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Verfahren zum Auskleiden von Schächten, Stollen, Strecken oder Tunneln
mit Beton Es ist an anderer Stelle vorgeschlagen, bei Hochbauten, bei Gründungen
unter Wasser usw. Stampf- und Gußbeton durch ein neues Verfahren zu ersetzen, bei
dem zuerst der grobe Zuschlag des Betons für sich allein eingebracht wird, der dann
nachträglich durch von unten nach oben aufsteigende zementierende Kittmasse in Beton
verwandelt wird. Die von unten her aufsteigende zementierende Kittmasse in Form
von Zementbrei wird dabei durch verschiedene Mittel daran verhindert, ins Freie
auszulaufen. Bei Betonbauten im wasserführenden Gebirge wird auf diese Weise ein
vollkommen wasserundurchlässiger Beton erzeugt, und außerdem ist das Verfahren wesentlich
wirtschaftlicher, da in allen Fällen die Mischarbeit des Betons erspart wird und
gegenüber dem bisher allgemein üblichen Verfahren wesentlich an Zeit und Arbeit
gespart wird.
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Dem Zement kann mit dem Zementpulver gleichfälliges Gesteinsmehl,
d. h. Gesteinspulver von solcher Korngröße zugesetzt werden, daß die Zementkörnchen
und die Gesteinsmehlkörnchen im Wasser gleiche Sinkgeschwindigkeit haben, sich also
nie voneinander wieder trennen können.
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Als Mittel, um den Ausfluß des flüssigen Zements aus dem zu verkittenden
groben Zuschlag zu verhindern, sind bei Betonierungen unter Wasser schon Sandmassen
verwendet worden, und zwar entweder ohne besondere Schalung oder beim Schachtausbau,
z. B. zum gleichzeitigen Stützen einer im Schacht verbleibenden Schalung.- In der
Literatur ist ferner Sand als Mittel vorgeschlagen worden, um die noch nicht abgebundene
Stampfbetonauskleidung eines Bohrschachtes abzustützen.
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Nach der vorliegendenErfindung sollen die bekannten Verfahren dahin
abgeändert und zum Teil miteinander zu einem neuen Verfahren vereinigt werden, das
bei Schacht-, Stollen-, Strecken-, Tunnelbauten und in ähnlich liegenden Fällen
ebenfalls angewendet werden kann.
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Es soll also hier die Auskleidung der genannten unterirdischen Räume
nach dem genannten Verfahren im aufsteigenden Zementguß und unter Verwendung von
Sand als Füllmaterial bzw. als Schalung erfolgen.
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Der Grundgedanke des Verfahrens ist der, zwischen dem auszukleidenden
Gebirge und einer vorläufigen verschiebbaren Wand den erforderlichen Zuschlag, also
Schotter u. dgl., einzufüllen. auf der Innenseite dieser allmählich dem Eingange
des auszubetonierendenRaumes zuwandernden beweglichenWand undurchlässigeErdmassen,
also feinen, lehmigen Sand u. dgl., anzufüllen und, nachdem die bewegliche Trennungswand
den Zugang erreicht hat, diese zu entfernen und nunmehr im Schotter durch zuvor
eingelegte Zementierrohre dünnen Zementbrei vom tiefsten Punkte der Schotterlage
in dieser aufsteigen zu lassen. Der Sand im Innern des auszukleidenden Raumes, der
nach Abbinden des Zements wieder entfernt wird, dient als Stütze des Schotters,
er verhindert als Abdichtung
den Austritt des dünnen Zementbreies
ins Freie und nimmt außerdem etwa-bei Erhärten des Zements auftretenden Gebirgsdruck
auf, so daß dieser beim Ausbetonieren unterirdischer Räume -so sehr gefürchtete
Mißstand aufgehoben ist und der Zement ungestört abbinden kann.
