DE2047018A1 - Verfahren und Anordnung zur Verminderung von Bodensetzungen - Google Patents

Description

• Verfahren und Anordnung zur Verminderung von Bodensotzungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Anordnung zur Verhinderung bzw. Verminderung der bei der Herstellung von unterirdischen Hohlräumen entstehenden Bodensetzungen.
• Bei der Herstellung von unterirdischen Hohlräumen ist es bekannt, die Ortabrust gegen das Eindringen des Gebirges abzusichern, indem mit Hilfe geeigneter Mittel, beispielsweise Stempel oder Pressen, auf die Ortabrust ein Druck ausgeübt wird, welcher entsprechend der Standfestigkeit des Bodens bemessen wird. Die Widerlager für die den Druck ausübenden Elemente erstrecken sich dabei bis in die bereits gesicherten röhrenförmigen Hohlräume. Derartige Widerlager und die bis zur Ortsbrust reichenden Verbindungsglieder müssen mit Voranschreiten der Ausbruchsarbeiten in entsprechender Weise vorverlegt werden, wodurch mindestens eile der Ortsbrust in nachteiliger Weise entspannt werden.
• Ein weiterer erheblicher Nachteil besteht darin, daß die Widerlager die Ausbruchsarbeiten erheblich stören.
• Auch bei der Herstellung von unterirdischen Hohlräumen mit Hilfe des Schildvortriebverfahren ist es bekannt, tSc Flächen der Ortsbrust abschnittsweise mit hydraulischen Stempeln über Druckplatten anzupressen. Diese Maßnahme dient jedoch ebenfalls nur dem Zweck, das Eindringen des Gebirges in den Hohlraum bei wenig standfestem Gebirge zu verhindern. Die Maßnahme ist daher nur als Sicherungsmaßnahme unter Tage aufzufassen, die einen Verbruch vor Ort vermeiden soll.
• Darüberhinaus wird hier ebenfalls der Abbau des Gebirges sehr behindert.
• Werner ist es auch bei einei vollmechanischen Schildvortriebverfahren bekannt,mit Hilfe der Abbaugeräte gegen die Ortsbrust einen Anpreßdruck auszuüben. Die Größe dieses Anpreßdruckes ist dabei derart eingestellt, daß ein wlrkungsvolles Arbeiten der Ibbaugeräte ermöglicht wird. Eine Erhöhung des Anpreßdruckes über die hierdurch bestimmten Wert. würde dagegen den Wirkungsgrad der Abbaugeräte versehlechtern.
• Es sind auch bereits Bauverfahren zur Herstellung unterirdischer Hohlräume bekannt, bei denen der Vortrieb innerhalb eines unter einem entsprechenden Druck stehenden Raumes durchgeführt wird. Bei derartigen Caisson-Verfahren ist ein erheblicher technischer Aufwand notwendig, um eine konstante Druckhalterung zu gewährleisten. Darüberhinaus ist ein Zugang nur über Schleusensysteme möglich, in denen sich die Personen eine Zeit lang aufhalten müssen, um eine Druckanpassung des menschlichen Körpers sicherzustellen.
• Wie Eingangs erwähnt, wird bei allen bisher bekannten Tunnelbauverfahren nur ein derartiger Druck auf die Ortsbrust ausgeübt, welcher ausreicht, ein Einbrechen des Gebirges zu verhindern, und der daher somit der jeweiligen Standfestigkeit des Bodens angepasst ist. Aus diesem Grunde sind bei Vortriebsarbeiten unter bebautem Uelände, insbesondere bei geringer Uberdeckungshöhe in den darüberstehenden Bauwerken häufig Schäden aufgetreten, die nur durch umfangreiche Sicherungsmaßnahmen an den Bauwerken selbst vermieden oder vermindert werden konnten. Solche Sicherungsmaßnahmen sind jedoch sehr aufwendig, und können Kosten verursachen, die in der gleichen Größenordnung, wie die Kosten zur nerstellung der Hohlräume liegen. Ferner wird die Benutzbarkeit der gebäude durch die notwendigen Sicherungsmaßnahmen in dieser Zeit erheblich beeinträchtigt.
• Neueste Forschungen über den Einfluß von Tunnelvortriebsarbeiten auf die städtische Bebauung haben die schon lange vermutete Tatsache bewiesen, daß ein sehr-großer Anteil der setzungen im Firstbereich des Tunnels dem Vortrieb vorausellt, und somit für die Setzungen der darüberliegenden Bauwerksfundamente von ausschlaggebender Bedeutung ist.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von unterirdischen Hohlräumen auftretenden Nachteile bei der Sicherung der Ortsbrust und der Verhinderung eines Verbruchs vor Ort zu vermeiden. Der Erfindung liegt ferner eine neue und erfinderische Aufgabe zugrunde, nämlich die sich durch Ausbruchsarbeiten ergebenden Bodensetzungen durch Maßnahmen vor Ort im Gebirge zu verhindern, bzw. zu vermindern.
