DE1111127B

DE1111127B - Expansion for underground spaces, especially for shafts

Info

Publication number: DE1111127B
Application number: DEV17636A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Fritz Mohr
Original assignee: VERUSCHACHT VEREINIGTE UNTERTA
Current assignee: VERUSCHACHT VEREINIGTE UNTERTA
Priority date: 1959-11-26
Filing date: 1959-11-26
Publication date: 1961-07-20

Description

Ausbau für Untertageräume, insbesondere für Schächte Im Schachtausbau ist vorherrschend, den eigentlichen Ausbau mit Hilfe von Anschlußbeton an den umgebenden Gebirgsstoß anzuschließen. Hierdurch entsteht jedoch eine feste Säule, was bei etwa auftretenden Gebirgsbewegungen zu Zerstörungen des Ausbaus führen kann. Um diesen Schwierigkeiten vorzubeugen, sind in neuerer Zeit zwischen die einzelnen Ausbauglieder Gleitmassen eingebaut worden, die bei etwa auftretenden Gebirgsbewegungen eine Relativbewegung der Ausbauglieder zueinander und bei mehrsäuligen Ausbauformen mit Außensäule und Innensäule eine Beschädigung zumindest der inneren Ausbausäule verhindern sollen. Auch dieser Art des Ausbaus haften jedoch Mängel an. Beispielsweise ist das Einbringen der Gleitmasse schwierig; z. B. hat man vorgeschlagen, die Gleitmasse in vorgefrorenem Zustand in Blockform einzubauen und die Fugen durch elektrische Beheizung zu schließen, was offenbar sehr umständlich ist.Extension for underground rooms, especially for shafts In shaft extension is predominant, the actual expansion with the help of connecting concrete to the surrounding To join the mountain range. However, this creates a solid column, which is around occurring rock movements can lead to destruction of the expansion. To this one Difficulties are to be prevented recently between the individual expansion elements Sliding masses have been built in, a relative movement when rock movements occur of the expansion members to each other and in the case of multi-column structures with an outer column and Inner column should prevent damage to at least the inner extension column. However, there are also defects in this type of expansion. For example, bringing in difficult for the sliding compound; z. B. it has been proposed that the sliding compound in pre-frozen To be installed in block form and the joints to be closed by electrical heating, which is obviously very cumbersome.

Im übrigen läßt sich mit Hilfe von Gleitmassen eine echte Anpassung des Ausbaus an über die Schachttiefe schwankende Gebirgs- und Druckverhältnisse nicht erzielen. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß bei dem Einbringen der Gleitmasse zwischen zwei Schachtausbausäulen irgendwelcher Art diese beiden Säulen nicht mehr statisch als Verbundausbau wirken, so daß eine erhebliche Schwächung des Ausbaus eintreten kann.In addition, a real adjustment can be made with the aid of sliding masses the expansion to rock and pressure conditions fluctuating over the depth of the shaft not achieve. In addition, it must be taken into account that when introducing the sliding compound between two shaft extension columns of any kind these two columns no longer exist act statically as a composite structure, so that a considerable weakening of the structure can occur.

Außerdem ist es bekannt, zur Verringerung des Gebirgsdrucks mit Formsteinen besonderer Gestaltung zu arbeiten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie Aussparungen auf der dem Gebirge zugekehrten Seite aufweisen, so daß, wenn die Steine ohne Vergußmasse bleiben, das Gebirge nachgiebig in die Aussparungen eintreten kann. Auch bei diesem bekannten Schachtausbau können unter Umständen Nachteile auftreten, deren Ergebnis unterschiedliche Spannungsverteilungen und damit Beanspruchungen in der Formsteinsäule sind. .It is also known to reduce the rock pressure with shaped stones special design to work, which are characterized in that they have recesses have on the side facing the mountains, so that if the stones are without potting compound remain, the mountains can yieldingly enter the recesses. Even with this one known manhole construction disadvantages may occur under certain circumstances, the result of which different stress distributions and thus stresses in the molded stone column are. .

Im Ergebnis ist festzustellen, daß ein Schachtausbau mit überschaubaren, wohldefinierten Beanspruchungsverhältnissen, dessen Elemente entsprechend zu bemessen sind, nicht bekannt ist.The result is that a shaft extension with manageable, well-defined stress conditions, the elements of which are to be dimensioned accordingly are not known.

