EP0170199B1 - Verfahren zum Herstellen eines Schachtes - Google Patents

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EP0170199B1
EP0170199B1 EP19850109261 EP85109261A EP0170199B1 EP 0170199 B1 EP0170199 B1 EP 0170199B1 EP 19850109261 EP19850109261 EP 19850109261 EP 85109261 A EP85109261 A EP 85109261A EP 0170199 B1 EP0170199 B1 EP 0170199B1
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EP
European Patent Office
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lining
layer
mixture
ground
pasty
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EP19850109261
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EP0170199A2 (de
Inventor
& Widmann Aktiengesellschaft Dyckerhoff
Original Assignee
Dyckerhoff and Widmann AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP0170199A3 publication Critical patent/EP0170199A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D5/00—Lining shafts; Linings therefor
    • E21D5/012—Use of fluid-tight or anti-friction material on outside of, or between, lining layers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00—Sinking shafts
    • E21D1/10—Preparation of the ground
    • E21D1/12—Preparation of the ground by freezing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a shaft with a lining which absorbs the rock pressure and a sliding layer arranged between it and the rock, in the protection of a soil consolidation.
  • Shaft structures of this type like horizontal tunnel structures, are stressed on the one hand by forces due to external loads and on the other hand by constraining forces due to movements in the surrounding ground. While the external loads are an unchangeable requirement, the stresses caused by constraining forces as a result of movements can be influenced by the type of construction.
  • Coercive forces are caused either in the building itself or in the surrounding mountains. Coercive forces from the building arise, for example, when the concrete of the cladding shrinks or as a result of temperature differences. Forced loads from the mountains follow, for example, from subsidence. In the mining sector, the constraints on the structures due to ground movements are particularly high.
  • coal seams are mined without displacing the resulting cavity, so that in the area of mining and the surrounding area, the entire landscape and buildings are gradually lowered.
  • the layers near the surface are influenced in a wave-like manner, corresponding to the progress of the individual mining fronts in depth. This manifests itself in the form of progressive individual depression troughs with different local depressions and horizontal pressures or strains as a result of the trough formation.
  • a large number of individual waves with subsidence and strong horizontal stresses of alternating signs cover every point in the subsurface.
  • Shafts such as those required in coal mining for the development of coal seams down to depths of 1000 m and more, are usually sunk in the loose rock overlying the rock under the protection of soil consolidation by icing.
  • a lining made of reinforced concrete is positively interlocked with the floor.
  • such a shaft may only be dismantled at a greater distance, so that the influences described do not take effect in the region of the shaft. This means that more or less large quantities of mineral resources that are stored in these areas are not mined.
  • This type of shaft expansion is relatively cheap to implement; however, it is uneconomical due to the fact that mineral resources are not mined in the area surrounding the shaft and because of the longer horizontal production routes required as a result.
  • the sliding shaft expansion also takes place under the protection of a ground freeze, whereby in the course of the depths, dry masonry is first installed as an auxiliary construction to temporarily secure the mountains.
  • the foundation for the actual lining is then laid in the deepest area of the shaft, which is then continuously listed from bottom to top as a sandwich construction with an outer, sealing steel jacket and an inner reinforced concrete shaft.
  • the annular space between the auxiliary lining and the lining is filled with bitumen.
  • this construction method additionally requires the dry masonry as a safety extension and requires a considerably longer construction time, since the lining can only be carried out from the bottom up after the sinking and the construction of the auxiliary construction.
  • the extension of the construction period leads to a further increase in the price, since the freezing units required to maintain the freezing of the ground must be operated during the entire construction period.
  • the invention has for its object to show a safer and more economical way to manufacture shaft linings according to the principle of sliding expansion.
  • this object is achieved in that the lining and the sliding layer are produced in the course of the progress of the depths, the material forming the sliding layer being introduced in a pasty state, after the introduction being converted into a solid physical state which during the construction period is suitable for the production of the lining is maintained and after the completion of the shaft is returned to the pasty state.
  • the basic idea of the invention is therefore to change the physical state of the material of the sliding layer of a sliding expansion from pasty to solid during construction, a shear-resistant connection between the Bring lining of the shaft and the mountains. This makes it possible to fix the finished part of the lining to the mountain so that the lining can be made from top to bottom in the course of the depth.
  • a prerequisite for the build-up of a hydrostatic pressure state is that a material is used for the sliding layer which has cohesion, but has no or only a very small angle of internal friction.
  • Such materials behave like a solid up to a certain limit, but above this limit like a plastic body.
  • bitumen for example, behaves like a plastic body without cohesion over the entire stress range.
  • a material with these properties is, for example, a mixture of a clay mineral, such as bentonite and water; if necessary, inert fillers can also be added to the mixture, e.g. B. rock flour, mainly quartz powder, limestone powder or the like.
  • B. rock flour mainly quartz powder, limestone powder or the like.
  • the mixing ratio of the components is chosen so that the paste-like mixture is held in the space between the lining and the mountain, which is open at the bottom, by the cohesion inherent in the mixture.
  • Such a mixture consolidates under external pressure, a certain water content being established as a function of this pressure.
  • the consolidation process is also associated with a reduction in volume. If the mixture is installed with the water content that corresponds to the later pressure state, it is constant in volume. However, if the water content is greater, the volume of the mixture decreases.
  • This property also enables a division of the earth pressure loads between a fuse removal and the actual lining.
  • the lining is coupled to the fuse removal, since if the deformations of the fuse removal increase disproportionately, additional pressure forces are transferred to the lining via the intermediate layer.
