DE3441638A1 - Auskleidung fuer schaechte und aehnliche unterhalb der oberflaeche befindliche ausnehmungen - Google Patents

Description

, 14. 11. 1984 DIPL-ING. HELMUT KOEPSELL *l· 5 KÖLN 1

PATENTANWALT Mittelstrasse 7

Telefon (02 21) 2194 23
Telegrammadresse: Koepseilpatent Köln

Dravo Corporation ,

Da/202

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Auskleidung für Schächte und ähnliche unterhalb der Oberfläche befindliche Ausnehmungen

Die Erfindung bezieht sich auf unter der Erdoberfläche befindliche Räume, wie z. B. Bergwerksschächte, zivile oder militärische Ausnehmungen, Raketensilos und ähnliche Ausnehmungen.

Schachtöffnungen von mittlerer Tiefe in festen Erdformationen, die keinem starken Außendruck durch Grundwasser oder anderen Einflüssen ausgesetzt sind, können mit einer Auskleidung aus gegossenem Beton zur Erzielung einer ausreichenden Standfestigkeit versehen werden. In anderen Fällen, insbesondere bei tiefen Schächten, unstabilen Bodenverhältnissen oder hohem Grundwasserdruck, können vorgefertigte ringförmige Betonabschnitte oder Metallplatten verwendet werden, die entsprechend der Krümmung der Öffnung gebogen sind und mit ihren Rändern Abschnitt auf Abschnitt im Schacht aufeinandergesetzt und teilweise oder ganz miteinander verbunden werden. Derartige Arbeiten, die

normalerweise innerhalb eines engen Raumes und unter Verwendung einer Hilfsbühne oder einer aufgehängten Bühne ausgeführt werden, sind schwierig und gefährlich.

Die Erfindung betrifft eine besondere Auskleidung für einen Schacht oder eine ähnliche Ausnehmung, die großen äußeren Druckeinwirkungen standhält, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Auskleidung. Trotz ihrer Widerstandsfähigkeit kann sie im allgemeinen durch einen oder zwei Arbeiter Stück für Stück im Schacht zusammengebaut werden. Die Auskleidung wird von Stahlplatten gebildet, die in gleiche Segmente eines Stahlringes unterteilt sind, wobei die voreinanderstoßenden Enden der Segmente radial zu einem Kreis verlaufen, welcher den inneren Durchmesser des Schachtes definiert. Die Platten werden in Schichten oder Lagen derart angeordnet, daß sich die Enden der Platten einer Lage genau in der Mitte zwischen den Enden der Platten in der jeweils oben und unten anschließenden Lage befinden. Zur Sicherstellung dieser Zuordnung können die Platten mit Löchern versehen sein, die mit Löchern in der jeweils darüber und darunter befindlichen benachbarten Lage übereinstimmen. In diese Löcher können vertikale Stangen eingeführt werden, und zwar gegebenenfalls nur zeitweilig, um das Plazieren der Platten zu erleichtern. Die Stäbe können aber auch in den Löchern verbleiben, um die gesamte Struktur zu verstärken.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. Es zeigen:

Fia. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Schacht,
v;elcher mit einer Auskleidung gemäß der Erfindung versehen ist,

Fig. 2 die zugehörige Draufsicht, die die vollständige ringförmige Kontur der Auskleidung und des diese umgebenden Füllroaterials erkennen läßt,

Fiq. 3 die Draufsicht auf einen einzelnen Segmentab-

schnitt, wobei die Positionen der Abschnitte jejeweils in der darüber und darunter befindlichen benachbarten Lage gestrichelt dargestellt sind.

In Fig. 2 wird der vertikale volle Durchmesser der kreisförmigen Schachtausnehmung durch die Durchmesserpfeile 2 angedeutet. Um die Auskleidung 3 des Schachtes ist außenseitig ein Füllmaterial 4 vorhanden, welches den Raum zwischen Auskleidung 3 und der Begrenzung der ursprünglichen Schachtausnehmung ausfüllt. Das Füllmaterial 4 kann aus gegossenem Beton, verfestigter Erde oder zerkleinerten Steinen bestehen. Jedoch wird normalerweise jedenfalls

dort, wo ein Wasserabschluß erforderlich ist, das Füllmaterial aus Beton bestehen, wobei ein nicht dargestellter wasserdichter Mantel aus Metall vorgesehen sein kann.