Ähnlich liegen die Verhältnisse auch im Streckenausbau, soweit er grundsätzlich in der beschriebenen Weise aufgebaut ist und nicht mit Ausbaurahmen arbeitet.The situation is similar in the expansion of the route, as far as it is is basically constructed in the manner described and not with an extension frame is working.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Ausbau für Untertageräume, insbesondere für Schächte, so zu gestalten, daß die eigentliche Ausbausäule, z. B. die Schachtsäule, überschaubare Beanspruchungen aufzunehmen hat, so daß nach diesen Beanspruchungen eine Dimensionierung der Ausbauelemente erfolgen kann.The invention has set itself the task of an expansion for underground rooms, especially for shafts to be designed so that the actual support column, z. B. the shaft column has to absorb manageable stresses, so that after These stresses can be used to dimension the expansion elements.

Die Erfindung betrifft einen Ausbau für Untertageräume, insbesondere für Schächte. Die Erfindung besteht in der Kombination der folgenden, an sich bekannten Merkmale: a) einem gebirgsseitigen Formsteinausbau aus Formsteinen, die Aussparungen auf der dem Gebirge zugekehrten Seite aufweisen und ohne Vergußmasse an das Gebirge angeschlossen sind, b) einem innenseitigen starren Ausbau, insbesondere Tübbingausbau, mit Verguß des Zwischenraumes zwischen der gebirgsseitigen Formsteinsäule und dem innenseitig angeordneten starren Ausbau.The invention relates to an extension for underground spaces, in particular for manholes. The invention consists in the combination of the following known per se Features: a) a mountain-side molded stone lining made of molded stones, the recesses have on the side facing the mountains and without potting compound on the mountains are connected, b) a rigid interior lining, in particular segment lining, with grouting of the space between the mountain-side molded stone column and the Rigid expansion on the inside.

Als Vergußmasse im Zwischenraum zwischen gebirgsseitiger Formsteinsäule und starrem Ausbau kann eine ebenfalls starre Masse, z. B. Beton, Verwendung finden. Es besteht jedoch die Möglichkeit, mit einer verformbaren Vergußmasse, z. B. einer bituminösen Vergußmasse, zu arbeiten.As a casting compound in the space between the rock pillar on the mountain side and rigid expansion can also have a rigid mass, e.g. B. concrete, use. However, there is the possibility of using a deformable potting compound such. B. one bituminous grout to work.

Die Gestaltung der zur Formsteinsäule vereinigten Formsteine ist grundsätzlich beliebig, wobei jedoch in allen Fällen Vorsorge zu treffen ist, daß über die Gestaltung der Formsteine bei auftretendem Gebirgsdruck ein Abbau dieser Druckkräfte erfolgen kann. Wegen der an der Gebirgsseite der Formsteine vorgesehenen Aussparungen kann letzteres so erfolgen, daß das Gebirge in diese Aussparung eintritt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die zwischen den Aussparungen der Formsteine bestehenden Formsteinteile, z. B. Stege, derart auszubilden, daß sie bei auftretendem Gebirgsdruck, möglichst mit konstanter Quetschlast, sich zerquetschen lassen. Jedenfalls besteht so die Möglichkeit, den unter Umständen überdie Länge des Ausbaus an singulären Stellen angreifenden Gebirgsdruck abzubauen und derart in den Kombinationsausbau einzuleiten, daß der innere starre Ausbau gleichmäßig mit überschaubaren Beanspruchungen belastet - wird, für die folglich die Elemente des inneren, starren Ausbaus, z. B. die Tübbingringe, gestaltet und dimensioniert werden können.The design of the molded stones combined to form the molded stone column is fundamental arbitrary, but in all cases precautions must be taken about the design the shaped stones when rock pressure occurs, a reduction in these pressure forces takes place can. Because of the recesses provided on the mountain side of the shaped stones the latter take place in such a way that the mountains enter this recess. It exists but also the possibility of the existing between the recesses of the shaped stones Molded stone parts, z. B. webs to train such that they occur when Rock pressure, if possible with a constant crushing load, allow yourself to be crushed. In any case there is thus the possibility, under certain circumstances, of the length of the expansion of singular Deposits attacking rock pressure and so in the combination expansion to initiate that the internal rigid expansion evenly with manageable stresses loaded - for which consequently the elements of the inner, rigid construction, z. B. the segment rings can be designed and dimensioned.

