird ( GB 2,358,414 ).An einer derartigen Stelle der geplanten Tunneltrasse wird senkrechtein Beton- oder Stahlbetonrohr auf den Meeresgrund und weiter bisin die erforderliche Tiefe im Meeresgrund abgesenkt. Der derartgebildete Schacht dient währenddes Baus als Erschließungs-und späterals Lüftungsschachtsowie Notausstieg. Der Erschließungsschachtbesteht im Wesentlichen aus zwei Rohrteilen, einem Fuß und einemHauptteil. Zur Montage wird das Fußteil mit Hilfe eines Schwimmkranesauf den Meeresgrund abgesenkt. Das Fußteil sinkt zuerst unter derEinwirkung seines eigenen Gewichtes in die weichen Schichten desMeeresgrundes ein und wird anschließend weiter in das feste Gesteinabgesenkt und dort mit einer Betonlösung verankert. Nach dem dasInnere des Fußteilsfreigeräumtwurde, wird das Hauptteil, ein Rohr von erforderlicher Länge, mitHilfe eines Kranes auf dem Fußteilmontiert. An dem oberen Ende des Rohres wird in entsprechender Höhe über demMeeresspiegel eine Plattform füreinen Hebemechanismus und fürVersorgungseinrichtungen angeordnet. Nach dem Abdichten der Stumpfnahtzwischen dem Rohrteil und dem Fußteil durch Betonieren wirddas Wasser aus dem derart gebildeten Erschließungsschacht durch Pumpen entferntund der Erschließungsschachtbis in die Tiefe des geplanten Tunnelverlaufs abgeteuft.
    [0005] Alsnachteilig hat sich bei diesem Verfahren erwiesen, dass das Niederbringenund die Montage der beider großenSchachtteile außerordentlichkompliziert und arbeitsaufwändigsind. Das Verfahren erfordert den Einsatz großer Schwimmkräne und Tauchermit speziellen Ausrüstungen.Neben dem Gewicht und den Abmessungen der zu montierenden Teilesind auch die Auswirkungen des Seeganges auf die Befestigung desErschließungsschachtesam Meeresgrund zu berücksichtigen.Schließlichwirkt die Last der am oberen Ende des Erschließungsschachtes vorgesehenenPlattform mit den auf ihr angeordneten Einrichtungen ungünstig aufdie Stabilität desgesamten Bauwerkes, was insbesondere bei extremen Wetterbedingungenzu einer Zerstörungführenkann.
    [0006] Essei weiter darauf hingewiesen, dass der bisher beim Vortrieb vonTunneln angewendete mechanische, pneumatische oder explosive Abbaudie stetige Beseitigung des Abraums und die unterbrechungsfreieAusführungder nachgeordneten Ausbaumaßnahmen,wie Sicherung der Tunnelwände undAusbau der notwendigen Installationen zur Energieversorgung undKommunikation, den Bau von Schienenwegen und der Wetterführung behindert,da das Haufwerk des anfallenden Abraums erst entfernt werden muss,ehe die Arbeiten wieder aufgenommen werden können. Das verzögert dieArbeiten, verteuert sie und erfordert zusätzliche Maßnahmen für die Unterbringung des abgebautenGesteines.
    [0007] Ausdem Bereich des Bergbaus ist schließlich der Abbau von Gesteinenmit Hilfe des Spülstrahlsvon Wasserkanonen und mit Hilfe von Hydroexplosionen bekannt.
    [0008] DieErfindung stellt sich daher die Aufgabe, das Verfahren zum Bau submarinerTunnel zu vereinfachen und in Verbindung damit die Baukosten zu senkenund die Bauzeit zu verkürzen.
    [0009] Eineweitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Sicherheit desBauwerks währendseiner Errichtung und währendseiner Nutzung zu erhöhen.
    [0010] Schließlich stelltsich die Erfindung die Aufgabe, auf den Einsatz extrem großer undkomplizierter technischer Einrichtungen zu verzichten.
