DE3012613C2 - Ankerausbau für Strecken des untertägigen Bergbaus, Tunnel o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausbau für Strecken des untertägigen Bergbaus, Tunnel oder dergleichen aus einer Mehrzahl von Ankern und einem an den Ausbruchswandungen über Ankerplatten befestigten Verzug aus Maschendraht, Baustahlgewebe oder dergleichen, bei dem benachbarte Anker über zwischen ihnen verlaufende und den Verzug abstützende steife metallische Verbindungselemente miteinander verbunden sind.

Während beim herkömmlichen Stützausbau versucht ίο wird, den Folgen der durch den Gebirgsdruck eintretenden Gesteinszerstörung zu begegnen, will man mit dem Ankerausbau die Ursache des Obels selbst, nämlich die Gesteinszerstörung verhindern oder sie doch wenigstens weitgehend verringern. Dazu werden in das die Strecke umgebende Gestein Löcher gebohrt, in die Ankerbolzen eingeführt und im Lochinneren befestigt werden. Mit an den Enden der Anker angeordneten Ankerpiatten wird ein Verzug gehalten, der von Anker zu Anker gespannt ist Als Verzug verwendet man Maschendraht, Baustahlgewebe, aber auch Seile, Flacheisen oder Ankerleitern (vgl. auch »Bergbautechnik« 9/1958, Seite 451 bis 460).

Anders als beim Stützausbau, bei dem starre oder nachgieb^;ge Bögen in die Strecke eingebracht werden, die das Gebirge unterstützen und eine Querschnittsverminderung der Strecke verringern sollen, wird beim Ankerausbau das Gebirge als Ausbaustützkraft mit herangezogen. Das sich dabei zwischen den Ankern lösende Gestein soll sofort vom Verzug aufgefangen und gehalten werden. Bei Gebirgsbewegungen, die zu einer Verminderung des Streckenquerschnittes führen, bewegen sich die Ankerenden mit den dort angeordneten Ankerplatten aufeinander zu. Der Verzug wird dadurch entspannt und es bilden sich im Laufe der Zeit sackartige Ausbeulungen des Verzuges, die mit ausgebrochenem Gestein gefüllt sind. Diese Ausbeulungen stehen in den Streckenquerschnitt vor und können aufplatzen. Dieses Erscheinungsbild tritt vor allem in Umfangsrichtung des Streckenquerschnittes auf, weil in Streckenlängsrichtung auch bei Gebirgsbewegungen keine Verkürzung des Abstandes zwischen benachbarten Ankern eintritt.

Aus dem Tunnelbau ist bereits ein Anker-Maschendraht-Verbundausbau bekannt, der zwischen den Ankern verlaufende vorzugsweise in Tunnellängsrichtung angeordnete Profileisen aufweist, die die Anker miteinander verbinden und über den Maschendraht verlaufen, so daß sie diesen in den Bereichen zwischen den Ankerplatten in Anlage am Gebirge halten. Jedoch so bilden sich auch bei diesem Ausbau bei Gebirgsbewegungen, die zu einer Verminderung des Streckenquerschnittes führen, durch Entspannung des Maschendrahtes sackartige Ausbeulungen, die mit ausgebrochenem Gestein gefüllt sind. Wenn die als steife metallische Verbindungselemente bei dem bekannten Ausbau verwendeten Profileisen quer zur Tunnellängsrichtung verlegt werden, so knicken sie bei einer zur Querschnittsverminderung führenden Gebirgsbewegung in das Innere des Tunnels aus und begünstigen zusätzlich die Bildung sackartiger Ausbeulungen des Verzuges, die mit ausgebrochenem Gestein gefüllt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einem Ankerbau der eingangs beschriebenen Gattung ein Ausknicken der zwischen den Ankern verlaufenden steifen metallischen Verbindungselementen in den freien Tunnelquerschnitt zu verhindern, dadurch den Verzug in ständiger Anpressung an das Gebirge zu halten um damit Aufblätterungen des Gesteins und

