DE1784458A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Anbringen von Gebirgsankern - Google Patents

Description

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> 9. Aug. 1968

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firw«»ri»»r: Hern· tW»mtf SW« Τ·Ι·κ H)IfIII

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Bergwerkßvei^and GmbH.,4-3 EeBen-Kray,Fri3_tlendorf*r Str.351

"Yerfahrer" vnA Vorrichtung zum Anbringen von Gebirgeankem"

7?rfind\ing betrifft eine Verfahren zum Anbringen von (Jebirgeanlcern, bei dem der Anker mit Hilft mehrerer, In ein Bohrloch «ingefUhrter Patronen, die einen ÜPunethar«kleber enthalten, befestigt und vorgespannt wird.

Derartire Verfahren nüssen die Erzielung eines Zustandes der eingebrachten Ankerstange ermöglichen, der einerseits die Einleitung der Grebirgskriifte in die Anherstange ohne

df»r mechanischen ?eetig!teit des Gebirges, re im Bereich der Ankerplatte eraiSgliöht, ar·- dererseita dit Ankerst*nge cegen den Zutritt korreilerenrter Atmosphären sohtttzt.

Ep ist bekannt, die Ankerstange mit Hilfe von Zwei-

nur auf einem Teil ihrer Länge,

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der vom Tiefsten des Bohrloches ausgeht, einzukleben und anschließend die Ankerstange vorzuspannen. Dieses Verfahren läßt sich nur dort anwenden, wo das Gebirge die von der Ankerplatte übertragene Last des Ankere aufnehmen kanr. Andernfalls wird das Gebirge an der Ankerplatte zerdrückt und bricht dann aue, "wodurch die Vorspannung dee Ankers verloren geht. PaBB wird der Anker wirkungslos, ^angels einer zuverlässigen Umhüllung der :\nkerπtar.se besteht in übrigen in diesen PSllen eine erhöhte Korrosionsgefahr.

!Rs ist ferner bekannt, beim Ankern von Gebirgakörpern, die aus weicheren Gesteinen, insbesondere Gesteinen zusammengesetzt sind, die die Reaktionskräfte der Ankervorepannung nicht bruchlos überstehen können, die Ankeretange mit Hilfe einer überlangen, oder mehrerer kürzerer Klebstoffpatronen auf ihrer ganzen Länge in Bohrloch einzukleben. Dann braucht auf ein anschließendes Vorspannen des Ankers zwar nicht verzichtet zu werden, jedoch ist die Vorspannung auf eine sehr kurze Länge der Ankerstange beschränkt.

Dieses Einkleben der Ankerstange auf inrer ganeen Länge hat wegen der völligen Umhüllung der Ankerstenge mit dem Klebstoff auch die Wirkung, flafl der Anker der Schichtenver-

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Schiebung im Qebirgekörper einen höheren Wideretand ent- £eg*neetet_# Solche inker eignen eich daher insbesondere für langlebige Bane τοη entsprechendem Vert, veil sie eine größer« Dtibelwirkiuig besitzen und gegen Korrosionen geechtitct eind. Vorteilhaft ist daneben die vergleiehsweise geringe Belastung der Ankerplatte.

Andererseits ist das Verfahren, die Ankeretangen auf der /mn ζ en Läufe einzukleben und auf die Vorspannung weitgehend 7M verzichten, jedenfalls dort nicht anwendbar, wo das Auftreten von Gebirgebewegungen gaslicht erst sugelassen wercler soll, oder falls es dennobh eintritt, besonders schrein beendigt werden ami· Dap ist υ**}» i· Stollen^--und

• -Ά.- · ■ ' ^v Tunnelbau un& ^a^rttberhinaus bei allen «ehr langlebigen

BmiwerV-en der Pail.

