DE3401852C2

DE3401852C2 - Mit zunehmender Teufe verstärkter Schachtausbau

Info

Publication number: DE3401852C2
Application number: DE19843401852
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr.-Ing. 4630 Bochum Klein
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1986-06-19
Also published as: DE3401852A1

Abstract

Für den Ausbau von Schächten, insbesondere Gefrierschächten mit großer Teufe, dient ein Schachtausbau, der die Merkmale eines krümmungsfähigen, außen wasserdicht verschweißten, gegliederten Innenausbaus mit anschließender Gleitfuge und der außen einen Außenaufbau aufweist, der ebenso wie der verwendete Dichtmantel einen durchgehend gleichen Querschnitt aufweist. Der gegliederte Innenausbau an sich ist auf der Innenseite mit wachsender Teufe zunehmend verstärkt, insbesondere konisch ausgebildet. Damit können bei entsprechender Ausbildung der Gleitfuge und entsprechender Füllung Krümmungen vom Schacht ausgeführt werden, ohne daß dadurch die Wirkung, insbesondere die Dichtheit des Schachtausbaus, gefährdet ist. Innen- und Außenausbau sind so aufeinander eingestellt und aufeinander abgestimmt, daß insbesondere der Außenausbau einfach und schnell mit möglichst durchgehend gleichem Ausbruchquerschnitt einzubringen ist. Dadurch, daß der Innenausbau den statischen Verhältnissen entsprechend variiert ist, ist auch die Ausbildung des Fußes wesentlich vereinfacht, da lediglich ein einfacher Schlußring zum Einsatz kommen kann, auf den sich der Innenausbau abstützt, während der Außenausbau unmittelbar auf dem Gebirge steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schachtausbau, insbesondere für den Ausbau von Schächten großer Teufe, im nicht standfesten, wasserführenden Gebirge, bestehend aus einer am Gebirge anliegenden äußeren Ausbausäule und einer durch eine Gleitfuge von letzterer getrennten, krümmungsfähigen, zur Gleitfuge hin mit einem wasserdichten Dichtmantel versehenen Innensäule, deren Wandung mit zunehmender Teufe unter anderem durch Erhöhung der Wandstärke verstärkt ist.

Im Schachtbau, ob im standfesten oder im nichtstandfesten Gebirge, wird in der Regel der innere lichte Querschnitt über die Höhe konstant ausgebildet. Im standfesten Gebirge hat der Ausbau eine gleichbleibende Wanddicke nur im nichtstandfesten, wasserführenden Gebirge ist wegen des zunehmenden hydrostatischen Drucks der Gleitmasse der tragende Wandabschnitt zu vergrößern. Dies gilt insbesondere für Gleitfläche im wasserführenden Gebirge ist wegen des zunehmenden hydrostatischen Drucks der Gleitmasse der tragende Wandquerschnitt zu vergrößern. Dies gilt insbesondere für Gleitschächte im wasserführenden Gebirge, die während des Abteufens mit dem Gefrierverfahren durch einen Außenausbau gesichert werden und anschließend von unten nach oben auf einem Fundament ruhend mit dem Innenausbau versehen werden. Das zunehmende Druckniveau wird bei bekanntem Schachtausbau dadurch ausgeglichen, daß die Ausbaustärke nach außen hin vergrößert wird, womit eine erhebliche Ausbruchsquerschnittsvergrößerung verbunden ist.

Ein derartiger Schachtausbau ist in der DE-AS 28 31 662 näher beschrieben, wobei zunächst der Außendurchmesser der Innenröhre entsprechend der Teufenzunahme anwächst und der Innendurchmesser des

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Blechmantels mit der Zunahme des Außendurchmessers der Innenröhre zunimmt Entsprechend der Wandstärkenzunahme der Innenröhre folgt der gebirgsverbundene Stoßausbau diesen zunehmenden Ausbruchsquerschnitten.

