DE2442058C2 - Expansion for underground spaces, especially in tunnel and underground mining, and the method for introducing this expansion - Google Patents
Expansion for underground spaces, especially in tunnel and underground mining, and the method for introducing this expansionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Ausbau für unterirdische Räume, insbesondere im Tunnel- und im Untertagebergbau und Verfahren zum Eint/ingen dieses Ausbaus,The invention relates to an expansion for underground spaces, in particular in tunnel and underground mining and procedures for incorporating this expansion,
ίο ζ. B. zum Streckenausbau, bei dem eine am Gebirge angebrachte Haftschicht, eine Tragschicht, insbesondere aus Beton und eine Wasserabdichtung vorgesehen sind, die von einer zwischen der Tragschicht und der Haftschicht angeordneten Kunststoffolie gebildet wird, wobei die Haftschicht wenigstens zum Teil aus Kunststoff, insbesondere Kunststoffaservlies besteht, ferner ein spezielles Verfahren zum Einbringen des erfindungsgemäßen Ausbaus.ίο ζ. B. to route expansion, in which one on the mountains attached adhesive layer, a base layer, in particular made of concrete and a waterproofing provided which is formed by a plastic film arranged between the base layer and the adhesive layer, wherein the adhesive layer consists at least partially of plastic, in particular plastic fiber fleece, furthermore a special method for introducing the lining according to the invention.
Ein derartiger Ausbau wird häufig an Stellen eingebracht, an denen Wasser zusitzt oder wo mit zusitzendem Wasser gerechnet werden muß. Diese Wässer stehen in der Regel unter einem mehr oder weniger starken hydrostatischen Überdruck und sollen von der Folie zurückgehalten bzw. abgeleitet werden. Beim Streckenausbau genügt es häufig schon, wenn das in der Firste und an den Stößen bzw. den Ulmen zusitzende Wasser auf die Sohle und in die dort meistens mitgenommene Wasserseige abgeleitet wird. Deshalb kommt es darauf an, die Folien einerseits so anzubringen, daß sich eine lückenlose Abdeckung, die auch nicht durch Perforationen beschädigt sein darf, ergibt und andererseits dafür zu sorgen, daß bei einsetzendem Gebirgsdruck keine Beschädigungen auftreten können und der Ausbau seine Fähigkeit behält, das Wasser abzuleiten.Such an expansion is often introduced in places where water is stuck or where it is stuck Water must be expected. These waters are usually under a more or less strong hydrostatic overpressure and should be retained or diverted by the film. When expanding the route It is often enough if the water in the roof and on the buttocks or the elms is sufficient is diverted onto the bottom and into the water sediment that is mostly taken along there. That's why it matters to attach the foils on the one hand in such a way that there is a gapless cover, which is also not through perforations may be damaged, results and on the other hand to ensure that no Damage can occur and the expansion retains its ability to drain off the water.
Ein gattungsgemäßer Ausbau ist aus der CH-PS 4 41 417 bekannt. Dort ist ein Ausbau dargestellt, der aus einem inneren Betongewölbe und einer äußeren, auf das Gebirge aufgetragenen Schutzschicht aus Spritzbeton besteht; zwischen tragendem Betongewölbe und Schutzschicht befindet sich ein zweischichtiges Dichtungselement. Die äußere Schicht des Dichtungselementes ist elastisch nachgiebig und soll insbesondere aus einem offenzelligen Kunststoff, z. B. einem Polyamidschaum bestehen. Darauf folgt eine Kunststoffolie, ζ. B. eine PVC-Folie. Diese besitzt eine geringe Einreißfestigkeit und wird deswegen mit einem Innenvlies bewehrt. Die CH-PS 4 41 417 enthält auch ein Verfahren, nach dem ein solcher Ausbau eingebracht werden soll. Danach werden die verschiedenen Schichten des Dichtungselementes schichtenweise aufgetragen. Insbesondere ist vorgesehen, die einzelnen Schichten zu kleben. Bei einer derartigen Arbeitsweise macht bereits das Auftragen der Schichten arbeitstechnisch große Schwierigkeiten, da das Verkleben von einzelnen Schichten eines Dichtungselementes unter den schwierigen Bedingungen der Verhältnisse unter Tage bewerkstelligt werden