DE3807008C1

DE3807008C1 - Method of constructing a shaft, in particular for mining

Info

Publication number: DE3807008C1
Application number: DE19883807008
Authority: DE
Inventors: Karl-Josef 5242 Kirchen De Maass; Klaus-Frieder Dipl.-Ing. 3392 Clausthal-Zellerfeld De Weibezahn
Original assignee: E Heitkamp 4690 Herne De GmbH
Current assignee: E Heitkamp 4690 Herne De GmbH
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1989-10-05

Abstract

The invention relates to a method of constructing a shaft (41), in particular for mining. According to the invention, it is proposed to float the shaft lining column as preliminary shaft lining tube (9) down to the bottom of a borehole after the borehole extending into the competent ground is made, to place underwater concrete (24) between the preliminary shaft lining tube (9) and the ground (3) when the level (20) of the ballast water (18) rises, to break through the soil after the underwater concrete (24) has set, and to prepare the excavation (29) and the foundation (30) after the draining down below the level of the planned excavation and then to construct the final, pressure-water-tight shaft lining (41) starting from the foundation (30) up to the borehole mouth (6) by a formwork method or behind a steel inliner. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schachtes, insbesondere für den Bergbau, bei dem ein in das standfeste Gebirge reichendes Bohrloch mit einem die erforderliche Breite und Höhe aufweisenden Ausbruch für ein Fundament eines druckwasserdichten, endgültigen Schachtausbaus versehen wird, wobei eine Schachtausbausäule aus einem in Gleitschaltung hergestellten Stahlbetonausbau besteht, der an der Sohle durch einen Boden geschlossen ist und in das Bohrloch eingeschwommen wird, der Zwischenraum zwischen dem Gebirge und der Schachtausbausäule mit einem Füllmittel hinterfüllt und nach dem Sümpfen des sich im Inneren der Schachtausbausäule befindlichen Ballastwassers durch den Schachtboden die weiteren Vortriebsarbeiten durchgeführt werden.The invention relates to a method for Manufacture of a shaft, especially for the Mining, in which one in the stable mountains reaching borehole with one the required Outbreak with width and height for a Foundation of a watertight, final Shaft expansion is provided, one Manhole expansion column made of a sliding circuit manufactured reinforced concrete expansion, which at the Sole is closed by a floor and into that Borehole is floating, the gap between the mountains and the shaft expansion column backfilled with a filler and after Swamps of the inside of the shaft expansion column located ballast water through the shaft floor the further tunneling work is carried out.

Ein Verfahren dieser Art ist aus dem älteren Vorschlag nach der DE-OS 36 29 555 bekannt geworden. Die druckwasserdichte - endgültige - Schachtausbausäule wird mittels einer Abfangvorrichtung mit Abstand zur Bohrlochsohle auf das Fundament in der Bohrspülung eingeschwommen, abgesetzt sowie nach dem Sümpfen des in seinem Innenraum befindlichen Ballastwassers sein Boden entfernt und sodann durch diesen Schachtausbau im standfesten Gebirge weitergeteuft. Dabei wird ein aus einer Fundamentschaltung, einer dieser umgreifenden Fundamentbewehrung und einem Stützring bestehender Fundamentkörper an einer Aufnahmevorrichtung hängend so weit in den Bereich der Erweiterungsbohrung eingebracht, bis die Fundamentbewehrung ihre Position im Ausbruch der Erweiterungsbohrung erreicht hat. Hiernach wird die Fundamentbewehrung im Ausbruch aufgespreizt und der Ringraum zwischen dem Fundamentkörper und dem Gebirge an seinem oberen und unteren Ende unter Zentrierung des Fundamentkörpers gegen das Gebirge abgedichtet und sodann der Ringraum zwischen Fundamentkörper und Gebirge mit einem Unterwasserbeton hinterfüllt. Nach dem Abbinden des den Fundamentkörper hinterfüllenden Unterwasserbetons wird die endgültige Schachtausbausäule eingeschwommen und mit einer Dichtfläche auf einer Gegendichtfläche am oberen Ende des Fundamentkörpers aufgesetzt.A method of this kind is from the older one Proposal according to DE-OS 36 29 555 known become. The watertight - final - Manhole expansion column is by means of a Interception device at a distance from the bottom of the borehole on the foundation in the drilling fluid swum in, discontinued and after swamping of the one inside Ballast water removed its bottom and then through this shaft expansion in the stable mountains continued. One becomes one Foundation circuit, one of these comprehensive Foundation reinforcement and a support ring existing Foundation body on a cradle hanging so far in the field of Extension hole introduced until the Foundation reinforcement their position in the outbreak of the Has reached the expansion hole. After that will the foundation reinforcement spread out in the excavation and the annulus between the foundation body and the mountains at its upper and lower ends centering the foundation body against that Mountains sealed and then the annulus between foundation body and mountains with one Underwater concrete backfilled. After setting of the backfilling the foundation body Underwater concrete will be the final one Swim in the shaft extension column and with one Sealing surface on a counter sealing surface at the top Put on the end of the foundation body.

