DE2140636C3 - Bogenförmiger Streckenausbau unter Tage aus Ausbaurahmen, die aus mehreren Stahlbetonfertigteilen bestehen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen bogenförmigen Strekkenausbau unter Tage aus Ausbaurahmen, die aus mehreren Stahlbetonfertigteilen bestehen, wobei die Stoßsegmente sich auf Sohlenlagern abstützen, welche für die Einleitung der Stützkräfte eine horizontale und eine hieran anschließende, einen stumpfen Winkel einschließende weitere und dem Streckeninneren zugewandte Lagerfläche aufweisen.

Ein solcher Ausbau hat gegenüber einem Streckenausbau in Stahl Vorteile, weil der Aufwand geringer ist und die aus hochwertigem Beton hergestellten Fertigteile dem Bogen die erforderliche Festigkeit für einen ausreichenden Ausbauwiderstand geben. Auch schwere Betonsegmente machen keine Schwierigkeiten, weil dafür Manipulatoren zur Verfugung stehen.

Ein Sohlenausbau wird vorgesehen, wenn in der Streckensohle Gesteinsschichten angetroffen werden, die eine verhältnismäßig geringe Festigkeit aufweisen oder von Lösen in geringem Abstand durchsetzt sind. Dann neigt das Gestein dazu, sich in den Streckenhohlraum zu drücken. Man bezeichnet diese Erscheinung mit Quellen der Sohle. Stärkeres Quellen der Sohle wird durch den Ausbauwiderstand des Sohlenausbaus verhindert.

Die eingangs wiedergegebenen Merkmale des erfindungsgemäßen Streckenausbaus sind bereits bekannt (US-PS 14 74 808). Bei dem vorbekannten Ausbau sind die Segmente der Ausbaurahmen starr miteinander verbunden und mit Beton vergossen. Der Ausbau hat daher keine Nachgiebigkeit und kann deshalb nicht in druckhaftem Gebirge eingesetzt werden. Der Sohlenausbau ist einteilig und reicht bis zu Läufern, die an beiden Streckenstößen auf der Sohle ruhen und ihrerseits aus Fertigteilen bestehen. Deswegen muß zuerst der Sohlenausbau mit den beiden Läufern eingebaut werden. Erst dann lassen sich die beiden Stoßsegmente auf den Läufern aufstellen und in der Firste miteinander verbinden.

Diese Arbeitsweise ist nachteilig, weil dann die Sohlensegmente bereits eingebaut sind, bevor die volle Belastung des Ausbaus durch den Gebirgsdruck einsetzt. Hierdurch können nämlich Überlastungen des Ausbaus eintreten. Es ist auch häufig störend, daß der nur mit einem Sohlenausbau zusammen einsetzbare bekannte Ausbau gewechselt werden muß, wenn sich die Eigenschaften des Sohleneesteins so ändern, daß ein Sohlenausbau nicht mehr erforderlich ist. Die Umstellung des Vortriebes auf andere Ausbauformen ist nämlich in der Regel mit erheblichen Schwierigkeiten und Verzögerungen verbunden, die sogar dazu führen können, daß ein wegen des entbehrlichen Sohlenausbaus zu teurer Streckenausbau weiter eingesetzt wird. Auch ist ein Sohlenausbau relativ zeitraubend im Streckenvortrieb einzubringen.
Quetschlagen sind mehrfach bekannt (DT-PS

ίο 4 92 575, 4 11 315). Solche Quetschlagen bestehen insbesondere aus Holz oder einem Werkstoff auf der Basis von Holz bzw. einem Werkstoff mit entsprechendem Verhalten. Die Quetschlagen ergeben nicht nur die erwünschte Nachgiebigkeit in den Ausbaubögen. Sie

is übertragen auch die Lasten zwischen den Segmenten und helfen, Überlastungen zu vermeiden, was bei Stahlbeton wichtig ist.

Das Einbringen eines in sich geschlossenen, aus Fertigteilen, z. B. aus Tübbingen bestehenden Streckenausbaus, beginnt mit dem Einbringen der in der Sohle anzuordnenden Fertigteile und wird durch das Einbringen eines Schlußsteins in der Firste abgeschlossen (DT-AS 11 87 257). Ein solcher Ausbau ist daher ebenfalls nur zusammen mit seinen Sohlensegmenten einsetzbar.