Es ist schon vorgeschlagen worden (DE-PS 28 23 950) den Querschnitt des Innenausbaus beizubehalten und die notwendige Verstärkung durch einen aufwendigen Stahlbeton/Stahlverbundausbau den Anforderungen anzupassen. Der dann vom Außenausbau aufzunehmende Vollgebirgsdruck führt dazu, daß die Betonformsteinwand je nach Geologie mehrreihig wird und ihrerseits einen entsprechenden wechselnden Ausbruchsquerschnitt erfordert Aufwendig ist auch die Abstützung des krümmungsfähigen Schachtausbaus auf dem is standfesten Gebirge, wozu teilweise erheblich bewehrte Ringfundamente notwendig sind. All dies erfordert einen zusätzlichen Ausbruch, mehr Aufwand an Ausbaumaterial und besondere Sorgfalt bei der Erstellung, da auch bei schräggestelltem Schacht sichergestellt werden muß, daß das in der Gleitfuge befindliche Material dort bleibt und dort wirksam bleibt

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Schachtausbau dahingehend weiterzubilden, daß er einen gleichbleibenden Ausbruchsquerschnitt erfordert und mit relativ geringem Aufwand einbringbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die innere Ausbausäule mit zunehmender Teufe nur auf der dem Schachtinneren zugewandten Seite verstärkt ist und die äußere Ausbausäule sowie der Dichtmantel über die gesamte in dieser Weise ausgebaute Schachtteufe einen durchgehend gleichen Querschnitt sowie eine gleichbleibende Wandstärke aufweisen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Diese Art des Schachtausbaus bringt den Vorteil mit sich, daß über die gesamte Höhe des Schachtabschnittes nur ein gleichmäßiger Ausbruch erforderlich ist. Die Ausbauarbeiten für das Einbringen des Außenausbaus und vor allem auch des Dichtmantels sind wesentlich vereinfacht und können präzise durchgeführt werden, weil ein Verspringen der einzelnen Ausbausäulen nicht erforderlich ist. Unterschiedlich erforderliche Ausbauwiderstände werden ausschließlich durch verschiedene Festigkeitseigenschaften bei den Ausbaumaterialien bewirkt. Deshalb werden nicht wie beim Stand der Technik nur hochfeste Betonformsteine einer Güteklasse gewählt, sondern die gesamte Palette der Betonfestigkeitsklassen in Betracht gezogen. Außerdem können die vor- teilhafter Weise eventuell notwendig werdenden Verstärkungen des Innenausbaus ausschließlich auf der Innenseite, also der leicht zugänglichen Seite, vorgenommen werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wandstärke der inneren Schachtsäule mit der Teufe zunimmt, so daß sich der lichte Schachtquerschnitt nach oben hin konisch erweitert. Diese konische Erweiterung des lichten Schachtquerschnittes nach oben hat den Vorteil, daß für die so erfolgende Verstärkung des Innenausbaus nicht ein zusätzlicher Ausbruch notwendig ist, wobei sich gleichzeitig damit auch wettertechnischer Hinsicht, insbesondere für ausziehende Schächte, Vorteile ergeben. Bautechnisch ist dabei, wie erwähnt, von Vorteil, daß der Ausbruchsquerschnitt kleiner und darüber hinaus der Ausbau im oberen Teil nicht unnötig breite Ausbaustärken aufweist. In Gefrierschächten erweist es sich als einfacher, den Außenausbau bei kontinuierlichem Ausbruchquerschnitt zu setzen.