In diesen Fallen wird ein anderes Verfahren angewendet, bpi de*i θ ie Ankerstange mir auf einen !eil ihrer I*nge i"i Bohrlochtiefsten, sei es durch Zement oder Kunstharzmfi^tel befestigt und dann vorgespannt wird· üur Breielung des Korrosionsschutzes und κατ "erhaltung der Vorspannung werden anschliefiend die Hohlräume swisohem Bohrloehoberfläche und Ankeretange mit Hilfe von Eeaent oder Kunetharzmörtel auegeftillt. Bi#ses Verfahren föhrt bu einer eehr wirkearaen Anbringung des Ankere, ist jedoch auier*

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ordentlich schwer durchzuführen. Dae ergibt eich hauptsächlich aue der Schwierigkeit, Kunstharz- oder Zementmörtel in die schmalen RlngrftuTie zwischen AnJcerstange und Bohrlochoberfläche einzupressen. ·

Der Erfindung liegt als Problem zugrunde, die Ankerstange mit Hilfe mehrerer, insbesondere einen zwei Kom>onen- ' ten Klebstoff enthaltender Patronen auf ihrer ganzen Mnpf* einzukleben und. sie dennoch wirksan vorzuspannen.

Im Grundsatz wird dieses Problem dadurch gelöet, daß im Bohrloch eine bie an den Bohrlochunmd reichende Klebstoff sPule errichtet wird, deren im Ankerlochtiefsten stehender Teil eine kurze Reaktionsgeschwindigkeit und eine Ausdehnung besitzt, die rar AufneJbiae der Raktionskräfte bei der Torspannung des Ankere ausreloht und deren anschließender feil eia· längere Reaktionegeiiehwindig- (

keit aufweist, deren Bauer dem Zeitraum entspricht, der ι für das Eintreiben des Ankere und eeln Vorspuaaen erfor-

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derlich ist.

Der im Bohrlochtiefsten angeordnete teil der ßebetoffsftule kann aus den an eich bekannten zwei Koeponenten-Kunstharzklebern bestehen, die in wenigen Minuten aushärten, während eich der daran anschließende feil der

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Klebstoifsaule noch im flüssigen Zustand Tor dem Beginn des Gelieren« befindet. Dadurch kann die Ankerstange nach Anbringen von Ankerplatte und Bodenmuttern wie üblich vorgespannt werden,. Da« die KlebstoffsEule in dem letztgenannten Bereich bildende, noch nicht ausrehfrtete Kunstharz hat nun 25eit₍,aue*ulArten und dadurch die Vorspannung des Ankers stu erhalten· Die Ankeratange wird also völlig vom Klebstoff umHall t und erhält dadurch einen wirksamen

Znr ^rriohtnn^ der ble zum Bohrloehaund reichenden Klebstoff säule eignet sich insbe**tid#je· ein von mehreren, insbesondere von zwei Zweikaramer-Klebetoffpatronen gebildeter Patronensatz, in dem die zuerst in dae Bohrloch einzuführenden Patronen sich von den aneehlielenden Patronen rhirch tmterschieriliche Reaktionsgeeolnrindigkeiteii. der In ihren "befindlichen Klebstoffe unterscheiden. Dae öeeamtvoli-Tien der mit fliesen Patronen in das Bohrloch eingebrachten Kunsthnrzkleber ist so bemeesen, dai nach Bintreiben der Ankeretangen in die Patronen der geeamte Hingraum zwischen der Ankeretange und der Bohrlochwand bis sum Bohrlochmund ausgefüllt iet.

Während es sich bei den suerst in das Bohrloch, eingeführten Patronen um solche üblicher Bauart*handeln kann, bei der

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ein Gelieren dee Eonstliarses je nach eebirgetemperatur in einem Zeitraum erfolgt, der swiechen einigen Sekunden und mehreren MiHuten liegt» ist die Reaktionsgeschwindigkeit dee Klebers in den folgenden Tatronen sehr viel 1 finger. Sie maß auf den linBelfall abgeetrellt werden, wobei die Mindest seit darm aMdtagt, «le lang· tee vollständige Einbringen einer Ankeretange diniert, wobei din 'benutzten Werkzeuge und die lunge der Inkeretange eine Rolle spielen.