Es ist jedoch ein aus beliebigen Ausbauprofilen bestehender Streckenausbau bekannt, dessen bogenförmige Ausbaurahmen aus Stahlsegmenten bestehen (DT-GM 19 13 322). Für jeden Ausbaurahmen ist ein Sohlensegment zum vollständigen Ausbau der Strekkensohle vorgesehen. Die Sohlensegmente sind an die Stoßsegmente mit jeweils einer Verbindung angeschlossen. Sie besteht einerseits aus einem keilförmigen Anschlag, der oberhalb des unteren Endes des betreffenden Stoßsegmentes an dessen Innenseite befestigt ist und andererseits aus einer Riegelzunge, welche an dem dem betreffenden Stoßsegment zugeordneten Ende des Sohlensegmentes befestigt ist. Mit Hilfe eines das Stoßsegment übergreifenden und in sich geschlossenen Spannriegels kann das freie Ende der Ricgelzunge mit dem keilförmigen Anschlag verspannt werden.

Nachteilig ist, daß ein nachträglicher Einbau des Sohlensegmentes nicht in Betracht kommt. Denn das Sohlensegment läßt sich nur einbauen, wenn die Stoßsegmente selbst und ihr gegenseitiger Abstand unverändert geblieben sind. Außerdem müßten die schrauben- bzw. bolzenlosen Spannriegel von vornherein eingebaut sein, weil sie sich nachträglich nicht mehr auf die zugeordneten Stoßsegmente aufziehen lassen. Nachteilig ist ferner, daß das Sohlensegment in den Stoßsegmenten Biegekräfte erzeugt, sobald es unter Druck gerät. Das würde in Stahlbetonsegmenten zur Ausbildung von Schubkräften führen, welche den Beton

ss überlasten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs bezeichneten Streckenausbau mit dem Ziel weiterzubilden, die Sohle jederzeit und über beliebige Erstreckungen ohne Behinderung des Vortriebes oder von Durchbauarbeiten in der Strecke ausbauen zu können und dabei zu vermeiden, daß die bereits stehenden Ausbaurahmen zum Einbringen des Sohlenausbaus wieder entfernt werden müssen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stoßsegmente und die Sohlenlager eine bauliche Einheit bilden, daß die Lagerflächen auf Quetschlagen ausgebildet sind und daß der nachträglich einbringhare Sohlenaiisbai] aus mehreren Segmenten

und einem Mittelstreifen aus Formsteinen und/oder Quetschlagen und/oder Spritzbeton besteht

Bei einem solchen Streckenausbau kann der Vortrieb wie üblich mit ebener Sohle geführt werden, wobei die Stoßsegmente auf der Sohle aufgestellt werden. Dieser Ausbau entwickelt seinen vollen Ausbauwiderstand, weil die Einleitung der Stützkräfte über die an den unteren Enden der Stoßsegmente ausgebildeten Sohlenlager längs einer im wesentlichen geraden Wirkungslinie und über die dort befindliche Quetschlage erfolgt Daher kann der Ausbau auch unbedenklich bis zum Ende seiner Lebensdauer in dieser Ausgangsform benutzt werden, sofern kein Sohlenausbau erforderlich ist

Zeigt sich aber die Notwendigkeit eines Ausbaus der >s Sohle, so kann die Streckensohle entsprechend der Form des Sohlenausbaus nachträglich ausgebrochen werden. Dabei behält aber der bereits stehende Teil der Ausbaubögen seinen vollen AusbauwiderstanJ. Danach wird der Sohlenausbau eingebracht Gerät dann die Sohle unter Druck, so werden die Stützkräfte des Sohlenausbaus einwandfrei durch die Sohlenlager längs einer im wesentlichen gekrümmten Wirkungslinie übertragen. Da auch dann in der Regel noch Kräfte längs der geraden Wirkungslinie wirken, erfolgt die Einleitung der Stützkraft insgesamt auch nicht ausschließlich in den Ausbau der Sohle, sondern kann an entsprechend vielen Stellen unmittelbar auf die Streckensohle übertragen werden.

Neben der Möglichkeit, den Vortrieb bzw. die Durcharbeiten in einer Strecke konventionell trotz eines nachträglich eingebauten Sohlenausbaus betreiben zu können, hat der erfindungsgemäße Ausbau den Vorteil, daß der Sohlenausbau bedarfsweise eingebracht werden kann. Das kann, wie oben dargelegt, nachträglieh erfolgen. Dadurch ergibt sich gebirgsmechanisch der Vorteil, daß beim Schließen des Streckenausbaus ein großer Teil der Spannungsumlagerungen im Gebirge abgelaufen ist und die Querschnittsverminderung des fertig gestellten, in sich geschlossenen Ausbaus kleiner bleibt als bei einem schon im Vortrieb fertiggestellten, in sich geschlossenen Ausbau mit gleichem Ausbauwiderstand.

