DE2808387A1

DE2808387A1 - Flexible und wasserdichte verbund- schachtauskleidung, zusammengesetzt aus einem betonzylinder mit einzelnen, durch fugen voneinander getrennten betonringen und aus wenigstens einem daran anschliessenden tragenden stahlzylinder

Info

Publication number: DE2808387A1
Application number: DE19782808387
Authority: DE
Inventors: Heinz Lendla; Heinz Link; Heribert Schupp
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1978-02-27
Filing date: 1978-02-27
Publication date: 1979-08-30
Also published as: US4241762A; CA1094832A; GB2015626B; DE2808387B2; GB2015626A

Description

Flexible und wasserdichte Verbund-Schachtauskleidung, zusammengesetzt aus einem Betonzylinder mit einzelnen, durch Fugen voneinander getrennten Betonringen und aus wenigstens einem daran anschließenden tragenden Stahlzylinder

Die Erfindung betrifft eine flexible und wasserdidhte Verbund-Schachtauskleidung, zusammengesetzt aus einem Betonzylinder mit einzelnen, durch Fugen voneinander getrennten Betonringen und aus wenigstens einem daran anschließenden tragenden Stahlzylinder.

Die Verwendung von Betonzylindern und daran anschließenden tragenden Stahlzylindern für die Auskleidung von Schächten in wasserführenden, lockeren Gebirgsschichten ist bekannt. Derartige Auskleidungen wirken als Verbundauskleidung.

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Der Verbund zwischen dem äußeren, in Nähe der Schachtwand angeordneten Stahlzylinder und dem Betonzylinder ist in der Regel durch Reibung gesichert. Durch die Kräfte aus dem Gebirge werden Stahlzylinder und Betonzylinder gegeneinander gepreßt, so daß sich keine tangentialen und axialen Verschiebungen zwischen Stahl und Beton ergeben.

Zwischen dem inneren zur Schachtmitte angeordneten Stahlzylinder und dem Betonzylinder sind keine Reibungskräfte wirksam, was sogar zur Ablösung des Stahlzylinders vom Betonzylinder führen kann. Hier wird der Verbund im allgemeinen durch Verankerungen gesichert, die auf die Außenseite des Stahlzylinders aufgeschweißt sind und in den Betonzylinder eingreifen.

Der Nachteil derartiger Schachtauskleidungen besteht darin, daß als Folge der Abbauwirkungen der Stahlzylinder auf Biegung beansprucht wird. Die Weitergabe dieser Beanspruchungen vom Stahlzylinder auf den Betonzylinder führt häufig zu Rissen im Betonzylinder auf der Zugseite. Hierdurch wird die Tragfähigkeit des Betonzylinders stark vermin-

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dert, so daß er den Einwirkungen des Gebirgsdrucks und des Wasserdrucks nicht mehr standhalten kann.

Um diese Nachteile zu vermeiden, sind Schachtauskleidungen entwickelt worden, die aus einem äußeren, wasserdicht geschweißten Stahlzylinder und einem inneren Betonzylinder bestehen, der sich aus einzelnen, voneinander unabhängigen Ringen zusammensetzt. Der glatte Stahlzylinder wird in der Regel zur Herabsetzung der Reibung auf seiner Innenseite zusätzlich mit einem Bitumenanstrich versehen, so daß sich bei einer Biegung des Stahlzylinders eine Relativverschiebung zwischen Beton und Stahl einstellen kann. Diese Maßnahme bringt jedoch einen zusätzlichen hohen Material- und Arbeitsaufwand mit sich. Dieser Aufwand ist jedoch notwendig, um zu erreichen, daß rißbildende Zugspannungen im Betonzylinder unterbleiben.'