Wegen ausführungstechnischer Gründe ist zu empfehlen, daß der Außenausbau eine über die Teufe konstante Querschnittsfläche aufweist und aus begrenzt nachgiebigen Stahlringelementen oder Betonsegmenten oder einer statisch tragenden, einreihigen Betonformsteinwand besteht Gleichsam geeignet sind Paneele, Bestonsegmente, Tübbings oder ähnliche in ihrer Art bekannte Ausbaukonstruktionen. Der Außenausbau soll in der Lage sein, begrenzte Biegebeanspruchungen zu erdulden. Hieraus erfolgt daß die z. B. zwischengefügten dünnen Flachspanplatten eine relativ starke Ausbildung erhalten. Darüber hinaus ist der Außenausbau wasserdurchlässig. Weiterhin zeichnet sich der Außenausbau dadurch aus, daß er aus Elementen gleicher Wandtiefe besteht Hierbei erfolgt die notwendige Erhöhung der Traglast durch die Wahl z. B. zunehmender Betongüten über die Teufe. Der Außenausbau wird während des Teufens gegen das gefrorene Gebirge gebracht und mit möglichst grobkörnigem Material, z. B. hydraulisch gebundenem Schotter, hinterfüllt Die Anpassung an höhere Druckbeanspruchung in bestimmten stratigrafischen Schichten erfolgt durch die Wahl entsprechend ihrer zulässigen Festigkeit vorgehaltenen Ausbauelementen, die grundsätzlich nur einreihig eingebaut werden. Eine darüber hinausgehende Stabilisierung kann durch entsprechenden nachgiebigen Gefrierschachtausbau erfolgen. Der relativ steife Außenausbau, der kaum radial verformbar ausgebildet ist, führt zu einer geringeren Beanspruchung der Gefrierrohre und zu einer frühen Tragwirkung des gesamten Systems.

Eine einfache Darstellung der Innensäule sieht vor, daß die Innensäule aus zum Schachtinneren hin konisch zulaufenden, aufgemauerten Betonformsteinen oder einem konischen Stahlbetonmantel besteht. Dabei wird der Innenausbau zweckmäßiger Weise so hergestellt, daß sich die lichte Schachtquerschnittsfläche nach oben stetig erweitert. Dies bringt die schon erwähnten wettertechnischen Vorteile. Neben der Aufmauerung des Innenausbaus ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein konischer Stahlbetonmantel verwendet wird, der beispielsweise in Gleitschalung errichtet wird. Dies ist besonders günstig und einfach zu bewerkstelligen, indem ein als innerer Ausbauzylinder und als Schalung dienender Stahlmantel vorgesehen ist.

Für die Ausbildung mit einem durchgehend gleichen Innenquerschnitt ist die notwendige Verstärkung zweckmäßig dadurch zu erreichen, daß der Innenausbau auf der Schachtinnenseite durch einen aus Ausbauringen bestehenden Stahl- oder Gußeisenausbau verstärkt ist. Der Verbund von Verstärkungsmantel und Beton zu einem Verbundring erfolgt ausschließlich auf der Innenseite, so daß eine mehraxiale Druckfestigkeit des Betons in Ansatz gebracht werden kann. Die Steifigkeit der einzelnen Verbundelemente werden proportional den zulässigen Festigkeiten gestaltet. Im Gegensatz zum Dichtmantel ist ein Verschweißen in Axialrichtung für diese Verstärkungselemente nicht erforderlich. Alternativ können die Ausbauringe einen konischen Querschnitt aufweisen oder zur Schachtinnenseite verspringend ausgebildet sein. Vorteilhafter Weise erübrigt sich dann durch die Querschnittsvergrößerung die Notwendigkeit eines Verbundausbaus.

Der Innenausbau wird durch die Wichte der Gleitmasse belastet, die in der Gleitfuge angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Gleitfuge ein Füllmittel mit einem Raumeewicht von mindestens 1.15