• Die Lösung dieser Aufgaben besteht darin, daß bei einem Verfahren zur Verhinderung bzw. Verminderung der bei der Herstellung von unterirdischen Hohlräumen entstehenden Bodensetzungen vor der Ortsbrust im Gebirge Spannungsfelder unmittelbar erzeugt und aufrechterhalten werden, welche hinsichtlich ihrer Stärke und Richtung derartig ausgebildet sind, daß den durch den Ausbruch verursachten Störungen des vorhandenen Spannungsfeld es durch dieses künstlich erzeugte Spannungsfeld entgegengewirkt wird. Nach der Erfindung erfolgt die Erzeugung des Spannungsfeldes etwa spätestens gleichzeitig mit den durch den Ausbruch verursachten Störungen des vorhandenen Spannungsfeldes. Die Kraftkomponenten des aufzubauenden Spannungsfeldes werden in der der Ortsbrust vorauseilenden Zone oder Teilen derselben erzeugt, und weisen eine solche Richtung und Stärke auf, daß ein Eindringen des Gebirges in den Hohlraum verhindert oder vermindert wird.
• Ferner gehen Kraftkomponenten des zu erzeugenden Spannungsfeldes von der vorauseilenden Zone der Ortsbrust oder Teilen derselben aus, und weisen eine solche Richtung und Stärke auf, daß ein passiver Erddruck entsteht.
• In Weiterbildung der Erfindung geht das zu erzeugende Spannungsfeld von mindestens einem Paar durch Spannglieder miteinander verbundener Spannungszonen aus, wobei jeweils die eine Spannungszone des Paares von der der Ortsbrust vorauseilenden Zone oder einem Teil derselben unmittelbar ausgeht.
• Erfindungsgemäß werden Spannglieder verwendet, die an ihren Enden Widerlager aufweisen, wobei sich jeweils ein Widerlager gegen die Fläche bzw. Zone der Ortsbrust oder einen Teil derselben abstützt. Mindestens ein Widerlager eines Spanngliedes ist in vorteilhafter Weise mit einem veränderbaren Kräfteglied verbunden. Die räumliche Anordnung der Spannglieder ist dem Verlauf des herzustellenden Hohlraumes angepasst, wobei die Spannglieder etwa achsparallel zum Hohlraum gerichtet sind.
• Nach der Erfindung können beispielsweise mehrere Erdanker verwendet werden, deren Anzahl und Länge derartig bemessen und abgestuft ist, daß beim Vortrieb des Hohlraumes täglich nur eine geringe Anzahl der Erdanker wieder durch Freischachten entfällt. Die Spannglieder können sich in vorteilhafter Weise jeweils in einem Rohr befinden, in dem sie frei beweglich sind. Im Bereich des Endes eines Spanngliedes befindet sich ein Hohlkörper, der zur Aufnahme eines Kraftgliedes, dessen Bodenplatte mit einer Öffnung versehen ist, durch die das Spannglied hindurchgeführt ist. Zwischen der Bodenplatte und dem Erdreich befindet sich nach der Erfindung eine mit einer Öffnung zur Durchführung des Spanngliedes versehene und mit einer im Vergleich zur Bodenplatte größeren Fläche aufweisende Druckplatte. Der Druckplatte ist'ein mit einer Achsbohrung versehener Kegelstumpf vorgelagert.
• Hierdurch wird erreicht, daß sich die Druckplatte selbst zentriert. In Weiterbildung der Erfindung ist der Hohlkörper mit einer den Körper zentrierenden Einrichtung versehen. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Bodenfläche des Hohlkörpers nicht verkantet und somit*Sær vxtis Druck auf das Gebirge übertragen wird.
• ein gleichmäßiger Um eine erhöhte Verdichtung des Gebirges vor der Ortsbrust zu erzeugen, wenn auf den Hohlkörper über ein Spannungsglied eine Vorspannung wirkt, ist es vorteilhaft, wenn der zur Aufnahme eines Kraftgliedes bestimmte Hohlkörper konisch ausgebildet ist.
• Nach der Vorspannung der Spannglieder kann es vorteilhaft sein, die Bohrung mit einer Injektion zu versehen.
• bei dem Verfahren nach der Erfindung kann die Ortsbrust senkrecht ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich und kann im Verlaufe der Ausbruchsarbeiten vorteilhaft sein, die Ortsbrust gestuft und senkrecht auszubilden. Je nach den Bodenverhältnissen und den einzusetzenden Werkzeugen kann es auch nützlich sein, die Ortsbrust abgeböscht auszubilden. Die Vorspannung der Spannglieder kann bei dem Verfahren nach der Erfindung von der Ortabrust niedergebrachten Schächten oder Querschlägen aus erfolgen. Eine solche Maßnahme bietet sich dann an, wenn beispielsweise ein Vortrieb in Gegenrichtung hergestellt wird,oder wenn die Bebauung durch Höfe oder Straßen unterbrochen ist, sodaß von einem niedergebrachten Schacht ein Querschlag hergestellt werden kann.
• Um während des Vortriebes eine Demontage einzelner Kraftglieder zu vermeiden, ist es vortelhaft nachstellbare oder auch kontinuierlich nachstellbare Kraftglieder zu verwenden.
• Pür diesen Zweck eignen sich besonders hydraulische Pressen, oder beim Vorhandensein besonders niedergebrachter Schächte oder Querschläge kontinuierlich nachstellbare Winden.
• Die Anbringung eines oder mehrerer Kraftglieder in einem in entsprechender Entfernung hergestellten Schacht oder Querschlag bietet nach der Erfindung den großen Vorteil, daß in der Ortsbrust nur eine oder mehrere Druckplatten vorhanden sein müssen, deren auf die Ortsbrust wirkender Druck von dem oder den Kraftgliedern eingestellt und aufrechterhalten wird. Die Druckplatten werden dadurch in das Gebirge gezogen und behindern nicht die Abbauarbeiten an der Ortsbrust.
