EP0089403B1 - Nachgiebiger Betonsegmentausbau - Google Patents

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EP0089403B1
EP0089403B1 EP82110195A EP82110195A EP0089403B1 EP 0089403 B1 EP0089403 B1 EP 0089403B1 EP 82110195 A EP82110195 A EP 82110195A EP 82110195 A EP82110195 A EP 82110195A EP 0089403 B1 EP0089403 B1 EP 0089403B1
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EP
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concrete
elements
tubes
panel support
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EP82110195A
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Peter Dipl.-Ing. Stephan
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Bergwerksverband GmbH
Original Assignee
Bergwerksverband GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/05—Lining with building materials using compressible insertions

Definitions

  • the invention relates to a concrete segment expansion for underground mining and tunnel construction with resilience elements arranged between the concrete segments and made from concrete mortar.
  • compliance elements In addition to the above-mentioned compliance elements made of concrete mortar, compliance elements have been used in the sub-mining industry, which essentially consist of a tubular element that can be folded between two steel plates by pressure. Such compliance elements are also particularly sensitive to thrust and fluctuate very heavily in load absorption during compliance.
  • the invention has set itself the task of creating a concrete segment expansion, in particular for underground use, which, taking into account the criteria specific to the concrete segment expansion, entails the adjustable flexibility required for underground use, the flexibility element in particular being insensitive to shear movements of the concrete segments.
  • this object is achieved in that pipes are provided in the resilience elements that run perpendicular to the joint.
  • a particular advantage of the invention can be seen in the fact that the tubes are arranged in the resilience elements at a distance from one another and above one another.
  • the setting force of the resilience elements can be determined as a function of the response strength of the concrete, the number of pipes, the diameter and the pipe wall thickness, the responsiveness describing the point at which the concrete begins to break.
  • the technical progress of the invention is essentially due to the fact that the elasticity of the expansion can be adapted to the local conditions.
  • the required setting force can be influenced by the response strength of the filling mortar, by the number of pipes, pipe diameter and pipe wall thickness.
  • the elasticity element begins to yield when the specified setting force is exceeded.
  • the filling mortar breaks first, then the pipes are deformed until a flexibility of approx. 50% of the height of the compliance elements is reached.
  • the pipe deformation is overlaid by the breaking of the mortar into smaller and smaller particles, so that the working characteristic curve becomes more even.
  • the concrete segment expansion according to the invention consists of a number of concrete segments 1 with the type of arch or ring expansion, with resilience elements 2 provided between each two concrete segments 1.
  • this has a rectangular shape in plan view
  • Resilience element made of concrete mortar of a certain composition has a number of pipes 3.
  • the number of tubes which are arranged at a distance a from one another and at a distance b from one another is arbitrary and depends only on the required setting force of the resilience element 2.
  • the resilience element 2 In the embodiment shown in FIG. 1, three rows with tubes 2 are provided within the resilience element 2, the rows being offset from one another.
  • the adjusting force of the resilience element 2 is also dependent on the pipe diameter c and the pipe wall d.
  • the resilience element 2 In order to secure the resilience element 2 against pushing movement of the concrete segments 1, the resilience element 2 is provided with pins 4 and the concrete segments 1 with corresponding recesses 5 according to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2.
  • the tubes 3 can be filled with fillers, the strength of the Filler depending on the filler entering the tubes 3, and depending on the diameter and the thickness of the tube wall is variable.

