DE3523869C1 - Streckenausbau, bestehend aus mit abbindenden Baustoffen füllbaren flexiblen Schläuchen - Google Patents

Description

• Der wesentliche Nachteil eines aus form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbundenen Einzelelementen zusammensetzbarem Ausbau besteht jedoch im wesentlichen darin, daß ein solcher Ausbau völlig starr ist und durch die geringsten Gebirgsbewegungen sehr schnell zerstört wird.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Streckenausbau für den untertägigen Berg- und Tunnelausbau zu schaffen, der zunächst bei genauer Anpassung an das Gebirge und eine dichte Schalung bildend eine gewisse Starrheit aufweist, der aber bei Erfordernis auch mit einer gewissen Nachgiebigkeit versehen ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Streckeninneren hin vor der an den Ausbruchswandungen anliegenden äußeren Ausbauschale zumindest eine weitere Ausbauschale im wesentlichen gleicher Ausbildung zugeordnet ist und daß zwischen den beiden Ausbauschalen ein mit einem plastischen Material verfüllbarer Zwischenraum gebildet ist, dem Einrichtungen zugeordnet sind, die bei einer überdurchschnittlichen Belastung des Ausbaues durch auftretende Gebirgskräfte ein teilweises Abfließen des plastischen Materials ermöglichen.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die äußere Ausbauschale eine geringere Tragfähigkeit aufweist als die zum Streckeninneren gerichtete innere Ausbauschale.
• Beim Einbringen des Streckenausbaus kann die äußere Ausbauschale vor dem Verfüllen mit Baustoff an das Gebirge angeankert werden. Das Ankern soll hierbei sowohl als Montagehilfe als auch als Ausbauunterstützung und als Sicherung gegen Schub dienen. Um den eigentlichen Ausbauvorgang mit dem Streckenvortrieb parallel durchführen zu können, ist es möglich, die Schläuche bzw. die Ausbauschalen zunächst mit Druckluft zu füllen und im Schutz eines derartig provisorischen Ausbaus den Streckenvortrieb weiter durchzuführen und hinter der Teilschnittmaschine die Schläuche der äußeren Ausbauschale mit einem schnell abbindenden Baustoff zu verfüllen. Für die Durchführung dieser Arbeitsweise sind die Schläuche der Ausbauelemente mit luftdichten Gummi- oder Kunststoffschläuchen versehbar, die darüber hinaus mit durch die Schläuche der Ausbauelemente ragenden, von der Strecke aus zugänglichen, Füll- und Überdruckventilen versehen sein müssen. Mit dem Aufpumpen bzw. dem Aufblähen der Gummi- oder Kunststoffschläuche werden die Ausbauschalen an die Firste und die Stöße gedrückt. Durch die zwischen den Schläuchen in den Nahtbereichen und den Randbereichen der als Ausbauschalen vorgesehen Ausbauelemente angeordnete Öffnungen werden die Ausbauschalen durch First- und Stoßanker fest positioniert.
• Die Gummi- oder Kunststoffschläuche im Inneren der Ausbauschalen werden beim Verfüllen durch den Fülldruck des Baustoffes bis zu 4 bar zusammengedrückt. Die Luft entweicht durch vorgesehene Überdruckventile, vorzugsweise in der Firste, während der Baustoff in den Ausbauschalen hochsteigt.
• Nach dem Verfüllen einer äußeren und einer inneren Ausbauschale wird zwischen diese Ausbauschalen ein komprimierbares oder plastisches Material eingebracht.
• Die Nachgiebigkeit eines solchen mehrschaligen Strekkenausbaus ist auch durch verschiedene, in den Ausbau integrierbare Teile wie beispielsweise durch hydraulische Kissen, durch die Verwendung von plastischem Material, die Verlagerung der Stoßelemente in Senkstützen oder auch durch eine besondere Schwächung der Schläuche im Sohlenbereich, beispielsweise durch eine konische Ausbildung, erzielbar.
• In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel eines Streckenausbaus sowie mehrere als Ausbauschalen zu verwendende Ausbauelemente dargestellt, die im folgenden näher erläutert werden.
