DE3229818C1

DE3229818C1 - Load-bearing lining for shafts, roadways, tunnels or suchlike underground tubes

Info

Publication number: DE3229818C1
Application number: DE19823229818
Authority: DE
Inventors: Friedemann A. Dipl.-Ing. 4270 Dorsten Rudersdorf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-11
Filing date: 1982-08-11
Publication date: 1984-03-01

Abstract

The load-bearing lining for vertical and horizontal shafts with preliminary lining and backfilling between the preliminary and final lining. The final or load-bearing lining consists of tubular precast reinforced-concrete members. The precast reinforced-concrete members (1) have a rectangular cross-section and, in their outer corner areas, protuberances (6) which project towards the preliminary lining (4), thus forming arches (5), and have bearing surfaces (7), rising at an angle to the individual arch chords (S), for the backfilling (3) subdivided into crests, longitudinal and wide sides of the precast reinforced-concrete members (1) being designed as tension ties (8) for the arches (5). <IMAGE>

Description

Die Erfindung geht zunächst einmal von der Erkenntnis aus, daß nicht zwingend ein runder Schacht-bzw. Tunnelquerschnitt erforderlich ist, sondern durchaus ein rechteckiger Schacht- bzw. Tunnelquerschnitt ausreichend und sogar günstiger sein kann, insbes. bei Wetterschächten unter Berücksichtigung der wetterbedingten Vorgaben. Ferner ist für die Lehre der Erfindung von Bedeutung, daß die Bewehrung der Stahlbeton-Fertigteile schlaufenförmig eingelegt und am Ende aufgefächert werden kann. Insoweit handelt es sich um eine schlaffe Bewehrung aus geschlossenen Bewehrungsschlaufen mit endseitig schlaufenartig miteinander verbundenen Zugstäben, wobei die Bewehrungsschlaufen die Zugstäbe eines Hängewerkes mit hochgeführten Schlaufenenden aufweisen. Außerdem dient die Bewehrung für den Transport- und Montagefall als Biegezugbewehrung zur Aufnahme des Eigengewichts und für den Lastfall zur Aufnahme der auflastenden Hinterfüllung aus Frischbeton. - Im übrigen ist davon auszugehen, daß der vorläufige Ausbau stets kreisförmig oder kreisähnlich, als Maulprofil oder Elypsoid usw. ausgebildet ist, so daß zwischen einer derartig gewölbten Außenhaut und der geraden, innen abgrenzenden Oberfläche des tragenden Ausbaus bzw. der rechteckigen Stahlbeton-Fertigteile ein Gewölbe zwischen jeweils zwei Höckern entsteht. The invention is initially based on the knowledge that not necessarily a round shaft or. Tunnel cross-section is required, but definitely a rectangular shaft or tunnel cross-section is sufficient and even cheaper can be, especially in the case of weather shafts, taking into account the weather-related Requirements. It is also important for the teaching of the invention that the reinforcement the reinforced concrete prefabricated parts are inserted in loops and fanned out at the end can. In this respect, it is a slack reinforcement made of closed reinforcement loops with tension rods connected to one another in a loop-like manner at the end, the reinforcement loops the tension rods of a hanging structure with raised loop ends. aside from that the reinforcement serves as flexural reinforcement for transport and assembly Taking up the dead weight and, for the load case, taking up the backfilling made of fresh concrete. - In addition, it can be assumed that the provisional expansion will always is circular or similar to a circle, is designed as a mouth profile or Elypsoid, etc., so that between such a curved outer skin and the straight, internally delimiting Surface of the supporting structure or the rectangular precast reinforced concrete parts a Arches between two cusps.

Dieses Gewölbe wird bei der erfindungsgemäßen Konstruktion zum Abtragen herangezogen, weil dafür gesorgt ist, daß das Gewölbe sich an den Höckern der rechteckigen Stahlbeton-Formteile abstützen kann.This vault is used in the construction according to the invention for removal used because it has been ensured that the vault is attached to the cusps of the rectangular Can support reinforced concrete moldings.

