DE1583095B1

DE1583095B1 - Manhole or borehole lining made of steel

Info

Publication number: DE1583095B1
Application number: DE19671583095
Authority: DE
Inventors: Kurt Froebrich; Heinz Link; Heribert Schupp
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1967-11-07
Filing date: 1967-11-07
Publication date: 1970-04-23

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Schacht- oder Bohrlochauskleidung aus Stahl, deren aufeinandergesetzte Schüsse an den Stoßstellen verschweißt sind.The invention relates to a well or borehole lining made of steel, the stacked sections of which are welded at the joints.

Schacht- oder Bohrlochauskleidungen sind in horizontaler Richtung mit Wasser- und Gebirgsdrücken belastet. Die sich hieraus ergebende Beanspruchung der Auskleidung wird durch einen Abbau in Schacht-oder Bohrlochnähe erheblich gesteigert. Dabei kann es wegen großer Gebirgsverschiebungen zu übermäßigen Deformationen der Auskleidung vornehmlich in deren Längsrichtung kommen, die_-zum Bruch führen können.Well or borehole linings are in the horizontal direction burdened with water and rock pressures. The resulting stress the lining is considerably increased by dismantling in the vicinity of the shaft or borehole. Due to the large displacement of the rock, there can be excessive deformations of the Linings come mainly in their longitudinal direction, which_-can lead to breakage.

Um einer solchen Gefahr zu begegnen, hat man schon zwischen Auskleidung und Gebirge einen Mantel aus plastischem Werkstoff, meist Bitumen, vorgesehen, der die Gebirgsverschiebungen abfangen soll. Weiterhin ist es bekannt, die aus U-Profilringen zusammengesetzte Stahlauskleidung dadurch an den Stoßstellen der Ringe nachgiebiger zu gestalten, daß an Stelle der üblichen Vernietung oder Verschraubung der Profilflansche diese nur an den vom Profilsteg abgewandten Rändern miteinander verschweißt werden.To counter such a danger, one already has between lining and mountains a jacket made of plastic material, usually bitumen, provided that to intercept the mountain shifts. Furthermore, it is known that from U-profile rings This makes the composite steel lining more flexible at the joints between the rings to shape that in place of the usual riveting or screwing of the profile flanges these are only welded to one another at the edges facing away from the profile web.

Eine andere bekannte Auskleidung dieser Art ist ein gepanzerter Stahlbetontübbing mit einer Stahlhaut, deren Flansche derart dünn gehalten sind, daß sie geringe Verformungen des Bauwerkes durch elastische Verformungen mitmachen, wobei zwischen den Flanschen ein Dichtungsring durch Verschraubung eingespannt ist.Another known lining of this type is an armored reinforced concrete segment with a steel skin, the flanges of which are kept so thin that they have little deformation participate in the structure through elastic deformations, with between the flanges a sealing ring is clamped by screwing.

Die Erfindung geht einen anderen Weg, um der Auskleidung eine ausreichende Verformungsmöglichkeit bei Beanspruchung durch Strecken, Stauchen oder Biegen in den Fällen zu verleihen, in denen die Auskleidung aus glatten Zylinderschüssen zusammengesetzt und an den Stoßstellen verschweißt ist.The invention takes a different approach to give the lining a sufficient Possibility of deformation when stressed by stretching, compressing or bending in to lend the cases in which the lining is composed of smooth cylinder sections and is welded at the joints.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich diese Forderung durch Konzentration der Dehnung (Verformung) auf die Stoßstellen der Auskleidung erfüllen läßt, und besteht darin, daß die Auskleidung im Bereich der Stoßstellen auf eine geringere Mantelwandstärke abgesetzt und an den Übergangsstellen zu den abgesetzten Enden mit Verstärkungsringen versehen ist. Der im Bereich der Stoßstellen geschwächte Querschnitt der Auskleidung gestattet eine Verformung (Dehnung) auch über die Fließgrenze hinaus, ohne die Tragfähigkeit der Auskleidung gegen die Gebirgs- und Wasserdrücke zu beeinträchtigen, weil insoweit die Verstärkungsringe die Schwächung kompensieren.The invention is based on the knowledge that this requirement by concentrating the expansion (deformation) on the joints of the lining can meet, and consists in that the lining in the area of the joints deposited on a smaller shell wall thickness and at the transition points to the remote ends is provided with reinforcement rings. The one in the area of the joints weakened cross-section of the lining allows deformation (stretching) too beyond the flow limit, without the load-bearing capacity of the lining against the mountain and to affect water pressures, because to that extent the reinforcement rings the weakening compensate.