    [0011] Erfindungsgemäß wird dieAufgabe fürein Verfahren zum Bau von Tunneln unter dem Meeresgrund mit mindestenseinem Erschließungsschacht imSeebereich dadurch gelöst,dass entlang der geplanten Tunneltrasse auf dem Meeresgrund in geeignetenAbständenmindestens ein Erschließungsschachtaus einzelnen Ringelementen errichtet wird, dass aus dem derarterrichteten Erschließungsschachtnach Erreichen des Meeresspiegels das in ihm befindliche Wasserentfernt und der Erschließungsschachtin dem festen Gestein des Meeresgrundes bis auf die Tiefe der geplantenTunneltrasse niedergebracht wird und der Vortrieb des Tunnels mindestensin einer der beiden Richtungen längsder geplanten Tunneltrasse vorgenommen wird und dass eine stetigfortschreitende Stabilisierung des Erschließungsschachtes mit dem Absetzendes Abraums von einem stetig fortschreitenden Abteufen des Erschließungsschachtessowie einem stetig fortschreitenden Vortrieb des Tunnels einhergeht.Zur Errichtung des Erschließungsschachteswerden Ringelemente aus Stahlbeton oder Beton mit ringförmigen,formschlüssigenArretierungsmitteln an beiden Ringflächen verwendet, wobei ein erstesRingelement auf einen vorbereiteten Platz auf den Meeresgrund abgesenktwird und weitere Ringelemente werden durch Absenken auf das ersteRingelement bis zum Erreichen des Meeresspiegels übereinander gestapelt.Dabei greift das eine ringförmigeArretierungsmittel in Form einer Feder in das andere Arretierungsmittelin Form einer Nut ein. Nach dem Entfernen des Wassers aus dem Erschließungsschacht werden Ausrüstungsgegenstände in dentrockengelegten Erschließungsschachteingebracht, wonach das Abteufen des Erschließungsschachtes bis auf dieTiefe der geplanten Tunneltrasse und der anschließende Vortriebdes Tunnels in mindestens eine der Richtungen der Tunneltrasse mitHilfe des Spülstrahlsvon Wasserkanonen und Hydroexplosionen vorgenommen wird, der entstehendeAbraum wird mit dem abfließendenWasser des Spülstrahlsgemischt und mit Hilfe von Druck-Schlammleitungen als Pulpe ausdem Erschließungsschachtgefördert.Um den entstehenden Erschließungsschachtwird eine verlorene Stützrüstung errichtetund in einer ersten Phase werden Betonformkörper und aufgeschütteter Bodenim Bereich der verlorenen Stützrüstung rings umden Erschließungsschachtausgelegt und übereinandergestapelt, währendin einer nachfolgenden Phase der Abraum aus dem Erschließungsschacht undspäteraus dem Vortrieb des Tunnels rings um den Erschließungsschachtabgesetzt wird. Das Absetzen des Abraums wird bis zur Bildung einerkünstlichenInsel rings um den Erschließungsschachtfortgesetzt. Die Ringelemente werden mit Hilfe von aufblasbarenSchwimmkörpernverzögertabgesenkt, wobei bei dem Aufeinanderstapeln der Ringelemente dieringförmigen,formschlüssigenArretierungsmittel jeweils zweier Ringelemente ineinander greifen,der Stapel der Ringelemente durch sein eigenes Gewicht die weichenSchichten des Schwemmbodens durchstößt und derart auf dem festenGestein des Meeresgrundes abgesetzt, dort verankert und abgedichtet wird.Zum verzögertenAbsenken der Ringelemente werden die aufblasbaren Schwimmkörper anBefestigungsmitteln der Ringelemente angebracht und durch Regelndes Luftvolumens der Schwimmkörper über Ventilewird eine bestimmte Sinkgeschwindigkeit eingestellt. Die Stoßnaht zwischenjeweils zwei Ringelementen wird durch ein aufblasbares Dichtungsmittel überdecktund im montierten Zustand der Ringelemente entlüftet, wodurch die erwünschte Dichtungherbeiführtwird. Das Abteufen des Erschließungsschachtesbis auf die Tiefe der geplanten Tunneltrasse und der anschließende Vortriebdes Tunnels in mindestens eine der Richtungen der Tunneltrasse wirdbis zu einer Festigkeit des Gesteins von 4 Einheiten nach Protodjakonovmit Hilfe des Spülstrahlsvon Wasserkanonen und bei einer höheren Festigkeit mit Hilfevon Hydroexplosionen vorgenommen. Eine Anzahl von Ringelementenwird unter dem Meeresspiegel in ein Metallkorsett eingefasst. DiePfähleder verlorenen Stützrüstung werdenmit Seilen an dem Metallkorsett befestigt.