muß. Ferner wird durch das Verkleben die Funktion der Außenschicht beeinträchtigt, weil durch eine solche Verklebung die offenen Poren des Kunststoffschaumes geschlossen werden. Darüber hinaus aber baut sich auch ein erheblicher hydrostatischer Druck hinter der Verklebung auf, der schließlich zum Abreißen des Dichtungselementes führt, bevor das Betongewölbe hergestellt ist. Dann wird das Dichtungselement insbesondere in seiner Folienschicht beschädigt. Solche Beschädigungen können nur schwer wieder rückgängig gemacht werden. Sie führen aber im fertigen Ausbau zu Undichtigkeiten, die sich später kaum besei-A generic expansion is known from CH-PS 4 41 417. There is shown an expansion that from an inner concrete vault and an outer protective layer of shotcrete applied to the rock consists; A two-layer sealing element is located between the load-bearing concrete vault and the protective layer. The outer layer of the sealing element is elastically resilient and should in particular made of an open-cell plastic, e.g. B. consist of a polyamide foam. This is followed by a plastic film, ζ. B. a PVC film. This has a low tear resistance and is therefore reinforced with an inner fleece. CH-PS 4 41 417 also contains a process after which such an expansion is to be introduced. After that the different layers of the sealing element applied in layers. In particular, it is intended to glue the individual layers. With such a way of working, even the application of the layers is technically great Difficulties, since the gluing of individual layers of a sealing element among the difficult Conditions of underground conditions must be achieved. Furthermore, by gluing the function of the outer layer is adversely affected because such bonding causes the open pores of the Plastic foam are closed. In addition, however, a considerable hydrostatic build-up also builds up Pressure behind the bond, which ultimately leads to the sealing element tearing off before the concrete vault is made. The sealing element is then damaged, in particular in its film layer. Such damage is difficult to undo. But they lead in the finished Expansion to leaks that can hardly be eliminated later
tigen lassen.let go.
Verschiedene Heftungen, wie sie auch bei dem vorliegenden Verfahren verwendet werden können, sind in »Straßen- und Tiefbau« 6/1970, S. 493—504 beschrieben. In den dargestellten Fällen heftet man allerdings die Folie unmittelbar auf das Gebirge und ist dann natürlich gezwungen, Perforationen de; Folie entweder nachträglich rückgängig zu machen oder von vornherein durch bestimmte Elemente wieder dicht zu machen, welche die Perforation ihrerseits abdecken.Various staples, as they can also be used in the present method, are in "Road and civil engineering" 6/1970, pp. 493-504 described. In the cases shown, however, one staples the film directly on the mountains and is then of course forced to de perforations; Slide either to be subsequently reversed or to be made tight again from the start using certain elements, which in turn cover the perforation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Ausbau so zu verbessern, daß er sich arbeitstechnisch leichter und ohne die Gefahr der ßeschädigung auch von empfindlichen Folien einbringen läßt und nach dem Einbringen des Ausbaus die Folie vor Beschädigung weitgehend schützt.The invention is based on the object of improving such an expansion so that it is technically functional can be introduced more easily and without the risk of damage, even from sensitive foils largely protects the film from damage when the expansion is introduced.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der Kunststoffolie und der Tragschicht eine innere, aus einem Kunststoffaservlies bestehende Schicht eingebracht ist, wobei die Haftschicht mit der Kunststoffolie und die Kunststoffolie mit dem inneren Kunststoffaservlies punktförmig verschweißt sind.According to the invention, this object is achieved in that between the plastic film and the support layer an inner layer consisting of a synthetic fiber fleece is introduced, the adhesive layer with the Plastic film and the plastic film are point-welded to the inner plastic fiber fleece.
