DE1484379C - Verfahren und Einrichtung zum Vorspannen von Auskleidungen für Druckstollen, Druckschächte od. dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vorspannen von Auskleidungen für Druckstollen, Druckschächte od. dgl. unter Anwendung einer das Ausbruchsprofil abdeckenden haftverhindernden Trennschicht und eines Kernringes, wobei zur Erzeugung einer Druckvorspannung im Kernring Trennschicht und Kernring getrennt werden und zwischen Trennschicht und Kernring ein Druckmittel eingebracht wird.

Nach einem bekannten Vorschlag wird zwischen einer Auskleidung und dem mit einer Trennschicht versehenen Ausbruchsprofil ein ringförmiger Hohlraum von einer für das Einbringen des Druckmittels ausreichenden Lichtweite in der Weise geschaffen, daß die Auskleidung und das Ausbruchsprofil unterkühlt werden. Erst nach Abschluß dieser Unterkühlung und vor der Wiedererwärmung wird der Hohlraum mit kurzfristig abbindendem Zementmörtel verpreßt. Zur Unterkühlung wird die länger dauernde Einwirkung eines Kaltluftstroms herangezogen. Dieses bekannte Verfahren erfordert einen hohen Aufwand für den zur Bildung eines Spaltes von genügender Lichtweite herangezogenen Kaltluftstrom sowie für die während der ganzen Zeitdauer seiner Einwirkung erforderliche Beobachtung und Einstellung seiner Temperatur, um die Gefahr von unzulässigen Zugspannungen an der inneren Laibung auszuschließen.

Nach einem anderen bekannten Verfahren wird mit allseitigem Abstand vom Ausbruchsprofil in dieses ein Kernring mit über seine ganze Länge regelmäßig durchgehendem Profilquerschnitt eingebaut und nachher ein Druckmittel eingebracht, um den Außenmantel des Kernringes unter Außendruck zu setzen. Wegen des bei diesem Verfahren infolge der unvermeidbaren Unregelmäßigkeiten des Ausbruchsprofils sehr hohen Aufwandes an Füllmasse wurde ein abgeändertes Verfahren vorgeschlagen, wonach vor der Herstellung des Kernringes auf das Ausbruchsprofil ein Verkleidungsring mit einem dem Kernring angepaßten Innenmantel aufgebracht wird, so daß zwischen Kernring und Verkleidungsring ein regelmäßiger Ringraum von überall gleicher Radialdimension freigehalten wird. In diesen, ein verhältnismäßig kleines Volumen aufweisenden Ringraum, wird nun die Füllmasse eingebracht, Der dadurch erzielten Einsparung an solcher steht der Aufwand für die Herstellung des Verkleidungsringes entgegen, für welchen — außer der für den Kernring notwendigen Schalung — eine eigene, zweite Schalung erforderlich ist.

Alle vorstehend zitierten bekannten Verfahren benötigen vor Einpressen der Füllmasse einen umfanggeschlossenen ringförmigen Hohlraum, dessen Herstellung mit genügender Lichtweite aufwendige Maßnahmen erfordert.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, das Einpressen von Druckmitteln zum Vorspannen von Auskleidungen für Druckstollen, Druckschächte od. dgl. ohne vorherige Schaffung eines ringförmigen Hohlraumes zwischen dem Ausbruchsprofil und dem Kernring zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß vor oder nach Aufbringung der Trennschicht über das Ausbruchsprofil verlaufende, an eine Einpreßvorrichtung anschließbare Injektionsleitungen mit im Verlauf jeder Injektionsleitung voneinander distanzierten Austrittsöffnungen angeordnet werden, daß dann der Kernring betoniert wird, und daß zum Zwecke der Trennung und gleichzeitigen Erzeugung der Vorspannung über die Injektionsleitungen das Druckmittel eingepreßt wird.

Da die Erfindung keine Schaffung eines ringförmigen Hohlraumes erfordert, fallen alle Aufwendungen hierzu weg, deren hohe Kosten stets gefürchtet waren.

Neben dieser hohen Wirtschaftlichkeit der Erfindung ist es von besonderem Vorteil, daß die Einbringung des Druckmittels gleichzeitig an zahlreichen Einpreßstellen erfolgt, wodurch es über den gesamten Profilverlauf gleichmäßig wirksam wird und somit eine völlig gleichmäßige Druckvorspannung ergibt.

Zusätzlich zu diesem Vorteil tritt die Möglichkeit einer schon kurzfristig nach dem Profilausbruch ausübbaren und damit das Gebirge sichernden Vorspannung.

