DE2904091C2 - Ring lining for mining and tunneling shafts in the temporarily solidified, preferably sunk in the frozen mountains - Google Patents
Ring lining for mining and tunneling shafts in the temporarily solidified, preferably sunk in the frozen mountainsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Ringausbau für im vorläufig verfestigten, vorzugsweise im gefrorenen Gebirge abgeteufte Schächte des Berg- und Tunnelbaus, mit einem tragenden, gleitenden Schachtausbau, welcher einen mit Beton, z. B. beweglichen Stahlbetonringen innen abgestützten Stahlblechmantel aufweist und mit einer Gleitschicht an das Gebirge bzw. einen gebirgsverbundenen vorläufigen Ausbau angeschlossen ist, wobei der tragende, gleitende Schachtausbau auf einem Fundament abgestützt und unter der die Gleitschicht aufnehmenden Fuge mit Beton eingespannt ist.The invention relates to a ring expansion for temporarily solidified, preferably frozen Mountains sunk shafts of mining and tunneling, with a load-bearing, sliding shaft lining, which one with concrete, e.g. B. has movable reinforced concrete rings inside supported sheet steel jacket and connected with a sliding layer to the mountains or a mountain-connected provisional expansion is, wherein the load-bearing, sliding shaft support is supported on a foundation and under which the Sliding layer receiving joint is clamped with concrete.
Der Ringausbau gemäß der Erfindung geht im allgemeinen von einem Vorschacht aus. Er verwirklicht das Prinzip des gleitenden Schachtausbaus, bei dem die Gleitschicht als Spannungsausgleich zwischen dem tragenden Schachtausbau und dem Gebirge benutzt wird, um auf Abbaueinwirkungen zurückgehende Spannungen vom tragenden Schachtausbau fernzuhalten. Demgemäß überträgt die z. B. aus Asphalt bestehende Gleitschicht nur die radial gerichteten Wasser- und Gebirgsdrücke auf den tragenden Ausbau. In diesem Ausbau hat der Stahlblechmantel dieThe ring expansion according to the invention is generally based on a foreshaft. He realized the principle of sliding shaft construction, in which the sliding layer acts as a tension compensation between the load-bearing shaft lining and the mountains is used to go back to the effects of mining Keep tension away from the load-bearing shaft lining. Accordingly, the z. B. from asphalt existing sliding layer only the radially directed water and rock pressures on the supporting structure. In this expansion, the sheet steel jacket has the
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b5 Dichtigkeit des Schachtes zu sichern, auch wenn es zu Krümmungen des Schachtausbaus kommt. Der Stahlblechmantel wird in seiner Form durch die Innenröhre gehalten, welche z. B. mit Stahlbetonfertigteilen aufgebaut werden kann, aber auch aus einem Zwischenbeton und einem inneren Stahlblechrohr bestehen könnte, an dem in den Zwischenbeton reichende Verbundanker befestigt sind. b5 To ensure that the manhole is leak-proof, even if the manhole lining is curved. The sheet steel jacket is held in its shape by the inner tube which, for. B. can be built with precast reinforced concrete, but could also consist of an intermediate concrete and an inner sheet steel pipe to which shear connectors reaching into the intermediate concrete are attached.
Zum Einbringen eines solchen Schachtausbaus muß der im vorläufig verfestigten Gebirge hergestellte Ausbruch ausgebaut werden. Als vorläufiger Ausbau kommt insbesondere ein aus Betonformsteinen zusammengesetzter Ringausbau in Betracht, wobei abgesehen von dem unteren Einspannbereich des tragenden Ausbaus zwischen den Betonformsteinen Flachsspanplatten eingebracht sind. Der Einspannbeton kann aus einer Schicht bestehen, in der Kies mit Zementmörtel verpreßt ist, läßt sich aber auch in Ortbeton ausführen.In order to introduce such a shaft lining, the one produced in the temporarily solidified rock must Outbreak to be expanded. As a provisional expansion, there is in particular one made up of shaped concrete blocks Ring expansion into consideration, with the exception of the lower clamping area of the load-bearing Expansion between the concrete blocks flax chipboard are introduced. The concrete can be made of consist of a layer in which gravel is pressed with cement mortar, but can also be carried out in in-situ concrete.