• Zur näheren Erläuterung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.
• Hierbei zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt in Achsrichtung einer Tunnelröhre durch den davorliegenden Teil des Gebirges mit einer Ortsbrust; Figur 2 einen Querschnitt durch die Ortsbrust eines Vortriebes; Figur 3 einen im Vergleich zu den anderen Figuren vergrößerter Längsschnitt durch einen Hohlkörper, in dem sich ein Kraftglied befindet; Pigur 4 einen Längsschnitt durch eine Tunnelröhre mit Ortsbrust und dem davorliegenden Teil des Gebirges in Draufsicht und Figur 5 einen Längsschnitt in Achsrichtung einer Tunnelröhre mit einem Schacht vor der Ortsbrust.
• Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind von der Ortsbrust 1 ausgehend Bohrungen 2 und 7 hergestellt, in denen sich Spannglieder 4 bzw. 5 befinden. An den Enden eines jeden Spanngliedes 4 bzw. 5 befinden sich Widerlager 6 und 7. Das im Gebirge befindliche Widerlager 6 kann beispielsweise je nach verwendeter Art des Spanngliedes aus einem mit Zementmörtel gefüllten Hohlraum bestehen, welcher mit dem Spannglied fest verbunden ist. Das zweite in der Ortsbrust befindliche Widerlager 7 besteht aus einem Hohlkörper 8, der zur Aufnahme eines Kraftgliedes, beispielsweise einer hydraulischen Presse 9, dient, wie in Figur 3 vergrößert dargestellt ist. Zwischen der Bodenplatte 10 des Hohlkörpers 8 und dem Erdreich ist die mit einer Öffnung zur Durchführung des Spanngliedes versehene, und mit einer eine im Vergleich zur Bodenplatte größeren Fläche aufweisenden Druckplatte angeordnet, die als Widerlager 7 dient. Diesem Widerlager 7 ist ein mit einer Achsbohrung versehener Kegelstumpf 11 vorgelagert.
• Bei der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform des Kraftgliedes ist das Spannglied 4 durch das nur schematisch dargestellte Kopfteil 12 fest verklemmt. Wird der hydraulischen Presse von einem nicht näher dargestellten Vorratsgefäß über die Leitung 13 ein flüssiges Medium unter Druck dem Raum 14 zugeführt, so übt diese auf die Zylinderflächen 15 und 16 einen Druck aus, der dazu führt, daß der Hohlkörper 8 in das Gebirge eingepresst wird. Durch Verwendung eines gesteuerten Druckhaltesystems lassen sich die hydraulischen Pressen insgesamt auf einen gleichen Druck einstellen, sodaß der Hohlkörper 8 kontinuierlich und entsprechend den Ausbruchsarbeiten an der Ortabrust in das Gebirge hineingepreßt wird.
• Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, werden mehrere Spannglieder über die Ortebrust verteilt angeordnet. Die Verteilung der Spannglieder über die Ortsbrust kann verschieden sein und hängt von vielerlei Faktoren ab. Der Abstand der Spannglieder untereinander kann beispielsweise von der Art des verwendeten Abraumwerkzeuges abhängen, während die Anzahl der Spannglieder von der Größe des Druckes bestimmt werden kann, mit dem die Widerlager maximal belastet werden können.
• Zweckmäßigerweise werden jedoch die Hohlkörper 8 der Widerlager 7 so angeordnet, daß eine oder mehrere Arbeitsbühnen, beispielsweise in Figur 1 ersichtlich, gehalten werden können.
• Die Erfindung gestattet grundsätzlich die Anwendung aller bekannten Erdanker und Verfahren mit Spanngliedern aus beispielsweise Einzelstählen oder Bündeln mit Endverankerung mitt-el Gewinde und Schraube, oder Keilung bzw. Spreizung mit den verschiedenen Bohr- oder Rammverfahren mit Expansionsankern oder auch beispielsweise mit Haftunge-, Reibungs-oder passiver Erddruckankerung.
• Je nach Größe der vor der Ortsbrust 1 im Gebirge unmittelbar zu erzeugenden Spannungsfelder werden entsprechende Anker als Spannglieder 4 und 5 in ausreichender Anzahl mit einer entsprechenden Tragkraft in der Querschnittsfläche der Ortsbrust 1 angeordnet. Ihr Verlauf ist hierbei dem herzustellenden Hohlraum angepasst. Ihre Längeist bei einer entsprechenden Anordnung so groß bemessen und derartig abgestuft, daß beim Vortrieb des Hohlraumes täglich nur ein kleiner Teil der Ankergruppe wieder durch Freisohachten entfällt.
• Dies wird durch das Spanbçtd 17in Figur 1 veranschaulicht.
• Die Ortabrust und damit das zum Spannglied 5 gehörende Kraftglled haben sich dem Widerlager 6t soweit genähert, daß das umgebende Gebirge keine genügende Tragkraft mehr aufweist. Wenn dieser Zustand erreicht ist, wird das Kraftglied ausgebaut, an einer anderen Stelle der Ortebrust eine neue Bohrung hergestellt und mit einem Spann- und Eraftglied vOrsehen: siehe hierzu die gestrichelt dargestellten Bohrungen 18, 19 und 20 in Figur 1.