Im übrigen empfiehlt es sich, zum Zwecke der Abdichtung zwischen Formsteinsäule und Vergußmasse eine bekannte Abdichtungszwischenlage vorzusehen, die z. B. aus Kunststoffolien bestehen kann. Auch lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Ausbau die Formsteine den Gebirgsverhältnissen anpassen, wobei in Zonen großer Gebirgskräfte die Aussparungen oder stehenbleibenden Stege anders gestaltet und einzurichten sind als in Bereichen geringerer Beanspruchungen. Dabei besteht auch die Möglichkeit, in Bereichen mit nicht standfestem Gebirge in den Hohlräumen der Formsteine Holzkästen oder ähnliche Nachgiebigkeitsmittel anzuordnen, die nach den zu erwartenden Beanspruchungen gewählt werden. In wasserführenden Schichten können Abdichtungsmaßnahmen durchgeführt werden, beispielsweise können in die Formsteinaussparungen an sich bekannte poröse Platten od. dgl. eingebaut sein. , Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind in bezug auf den Kombinationseffekt darin zu sehen, daß erfindungsgemäß in den eigentlichen Ausbau, d. h. die starre Innensäule aus z. B. Tübbingen, infolge des Verhaltens der Formsteinsäule Beanspruchungen überschaubarer Größe eingetragen werden, so daß diese starre Innensäule gleichsam hydrostatisch beansprucht wird, wobei im ganzen der Ausbau einerseits speziellen Verhältnissen angepaßt werden kann, die in einem Gebirge auftreten, andererseits die Ausbau- , elemente in statischer Hinsicht optimal gestaltet werden können. So wird erreicht, daß bei auftretenden Gebirgsbewegungen der Gebirgsstoß in die öffnungen der Formsteine hineinwandern kann bzw. Formsteinteile derart zerdrückt werden, daß ein Kräfteausgleich , bzw. -abbau erzielt wird. Diese Ausgleichsmöglichkeit bewirkt, daß der eigentliche Schachtausbau, d. h. der starre Ausbau ohne zusätzliche Beanspruchung bleibt. Diese Ausgleichsmöglichkeit wirktsichimübrigen auch bei gleichförmigem Druck, beispielsweise beim Durch- ; fahren von Tonschichten, sehr günstig aus, da auch in diesen Fällen eine Entspannung des Gebirgskörpers erreicht wird. Bei Vorhandensein ungleichförmiger Drücke erreicht die Erfindung eine Verringerung der Zusatzkräfte bei gleichzeitig hohen Bettungswerten. ; Auch werden vertikale Stauchungen und Streckungen unschädlich gemacht. Ein besonderer Vorteil liegt ferner darin, daß die Kombinationsschachtsäule auf ihrer gesamten Höhe ohne Knick-Ungleichheit festgelegt werden kann. Darüber hinaus ist es als großer Vorteil anzusehen, daß durch Kombination der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Formsteinsäule mit einem starren Ausbau die Möglichkeit einer einfachen Ausführung von Instandsetzungsarbeiten gegeben ist. Endlich besteht wahlweise die vorteilhafte, nicht den vorliegenden Gegenstand betreffende Möglichkeit, die Schachtröhre durch Zementieren und dichtes Ausfüllen der Hohlräume in den Formsteinen in bekannter Weise im umgebenden Gebirgskörper vollständig festzulegen.In addition, it is recommended for the purpose of sealing between the molded stone column and potting compound to provide a known sealing liner which z. B. off Plastic films can exist. Can also be used in the expansion according to the invention Adapt the shaped stones to the mountain conditions, whereby in zones of great mountain forces the recesses or remaining webs are designed and set up differently than in areas with less stress. There is also the possibility of in areas with unstable mountains in the cavities of the molded blocks, wooden boxes or to arrange similar means of resilience according to the expected stresses to get voted. Sealing measures can be carried out in water-bearing layers be, for example, porous known per se in the molded stone recesses Plates or the like. Be installed. , The advantages achieved by the invention are with regard to the combination effect to be seen in the fact that according to the invention in the actual Expansion, d. H. the rigid inner column made of z. B. Tübbingen, as a result of the behavior the molded stone column loads of manageable size are entered so that this rigid inner column is, as it were, hydrostatically stressed, with the whole the expansion on the one hand can be adapted to special conditions in a Mountains occur, on the other hand the expansion elements are optimal from a static point of view can be designed. So it is achieved that when mountain movements occur the rock face can migrate into the openings of the shaped stones or shaped stone parts are crushed in such a way that a balance or reduction of forces is achieved. These The possibility of compensation means that the actual shaft extension, d. H. the rigid Expansion without additional stress remains. This possibility of compensation seems to be superfluous even with uniform pressure, for example when passing through; driving of clay layers, very favorable, since a relaxation of the mountain body is achieved in these cases as well will. In the presence of non-uniform pressures, the invention achieves a reduction the additional forces with high bedding values at the same time. ; Also be vertical Compression and stretching made harmless. There is also a particular advantage in that the combination shaft column over its entire height without kink inequality can be set. In addition, it is to be regarded as a great advantage that by combining the molded stone column proposed according to the invention with a rigid one Expansion given the possibility of simple maintenance work is. Finally, there is optionally the advantageous subject, not the present subject Possibility in question, the manhole by cementing and tight filling the cavities in the shaped stones in a known manner in the surrounding rock mass to be fully specified.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein. Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch den Stoß eines erfindungsgemäßen Schachtausbaus, Fig.2 einen der Fig.1 entsprechenden Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausbaus und Fig. 3 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform.In the following the invention on the basis of one only. Embodiment Illustrative drawing explained in more detail; it shows Fig. 1 a section through the joint of a shaft lining according to the invention, FIG. 2 one of FIG. 1 corresponding Section through another embodiment of an extension according to the invention and FIG. 3 shows a section through a third embodiment.