    [0012] Dieerfindungsgemäßen Vorteileder vorgeschlagenen Lösungsind folgende: Das erfindungsgemäße Verfahrenist in allen seinen Teilen auf einen stetigen und unterbrechungsfreienAblauf abgestellt. Das betrifft sowohl die Errichtung der Erschließungsschächte alsauch den Abbau des Gesteins, die Beseitigung des Abraums und dieStabilisierung der Erschließungsschächte. Insbesonderedurch die Kombination des Abbaus des Gesteins mit Hilfe von Wasserund der Umwandlung des Abraumes in Pulpe ist nicht nur eine stetigeBetriebsweise beim Abteufen der Erschließungsschächte und beim Vortrieb des Tunnels,sondern auch eine stetig fortschreitende Stabilisierung der wachsendenErschließungsschächte möglich. Darüber hinausgestattet das erfindungsgemäße Verfahrendie unterbrechungsfreie Ausführungder notwendigen Nacharbeiten am Tunnel, wie die Sicherung der Tunnelwände, dieVerlegung von Gleisen und die Installation der Energie-, Kommunikations-und Wetterversorgung. Schließlich wirdauf den Einsatz spezieller Technik verzichtet, die zur Absenkunglanger Rohrteile erforderlich wäre.
    [0013] Dieerfindungsgemäße Lösung wirdim Folgenden durch ein Ausführungsbeispielnäher erläutert. Inder zugehörigenZeichnung zeigen:
    [0014] 1 – Schnittdarstellung einesTunnelabschnittes mit einem Erschließungsschacht,
    [0015] 2 – Schnitdarstellung der Verbindungsstellezweier Stahlbetonringe und
    [0016] 3 – Draufsicht auf einen Stahlbetonring.
    [0017] Deneigentlichen Bauarbeiten geht die Erkundung der geplanten Tunneltrassevoran, wobei die Trassenführungnach dem Zustand des Bodens, der Art des Gesteins und den Tiefendes Meeresgrundes festgelegt wird. Für die Errichtung der Erschließungsschächte wären vorhandeneUntiefen wie beispielsweise Sandbänke geeignet. Der Vortrieb desTunnels ist sowohl von beiden Seiten des Festlandes und als auchvon den Erschließungsschächten gleichzeitigin beide Ausdehnungsrichtungen möglich.Die Anzahl und der Abstand der Erschließungsschächte werden durch die geologischenGegebenheiten und durch die Längeder Abraum-Transportwege bestimmt.
    [0018] 1 zeigt in einer Schnittdarstellungeinen Tunnelabschnitt mit einem Erschließungsschacht 2. Aufdem Meeresgrund 1 wird der entstehende Erschließungsschacht 2 zurvorläufigenStabilisierung von einer verlorenen Stützrüstung 3 umgeben. Im Bereichder Stützrüstung 3 werdenBetonformkörper 4 undaufgeschütteterBoden 5 abgelagert. Nach Erreichen des Meeresspiegels 10 wirdaus dem Erschließungsschacht 2 dasWasser abgepumpt und ein Schacht 6 bis in die Tiefe dergeplanten Tunneltrasse abgeteuft, wobei eine Kaverne 7 für den Anschlussan den eigentlichen Tunnel 8 vorgesehen wird. Der Abraumaus dem senkrechten Schacht 6 und später aus dem Tunnel 8 wirdals Anschüttung 9 umden entstehenden Erschließungsschacht 2 bis zumErreichen des Meeresspiegels 10 und der Entstehung einerkünstlichenInsel 11 mit einer vorgegebenen Fläche abgelagert.
    [0019] In 2 und 3 wird die Montage des Erschließungsschachtes 2 unterVerwendung dickwandiger Ringelemente 12 aus Stahlbeton-,Beton- oder Metallkonstruktionen näher erläutert. Der innere Durchmesserd des Ringelementes 12 gemäß 3 wird dabei so gewählt, dass er für das Einbringender Ausrüstungenund Maschinen in den Tunnel 8 ausreichend ist. Die Höhe h desRingelementes 12 wird durch die Tragfähigkeit der Hebevorrichtungenbestimmt.