Bei einem vorbekannten Ringausbau der letztgenannten Art (Zeitschrift Glückauf 100 (1964) 1473-1495) erfolgt die Abstützung des tragenden, gleitenden Schachtausbaus auf dem im wassertragenden Gebirge verankerten Fundament aus bewehrtem Beton auf einer Kreisringplatte aus Blei, die sich auf der Oberseite des Fundamentbetons und im Bereich der Fundamentinnenkante auf einem Kantenschutzwinkel abstützt. Die Bleiplatte, deren Oberfläche mit einer Graphit- und Ölschicht bestrichen wird, wirkt als reibungsarmes Gelenk, um Überbeanspruchungen des Ausbausystems bei Gebirgsbewegungen auszuschließen. Andererseits muß der gleitende Ausbau oberhalb des Gelenkes mit Hinterfüllbeton zwischen Gebirge und Stahlbetonmantel eingespannt werden, wobei die Gleitschicht oberhalb des Hinterfüllbetons endet. Diese Einspannung soll verhindern, daß das Material der Gleitschicht durch weitere Verformung des Ausbaus einen nach unten führenden Spalt bildet und austritt.In a previously known ring expansion of the last-mentioned type (Zeitschrift Glückauf 100 (1964) 1473-1495) the supporting, sliding shaft lining is supported on the water-bearing rock anchored reinforced concrete foundation on a circular ring plate made of lead, which is located on the top of the Foundation concrete and in the area of the inner edge of the foundation on an edge protection bracket. the Lead plate, the surface of which is coated with a graphite and oil layer, acts as a low-friction Joint to prevent overstressing of the support system when moving in the mountains. on the other hand must be the sliding expansion above the joint with backfill concrete between the rock and the reinforced concrete shell be clamped, with the sliding layer ending above the backfill concrete. This restraint should prevent the material of the sliding layer from further deforming the extension downwards leading gap forms and emerges.
Nachteilig wirkt sich aus, daß durch die feste Einspannung oberhalb des Fundamentes der tragende Schachtausbau nicht nachgeben kann, sondern gebirgsverbunden ist. Er erleidet daher Streckungs- und Stauchungsspannungen in vertikaltr Richtung und kann auch den Absenkungen des Fundamentes nicht folgen, weil er von dem Kraftschluß des Einspannbetons festgehalten wird. Unter ungünstigen Voraussetzungen kann es bei horizontalen Beanspruchungen des tragenden Schachtausbaus deswegen zu punktförmigen Belastungen des Fundamentes kommen, denen dieser Baukörper nicht gewachsen ist.The disadvantage is that, due to the fixed clamping above the foundation, the load-bearing The shaft extension cannot give in, but is connected to the mountains. He therefore suffers from stretching and Compressive stresses in the vertical direction and cannot follow the subsidence of the foundation, because it is held in place by the frictional connection of the concrete. Under unfavorable conditions In the case of horizontal loads on the load-bearing shaft lining, it can therefore become punctiform There are loads on the foundation that this structure cannot cope with.
Es ist ferner bekannt (Zeitschrift Glückauf 103 (1967) 553 — 560), den gleitenden, tragenden Schachtausbau auf dem Fundament und einem Fundamentblechring abzustützen. Auch bei dieser Ausführung befindet sich unter der die Gleitschicht aufnehmenden und oberhalb des Fundamentes in einem Ortbetonausbau endenden Ringfuge eine feste Betoneinspannung.It is also known (Glückauf magazine 103 (1967) 553 - 560) to support the sliding, load-bearing shaft lining on the foundation and a foundation sheet ring. In this version, too, is located below the sliding layer receiving and above the The foundation is an annular joint that ends in an in-situ concrete lining.