In Fig. 1 ist der Schnitt durch einen Ausbaustoß eines erfindungsgemäßen Ausbaus wiedergegeben. a ist der Gebirgsstoß, b der Formstein, c eine Betonschicht und d ein vorgesetzter Tübbing, der zwar in Gußausführung gezeichnet, aber ohne weiteres auch aus Walzstahl od. dgl. hergestellt sein kann. Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit, in der auch wieder mit a der Gebirgsstoß, mit b der Formstein und mit c die Betonwand bezeichnet ist. Hier ist die Formsteinsäule mit einer Kunststoffolie f abgedeckt. Diese Kunststoffolie, die nach dem Einbringen in Form von Bahnen an den Stoßstellen verschweißt wird, hat den Zweck, bei wasserführenden Gebirgsschichten die Wasserdichtigkeit des Ausbaus zu gewährleisten. Um sie vor mechanischen Beanspruchungen, etwa Zerrungsbeanspruchungen od. dgl., zu schützen und ihre Gleitfähigkeit unter allen Umständen sicherzustellen, wird sie mit den Schutzfolien e beiderseits gegen die Wände der anliegenden Ausbausäulen geschützt. Die absolute Wasserdichtigkeit dieser Kunststoffolien gewährleistet mit Sicherheit einen wasserdichten Ausbau und bietet darüber hinaus noch den Vorteil, daß dadurch, daß keine Feuchtigkeit durch den Beton zwischen dessen Oberfläche und die eventuell vorgebaute Tübbingsäule eintreten kann, die Gefahr einer Ablösung des Betons vom Tübbing weitgehend herabgesetzt wird.In Fig. 1 the section through an expansion joint of an expansion according to the invention is shown. a is the rock face, b the shaped stone, c a concrete layer and d a tubbing placed in front, which is drawn in a cast design, but can easily be made of rolled steel or the like. Fig. 2 shows a further possible embodiment in which the rock face is again designated with a , the shaped stone with b and the concrete wall with c. Here the molded stone column is covered with a plastic film f. This plastic film, which is welded in the form of strips at the joints after it has been introduced, has the purpose of ensuring the water-tightness of the expansion in water-bearing mountain layers. In order to protect it from mechanical stresses, such as tensile stresses or the like, and to ensure its ability to slide under all circumstances, it is protected with protective films on both sides against the walls of the adjacent support columns. The absolute watertightness of these plastic films ensures a watertight expansion and also offers the advantage that the risk of the concrete becoming detached from the tubbing is largely reduced because no moisture can enter through the concrete between its surface and the possibly pre-built tubbing column .