Zwar weist dieses Verfahren bereits den Vorteil auf, daß in relativ kurzer Zeit nach dem Einbringen der Erweiterungsbohrung das Fundament erstellt werden kann und durch die Aufpreizung der Fundamentbewehrung eine relativ homogene Bewehrung sichergestellt ist. Dennoch können infolge von Ausbrüchen der Stöße der Erweiterungsbohrungen Abweichungen die erforderliche Dicke und Homogenität des Fundamentes beeinträchtigen, die nicht kontrollierbar sind. This method already shows the Advantage on that in a relatively short time after Introduce the extension hole into the foundation can be created and by spreading the Foundation reinforcement a relatively homogeneous reinforcement is ensured. Nevertheless, as a result of Outbreaks of the expansion holes Deviations the required thickness and Affect the homogeneity of the foundation, the are not controllable.

Ein Verfahren anderer Art ist aus der DE-PS 35 24 253 bekannt geworden. Dabei wird in einem Bohrloch im nicht standfesten Gebirge der aus vorgefertigen, zueinander ausgerichteten Ausbauschüssen aus Stahl, Beton-Verbund bestehende, druckwasserdichte Schachtausbau mittels einer Abfangvorrichtung mit Abstand zur Bohrlochsohle eingeschwommen, in seinem in das standfeste Gebirge reichende Bodenbereich außen einbetoniert sowie nach dem Sümpfen des in seinem Innenraum befindlichen Ballast-Wassers sein Boden entfernt. Hiernach wird durch diesen Schachtausbau in dem standfesten Gebirge weitergeteuft. Dabei wird das Bohrloch im standfesten Gebirge in Höhe des Bodens des Schachtausbaus mit einer die erforderliche Breite und Höhe des Fundamentes aufweisenden Erweiterungsbohrung vorgesehen. Danach werden gemeinsam mit dem Boden des über seine gesamt Länge ausgerichteten Schachtausbaus eine die Erweiterungsbohrung abgrenzende Verschalung für das Fundament und eine die vom Gebirge ausgehenden Querkräfte aufnehmende sowie den Ringspalt im Bohrloch abdichtende Stützvorrichtung soweit eingeschwommen, bis sich der Boden im Bereich der Erweiterungsbohrung befindet. Hiernach wird der gesamte Ringraum der Erweiterungsbohrung bis zu der etwa bis zum Innendurchmesser des Schachtausbaus reichende Verschalung mit Beton gefüllt. Nach dem Abbinden des Betons wird der Ringraum zwischen dem Schachtausbau und der Bohrlochwand verfüllt. Nach dem Enfernen seines Bodens wird sodann im Schutz der Stützvorrichtung weitergeteuft. Trotz der Vorteile dieses Verfahren, direkt in das auf Enddurchmesser gebohrte Bohrloch den endgültigen Schachtausbau einzubringen, hat sich zwischenzeitlich erwiesen, daß unter bestimmten geologischen Verhältnissen eine Gewährleistung für die einwandfreie homogene Ausführung der Fundamentkonstruktion der endgültigen Schachtausbauröhre nicht gegeben werden kann. Dies liegt unter anderem daran, daß aufgrund von Gebirgsbewegungen die Erweiterungsbohrung für das Fundament Ausbrüchen ausgesetzt sein kann, die eine ordnungsgemäße Fundamentierung verhindert. Denn hier ist entscheidend der Zeitfaktor. Da etliche Wochen bzw. Monate vergehen können, bevor der Fußschuß der endgültigen Schachtausbauröhre die Erweiterungsbohrung für das Fundament erreicht, kann zwischenzeitlich durch Ausbrüche der Stöße die Erweiterungsbohrung derart verändert worden sein, daß eine gleichmäßig homogene Fundamentierung des endgültigen Schachtausbaues zunichte gemacht wird. Der Betreiber eines derartigen Schachtes verlangt jedoch vom Hersteller eine Garantieerklärung über eine ordnungsgemäße Fundamentierung gewünschter Stärke, Dicke und Armierung, die im nachhinein - z. B. aufgrund unbekannter Ausbrüche - nicht mehr nachweisbar ist.A different kind of procedure is known from the DE-PS 35 24 253 become known. Thereby in a borehole in the mountain range of the from ready-made, aligned to each other Extension sections made of steel, concrete composite existing, watertight shaft expansion by means of an interception device at a distance from Borehole bottom floated in his in that stable mountain range outside concreted in and after swamping in his Ballast water inside the floor away. This will be followed by this shaft expansion continued to drift in the stable mountains. Here the borehole in the stable mountains becomes high the bottom of the shaft extension with a die required width and height of the foundation having expansion hole provided. After that be together with the bottom of the over his total length aligned shaft expansion one formwork delimiting the expansion hole for the foundation and one from the mountains outgoing transverse forces and the Support device sealing annular gap in the borehole floated in until the floor Area of the expansion hole. After that becomes the entire annulus of the extension bore up to about the inside diameter of the Shaft expansion covering with concrete filled. After the concrete has set, the Annulus between the shaft expansion and the Filled borehole wall. After removing his Soil is then protected by the support device continued. Despite the advantages of this Process directly into the final diameter drilled borehole the final shaft expansion in the meantime, it has proven that under certain geological conditions a guarantee of flawless homogeneous