Dazu sind nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Höcker als konische Höcker mit geraden Abstützflächen ausgebildet und sind die geraden Abstützflächen im wesentlichen orthogonal zu den Diagonalen der rechteckigen Stahlbeton-Fertigteile angeordnet. Die Höcker erstrecken sich über die Länge des jeweiligen Stahlbeton-Fertigteils, die beispielsweise 2,50 m beträgt. Die konischen Seitenflächen der Höcker bilden die Auflagerflächen für den Kämpferdruck.For this purpose, according to a preferred embodiment of the invention, the The cusps are designed as conical cusps with straight support surfaces and are the straight ones Support surfaces essentially orthogonal to the diagonals of the rectangular reinforced concrete prefabricated parts arranged. The cusps extend over the length of the respective precast reinforced concrete part, which is, for example, 2.50 m. Form the conical side surfaces of the humps the bearing surfaces for the fighter pressure.

Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind im folgenden aufgeführt. Um evtl. Stauchungen, Zerrungen und Krümmungen aus dem anstehenden Gebirge auf den tragenden Ausbau zu vermeiden, muß sichergestellt sein, daß sich der Ausbau bzw. seine Stahlbeton-Fertigteile gegenüber dem Gebirge verschieben können. Ein langgestreckter Ausbau erfährt regelmäßig Zerrungen, Stauchungen und Krümmungen, die von den Fugen zwischen den Stahlbeton-Fertigteilen aufgenommen werden müssen. Diese Fugen sind im allgemeinen als bekannte Federfugen ausgebildet; die nur beschränkte Fugenbewegungen zulassen. Aber auch durch geeignete Wahl der Fugenabmessungen und des Fugenmaterials lassen sich aus den Gebirgsdrücken resultierenden Beanspruchungen von den Fugen aufnehmen. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Stahlbeton-Fertigteile zumindest im Bereich ihrer geraden Außenflächen mit einer Gleitschicht beschichtet sind, die also gleichsam eine Gleitschicht zwischen dem vorläufigen und dem endgültigen Ausbau bildet. Die Gleitebene verhindert, daß Stauchungen und Zerrungen aus dem Gebirge in den Beton übertragen werden. Diese gehen vielmehr in die Fugen, welche die Stauchungen und Zerrungen aufnehmen müssen. Die Stahlbeton-Fertigteile weisen vorzugsweise eine umlaufende Außenhaut aus Gleitfolie auf, sind also vollständig oder nahezu vollständig mit der Gleitfolie ummantelt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß sich die Stahlbeton-Fertigteile gegenüber der Hinterfüllung bzw. dem vorläufigen Ausbau und endlich gegenüber dem Gebirge verschieben können, so daß die aus Stauchungen, Zerrungen und Krümmungen resultierenden Beanspruchungen eben in die Fugen abgeleitet werden. Further features defining the invention are set out below listed. About any compressions, strains and curvatures from the upcoming mountains To avoid the load-bearing expansion, it must be ensured that the expansion or its reinforced concrete prefabricated parts can move towards the mountains. A elongated expansion regularly experiences strains, compressions and curvatures, which must be absorbed by the joints between the reinforced concrete prefabricated parts. These joints are generally designed as known spring joints; which is only limited Allow joint movement. But also through a suitable choice of joint dimensions and of the grouting material can be used to reduce the stresses resulting from the rock pressures pick up from the joints. To this end, the invention teaches that the reinforced concrete prefabricated parts coated with a sliding layer at least in the area of their straight outer surfaces are, so to speak, a sliding layer between the preliminary and the final Expansion forms. The slip plane prevents compressions and strains from the Mountains are transferred into the concrete. Rather, these go into the joints, which which have to absorb compressions and strains. The reinforced concrete precast elements show preferably a circumferential outer skin made of sliding film, so they are complete or almost completely covered with the sliding film. This ensures that that the reinforced concrete prefabricated parts compared to the backfill or the provisional Expansion and finally shift towards the mountains, so that the compression, Stresses resulting from strains and curvatures are diverted into the joints will.

Zweckmäßigerweise besteht die Gleitfolie aus Kunststoff, z. B. Polytetrafluoräthylen, weil sich dieser Werkstoff durch einen niedrigen Reibungskoeffizienten auszeichnet.Appropriately, the sliding film is made of plastic, for. B. polytetrafluoroethylene, because this material is characterized by a low coefficient of friction.