Abbrechen von Gestein möglichst weitgehend zu verhindern, so daß die Tragfähigkeit des Gebirges erhalten bleibt und ein Festigkeitsverlust des Gebirgstragringes nicht stattfindet Außerdem soll das Herabfallen von aufgeblättertem und abgebrochenem Gestein und die Entstehung von mit solchem Gestein gefüllten sackartigen Ausbildungen des Verzugei und schließlich das sehr unfallträchtige Aufplatzen dieser Ausbeulungen besser verhindert werden als bisher.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem gattungsgemäßen Ausbau zur Abstützung des Verzugs paarweise nebeneinander angeordnete und in Umfangsrichtung der Strecke aufeinanderfolgend verlegte Stäbe vorgesehen sind, die an den Ankerplatten gehaltert sind und daß zum Anschluß aufeinanderfolgender Stabpaare Verbindungsmuffen vorgesehen sind, in die die aufeinanderfolgenden Stäbe benachbarter Stabpaare mit ihren Enden eingeführt und in denen sie in ihrer Längsrichtung zueinander verschiebbar geführt sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Ankerbau wird der Verzug jedenfalls in Umfangsrichtung des Streckenquerschnittes durch verhältnismäßig kurze Stäbe unterstützt deren Länge geringer ist als der Abstand zweier in Umfangsrichtung des Streckenquerschnittes benachbarter Anker bzw. Ankerplatten. Die Enden dieser Stäbe sind in Längsrichtung bzw. Umfangsrichtung des Streckenquerschnittes verschieblich in den Verbindungsmuffen geführt, so daß sich die wirksame Länge der Stäbe bei entsprechender Gebirgsbewegung den sich vermindernden Abständen der Ankerplatten ständig anpassen kann. Das wirkt einer weitergehenden Gebirgsauflockerung entgegen. Bei Strecken Tiit gekrümmtem Querschnitt findet sogar eine geringfügi ge Anpressung der Stäbe gegen das Gebirge statt Die Verbindungsmuffen verhindern ebenfalls, daß die Stäbe ausknicken können.

Als Stäbe eignen sich insbesondere einfache Baustahlstäbe, vorzugsweise Betonstahlstäbe, vorzugsweise mit Rundprofil. Die Stäbe können vor dem Einsetzen vorgebogen werden, so daß ihr Biegeradius etwa der Umfangskrümmung des Streckenquerschnittes folgt. Die verhältnismäßig kurzen Stäbe können aber auch in ungebogenem Zustand belassen werden.

Das Aneinanderfügen der Stäbe erfolgt derart, daß die Stäbe mit ihren Enden in einfach ausgebildete Verbindungsmuffen eingesteckt bzw. eingesetzt werden. Die Muffen können aus Rohrabschnitten bestehen, deren Innendurchmesser so bemessen ist, daß sie über die Stäbe geschoben werden können.

Einerseits ist es möglich, die Stäbe mit den zugeordneten Ankerplatten gegen das Gebirge zu verspannen, wobei dann die Verbindungsmuffen jeweils zwischen benachbarten Ankerplatten angeordnet sind. Andererseits können aber auch Verbindungsmuffen an die Ankerplatten angeformt oder an diesen oefestigt sein, wobei sich die Stäbe dann jeweils zwischen zwei benachbarten Ankerplatten erstrecken.

Bei Verspannung der einzelnen Stäbe mit Ankerplatten und Gebirgsankern gegen das Gebirge· erhält der Ausbau zusätzliche Stabilität und Tragfähigkeit, ohne daß dadurch die Nachgiebigkeit berührt wird. Um die mit der Ankerplatte verspannten Stäbe gegen seitliche Verschiebung zu sichern, können die in Richtung der Stäbe verlaufenden Ränder der Ankerplatte seitliche Widerlager für die Stäbe aufweisen. Im übrigen kann die Ankerplatte angeformte oder angeschweißte Verstärkungen besitzen, damit sie die Spannkräfte ohne wesentliche Durchbiegung übertragen kann.

Es kann zweckmäßig sein, wenn die Verbindungsmuffen wenigstens einseitig auf das Ende eines zugeordneten Stabes aufgepreßt sind und gegebenenfalls mit der anderen Seite lose auf das andere Ende aufgeschoben sind. Das hat montagetechnische Vorteile. Anstelle von rohrförmigen Muffen können aber auch mit einem Längsschlitz versehene, beispielsweise U-förmige Bauteile verwendet werden, die nach dem Einsetzen der Stäbe so verbogen werden, daß ihre Schenkel die ίο Stabenden teilweise vollständig oder sogar überlappend umfassen.

Es versteht sich, daß die Stäbe beim Einbau so angeordnet werden, daß ihre Enden in der Verbindungsmuffe nicht aneinander stoßen sondern einen Abstand voneinander aufweisen, um eine relative Längsverschiebung zu ermöglichen. Im übrigen richtet es sich nach den gegebenen Umständen, ob die Stäbe jeweils an den Ankerplatten eingespannt sind oder in mit den Ankerplatten verbundenen Verbindungsmuffen geführt sind. Selbstverständlich sind Kombinationen beider Ausführungsformen innerhalb eines Ankerausbaus möglich.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Streckenquerschnitt mit einem Ankerausbau,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf eine Verzugabstützung aus Ankerplatte und Stäben, deren Enden in Verbindungsmuffen längsverschieblich geführt sind,

F i g. 3 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Ankerplatte.