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und höchstens 1,29 Mp/m³ aufweist. Als Füllmittel kommt Bitumen mit an sich bekannten Beimengungen, z. B. in Form von Kalksteinmehl mit den beschriebenen Raumgewichten zur Anwendung. Hierbei kann das Füllmittel der Gleitfuge zur Volumenvergrößerung mehr als 30% eines konsistenten Zuschlages aufweisen. Geeignet ist beispielsweise granulierter Kesselschlacke. Mit gleicher Gesamtwichte sind entsprechende Betonitsuspensionen in Abhängigkeit von Druck und Temperatur geeignet Der Innenausbau wird durch die Wichte der Gleitmasse belastet. Hierbei wird neben dem Wasserdruckanteil der gleichförmige Erddruck in der Größenordnung von 0,3 Mp/m mal Höhe zu etwa 50% auf den Innenausbau und in gleicher Größenordnung auf den Außenausbau aufgegeben. Dies setzt eine Gleitmassendichte von mindestens 1,15 Mp/m³ voraus. Der im Schachtbau üblicherweise eingesetzte ungleichförmige Horizontaldruck von 0,13 Mp/m² mal Höhe wird erfindungsgemäß einer besonderen Aufteilung unterworfen. Hiervon entfallen z. B. 0,1 Mp/m² mal Höhe als Außendruck auf den Außenausbau und 0,03 Mp/m² mal Höhe auf den Innenausbau. Hierbei wird für den Außenausbau eine Bettung des Systems in Ansatz gebracht, für den Innenausbau gilt der flüssigkeitsbelastete dickwandige Zylinder als statisches System. Durch die Aufteilung ist eine erheblich geringere Wanddicke insbesondere beim Außenausbau zu verzeichnen, so daß dieser bewußt nur einreihig angesetzt werden kann. Durch die geringere ungleichförmige Belastung des Innenausbaus wirken sich die Biegebeanspruchungen nicht mehr als bemessungsentscheidend aus. Der Ansatz des vollen Ungleichförmigkeitsdruckes auf den Innenausbau ist nicht mehr unbedingt notwendig und ein Ansatz von 0,03 mal Höhe ausreichend um Abweichungen von der idealen Kreisform sinnvoll zu berücksichtigen.

Auf große Ringfundamente mit aufwendiger Stahlbewehrung kann verzichtet werden, wobei insbesondere bei der konischen Ausbildung des Ausbaus der untere Abschluß des konisch ausgebildeten Innenausbaus von einem Schlußring gebildet ist, dessen Sohlfläche so ausgebildet ist, daß die resultierenden Kräfte durch die Mitte der Sohlfläche verlaufen. Da der Außenausbau nicht auf den Schlußring aufsetzt, wird die Belastung des Schiußrings durch den Gleitmassendruck eindeutig fixiert Bei entsprechender Ausbildung der Sohlfläche und der Einleitung der Resultierenden ist sichergestellt daß nachteilige Spalte bzw. Krempelmomente nicht auftreten. Ebenfalls zur Reduzierung der Krempelmomente dient der Vorschlag, nach der der untere Abschluß des nach unten verstärkt ausgebildeten Innenausbaus von einem Schlußring gebildet ist der soweit ins Gebirge verlängert ist daß die Resultierende von Gleitmassendruck und Eigengewicht der Schachtröhre durch die Mitte der Sohlfläche verläuft Beide Ausbildungen bringen durch den enormen Vorteil der Verhinderung von Krempelmomenten den Vorteil geringerer Stahlbewehrung mit sich.

Der einwandfreien Ausbildung des Fußbereiches dient der Vorschlag, den Dichtmantel in Form einer Labyrinthdichtung in den Schlußring einzubinden. Dabei ist der Abfluß der Gleitfuge vorteilhaft darstellbar, in dem zwischen Schlußring und Gebirge ein ringförmiger Dichtkeil vorgesehen ist der die Gleitfuge nach unten hin abdichtend angeordnet ist Es erübrigt sich somit ein Umfließen des Fundaments durch die Gleitmasse. Hierbei empfiehlt es sich, die Gleitfläche von Schlußring und Dichtkeil durch eine Stahlummantelung zu sichern und gegebenenfalls in der Fuge ein zusätzliches Injektionsband zur Sicherstellung des Anpreßdruckes zu positionieren. Eine genaue Belastungsermittlung des Schlußringes ist erfindungsgemäß dadurch gegeben, daß der Außenausbau hinter dem Schlußring unmittelbar auf das Gebirge gestellt ist.

Nach einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, daß der Querschnitt des Schachtes und damit der von Außen- und Innenausbau sich im Vorschachtbereich konisch nach oben erweiternd ausgebildet ist Mit dieser Ausführungsform ist gemeint, daß auch im standfesten Gebirge eine solche Ausbildung des oberen Endes des Schachtes wettertechnische Vorteile bringt, da der Schacht als Diffusor wirkt. Die Wettergeschwindigkeit nimmt kontinuierlich ab, so daß dabei ein relativer Anstieg des statischen Druckes erzeugt wird.