    [0020] Anjedem Ringelement 12 sind ringförmige, formschlüssige Arretierungsmittelin Form einer Nut 13 an der einen Ringfläche unddamit übereinstimmendin Form einer Feder 14 an der anderen Ringfläche vorgesehen.Die Feder 14 greift beim Übereinanderstapeln der Ringelemente 12 indie ringförmige Nut 13 einund gewährleistetso ein sicheres Aufeinanderstellen der einzelnen Ringelemente 12.Darüberhinaus sind an dem Außenmanteldes Ringelementes 12 Befestigungsmittel 15 vorgesehen,die zur Fixierung eines aufblasbaren Schwimmkörpers aus Gummi oder Polyäthylen dienen.Der aufblasbare Schwimmkörperwird vor dem Absenken des Ringelementes 12 derart aufgeblasen,dass das Ringelement 12 im Wasser ein scheinbares Gewichtvon ca. 10 bis 20 Kilogramm annimmt. Die derarteingestellte Sinkgeschwindigkeit erlaubt ein sanftes Absenken undeine sichere Montage des Ringelementes 12. Durch ein Ventilan dem Schwimmkörperlässt sich dasscheinbare Gewicht des Ringelementes 12 im Wasser regulieren.
    [0021] ZurMontage der Erschließungsschächte 2 werdenein Schwimmkran und die notwendigen Ringelemente 12 sowiedie erforderlichen Ausrüstungsgegenstände durchSchwimmmittel an den Montageort befördert. Die Montage der Erschließungsschächte 2 aufdem Meeresgrund 1 geschieht dann in folgender Weise: AmMontageort wird mit Hilfe von Tauchern auf dem Meeresgrund 1 einekreisförmigeVertiefung in den weichen Schichten des Schwemmbodens 19 geschaffen,in die ein mit einem aufblasbaren Schwimmkörper versehenes Ringelement 12 abgesenktwird. Das Ringelement 12 sinkt durch sein verringertesEigengewicht langsam und stoßfrei,die horizontale Lage bewahrend, auf den Meeresgrund 1 undwird dort durch die Taucher positioniert. Gegebenenfalls ist dasLuftvolumen in dem Schwimmkörper beigrößeren Tiefendem herrschenden Wasserdruck anzupassen. Weitere Ringelemente 12 werdenin gleicher Weise abgesenkt und übereinandermontiert. Die Stoßnahtjeweils zweier Ringelemente 12 überdeckt ein aufblasbares Dichtungsmittel 16 ein. Nachdem Aufsetzen eines Ringelementes 12 wird das aufblasbareDichtungsmittel 16 entlüftet,wobei der Druck des umgebenden Wassers das Dichtungsmittel 16 festan beide Ringelemente 12 drückt und derart den angestrebtendichten Abschluss herbeiführt.Ein Abdichten kann auch nach anderen, bekannten Verfahren durchgeführt werden,wie zum Beispiel durch Bleiprägungen,Betondichtmittel oder Klebemittel. Unter dem mit der Anzahl derRingelemente 12 ansteigendem Gewicht sinkt der Stapel der Ringelemente 12 indie weichen Schichten des Schwemmbodens 19 bis zum festenGestein 20 ein. Die letzten 5 bis 7 Ringelemente 12 werdenin ein festes Metallkorsett 21 eingefasst, um den Erschließungsschacht 2 vorden Schwingungen der oberen Wasserschichten zu schützen, solangedie künstliche Insel 11 denMeeresspiegel 10 noch nicht erreicht hat.