Der Beton oder Ortbeton besteht wahlweise aus Kies, welcher mit Zementmörtel bzw. Kunstharz verpreßt ist. Er befindet sich in einem Ringraum zwischen dem Stahlblechmantel und dem Stoßausbau. Hierdurch gelingt zwar ein dichter Anschluß an das Gebirge, jedoch führt eine solche Einspannung zu den oben bezeichneten Nachteilen in verstärkter Form, weil sie sich über einen nennenswert größeren Teil des unteren Schachtabschnittes erstreckt.The concrete or in-situ concrete consists either of gravel, which is pressed with cement mortar or synthetic resin. It is located in an annular space between the sheet steel jacket and the joint support. Through this a close connection to the mountains succeeds, however, such restraint leads to the above designated disadvantages in increased form because they cover a noticeably larger part of the lower Manhole section extends.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ringausbau so auszubilden, daß der tragende Schachtausbau bis zum Fundament gleiten kann, ohne daß aufThe invention is based on the object of designing the ring extension so that the load-bearing shaft extension can slide to the foundation without breaking
eine ausreichende Abdichtung der Ringfuge und des Gebirges verzichtet werden muß, das sich vom Fundament bis zur Ringfuge erstreckt.a sufficient seal of the annular joint and the rock must be dispensed with, which is from Foundation extends to the annular joint.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Einspannbeijn und dem Stahlblechmantel des tragenden Schachtausbaus eine Gleitmanschette angebracht ist, die von dem Fundament mindestens bis zu der die Gleitschicht aufnehmenden Fuge reicht.According to the invention this object is achieved in that between the Einspannbeijn and the Sheet steel jacket of the load-bearing shaft lining is fitted with a sliding sleeve, which is attached to the foundation extends at least as far as the joint receiving the sliding layer.
Vorzugsweise besteht die Gleitmanschette aus einem |0 äußeren Stahlblechmantel, welche außen mit dem Einspannbeton hinterfüllt ist und sich innen auf dem Stahlblechmantel des tragenden Schachtausbaus abstützt. Preferably, the sliding collar from a | 0 outer sheet steel jacket, which is filled with the outside behind Einspannbeton and is supported on the inside on the steel sheet jacket of the supporting shaft structure.
Durch den mit dem Einspannbeton hinterfüllten '5 äußeren Stahlblechmantel wird auch auf dem von diesem umschlossenen Bereich des Stahlblechmantels des tragenden Schachtausbaus, d. h. bis zur Oberseite dos Fundamentes ein über den Krümmungsverlauf gleichmäßiger Spannungsverlauf erzielt. Oem tragenden Schachtausbau wird dadurch ein Vorbeigleiten an dem Einspannbeton ermöglicht, und die bei Krümmungen des tragenden Schachtausbau auftretenden horizontalen Ringkräfte können dennoch in das Gebirge eingeleitet werden.The '5 outer sheet steel jacket is also on the area of the sheet steel jacket enclosed by this the supporting shaft lining, d. H. up to the top of the foundation one over the course of the curvature even tension achieved. Oem supporting shaft lining will thereby slide past the concrete allows, and the horizontal that occurs with curvatures of the load-bearing shaft lining Ring forces can still be introduced into the rock.
