DE2047018B2 - Verfahren zur Verminderung von Bodensetzungen und Vorrichtung zur Herstellung einer Vorspannung - Google Patents

Description

zeugen und aufrecht zu erhalten, welche hinsichtlich ihrer Stärke und Richtung derartig ausgebildet sind, daß den durch den Ausbruch verursachten Störungen des vorhandenen Spannungsfeldes durch dieses künstlich erzeugte Spannungsfeld entgegengewirkt wird. Die Erzeugung eines solchen Spannungsfeldes hat dabei etwa spätestens gleichzeitig mit den durch den Ausbruch verursachte Störungen des vorhandenen Spannungsfeldes zu erfolgen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß zur Einbringung der Gebirgsanker in die Ortsbrust und zur Vorspannung des noch zu durchörternden Gebirgsbereiches folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Im Bereich der von der von dem aufzufahrenden Hohlraum noch zu durchörternden Gebirgsformation werden ein oder mehrere Bohrlöcher oder ein oder mehrere Hohlräume hergestellt, bzw. ein oder mehrere bereits vorhandene Hohlräume zur Herstellung von Widerlagern ausgewählt;

b) Im Anschluß daran werden bei der Verwendung eines oder mehrerer Hohlräume, dieser oder diese Hohlräume jeweils über ein etwa in Streckenlängsrichtung verlaufendes Bohrloch mit der Ortsbrust des aufzufahrenden Hohlraumes verbunden;

c) In das bzw. die Bohrlöcher wird jeweils ein Zugspannungen übertragendes Spannelement eingeführt, welches sowohl in jeweils einen der vor der Ortsbrust hergestellten Hohlräume mittels eines in diese eingebrachten Widerlagers als auch in einem zugehörigen, sich an der Ortsbrust abstützenden Widerlager verankert wird, und eines der beiden Widerlager wird mit einer verstellbaren Spannvorrichtung versehen; und

d) beim Abtragen der Ortsbrust werden das oder die sich in ihr abstützenden Widerlager unter Aufrechterhaltung der Vorspannkraft in der Vortriebsrichtung mitgeführt.

Mit der Maßnahme nach der Erfindung werden die durch den Ausbruch entstehenden Spannungen im Gebirge kompensiert so daß sie keine oder nur geringfügige Auswirkungen zeigen können. Hierdurch erfolgt darüber hinaus in vorteilhafter Weise eine Absicherung der Ortsbrust derart, daß die Fläche der Ortsbrust spannungsfrei bleibt so daß der zurückgelassene Boden leicht abgebaut werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Vorspannung der Spannelemente von vor der Ortsbrust niedergebrachten Schächten aus. 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, so daß von einem niedergebrachten Schacht ein Querschlag hergestellt werden kann.

Vorteilhaft ist es, die Ausbruchstiefe des Vortriebes in Abhängigkeit von der Standzeit des Gebirges festzulegen.

In Weiterbildung der Erfindung wird zur Durchfüh rung des Verfahrens nach der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer Vorspannung der sich in Vortriebsrichtung vor der Ortsbrust befindlichen Gebirgsformation vorgeschlagen, bei der in die Ortsbrust Gebirgsanker eingebracht sind, welche der abzutragenden Ortsbrust nachführbar sind, wobei in die Ortsbrust in Streckenlängsrichtung verlaufende Bohrlöcher eingebracht sind, in weichen jeweils ein für die Verankerung eines in das Bohrloch eingeführten Spannelementes vorgesehenes Widerlager angeordnet ist wobei ferner das Spannelement mit seinem anderen Ende mit einem sich an der Ortsbrust abstützenden Widerlager unter Vorspannung verbunden ist und eines der beiden Widerlager mit einem die Vorspannkraft des zugehöri-S gen Spannelementes beeinflussenden Schubkolbengetriebe oder einer Winde verbunden ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung münden die Bohrlöcher jeweils in einen zugehörigen und/oder gruppenweise in einen zugehörigen oder gemeinsam in einen im vorgegebenen Abstand vor der Ortsbrust hergestellten Hohlraum.

Nach der Erfindung können die Spannelemente aus Ankerstangen oder aus Ankerseilen bestehen. Vorteilhaft ist es. in die Ortsbrust mehrere Ankerstangen ein-

is zubringen, deren Anzahl und Länge derartig bemessen und abgestuft ist daß beim Vortrieb des Hohlraumes täglich nur eine geringe Anzahl der Spannelemente durch Freischachten wieder entfällt

In Weiterbildung der Erfindung befinden sich die

Spannelemente jeweils in einem Rohr, in dem sie frei beweglich sind.

Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, in die die Spannelemente aufnehmenden Bohrlöcher nach Aufbringung der Vorspannung eine Gebirgsinjektion vorzunehmen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich im Bereich des Endes eines Spannelementes ein Hohlkörper, der zur Aufnahme eines Kraftgliedes dient dessen Bodenplatte mit einer öffnung versehen

ist durch die das Spannglied hindurchgeführt ist. Zwischen der Bodenplatte und dem Gebirge befindet sich eine mit einer öffnung zur Durchführung des Spannelementes versehene und mit einer eine im Vergleich zur Bodenplatte größeren Fläche aufweisende Druckplatte.

Der Druckplatte ist vorteilhaft ein mit einer Achsbohrung versehener Kegel vorgelagert In Weiterbildung des Merkmaies ist der Hohlkörper mit einer den Körper zentrierenden Einrichtung versehen. Der zur Aufnahme eines Kraftgliedes bestimmte Hohlkörper ist

vorteilhaft konisch ausgebildet, so daß eine Verdichtung des Gebirges vor der Ortsbrust entsteht, wenn auf den Hohlkörper über ein Spannelement eine Vorspannung wirkt
Das Kraftglied ist vorzugsweise nachstellbar ausge-

bildet und es ist nach der Erfindung mindestens ein sich

kontinuierlich nachstellbares Kraftglied vorhanden. Als

Kraftglied läßt sich vorteilhaft eine hydraulische Presse

oder Winde verwenden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der in den

Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt in Achsrichtung einer Tunnelröhre mit einer Ortsbrust und den davorliegenden Teil des Gebirges.

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Ortsbrust eines Vortriebes,

F i g. 3 einen im Vergleich zu den anderen Figuren vergröSerten Längsschnitt durch einen Hohlkörper, in dem sich ein Kraftglied befindet

Fig.4 einen Längsschnitt durch eine Tunnelröhre mit ihrer Ortsbrust und dem davorfaegenden Teil des Gebirges in Draufsicht und

F i g. 5 einen Längsschnitt in Achsrichtung einer Tunnelrohre mit einem Schacht vor der Ortsbrust

Wie aas F i g. 1 ersichtlich ist sind von der Ortsbrust 1 ausgehend Bohrlöcher 2 und 3 hergestellt in denen sich Spannelemente 4 bzw. 5 befinden. An den Enden eines jeden Spannelementes 4 bzw S

Widerlager 6 und 7. Das im Gebirge befindliche Widerlager 6 kann beispielsweise je nach verwendeter Art des Spannelementes aus einem mit Zementmörtel gefüllten Hohlraum bestehen, welcher mit dem Spannelement fest verbunden ist. Das zweite in der Ortsbrust 1 befindliche Widerlager 7 besteht aus einem Hohlkörper 8, der zur Aufnahme eines Kraftgliedes, beispielsweise einer hydraulischen Presse 9, dient, wie in F i g. 3 vergrößert dargestellt ist. Zwischen der Bodenplatte 10 des Hohlkörpers 8 und dem Erdreich ist die mit einer öffnung zur Durchführung des Spannelementes versehene und mit einer eine im Vergleich zur Bodenplatte größeren Fläche aufweisenden Druckplatte 7 angeordnet, die als Widerlager dient. Diesem Widerlager ist ein mit einer Achsbohrung versehener Kegelstumpf 11 vorgelagert.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform des Kraftgliedes ist das Spannelement 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 i.»gesamt auf einen gleichen Druck einstellen, so daß der Hohlkörper 8 kontinuierlich und entsprechend den Ausbruchsarbeiten an der Ortsbrust 1 in das Gebirge hineingepreßt wird.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, werden mehrere Spannelemente über die Ortsbrust 1 verteilt angeordnet. Die Verteilung der Spannelemente über die Ortsbrust kann verschieden sein und hängt von vielerlei Faktoren ab. Der Abstand der Spannelemente untereinander kann beispielsweise von der Art des verwendeten Abraumwerkzeuges abhängen, während die Anzahl der Spannelemente von der Größe des Druckes bestimmt werden kann, mit dem die Widerlager maximal belastet werden können. Zweckmäßiger Weise werden jedoch die Hohlkörper 8 der Widerlager bzw. Druckplatte 7 so angeordnet, daß eine oder mehrere Arbeitsbühnen, wie in F i g. 1 ersichtlich, gehalten werden können.