    [0022] Derschrittweise Aufbau der Erschließungsschächte 2 geht mit ihrerfortschreitenden Stabilisierung einher. Die unteren Ringelemente 12 werden anfangsmit Betonformkörpern 4 undBodenmaterial 5 gesichert. Im Folgenden wird dafür der anfallende Abraumaus den Erschließungsschächten 2 undspäteraus dem Tunnel 8 verwendet. Gleichzeitig mit dem Errichtender Erschließungsschächte 2 wirdum diese herum eine verlorene Stützrüstung 3 aufgestellt.Sie dient zugleich als Gerüstfür dieentstehende künstlicheInsel 11 und begünstigtdas Absetzen der Feststoffe der aus den Erschließungsschächten 2 ausgebrachtenPulpe. Die verlorene Stützrüstung 3 kanndie Form eines Kegel- oder Pyramidenstumpfes oder eines Zylindershaben. Sie besteht aus Metall- oder Stahlbetonpfählen 17, die gegebenenfallsmit einem Korrosionsüberzugversehen werden. Die von der Stützrüstung 3 überdeckteGrundflächesowie die Neigung der Pfähle 17 sindnach dem Bauprojekt zu berechnen. An dem Metallkorsett 21 werdendie Pfähle 17 durchSeile 22 befestigt.
    [0023] Ausden so entstandenen Erschließungsschächten 2 inForm der übereinandergestellten Ringelemente 12 wird nach dem Erreichen desMeeresspiegels 10 das Wasser abgepumpt und die Erschließungsschächte 2 werdendurch das feste Gestein 20 bis in die Tiefe der geplantenTrasse des Tunnels 8 abgeteuft. Die dazu notwendigen Ausrüstungenwie Hochdruckpumpen, Wasserkanonen zum Ausspülen des Gesteins 20 unddessen Umwandlung in Pulpe sowie Hydropumpen zur Förderungder Pulpe werden durch die Erschließungsschächte 2 eingebracht.
    [0024] Nachdem Erreichen der Tiefe der geplanten Trasse des Tunnels 8 wirdeine Kaverne 7 geschaffen, in die alle für den Vortriebdes Tunnels 8 notwendigen Ausrüstungen wie die Hochdruckpumpen,die Wasserkanonen zum Ausspülendes Gesteins 20 und dessen Umwandlung in Pulpe sowie dieHydropumpen zur Förderungder Pulpe installiert werden. Unter der Kaverne 7 wirdeine Vertiefung 23 angelegt. Sie dient zum Auffangen und Abpumpenvon Sickerwasser. Nach Vollendung dieser Vorbereitungsarbeiten beginntder Vortrieb des eigentlichen Tunnels 8. Dieser Tunnel 8 kanneine oder mehrere Röhrenaufweisen, die horizontal oder vertikal zueinander angeordnet sind.Der Vortrieb kann von dem Erschließungsschacht 2 ineine oder beide Richtungen der geplanten Tunneltrasse ausgeführt werden.Gegebenenfalls könnenHilfstunnelröhrenfür denTransport von Ausrüstungenangelegt werden.
    [0025] DerVortrieb des eigentlichen Tunnels 8 geschieht bis zu einerFestigkeit des abzubauenden Gesteins 20 von 4 Einheitennach Protodjakonov mit dem Spülstrahlvon Wasserkanonen, wobei auf das abzubauende Gestein 20 einWasserstrahl von 120 – 400at Druck gerichtet wird. Der dabei entstehende Abraum wird mit demabfließendenWasser des Spülstrahlsgemischt. Größere Felsstücke werdenzuvor mit Hilfe von Brechern mechanisch zertrümmert. Das Konglomerat vonWasser und Abraum wird als Pulpe unter Druck über Schlamm-Druckleitungendurch die Erschließungsschächte 2 andie Meeresoberfläche gefördert undrings um die Erschließungsschächte 2 abgesetzt.Dabei fließtdas Wasser in die See ab, währendsich die festen Fraktionen rings um die Erschließungsschächte 2 absetzen.
    [0026] Beieiner Festigkeit des Gesteins 20 über 4 Einheiten nach Protodjakonovgeschieht der Vortrieb mit Hilfe von Hydroexplosionen, wobei derAbraum in gleicher Weise beseitigt wird. Bei beiden Abbauverfahrenist ein stetiger Vortrieb gewährleistet.Die Strukturen des den Tunnel 8 umgebenden Gesteins 20 bleibenunverletzt. Dem stetigen Vortrieb des Tunnels 8 folgt dessenstetiger Ausbau. Dabei entfälltdie Notwendigkeit vorläufigerTransportwege und vorläufigerInstallationen. Der Bedarf an Energie und Frischluft ist wesentlichgeringer. Das alles führtzu einer Verkürzungder Bauzeit und der Kosten.