Execution of the foundation construction of the final shaft expansion tube not given can be. One of the reasons for this is that due to mountain movements Extension hole for the foundation cutouts may be exposed to the proper Foundation prevented. Because here is the time factor is decisive. Since several weeks or months may pass before the foot shot the final shaft extension tube Expansion hole for the foundation reached, can in the meantime by bursts of impact the extension hole has been changed in this way be that a uniformly homogeneous Foundation of the final shaft expansion is nullified. The operator of a such shaft, however, requires Manufacturer's guarantee statement for a proper foundation of the desired strength, Thickness and reinforcement, which afterwards - e.g. B. due to unknown outbreaks - no more is detectable.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Schachtes in nicht standfesten Gebirgsschichten erfolgt mittels des seit über hundert Jahren angewandten Gefrierverfahren. Bei diesem Verfahren werden mit großem Aufwand vertikale Gefrierbohrungen am Umfang des Schachtes niedergebracht, Laugeleitungen eingebaut und um den Schacht ein Frostkörper erstellt. Die Laugetemperaturen betragen ca. -40°C, wobei im Schutze dieses Frostkörpers bei -10°C bis -20°C vor Ort der Schacht konventionell geteuft wird. Nach Einbringen eines vorläufigen Ausbaus unter Aufrechterhaltung des Frostkörpers wird der endgültige Schachtausbau aus einem Stahlbeton-Verbund eingebracht, der mit einem äußeren Dichtmantel aus Stahlblech versehen ist. Zwischen dem vorläufigen Ausbau und dem endgültigen, druckwasserdichten Schachtausbau wird in der Regel eine Bitum-Gleitschicht eingefüllt. Dieses Verfahren ist äußerst kostspielig, und die Kosten für den Gefrierteil eines Schachtes belaufen sich rasch auf ca. DM 150 000 pro Meter. Dieses Gefrierverfahren ist ferner aus sicherheitstechnichen Gründen wegen der Gefahr eines Einbruchs des Frostkörpers infolge eines Bruches einer oder mehrerer Laugenleitungen für die in diesem Frostkörper arbeitenden Person nicht unbedenklich.Another method of making a Shaft in non-stable mountain layers has been done using the for over a hundred years applied freezing processes. With this Procedures become vertical with great effort Freeze holes on the circumference of the shaft brought down, lay pipes installed and around the shaft created a frost body. The Leach temperatures are approx. -40 ° C, whereby in Protect this frost body at -10 ° C to -20 ° C conventionally submerged on site of the shaft becomes. After introducing a preliminary expansion while maintaining the frost body, the final shaft expansion from one Reinforced concrete composite introduced with a outer sealing jacket made of sheet steel. Between the preliminary expansion and the final, watertight shaft expansion usually filled with a bitum sliding layer. This process is extremely expensive, and that Cost of the freezer section of a shaft quickly amount to approximately DM 150,000 per meter. This freezing process is also over safety reasons because of the danger the frost body collapses as a result of a Breakage of one or more lye lines for the not working in this frost body harmless.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, welches in zeit- und kostensparender Weise die Einbringung eines auch in sicherheitstechnischer Hinsicht unbedenklichen vorläufigen Ausbaus sowie eine alle Anforderungen erfüllende Fundamentierung des endgültigen Schachtausbaus gewährleisten.Based on this state of the art the invention has for its object a method the genus mentioned at the beginning specify which one in time and cost saving Way the introduction of a in safe from a safety point of view preliminary expansion as well as all requirements fulfilling foundation of the final Ensure shaft expansion.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schachtausbausäule als vorläufige Schachtausbauröhre bis zur Bohrlochsohle eingeschwommen wird, das Füllmittel zwischen der vorläufigen Schachtausbauröhre und dem Gebirge als Unterwasserbeton bei ansteigendem Pegel des Ballastwassers eingebaut wird, nach Abbinden des Unterwasserbetons der Durchbruch durch den Boden erfolgt und nach dem Sümpfen bis unter die Höhe des Anbruches dieser und das Fundament erstellt werden und das danach vom Fundament ausgehend bis zum Bohrlochmund in Schalungsbausweise oder hinter einem Inliner aus Stahl der endgültige, wasserdichte Schachtausbau hergestellt wird.This task is done in conjunction with the generic term according to the invention solved in that the Shaft expansion column as a preliminary Shaft expansion tube to the bottom of the borehole is floated, the filler between the provisional shaft extension tube and the mountains as Underwater concrete with increasing level of the Ballast water is installed after setting the Underwater concrete breakthrough through the bottom takes place and after swamping to below the height the opening of this and the foundation is created and then starting from the foundation up to to the borehole mouth in formwork construction or behind the final inliner made of steel, waterproof shaft expansion is produced.