• Es zeigt F i g. 1 eine teilweise perspektivische Darstellung einer Ausbauschale, die unter Bildung nebeneinander liegender Schläuche aus einer doppelten Gewebebahn hergestellt ist, F i g. 2 eine teilweise Vorderansicht der in F i g. 1 dargestellten Ausbauschale, Fig. 3 eine schematisierte Darstellung im Schnitt eines Ausführungsbeispieles einer schlauchförmigen Ausbauschale und F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Streckenausbaus als Mehrschalenausbau.
• In F i g. 1 ist in einer teilweisen parstellung ein Ausführungsbeispiel eines als Ausbauschale 13, 14 zu verwendenden Ausbauelementes 1 zur Aufnahme des Baustoffs wiedergegeben. Das Ausbauelement 1 ist in der Länge an den jeweiligen Streckenquerschnitt anpaßbar ausgebildet. Ein derartiges Ausbauelement 1 besteht aus quer zur Streckenachse in Schläuche 2 unterteilte, am Gebirge positionierbaren und in Streckenlängsrichtung über Verbindungselemente miteinander verbindbaren doppelten Gewebebahnen 4, 5. Die einzelnen Schläuche 2 sind, wie nicht dargestellt ist, mit Füllöffnungen zum Verpumpen von schnell abbindbarem Baustoff versehen. Die doppelten Gewebebahnen 4, 5 werden durch Bildung von Nähten 3 je Ausbauelement 1 in eine Anzahl beispielsweise drei oder vier Schläuche 2 unterteilt. Anstelle zweier Gewebebahnen 4, 5 ist es möglich einen Gewebeschlauch größeren Durchmessers zu verwenden, der durch Einprägen von Nähten 3 ebenfalls in eine Anzahl Schläuche 2 unterteilt wird. Die Ausbauelemente 1 sind an den Rändern 7 in Streckenlängsrichtung und zwischen den Schläuchen 2 mit Öffnungen 8, beispielsweise zur Aufnahme von erwähnten Positionierungsankern 9 oder von Zugseilen 10 versehen. Als Material sollte zweckmäßigerweise ein zugfestes Gewebe, beispielsweise ein Kunststoffgewebe mit oder ohne Bewehrung verwendet werden.
• In dem in F i g. 3 im Schnitt und schematisiert wiedergegebenen Ausführungsbeispiel einer Ausbauschale 13, 14 sind innerhalb einer solchen Schale luftdichte Gummi- bzw. Kunststoffschläuche 11 angeordnet, die durch die Schläuche 2 zum Streckeninneren gerichtete Füll-und Überdruckventile 12 aufweisen. Unabhängig von der Ausführung der Ausbauelemente 1 mit oder ohne Innenschläuche 11 sind die Ausbauelemente 1 in einfacher Weise in zusammengerolltem Zustand, beispielsweise in Form einer gegeneinander ausgerollten Schneckenrolle, transportierbar.
• In F i g. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines zweischaligen Streckenausbaus wiedergegeben. Um eine gewisse Nachgiebigkeit zu erzielen, ist der Verfüllraum 15 zwischen den eingebrachten Ausbauschalen 13, 14 mit einem komprimierbaren oder plastischen Hinterfüllmaterial verfüllt. Um die erwünschte Nachgiebigkeit des Streckenausbaus zu erzielen, ist die äußere, zum Gebirge gerichtete Schale 13 weniger tragbar ausgebildet als die zum Streckeninneren gerichtete Schale 14. Um bei einer überdurchschnittlichen Belastung des Ausbaus durch auftretende Gebirgskräfte ein teilweises Abfließen des plastischen Materials zu ermöglichen, sind dem Verfüllraum 15 entsprechende Einrichtungen zugeordnet. Die Nachgiebigkeit eines solchen ein- oder mehrschaligen Streckenausbaus kann dadurch erzielt werden, daß die als Stoßelemente ausgebildeten Teile der Ausbauschalen 13, 14 in nachgiebiger Weise in topfartigen, die Füße umgebenden und mit nachgiebigem Material verfüllbaren Stempelfüßen verlagert werden.
• Darüber hinaus ist es vorstellbar, die Schläuche 2 der Ausbauelemente 1 im Sohlbereich konisch zur Sohle verjüngend verlaufend auszubilden.
• 1 Ausbauelemente 2 Schläuche 3 Nähte 4 Gewebebahn 5 Gewebebahn 6 Füllöffnungen 7 Rand 8 Öffnungen 9 Positionierungsanker 10 Zugseile 11 Gummi-, Kunststoffschlauch 12 Füll-, Überdruckventil 13 Ausbauschale 14 Ausbauschale 15 Verfüllraum