    [0027] Dieaus den Erschließungsschächten 2 geförderte Pulpewird innerhalb des Bereichs der verlorenen Stützrüstung 3 abgesetzt,wodurch eine fortschreitende Stabilisierung der Erschließungsschächte 2 ohneweitere zusätzlicheKosten herbeigeführt wird.Die verlorenen Stützrüstung 3 wirddabei von dem abgesetzten festen Fraktionen des Abraums begrabenund verbleibt in der sich bildenden künstlichen Insel 11.Bei diesem Vorgang begünstigtdie verlorene Stützrüstung 3 dasAbsetzen der festen Fraktionen im Bereich der Stützrüstung 3, wobei sie denHangwinkel der Anschüttung 9 undschließlich derkünstlichenInsel 11 bestimmt. Die Feststoffe der Pulpe setzen sichbei dem erfindungsgemäßen Verfahrenderart dicht um die Erschließungsschächte 2 ab,dass sie nicht nur deren Stabilisierung herbeiführen, sondern einen festenSchutzkörperund damit einen untrennbaren Bestandteil des gesamten Bauwerkesbilden. Der Abraum aus dem Tunnel 8 von etwa 7 Kilometerin jeweils beide Richtungen von dem Erschließungsschacht 2 ausergibt bei einer Meerestiefe von etwa 80 Meter und bei einem üblichenHangwinkel der künstlichenInsel 11 einen Durchmesser der künstlichen Insel 11 vonungefähr 200Meter bei einer Flächevon mehr als 4000 Quadratmeter. Eine solche künstliche Insel 11 bieteteinen sicheren Schutz der Erschließungsschächte 2 sowie des Tunnels 8 sowohlwährenddes Baus als auch währenddes späterenBetriebes vor Zerstörung beziehungsweisevor einem katastrophalen Wassereinbruch.
    01 Meeresgrund 02 Erschließungsschacht 03 verloreneStützrüstung 04 Betonformkörper 05 aufgeschütteter Boden 06 Schacht07 Kaverne 08 Tunnel 09 Anschüttung 10 Meeresspiegel 11 künstlicheInsel 12 Ringelement 13 Arretierungsmittel,Nut 14 Arretierungsmittel,Feder 15 Befestigungsmittel 16 Dichtungsmittel 17 Pfähle 18 Streben 19 Schwemmboden 20 festesGestein 21 Metallkorsett 22 Seile 23 Vertiefung d Durchmesser h Höhe
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Verfahren zum Bau von Tunneln unter dem Meeresgrundmit mindestens einem Erschließungsschachtim Seebereich, dadurch gekennzeichnet, dass • entlangder geplanten Tunneltrasse auf dem Meeresgrund (1) in geeignetenAbständenmindestens ein Erschließungsschacht(2) aus einzelnen Ringelementen (12) errichtetwird, • ausdem derart errichteten Erschließungsschacht (2)nach Erreichen des Meeresspiegels (10) das in ihm befindlicheWasser entfernt und der Erschließungsschacht (2) indem festen Gestein (20) des Meeresgrundes (1)bis auf die Tiefe der geplanten Tunneltrasse niedergebracht wirdund der Vortrieb des Tunnels (8) mindestens in einer derbeiden Richtungen längsder geplanten Tunneltrasse vorgenommen wird • und dasseine stetig fortschreitende Stabilisierung des Erschließungsschachtes(2) mit dem Absetzen des Abraums von einem stetig fortschreitendenAbteufen des Erschließungsschachtes(2) sowie einem stetig fortschreitenden Vortrieb des Tunnels(8) einhergeht.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass • zurErrichtung des Erschließungsschachtes(2) Ringelemente (12) aus Stahlbeton oder Betonmit ringförmigen,formschlüssigenArretierungsmitteln (13; 14) an beiden Ringflächen verwendetwerden, wobei das eine Arretierungsmittel (14) in Formeiner ringförmigenFeder in das andere Arretierungsmittel (13) in Form einerringförmigenNut eingreift, • einerstes Ringelement (12) auf einen vorbereiteten Platz aufden Meeresgrund (1) abgesenkt wird • und dassbis zum Erreichen des Meeresspiegels (10) weitere Ringelemente(12) durch Absenken auf das erste Ringelement (12)gestapelt werden.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass • nachdem Entfernen des Wassers aus dem Erschließungsschacht (2) Ausrüstungsgegenstände in dentrockengelegten Erschließungsschacht(2) eingebracht werden, • das Abteufen des Erschließungsschachtes(2) bis auf die Tiefe der geplanten Tunneltrasse und deranschließendeVortrieb des Tunnels (8) in mindestens eine der Richtungender Tunneltrasse mit Hilfe des Spülstrahls von Wasserkanonenund Hydroexplosionen vorgenommen wird • und dass der entstehende Abraummit dem abfließendenWasser des Spülstrahlsgemischt und mit Hilfe von Druck-Schlammleitungen als Pulpe aus demErschließungsschacht(2) gefördertwird.