• Das Widerlager 7 kann dabei mit seinem gelochten Boden auf gelochte zentrierte Stahlplatten verschiedener Größe und Form gepresst werden, und zwar je nach Beschaffenheit des Gebirges und der auszuübenden Drucke.
• Gemäß der Erfindung werden die Widerlager 7 mit den sich anschließenden Hohlkörpern 8 in das Erdreich vorgepresst.
• Die Pressenkraft und die auswechselbaren Druckplatten bzw.
• Widerlager sind so groß bemessen, daß die Tragkraft eines Erdankers oder Spanngliedes 4 in seinem Ankerungsbereich nicht überschritten wird, jedoch die Stahlplatten 11, 7, 10 (Figur 3) in das Erdreich allmählich eindringen. Eindringtiefe und Länge des Hohlkörpers 8 sind aufeinander abgestimmt.
• Sobald die vorgeseheneEindringtiefe erreicht ist, wird der Pressendruck derart eingestellt, daß keine weiteren wesentlichen Setzungen der Stahlplatten 11, 7, 10 mehr auftreten.
• Nach der Erfindung erfolgt das Vorpressen derElemente in die Ortsbrust 1 gruppenweise, sodaß die Ortsbrust 1 abschnittsweise bis auf Tiefe des Hohlkörpers 8 abgebaut werden kann. Die Anordnung sowie die Form und Größe der Stahlplatten 11, 7 lo sind veränderlich und gestatten einen maschinellen Abbau des Bodens und auch einen Abbau mittels Sprengungen. Je nach dem anzuwendenden Bauverfahren werden nach dem Teilausbruch des Profiles entsprechende Sicherungen vorgenommen. So wird beispielsweise nach dem Verfahren der Neuen Österreichischen Bauweise unmittelbar nach dem Teilauebruch des Profiles in vorgesehener Tiefe die Wandung des dea Hohlraumes mit Spritzbeton und/oder Kunststoff gebundenem Beton gesichert.
• Während der Ausbruch- und Verbauarbeiten halten die Widerlager 7 die Ortsbrust 1 unter Druck. Vor den als Stahlplatten ausgebildeten Widerlagern 7 wird hierdurch im Gebirge ein System sich gegenseitig überschneidender Druckzwiebeln 17 erzeugt, die ein Spannungsfeld bilden, und die das Hereinwandern des Gebirges in den unterirdischen Hohlraum hinter der gesamten geöffneten Brustfläche verhindern. Die von den vorgepressten Widerlagern 7 verursachten örtlichen Grundbrüche bewirken gemeinsam mit den sich anschließenden Hohlkörpern 8 eine Verdichtung des Erdreiches auch in radialer Richtung zu den freizulegenden oder bereits durch Abbau geöffneten Wandungen des Hohlraums sodaß auch das Hereinwandern des Gebirges in den Hohlraum aus dieser Richtung gebremst oder sogar verhindert wird. Über der Firste vor der Ortsbrust kann sich dabei auf kurzer Distanz ein Erdgewölbe mit geringen Deformationen ausbilden.
• Bei dem hier beschriebenen Vortriebsverfahren können, wie oben bereits gesagt, die freigelegten Hohlkörper 8 dazu benutzt werden, um eine Arbeitsplattform daran ständig oder auch zeitweilig zu befestigen, von der aus die notwendigen Handarbeiten an der Hohlraumwandung und auch an den Pressen ausgeführt werden können (s. hierzu Figur 1). Ferner ist es nach der Erfindung weiterhin zweckmäßig, die hydraulischen Pumpen und Pumpenleitungen 13 abschnittweise auswechselbar anzuordnen, damit bei den maschinellen Ausbruchsarbeiten keine Beschädigungen möglich sind die den Anpressdruck gefährden.
• Da nach der Erfindung die Druckplatten bzw. Widerlager 7 über den gesamten Querschnitt der Ortsbrust verteilt sind, kann bei diesem Verfahren mit Vollausbruch vorgegangen werden, und es kann täglich ein Ringschluß hergestellt werden.
• Auch durch diese Maßnahme folgt eine weitere Verminderung der ohne diese Vorspannung möglichen Setzungen im darüberliegenden Gebirge.
• Um auch dann, wenn an der Ortsbrust ein stützender Gebirgskeil bis unmittelbar zum nächsten Abschlag stehen bleibt, einen Ringschluß möglichst frühzeitig herzustellen, wird nach der Erfindung eine Ringbewehrung vorgesehen, die die Neigung des stützenden Gebirgskeils erhält (s. Figur 5).
• Die Ringbewehrung 26, 27 bildet dabei einen Winkel gegen die Vertikale, der in einem Bereich von ca. 200 bis 450 liegt. Dieser Maßnahme liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es zur Vermeidung von Setzungen besonders günstig ist, eine möglichst frühe Sicherung des Vortriebes vorzunehmen, die rundum geschlossen ist.
• Nachdem sich dann die erste Schale der Auskleidung eingeregelt hat, kann sie weiter durch Stahlbögen, Stahlarmierung und Beton örtlich verstärkt werden, soweit das aus Gründen der Standsicherheit des Bauwerkes erforderlich ist. Auch sind nach der Erfindung radiale Ankerbohrungen durchführbar.
