DE1583095C

DE1583095C - Manhole or borehole lining made of steel

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Publication number: DE1583095C
Authority: DE
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG

Description

i 583 095i 583 095

Gegenstand der Erfindung ist eine Schacht- oder Bohrlochauskleidung aus Stahl, deren aufeinandergesetzte Schüsse an den Stoßstellen verschweißt sind.The invention relates to a manhole or borehole lining made of steel, the one on top of the other Shots are welded at the joints.

Schacht- oder Bohrlochauskleidungen sind in horizontaler Richtung mit Wasser- und Gcbirgsdrücken belastet. Die sich hieraus ergebende Beanspruchung der Auskleidung wird durch einen Abbau in Schachtoder Bohrlochnühe erheblich gesteigert. Dabei kann es wegen großer Gebirgsverschiebungen zu übermäßigen Deformationen der Auskleidung vornehmlich in deren Längsrichtung kommen, die zum Bruch fühien können.Shaft or borehole linings are in the horizontal direction with water and rock pressures burdened. The resulting stress on the lining is reduced by dismantling in a shaft or Borehole closeness significantly increased. Thereby it can be excessive because of large mountain displacements Deformations of the lining mainly occur in the longitudinal direction that lead to breakage can lead.

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 Proiilllansche diese nur an den vom Profilsteg abgewandten Rändern miteinander verschweißt werden.In order to counter such a danger, one already has one between the lining and the mountains Sheath made of plastic material, usually bitumen, is provided to absorb the rock shifts target. Furthermore, it is known that the steel lining, which is composed of U-profile rings, is thereby attached to the Make joints of the rings more flexible that instead of the usual riveting or screwing the profile flange welds them together only at the edges facing away from the profile web will.

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, whose flanges are kept so thin that they cause slight deformations of the structure by elastic Participate in deformations, with a sealing ring clamped between the flanges by screwing is.

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 sufficient deformation to lend in the event of stress caused by stretching, compressing or bending in those cases in which the Lining is composed of smooth cylinder sections and welded at the joints.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich diese Förderung 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 promotion is achieved by concentrating the elongation (Deformation) can meet the joints of the lining, and consists in that the lining in the area of the joints to a smaller shell wall thickness and at the transition points is provided with reinforcing rings at the remote ends. The weakened one in the area of the joints The cross-section of the lining allows deformation (expansion) even beyond the yield point without impairing the load-bearing capacity of the lining against mountain and water pressures, because in this respect the reinforcement rings compensate for the weakening.

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 reinforcing rings surrounding the steel jacket, which have a U-profile and are evenly spaced over the depth, wherein there are several rings for each individual shot. With such a lining, reinforcement rings can be used the risk of breakage in the event of local overloading of the lining due to large rock displacements are not banned, namely due to the lack of the concentration essential for this according to the invention the expansion 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 detached weft ends are sufficiently involved, it is recommended in a further development of the invention for the deformation length estimate about 2% of the shot length with a smaller wall thickness. On the detached ends of the shot So if they are expediently of the same length, about 1% of the weft length is omitted.

Für sogenannte Verbundauskleidungen, die aus einem Stahl- und einem Betonmantel bestellen, ist es erfindungsgemäß ratsam, den Betonmantel an den Stoßstellen des Stahlmanlels 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 that order from a steel and a concrete jacket, it is According to the invention, advisable to put the concrete jacket at the joints of the steel jacket, for example, on the latter Interrupt length. This is because the concrete could not withstand the expansion of the remote ends follow and therefore tear.

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

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht, und zwar zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing, the two exemplary embodiments illustrates, namely shows

Fig. 1 eine Bohrlochauskleidiing im Längsschnitt, Fig. 2 eine Stoßstelle zwischen zwei Schüssen in1 shows a borehole lining in longitudinal section, Fig. 2 shows a joint between two shots in

ao vergrößertem Maßstab,ao enlarged scale,

Fig. 3 sinngemäß zu Fig. 2 eine abgewandelte Ausführung mit unsymmetrischer Schweißnaht.FIG. 3, analogous to FIG. 2, shows a modified embodiment with an asymmetrical weld seam.

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, whose lining jacket, which is composed of individual steel cylinder sections 1, has a concrete jacket 2 encloses. The space 3 between the steel jacket 1 and the rock 4 is for a filler, z. B. bitumen or concrete, provided.

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 Obergangs 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 Ausführungsbeispicle zeigen in jedem Ringraum 8 zwischen zwei ein und derselben Schweißnaht 9 benachbarten Verstärkungsringen 7 einen Füllring 8 aus einem verformbaren Werkstolf, z. B. Kunststoff. Die vertikalen Schenkel T der Winkelprofilriiige 7 umfassen jeweils ein Stirnendc eines Betonmantelschusses 2.The illustrated Ausführungsbeispicle show in each annular space 8 between two one and the same weld 9 adjacent reinforcement rings 7 a filler ring 8 made of a deformable material, z. B. plastic. The vertical legs T of the angled profiles 7 each encompass a face endc 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 Wasser, 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 for the solution of the object of the invention, d. H. the concentration of elongation of the Steel jacket in the area of the detached weft ends, not of importance in itself. You protect this Ends against ingress of aggressive water, but could without weakening the shaft extension z. B. then omitted if the weld seams 9 are accessible from the inside of the steel jacket Value is placed.

Bei der Wahl der Wandstärke α der Schußenden 6 im Verhältnis zur Wandstärke b ist zu beachten, daß einerseits die Stärke α 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 Wand-When choosing the wall thickness α of the weft ends 6 in relation to the wall thickness b , it should be noted that on the one hand the thickness α of the remote ends for reasons such. B. the corrosion must not fall below a minimum and that on the other hand, in order to keep the weld volume of the seams 9 small, the remote ends 6 should not exceed a certain thickness. Since the wall thickness b of the cylinder sections 1 increases with the depth, the wall

stärke α der Schußenden 6 über die gesamte Teufe im wesentlichen aber gleich bleiben kann, so ergibt sich, daß das Verhältnis alb mit der Teufe abnimmt.strength α of the weft ends 6 can remain essentially the same over the entire depth, it follows that the ratio alb decreases with the depth.

Die Zylinderschüsse 1 sind nach F i g. 2 an beidenThe cylinder sections 1 are shown in FIG. 2 on both

Enden um die gleiche Länge abgesetzt. Demgemäß liegt die Schweißnaht 9 auf halber Länge 1 der Wandstärke o. Ends offset by the same length. Accordingly, the weld seam 9 lies at half the length 1 of the wall thickness o.

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

Claims

Patent claims:

1. Manhole or borehole lining made of steel, the stacked shots of which are attached to the ao Butt joints that are welded, characterized that the steel lining (1) in the area of the joints (6, 6 ') to a lower Shell wall thickness (α) offset and at the transition points to the offset ends (6, 6 ') with reinforcing rings (7) is given away.

2. Lining according to claim 1, characterized in that the length of the smaller Wall thickness (α) is about 2 ° / «of the entire length of the shot.

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

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

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

1 sheet of drawings