Durch die Erfindung wird zusitzendes Wasser von dem äußeren Kunststoffaservlies ab und an einer vorgegebenen Stelle des unterirdischen Raumes in eine Entwässerung, bei einem Streckenausbau beispielsweise in die Wasserseige abgeleitet. Dieses äußere Kunststoffvlies besteht vorzugsweise aus Kunststoffasern, z. B. Polyesterfasern. Diese Fasern können mit einem Acrylat-Bindemittel zusammengehalten werden, wodurch das Kunststoffvlies verfestigt wird. Ein solches KunstsU ffaservlies kann bei ca. 450 g/m2 und einem Wasserdruck von 100 mm Wassersäule 90, bei einem Wasserdruck von 200 mm Wassersäule aber schon 17Om3 pr m2/h Durchlaß (Prüffläche 12,56 cm2 und Prüfdauer mindestens 1 min) haben.By means of the invention, water that has accumulated is diverted from the outer plastic fiber fleece and, at a predetermined point in the underground space, into a drainage system, for example into the water bank in the case of a stretch of road. This outer plastic fleece is preferably made of plastic fibers, e.g. B. polyester fibers. These fibers can be held together with an acrylate binder, which solidifies the plastic fleece. Such a synthetic fiber fleece can with approx. 450 g / m 2 and a water pressure of 100 mm water column 90, but with a water pressure of 200 mm water column already 17Om 3 per m 2 / h passage (test area 12.56 cm 2 and test duration at least 1 min).
Derartige Vliese können, weil sie aus artgleichem Werkstoff bestehen, mit einer Kunststoffolie verschweißt werden. Gegebenenfalls kann aber auch der Werkstoff des Kunststoffvlieses auf den Werkstoff der Folie abgestimmt werden.Such fleeces can, because they are made of the same material, welded to a plastic film will. If necessary, however, the material of the plastic fleece can also be based on the material of the Slide to be matched.
Dazu gehört u. a. eine Folie, die zu etwa 45 bis 50 Gew.-% aus einem eine Spannungbrißkorrosion von über 6000 h aufweisenden Gemisch aus einem Äthylencopolymerisat und einem kleinen Anteil Bitumen, zu etwa 40 Gew.-% aus gegebenenfalls 30 Gew.-% Asche (bezogen auf den Anthrazitstaubanteil) und gegebenenfalls einer Kornobergrenze bis zu 30 μ aufweisenden Anthrazitstaub und restlichem Hochdruckpolyäthylen besteht.This includes a film that has about 45 to 50% by weight of a stress corrosion cracking corrosion of A mixture of an ethylene copolymer and a small amount of bitumen, which lasted over 6000 hours about 40% by weight from optionally 30% by weight ash (based on the anthracite dust content) and optionally an upper grain limit of up to 30 μ with anthracite dust and residual high-pressure polyethylene consists.
Insbesondere enthält das Gemisch wenigstens 27 Gew.-% einer thermoplastischen Formmasse, die aus einem mit Bitumen im Verhältnis von 50 :50 Gewichtsteilen vermischten Olifinpolymerisat besteht, wobei das Polymer vorzugsweise Copolymerisat des Ätiiylens und eines Acryl- oder Metacrylsäureesters ist und als Bitumen gewöhnliches Destillationsbitumen mit einer Penetration nach DIN 1995 zwischen 10 und 301/10 mm verwendet wird. In einem solchen Gemisch kann der Kohlenstaub etwa 55 bis 60 Gew.-% ausmachen. Derartige Folien sind z. B. aus der DE-OS 19 48 526 und aus der DE-OS 21 56 792 bekannt. Sie haben sich bewährt, da sie alterungsbeständig sind und vorzügliche Eigenschaften haben, worunter auch vor allem besondere Dehnfähigkeit fällt. Allen Kunststoffolien gegenüber sind solche Folien auch billiger, weil· sie einen großen Anteil an Anthrazitstaub enthalten, der zur Füllung des Kunststoff-Bitumengemisches verwendet wird.In particular, the mixture contains at least 27 wt .-% of a thermoplastic molding composition, which from an Olifin polymer mixed with bitumen in a ratio of 50:50 parts by weight, the Polymer is preferably a copolymer of ethylene and an acrylic or methacrylic acid ester and as bitumen Ordinary distillation bitumen with a penetration according to DIN 1995 between 10 and 301/10 mm is used will. In such a mixture, the pulverized coal can constitute about 55 to 60 percent by weight. Such Foils are z. B. from DE-OS 19 48 526 and from DE-OS 21 56 792 known. They have proven themselves because they are resistant to aging and have excellent properties have, which also includes special elasticity. In contrast to all plastic films, there are those Films are also cheaper because · they contain a large proportion of anthracite dust, which is used to fill the plastic-bitumen mixture is used.