• Bei Anwendung der "Neuen Österreichischen Tunnelbauweise", auf die jedoch die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist, können alle Bauprinzipien im erforderlichen Umfange angewendet werden. Dabei bietet die vorausgehende Schale den Vorteil, daß die nachfolgende Schale mit großer Profilgenauigkeit hergestellt werden kann. Hieraus ergeben sich günstige Bedingungen für die nachfolgende Abdichtung des Bauwerkes gegen Grundwasser.
• Sobald vor der Ortsbrust 1 ein als Anker ausgebildetes Widerlager 6 nicht mehr tragfähig ist, wird an der gleichen oder an einer zweckentsprechend anderen Stelle ein neuer Erdanker bzw. ein Spannglied 4 hergestellt. Die Länge des neuen Ankers oder Spanngliedes 4 wird möglichst so ausgezählt, daß es zumindest um die Strecke eines Tagesvortriebes weiter als das längste vorhandene Spannglied reicht. Hieraus ergibt sich, daß täglich höchstens ein neues Spannglied 4 herzustellen ist. Weiterhin wird damit erreicht, daß sich die Auflockerungen der Ankerungsbereiche nicht verstärken, und die möglichen Setzungen äußerst gering bleiben.
• Das Verfahren nach der Erfindung ist in allen Lockerböden anwendbar, seien es rollige oder bindige, homogene oder inhomogene Böden. Auch in Felsböden kann dieses neue Bauverfahren,jedoch in leicht abgewandelter Form, nämlich ohne Vorpressen der Hohlkörper 8, angewendet werden.
• Die Figur 2 zeigt eine mögliche Verteilung der Widerlager 7, 7i' 72' 73 74 und 75 mit den entsprechenden Hohlkörpern 8, 81, 82, 83, 84 und 85 zur Aufnahme je eines Kraftgliedes, beispielsweise einer hydraulischen Presse.
• Die Figur 4 zeigt in einem Längsschnitt eine Tunnelröhre mit Ortsbrust und dem davor stehenden Gebirge, in dem sich die Widerlager 6, 6', 18, 19 und 20 befinden. Das Abbaugerät 21 legt einen Hohlkörper frei, der dabei gleichzeitig in das Gebirge vorwandert und so kontinuierlich unter einem nahezu konstanten Druck steht. Dieses Verfahren wird solange fortgeführt, bis die. notwendigerweise größere Gegenkraft bei dem im Gebirge befindlichen Widerlager (beispielsweise 6) nicht mehr ausreichend ist, wie etwa bei 6lo Die herzustellenden Bohrungen für die Spannglieder bzw.
• Anker geben ferner auch gleichzeitig Aufschluß über die später zu durchörternden Bodenverhältnisse und schützen damit den Vortrieb weitgehend vor geologisch oder hydrologisch bedingten Überraschungen. Diese Bohrungen können daher auch zur Entwässerung der Ortsbrust benutzt werden, sodaß ein Voraustrieb eines Entwässerungsstollens entbehrlich wird.
• Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft anwenden, wenn dem Vortrieb vorauseilend Brunnen oder Schächte von der Erdoberfläche aus niedergebracht werden, in denen die Widerlager der Spannglieder angeordnet werden.
• Ein solches Ausführungsbeispiel zeigt Pigur 5. Die Ortsbrust 1 wird hierbei von einer Druckplatte 22 vorgespannt, die über ein in einer Bohrung 23 befindliches Spannglied 24 mit einem Kraftglied 25 in Verbindung steht. Von diesem über Tage oder auch in einem Schacht befindlichen Kraftglied 25 wird in kontinuierlicher Weise und in Anpassung an die Abbaugeschwindigkeit vor Ort auf die Druckplatte 22 eine Vorspannung ausgeübt.
• Auch in der Ortsbrust eines entgegenkommenden Vortriebes können die Spannglieder verankert oder für das gleiche Vortriebsverfahren benutzt werden.
• Die Spannglieder werden hinter den Vortriebspressen in der jeweils zugeordneten Weise festgestellt, und bei Rückstellung des Pressenhubes um das ausgezogene Maß verkürzt. Dabei ist es auch möglich, die Spannglieder und auch eine eventuell vorhandenen Verrohrung in gemuffter Form einzubringen, sodaß diese beim Vortrieb wiedergewonnen werden, und erneut verwendbar sind. Besonders vorteilhaft ist es, einen Erdankertyp zu verwenden, der an den Pressen ein Nachstellen der Endverankerung nach erfolgtem Kolbenhub gestattet, weil sodann eine Unterbrechung des Anpressdruckes völlig vermieden wird.
• Bei Vortrieb in tonigen Böden ist es vorteilhaft, die Kräfte der Spannglieder mittels passiven Erddruckes in das Erdreich zu übertragen, weil dadurch die größten Ankerkräfte und die größte Ausnutzung der Ankerlänge beim Vortrieb zu erzielen ist. Der passive Erddruck kann über vertikale Brunnen oder Schächte von der Erdoberfläche her oder durch Hinterschneidung bzw. durch Kesselung am Ende eines Bohrloches eingeleitet werden.
• Die vorgepressten Druckplatten bzw. Widerlager 7 können nach der Erfindung eine runde oder eckige Grundfläche aufweisen.
• Die hinter den Druckplatten sitzenden Hohlkörper können sowohl zylindrisch, kastenförmig, pyramidenstumpf-oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein, um den vorgesehenen räumlichen Druck auf das Gebirge zu bewirken.