Durch diese Verfahrensweise wird zunächst vom Bohrlochmund bis in Höhe des zu erstellenden Ausbruches eine vorläufige Schachtausbauröhre in Gleit- oder Umsetzschalung aus Beton erstellt. Nach einem kontrolliert erstellten Ausbruch und der Fertigstellung des Fundamentes - sozusagen vor Ort - wird der endgültige Schachtausbau in Schalungsbausweise von diesem Fundament bis zum Bohrlochmund hochgezogen. Dadurch kann für die gleichmäßige Erstellung des Fundamentes mit der erforderlichen Dicke, Homogenität, Bewehrung und Festigkeit ebenso garantiert werden, wie für die gleichmäßige Wanddicke des endgültigen Schachtausbaus. Ferner wird dadurch das kostspielige und sicherheitstechnischer Hinsicht nicht unbedenkliche Gefrierverfahren entbehrlich.Through this procedure, the first Borehole mouth up to the level of the to be created Outbreak of a preliminary shaft expansion tube in Sliding or moving formwork created from concrete. After a controlled breakout and the completion of the foundation - so to speak Location - will be the final shaft expansion in Formwork construction from this foundation to Borehole mouth pulled up. This allows for even foundation with the required thickness, homogeneity, reinforcement and Strength is guaranteed as well as for the uniform wall thickness of the final Manhole expansion. Furthermore, this will costly and more security related Freezing processes that are not harmless dispensable.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zunächst eine Zielbohrung und hiernach das bis in das standfeste Gebirge reichende Bohrloch im bekannten Lufthebe-Bohrverfahren hergestellt. Der Außenmantel der vorläufigen Schachtausbauröhre wird mit rauhen Flächen und/oder Vorsprüngen versehen, um dadurch ihre form- und kraftschlüssige Gewichtsübertragung sowie Verankerung auf und mit dem umgehenden Gebirge sicherzustellen.After an advantageous development of Invention are first a target hole and after that that down to the stable mountains reaching well in the known Air lift drilling process made. The Outer jacket of the preliminary shaft expansion tube with rough surfaces and / or protrusions provided to thereby shape and non-positive weight transfer as well Anchoring on and with the surrounding mountains ensure.

Nach dem Abbinden des hinterfüllten Unterwasserbetons wird durch eine Zentriereinrichtung am Boden der vorläufigen Schachtausbauröhre hindurch mit einer Zielbohrung weitergebohrt. Nach Erreichen der Zielbohrung auf die gewünschte Teufe, die nicht unbedingt die Endteufe sein muß, wird gleichfalls durch den Boden der vorläufigen Schachtausbauröhre hindurch die endgültige Erweiterung niedergebracht.After setting the backfilled Underwater concrete is replaced by a Centering device at the bottom of the preliminary Shaft expansion tube with a target hole drilled on. After reaching the target hole on the desired depth, not necessarily the Final depth must also be by the Bottom of the preliminary shaft expansion tube brought down the final expansion.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird nach dem Sümpfen der endgültigen Erweiterung bis unter die Höhe des geplanten Ausbruches für das Fundament von einer Arbeitsbühne aus mit herkömmlichen Mitteln der Ausbruch hergestellt. Die Stöße des Ausbruches sowie die Stöße zwischen diesem und dem Boden der vorläufigen Schachtausbauröhre werden mit Ankern und/oder im Spritzbeton-Verfahren gesichert. Außerdem wird die Erweiterung unterhalb des Fundamentes mit Stützringen und Fugen versehen, um auf diese Weise Ausbrüche zu verhindern.According to an advantageous development of the The process is final after swamping Expansion to below the planned level Breakout for the foundation of one Working platform made with conventional means of Breakout made. The bursts of the outbreak as well as the bumps between this and the bottom of the provisional manhole expansion tubes are provided with anchors and / or secured in the shotcrete process. In addition, the extension below the Provide foundations with support rings and joints to in this way to prevent outbreaks.

Hiernach wird der Ausbruch mit einem ringförmigen, armierten Eisenbeton-Fundament ausgefüllt, wobei der Fundamentring an seiner dem Gebirge zugewandten Seite mit einem Dichtemantel aus Stahl versehen wird. Auch der weitere Außenmantel des endgültigen Schachtausbaues wird aus miteinander verschweißten Stahlringen hergestellt. Da bis unterhalb des Fundamentes für den endgültigen Schachtausbau zuvor gesümpft worden ist, können die Schweißarbeiten in herkömmlicher Weise im "Trockenen" durchgeführt werden.After that, the outbreak with a ring-shaped, reinforced reinforced concrete foundation filled in, the foundation ring on its the Mountains facing side with a density jacket made of steel. The other too The outer casing of the final shaft expansion will be made of welded steel rings produced. Since to below the foundation for the final manhole expansion was previously sumped the welding work in conventionally carried out in the "dry" will.

Sodann wird in vorteilhafter Weise der Innenmantel des endgültigen Schachtausbaues in Beton-Gleit- oder Umsetzungschalung mit dem endgültigen Schachtinnendurchmesser gefertigt. Dabei dient der zuvor erwähnte, aus miteinander verschweißten Stahlringen bestehende Außenmantel gleichzeitig als Außenhautverschalung.Then the Inner jacket of the final shaft expansion in Concrete sliding or implementation formwork with the final shaft inside diameter manufactured. The previously mentioned serves out of each other welded steel rings existing outer jacket at the same time as outer skin formwork.

Mit hochziehender Schalungsbauweise für den endgültigen Schachtausbau wird zugleich der Ringraum zwischen diesem und der vorläufigen Schachtausbauröhre sowie der Ringraum zwischen dem Fundament und dem gesicherten Gebirge mit Bitumen hinterfüllt.With hoisting formwork construction for the final shaft expansion will also be the Annulus between this and the preliminary Shaft expansion tube and the annulus between the Foundation and the secured mountains with bitumen backfilled.