Der Erfindung kommt besondere Bedeutung für die weitere Verbreitung des Ausbaus in Stahlbetonfertigteilen zu. Denn er beseitigt die bishlang im Vortrieb auftretenden Probleme beim Einbringen der Stoßsegmente eines in sich geschlossenen Stahlbetonausbaues.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine Stirnansicht eines Streckenausbaus gemäß der Erfindung in teilweise abgebrochener Darstellung.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird beim Vortrieb der Strecke zunächst ein Ausbau eingebracht, der aus einzelnen, im Abstand aufeinanderfolgenden Ausbaubögen besteht. Diese Ausbaubögen werden jeweils von drei Segmenten 1—3 gebildet. Die beiden Segmente 1 und 2 sind identisch und stehen jeweils an den Streckenstößen. Das Segment 3 befindet sich in der Firste. Alle drei Segmente bestehen aus armiertem Beton. Übereinstimmend tragen die Segmente jeweils an ihren Enden Quetschlagen la, Xb; 3a, 3b; la, 2b. Die Quetschlagen sind mit entsprechenden Armierungseisen 4 bzw. 5 mit dem Beton verbunden, wobei der Einfachheit halber die Form der Armierungseisen 4, 5 und der Quetschlagen in den Segmenten weitgehend einheitlich gewählt ist

Zum Manipulieren der Segmente dient aufgrund des Gewichtes dieser Ausbauteile ein Manipulator, der nicht dargestellt ist Er wird über Montagebolzen 6 angeschlossen; zur Befestigung der Montagebolzen an den Segmenten dienen Schraubhülsen 7, in die die Montagebolzen eingedreht werden. Ferner kann für das Einbringen des Ausbaus die Verwendung des rechts in der Zeichnung dargesJellten Montagefußes 8 zweckmäßig sein, der ebenfalls über einen Montagebolzen 9 an das betreffende Segment angeschlossen wird. Der Montagefuß ist mit einer Winde 10 versehen, welche sich auf der zunächst eben aufgefahrenen Streckensohle 11 abstützt

Die Quetschlagen ib bzw. Ib sind an Sohlenlagern der Stoßsegmente 1, 2 angebracht und dienen zur Abstützung des zunächst aus den drei Segmenten 1 —3 bestehenden Streckenbogens auf der ebenen Streckensohle 11. Dabei werden die Stützkräfte über eine im wesentlichen gerade verlaufende Wirkungslinie und einem dieser entsprechenden Abschnitt 12 des Sohlenlagers am unteren Ende jedes Stoßsegmentes in den Bogen eingeleitet.

Einstückig mit dem Abschnitt 12 ist ein weiterer Abschnitt 14 des Sohlenlagers ausgebildet, an dessen Ende sich Quetschlagen Ic bzw. 2c befinden. Diese Quetschlagen bilden Anschlußflächen für einen nachträglich einzubauenden Sohlenausbau, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem sich an das betreffende Stoßsegment 1 bzw. 2 anschließenden Sohlensegment 15 und einem Formsteinausbau 16 besteht, welcher zum Ausbau eines von Segmenten freigelassenen Mittelstreifen in der Streckensohle dient Da der Ausbau der Sohle symmetrisch ist, wird ein dem Segment 15 entsprechendes Segment auch für die Anschlußfläche vorgesehen, die von der Quetschlage 2c am Stoßsegmeni 2 gebildet wird.

Sobald der beschriebene Sohlenausbau eingebracht worden ist, können dessen Stützkräfte über den Abschnitt 14 in den Streckenbogen eingeleitet werden. Eine weitere Übertragung von Stützkräften über den Abschnitt 12 und die Stützfläche Vb bzw. 2b in das umgebende Gebirge ist selbstverständlich nicht ausgeschlossen und gegebenenfalls von besonderem Vorteil. Jedenfalls sorgen diese Teile der Stoßsegmente dafür, daß der Sohlenausbau ohne Lockerung des Reibungsschlusses des bereits stehenden Bogens mit dem umgebenden Gebirge eingebracht werden kann.

Da der Ausbau aus Stahlbeton besteht, ist er besonders sorgfältig durch das Einbringen von Spritzbeton bei 18 in den Stößen und bei 19 in der Sohle an das umgebende Gebirge angeschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Bogenförmiger Streckenausbau unter Tage aus Ausbaurahmen, die aus mehreren Stahlbetonfertigteilen bestehen, wobei die Stoßsegmente sich auf Sohlenlagern abstützen, welche für die Einleitung der Stützkräfte eine horizontale und eine hieran anschließende, einen stumpfen Winkel einschließende weitere und dem Streckeninneren zugewandte Lagerfläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßsegmente (1, 2) und die Sohlenlager eine bauliche Einheit bilden, daß die Lagerflächen auf Quetschlagen (Ib, te, 2b, 2c) ausgebildet sind und daß der nachträglich einbringbare Sohlenausbau aus mehreren Segmenten (15) und einem Mittelstreifen (16) aus Formsteinen und/oder Quetschiagen und/oder Spritzbeton besteht