Die punktförmige Verschweißung des Kunststoffaservlieses mit der Kunststoffolie erfolgt in Abständen, die von der Festigkeit des Kunststoffaservüeses einerseits und dessen Anbringung andererseits abhängt, wenn man den Grat der polygonalen Durchbiegung vorgibt Daher sind beispielsweise beim Streckenausbau auf den Wänden oder Ulmenflächen eine geringere Anzahl von Befestigungspunkien erforderlich als in der Firste.The point-like welding of the synthetic fiber fleece with the plastic film takes place at intervals that depend on the strength of the Kunststoffaservüeses on the one hand and its location, on the other hand, depends on the ridge of the polygonal deflection Therefore, there are fewer numbers on the walls or elm areas, for example when extending the route of fortification points than in the roof.
ίο Während das äußere Vlies als wasserableitende Drainageschicht
dient und als Schutzschicht die Rauhigkeit des Gebirges bzw. der auf das Gebirge folgenden
Schutzschicht, nämlich die dort vorhandenen Nester oder Grate überbrückt und schließlich auch als Haftschicht
für die nachfolgenden Schichten dient, kommt dem inneren Vlies die Aufgabe zu, die Folien vor Beschädigungen
durch die nachfolgenden Arbeiten zu schützen. Dieses Vlies kann daher grundsätzlich auch
aus anderen Werkstoffen als das äußere Vlies bestehen, sofern die Artgleichheit gewährleistet ist, die für die
Verschweißung des äußeren Vlieses mit der Kunststofffolie Voraussetzung ist. Hinter dem Ausbau gemäß der
Erfindung und vor dem Gebirge bzw. der auf das Gebirge aufgetragenen Schutzschicht befindet sich damit eine
aus einem Dreierverbund bestehende Abdichtung, deren einzelne Schichten punktweise miteinander verbunden
sind. Auf diese Weise wird ein optimales Dehnverhalten der gesamten Abdichtungsschicht gewährleistet.
Grundsätzlich kann das Verschweißen durch jede beliebige Art der Zuführung von Wärme vorgenommen
werden, also beispielsweise mit Hilfe eines Heißluftschweißgerätes oder eines Heizkeiles. Allerdings haben
diese in der Praxis bisher angewendeten Verfahren bezüglich ihrer Handhabung und ihres Arbeitsfortschrittes
bestimmte Nachteile. Daher wird erfindungsgemäß die Verschweißung mit einem an sich bekannten und stationären
Ultraschall-Schweißgerät vorgenommen. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, daß die
Verschweißung des Vlieses mit der Folie durch die Folie hindurch erfolgen kann, ohne diese aufzuschmelzen
oder zu zerstören. Der Arbeitsfortschritt ist dementsprechend größer und kann insbesondere im Decken-
und Firstbereich durch eine entsprechende Vielzahl von Befestigungspunkten so häufig erfolgen, daß sich die
polygonale Durchbiegung au1 ein Mindestmaß beschränkt. Da das Ultraschallschweißen die Schweißwärme
durch Schwingung der Moleküle verursacht, ist es ohne Bedeutung, ob der jeweilige Untergrund, also vor
allem das Gebirge bzw. die aufgetragene Schutzschicht feucht oder gar naß sind. Die Schweißstelle ist relativ
klein. Sie hat im Mittel etwa 5 bis 10 mm Durchmesser.ίο While the outer fleece serves as a water-draining drainage layer and as a protective layer bridges the roughness of the mountain or the protective layer following the mountain, namely the nests or ridges there and ultimately also serves as an adhesive layer for the subsequent layers, the inner fleece has the task to protect the foils from damage caused by the subsequent work. This fleece can therefore in principle also consist of other materials than the outer fleece, provided that the same type is guaranteed, which is a prerequisite for the welding of the outer fleece to the plastic film. Behind the extension according to the invention and in front of the rock or the protective layer applied to the rock there is thus a seal consisting of a three-part composite, the individual layers of which are connected to one another at points. In this way an optimal expansion behavior of the entire sealing layer is guaranteed.