Dabei versteht es sich, daß die endgültige Erweiterung im standfesten Gebirge nicht nur mittels des Lufthebe-Bohrverfahrens, sondern auch in Bohr- und Schießarbeit und/oder mit einer Gesenkbohrmaschine erfolgen kann.It is understood that the final Expansion not only in stable mountains by means of the air lifting drilling method, but also in drilling and shooting work and / or with one Die drilling machine can be done.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen An embodiment the method of the invention is as follows explained in more detail with reference to the drawing. Show

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Vorschacht mit einer bis in das standfeste Gebirge reichenden Zielbohrung, Fig. 1 shows a cross section through a concrete ring with one to in the stable rock reaching target bore,

Fig. 2 die mit Enddurchmesser niedergebrachte Erweiterung, Fig. 2, the low-placed with final diameter expansion,

Fig. 3 die Querschnittsansicht von Fig. 2 mit einer bis in das standfeste Gebirge eingeschwommenen vorläufigen Schachtausbauröhre, Fig. 3 shows the cross-sectional view of FIG. 2 with an up in the mountains stable eingeschwommenen preliminary shaft lining tube,

Fig. 4 die Querschnittsansicht von Fig. 3 mit einem Unterwasserbeton hinterfüllten Ringraum zwischen der vorläufigen Schachtausbauröhre und dem Gebirge, Fig. 4 the cross-sectional view of FIG. 3 backfilled with an underwater concrete annulus between the provisional shaft lining tube and the mountain,

Fig. 5 die Querschnittsansicht von Fig. 4 mit einer durch die Zieleinrichtung des Bodens von Fig. 3 durchgeführten Zielbohrung bis auf Endteufe, Fig. 5 shows the cross-sectional view of FIG. 4 with a through the target device of the base of Figure 3 is carried out aiming bore. Up to final depth,

Fig. 6 die Querschnittsansicht von Fig. 5 mit einer bis auf Endteufe niedergebrachten Erweiterung, Fig. 6, the cross-sectional view of FIG. 5 with a final depth up to down accommodated extension,

Fig. 7 die Querschnittsansicht von Fig. 6 unterhalb des Bodens der vorläufigen Schachtausbauröhre mit dem Ausbruch für das Fundament sowie mit gesicherten Stößen, Fig. 7 the cross-sectional view of Fig. 6 below the bottom of the provisional shaft lining tube with the cut-out for the foundation and secured with bumps,

Fig. 8 die Ansicht von Fig. 7 mit dem nahezu vollständigen in Gleitschalung erstellten Fundament für den endgültigen Schachtausbau, Fig. 8 shows the view of Fig. 7 with the almost complete in sliding formwork created foundation for the final shaft structure,

Fig. 9 die Querschnittsansicht von Fig. 8 mit erstelltem Fundament sowie mit in Gleitschalung ansteigendem, endgültigem Schachtausbau und Bitumhinterfüllung zwischen deren Außenmantel und dem Gebirge und Fig. 9 shows the cross-sectional view of Fig. 8 with the foundation as well as with sliding, increasing final shaft expansion and bituminous backfilling between the outer casing and the mountains and

Fig. 10 eine Querschnittsansicht durch den Bohrlochmund mit Vorschacht sowie die Ansicht der Portalbohrvorrichtung mit der in Gleitschalung erstellten, einschwimmenden vorläufigen Schachtausbauröhre. Fig. 10 is a cross-sectional view through the mouth of the borehole with a pre-shaft and the view of the portal drilling device with the floating, provisional shaft extension tube created in sliding formwork.

Gemäß den Fig. 1 und 2 wird zunächst von einem Vorschacht (1) und eine Ziehlbohrung (2) bis in das standfeste Gebirge (3) niedergebracht und hiernach die Erweiterungsbohrung (4) mit ihrem Enddurchmesser (5) im bekannten Lufthebe-Bohrverfahren aufgebohrt. Wegen dieses Bohrverfahrens reicht der Wasserpegel (7) etwa bis zum Bohrlochmund (6).Referring to FIGS. 1 and 2 is first drilled to the stable rock (3) and thereafter the extension hole (4) drilled with their final diameter (5) in the known air lift drilling process by a concrete ring (1) and a Ziehlbohrung (2). Because of this drilling method, the water level ( 7 ) extends approximately to the mouth of the borehole ( 6 ).