In F i g. 1 ist ein üblicher Streckenquerschnitt 1 dargestellt, der mit einem Ankerausbau gesichert ist. Der Ankerausbau weist eine Mehrzahl von Gebirgsankern 2 auf, die in Querschnittsebenen des Streckenquerschnitts 1 in das umgebende Gebirge 3 eingesetzt sind. Die Gebirgsanker 2 weisen in den Streckenquerschnitt 1 ragende Gewindeende auf, an denen mit Mutlern 4 Ankerplatten 5 gehalten bzw. gegen das Gebirge 3 verspannt sind. Dafür weist jede Ankerplatte 5 eine öffnung 6 für das Gewindeende des zugeordneten Gebirgsankers 2 auf.

Mit den Ankerplatten 5 wird ein Verzug 7 aus Maschendrah; oder Baustahlgewebe gehalten. Dieser Verzug 7 stützt sich auf Stäbe 8, 9 ab, die paarweise nebeneinander in Umfangsrichtung des Slreckenquerschniits 1 aufeinanderfolgend angeordnet sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um Betonstahlstäbe 8, 9, die entsprechend der jeweiligen Krümmung am Umfang des Streckenabschnitts 1 gebogen sind. Jeweils zwei nebeneinander verlegte Stäbe 8,9 sind mit einer im wesentlichen quadratischen Ankerplatte 5 unter Zwischenschaltung des Verzuges 7 gegen das Gebirge 3 verspannt. In den Figuren ist nicht dargestellt, daß die in Richtung der Stäbe 8, 9 verlaufenden Ränder der Ankerplatte 5 seitliche Widerlager für die Stäbe 8, 9 aufweisen können, in dem z. B. die betreffenden Ränder aus der Ebene der Ankerplatte 5 aufgebogen sind.

In F i g. 3 ist eine Ausführungsform einer Ankerplatte 5 dargestellt, bei der auf die Ankerplatte 5 Profilbleche 10, 11 mit trapezförmigem Querschnitt aufgeschweißt sind. Diese Verstärkungen erstrecken sich orthogonal zur Längsrichtung der Stäbe 8,9, so daß die Ankerplatte 5 die gewünschten Spannkräfte ohne wesentliche Deformation übertragen kann.

Die Stäbe 8, 9 fassen mit ihren Enden 12 bzw. 13 in

Verbindungsmuffen 14 ein, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel einfache Rohrabschnitte sind. Als Montagehilfe können die Verbindungsmuffen 15 einseitig auf ein zugeordnetes Ende, z. B. die Enden 12, 13 aufgepreßt sein.

In die Verbindungsmuffen 14 greifen auch die Enden 15, 16 der in Umfangsrichtung anschließenden Stäbe 8 bzw. 9 ein, jedoch so, daß beim Verlegen der Stäbe 8 bzw. 9 zwischen den einander zugeordneten Enden 12 und 15 bzw. 13 und 16 ein Abstand verbleibt und die aufeinander folgenden Stäbe sich relativ zueinander verschieben können.

Eine solche Verschiebung ist dann wünschenswert, wenn bei entsprechenden Gebirgsbewegungen die in den Streckenquerschnitt 1 ragenden Gewindeenden der Gebirgsanker bzw. die zugeordneten Ankerplatten sich aufeinander zu bewegen und dabei der Abstand zwischen benachbarten Ankerplatten verkürzt wird. Dann können nämlich die Stäbe 8 bzw. 9 den Verzug 7 nach wie vor so unterstützen, daß der vorgegebene Streckenquerschnitt im wesentlichen erhalten bleibt und die Ausbildung von sackartigen Ausbeulungen des Verzuges 7 verhindert wird. Gleichzeitig wird dadurch auch erreicht, daß die Stäbe 8 bzw. 9 in gewissem Umfang gegen das umgebende Gebirge 3 gepreßt werden und dadurch zusätzliche, wenn auch geringe, Stützkräfte aufbringen, die einen weiteren Ausbruch bremsen.

Wegen der symmetrischen Anordnung der nebeneinander angeordneten Stäbe 8, 9 unter ihren zugeordneten Ankerplatten 5 erhält man nicht nur eine linienförmige sondern eine nahezu flächenförmige Abstützung des Verzuges 7. Gegebenenfalls können weitere Gruppen von Stäben 8 bzw. 9 verlegt werden.