Die Erfindung gestattet grundsätzlich die Anwendung aller bekannten Erdanker und Verfahren mit Spannelementen und Gliedern aus beispielsweise Einteistählen oder Bündeln mit Endverankerung mittels Gewinde und Schraube, oder Keilung bzw. Spreizung mit den verschiedenen Bohr- oder Rammverfahren mit Expansionsankern oder beispielsweise auch mit Haftungs-. Reibungs- oder passiver Erddruckankerung.

Je nach Größe der vor der Ortsbrust 1 im Gebirge unmittelbar zu erzeugenden Spannungsfelder werden entsprechende Anker als Spannelemente 4 und 5 in ausreichender Anzahl mit einer entsprechenden Tragfctcft in der Querschnittsfläche der Ortsbrust I angeordnet Ihr Verlauf ist hierbei dem herzustellenden Hohlraum angepaßt. Ihre Länge ist bei einer entsprechenden Anordnung so groß bemessen und derartig abgestuft, daß beim Vortrieb des Hohlraumes täglich nur ein kleiner Teil der Ankergruppe wieder durch Frei schachten entfällt

Diese Maßnahme ist durch das in F i g. 1 dargestellte Spannungsfeld 17 veranschaulicht Die Ortsbrust 1 und damit das zum Spannelement S gehörende Kraftglied, haben sich dem Widerlager 6' so weit genähert, daß das umgebende Gebirge keine genügende Tragkraft mehr aufweist. Wenn dieser Zustand erreicht ist, wird das Kraftglied ausgebaut, an einer anderen Stelle der Ortsbrust eine neue Bohrung hergestellt und mit einem Spannelement und einem Kraftglied versehen, wie S durch die gestrichelt gezeichneten Bohrungen 18, 19 und 20 in F i g. 1 dargestellt ist.

Die als Widerlager ausgebildete Druckplatte 7 kann dabei mit ihrem gelochten Boden auf gelochte zentrierte Stahlplatten verschiedener Größe und Form gepreßt werden, und zwar je nach Beschaffenheit des Gebirges und der auszuübenden Drücke.

Nach der Erfindung werden die Druckplatten 7 mit dem sich jeweils anschließenden Hohlkörper 8 in das Erdreich vorgepreßt Die Pressenkraft und die aus-

_Xj wechselbaren Druckplatten bzw. Widerlager sind dabei so bemessen, daß die Tragkraft eines Erdankers oder Spannelementes 4 in seinem Ankerungsbereich nicht überschritten wird, jedoch die Stahlplatten 7, 10, 11 (siehe hierzu F i g. 3) in das Erdreich allmählich eindringen. Die Eindringtiefe und die Länge des Hohlkörpers 8 sind dabei aufeinander abgestimmt. Sob&ld die vorgesehene Eindringtiefe erreicht ist, wird der Pressendruck derart eingestellt, daß keine weiteren wesentlichen Setzungen der Stahlplatten 7.10. U mehr auftreten.

Nach der Erfindung erfolgt d&* Vorpressen der Elemente in die Ortsbrust 1 gruppenweise, so daß die Ortsbrust abschnittsweise bis auf die Tiefe des Hohlkörpers 8 abgebaut werden kann. Die Anordnung sowie die Form und Größe der Stahlplatten 7,10 und 11 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 Profils entsprechende Sicherungen vorgenommen. So wird beispiels-

weise nach dem Verfahren der »Neuen österreichischen Bauweise« unmittelbar nach dem Teilausbruch des Profils in vorgesehener Tiefe die Wandung des Hohlraumes mit Spritzbeton und/oder kunststoffgebundenem Beton gesichert. Während der Ausbruch- und Verbauarbeiten halten die Druckplatten 7 die Ortsbrust 1 unter Druck. Damit wird vor den Druckplatten im Gebirge ein System sich gegenseitig überschneidender Druckzwiebeln erzeugt die ein Spannungsfeld 17 bilden und die das Hereinwandern des Gebirges in den unterirdischen Hohlraum hinter der gesammten geöffneten Brustfläche verhindern. Die von vorgepreßten Druckplatten 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 Hohlraumes, so daß auch das Hereinwandern des Gebirges in den Hohlraum aus dieser Richtung gebremst oder sogar verhindert wird. Ober der Firste vor der Ortsbrust

SS kann sich dabei auf kurzer Distanz ein Erdgewölbe mit geringen Deformationen ausbilden.