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Streckenausbau für den untertägigen Berg- und Tunnelbau, bestehend aus den tragenden Ausbau bildenden, quer zur Streckenlängsachse an den Ausbruchswandungen befestigbaren, durch doppelte Gewebebahnen gebildeten flexiblen Schläuchen, die über in ihnen vorgesehene Füllöffnungen mit einem schnell abbindenden Baustoff füllbar sind, d a -durch gekennzeichnet, daß zum Streckeninneren hin vor der an den Ausbruchswandungen anliegenden äußeren Ausbauschale (13) zumindest eine weitere Ausbauschale (14) im wesentlichen gleicher Ausbildung angeordnet ist und daß zwischen beiden Ausbauschalen (13, 14) ein mit einem plastischen Material verfüllbarer Zwischenraum (15) gebildet ist, dem Einrichtungen zugeordnet sind, die bei einer überdurchschnittlichen Belastung des Ausbaues durch auftretende Gebirgskräfte ein teilweises Abfließen des plastischen Materials ermöglichen.
2. 2. Streckenausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Ausbauschale (13) eine geringere Tragfähigkeit aufweist als die zum Strekkeninneren gerichtete innere Ausbauschale (14).

   Die Erfindung bezieht sich auf einen Streckenausbau für den untertägigen Berg- und Tunnelausbau, der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

   Insbesondere im Steinkohlenbergbau wie auch im Tunnelbau ist es in Abhängigkeit des durchörterten Gebirges erforderlich, die aufgefahrenen Strecken mit Ausbau zu versehen. Die Gestaltung bzw. die Wahl des Ausbaues erfolgt im Hinblick auf die erforderliche Stützkraft sowie den Ausbauwiderstand und im Hinblick darauf, ob aufgrund von Konvergenz eine entsprechende Nachgiebigkeit des Ausbaus erforderlich ist. Bei höherem Gebirgsdruck wird ein entsprechend stärkerer und schwerer bemessener Ausbau in dichterem Abstand eingebaut. Da mit zunehmendem Gewicht sowohl der Transport als auch die Handhabung ständig schwieriger, zeitaufwendiger, teurer und gefährlicher werden, bestehen Bestrebungen, den hohen Anteil des bisher verwendeten Stahlausbaus durch andere, insbesondere leichtere, und nach Möglichkeit auch kostengünstigere Konstruktionen zu ersetzen.

   Eine der Möglichkeiten den üblicher Weise, insbesondere im Bergbau, verwendeten Streckenausbau aus reib- und formschlüssig miteinander verbundenen Segmenten zu verstärken, besteht im zusätzlichen Einbringen von Ankern aus unterschiedlichen Materialien. Die Anker aus Stahl, Kunststoff oder Glasfasern werden in Bohrlöchern verklebt oder verklemmt. Die Verwendung von zusätzlichen Ankern erfolgt meist in Verbindung mit Stahlmatten oder Maschendraht Darüber hinaus ist es möglich, einen derartigen Strekkenausbau mit schnell abbindenden Baustoff an- oder zuzuspritzen. Desweiteren ist ein Verbundausbau bekannt, bei welchem die in der Strecke eingebrachten Ausbaubögen zur Strecke hin eingeschalt werden und der so entstandene Zwischenraum zwischen Gebirge und Verschalung mit abbindendem Baustoff verfüllt wird.