Die Patronen mit einer derart verengerten Reaktionsgeschwinc»iskelt, laeeen eich auf verftehlede&e Veive praktisch verwirklichen.

Dazu werden nachfolgend einig» Beispiele angegeben! -

Beiepiel 1

In einem beideeitigen rerechloeeenen «ylindrlechen §la«ibehälter befindet eich eine Harspaete, bestehend wölb 29 Gew.-Seilen einee mittelreaktlTen Polyeeterharxe«, «.B. unter dem Handelenamen legaral H 50 S der la. Bayer erhältlich, 0,5 Gew.-Teilen Beschleuniger 6410 der Ta. Oxydo und 70 Gew.-!Peilen ffeetelneraehl. In- ftieeer »Paete eingebettet ist ein GlaarShrehen, da« nit 20 j6±gem'-6ärte-

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pulver (gipephlegjaatisiertes Benssoylperoxyd) gefüllt 1st, In einer Menge von 10 $ bezogen auf Hare.

Hach Zerstören der QlaakOrper und Mischung der beiden Komponenten.Hare/Harter betragt die Oeliarseit.1,25 Stwiden, die Härtungaeeit 2 Stunden. . .. .

Beispiel 2 . .

Ii '"•'nein be.1«5.eeitJg vereohlossenen PolsrÄtylenechlauch, feffU.lt nit einer Harepeete, bestehend an« t5 tev.-fellen e^nee Epozydharsee, b.B. Bpikott 162 der Ta. Snell, 5 Oev.-feilen Aerosil und 70 Gew.-Teilen eeeteineaehl, befindet sieb ein beidseitig geschlossener ^yliadrieeher eiasbe-Mlter, e^i^lt ¹^* elfter Bartpaete, beetfchend ame 25 Gew.-Teilen eines Härten, s.B« laromin O 260 der Fa. BASF, 5 Sew.-JeJIeJf Aerosil und 70 ββν.-feilen *eeteine-3tanh. Ons TDpoxsTdhare-ZAarter-Ternaitni· betragt 100 bu

Rech Zerstörung des PoljtthylenschlauöheB und des Glaskörper» und intensirer Mieobiinu geliert das &urs nach * 4 Stunden. Die Härtung let nach 12 Stunden Sendet. '

Beispiel 5 ' ·

In einer· beidseitig verschlossenen eylinflrischen (Jlas-

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körper befindet eich eine Harzpaste, bestehend aus 30 Sew.-feilen eine» Polyalkohole, r..B. Bayßal K 55 der Ja. Beyer und 70 G*«w.-Teilen Gesteinsstaub. In diese Harepaste eingebettet ist ein beidseitig verschlossener ByIindrischer Glaskörper, gefüllt mit einer Barspaste, bestehend aus 30 Gew.-feilen eines Diisocyanate, x.B. Baymldur K 88 der la. Bayer und 70 Gew.-feilen Gesteinsstaub. Das Verhältnis von Bayjral ptu Bayriflur betragt 1 : 1. Fpch Zerstörung der Glaskörper und intensiver Mischung geliert das Hare nach 2 Stunden und erhärtet nach 5 Stunden.

Die Beispiele Beigen, daß die Seit bis mir Aushärtung; in weiter Grensen variiert werden kann, falle es erforderlich ist, ein Ausfließen de* Haree· aus den Bohrloch bei entsprechend langer Aushärtungaleiten eu verhindern, iet es Ewecka&fiig, daa Bars wie angtgebtai aneudicken.