Bei dem hier beschriebenen Vortriebsverfahren können, wie oben bereits ausgeführt, die freigelegten Hohlkörper 8 dazu benutzt werden, um eine Arbeitsplanform daran ständig oder auch nur zeitweilig zu befestigen, von der aus die notwendigen Handarbeiten an dei Hohlraumwandung und auch an den Pressen ausgeführt werden können (siehe hierzu Fig. 1V Ferner ist e nach der Erfindung weiterhin vorteilhaft die hydraul« sehen Pumpen und Pumenleitungen 13 abschnittsweise auswechselbar anzuordnen, damit bei den maschineilei Ausbrucharbeiten keine Beschädigungen möglich sim die den Anpreßdruck gefährden.

wot/«;

Da nach der Erfindung die Druckplatten 7 über den gesamten Querschnitt der Ortsbrust verteilt sind, kann bei diesem Verfahren mit Vollausbruch vorgegangen werden, wobei täglich ein Ringschluß hergestellt werden kann. Auch durch diese Maßnahme folgt eine weitere Verminderung der ohne diese Vorspannung möglichen Setzungen im darüberliegenden Gebirge.

Sobald vor der Ortsbrust 1 ein als Ankerfuß ausgebildetes Widerlager 6 nicht mehr tragfähig ist. wird an der gleichen oder an einer zweckentsprechend anderen Stelle ein neuer Erdanker bzw. ein Spannelement 4 hergestellt Die Länge des neuen Ankers oder Spannelementes 4 wird möglichst so ausgewählt, daß es zumindest um die Strecke eines Tagesvortriebes weiter als das längste vorhandene Spannelement reicht. Hieraus ergibt sich, daß täglich höchstens ein neues Spannelement 4 herzustellen ist Damit wird weiterhin erreicht, daß sich die Auflockerungen der Ankerungsbereiche nicht verstärken und die möglichen Setzungen äußerst gering bleiben.

Das Verfahren nach der Erfindung ist in allen Lokkerböden anwendbar, seien es rollige oder bindige, homogene oder inhomogene Böden. Auch in Felsböden kann dieses Verfahren nach der Erfindung, jedoch in leicht abgewandelter Form, nämlich ohne Vorpressen der Hohlkörper 8, angewendet werden.

F i g. 2 zeigt eine mögliche Verteilung der Druckplatten bzw. Widerlager 7. 7i. 7z. 7j, 74 und 7s mit den entsprechenden Hohlkörpern 8. 8i. 82. 8j, 84 und 8s zur Aufnahme je eines Kraftgliedes 9. beispielsweise einer hydraulischen Presse.

F i g. 4 zeigt in einem Längsschnitt eine Tunnelröhre mit Ortsbrust und dem davorstehenden Gebirge, in dem sich die Widerlager 6, 6', 18. 19 und 20 befinden. Das Abbaugerät 21 legt einen Hohlkörper 8 frei, der dabei gleichzeitig in das Gebirge vorwandert und so kontinuierlich unter einem nahezu konstanten Druck steht Dieses Verfahren wird so lange fortgeführt, bis die notwendigerweise größere Gegenkraft bei dem im Gebirge befindlichen Widerlager (beispielsweise 6) nicht mehr ausreichend ist wie etwa bei 6'.

Die herzustellenden Bohrungen für die Spannelemente bzw. Anker geben ferner auch gleichzeitig Aufschluß über die später zu durchörtemden Bodenverhältnisse und schützen damit den Vortrieb weitgehend vor geologisch oder hydrologisch bedingten Überraschungen. Diese Bohrungen können daher auch zur Entwässerung der Ortsbrust benutzt werden, so daß 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 Spannelemente angeordnet werden.

Ein solches Ausführungsbeispiel zeigt Fig.5. Die

5 Ortsbrust 1 wird hierbei von einer Druckplatte 22 vorgespannt, die über ein in einer Bohrung 23 befindliches Spannelement 24 mit einem Kraftglied 25, das in diesem Ausführungsbeispiel als Winde dargestellt ist. 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 Spannelemente verankert oder für das gleiche Vortriebsverfahren benutzt werden.