Der technische Fortschritt der vorliegenden Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß bei wesentlich reduziertem Ausbruchquerschnitt über die Höhe des Schachtes gesehen ein gleichmäßiger Aufbau des Außenausbaus die Arbeiten erleichtert. Darüber hinaus kann der Dichtmantel von oben bis unten gleichförmig ausgebildet eingebracht werden, was wiederum die notwendigen Schweißarbeiten erleichtert. Die beim Außenausbau erforderlichen unterschiedlichen Ausbauwiderstände können einfach und ausschließlich durch verschiedene Festigkeitseigenschaften bei den Ausbaumaterialien bewirkt werden. Der vorgeschriebene Außenausbau ist relativ steif und kaum radial verformbar ausgebildet Hierdurch wird die Beanspruchung der Gefrierrohre begrenzt und eine frühe Tragwirkung des Systems erreicht Gleichzeitig ist der Außenmantel in der Lage, dem ungleichförmigen Gebirgsdruckanteil besser Rechnung zu tragen als ein quasi durch Momentenschwächung errichteter weicher Außenausbau. 1st der durch erhöhte Stoßschiebung des Frostkörpers beanspruchte Außenausbau nicht ausreichend, läßt sich die einreihige Schicht durch eine Reihe mit höherer Festigkeitsklassen erneuern. Eine Übernahme des vollen Gebirgsdruckes muß bei diesem Vorschlag nicht vom Außenausbau übernommen werden, sondern nur der Differenzdruck. Dieser kann in der Bauphase den Frostkörper entlasten. Es läßt sich weiterhin zeigen, daß der Verbundausbau Frostkörper/Außenausbau beim Verhältnis 1,15:0,15 etwa dem Verhältnis der Steifigkeit der Materialien entspricht Der Frostkörper kann aber durchaus auch so dimensioniert werden, daß er während der Bauphase keiner Stützung durch den Außenausbau bedarf. Auf der sicheren Seite liegend kompensiert der mit mindestens 1,15 Mp/m² mal Höhe eingestellte Gleitmassendruck mehr als den Wasserdruck und schützt den Innenausbau dergestalt auch vor anteiligen Erddruckkomponenten. Durch die erhöhte äußere Vorspannlast wird sich selbst bei Berührung von Innen- und Außenausbau ein geringerer Druckspannungsverlust auf der Biegezugseite einstellen.

Der Innenausbau wird auf einfache Art und Weise dem zunehmenden Druckniveau entsprechend entweder verstärkt oder konisch ausgebildet Letzteres hat wettertechnische Vorteile, insbesondere bei ausziehenden Schächten. Vorteilhaft ist weiter die einfache Ausbildung des Fußrings, der nicht einmal als Fundamentring im eigentlichen Sinne bezeichnet werden kann, sondern lediglich den natürlichen Abschluß dieses Schachtteiles darstellt Die notwendige Dichtigkeit wird durch die geschickte Ausbildung der Keildichtung erreicht Der über die Gleitmasse auf die Sohlfläche gepreßte Schlußring wirkt zusammen mit der konisch ausgebildeten Keildichtung auch bei auftretenden Bewegungen

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immer so dichtend, daß eine einwandfreie Funktion gewährleistet ist. Dadurch, daß der Außenausbau nicht auf dem Ringfundament wie bei früheren Lösungen aufgelastet ist, sind die äußeren Lasten des Schlußringes klarer abgrenzbar. Ein Durchlaufen der Resultierenden durch den Kern des Querschnittes sowohl axial als auch in Radialrichtung ist konstruktiv ohne weiteres erreichbar. Zugspannungen sind somit ausgeschlossen. Der Außenausbau ist hinter dem Fußring unmittelbar auf das Gebirge gestellt, so daß seine Last unter Umgehung des Schlußringes und der Keildichtung direkt in das Gebirge abfließen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Schacht mit konischem Ausbau,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Schacht mit nach unten verstärktem Ausbau,

F i g. 3 einen Schnitt durch einen Schacht mit unterschiedlich ausgebildetem konischen Ausbau,

F i g. 4 weitere Ausbildungen des konischen Ausbaus und

F i g. 5 den Vorschachtbereich mit konischer Ausbildung.