   Neuere Entwicklungen bemühen sich um Leichtbau- weise mit stählernem Unterstützungsausbau. Hier wurden z. B. aus Gitterkonstruktionen bestehende Stahlbögen entwickelt, die eine Armierung für den in der Folge eingebrachten Baustoff bilden sollen. Auch sind profilierte Ausbaubleche bekannt geworden, welche zusammen mit Baustoff eingesetzt werden sollen. Unter anderem ist auch ein Ausbau aus plattenartig, in Sandwich-Bauweise, hergestellten Elementen bekannt, wobei die Elemente in Art einer verlorenen Schalung ge- und hinterfüllt werden.

   Die wesentlichen Nachteile des derzeit insbesondere im untertägigen Bergbau eingesetzten Ausbaus aus reib- oder formschlüssig miteinander verbundenen Stahlsegmenten besteht in der Handhabung, insbesondere im Transport und der Montage, sowie in der Funktionsweise des Ausbaus, der einmal am Gebirge anliegen und desweiteren eine gewisse Nachgiebigkeit aufweisen soll. So sind der Transport und die Montage in den Untertagestrecken wegen des hohen Gewichtes und der Sperrigkeit der Einzelteile überaus schwierig und gefährlich. Das von Hand zu bewegende Gewicht eines Ausbauteiles ist viel zu hoch und die Summe sämtlicher Einzelteile bildet kein funktionell aufeinander abgestimmtes Ganzes. Desweiteren ist die Kombinationsmöglichkeit mit Ankern und abbindenden Baustoffen bei den Stahlteilen herkömmlicher Bauweise konstruktiv zu wenig berücksichtigt. Die mechanische Manipulation vor allem vormontierter Ausbausegmente in Form eines vorzupfändenden Kappendaches verlangt aufwendig konstruierte Maschinen mit hydraulisch ausgerüsteten Arbeitsbühnen und stellt dennoch eine sehr schwierige und zeitaufwendige und in sicherheitlicher Hinsicht gefährliche Arbeit dar.

   Nach der US-PS 33 96545 sind vornehmlich ringförmig oder anderen Querschnitten anpaßbar ausgebildete, aus Schläuchen bestehende Ausbauelemente bekannt, die aneinandergereiht und mit aushärtendem Füllmaterial gefüllt, insbesondere zum Herstellen von Pfeilern oder als Schachtausbau, aber auch als Strecken-und Tunnelausbau verwendet werden. Im verfestigten Zustand bilden die Ausbauelemente einen tragenden starren Ausbau, der beim Verfüllen aufgrund der Ausbildung des Schlauchmaterials eine gute Anpassung an das Gebirge erlaubt.

   Der Nachteil derartiger, insbesondere als Streckenausbau verwendeter aneinandergereihter Einzelkörper besteht im wesentlichen darin, daß die Einzelelemente nach dem Abbinden des Füllmaterials einen starren untereinander nicht gesicherten Ausbau darstellen, der jegliche Nachgiebigkeit vermissen läßt.

   Desweiteren ist nach der DE-OS 29 23 016 ein aus flexiblen Hüllen bestehender mittels abbindefähigen Stoffen verfüllbarer Verzug bzw. aus Einzelelementen zusammensetzbarer Ausbau bekannt, bei welchem die Hüllen bzw. Einzelelemente untereinander und mit der Stützwand über Kraft- und/oder über Formschluß miteinander verbunden sind.

   Auf diese Weise ergibt sich im Gegensatz zu den aneinandergereihten Einzelelementen zumindest durch die Verbindung der Elemente eine Verstarrung des Systems, wodurch es möglich wird, einen solchen Ausbau Tragfunktionen zu übertragen.