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Im folgenden wird das Verfahren ausführlich für die einzelnen Verwendungszwecke
beschrieben. -Beim Ausbau von Schächten mittels Beton pflegt man bisher eine feste
Verschalung an der Peripherie der lichten Schachtscheibe anzubringen, hinter der
der Mischbeton aufgeschüttet und gestampft wird, so daß zwischen der Verschalung
und der Gebirgswand eine Betonmauer aufgebaut wird.
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Bei diesem zeitraubenden, kostspieligen und mühsamen Verfahren liegt
besonders die Gefahr vor, daß der Beton während des Abbindens oder jedenfalls vor
der vollständigen Erhärtung unter Gebirgsdruck gerät und im Abbinden gestört wird,
der Beton also jedenfalls an Festigkeit einbüßt. Die Arbeit wird bei diesem Verfahren
in der Regel von einer Schwebebühne oder von einer festen fliegenden Bühne aus aufgeführt,
welche für sich allein schon einen bedeutenden Arbeits- und Kostenaufwand bedingt,
aber auch viele Gefahren - Seilbruch, Absturz - in sich birgt. Wenn diese Gefahren
bei dem schon erwähnten bekannten Schachtabteufverfahren auch vermieden sind, bei
dein gleichzeitig mit dem Niederbringen des Senkschuhs unmittelbar über diesem eine
Betonwandung gegebenenfalls unter Wasser eingestampft wird, so liegt doch die Gefahr
vor, daß der Schacht durch Steckenbleiben der Einrichtung völlig vernagelt wird,
eine Gefahr, welche auch die Schachtbühnen in sich bergen, falls sie durch Wassereinbruch
und Nachfall nicht mehr gehoben werden können.
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Der vorliegenden Erfindung zufolge aber wird der Schacht, wie üblich,
um jeweils einen Satz von gewisser Höhe abgeteuft, wobei die Gebirgswände entweder
frei stehenbleiben oder zum Schutz gegen Nachfall in provisorische Zimmerung gesetzt
werden. Gemäß der Erfindung nimmt man aber nach beendigtem Abteufen eines Satzes
davon Abstand, für die Betonierung eine feste Verschalung anzubringen. Man verwendet
vielmehr eine bewegliche Mantellehre aus Eisenblech, Holzbohlen usw., welche dem
lichten Grundriß der Schachtscheibe entspricht und zunächst konzentrisch zur Schachtachse
auf die je-
weilige Sohle gestellt wird. Den Raum zwischen dieser Mantellehre
und der Gebirgswand füllt man darauf mit Schotter, Splitt, Kleinschlag usw., legt
auch die etwa erforderliche Eisenbewehrung ein, während man den Raum im Innern der
beweglichen Lehre mit Sand füllt. Darauf zieht man die Mantellehre um ihr Höhenmaß
aufwärts, nachdem man die eventuell vorhandene provisorische Zimmerung ausgebaut
hat, und hinterfüllt den Raum-hinter dein Mantel in seiner neuen Höhenlage wieder
um das gebotene Maß mit groben Zuschlagmaterialien, das Mantelinnere aber mit Sand.
In dieser Weise fährt man fort, bis mit dem Schotter bzw. finit dem Sande die Schachtsohle
bis an den Fuß des bereits fertiggestellten Abschnittes der Betonmauer aufgesattelt
ist. Der Sand dient dabei ständig als Arbeitsbühne für das Einbringen des Schotters
bzw. für die Betonierungsarbeit und nimmt etwa auftretenden Gebirgsdruck auf (Abb.
r).
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Vor Beginn der Einführung des Schotters bzw. des Sandes sind Zementierungsrohrleitungen
bis an den Fuß des mit Schotter zu füllenden Raumes, also bis zur abgeteuften Sohle
eingebaut. Durch diese wird nunmehr von oben her im natürlichen Gefälle oder mittels
Zementierpumpen dünner Zementbrei eingespült oder eingepumpt. Die flüssige Kittmasse
steigt von unten her nach oben empor, verdrängt dabei die Luft und das etwa vorhandene
Wasser aus den Schüttungshohlräumen des Schotters nach oben, während der Sand verhindert;
daß die flüssige Masse aus dem Schotter ausfließt und in das Schachtinnere tritt.