Stand der Technik ist eine Schachtauskleidung aus Stahl mit den Stahlmantel umgebenden Verstärkungsringen, die U-Profil aufweisen und in gleichmäßigem Abstand über die Teufe verteilt sind, wobei auf jeden einzelnen Schuß mehrere Ringe entfallen. Bei einer solchen Auskleidung kann mit den Verstärkungsringen die Bruchgefahr bei örtlicher Überlastung der Auskleidung wegen großer Gebirgsverschiebungen nicht gebannt werden, und zwar mangels der hierzu erfindungsgemäß wesentlichen Konzentration der Dehnung auf die Stoßstellen der Auskleidung.The state of the art is a manhole lining made of steel with the steel jacket surrounding reinforcement rings that have a U-profile and are evenly spaced are distributed over the depth, with several rings being used for each individual shot. With such a lining, the risk of breakage can arise with the reinforcement rings local overloading of the lining due to large rock displacements not banned be, and in fact in the absence of the concentration of the essential for this purpose according to the invention Stretching on the joints of the lining.

Damit an der Verformung weniger die Schweißnähte als vornehmlich die abgesetzten Schußenden ausreichend beteiligt sind, empfiehlt es sich in Weiterentwicklung der Erfindung, für die Verformungslänge mit geringerer Wandstärke etwa 2% der Schußlänge zu veranschlagen. Auf die abgesetzten Schußenden entfällt also, wenn sie zweckmäßig gleich lang sind, etwa 1% der Schußlänge.This means that less of the deformation is due to the weld seams than primarily the If you are sufficiently involved in detached weft ends, it is recommended in further development of the invention, for the deformation length with a smaller wall thickness about 2% of the shot length to rate. So there is no need for the detached weft ends if they are expedient are the same length, about 1% of the weft length.

Für sogenannte Verbundauskleidungen, die aus einem Stahl- und einem Betonmantel bestehen, ist es erfindungsgemäß ratsam, den Betonmantel an den Stoßstellen des Stahlmantels etwa auf dessen abgesetzter Länge zu unterbrechen. Der Beton könnte nämlich den Dehnungen der abgesetzten Enden nicht folgen und deshalb reißen.For so-called composite linings, which consist of a steel and a Concrete shell exist, it is advisable according to the invention, the concrete shell at the joints to interrupt the steel jacket approximately at its offset length. The concrete could namely do not follow the expansion of the remote ends and therefore tear.

Zweckmäßig kann es sein, die Lücken im Betonmantel, d. h. den Zwischenraum zwischen den Stirnenden der Betonmantelschüsse mit einem Füllring aus Kunststoff oder einem ähnlich verformbaren Werkstoff auszufüllen.It can be expedient to fill in the gaps in the concrete casing, i. H. the space in between between the ends of the concrete casing sections with a filler ring made of plastic or a similar deformable material to be filled in.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht, und zwar zeigt F i g.1 eine Bohrlochauskleidung im Längsschnitt, F i g. 2 eine Stoßstelle zwischen zwei Schüssen in vergrößertem Maßstab, F i g. 3 sinngemäß zu F i g. 2 eine abgewandelte Ausführung mit unsymmetrischer Schweißnaht.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which illustrates two embodiments, namely, FIG. 1 shows a well casing in longitudinal section, F i g. 2 an enlarged view of a joint between two shots Scale, fig. 3 analogously to FIG. 2 a modified version with asymmetrical Weld.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine sogenannte Verbundauskleidung, deren aus einzelnen Stahlzylinderschüssen 1 zusammengesetzter Auskleidungsmantel einen Betonmantel 2 umschließt. Der Raum 3 zwischen dem Stahlmantel 1 und dem Gebirge 4 ist für einen Füllstoff, z, B. Bitumen oder Beton, vorgesehen.The illustrated embodiment is a so-called composite lining, the lining jacket of which, composed of individual steel cylinder sections 1, encloses a concrete jacket 2. The space 3 between the steel jacket 1 and the rock 4 is intended for a filler, for example bitumen or concrete.

Die Enden der Zylinderschüsse 1 sind, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich, abgesetzt. Die Mantelstärke b des Zylinderschusses 1 geht mit einem z. B. kegelförmigen Übergang 5 auf das abgesetzte Ende 6 über, dessen Wandstärke a in diesem Falle etwas weniger als die Hälfte der Wandstärke b beträgt. An der Basis des kegelförmigen Übergangs 5 ist an dem Mantel 1, und zwar in diesem Falle auf seiner Innenseite, je ein Verstärkungsring 7 mit Winkelprofil angeschweißt.The ends of the cylinder sections 1 are, as shown in particular in FIG. 2 can be seen, removed. The jacket thickness b of the cylinder section 1 goes with a z. B. conical transition 5 to the remote end 6, whose wall thickness a is slightly less than half the wall thickness b in this case. At the base of the conical transition 5, a reinforcing ring 7 with an angular profile is welded to the jacket 1, in this case on its inside.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen in jedem Ringraum 8 zwischen zwei ein und derselben Schweißnaht 9 benachbarten Verstärkungsringen 7 einen Füllring 8 aus einem verformbaren Werkstoff, z. B. Kunststoff. Die vertikalen Schenkel 7' der Winkelprofilringe 7 umfassen jeweils ein Stirnende eines Betonmantelschusses 2.The illustrated embodiments show in each annular space 8 between two reinforcement rings 7 adjacent to one and the same weld seam 9, a filler ring 8 made of a deformable material, e.g. B. plastic. The vertical legs 7 ′ of the angled profile rings 7 each include a front end of a concrete casing section 2.