In der Zeichnung ist nicht dargestellt, daß bei größerem Abstand der Gebirgsanker 2 bzw. deren Ankerplatten 5 voneinander zwischen in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Ankerplatten nicht dargestellte Abstandshalter vorgesehen werden können, die

^r) entweder unabhängig von den Verbindungsmuffen 14 angebracht werden können, die gegebenenfalls aber auch zwei benachbarte Verbindungsmuffen 14 miteinander verbinden können.

Bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungs-

K) form des Ankerausbaus können die Verbindungsmuffen 14 auch unmittelbar an die Ankerplatten 5 angeschlossen sein, so daß die Verbindungsstäbe 8 bzw. 9 sich jeweils zwischen zwei Ankerplatten 5 erstrecken. Auch dann soll aber dafür Sorge getragen werden, daß die

Stäbe 8 bzw. 9 sich in ihren zugeordneten Verbindungsmuffen längs verschieben können,

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform können die Verbindungsmuffen aus in Längsrichtung geschlitzten Rohrabschnitten oder U-förmigen Profilabschnitten bestehen, in denen die Enden 12, 13; 15,16 der Stäbe 8,9 durch Klemmkräfte gehalten sind. Die Klemmkräfte müssen jedoch so eingestellt sein, daß der Gleitwiderstand der Stäbe bei Längsverschiebung nicht so groß wird, daß die Stäbe ausknicken können.

Der dargestellte Ankerausbau kann durch nachträgliches Torkretieren verstärkt werden. Wenn die Stäbe vollständig in den Beton eingebettet sind, dienen sie als Bewehrung für den damit entstehenden Betonausbau. Wie man der Fig. 1 entnimmt, endet der Ankerausbau oberhalb des Liegenden 17. Ohne weiteres kann der Ankerausbau aber bis auf das Liegende 17 herabgezogen werden. Es bedarf dann keiner Abstützung der Stäbe 8 bzw. 9 auf dem Liegenden, weil diese Stäbe 8, 9 von den Gebirgsankern 2 gehalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 Patentansprüche:

1. Ausbau der Strecken des untertägigen Bergbaus, Tunnel oder dergleichen aus einer Mehrzahl von Ankern und einem an den Ausbruchswandungen über Ankerplatten befestigten Verzug aus Maschendraht, Baustahlgewebe oder dergleichen, bei dem benachbarte Anker über zwischen ihnen verlaufende und den Verzug abstützende steife metallische Verbindungselemente miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des Verzugs (7) paarweise nebeneinander angeordnete und in Umfangrichtung der Strecke aufeinander folgend verlegte Stäbe (8,9) vorgesehen sind, die an den Ankerpiatten (5) gehaltert sind, und daß zum Anschluß aufeinanderfolgender Stabpaare (Sund 9) Verbindungsmuffen (14) vorgesehen sind, in die die aufeinanderfolgenden Stäbe (8,9) benachbarter Stabpaare mit ihren Enden (12, 13 bzw. 15, 16) eingeführt und in denen sie in ihrer Längsrichtung zueinander verschiebbar geführt sind.

2. Ankerausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (8, 9) aus Baustahl, insbesondere Betonstahl, bestehen.

3. Ankerausbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmuffen (14) aus zylindrischen Rohrabschnitten bestehen, die auf die Enden (12, IJ bzw. 15,16) aufgesetzt sind.

4. Ankerausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (8,9) mit den zugeordneten Ankerplatten (5) gegen das Gebirge (3) verspannt sind.

5. Ankerausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch pekennzeichnel, daß die in Richtung der Stäbe (8,9) verlaufenden Ränder der Ankerplatten (5) seitliche Widerlager für die Stäbe (8,9) aufweisen.

6. Ankerausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmuffen (14) an die Ankerplatten (5) angeformt oder an diesen befestigt sind.

7. Ankerausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch an die Ankerplatte (5) angeformte oder angeschweißte Verstärkungen (10,11).

8. Ankerausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Abstandhalter zwischen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Ankerplatten (5) für die mit diesen Ankerplatten (5) gehaltenen Stäbe (8, 9¹).

9. Ankerausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmuffen (14) wenigstens einseitig auf die Enden (12, 13) der zugeordneten Stäbe (8, 9) aufgepreßt und auf die anderen Enden (15, 16) aufgeschoben sind.

10. Ankerausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmuffen (14) aus in Längsrichtung geschlitzten Rohrabscnnitten oder U-förmigen Profilabschnitten bestehen, in denen die Enden (12, 13 bzw. 15, 16) der Stäbe (8, 9) durch Klemmkräfte gehalten sind.