Die Spannelemente 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 Spannelemente und auch eine eventuell vorhandene Verrohrung in gemuffter Form einzubringen, so daß 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 tonigem Boden ist es vorteilhaft, die

Kräfte der Spannelemente mittels passiven Erddruckes in das Erdreich zu übertragen, weil dadurch die größten Ankerkräfte und die größte Ausnützung der Ankerlänge beim Vortrieb zu erzielen ist. Der passive Erddruck kann über vertikale Brunnen oder Schächte von der Erdüberfläche her oder durch Hinterschneidung bzw. durch Kesselung am Ende eines Bohrloches eingeleitet werden.

Die Druckplatten bzw. Widerlager 7 können gemäß der Erfindung eine runde oder auch eckige Grundfläehe aufweisen. Die hinter den Druckplatten befindlichen Hohlkörper können zylindrisch, kastenförmig, pyramidenstumpf- oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein, um den vorgesehenen räumlichen Druck auf das Gebirge zu bewirken.

Durch die unmittelbare Erzeugung und Aufrechterhaltung der Spannungsfelder im Gebirge und durch die Veränderbarkeit ihrer Stärke und Richtung wird somil den durch den Ausbruch verursachten Störungen des vorhandenen Spannungsfeldes entgegengewirkt, so daC

so dadurch die bei der Herstellung von unterirdischer Hohlräumen in üblicher Weise entstehenden Bodenset zungen verhindert bzw. vermindert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verhinderung bzw. Verminderung der beim Auffahren von unterirdischen Hohlräumen entstehenden Bodensetzungen, bei dem die sich in Vortiiebsrichtung an die Ortsbrust anschließenden und von dem Hohlraum noch zu durchörternden Gebirgstormationen durch mehrere in Streckenlängsrichtung verlaufende Gebirgsanker gesichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einbringung der Gebirgsanker in die Ortsbrust und zur Vorspannung des noch zu durchörternden Gebirgsbereiches folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Im Bereich der von der von dem aufzufahrenden Hohlraum noch zu durchörternden Gebirgsformation werden ein oder mehrere Bohrlöcher oder ein oder mehrere Hohlräume hergestellt bzw. ein oder mehrere bereits vorhandene Hohlräume zur Herstellung von Widerlagern ausgewählt;

b) Im Anschluß daran werden, bei der Verwendung eines oder mehrerer Hohlräume, dieser oder diese Hohlräume jeweils über ein etwa in Streckenlängsrichtung verlaufendes Bohrloch (2; 3; 23) mit der Ortsbrust (1) des aufzufahrenden Hohlraumes verbunden;

c) In das bzw. die Bohrlöcher (2; 3; 23) wird jeweils ein Zugspannungen übertragendes Spannelement (4, 24) eingeführt, welcher sowohl in jeweils einen der vor der Ortsbrust (1) hergestellten Hohlräume mittels eines in diese eingebrachten Widerlagers (6, 6'; 25) als auch in einem zugehörigen, sich an der Ortsbrusi (1) abstützenden Widerlager (7/8; 22) verankert wird, und eines der beiden Widerlager wird mit einer verstellbaren Spannvorrichtung (8 bis 16 bzw. 25) versehen;

d) Beim Abtragen der Ortsbrust (1) werden das oder die sich in ihr abstützenden Widerlager (7/8; 22) unter Aufrechterhaltung der Vorspannkraft in der Vortriebsrichtung mitgeführt

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Spannelemente (24) von vor der Ortsbrust niedergebrachten Schächten aus erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Spannelemente (4. 24) vor der Ortsbrust eines in entgegengesetzter Richtung geführten Vortriebes aus erfolgt

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbruchstiefe des Vortrieb s in Abhängigkeit von der Standzeit des Gebirges festgelegt wird.

5. Vorrichtung zur Herstellung einer Vorspannung der sich in Vortriebsrichtung vor der Ortsbrust befindlichen Gebirgsformation, bei der in die Ortsbrust Gebirgsanker eingebracht sind, welche der abzutragenden Ortsbrust nachführbar sind, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ortsbrust (1) in Streckenlängsrichtung verlaufende Bohrlöcher (2; 3; 23) eingebracht sind, in welchen jeweils ein für die Verankerung eines in das Bohrloch (2; 3; 23) eingeführten Spannelementes (4; 24) vorgesehenes