Die Formsteine des Formsteinausbaus sind entsprechend der Beschaffenheit der Gebirgsstöße gewählt und eingebaut. Hierdurch läßt sich ein gesteuerter Ausbau erzielen, bei dem die Formsteinsäule zwar nicht aus einheitlichen Bauelementen besteht, die aber durch die genaue Anpassung an die gerade anstehende Gebirgsart die größte Schutzwirkung für den starren inneren Schachtausbau hat.The shaped stones of the shaped stone lining are according to the nature selected and built into the mountain ranges. This allows a controlled expansion achieve, in which the molded stone column does not consist of uniform components, which, however, is the largest due to the precise adaptation to the currently pending mountain type Has protective effect for the rigid inner shaft extension.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der Gebirgskörper a besteht hier aus grundsätzlich verschiedenen Schichten, und zwar folgt auf eine nicht standfeste Schicht auf einer gewissen Höhenerstrekkung wasserführendes Gebirge und anschließend ein standfester Gebirgskörper. Dementsprechend erfolgt hier die Auswal der Formsteine b. In vorliegendem Beispiel wurden für das nicht standfeste Gebirge in den Hohlräumen der Formsteine b Holzkästen mit Abschlußdeckel g eingebaut. Die Seitenwände h dieser Holzkästen können ebenso wie die Deckel g den zu erwartenden Beanspruchungen entsprechend stark gewählt werden. In der darauffolgenden wasserführenden Schicht des Gebirgskörpers a sind in die Formsteinkörper b poröse Platten i eingebaut, die den Wasserdurchtritt aus dem Gebirge zulassen, so daß die Formsteinkörper nicht überbeansprucht werden. Die Wasserableitung erfolgt in diesem Fall, wie in der vorgenannten Patentschrift beschrieben. Im standfesten Gebirge erübrigt sich die Abdeckung der Formsteinhohlräume, so daß lediglich bei auftretendem Gebirgsdruck das Gebirge in die Hohlräume ausweichen kann, die so spannungsentlastend wirken.Fig. 3 shows a further embodiment. The mountain body a consists of fundamentally different layers, namely a non-stable layer at a certain height is followed by water-bearing mountains and then a stable mountain body. Correspondingly, the shaped stones b are selected here. In the present example, wooden boxes with a cover g were installed in the cavities of the molded blocks b for the unstable mountains. The side walls h of these wooden boxes, like the lids g, can be selected to be strong enough to accommodate the stresses to be expected. In the subsequent water-bearing layer of the rock body a, porous plates i are built into the shaped stone bodies b , which allow the passage of water from the rock so that the shaped stone bodies are not overstressed. In this case, the water is drained off as described in the aforementioned patent specification. In stable mountains, it is not necessary to cover the molded stone cavities, so that only when rock pressure occurs, the mountains can move into the cavities, which have a stress-relieving effect.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Expansion for underground rooms, in particular for shafts, consisting of a rigid and a flexible expansion part, characterized by the combination of the following known features: a) a rock-side molded stone lining made of molded stones that have recesses on the side facing the mountains and are connected to the rock without potting compound, b) an inside rigid extension, in particular tubbing, and grouting of the space between the rock pillar on the rock and the rigid extension.

2. Expansion according to claim 1, characterized in that as a potting compound in the space between the rock pillar on the mountain side and the rigid extension there is also a rigid one Mass, especially concrete, or a flexible mass, especially bituminous Potting compound, is used.

3. Expansion according to claims 1 and 2, characterized in that that between the recesses of the mountain-side shaped stone column or shaped stones standing molded stone parts, in particular webs, are designed to be crushable.

4th Extension according to Claims 1 to 3, characterized in that between the molded stone column and sealing compound is provided with an intermediate sealing layer.

5. Expansion after the Claims 1 to 4, characterized in that within the molded stone column - for Adaptation of the shaped stones to the mountain conditions in unstable mountain areas - the molded stone recesses have squeezing means, in water-bearing layers Porous plates or the like are built into the molded stone recesses. Into consideration Extracted publications: German Auslegeschrift No. 1022 987.