Claims (43)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Verhinderung bzw. Verminderung der bei der l1erstellung von unterirdischen Hohlräumen entstehenden Bodensetzungen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß vor der Ortsbrust im Gebirge Spannungsfelder unmittelbar erzeugt und aufrechterhalten werden, welche hinsichtlich ihrer Stärke und Richtung derartig ausgebildet sind, daß den durch den Ausbruch verursachten Störungen des vorhandenen Spannungsfeldes entgegengewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Erzeugung des Spannungsfeldes etwa spätestens gleichzeitig mit den durch den Ausbruch verursachten Störungen des vorhandenen Spannungsfeldes erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß Kraftkomponenten des aufzubauenden Spannungsfeld es in der der Ortsbrust vorauseilenden Zone oder Teilen derselben erzeugt werden, und eine Richtung und Stärke aufweisen, daß ein Eindringen des Gebirges in den Hohlraum verhindert oder vermindert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß Kraftkomponenten des zu erzeugenden Spannungsfeldes von der vorauseilenden Zone der Ortsbrust oder Teilen derselben ausgehen und eine solche Richtung und Starke aufweisen, daß ein passiver Druck entsteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das zu erzeugende Spannungsfeld von mindestens einem Paar durch Spannungsglieder miteinander verbundener Spnnungszonen ausgeht, und jeweils die eine Spannungszone des Paares von der der Ortsbrust vorauseilenden Zone oder einem Teil derselben unmittelbar ausgeht.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Spannglieder verwendet werden, die an ihren Enden Widerlager aufweisen, wobei sich jeweils ein Widerlager gegen die Fläche bzw. Zone der Ortsbrust oder einen ieil derselben abstützt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß mindestens ein Widerlager eines Spanngliedes mit einem veränderbaren Kräfteglied verbunden ist.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die räumliche Anordnung der Spannglieder dem Verlauf des herzustellenden Hohlraumes angepasst ist, und daß sie etwa achsparallel zum Hohlraum gerichtet sind.

9. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mehrere Erdanker vorhanden sind, deren Anzahl und Länge derartig bemessen und abgestuft ist, daß beim Vortrieb des Hohlraumes täglich nur eine geringe' Anzahl der Erdanker wieder durch Freischachten entfällt.

10. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich die Spannglieder jeweils in einem Rohr befinden, in dem sie frei beweglich sind.

11. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich im Bereich des Endes eines Spanngliedes ein Hohlkörper befindet, der zur Aufnahme eines Kraftgliedes dient, dessen Bodenplatte mit einer Öffnung versehen ist, durch die das Spannglied hindurchgeführt ist.

12. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich zwischen der Bodenplatte und dem Erdreich eine mit einer Öffnung zur Durchführung des Spanngliedes versehene und mit einer eine im Vergleich zur Bodenplatte gröberen Fläche aufweisende Druckplatte befindet.

13. Anordnung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Druckplatte ein mit einer Achsbohrung versehener Kegel vorgelagert ist.

14. Anordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Hohlkörper mit einer den Körper zentrierenden Einrichtung versehen ist.

15. Anordnung nach Anspruch 10 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß nach Vorspannung der Spannglieder eine Injektion der Bohrung erfolgt.

16. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ortsbrust senkrecht ausgebildet ist.

17. Anordnung nach Anspruch 6 bis 15, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Ortsbrust gestuft und senkrecht ausgebildet ist.

18. Anordnung nach Anspruch 6 bis 15, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Ortsbrust abgeböscht ausgebildet ist.

19. Anordnung nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n -e e i c h n e t, daß eine erste Ringbewehrung des Gewölbes vorgesehen ist, die die @eigung des stützenden Gebirgskeiles erhält.

20. Anordnung nach Anspruch 18 oder 19, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Neigung der Ringbowehrung des Gewölbes einen Winkel gegen die Vertikale bildet, der in einem Bereich von 20° - 45° liegt.