Die Füllringe 8 sind für die Lösung der Erfindungsaufgabe, d. h. die Konzentration der Dehnung des Stahlmantels im Bereich der abgesetzten Schußenden, an sich nicht von Bedeutung. Sie schützen diese Enden gegen Zutritt aggressiver Wässer, könnten aber ohne Schwächung des Schachtausbaues z. B. dann entfallen, wenn auf eine Zugänglichkeit der Schweißnähte 9 von der Stahlmantelinnenseite her Wert gelegt wird.The filling rings 8 are per se of no importance for the solution of the object of the invention, ie the concentration of the elongation of the steel jacket in the area of the detached weft ends. They protect these ends against the ingress of aggressive water, but could be used without weakening the shaft extension z. B. then omitted if accessibility of the weld seams 9 from the inside of the steel jacket is important.

Bei der Wahl der Wandstärke a der Schußenden 6 im Verhältnis zur Wandstärke b ist zu beachten, daß einerseits die Stärke a der abgesetzten Enden aus Gründen z. B. der Korrosion ein Mindestmaß nicht unterschreiten darf und daß andererseits, um das Schweißvolumen der Nähte 9 klein zu halten, die abgesetzten Enden 6 eine bestimmte Stärke nicht überschreiten sollen. Da nun die Wandstärke b der Zylinderschüsse 1 mit der Teufe zunimmt, die Wandstärke a der Schußenden 6 über die gesamte Teufe im wesentlichen aber gleich bleiben kann, so ergibt sich, daß das Verhältnis alb mit der Teufe abnimmt.When choosing the wall thickness a of the weft ends 6 in relation to the wall thickness b it should be noted that on the one hand the strength a of the remote ends for reasons z. B. the corrosion must not fall below a minimum and that on the other hand, to keep the weld volume of the seams 9 small, the offset ends 6 a should not exceed a certain strength. Since now the wall thickness b of the cylinder sections 1 increases with the depth, the wall thickness a of the weft ends 6 over the entire depth but can remain essentially the same, the result is that the ratio is alb decreases with depth.

Die Zylinderschüsse 1 sind nach F i g. 2 an beiden Enden um die gleiche Länge abgesetzt. Demgemäß liegt die Schweißnaht 9 auf halber Länge 1 der Wandstärke a.The cylinder sections 1 are shown in FIG. 2 offset by the same length at both ends. Accordingly, the weld seam 9 lies halfway along the length 1 of the wall thickness a.

Dies ist indessen nicht unbedingt notwendig für die angestrebte Verformungsmöglichkeit der Auskleidung an den Stoßstellen der Zylinderschüsse. Vielmehr könnte die Schweißnaht 9 auch einseitig, d. h. näher an einem Zylinderschuß als am anderen sein, wenn nämlich, wie beispielsweise F i g. 3 veranschaulicht, das abgesetzte Ende 6' des einen Zylinderschusses 1 (wesentlich) kürzer als das abgesetzte Ende 6" des benachbarten Zylinderschusses ist. Die Lage der Schweißnaht 9 hat auf die Anordnung der Verstärkungsringe 7 und des von diesen eingeschlossenen Füllringes 8 keinen Einfluß.However, this is not absolutely necessary for the desired possibility of deformation the lining at the joints of the cylinder sections. Rather, the weld could be 9 also one-sided, i.e. H. be closer to one cylinder section than to the other, namely if, such as, for example, FIG. 3 illustrates the remote end 6 'of one barrel shot 1 (significantly) shorter than the offset end 6 "of the adjacent barrel section is. The position of the weld seam 9 depends on the arrangement of the reinforcement rings 7 and the filling ring 8 enclosed by these has no influence.

Claims

Claims: 1. Manhole or borehole lining made of steel, their successive shots are welded at the joints, d u r c h g It is not indicated that the steel lining (1) is in the area of the joints (6, 6 ') set down on a smaller shell wall thickness (a) and at the transition points is provided with reinforcing rings (7) at the remote ends (6, 6 ').

2. Lining according to claim 1, characterized in that the length of the smaller wall thickness (a) is about 21 / o of the full length of the weft.

3. Lining according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the smaller (a) to the larger shell wall thickness (6) decreases with depth.

4. Lining according to one of claims 1 to 3 with steel and concrete casing, characterized in that the concrete casing (2) at the steel casing joints (9) is interrupted approximately on the offset length of the jacket.

5. Lining up Claim 4, characterized in that the space between the front ends the concrete casing sections (2) with a filling ring (8) made of plastic or a similar one deformable material is filled.