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  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Betonsegmentausbau für den untertägigen Bergbau und Tunnelbau mit zwischen den Betonsegmenten angeordneten, aus Betonmörtel hergestellten Nachgiebigkeitselementen.
  • Die wesentlichen Vorteile des obengenannten Betonsegmentausbaus, insbesondere im untertägigen Bergbau, bestehen in seiner Wirtschaftlichkeit und dem hohen Ausbauwiderstand. Schwierigkeiten bestehen dagegen in der bekannten Weise geringen Verformungsfähigkeit des Betons, der man jedoch mit Hilfe der Verwendung von Nachgiebigkeitselementen abzuhelfen versucht hat.
  • Es sind bereits Quetschlagen aus Betonmörtel verschiedener Festigkeiten als Nachgiebigkeitselemente bekannt. Derartige Nachgiebigkeitselemente sind jedoch äusserst empfindlich gegen Schubbewegungen, was die Anwendung in der Firste des untertätigen Streckenausbaus besonders in Frage stellt.
  • Neben den obengenannten Nachgiebigkeitselementen aus Betonmörtel sind im Unterfagebergbau Nachgiebigkeitselemente versuchsweise eingesetst worden, die im wesentlichen aus einem zwischen zwei Stahlplatten durch Druck faltbaren rohrartigen Element bestehen. Auch derartige Nachgiebigkeitselemente sind besonders empfindlich gegen Schub und in der Lastaufnahme während der Nachgiebigkeit sehr schwankend.
  • Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Betonsegmentausbau, insbesondere zur untertätigen Verwendung zu schaffen, der unter Berücksichtigung der dem Betonsegmentausbau eigenen Kriterien, die für den Untertageeinsatz erforderliche einstellbare Nachgiebigkeit mit sich bringt, wobei insbesondere das Nachgiebigkeitselement unanfällig gegen Schubbewegungen der Betonsegmente ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in den Nachgiebigkeitselementen senkrecht zum Stoss verlaufend Rohre vorgesehen sind.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Rohre in den Nachgiebigkeitselementen in Abstand nebeneinander und übereinander angeordnet sind.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft im Rahmen der Erfindung, dass die Einstellkraft der Nachgiebigkeitselemente in Abhängigkeit von der Ansprechfestigkeit des Betons, durch die Anzahl der Rohre, durch den Durchmesser und die Rohrwandstärke bestimmbar ist, wobei die Ansprechfähigkeit den Punkt beschreibt, an welchem der Beton zu zerbrechen beginnt.
  • Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen näher beschrieben.
  • Der technische Fortschritt der Erfindung ist im wesentlichen darin begründet, dass die Elastizität des Ausbaus abstimmbar ist auf die örtlichen Verhältnisse. Die erforderliche Einstellkraft ist durch die Ansprechfestigkeit des Füllmörtels, durch die Rohranzahl, Rohrdurchmesser und Rohrwandstärke beeinflussbar. Beim Überschreiten der vorgegebenen Einstellkraft beginnt das Nachgiebigkeitselement nachzugeben. Dabei bricht zunächst der Verfüllmörtel, anschliessend werden die Rohre verformt bis ca. eine Nachgiebigkeit von 50% der Bauhöhe der Nachgiebigkeitselemente erreicht ist. Die Rohrverformung wird von dem Zerbrechen des Mörtels im immer kleinere Teilchen überlagert, so dass eine Vergleichmässigung der Arbeitskennlinie eintritt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen :
    • Figur 1 eine teilweise Draufsicht des erfindungsgemäßen Betonsegmentausbaus mit einem teilweise geschnitten wiedergegebenen Nachgiebigkeitselement, und
    • Figur 2 einen Schnitt nach den Linien A-A in Fig. 1.
  • Der erfindungsgemäße Betonsegmentausbau besteht nach Art des Bogen- oder Ringausbaus aus einer Anzahl Betonsegmente 1, mit zwischen jeweils zwei Betonsegmenten 1 vorgesehenen Nachgiebigkeitselementen 2. Wie aus der teilweise wiedergegebenen und geschnittenen Darstellung in Fig. 1 zu entnehmen ist, weist das in der Draufsicht rechteckig geformte Nachgiebigkeitselement aus Betonmörtel bestimmter Zusammensetzung eine Anzahl Rohre 3 auf. Die Anzahl der Rohre die in einem Abstand a voneinander und in einem Abstand b übereinander angeordnet sind, ist beliebig und hängt nur von der geforderten Einstellkraft des Nachgiebigkeitselementes 2 ab.
  • In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind innerhalb des Nachgiebigkeitselementes 2 drei Reihen mit Rohren 2 vorgesehen wobei die Reihen gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die Einstellkraft des Nachgiebigkeitselementes 2 ist weiterhin von dem Rohrdurchmesser c und der Rohrwandung d abhängig. Um eine Sicherung des Nachgiebigkeitselementes 2 gegen Schubbewegung der Betonsegmente 1 zu sichern, ist das Nachgiebigkeitselement 2 nach dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen mit Zapfen 4 und die Betonsegmente 1 mit entsprechenden Ausnehmungen 5 versehen.
  • Um zu vermeiden, daß der durch Druckeinwirkung auf den Ausbau zerbrechende Mörtel von Nachgiebigkeitselementen 2, die in der Firste einer Strecke angeordnet sind, in die Strecke herunterfällt, ist es vorteilhaft, die entsprechenden Nachgiebigkeitselemente 2 mit einer Abdeckplatte 6, beispielsweise einer Wellblechabdeckung zu versehen.
  • Zur Erhöhung der Einstellkraft der Nachgiebigkeitselemente 2 können die Rohre 3 mit Füllstoffen verfüllt werden, wobei die Festigkeit des Füllstoffs in Abhängigkeit von den die Rohre 3 eingebenden Füllstoffs, und in Abhängigkeit von Durchmesser und der Stärke der Rohrwandung variierbar ist.
    Figure imgb0001

Claims (9)

1. Betonsegmentausbau für den untertägigen Bergbau und Tunnelbau mit zwischen den Betonsegmenten angeordneten, aus Betonmörtel hergestellten Nachgiebigkeitselementen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nachgiebigkeitselementen (2)senkrecht zum Stoß (7) verlaufend Rohre (3) vorgesehen sind.
2. Betonsegmentausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3) in den Nachgiebigkeitselementen (2) in Abstand (a, b) nebeneinander und übereinander angeordnet sind.
3. Betonsegmentausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Rohre (3) auf die Stärke der Nachgiebigkeitselemente (2) abgestimmt ist.
4. Betonsegmentausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellkraft der Nachgiebigkeitselemente (2) in Abhängigkeit von der Ansprechfestigkeit des Betons und durch die Anzahl der Rohre (3) bestimmbar ist.
5. Betonsegmentausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellkraft der Nachgiebigkeitselemente (2) in Abhängigkeit von der Ansprechfestigkeit des Betons durch den Rohrdurchmesser (c) und die Rohrwandstärke (d) bestimmbar ist.
6. Betonsegmentausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3) mit Füllstoffen, beispielsweise Betonmörtel verschiedener Festigkeit, verfüllbar sind.
7. Betonsegmentausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitselemente (2) zur formschlüssigen Verbindung mit den angrenzenden Segmenten (1) mit Zapfen (4) und/oder vergleichbaren mit den Segmenten (1) korrespondierenden Verbindungselementen versehen sind.
8. Betonsegmentausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitselemente (2) mindestens im Firstbereich mit einer Abdeckplatte (6) versehbar sind.
EP82110195A 1982-03-23 1982-11-05 Nachgiebiger Betonsegmentausbau Expired EP0089403B1 (de)

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