Bei tiefen Schächten bis zu 1 000 m Teufe und darüber ist diese Bauweise wegen des hohen Wasser- und Gebirgsdruckes und der damit wachsenden Reibungskräfte nicht mehr sinnvoll. Da der dünne Stahlzylinder kaum zur Aufnahme des Horizontal-

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druckes beiträgt, muß dieser Druck von den Betonringen praktisch allein übernommen werden, was zu unverhältnismäßig großen Wandstärken des Betonzylinders führt.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Schächtauskleidung zu schaffen, durch welche die beschriebenen Nachteile bekannter Ausführungsformen vermieden werden, und die geeignet ist, die Relativbewegung zwischen Stahlzylinder und Betonzylinder durch günstige Gestaltung beider Zylinder weitestgehend abzubauen und zu erreichen, daß der Stahl- und Betonzylinder den Beanspruchungen durch das Gebirge gewachsen sind und daß der Stahlzylinder wasserdicht gegen die Schachtwand verschlossen ist.

Demgemäß besteht die Erfindung bei einer flexiblen und wasserdichten Verbund-Schachtauskleidung, zusammengesetzt aus einem Betonzylinder mit einzelnen, durch Fugen voneinander getrennten Betonringen und aus wenigstens einem daran anschließenden Stahlzylinder, darin, daß sich zwischen den Betonririgen des Betonzylinders eine weiche Zwischenschicht aus Kunststoff oder aus einem anderen flexiblen Material befindet und daß die Schüsse

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des Stahlzylinriers miteinander durch an der Innenseite wasserdicht angeschweißte, in die Ränder der Betonringe in Höhe der Betonfuge eingreifende Federringe verbunden sind.

Hierdurch wird sowohl Flexibilität wie Wasserdichtheit der Schachtauskleidung erreicht. Es erübrigt sich bex der erfindungsgemäßen Schachtauskleidung auch der Bitumenanstrich zwischen Stanlzylinder and Betonzylinder.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die äußeren oder inneren Stahlschüsse oder die äußeren und inneren Stahlschüsse, vorzugsweise die inneren, durch an der Außenseite wasserdicht angeschweißte Federringe miteinander verbunden sind.

Nach der Erfindung ist es zweckmäßig, die Höhe der Betonfugen und der weichen Zwischenschicht entsprechend der Zunahme des Gewichtes der Schachtauskleidung bei wachsender Teufe ansteigen zu lassen.

Eine vorteilhafte Gestaltung des Betonzylinders besteht darin, die Betonfuge mit einem Absatz aus-

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zubilden. Hierdurch wird die Scherfestigkeit der Betonringe erhöht.

Für die Federringe werden in zweckmäßiger Weise handelsübliche Profile verwendet.

Es kann bei der Auskleidung von Schächten zweckentsprechend sein, die Federringe am inneren Stahlzylinder fehlen zu lassen.

Die Verbund-Schachtauskleidung eignet sich insbesondere auch für Schächte, bei denen üblicherweise mit Rücksicht auf den schachtnahen Abbau der Zwischenraum zwischen Schachtwand und Schachtauskleidung mit Asphalt oder einer anderen nachgiebigen Masse ausgefüllt ist.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schachtauskleidung kann auf die teure Ausfüllung des Zwischenraumes verzichtet werden.

In einem solchen Fall ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, die Fuge zwischen den Stahlschüssen durch einen Ring aus Gummi oder einem ähnlich elastischen Material abzudichten.

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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung dargestellt., und zwar zeigen:

Fig, 1 vertikaler Schnitt der Schachtverkleidung in einem Senkrechtschacht mit äußerem Stahlzylinder

Fig. 2 dasselbe

mit äußerem und innerem Zylinder

Fig. 3 Einzelheit (Federring am äußeren Stahlzylinder) nach Pfeil III in Fig- 1

Fig. 4 dasselbe

mit Federring am äußeren und inneren Stahlzvlinder

Fig. 5 Einzelheit nach Pfeil V in Fig. 2

Fig. 6 wie Fig. 5, jedoch mit abgestufter Betonfuge

Fig, 7 Einzelheit (Gummiring) nach Pfeil VII in Fig. 6

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In den Fig. 1 und 2 ist die Verbund-Schachtauskleidung gezeigt, und zwar in Fig. 1 mit äußerem,

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parallel zur Schachtwand aufstehendem, aus Schüssen 2 gebildeten Stahlzylinder und in Fig. 2 mit äußerem und mit innerem, parallel zur Schachtmitte aufstehendem Stahlzylinder 3.