O Widerlager (6; 6'; 25) angeordnet ist, daß das jewei-

^S !ige Spannelement (4.24) mit seinem anderen Ende

mit einem sich an der Ortsbrust (1) abstützenden Widerlager (7/8; 22) unter Vorspannung verbunden ist und daß eines der beiden Widerlager (7/8; 22 bzw. 6. S'; 25) mit einer die Vorspannkraft des zugehörigen SpanneJementes (4, 24) beeinflussenden Schubkolbengetriebe (8 bis 16) oder einer Winde (25) verbunden ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrlöcher (2. 3) jeweils in einem zugehörigen und/oder gruppenweise in einem züge hörigen oder gemein* .m in einem im vorgegebenen Abstand vor der Ortsbrust hergestellten Hohlraum münden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß die Spannelemente (4. 24) aus Ankerstangen (4) oder aus Ankerseilen (24) bestehen.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet daß in die Ortsbrust mehrere Ankerstangen (4) eingebracht sind, deren Anzahl und Länge derartig bemessen und abgestuft ist. daß beim Vortrieb des Hohlraumes täglich nur eine geringe Anzahl der Spannelemeiite durch Freischachten wieder entfällt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sich die Spannelemente (4. 24) jeweils in einem Rohr befinden, in dem sie frei beweglich sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß in die die Spannelemente (4) aufnehmenden Bohrlöcher (2. 3) nach Aufbringen der Vorspannung eine Gebirgsinjektion vorgenommen worden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sich im Bereich des Endes eines Spannelementes (4) ein Hohlkörper (8) befindet der zur Auf nähme eines Kraftgliedes (9) dient, dessen Bodenplatte (10) mit einer öffnung versehen ist durch die das Spannglied (4) hindurchgeführt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Bodenplatte (10) und dem Gebirge eine mit einer öffnung zur Durchführung des Spannelementes (4) versehene und mit einer eine im Vergleich zur Bodenplatte (10) größere Fläche aufweisende Druckplatte (7) befindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß der Druckplatte (7) ein mit einer Achsbohrung versehener Kegel (11) vorgelagert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet daß der Hohlkörper (8) mit einer den Körper rentierenden Einrichtung versehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme eines Kraftgliedes (9) bestimmte Hohlkörper (8) konisch ausgebildet ist so daß eine Verdichtung des Gebirges vor der Ortsbrust entsteht, wenn auf den Hohlkörper (8) über ein Spannelemeni (4) eine Vorspannung wirkt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftglied (9) nachstellbar ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß mindestens ein sich kontinuierlich nachstellbares Kraftglied (9) vorhanden ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftglied (9) eine hydraulische Presse oder Winde verwendet wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhinderung bzw. Verminderung der beim Auffanren von unterirdischen Hohlräumen entstehenden Boden-Setzungen, bei dem die sich in Vortriebsrichtung an die Ortsbrust anschließenden und von dem Hohlraum noch zu durchörternden Gebirgsformationen durch mehrere in Streckenlängsrichtung verlaufende Gebirgsanker gesjcbert werden. ,₅

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer Vorspannung der sich in Vortriebsrichtung vor der Ortsbrust befindlichen Gebjrgsformation, bei der in die Ortsbrust Gebirgsanker eingebracht sind, weiche der abzutragenden Ortsbrust nachführbar sind.

Bei der Herstellung von unterirdischen Hohlräumen ist es bekannt, die Ortsbrust gegen das Eindringen des Gebirges abzusichern, indem mit Hilfe geeigneter Mittel, beispielsweise Stempel oder Pressen, auf die Ortsbrüst 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 Teile dtr Ortsbrust in nachteiliger Weise entspannt werden. Ein weiterer erheblicher Nachteil besieht bei dieser bekannten Bauweise darin, daß die Widerlager die Ausbruchsarbeiten erheblich stören.

Auch bei der Herstellung von unterirdischen Hohlräumen mit Hilfe des Schildvortriebverfahrens ist es bekannt. Flächen der Ortsbrust abschnittsweise mit hydraulischen Stempeln über Druckplatten anzupressen. Diese Maßnahme dient jedoch ebenfalls nur dem / eck, das Eindringen des Gebirges in den Hohlraum bei wenig standfestem Gebirge zu verhindern. Die Maßnahme ist daher nur als Sicherungsmrßnahme unter Tage aufzufassen, die einen Verbruch vor Ort vermeiden soll. Darüberhinaus wird hier ebenfalls der Abbau des Gebirges sehr behindert.