Der Schacht nach F i g. 1 und auch F i g. 2 ist nur teilweise gezeigt und mit 1 bezeichnet. Der Schacht ist gegenüber dem Gebirge 3 über einen Schachtausbau 2 gesichert, wobei dieser aus einem gegliederten Ausbau mit mehreren Schichten und unterschiedlichem Aufbau besteht.

Der Außenausbau 5 besteht nach F i g. 1 z. B. aus Betonformsteinen 14,15, wobei aber auch Betonsegmente, Tübbings oder ähnliches zum Einsatz kommen können. Zum Schachtinneren hin gesehen davor liegt die Gleitfuge 8, die gegenüber dem Innenausbau 6 durch den Dichtmantel 7 getrennt ist Die Gleitfuge 8 ist z. B. mit Bitumen ausgefüllt, das durch bekannte Beimengungen wie beispielsweise Kalksteinmehl oder Kesselschlacke auf ein Raumgewicht von 1,15 bis 1,29 Mp/m³ gebracht ist.

Der Innenausbau 6 besteht ebenfalls aus entsprechenden Ringelementen, die insgesamt einen konischen Querschnitt ergebend aufeinander aufgeschichtet sind.

Der entsprechende konische Ausbau benötigt praktisch kein spezielles Fundament. Vielmehr wird lediglich der letzte Ausbauring als Schlußring 17 ausgebildet, auf den lediglich der Innenausbau 6 aufgesetzt ist Der Außenaufbau 5 dagegen wird nicht auf den Schlußring 17, sondern unmittelbar auf das Gebirge 3 aufgesetzt Dadurch ist die Belastung des Schlußringes durch den Gleitmassendruck eindeutig fixiert Durch die konische Ausführung des Innenausbaus 6 ist die Sohlfläche 18 immer derart auszubilden, daß die Resultierenden durch die Mitte der Sohlfläche verlaufen.

Der Abschluß der Gleitfuge 8 einerseits gegenüber dem Schlußring 17 und andererseits gegenüber dem Gebirge 3 bzw. dem Außenausbau 5 wird durch den Dichtkeil 22 bewirkt Die Gleitfläche 23 des Dichtkeils 22, der ringförmig ausgebildet ist, kann durch eine Stahlummantelung gesichert werden, wobei unter Umständen in die entsprechende Fuge ein hier nicht dargestelltes Injektionsband zur Sicherstellung des Anpreßdruckes eingebaut ist

An den Schlußring 17 schließt sich der Schachtausbau im standfesten Gebirge an, der wie dargestellt aus Stahlbetonteilen 21,2V ausgebildet ist Diese Stahlbetonteile oder Stützringe können in Form von Verbundringen verwendet werden, wenn möglichst eine große Sohlfläche für den Schlußring 17 von Nöten ist. Die Fugen zwischen den einzelnen Stützringen sind durch Dichtungsbänder abgesichert, die die Aufgabe haben, diesen Bereich gegen druckbegrenzte Zuflüsse abzudichten. Dies gilt insbesondere für spezielle durch die Stützringe und nicht das Fundament eingepreßte Injektionen zur Abdichtung gegen Zuflüsse. Der Dichtmantel 7 ist übrigens im Bereich des Schlußringes 17 in diesen in Form einer Labyrinthdichtung 19 eingebunden.