Die Fig. 3 stellt einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit den einzelnen Betonringen 4 des Betonzylinders, die im Abstand der Fugen 5 aufeinandergesetzt sind, dar.

Durch Einlegen einer weichen Zwischenschicht 6 aus Kunststoff oder aus einem anderen flexiblen Material in die Fugen 5 wird der aus einzelnen Betonringen 4 bestehende Betonzylinder ähnlich der Wirbelsäule und deren Bandscheiben flexibel ausgestaltet.

Die flexible Verbindung zwischen den Schüssen 2 des Stahlzylinders erfolgt durch die wasserdicht angeschweißten Federringe 7, welche in Höhe der Betonfuge 5 in die Ränder der Betonringe 4 ein-

greifen. '

In der Fig. 4 ist eine Verbund-Schachtauskleidung

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mit äußerem und innerem Stahlzylinder dargestellt, wobei die einzelnen Schüsse 2 und 3 des Stahlzylinders durch Federringe 7 miteinander verbunden sind.

Fig. 5 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar, bei der der Spalt zwischen den Schüssen 2 des äußeren Stahlzylinders mit innen angeschweißten Federringen 7 und der Spalt zwischen den Schüssen des inneren Stahlzylinders mit außen angeschweißten Federringen 8 abgedichtet ist.

Fig. 6 zeigt eine vorteilhafte Ausbildungsform der Betonfuge 5 mit einem Absatz 5a. Hierdurch wird die Scherfestigkeit der Betonringe 4 erhöht.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung für Schächte mit schachtnahem Abbau, bei der die Fuge zwischen den Schüssen 2 des äußeren Stahlzylinders zusätzlich durch Ringe 10 aus Gummi oder ähnlich elastischem Material abgedichtet ist.

Die flexible und wasserdichte Verbund-Schachtauskleidung nimmt die Kräfte aus dem Gebirge flexibel auf und verwehrt dem Wasser den Zutritt durch die erfindungsgemäße Abdichtung.

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Claims

Patentansprüche

1. Flexible und wasserdichte Verbund-Schachtauskleidung, zusammengesetzt aus einem Betonzylinder mit einzelnen durch Fugen voneinander getrennten Betonringen und aus wenigstens einem daran anschließenden Stahlzylinder, dadurch gekennzeichnet , daß sich zwischen den Betonringen (4) des Betonzylinders eine weiche Zwischenschicht (6) aus Kunststoff oder aus einem anderen flexiblen Material befindet und daß die Schüsse (2, 3) des Stahlzylinders miteinander durch an der Innenseite wasserdicht angeschweißte, in die Ränder der Betonringe (4) in Höhe der Betonfuge (5) eingreifende Federringe (7) verbunden sind.

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2. Flexible und wasserdichte Verbund-Schachtauskleidung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren (2) oder inneren (3) Stahlschüsse oder die äußeren und inneren Stahlschüsse (21 3), vorzugsweise die inneren (3), durch an der Außenseite wasserdicht angeschweißte Federringe (8) miteinander verbunden sind.

3. Flexible und wasserdichte Verbund-Schachtauskleidung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Betonfugen (5) und der weichen Zwischenschicht (6) entsprechend der Zunahme des Gewichtes der Schachtauskleidung bei wachsender teufe ansteigt.

4. Flexible und wasserdichte Verbund-Schachtauskleidung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betonfuge (5) einen Absatz (5a) aufweist.

5. Flexible und wasserdichte Verbund-Schachtauskleidung nach Anspruch 1,

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dadurch gekennzeichnet , daß die Federringe (7) aus handelsüblichen Walzstahlprofilen bestehen.

6. Flexible und wasserdichte Verbund-Schachtauskleidung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Federringe (7) am inneren Stahlzylinder (3) fehlen.

7. Flexible und wasserdichte Verbund-Schachtauskleidung nach Anspruch 1,

dadurch, gekennzeichnet, daß die zwischen den Stahlschüssen (2) vorhandene Fuge (9) durch einen Ring (10) aus Gummi oder ähnlich elastischem Material abgedichtet ist.

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