21. Anordnung nacr Anspruch 18, 19 oder 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine zweite Ringbewehrung vorgesehen ist, welche zur ersten Ringbewehrung gegen sinnig geneigt ist und trit dieser ein raumsteifes Gitter bildet.

°9. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorspannung der Spannglieder von vor der Ortsbrust niedergebrauchten Schächten us erfolgt.

23. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß nachstellbare Kraftglieder vorgesehen sind.

24. Anordnung nach Anspruch 23, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sich kontinuierlich nachstellbare Kraftglieder vorgesehen sind.

25. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Kraftglieder hydraulische Pressen oder Winden verwendet werden.

26. Anordnung nach Anspruch 6 bis 21 oder 23 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorspannung der Spannglieder von der Ortsbrust eines in entgegengesetzter Richtung geführten Vortriebes aus erfolgt.

27. Anordnung nach Anspruch 11 oder einem der folgenden, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der zur Aufnahme eines Kraftgliedes bestimmte Hohlkörper konisch ausgebildet ist, sodaß eine Verdichtung des Gebirges vor der Ortsbrust entsteht, wenn auf den Hohlkörper über ein Spannungsglied eine Vorspannung wirkt.

28. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ausbruchstiefe des Vortriebes in Abhängigkeit von der Standzeit des Gebirges festgelegt wird.

29. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß unmittelbar nach dem Ausbrechen des Gebirges'die Oberfläche desselben mit Spritzbeton und/oder kunststoffgebundenem Beton gesichert wird.

30. Anordnung nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß unmittelbar nach dem Ausbrechen des Gebirges die Brust oder Teile derselben mit Spritzbeton gesichert wird(en).

31. Anordnung nach Anspruch 29 oder 30, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Oberfläche des Gebirges zusätzlich mit Pormstahlbögen und/oder Baustahlmatten gesichert wird.

32. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Begrenzung von Deformationen der Wandungen des Hohlraumes und zur Verankerung derselben mit dem Gebirge Anker gesetzt werden.

33. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß unterirdische Hohlräume unter bebautem Gelände, insbesondere röhrenförmige Hohlräume,jedoch mindestens zwei Hohlräume in einem Bereich sich an der Erdoberfläche gegenseitig beeinflussender sowie überlappender und durch die Vortriebe erzeugter Setzungen - in etwa gleicher Richtung und gleichzeitig im Sinne der sich an der Erdoberfläche auswirkenden Setzungen -hergestellt werden, und daß deren Abstand in Abhängigkeit von der sich hierdurch ausbildenden Form der Setzungsmulde gewählt wird.

34. Verfahren nach Anspruch 33, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß Größe und Querschnittsform der Hohlräume so gewählt werden, daß sich eine die oberirdischen Verhältnisse berücksichtigende Form der Setzungsmulde einstellt.

35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Ausbruch der Hohlräume in Teilausbrüchen erfolgt, derart, daß sich für die entstehende Setzungsmulde in Vortriebsrichtung (Längsrichtung) eine günstige Form der Setzungamulde einstellt.

36. Verfahren nach Anspruch 33 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die einander zugekehrten Seiten der verschiedenen Hohlräume eine besondere, von der den übrigen Seiten zugeordnete andersartige Verankerung erhalten.

37. Verfahren nach Anspruch 33 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die jeweils einander zugekehrten Wände der Hohlräume eine gemeinsame Verankerung erhalten.

38. Verfahren nach Anspruch 33 oder einem der folgenden, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gemeinsame Verankerung vorgespannt wird.

39. Verfahren nach Anspruch 33 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verankerung für einen bestimmten Zeitraum erfolgt.

40. Verfahren nach Anspruch 33 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ankerkräfte auf die beobachteten Deformationen und deren Veränderungen abgestimmt und fallweise durch nachspannen der Anker angepasst werden.

41. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die in den zuvorgenannten Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen aufgrund von Messungen der Bodenmeßwerte getroffen werden, die von Bohrlöchern aus aufgenommen werden, welche vom Untertageraum ausgehen und/oder von der Erdoberfläche aus erfolgen.

42. Verfahren nach Anspruch 41, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Messungen der Bodenmeßwerte Bodendrücke und/oder Bodenkennwerte enthalten.

43. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Messungen der Bodenmeßwerte telemetrisch erfolgen.