Hiernach wird gemäß Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 10 von einer Portalbohrvorrichtung (8) aus die vorläufige Schachtausbauröhre (9) mittels eines Gleitschalgerüstes (10) in der Nähe des Bohrlochmundes (6) in Schalungsbauweise, z. B. in Gleit- oder Umsetzschaltung, erstellt und soweit eingeschwommen, bis der Boden (11) das Ende (12) der Erweiterungsbohrung (4) erreicht hat. Der Boden (11) besteht im wesentlichen aus einem konischen Betonklotz (13), in dessen Mitte konzentrisch zur Röhrenachse (14) als Zieleinrichtung ein Sackloch (15) angeordnet ist, deren Innendurchmesser (16) gleich dem Innendurchmesser (17) der Zielbohrung (2) ist. Der Innenraum der vorläufigen Schachtausbauröhre (9) ist mit einer zum Einschwimmen erforderlichen Ballastwassermenge (18) gefüllt. Diese Ballastwassermenge (18) ist in Verbindung mit dem Gesamtgewicht der vorläufigen Schachtausbauröhre (9) derart bemessen, daß letztere (9) in den umgehenden Wasser (19) der Erweiterungsbohrung (4) schwimmt und nicht am Ende (12) der Erweiterungsbohrung (4) aufsetzt.Hereinafter, FIG. 3, according to in connection with FIG. 10 from a Portalbohrvorrichtung (8) of the provisional shaft lining tube (9) by means of a Gleitschalgerüstes (10) in the vicinity of the borehole mouth (6) in formwork construction, z. B. in sliding or conversion circuit, created and floated until the bottom ( 11 ) has reached the end ( 12 ) of the expansion hole ( 4 ). The base ( 11 ) consists essentially of a conical concrete block ( 13 ), in the center of which a blind hole ( 15 ) is arranged concentrically with the tube axis ( 14 ) as the target device, the inside diameter ( 16 ) of which corresponds to the inside diameter ( 17 ) of the target bore ( 2 ) is. The interior of the provisional manhole expansion tube ( 9 ) is filled with the amount of ballast water ( 18 ) required for floating. This amount of ballast water ( 18 ) is dimensioned in connection with the total weight of the provisional manhole expansion tube ( 9 ) such that the latter ( 9 ) floats in the surrounding water ( 19 ) of the extension bore ( 4 ) and not at the end ( 12 ) of the extension bore ( 4 ) touches down.

Hiernach wird bei ansteigendem Pegel (20) des Ballastwassers (18) der Ringraum (21) zwischen der Wandung (22) des Gebirges (3) und dem Außenmantel (23) der vorläufigen Schachtausbauröhre (9) mit Unterwasserbeton (24) verfüllt, so wie es aus Fig. 4 ersichtlicht ist. Da beim Einfüllen des Unterwasserbetons (24) der Auftrieb der vorläufigen Schachtausbauröhre (9) erhöht wird, muß dementsprechend der Pegel (20) das Ballastwassers (18) erhöht werden.Thereafter, when the level ( 20 ) of the ballast water ( 18 ) rises, the annular space ( 21 ) between the wall ( 22 ) of the rock ( 3 ) and the outer casing ( 23 ) of the preliminary manhole extension pipe ( 9 ) is filled with underwater concrete ( 24 ), as in it can be seen from Fig. 4. Since the buoyancy of the preliminary manhole extension pipe ( 9 ) is increased when filling the underwater concrete ( 24 ), the level ( 20 ) of the ballast water ( 18 ) must be increased accordingly.

Wie insbesondere aus den Fig. 3 bis 5 entnommen werden kann, ist der Außenmantel (23) der vorläufigen Schachtausbauröhre (9) beispielsweise in seinem unteren, in der Nähe ihre Bodens (11) gelegenen Teil mit rauhen Flächen und/oder Vorsprüngen (25) versehen, um über den hinterfüllten Unterwasserbeton (24) ihre feste Verankerung mit dem umgebenden Gebirge (3) sicherzustellen.As can be seen in particular from FIGS. 3 to 5, the outer casing ( 23 ) of the provisional manhole expansion tube ( 9 ) is, for example, in its lower part, which is in the vicinity of its base ( 11 ), with rough surfaces and / or projections ( 25 ). provided to ensure their firm anchoring with the surrounding mountains ( 3 ) via the backfilled underwater concrete ( 24 ).

Nach dem Abbinden des hinterfüllten Unterwasserbetons (24) wird durch das Sackloch (15) am Boden (11) der vorläufigen Schachtausbauröhre (9) mit einer Zielbohrung (26) mit dem Durchmesser (17) durch das standfeste Gebirge gebohrt. Hiernach wird gemäß Fig. 6 gleichfalls durch den Boden (11) der vorläufigen Schachtausbauröhre (9) die endgültige Erweiterung (27) mit dem Durchmesser (28) niedergebracht. Dabei entspricht der Durchmesser (28) dieser Erweiterung (27) dem Innendurchmesser der vorläufigen Schachtausbauröhre (9).After the backfilled underwater concrete ( 24 ) has set, the blind shaft ( 15 ) at the bottom ( 11 ) of the preliminary shaft extension tube ( 9 ) is drilled through the stable mountains with a target hole ( 26 ) with a diameter ( 17 ). According to FIG. 6, the final extension ( 27 ) with the diameter ( 28 ) is also brought down through the base ( 11 ) of the provisional manhole expansion tube ( 9 ). The diameter ( 28 ) of this extension ( 27 ) corresponds to the inside diameter of the preliminary manhole extension tube ( 9 ).

Anstelle der Erweiterung (27) mittels Bohren kann sie alternativ mittels Bohr- und Schießarbeit und/oder mit einer Gesenkbohrmaschine erstellt werden, wobei die Zielbohrung (2) zum Grubengebäude hierbei durchschlägig sein muß. Hierzu muß der gesamte Schacht zuvor gesümpft werden.Instead of the extension ( 27 ) by means of drilling, it can alternatively be created by means of drilling and shooting work and / or with a die drilling machine, the target hole ( 2 ) to the mine building having to be penetrating. To do this, the entire shaft must first be sumped.