Fig.2 zeigt eine Ausbildung, bei der der Schachtquerschnitt durchgehend einheitlich ist, wobei der Innenausbau 6 allerdings den Gegebenheiten entsprechend verstärkt wird. Zur Verstärkung dient ein Stahloder Gußeisenausbau ί2, der aus einzelnen unterschiedlieh starken Ausbauringen 13 zusammengesetzt ist. Diese Ausbauringe 13 sind in axialer Richtung nicht miteinander verbunden. Der Schlußring 17' ist soweit in Richtung Gebirge verlängert, bis der über der Fußausbildung definiert bekannte Gleitmassendruck im Zusammenspiel mit dem Eigengewicht der Schachtröhre eine Resultierende durch die Mitte der Sohlfläche 18 bildet. Auch hier ist der Dichtmantel 7 in Form einer Labyrinthdichtung 19 in den Schlußring 17 eingebunden.
Sowohl bei F i g. 1 wie auch F i g. 2 ist verdeutlicht, daß der Außenausbau 5 nicht auf dem Schlußring 17 aufsteht, sondern vielmehr auf dem Gebirge 3.

Die F i g. 3 und 4 zeigen unterschiedliche Ausbildungen des Außenausbaus 5 bzw. des Innenausbaus 6. Bei F i g. 3 ist der Innenausbau jeweils von einem konisch ausgebildeten Stahlbetonmantel 16 gebildet, während der Außenausbau 5 einmal aus Betonformsteinen 14,15 zusammengesetzt ist, und zum anderen aus Spritzbeton oder ähnlichem Material. Mit 10 und 11 sind hier der innere Querschnitt und der äußere Querschnitt bezeichnet, um deutlich zu machen, daß der äußere Querschnitt 11 durchgehend gleich ist, während der innere Querschnitt von unten nach oben kontinuierlich zunimmt.

F i g. 4 zeigt eine Ausbildung, bei der der Außenausbau 5 aus Betonformsteinen 14, 15 besteht, zwischen denen Flachspanplatten 26 eingesetzt sind, die eine relativ steife Ausbildung aufweisen. Der Innenausbau besteht aus einer entsprechend ausgebildeten Betonformsteinwand 20. Auf der anderen Seite sind Stahlringelemente 27 als Außenausbau 5 verwendet, während der Innenausbau 6 einen Stahlbetonmantel 16 aufweist, vor dem diesen einfassend ein Stahimantei 28 eingebracht ist Dieser Stahlmantel dient einerseits als Innenwandung des Schachtes und gleichzeitig als Schalung beim Einbringen des Stahlbetonmantels.

F i g. 5 verdeutlicht die Ausbildung, nach der der Vorschachtbereich 30 diffusorartig ausgebildet ist. Diese Ausbildung kann auch für den Schacht im standfesten Gebirge wettertechnische Vorteile mit sich bringen.
Die Gleitfuge 8 kann mit Asphalt, vorzugsweise aber auch mit einer Tonwassersuspension oder einer ähnlichen Kombination, deren Dichte langfristig aufgrund eintretender Sedimentation einen nicht linearen Verlauf einnimmt Gerade die vorgeschlagene Ausbildung des Ausbaus ist mit einer derartigen Tonwassersuspension vorteilhaft einsetzbar, wobei eine Dichtverteilung von 1,0 an der Oberfläche bis zu 2,3 im Bereich des Schlußringes 17 ohne weiteres eintreten kann, ohne die Wirksamkeit des Schachtausbaus zu beeinträchtigen.