Selbst wenn man den inneren und den äußeren Stahlblechmantel unmittelbar aufeinander abstützt, kann sich der äußere Stahlblechmantel ohne Beschädigungen zu erleiden, krümmen. Seine Formänderungen können jedoch nicht zu Schub- und Reibungsscherspannungen zwischen den beiden Stahlblechmänteln führen, die sich je nach Bauweise der Mantel auch örtlich konzentrieren könnten. Es kann sich aber empfehlen, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen die beiden Stahlblechmäntel eine Gleitschicht j5 einzubringen. Diese besteht nach bevorzugter Ausführungsform aus einem Anstrich, der auf der Innenseite des äußeren Stahlblechmantels aufgetragen ist. Dafür kommt u. a. ein Heißbitumen in Betracht, weil dadurch eine Korrosionshemmung zu erreichen ist.Even if the inner and the outer sheet steel jacket are supported directly on one another, the outer sheet steel jacket can bend without being damaged. However, its shape changes cannot lead to shear and frictional shear stresses between the two sheet steel jackets, which, depending on the design of the jacket, could also be concentrated locally. However, according to a further feature of the invention, it may be advisable to introduce a sliding layer j5 between the two sheet steel jackets. According to a preferred embodiment, this consists of a paint that is applied to the inside of the outer sheet steel jacket. For this purpose, hot bitumen comes into consideration, because it can inhibit corrosion.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Gleitmanschette aus Fasermatten, insbesondere aus Glasfasermatten. Diese lassen sich auf der Außenseite des Stahlblechmantels des tragenden Ausbaus aufbringen. Eine solche Gleitmanschette gewährleistet einerseits durch feste Anlage des Stahlblechmantels an den Einspannbeton die Übertragung von horizontalen Kräften bei Biegung der tragenden Innenröhre in das Gebirge. Andererseits kann durch entsprechende Einstellung der Materialfe- 5(l stigkeit ein Abscheren in vertikaler Richtung und damit ein Vorbeigleiten von Innenbeton und Stahlmantel am Einspannbeton ohne deren Zerstörung erreicht werden.In another embodiment of the invention, the sliding sleeve consists of fiber mats, in particular glass fiber mats. These can be applied to the outside of the sheet steel jacket of the supporting structure. Such a sliding sleeve ensures, on the one hand, the transmission of horizontal forces when the load-bearing inner tube bends into the rock because the sheet steel jacket is firmly in contact with the concrete. On the other hand, the Materialfe- 5 (l can stigkeit shearing in the vertical direction, and thus a slide past the inner concrete and steel casing at Einspannbeton be achieved without their destruction by appropriate setting.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Gleitmanschette insbesondere in ihrer Ausführungsform als zusätzlicher Stahlblechmantel durch Scherschrauben mit dem tragenden Schachtausbau verbunden sein. Bei dieser Ausführungsform tritt der Gleiteffekt erst bei Erreichen einer durch die Schrauben vorgegebenen zulässigen Schubspannung ein.According to another feature of the invention, the sliding sleeve can in particular in its embodiment As an additional sheet steel jacket, it is connected to the load-bearing shaft extension by means of shear bolts be. In this embodiment, the sliding effect occurs only when one is reached by the screws specified permissible shear stress.
Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergibt. Die Zeichnung zeigt im senkrechten Schnitt den oberen Teil eines Fundamentes und den daran anschließenden Einspannbereich des Schachlausbaus.The details of the invention emerge from the drawing, which shows an embodiment of the invention reproduces. The drawing shows the upper part of a foundation and the one on it in a vertical section subsequent clamping area of the chess construction.
Im oberen Teil der Zeichnung ist verfestigtes Gebirge bei 1 für den Schacht ausgebrochen worden. Der Gebirgsstoß ist mit Zementmörtel als Hinterfüllung bei 2 und mit daran anschließenden Ringen 3 aus Betonformsteinen vorläufig ausgebaut. In dem Gefrierteil des Schachtes sind die Betonformsteine, wie bei 4 dargestellt, mit Flachsspanplatten voneinander getrennt, so daß sich eine reproduzierbare Nachgiebigkeit des vorläufigen Ausbaus ergibt. Zwischen dem vorläufigen Ausbau und dem allgemein mit 5 bezeichneten tragenden Schachtausbau befindet sich eine Fuge 6, welche mit Bitumen (Asphalt) als Gleitmaterial bei 7 gefüllt ist.In the upper part of the drawing there is solidified rock at 1 for the shaft has been broken out. The rock face is backfilled with cement mortar 2 and with adjoining rings 3 made of concrete blocks temporarily expanded. In the freezer of the shaft, the concrete blocks, as shown at 4, are separated from each other with flax chipboard, so that there is a reproducible resilience of the preliminary expansion. Between the preliminary Expansion and the supporting shaft expansion generally designated 5 is a joint 6, which is filled with bitumen (asphalt) as a sliding material at 7.