Hiernach wird gemäß Fig. 7 der gesamte Schacht bis unterhalb der Höhe des geplanten Ausbruches (29) für das Fundament (30) gesümpft und beispielsweise über die Portalbohrvorrichtung (8) eine Arbeitsbühne (31) eingebracht. Diese ist mit einer im Durchmesser verstellbaren Ebene (32) ausgerüstet. Von dieser Arbeitsbühne (31) aus wird sodann der Ausbruch (29) mit herkömmlichen Mitteln hergestellt und die Stöße (33) mit Ankern und/oder mit Spritzbeton (35) gesichert. Ferner wird der Raum unterhalb des Fundamentes (30) mit Stützringen (36), zwischen denen Fugen (37) angeordnet sind, versehen.According to FIG. 7, the entire shaft is sumped to below the level of the planned excavation ( 29 ) for the foundation ( 30 ) and, for example, a working platform ( 31 ) is introduced via the portal drilling device ( 8 ). This is equipped with a diameter ( 32 ) adjustable in diameter. The excavation ( 29 ) is then produced from this working platform ( 31 ) using conventional means and the joints ( 33 ) are secured with anchors and / or with shotcrete ( 35 ). Furthermore, the space below the foundation ( 30 ) is provided with support rings ( 36 ), between which joints ( 37 ) are arranged.

Nachdem in dem Ausbruch (29) mit der erforderlichen Höhe druckwasserdicht zuammengeschweißte Stahlringe (39) als Dichtemantel angeorndet sind, wird die Gleitschalungsbühne (38) nach oben gefahren und der gesamte Raum zwischen den Stahlringen (39) und der Gleitschalungsbühne (38) in armiertem Beton erstellt. Da sowohl der Ausbruch (29) als auch das Fundament (30) sehr genau in konventioneller Bauweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellt werden können, ist die vorgeschriebene Dicke, damit die Festigkeit und damit die statische Sicherheit des gesamten Fundamentes (30) gewährleistet. Sodann werden von der Arbeitsbühne (31) weitere Stahlringe (40) als Außenmantel des endgültigen Schachtausbaues (41) druckwasserdicht zusammengeschweißt und hiernach von einer Schalungsbühne (38) aus, z. B. in Gleit- oder Umsetzschalung, der endgültige Schachtausbau (41) in der erforderlichen Dicke, Armierung und Festigkeit bis hinauf bis zum Bohrlochmund (6) erstellt. Zugleich wird der Ringraum (42) zwischen den druckwasserdicht zusammengeschweißten Stahlringen (40) des endgültigen Schachtausbaues (41) einerseits und der Wandung (21) des Gebirges (3) bzw. der Innenwandung (9′) der vorläufigen Schachtausbauröhre (9) andererseits mit Bitumen (43) hinterfüllt, wobei der endgültige Schachtinnendurchmesser mit (44) bezeichnet ist.After steel rings ( 39 ) welded together in a pressure-water-tight manner as a sealing jacket are arranged in the cutout ( 29 ) with the required height, the slipform platform ( 38 ) is moved upwards and the entire space between the steel rings ( 39 ) and the slipform platform ( 38 ) is in reinforced concrete created. Since both the cut-out ( 29 ) and the foundation ( 30 ) can be created very precisely in a conventional construction using the method according to the invention, the prescribed thickness is thus guaranteed so that the strength and thus the static safety of the entire foundation ( 30 ). Then further steel rings ( 40 ) are welded together from the work platform ( 31 ) as the outer jacket of the final shaft extension ( 41 ) so as to be pressurized water-tight and then from a formwork platform ( 38 ), e.g. B. in slip or moving formwork, the final shaft expansion ( 41 ) in the required thickness, reinforcement and strength up to the borehole mouth ( 6 ). At the same time, the annular space ( 42 ) between the steel rings ( 40 ) of the final shaft extension ( 41 ) welded together to be pressurized water-tight on the one hand and the wall ( 21 ) of the rock ( 3 ) or the inner wall ( 9 ' ) of the preliminary shaft expansion tube ( 9 ) on the other hand with bitumen ( 43 ) backfilled, the final shaft inside diameter being designated ( 44 ).