Die Ausübung der Erfindung ist in der Weise be-

ao sonders vorteilhaft, daß die Injektion des Druckmittels in zwei Stufen bzw. Phasen erfolgt.

Hierbei können als Druckmittel in der ersten Stufe bzw. Phase Wasser, dünne Zementmilch od. dgl. und in der zweiten Stufe bzw. Phase dicke Zementmilch bzw. Zementmörtel verwendet werden. Diese Aufzählung ist nur eine beispielsweise und schließt die Anwendung beliebiger anderer Druckmittel nicht aus.

Die auf den Kernring vor Inbetriebnahme des Druckstollens von außen ausgeübte Druckspannung wirkt der nach der Betriebsaufnahme durch das im Druckstollen geführte Druckwasser auf den Kernring ausgeübten Zugspannung im Sinne der angestrebten Vorspannung unter Sicherung gegen Rißbildungen im Kernring entgegen. Führt der Druckstollen durch nachgiebiges Gebirge, so sinkt die dem Kernring erteilte Druckspannung wegen des länger dauernden Ausweichens des Gebirges mit der Zeit ab, wodurch der angestrebte Zweck, den Kernring rißsicher zu gestalten, verlorengeht. In solchen Fällen schafft die Erfindung nach einem weiteren Verfahrenskennzeichen die Möglichkeit einer Wiederholung des Einpressens von Druckmitteln. Durch das in einersolchen Wiederholung des erfindungsgemäßen Ver-.

fahrens neuerlich eingepreßte Druckmittel wird der Spalt abermals aufgeweitet und gesichert. Dieser Vorgang kann beliebig oft, auch nach größeren Zeitabschnitten, wiederholt werden, so daß die Erfindung erstmalig die Möglichkeit gibt, die Verformungen insbesondere des Gebirges nach dem Einbau des Kernringes für alle Zukunft zu berücksichtigen und damit die auf den Außenmantel des Kernringes vorgesehene Drückspannung dauernd zu gewährleisten. Mit dieser Möglichkeit geht die Erfindung über alle bekannten Vorschläge entscheidend hinaus.

In der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Ausbruchsprofil vor dem Aufbringen der Trennschicht mit einem Spritzbetonauftrag als Felssicherung oder mit einer Vorauskleidung versehen werden. Die Trennschicht selbst kann durch Aufspritzen von Trennmaterial auf das Ausbruchsprofil oder durch einen Anstrich desselben mit einem Trennmaterial erhalten werden. Die Trennschicht haftet dann an den Wänden des Ausbruchsprofils unmittelbar an und bildet eine unmittelbare Abdeckung desselben. Es ist jedoch auch möglich, als Trennschicht eine Folie anzuwenden, welche auf das Ausbruchsprofil direkt oder indirekt in geeigneter

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Weise aufgebracht wird, aber nicht unbedingt an einer Stollenwand, Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt

diesem gleichmäßig anzuliegen braucht. eines Längsschnittdetails.

Bei Vollendung des Innenringes liegen alle Bau- Gemäß F i g. 1 kann auf das sich mit den naturteile aneinander an. Erst nachträglich, nämlich nach gegebenen Unregelmäßigkeiten ergebende Ausbruchs-Erhärten des Kernringes, wird durch das Druckmittel 5 profil 1 lediglich zur Felssicherung der Spritzbetoneine Spaltbildung erzwungen, wobei die auf den Be- auftrag 2 als dünne Schicht aufgebracht werden, ton des Kernringes haftverhindernd wirkende Trenn- welche im wesentlichen auch an ihrem Innenmantel schicht eine wesentliche Rolle spielt. Da die Trenn- die Unregelmäßigkeiten des Ausbruchsprofils 1 schicht nur bezweckt, dem Druckmittel bei seinem nachbildet. Auf den Spritzbetonauftrag 2 wird in Einströmen unter Spaltbildung einen Weg zu sichern, io einem weiteren für die Erfindung wesentlichen Verist sie nach Abschluß des gegebenenfalls mehrmals fahrensschritt die in bezug auf Zementmörtel oder wiederholten Verfahrens ohne Zweck. Wenn er- einen für den Innenring etwa andersartig gewählten wünscht, kann — nach einem weiteren Kennzeichen Baustoff haftverhindernd wirkende Trennschicht 3 der Erfindung — dem Druckmittel ein Lösungsmittel aufgebracht. Für die Trennschicht 3 kann ein zugesetzt werden, welches auf das Material der 15 Bitumenanstrich, eine Kalkmilchaufspritzung, ein Trennschicht einwirkt und diese auflöst. - Aufbringen von Dispersionsfarbe od. dgl. dienen.