Die Auskleidung 3, die die gegen Außendruck widerstandsfähige Wandung gemäß der Erfindung darstellt bzw. aufweist, ist kreisförmig. Die sie bildende Baueinheit ist aus einzelnen ebenen Stahlplatten-Abschnitten 5 zusammengesetzt. Diese Abschnitte werden aus Stahlplatten zugeschnitten. Jeder Abschnitt stellt ein bogenförmiges Segment eines Kreises dar, wobei jeder Abschnitt ein gleiches Teil eines Kreises bildet, welcher Innenumfang und Außenumfang der Schachtauskleidung definiert, von welchem jeder Abschnitt ein Teil darstellt. So erstrecken sich beispielsweise in der Zeichnung die inneren und äußeren Begrenzungen des ümfanqes über 60° im Bogenmaß, so daß jeder Abschnitt sich über einen Winkel von 60° erstreckt und sechs Abschnitt einen vollständigen Kreis bilden, wobei die Enden jeweils zweier benachbarter Abschnitte voreinanderstoßen. In Fig. 3 ist einem Abschnitt einer oberen Lage ein Pfeil zugeordnet, welcher 60° im Bogenmaß an der inneren Begrenzung angibt. Die Pfeile für die darunter befindliche Lage sind auf die äußere Begrenzung bezogen. In Schächten mit größerem Querschnitt können sich die Abschnitte über kleinere Bögen gleicher Größe erstrecken, wobei mehr Abschnitte zur Herstellung eines vollständigen Ringes erforderlich sind.

Auf diese Weise werden Abschnitte, die zu groß sind, als daß sie ohne Schwierigkeiten im Schacht gehandhabt werden können, vermieden. Außerdem werden Herstellung und Transport erleichtert.

Da die einzelnen Schichten aus Stahlplatten hergestellt werden, erhöht das Gewicht jeder hinzugefügten Lage den Reibungskonakt zwischen den darunter befindlichen Lagen. Jedoch kann jedes Teil durch einen oder zwei Arbeiter in seine jeweilige Lage gebracht werden. Da alle Platten oder Bleche einer bestimmten Ausnehmung alle die gleichen Umfangsdimensionen aufweisen, kann jede Platte oder Einheit vorteilhaft mit zwei durchgehenden Löchern 6 versehen werden, die mittig zwischen innerem Umfang und äußerem Umfang anqeordnet sind, wobei jeweils ein Loch in Umfangsrichtunq des Abschnittes in einem Abstand von einem seiner Enden anqeordnet ist, welcher einem Viertel der gesamten Länge in Umf anqsrichtunq desselben entspricht. D. h. , daß jeder Abschnitt jeweils in der Mitte zwischen einem Ende und einer den Abschnitt hälftig unterteilenden radialen Ebene mit einem Loch versehen ist. Bei den so angeordneten Löchern ergibt sich, wenn jede Schicht in Umfangsrichtung gegenüber der jeweils darüber und darunter befindlichen Schicht um eine halbe Abschnittslänge in Umf angsrichtung versetzt anqeordet ist, von oben nach unten eine Folge von miteinander fluchtenden Löchern, die sich zu geraden

durchgehenden Löchern 6a ergänzen, so daß gerade vertikale Stäbe 6b vertikal in die Löcher eingeführt werden können, um dasexakte Positionieren der Abschnitte zur Erzielung der erforderlichen Einheitlichkeit zu erleichtern, wenn die Abschnitte von oben nach unten entlang den Stäben abgesetzt werden. Es ist auch möglich, kurze Stangen in die Löcher einzuführen, um die Abschnitte beim Verlegen jeder Schicht in die genaue Position radial und gegebenenfalls auch in Umfangsrichtung zu verschieben. Nachdem sie ihre Lage einnehmen, werden die Abschnitte fest in ihrer Position verkeilt, so daß die innere Wandung glatt und frei von vorstehende Ecken ist, wenn die Abschnitte mit ausreichender Genauigkeit geschnitten sind. Zur Erzielung der ausreichenden Stabilität weist jeder Abschnitt in radialer Richtung vorteilhaft eine Breite auf, die größenordnungsmäßig das Drei- oder Vierfache seiner Dicke beträgt, so daß Abschnitte, die aus einer Platte mit einer Dicke von einem Zoll geschnitten werden, in der Mehrzahl der Fälle zumindest drei Zoll vom inneren Umfang zum äußeren Umfang messen, um so die erforderliche Stabilität und einen ausreichenden Reibungskontakt sowie breite radiale keilförmige Enden zwischen voreinanderstoßenden Abschnitte zu erreichen. Im allgemeinen wird aus praktischen Erwägungen das Verhältnis von Breite zur Dicke viel größer sein, wobei eine Wandungsdicke von mehreren Fuß bei bestimmten Anwen-