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

1 Vorschacht
2 Zielbohrung
3 standfestes Gebirge
4 Erweiterungsbohrung
5 Enddurchmesser der Erweiterungsbohrung 4
6 Bohrlochmund
7 Wasserpegel in der Erweiterungsbohrung 4
8 Portalbohrvorrichtung
9 vorläufige Schachtausbauröhre
9′ Innenwand der vorläufigen Schachtausbauröhre 9
10 Schalungsgerüst
11 Boden der vorläufigen Schachtausbauröhre 9
12 Bohrlochsohle der Erweiterungsbohrung 4
13 Betonklotz
14 Röhrenachse
15 Sackloch
16 Innendurchmesser des Sackloches 15
17 Innendurchmesser der Zielbohrung 2
18 Ballastwassermenge
19 umgebendes Wasser in der Erweiterungsbohrung 4
20 Pegel des Ballastwassers 18
21, 42 Ringraum
22 Wandung des Gebirges 3
23 Außenmantel der vorläufigen Schachtausbauröhre 9
24 Unterwasserbeton
25 Vorsprünge
26 Zielbohrung 26
27 Erweiterung
28 Durchmesser der Erweiterung 27
29 Ausbruch für das Fundament 30
30 Fundament
31 Arbeitsbühne
32 Ebene der Arbeitsbühne 31
33 Stöße des Ausbruches 29
34 Stöße zwischen dem Ausbruch 29 und dem Boden 11
35 Anker und/oder Spritzbeton
36 Stützringe
37 Fugen
38 Gleitschalungsbühne
39, 40 Stahlringe
41 Schachtausbau
43 Bitumen
44 Schachtinnendurchmesser 1 advance shaft
2 target hole
3 stable mountains
4 extension hole
5 final diameter of the extension hole 4
6 borehole mouth
7 Water level in the extension hole 4
8 portal drilling device
9 provisional shaft expansion tube
9 ' inner wall of the preliminary shaft expansion tube 9
10 formwork scaffolding
11 Bottom of the provisional shaft expansion tube 9
12 Borehole bottom of the extension hole 4
13 concrete blocks
14 tube axis
15 blind hole
16 inner diameter of the blind hole 15
17 Inner diameter of the target hole 2
18 amount of ballast water
19 surrounding water in the expansion hole 4
20 level of ballast water 18
21 , 42 annulus
22 wall of the mountains 3
23 outer jacket of the temporary shaft extension tube 9
24 underwater concrete
25 tabs
26 Target hole 26
27 extension
28 diameter of the extension 27
29 Breakout for the foundation 30
30 foundation
31 working platform
32 Level of the work platform 31
33 bursts of outbreak 29
34 impacts between the outbreak 29 and the floor 11
35 anchors and / or shotcrete
36 support rings
37 joints
38 slipform platform
39 , 40 steel rings
41 manhole expansion
43 bitumen
44 inside shaft diameter

Claims

1. A method for producing a shaft, in particular for mining, in which a borehole reaching into the stable mountains is provided with an opening of the required width and height for a foundation of a pressurized, water-tight, final shaft extension, whereby a shaft extension column is made from a sliding formwork Reinforced concrete construction exists, which is closed at the bottom by a floor and is swam into the borehole, the space between the mountains and the shaft expansion column is backfilled with a filler and after the ballast water inside the shaft expansion column has been sumped through the shaft floor, the further tunneling work is carried out , characterized in that the shaft extension column is floated in as a preliminary shaft extension tube ( 9 ) to the bottom of the borehole, the filler between the preliminary shaft extension tube ( 9 ) and the mountain range ( 3 ) as underwater concrete ( 24 ) ascending em level ( 20 ) of the ballast water ( 18 ) is installed, after setting the underwater concrete ( 24 ) the breakthrough through the ground and after swamping to below the height of the outbreak ( 29 ) this ( 29 ) and the foundation ( 30 ) created and that afterwards starting from the foundation ( 30 ) to the borehole mouth ( 6 ) in formwork construction or behind an inliner made of steel, the final, watertight shaft extension ( 41 ) is produced.

2. The method according to claim 1, characterized in that in a manner known per se, first a target bore ( 2 ) and then the borehole ( 4 ) reaching into the stable mountains ( 3 ) are produced in the known air lifting drilling method.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the outer jacket ( 23 ) of the preliminary shaft extension tube ( 9 ) with rough surfaces and / or projections ( 25 ) is provided.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that after the setting of the backfilled underwater concrete ( 24 ) through the preliminary shaft expansion tube ( 9 ) the latter ( 11 ) is drilled with a target bore ( 26 ).

5. The method according to claim 4, characterized in that after the production of the target bore ( 26 ) through the bottom ( 11 ) of the preliminary shaft expansion tube ( 9 ) through the final extension ( 27 ) is brought down.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after the height of the cut-out ( 29 ) for the foundation ( 30 ) from a working platform ( 31 ) is produced with conventional means of the cut-out ( 29 ).

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the joints ( 33 ) of the outbreak ( 29 ) for the foundation ( 30 ) and the joints ( 34 ) between this ( 29 ) and the bottom ( 11 ) of the preliminary Manhole expansion tube ( 9 ) can be secured with anchors and / or with shotcrete ( 35 ).

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the extension ( 27 ) below the foundation ( 30 ) with support rings ( 36 ) and joints ( 37 ) is provided.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the outbreak ( 29 ) with an annular, reinforced reinforced concrete foundation ( 30 ) is filled.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the foundation ( 30 ) on its side facing the mountains ( 3 ) is provided with a sealing jacket ( 39 ) made of steel.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the outer jacket of the final shaft extension tube ( 41 ) is made of welded steel rings ( 40 ).

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the inner casing of the final shaft extension ( 41 ) is made in concrete slide or conversion circuit with the final shaft inner diameter ( 44 ).

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the annular space ( 42 ) between the final shaft extension ( 41 ) and the preliminary shaft extension tube ( 9 ) and between the foundation ( 30 ) and the secured mountains ( 3 ) with Bitumen ( 43 ) is backfilled.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the final extension ( 27 ) in the stable mountains ( 3 ) in the air lifting drilling method and / or in drilling and shooting work and / or is created with a die drilling machine.