Nach einem weiteren,vorteilhaft anwendbaren Kenn- Nun werden die vorteilhaft als Schläuche aus

zeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Plastikmaterial ausgebildeten Injektionsleitungen 4

Bereich des vom Kernring bestimmten Profils eine für das Druckmittel im Bereich des Innenmantels des

Panzerung eingebaut sein. 20 mit den Schichten 2 und 3 versehenen Ausbruchs-

Diese eine absolute Dichtheit gegen den Innen- profile 1 in geeigneter Weise montiert. Diese Injekwasserdruck und eine vollkommene Sicherung gegen tionsleitungen werden in geeigneter Anzahl über den Bergwasserdruck gewährleistende Panzerung kann als Längs- und Querschnitt des Profils verteilt angeinnerster Teil der Auskleidung vor Herstellung des ordnet. Nach dem Aufbau einer geeigneten Schalung Kernringes und als verlorene Schalung für diesen in 25 wird der Kernring 7 betoniert. Sein Außenmantel 5 den Stollen eingebaut werden, Worauf nach Erhärtung steht zunächst in unmittelbarer Berührung mit der des die Panzerung umgebenden Kernringes die Ein- Trennschicht 3 bzw. den Injektionsleitungen4.
bringung des Druckmittels erfolgt. Wird nun durch die Injektionsleitungen 4 das

Um ein fugenfreies Zusammenwirken der Einzel- Druckmittel, vorzugsweise unter hohem Druck teile der Auskleidung zu sichern, ist es vorteilhaft, 30 stehendes Wasser, eingepreßt, so entsteht durch das wenn das Druckmittel sowohl zwischen Ausbruchs- aus den Injektionsleitungen 4 über Austrittsöffprofil und Kernring als auch zwischen Panzerung und nungen 8 austretende Druckwasser zunächst in den Kernring eingebracht wird. . Nachbarbereichen 6 der Injektionsleitungen zwischen

Die gegenüber dem Stand der Technik hinsichtlich der Trennschicht 3 und dem Außenmantel 5 des Bauaufwand und Materialeinsparung erzielten Vor- 35 Kernringes 7 eine Spaltbildung, welche sich unter dem teile des erfindungsgemäßen Verfahrens treten klar Einfluß des hohen Druckes des Druckmittels über in Erscheinung, mag dieses in der einen oder anderen den gesamten Umfang des Außenmantels 5 des Kern-Ausführungsform zur Anwendung kommen. ringes 7 erstreckt und bei Vorhandensein von über

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Injektions- eine bestimmte Stollenstrecke verteilten Injektionsleitung zur Durchführung des erfindungsgemäßen 40 leitungen in dieser gesamten Stollenstrecke wirksam Verfahrens. Hierbei sind erfindungsgemäß deren ist. Die folgende Nachpressung, beispielsweise von Austrittsöffnungen als einen Austritt von Druckmittel dicker Zementmilch, durch die Injektionsleitungen zulassende, einen Eintritt von Fremdkörpern in die führt zur dauernden und festen Ausfüllung des ring-Injektionsleitungen jedoch verhindernde Ventile aus- förmig den Kernring 7 ungebenden Spaltbereiches gebildet. 45 und somit zur dauernden Sicherung der Druckspan-

Diese Injektionsleitungen werden auf mindestens nung des Kernringes.

einer Seite der Trennschicht verlegt. Sie sind an eine Die Injektionsschläuche 4 können mindestens im

Einpreßvorrichtung anschließbar. Sie verlaufen über Bereich ihrer "Austrittsöffnungen 8 von einer Plastik-

das Längs- und/oder Querprofil des Druckstollens. hülle 11 umgeben sein. Diese die Injektionsleitungen 4

oder können in Windungen bzw. mit Verzweigungen 50 mit großer Überweite umgebenden Plastikhüllen 11

angeordnet sein. Die Injektionsleitungen werden sichern gegen ein unbeabsichtigtes Verschließen der

zweckmäßigerweise so verlegt, daß sie zur Reinigung Austrittsöffnungen 8, so daß das Ansprechen der

im Durchlaufbetrieb ausgespült werden können. Injektionsleitungen und ihrer Austrittsöffnungen bei

Es ist ferner vorteilhaft, durch jede Injektions- ihrer Beaufschlagung mit dem Druckmittel gewähr-

leitung umschließende Hüllmäntel von gegenüber der 55 leistet ist.