Wesentlich bei der Lehre der Erfindung ist, daß ein Querschnitt, der Kräfte über Gewölbewirkung abträgt, ungleich formstabiler als Querschnitte ist, welche über kreis- oder kreisähnliche und Rechteckquerschnitte mit Druck- und Biege- bzw. Biegezugbewehrung lastabtragend wirken. Bekannte Konstruktionen vermeiden die Auswirkungen entsprechender Verformungen, insbes. It is essential in the teaching of the invention that a cross section which dissipates forces via arching, is much more dimensionally stable than cross-sections, which have circular or circle-like and rectangular cross-sections with pressure and bending or flexural reinforcement have a load-bearing effect. Known constructions avoid the Effects of corresponding deformations, esp.

der Verformung aus Stauchungen bzw. Zerrungen durch Zusatzkonstruktionen, die verhältnismäßig aufwendig sind. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion werden die Gebirgsverformungen in den Fugen aufgenommen.the deformation from compression or strain caused by additional constructions, which are relatively expensive. In the construction according to the invention the rock deformations recorded in the joints.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein tragender Ausbau für Schächte, Strecken, Tunnel o. dgl. vertikale, horizontale oder geneigte Erdröhren verwirklicht wird, dessen Stahlbeton-Fertigteile sich durch einwandfreie Standsicherheit selbst bei großen Gebirgsdrücken auszeichnen, und zwar unter Berücksichtigung der Tatsache, daß für die Bewehrung verhältnismäßig geringe Stahlmengen und für die tragenden Querschnitte verhältnismäßig wenig Beton verbraucht wird. Dadurch sind die Abmessungen der Stahlbeton-Fertigteile bei einem vorgegebenen lichten Innenquerschnitt sehr viel geringer als bei herkömmlichen Stahlbeton-Fertigteilen und Ortbeton, so daß man für deren Einsatz mit einem kleineren Ausbruch auskommt und der vorläufige Ausbau infolge seiner geringeren Spannweite weniger kostenaufwendig als bei dem bekannten Stahlbetonausbau wird. - Soweit die Stahlbeton-Fertigteile mit einer Gleitfolie ummantelt sind, entsteht eine Gleitschicht, welche wiederum den Bewehrungsanteil in Längsrichtung vermindert. Auch insoweit wird Bewehrungsstahl eingespart. Endlich läßt sich mit erhöhtem Baufortschritt bei Einsatz der erfindungsgemäßen Stahlbeton-Fertigteile arbeiten. The advantages achieved by the invention are substantial it can be seen that a load-bearing expansion for shafts, routes, tunnels or the like. vertical, horizontal or inclined earth tubes is realized, its reinforced concrete prefabricated parts are characterized by perfect stability even with high rock pressures, and while taking into account the fact that for the reinforcement is proportionate small amounts of steel and relatively little concrete for the load-bearing cross-sections is consumed. As a result, the dimensions of the reinforced concrete prefabricated parts are at one given clear inner cross-section is much smaller than with conventional reinforced concrete prefabricated parts and in-situ concrete, so that you can get by with a smaller breakout for their use and the provisional expansion is less expensive due to its narrower span than with the well-known reinforced concrete construction. - So much for the reinforced concrete prefabricated parts are coated with a sliding film, a sliding layer is created, which in turn the proportion of reinforcement in the longitudinal direction is reduced. To this extent, too, is reinforcing steel saved. Finally, with increased construction progress when using the Reinforced concrete precast work.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen vertikal verlaufenden Wetterschacht mit erfindungsgemäßem Ausbau und F i g. 2 einen Querschnitt durch eine horizontal verlaufende Wetterstrecke mit erfindungsgemäßem Ausbau. In the following the invention is based on only one embodiment illustrative drawing explained in more detail; it shows F i g. 1 shows a schematic cross section by a vertically extending weather shaft with expansion according to the invention and F i g. 2 shows a cross section through a horizontally running weather path with the invention Expansion.