düngen in Erwägung gezogen wird. In Raketensilos, Bunkern oder dgl. können glatte Innenflächen von besonderer Bedeutung sein.

Innerhalb eines Erdschachtes kann die aus Stahlplatten aufaebaute Struktur außerordentlich großen äußeren Beanspruchungen widerstehen, die von der umgebende Betonwandung qleichmäßiq vom Gebirge oder Boden auf die Stahlauskleidung übertragen werden. Andererseits wird der Beton durch die Metallauskleidung gegen Reißen oder Brechen abgestützt. Er dient auch dazu, das Hindurchsickern von unter niedrigem Druck stehenden Wasser durch die Platten zu verhindern. Die Platten selbst können ggf. Oberflächenrost entwickeln, der unter aeeigneten Bedingungen dazu beiträgt, den Kontakt zwischen den Oberflächen der einzelnen Platten zu verbessern, auch im Sinne eines miteinander Verbindens derselben, mit der Folge einer Verstärkung der Metallauskleidung.

Claims (8)

Patentansprüche :

1. Schachtauskleidung oder dgl. mit innerer kreisförmiger Kontur zur Anwendung bei den auf die Auskleidung einwirkenden Innendruck übersteigenden Außendruck, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus aufeinandergesetzten flachen, rinqförmiqen Stahlplatten-Abschnitten besteht und jeder Rina aus Seqmentabschnitten (5) aus flachen Stahlplatten besteht und die Breite in radialer Richtung größer ist als seine Dicke, wobei alle Abschnitte (5) mit Enden versehen sind, die radial zu dem Kreis verlaufen, um welchen die Ringe zentriert sind.

2. Schachtauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand jedes Segmentabschnittes(5) konzentrisch zum inneren Rand ist.

3. Schachtauskleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Platte nicht weniger als das Dreifache der Dicke beträgt.

4. Schachtauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Abschnitte (5) gleiche Bögen eines gemeinsamen Kreisesdarstellen, deren Enden radial zum Kreis

verlaufen, wobei die Abschnitte (5) eine Länge im Bogenmaß aufweisen, die der Länge aller anderen Abschnitte (5) entspricht.

5. Schachtauskleidung nach Anspruch 1, in welcher die voreinanderstoßenden Enden der Segmente (5) jeder Lage in der Mitte der Segmente der unmittelbar darüber und darunter befindlichen Lagen angeordnet sind.

6. Schachtauskleidung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment(5) mit zwei durchgehenden Löchern (6) versehen ist, von denen jedes in der Mitte zwischen jeweils einem Ende und der Mitte des Segmentes angeordnet ist, wobei die Löcher (6) in den Segmenten (5) aller Schichten vertikal mit den Löchern(6) in den jeweils darüber und darunter befindlichen Segmenten (5) fluchten.

7. Schachtauskleidung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Metallstangen (6b) zumindest zeitweilig in den miteinander fluchtenden Löchern(6) mehrerer Schichten anqeordnet sind, um Platten oder Ringe gegen radiale Bewegung relativ zu irgendeiner anderen Schicht oder irgendwelchen anderen Schichten durch die Löcher (6), durch welche sich die Stangen (6b) erstrecken, zu sichern.

-VB-

8. Schachtauskleidung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstangen (6b) in fluchtenden Löchern (6) mehrerer Schichten angeordnet sind, wobei sich ihre Enden über die Ebene der zuoberst befindlichen Schicht erstrecken und Führungen bilden für das Plazieren und Zentrieren von Segmenten (6) zusätzlicher Ringe, wenn diese in ihrer Position angeordnet werden.