Ferner ist es auch bei einem vollmechanischen Schildvortriebsverfahren bekannt, mit Hilfe der Abbau- so geräte gegen die Ortsbrust einen Anpreßdruck auszuüben. Die Größe dieses Anpreßdruckes ist dabei derart eingestellt, daß ein wirkungsvolles Arbeiten der Abbaugeräte ermöglicht wird. Eine Erhöhung des Anpreßdruckes über die hierdurch bestimmten Werte würde dagegen den Wirkungsgrad der Abbaugeräte verschlechtern.

Es sind auch Bauverfahren zur Hersteilung 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 Druckhaltung zu gewährleisten. Darüber hinaus ist ein Zugang nur über Schleusensysteme möglich, in denen sich die Personen eine Zeit lang aufhalten können, um eine Druckanpassung des menschlichen Körpers sicherzustellen.

Wie eingangs erwähnt, wird bei allen bisher bekann

ten Tunnelbauverfahren nur efei derartiger Druck auf die Ortsbrust ausgeübt, welcher ausreicht, ein Einbrechen des Gebirges zu verhindern und der daher der jeweiligen Standfestigkeit des Bodens angepaßt ist Aus diesem Grunde sind bei Vortiiebsverfahren unter bebautem Gelände, insbesondere bei geringer Oberdekkungshöhe in den darüberstehenden Bauwerken häufig Schaden aufgetreten, die nur durch umfangsreiche 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 Herstellung der Hohlräume liegen. Ferner wird die Benutzbarkeit der Gebäude durch die notwendigen Sicherungsmaßnahmen in dieser Zeit erheblich beeinträchtigt

Aus der Zeitschrift »Straße und Autobahn« 1965, Heft 11, S. 392 und 393 ist es bekannt zur Sicherung des Erdreiches unter einer bestehenden Autobahn und vor der Unterfangungsstelle Anker in Längsrichtung der Fahrbahn anzubringen, welche mit dem Arbeitsfortgang nach vorn geschlagen werden. Bei dieser Bauweise handelt es sich um das Sichern eines Böschungssprunges, wobei Anker verwendet werden, um das Erdreich vor der Unterfangungsstelle zu sichern. Mit dieser bekannten Bauweise erfolgt jedoch keine Absicherung der Ortsbrust und es werden im Gebirge vor der Ortsbrust auch keine Vorspannungen erzeugt, um Bodensetzungen zu verhindern bzw. zu vermindern.

Aus »Die Bautechnik. 45. Jahrgang. 1968, Heft 4. S. 109 bis 122« ist es bekannt. Anker zur Erzielung einer Gebirgsvorspannung zu verwenden, wodurch jedoch Störungen des Gebirges wieder rückgängig gemacht werden sollen, welche nach den Ausbrucharbeiten, insbesondere durch Sprengungen, erzeugt wurden. Mit dieser bekannten Maßnahme wird daher versucht, nachträglich, d. h. nachdem bereits Störungen des Gebirges vorliegen, den primären Spannungszustand in der Ebene senkrecht zur Vortriebsrichtung wiederherzustellen, während die Spannungsfelder vor der Ortsbrust dabei nicht berücksichtigt werden.

Aus der Montan-Rundschau, Sonderheft 1969, »Tunnel- und Stollenbau«, S. 89 und 90 ist es bekannt, dem Vortrieb vorauseilend Bohrungen anzuordnen, die in Form eines Kegelmantels die zukünftige Hohlraumleibung fächerartig umgeben. In diese Bohrungen werden sodann Felsanker eingebaut und nach dem Spannen dieser Anker wird der Restraum der Bohrungen derart mit Injektionsgut ausgepreßt, daß das Injektionsgut auch in den benachbarten Gebirgsverband eindringt.

Durch diese Maßnahme wird einer Lockerung des Gebirgsverbandes entgegengewirkt, dadurch, daß die Felsanker eine Zone um den Ausbruch herum durchdringen. Dabei handelt es sich um eine Stützungsmaßnahme des Gebirges und es wird kein künstliches Spannungsfeld erzeugt, das den durch den Ausbruch verursachten Störungen des vorhandenen Spannungsfeldes entgegenwirkt.

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 vorauseilt und damit für die Setzungen der darüberliegenden Bauwerksfundamente von ausschlaggebender Bedeutung ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, um vor der Ortsbrust im Gebirge Spannungsfelder unmittelbar zu er-