In den Figuren ist ein tragender Ausbau 1 für einen Wetterschacht bzw. eine -strecke 2 dargestellt, der aber auch für andere Strecken, Tunnel 0. dgl. vertikale, horizontale oder geneigte Erdröhren mit vorläufigem Ausbau 4 und Hinterfüllung 3 aus Beton zwischen dem vorläufigen und endgültigen bzw. tragenden Ausbau 1 geeignet ist. Dieser Ausbau weist ringförmige Stahlbeton-Fertigteile 1 auf. Ringförmig meint den geschlossenen Querschnitt eines Hohlprofils. Die Stahlbeton-Fertigteile 1 weisen einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und in ihren äußeren Eckbereichen unter Bildung von Gewölben 5 gegen den vorläufigen Ausbau 4 vorkragende Höcker 6 auf, welche zu den einzelnen Gewölbesehnen S zwischen den Höckern 6 schräg ansteigende Auflagerflächen 7 für die in Kuppen unterteilte Hinterfüllung 3 aufweisen, wobei die Längs-und Breitseiten der Stahlbeton-Fertigteile 1 als Zugbänder 8 für die Gewölbe 5 ausgebildet sind. Der Innenquerschnitt der rechteckigen oder quadratischen Stahlbeton-Fertigteile 1 kann mehreckig oder rund sein. In the figures there is a load-bearing extension 1 for a weather shaft or a route 2 shown, but also for other routes, tunnels 0. vertical, horizontal or inclined earth tubes with preliminary expansion 4 and backfilling 3 made of concrete between the preliminary and final or load-bearing expansion 1 suitable is. This expansion has ring-shaped reinforced concrete prefabricated parts 1. Means ring-shaped the closed cross-section of a hollow profile. The reinforced concrete prefabricated parts 1 have a substantially rectangular cross-section and in its outer corner regions with the formation of vaults 5 against the provisional expansion 4 protruding cusps 6 on, which to the individual vault tendons S between the cusps 6 rising obliquely Have support surfaces 7 for the backfill 3, which is subdivided into peaks, wherein the longitudinal and broad sides of the reinforced concrete prefabricated parts 1 as tension straps 8 for the vaults 5 are formed. The internal cross-section of the rectangular or square precast reinforced concrete elements 1 can be polygonal or round.

Die Höcker 6 sind als konische Höcker mit geraden Abstützflächen 9 ausgebildet. Die geraden Abstützflächen 9 sind im wesentlichen orthogonal zu den Diagonalen der rechteckigen Stahlbeton-Fertigteile 1 angeordnet. Bei horizontaler Verlegung der Stahlbeton-Fertigteile 1 wird man die beiden unteren Höcker 6 im wesentlichen unter Verzicht auf Auflagerflächen in die äußere Unterkante der Stahlbeton-Fertigteile 1 übergehen lassen, weil im Bereich des Liegenden eine möglichst ebene Auflage unter Verzicht auf Gewölbebildung angestrebt wird. Bei vertikalem Einsatz der Stahlbeton-Fertigteile 1 wird man sämtliche Höcker 6 möglichst identisch ausbilden. Die Höcker 6 erstrecken sich über die Länge des jeweiligen Stahlbeton-Fertigteils 1, ihre konischen Seitenflächen entsprechen den Auflagerflächen 7.The cusps 6 are conical cusps with straight support surfaces 9 educated. The straight support surfaces 9 are essentially orthogonal to the Arranged diagonals of the rectangular precast reinforced concrete parts 1. With horizontal Laying the reinforced concrete prefabricated parts 1, the two lower humps 6 are essentially in the outer lower edge of the reinforced concrete prefabricated parts without the use of bearing surfaces 1 can pass because in the area of the lying a support as flat as possible The aim is to dispense with vaulting. With vertical use of the reinforced concrete prefabricated parts 1, all the cusps 6 will be designed as identically as possible. The humps 6 extend over the length of the respective precast reinforced concrete part 1, their conical side surfaces correspond to the support surfaces 7.

Zur Verwirklichung einer Gleitschicht zwischen dem vorläufigen und endgültigen Ausbau 4 bzw. 1 sind die Stahlbeton-Fertigteile 1 zumindest im Bereich ihrer geraden Außenflächen mit einer Gleitfolie 10 beschichtet. Vorzugsweise sind die Stahlbeton-Fertigteile 1 von einer Gleitfolie 10 ummantelt, d. h. sie weisen eine umlaufende Außenhaut aus Gleitfolie auf. Die Gleitfolie 10 kann aus Kunststoff, z. B. Polytetrafluoräthylen, bestehen. - Die schlaffe Bewehrung 11 ist lediglich angedeutet. To achieve a sliding layer between the preliminary and Final expansion 4 or 1, the reinforced concrete prefabricated parts 1 are at least in the area their straight outer surfaces are coated with a sliding film 10. Preferably are the reinforced concrete prefabricated parts 1 of encased in a sliding film 10, d. H. they have a circumferential outer skin made of sliding film. The sliding film 10 can be made of plastic, e.g. B. polytetrafluoroethylene exist. - The slack reinforcement 11 is only indicated.