Man kann das Ausfliegen des langsam aushärtenden Kunstharzes auch durch besondere Vorrichtung·» verhindern; dafür eignen sich insbesondere Dichtung»ringe mn Bohrloohenind. '..^t- /,

Venn damit gerechnet werden muß, dai eineelne luftblasen in der Kunstharznischung mit eingeschlossen werden, so

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empfehlen eich besondere Maßnahmen, um die Hohlräume su schliefen. Bas kann dadurch geschehen, daß eine oder mehrere der Patronen, die eich an die den Klebstoff nit der größeren Reaktionsgeschwindigkeit enthaltenden Patronen anschließen, schäumendes Kunsthars enthalten. Daflir eignet sich u.a. ein Polytirethan-diefhars, das durch Zusätze Ton Wasser zu eine» leichten Auf schluijen gebracht werden kann.

Es kann weiterhin wichtig sein, größere Bxpansionsdrucke ans dem Inneren des ausgefüllten Bohrloches, wie sie beispielweise durch das erwähnte aufschäumende folyurethan-Gießhare erseugt werden» in besonderer Weise aufjmnehmen.

Bas gelingt dadurch, daß ein· oder athrvre der an den Bohrlochauid anschließenden Patroms» eines Hebst off enthalten, der «loh Ton den ELebstoff ter restliohen Patronen durch größere Slhflttesiskeit unter#eheidet. Is lift sieh u.a. dadurch verwirklichen, AaJ dl· an den Bohrloehsnnd aniohließenöen Patronen einen KunetharsltleDer, in*bes«oÄere Polyurethan enthalten, bei de« dl· Hastisität des au*fehärteten Hareee durch Öl, insbesondere lislnusöl eingestellt ist.

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Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, da· die Ankerplatte nach dem Aushärten dieser Klebstoffpatrone von einem gröieren Teil der Reaktionakrlfte, die sie auf das* Gestein ausübt, entlastet wird.

Patentansprüches

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Claims (5)

1. PatentaronrÜche

   1} .JterCabrep sum Anbringe* ^ vo* Gebirgeankern, "bei dem der inker iuit Hilfe mehrerer, in tin Bohrloch eingeführter Patronen, die einen Kunetetoffkleber enthalten, befestigt und vorgespannt wird, dadurch gekennzeichnet , daß frt Bohrloch eine Ms ar den Bohrlochmmd reichende Klebstoff säule erric^tof wird, deren in Ankerlochtiefsten stehender Teil eir.e kurze ReaktionsgesehYjindJ-gkeit und eir.e Aus_xcle>^v.ng besitst, d.ie snr Aufnahme der Reaktionelrräfte bei ^er Vorspannung des Ankers susreicht und deren anschließender 5eil eine längere Heaktions^eschvindigkeit aufweist, deren Dauer den Zeitraun «nteprich^, der fü^ Λ as Eintreiben des iiutere und sein Torepannen erforderlich irt.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung de· Verfahrene nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen, von nehreren, insbesondere ewei Zweiicaramer-Klebetoffpe.tr on en gebildeten Patroneneate, in de« Al· zuerst in das Bohrloch einsufflhrendeii Patronen «loh ron den anschliefienden Patronen durch unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeiten der in ihnen befindlichen Klebstoffe unterscheiden.

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3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ^e kennzeichnet , daß eine oflnr mehrere der Patronen, die sich an die den Klebstoff mit der größeren Reaktionsgeschwindigkeit enthaltenden Patronen anschließen, schäumendes Kunstharz enthalten.
4. Λ Α., Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet , daß eine oder «ehrere der an den Bohrlochmvnd anschließenden Patronen einen Klebstoff enthnlten, der sir.h von deir Klehstoff der reetT ichen Patronen dijrch größere Z^.hfltleBi^keit unterscheidet.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge -]tennzeichnet , daß die an den Bohrlocn- mund anschließenden Patronen einen Eonitharskleber,

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   inehesondere aus Polyurethan enthalten, bei dem die Elastizität des ausgehärteten Harzes durch öl, inobesondere Rizinusöl,. eingestellt ist.

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