Der tragende Schachtausbau besteht aus Stahlbeton 8, welcher in Form von Ortbetonzylindern, wahlweise Betonfertigteilen, ringförmig aufgebaut ist. Die Ringe können sich bewegen und dienen zur Abstützung eines die beschriebene Ringfuge 6 innen begrenzenden Stahlblechmantels 9.The supporting shaft extension consists of reinforced concrete 8, which is optionally in the form of in-situ concrete cylinders Precast concrete, is constructed in a ring. The rings can move and are used to support a the described ring joint 6 internally delimiting sheet steel jacket 9.
Im wassertragenden Teil 10 des Gebirges befindet sich ein aus Stahlbeton aufgebautes Fundament 11. Auf der Fundamentoberseite 12 wird der tragende Schachtausbau aufgeführt. Zur Abstützung dient eine Stahlblechringplatte 1?', unter der sich eine Fuge 13 befindet, die mit Dichtmaterial 14 gefüllt ist. Auch in dem unmittelbar oberhalb des Fundamentes 11 anstehenden Schachtabschnitt ist der Gebirgsstoß, wie bei 15 dargestellt, mit Verfüllmörtel und mit daran anschließenden Ringen 16 aus Betonformsteinen vorläufig ausgebaut. Im Gegensatz zum verfestigten Teil des Gebirges sind jedoch die Ringe 16 nicht durch Flachsspanplatten voneinander getrennt, um die Einspannung des tragenden Schachtausbaus zu erreichen.In the water-bearing part 10 of the mountains there is a foundation 11 made of reinforced concrete The upper side of the foundation 12 shows the supporting shaft lining. A sheet steel ring plate is used for support 1? ', Under which there is a joint 13 which is filled with sealing material 14. Also in that The shaft section immediately above the foundation 11 is the rock shock, as at 15 shown, with filling mortar and with adjoining rings 16 made of concrete blocks for the time being expanded. In contrast to the solidified part of the rock, however, the rings 16 are not through Flax chipboard separated from each other in order to achieve the clamping of the load-bearing shaft lining.
Der untere Bereich 17 der Ringfuge 6 ist bei 18 mit einer aus Sand und Asphalt bestehenden Mischung verfüllt. Daran schließt sich ein ringförmiger Einspannbeton 19 an. Dieser Einspannbeton wird nach außen von den vermörtelten Betonformsteinen in den Ringen 16 begrenzt. Mit ihm ist innen eine Gleitmanschette 20 verfüllt, die gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Stahlblechmantel besteht. Der Stahlblechmantel, der die Gleitmanschette 20 bildet, stützt sich unmittelbar auf dem Stahlblechmantel 9 des tragenden Schachtausbaus ab. Wie die beiden Pfeile 21 am Stahlblechmantel 9 des tragenden Schachtausbaus und 22 an der Gleitmanschette 20 zeigen, können sich die beiden Stahlblechmäntel im Bereich des Einspannbetons 19 und auf der kurzen Länge 23, auf der der obere Teil der Gleitmanschette 20 in die Fuge 6 bzw. 17 geführt ist, gegeneinander bewegen, wenn auf die Schachtröhre z. B. horizontale Biegekräfte aufgebracht werden.The lower region 17 of the annular joint 6 is at 18 with a mixture consisting of sand and asphalt backfilled. This is followed by a ring-shaped clamping concrete 19. This clamping concrete is outwardly from the mortared concrete blocks in the rings 16 limited. With it is a sliding sleeve 20 inside filled, which, according to the illustrated embodiment, consists of a sheet steel jacket. The sheet steel jacket, which forms the sliding sleeve 20, is supported directly on the sheet steel jacket 9 of the supporting shaft lining. Like the two arrows 21 on the sheet steel jacket 9 of the supporting shaft extension and 22 show on the sliding sleeve 20, the two sheet steel jackets can be in the area of the concrete 19 and on the short length 23, on which the upper part of the sliding sleeve 20 in the joint 6 and 17, respectively is performed, move against each other when z. B. applied horizontal bending forces will.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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