Claims

Claims: 1. Load-bearing expansion for shafts, routes, tunnels or the like. Earth tubes with preliminary expansion and backfilling between the preliminary and final expansion, consisting of ring-shaped reinforced concrete prefabricated parts, since you r c h g e k e II fl -z e i n e t that the reinforced concrete prefabricated parts (1) have an im substantial rectangular (or square) cross-section and in their outer Corner areas for the formation of vaults (5) protruding against the preliminary expansion (4) Have cusps (6) which rise obliquely to the individual vault tendons (S) Have support surfaces (7) for the backfill (3) installed in the transom, wherein the long and broad sides of the reinforced concrete prefabricated parts (1) as tension straps (8) are designed for the vault (5).

2. Supporting expansion according to claim 1, characterized in that the cusps (6) as conical cusps to absorb the load of the fighter with straight support surfaces (9) and the straight support surfaces (9) are essentially orthogonal to the diagonals of the rectangular precast reinforced concrete parts (1) are arranged.

3. Load-bearing expansion according to claim 1 or 2, with a sliding layer between the provisional and final expansion, characterized in that the Reinforced concrete prefabricated parts (1) at least in the area of their straight outer surfaces with a Sliding film (10) are coated.

4. Load-bearing expansion according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the reinforced concrete prefabricated parts (1) have a circumferential outer skin made of sliding film (10) exhibit.

5. Load-bearing expansion according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the sliding film (10) made of plastic, for. B. polytetrafluoroethylene exists.

The invention relates to a load-bearing expansion for shafts, routes, Tunnels or similar vertical, horizontal or inclined earth tubes with preliminary expansion and backfilling of preferably concrete with between the preliminary and final or load-bearing expansion, consisting of ring-shaped reinforced concrete prefabricated parts. Annular In the context of the invention, precast reinforced concrete elements mean not just circular, but rather also polygonal, rectangular or square cross-sections.

It is a load-bearing reinforced concrete ring construction with a sheet steel jacket and Sliding joint known for watertight freezer shafts, in which ring-shaped reinforced concrete prefabricated parts be placed on a poured reinforced concrete foundation. The ring-shaped reinforced concrete precast elements . The surrounding sheet steel jacket has to ensure that the shaft is leak-tight.

Between the preliminary shaft construction and the sheet steel jacket is an asphalt slip layer is provided. Because the loosely stacked reinforced concrete rings the horizontal rock pressures have to absorb, is ring-shaped predominantly here Reinforcement subjected to compression consisting of essentially horizontal and vertical Ironing, which form a reinforcement cage as it were, is necessary and proportionate laborious. The same applies to the concrete masses, because such reinforced concrete rings necessarily have a considerable wall thickness.

In another field of technology, namely for creating underwater tunnels it is known to first dig a channel under water to create a foundation base to create for the tunnel. The channel bottom receives auxiliary foundations, which for Deposition of tunnel bodies are used from which the tunnel tube is assembled. The tunnel bodies are reinforced concrete prefabricated parts from the tunnel floor, Tunnel walls and tunnel ceiling. The introduction of the tunnel body in the course of the flooding Using forehead bulkheads is costly in that it is unusual wide channel excavation required, for which in turn additional bank reinforcements are required are. - By these known measures, the problems around the development of a load-bearing expansion for shafts, routes, tunnels or the like been influenced.

The invention is based on the object of a load-bearing expansion for shafts, routes, tunnels, etc.

vertical, horizontal or suitable earth tubes of those described above Kind of creating that even at extreme mountain pressures using proportionately small amounts of steel and concrete for the load-bearing cross-sections of the precast reinforced concrete elements characterized by perfect stability.

This object is achieved by the invention with a load-bearing expansion of the generic type Embodiment in that the reinforced concrete prefabricated parts have a substantially rectangular shape or square cross-section - in contrast to an otherwise round cross-section - and in their outer corner areas with the formation of vaults against the preliminary expansion have protruding cusps which lead to the individual vault tendons between the Cusped sloping support surfaces for the concrete backfill, which is divided into peaks have, the long and broad sides of the reinforced concrete prefabricated parts as tension straps are designed for the vaults.