In principle, the welding can be carried out by any type of heat supply, for example with the aid of a hot air welding device or a hot wedge. However, these methods that have been used in practice so far have certain disadvantages with regard to their handling and their work progress. Therefore, according to the invention, the welding is carried out with a stationary ultrasonic welding device which is known per se. This embodiment of the invention has the advantage that the nonwoven can be welded to the film through the film without melting or destroying it. The work in progress is correspondingly larger and can be done so frequently in particular in the ceiling and the roof zone by a corresponding plurality of attachment points that the polygonal deflection, au 1 limits a minimum. Since ultrasonic welding causes the welding heat through the oscillation of the molecules, it is irrelevant whether the respective subsurface, i.e. above all the mountains or the applied protective layer, is damp or even wet. The weld is relatively small. It has an average diameter of about 5 to 10 mm.
Das Schweißen kann ohne Zusatzwerkstoff erfolgen, wenn die Folie aus einem in bezug auf das Vlies artgleichen Werkstoff besteht.The welding can be carried out without filler material if the foil is of the same type with respect to the fleece Material.
V) Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtV) The invention is based on the in the Drawings illustrated embodiments explained in more detail. It shows
Fig. 1 einen Strecken- oder Tunnelausbau mit einer Druckwasser haltenden Abdichtung gemäß der Erfindung undFig. 1 a route or tunnel expansion with a Pressurized water retaining seal according to the invention and
Fig. 2 einen Strecken- oder Tunnelausbau mit einer Sickerwasserabdichtung gemäß der Erfindung.2 shows a route or tunnel extension with a seepage water seal according to the invention.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Teile.Identical reference symbols denote in the figures corresponding parts.
Der tragende Ausbau besteht aus einem aus Ortbeton bestehenden Innengewölbe 1. Zwischen diesem tragenden Ausbau und dem bei 2 wiedergegebenen Gebirge bzw. der auf das Gebirge aufgetragenen Sicherungs-The load-bearing expansion consists of an inner vault made of in-situ concrete 1. Between this load-bearing Expansion and the mountains shown at 2 or the security applied to the mountains
schicht 3, die beispielsweise aus Spritzbeton bestehen kann, befindet sich die nachfolgend beschriebene Abdichtung: layer 3, which can consist of shotcrete, for example, is the sealing described below:
Ein Kunststoffaservlies 4 ist an einer bestimmten Anzahl von Stellen mit der Schutzschicht 3 durch Schuß- oder Schlagbolzen und/oder Spreizdübel mit Schrauben befestigt. An einer Vielzahl von Punkten ist auf die von dem Kunststoffaservlies gebildete äußere Schicht eine Kunststoffolie 5 aufgeschweißt. Die Kunststoffolie bildet die Sickerwasser bzw. Druckwasser haltende Abdichtung und dient gleichzeitig als Haftschicht für die nachfolgende innere Schicht 6, die ihrerseits aus einem Kunststoffaservlies besteht, das punktförmig mit der Folie 5 verschweißt ist.A synthetic fiber fleece 4 is at a certain number of points with the protective layer 3 by weft or firing pin and / or expansion anchor fastened with screws. At a large number of points is on that of The outer layer formed on the plastic fiber fleece is welded onto a plastic film 5. The plastic film forms the seepage water or pressurized water retaining seal and also serves as an adhesive layer for the subsequent inner layer 6, which in turn consists of a plastic fiber fleece, which is punctiform with the Foil 5 is welded.
Die diagonalen Linien 7 bzw. 8 in Fig. 1 dienen zur Wiedergabe der Firste 9, der Ulmen 10 und 11 und der Sohle 13.The diagonal lines 7 and 8 in Fig. 1 are used for Reproduction of the ridges 9, the elms 10 and 11 and the Sole 13.
Bei dem Ausbau nach F i g. 2 ist bei 14 eine Entwässerung vorgesehen. Außerdem besitzt die Sohle 13 eine Fahrbahnentwässerung 15. Die Sohle trägt eine Ausgleichsschicht 16 aus Beton, eine sog. Fulldepth-Schicht 17 und eine Betonfahrbahn 18.In the expansion according to FIG. 2 drainage is provided at 14. In addition, the sole 13 has a Roadway drainage 15. The sole carries a leveling layer 16 made of concrete, a so-called full-depth layer 17 and a concrete track 18.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
2525th
3030th
3535
4040
4545
5050
5555
6060
6565
Claims (8)
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