Injektionsleitung wesentlich größerer Lichtweite ein Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist ein derwirksames Einpressen des Druckmittels in den hierfür art standfestes Gebirge angenommen, daß eine Spritzvorgesehenen Spaltbereich zu gewährleisten. betonsicherung nicht erforderlich ist. An das Aus-

Bei Anwendung einer Stollenpanzerung sind die bruchsprofil 1 könnte sich unmittelbar die Trenn-

Injektionsleitungen sowohl auf mindestens einer 60 schicht anschließen, wenn sie '— wie beim Ausfüh-

Seite der das Ausbruchsprofil abdeckenden Trenn- rungsbeispiel nach F i g. 1 — durch Aufspritzen oder

schicht als auch am Außenmantel der Panzerung Anstrich gebildet würde. In Abänderung dieser

vorgesehen. Möglichkeit ist jedoch beim Ausführungsbeispiel

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele nach F i g. 2 eine Folie 9 als Trennschicht vorgesehen,

für die Durchführung der Erfindung schematisch ver- 65 Im Falle der Anwendung einer Folie ist es vorteil-

anschaulicht, wobei die Fig. 1,2, 4 und 5 Quer- ' haft, auf dem Ausbruchsprofil 1 — ohne oder mit

schnitte lediglich eines Sektors des Stollenprofils Spritzbetonsicherung — zuerst die Injektionslei-

sind, Fig.3 zeigt im Längsschnitt einen Abschnitt hingen4 zu verlegen. Dann erst wird die Folie9 auf-

gebracht und hierauf der Kernring 7 an die Folie 9 anbetoniert. Die Injektionslcitungen 4 befinden sich somit bei dieser Ausführung zwischen dem Ausbruchsprofil 1 und der Folie 9. Es ist ersichtlich, daß die angestrebte Spaltbildung und Druckwirkung auch im beschriebenen Fall eintritt, in welchem das Druckmittel zwischen dem Ausbruchsprofil 1 und der Folie 9 zur Wirkung gelangt.

Der in F i g. 3 in Längsschnittdarstellung gezeigte Ausschnitt eines Stollenabschnittes zeigt die im Verlauf der Injektionslcitungen 4 im Abstand voneinander angeordneten Austrittsöffnungen 8 für das Druckmittel, welche durch elastische Überschubschläuche 10 in der Art von Ventilen wirksam werden, die zwar einen Austritt des Druckmittels gestalten, einen Eintritt von Fremdkörpern in die Injektionslcitungen jedoch verhindern. Die vorteilhafte Anwendung von Plastikhüllen 11 kann auf den Bereich der, Überschubschläuche 10 beschränkt sein oder über die ganze Länge der Injcktionsleitungcn 4 durchlaufen.

Die Anwendung von Hüllmäntcln 11 kann gesonderte Trennschichten überflüssig machen, wenn die Plastikhüllcn in flacher Lage einander übergreifend in das Profil eingelegt werden und damit selbst als Trennschichten wirksam sind. Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 erfolgt die Anordnung der Trennschicht am Ausbruchsprofil 1 durch die Aufbringung einer Folie 9, wobei zwischen dem Ausbruchsprofil 1 und der Folie 9 in entsprechender Anzahl und Anordnung Injektionsleitungen 4 vorgesehen werden, deren in Abständen angeordnete, z. B. durch Weichgummimuffen vcntilärtig wirksam abgedeckte Austriltsöffnungen 8 bei Unterdrucksetzung der Injcktionsleitungen 4 das Druckmittel über die Nachbarberciche 6 der Injektionsleitungen 4 in den sich bildenden Spaltraum 15 zwischen dem Ausbruchsprofil 1 und dem Kernring 7 verteilen und den Spaltraum 15 unter Druck setzen.

Im Bereich des vom Kernring 7 bestimmten Profils zeigt F i g. 4 im Inneren desselben die Panzerung 12. Sie wird also von der Betonmasse des Kernringes von beiden Seiten eingeschlossen. An ihrem Außenmantel trägt die Panzerung 12 weitere Injektionsleitungen 13 mit in Abständen angeordneten, durch aufgeschobene Weichgummimuffen ventilartig wirksamen Austrittsöffnungen 8. Im Kernring 7 können Ausnehmungen 14 für die Injektionslcitungen 13 vorgesehen sein, wenn nicht andere geeignete Maßnahmen zur Gewährleistung der spaltbildenden bzw. spallaufwcitenden Wirkung des Druckmittels getroffen sind.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist die Trennschicht durch einen Anstrich 3 des Ausbruchsprofils 1 verwirklicht. Die Panzerung 12 bildet bei dieser Ausführungsmöglichkeit den innersten Teil der gesamten Auskleidung. Wenn die Panzerung 12 zuerst in das Ausbruchsprofil 1 eingebaut wird, dient sie als verlorene Schalung für die Herstellung des Kernringes 7. .