    [4] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass • umden entstehenden Erschließungsschacht(2) eine verlorene Stützrüstung (3)errichtet wird und in einer ersten Phase Betonformkörper (4)und aufgeschütteterBoden (5) im Bereich der verlorenen Stützrüstung (3) rings umden Erschließungsschacht(2) ausgelegt und übereinandergestapelt werden, • ineiner nachfolgenden Phase der Abraum aus dem Erschließungsschacht(2) und späteraus dem Vortrieb des Tunnels (8) rings um den Erschließungsschacht(2) abgesetzt wird • und dass das Absetzen desAbraums bis zur Bildung einer künstlichenInsel (11) rings um den Erschließungsschacht (2) fortgesetztwird.
    [5] Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,dass • dieRingelemente (12) mit Hilfe von aufblasbaren Schwimmkörpern verzögert abgesenktwerden, • beidem Aufeinanderstapeln der Ringelemente (12) die ringförmigen,formschlüssigenArretierungsmittel (13; 14) jeweils zweier Ringelemente(12) ineinander greifen • und dass der Stapel der Ringelemente(12) durch sein eigenes Gewicht die weichen Schichten des Schwemmbodens(19) durchstößt und derartauf dem festen Gestein (20) des Meeresgrundes (1)abgesetzt, dort verankert und abgedichtet wird.
    [6] Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet,dass zum verzögertenAbsenken der Ringelemente (12) die aufblasbaren Schwimmkörper anBefestigungsmitteln (15) der Ringelemente (12)angebracht werden und durch Regeln des Luftvolumens der Schwimmkörper über Ventileeine bestimmte Sinkgeschwindigkeit eingestellt wird.
    [7] Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Stoßnahtjeweils zweier Ringelemente (12) durch ein aufblasbaresDichtungsmittel (16) überdecktund im montierten Zustand der Ringelemente (12) entlüftet wird,wodurch die erwünschteDichtung herbeiführtwird.
    [8] Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Abteufen des Erschließungsschachtes(2) bis auf die Tiefe der geplanten Tunneltrasse und deranschließendeVortrieb des Tunnels (8) in mindestens eine der Richtungender Tunneltrasse bis zu einer Festigkeit des Gesteins (20) von4 Einheiten nach Protodjakonov mit Hilfe des Spülstrahls von Wasserkanonenund bei einer höherenFestigkeit mit Hilfe von Hydroexplosionen vorgenommen wird.
    [9] Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet,dass eine Anzahl von Ringelementen (12) unter dem Meeresspiegel(10) in ein Metallkorsett (21) eingefasst wird.
    [10] Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Pfähle(17) der verlorenen Stützrüstung (3)mit Seilen (22) an dem Metallkorsett (21) befestigtwerden.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004017648B4|2008-04-17|
    RU2239025C1|2004-10-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-04-07| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-03-29| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: SOLOMONIK, IGOR, MOSKAU, RU |
    2007-03-29| 8128| New person/name/address of the agent|Representative=s name: KIETZMANN, M., DIPL.-ING. FACHING. F. SCHUTZRECHTS |
    2007-03-29| 8181| Inventor (new situation)|Inventor name: SOLOMONIK, ILJA, 97209 VEITSHöCHHEIM, DE |
    2008-10-09| 8364| No opposition during term of opposition|
    2013-02-07| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20121101 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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