Sobald der Zement abgebunden ist, wird der Sand wieder entfernt. Auf diese Weise
entsteht zwischen der Sandfüllung und der Gebirgswand eine zuverläßlich dichte Betonmauer.
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Bei Bohrschächten kann man in gleicher Weise verfahren, indem man
den Sand durch eine zentrale Rohrleitung in das Mantelinnere hineinspült. Der Mantel
ist dabei zweckmäßigerweise nach oben durch einen umgekehrten Trichter abgedeckt,
wie er in ähnlicher Ausführung bei der Auskleidung eines unter Wasser stehenden
Schachtes zum Einbringen von Beton hinter einen Schalungsmantel bekannt ist, der
indessen als einzuzementierender Bestandteil der Schachtauskleidung im Schachte
verbleibt. Vermöge des umgestülpten Manteltrichters sucht sich der von oben her
abgestürzte Schotter von selbst den Weg hinter den zylindrischen Teil des Mantels.
Der dünne Zementbrei wird durch Zementierleitungen eingeführt, die im Tiefsten des
Schotters, also im Niveau der erteuften Schachtsohle münden (Abb. z).
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Den Mantel wird man mit dem zentralen Rohrgestänge jeweilig um das
Maß seiner zylindrischen Höhe emporziehen. Bei Tunneln, Stollen und Bergwerksstrecken
kann man sinngemäß dasselbe Verfahren anwenden, nur ist hier der Mantel der natürlichen
Böschung
des Sandes bzw. des Schotters entsprechend vorteilhafterweise abgeschrägt (Abb.
3). Der Tunnel, der Stollen oder die Strecke werden zunächst um ein- gewisses Maß
vorgetrieben, wobei sie vorteilhafterweise nur das lichte, spätere Endmaß erhalten.
Zur eigentlichen Streckenbetonierung wird die Streckenwandung dann rückwärts schreitend
um die Betonmauerstärke nachgerissen.
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Jedenfalls erfolgt das Ausbetonieren des langen Hohlraumes rückwärts
schreitend, indem man eine Mantellehre vor Ort einbaut. die mit Schotter hinterfüllt
wird, während ihr Inneres mit Sand angefüllt wird. Unter stetem Hinterfüllen des
Mantels mit Schotter und innerem Füllen mit Sand wird die bewegliche Mantellehre
weiter nach rückwärts gezogen, bis der Anschluß an den bereits ausbetonierten Tunnel-,
Strecken- oder Stollenabschnitt erreicht ist. Vor der Betonierung kleidet man den
Schotter vorne durch einen Deckel o. dgl. dicht ab und läßt darauf durch vorher
eingebaute Zementierleitungen vom Sohlentiefsten aus die zementierende flüssige
Masse im Schotter aufsteigen.
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Ist nur eine Wand einer Strecke auszubetonieren, so wendet man an
Stelle -eines geschlossenen Mantels eine offene, verschiebbare Verschalung als Lehre
an. Das gleiche ist bei Scheibenmauerung der Fall. Hierbei benutzt man zwei verschiebbare
seitliche Verschalungen, die vorne der Böschung des Sandes und des Zuschlagmaterials
entsprechend v@orteilhafterweis.e abgeböscht bzw. abgeschrägt sind, damit man ungehinderter
die Füllung mit grobem Zuschlag .und mit Sand vornehmen kann. Die Kappen und die
Verkleidung der First führt man gleichzeitig finit der Betonierung der Streckenwangen
aus, indem man oben auf den Sand wieder Schotter mit der Eiseneinlage auffüllt,
so daß diese Betonstoffe unmittelbar auf dem Sande liegen (Abb. 4).
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In allen Fällen kann an der Stelle der reinen Zementmilch solche mit
einem Zusatz gleichfälligen Gesteinsmehles verwendet werden.