Wird nach Erhärtung des Kernringes 7 das Druckmittel auch in den sich bildenden Spaltraum 15' zwischen dem Kernring 7 und der Panzerung 12 eingepreßt, so erhält man durch den hohen Druck in den Spaltbcreichen 15 und 15' des Kernringes 7 eine absolut fugenfreie Bindung an die diesen umschließenden bzw. von diesem umschlossenen Teile. . Nach F i g· 6 ist es auch vorgesehen, die Injektionsleitungen 4 zur Herstellung einer absoluten Abdichtung der Trennfugen 17 von in aneinanderschließendeh Abschnitten hergestellten Kernringen 7 heranzuziehen. In dem erweiterten Fugengrund 16 der Abschnittgrenzen ist eine Injektionsleitung 4 vorgesehen, deren Unterdrucksetzuhg mit Druckmitteln zur Abdichtung führt. In mindestens einem Teil der vorteilhaft abgesetzten Trennfuge 17 ist beim Ausführungsbeispiel eine Folie 9 eingesetzt, welche um die Injektionsleitung 4 bis in den Spalt zwischen dem Kernring 7 und dem Ausbruchsprofil 1 geführt ist.

to In der praktischen Anwendung ist es wichtig, daß die Injektionsleitungen 4 und deren Austrittsöffnungen 8 für die beliebig oftmalige Wiederholung des Einpreßvorganges verwendbar bleiben. Deshalb ist eine Durchspülung der Leitungen mit Wasser nach jedem Injektionsvorgang zu beachten.

Als Ergebnis der Anwendung der Erfindung wirken alle Bauteile der Auskleidung mit dem Gebirge als Einheit.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vorspannen von Auskleidüngen für Druckstollen,. Druckschächte od. dgl.

unter Anwendung einer das Ausbruchsprcfil abdeckenden haftverhindernden Trennschicht und eines Kernringes, wobei zur Erzeugung einer Druckvorspannung im Kernring Trennschicht und Kernring getrennt werden und zwischen Trennschicht und Kernring ein Druckmittel eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach Aufbringung der Trennschicht über das Ausbruchsprofil (1) verlaufende, an eine Einpreßvorrichtung anschließbare Injektionsleitungen (4) mit im Verlauf jeder Injektionsleitung (4) voneinander distanzierten Austrittsöffnungen (8) angeordnet werden, daß dann der Kernring (7) betoniert wird und daß zum Zwecke der Trennung und gleichzeitigen Erzeugung der Vorspannung über die Injektionsleitungen (4) das Druckmittel eingepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet..; durch die Verwendung eines erhärtenden Druck-'

mittels. '

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektion des Druckmittels in zwei Stufen bzw. Phasen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß eines Einpreßvorganges die Injektionsleitungen (4) zur Reinigung im Durchlaufbetrieb ausgespült werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Absinken der dem Kernring (7) erteilten Druckspannung mindestens eine Wiederholung des Einpressens von Druckmitteln erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (3) als am Ausbruchsprofil unmittelbar anhaftende Abdeckung durch Aufspritzen, Anstreichen od. dgl. von Trennmaterial hergestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennschicht (3) auf das Ausbruchsprofil eine Folie (9) aus Trennmaterial aufgebracht wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckmittel ein Lösungsmittel für das Material der Trennschicht (3) zugesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Einbau einer Panzerung (12) im Bereich des vom Kernring (7) bestimmten Profils.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Panzerung (12) als innerster Teil der Auskleidung vor Herstellung des Kernringes (7) und als verlorene Schalung für diesen in den Stollen eingebaut wird und nach Erhärten des die Panzerung (12) umgebenden Kernringes (7) die Einbringung des Druckmittels erfolgt. ■ .

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel sowohl zwischen Ausbruchsprofil (1) und Kernring (7) als auch zwischen Panzerung (12) und Kernring (7) eingebracht wird.

12. Injektionsleitung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (8) als einen Austritt von Druckmitteln zulassende, einen Eintritt von Fremdkörpern in die Injektionsleitungen jedoch verhindernde Ventile ausgebildet sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch jede , Injektionsleitung (4) umschließende Hüllmäntel (11) von gegenüber der Injektionsleitung wesentlich größerer Lichtweite.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 648/88