Bezugszeichenliste

1 Schacht

2 Schachtausbau

3 Gebirge nicht standfest

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5 Außenausbau

6 Innenausbau

7 Dichtmantel

8 Gleitfuge

10 Querschnitt innen 5

11 Querschnitt außen

12 Stahlausbau

13 Ausbauring

14 Betonformstein

15 Betonformstein io

16 Stahlbetonmantel

17 Schlußring

18 Sohlfläche von 17

19 Labyrinthdichtung

20 Betonformsteinwand 15

21 Stahlbetonformteil

22 Dichtung

23 Gleitfläche

26 Flachspanplatten

27 Stahlringelement 20

28 Stahlmantel

30 Vorschachtbereich

31 Gebirge standfest.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 25

30

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50

S5

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C5

Claims

34 Ol Patentansprüche:

1. Schachtausbau, insbesondere für den Ausbau von Schächten großer Teufe im nicht standfesten, wasserführenden Gebirge, bestehend aus einer am Gebirge anliegenden äußeren Ausbausäule und einer durch eine Gleitfuge von letzterer getrennten, krümmungsfähigen, zur Gleitfuge hin mit einem wasserdichten Dichtmantel versehenen Innensäule, deren Wandung mit zunehmender Teufe α a. durch Erhöhung der Wandstärke verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Ausbausäule (6) mit zunehmender Teufe nur auf der dem Schachtinneren zugewandten Seite verstärkt ist und die au- ßere Ausbausäule (5) sowie der Dichtmantel (7) über die gesamte in dieser Weise ausgebaute Schachtteufe einen durchgehend gleichen Querschnitt sowie eine gleichbleibende Wandstärke aufweisen.

2. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der inneren Schachtsäule (6) mit der Teufe zunimmt, so daß sich der lichte Schachtquerschnitt nach oben hin konisch erweitert

3. Schachtausbau nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Ausbausäule (5) einen über ihre Teufe konstanten Querschnitt aufweist und aus begrenzt nachgiebigen Stahlringelementen (27), Betonformstein (14) oder einer statisch tragenden, einreihigen Betonformsteinwand (20) besteht.

4. Schachtausbau nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innensäule (6) aus zum Schachtinneren hin konisch zulaufenden, aufgemauerten Betonformsteinen (14, 15) oder einem konischen Stahlbetonmantel (16) besteht.

5. Schachtausbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innensäule (5) auf ihrer dem Schachtinneren zugewandten Seite einen als Schalung dienenden Stahlmantel (28) aufweist.

6. Schachtausbau nach Anspruch 1, ,dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schachtsäule auf ihrer dem Schachtinneren hin zugewandten Seite durch einen aus Ausbauringen (13) bestehenden Stahl oder Gußeisenausbau (12) mit zunehmender Teufe zunehmend verstärkt ist.

7. Schachtausbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauringe (13) einen konischen Querschnitt aufweisen oder zur Schachtinnenseite verspringend ausgebildet sind.

8. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfuge (8) ein Füllmittel mit einem Raumgewicht von mindestens 1,15 und höchstens 1,29 Mp/m³ aufweist.

9. Schachtausbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmittel der Gleitfuge (8) mehr als 30% eines konsistenten Zuschlages aufweist.

10. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschluß der konisch ausgebildeten Innensäule (6) von einem Schlußring (17) gebildet ist, dessen Sohlfläche (18) so ausgebildet ist, daß die resultierenden Kräfte durch die Mitte der Sohlfläche verlaufen.

11. Schachtausbau nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschluß der nach unten materialmäßig verstärkt ausgebildeten Innensäule (fi) von einem Schlußring (17') gebildet ist, der so weit ins Gebirge (3) verlängert ist, daß die Resultierende von Gleitmassendruck und Eigengewicht der Schachtröhre durch die Mitte der Sohlfläche verläuft

IZ Schachtausbau nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtmantel (7) in Form einer Labyrinthdichtung (19) in den Schlußring (17) eingebunden ist

13. Schachtausbau nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schlußring (17) und Gebirge (3) ein rohrförmiger Dichtkeil (22) vorgesehen ist, der die Gleitfuge (8) nach unten hin abdichtend angeordnet ist

14. Schachtausbau nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (23) zwischen Schlußring (17) und Dichtkeil (22) durch eine Stahlummantelung gesichert ist und daß in der Fuge ein Injektionsband positioniert ist

15. Schachtausbau nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß der Schachtausbau (5) hinter dem Schlußring (17) unmittelbar auf das Gebirge (3) gestellt ist

16. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Schachtes (1) und damit der von Außen- und Innensäule (5,6) sich im Vorschachtbereich (30) konisch nach oben erweiternd ausgebildet ist

17. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfuge (8) mit einer Suspension ausgefüllt ist, deren Dichte langfristig über die Teufe der Gleitfuge einen nichtlinearen Dichtverlauf annimmt.