  • a shift of the earth pressure from the lining to the ground can be achieved by specifying an amount for the consolidation deformation. This amount is a function of the water content, the layer thickness, the filler content and the effective consolidation stress. This in turn corresponds to the earth pressure that is present after the load has been redistributed.
  • the water content of the mixture and / or the thickness of the layer are therefore expediently chosen so that the shifts corresponding to a predetermined partial relaxation of the rock can occur due to consolidation of the layer.
  • the use of a mixture with water as a solvent as the material for the sliding layer has the advantage that, with the same devices that are required to maintain the freezing body, the material of the sliding layer also Freezing can be brought. It ensures a firm connection between the interior and the mountains during the construction phase, during which the freezer must be maintained. After the freezing units have been switched off after the shaft has been completed and the floor has subsequently thawed, this firm connection changes back to the desired effect of a sliding expansion.
  • Icing of the material of the sliding layer can be left to the action of the outer freezing body. However, it can also be accelerated by carrying additional freezing units on the inside of the part of the lining that has already been produced, which act through the concrete of the lining on the underlying sliding layer or, what accelerates icing the most, can in the sliding layer itself Freeze pipes for a coolant circuit are carried, which are charged with the progress of the expansion with coolant.
  • the lining can be made of reinforced concrete; it can then be produced continuously by means of sliding formwork carried by a working platform or in sections by means of climbing formwork.
  • the lining can also be biased in the axial direction.
  • the longitudinal prestress should then be selected in such a way that both the compression compression of the concrete and the tensile elongation of the steel are used.
  • the lining can also consist of a steel jacket.
  • the process according to the invention can be used both without, as described above, and with auxiliary expansion. If, for safety reasons, an auxiliary expansion If necessary, he precedes the production of the actual lining.
  • Fig. 1 shows a vertical section through a shaft in the course of manufacture
  • Fig. 2 is a vertical section corresponding to Fig. 1 through a shaft with auxiliary expansion.
  • a freezer body 3 is first produced in the loose soil 2 in a manner known per se, in the protection of which the depth can then take place.
  • the depth is started on the terrain surface 4 in that an upper ring 5 is made of reinforced concrete, which secures the shaft mouth 6 and specifies the shaft wall with a cylindrical extension 7.
  • the depth is carried out in a manner known per se by means of a gripper 8, first of all from the surface 4 of the terrain, then from a working platform 9, which is lowered into the shaft on a traction cable 10.
  • the formwork 11 encloses an annular section 12 'of the lining 12 on the inside, on the outside and on the lower end face. It can be designed in the manner of a sliding formwork that is continuously pulled along, or also in the manner of a climbing formwork that is implemented in sections.
  • the formation of the formwork 11 is not the subject of the invention.
  • An annular space 14 remains between the outer surface of the lining 12 and the wall 13 of the rock 2, which is filled from top to bottom in the course of the production of the lining 12 with a material which in the final state has a sliding layer 15 between the rock 2 and the lining 12 forms.
  • This material consists of a pasty mixture of a clay mineral or the like, e.g. B. bentonite and water, the fillers for cost reasons, such as. B. rock powder, may be added. It is pressed into the intermediate space 14 from the upper end of the last section produced. It is distributed therein, but its cohesion and the adhesion to the lining 12 and / or to the wall 13 of the rock 2 prevent it from emerging from the space 14 which is open at the bottom.
  • the freezing units are switched off, so that when the freezing body 3 is thawed, the material of the sliding layer 15 also thaws and thus represents the desired sliding joint between the lining 12 and the rock 2.
  • FIG. 2 also indicates how an auxiliary extension 16 is carried ahead in the course of the depth and the manufacture of the lining 12.
  • the auxiliary extension 16 is manufactured in a manner known per se so that after reaching a certain depth a widening 17 is generated in the shaft wall 13, which serves as the foundation for a section 16 'of the brick auxiliary extension 16. This section 16 'is then brought up until it reaches the bricking of the section 16 "above it.
  • auxiliary lining 16 is then followed by the actual lining 12, the material forming the sliding layer 15 in turn being pressed into the space 18 between the auxiliary lining 16 and lining 12.
  • this shaft expansion is also the same as for the sliding shaft expansion described above.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schachtes mit einer den Gebirgsdruck aufnehmenden Auskleidung und einer zwischen dieser und dem Gebirge angeordneten Gleitschicht im Schutze einer Bodenverfestigung.
  • Schachtbauwerke dieser Art werden, ähnlich wie horizontal verlaufende Tunnelbauwerke, einerseits durch Kräfte infolge von äußeren Lasten und andererseits durch Zwangskräfte infolge von Bewegungen im umgebenden Boden beansprucht. Während die äußeren Lasten eine unabänderliche Vorgabe darstellen, können die Beanspruchungen aus Zwangskräften infolge von Bewegungen durch die Art der Konstruktion beeinflußt werden.
  • Zwangskräfte haben ihre Ursache entweder im Bauwerk selbst oder in dem dieses umgebenden Gebirge. Zwangskräfte aus dem Bauwerk entstehen zum Beispiel beim Schwinden des Betons der Auskleidung oder durch Temperaturunterschiede. Zwangsbeanspruchungen aus dem Gebirge folgen zum Beispiel aus Bodensetzungen. Im Bereich des Bergbaus sind die Zwangsbeanspruchungen der Bauwerke infolge von Bodenbewegungen besonders groß.
  • Der Abbau von Kohleflözen erfolgt in der Regel ohne Versatz des entstandenen Hohlraumes, so daß sich im Bereich des Abbaus und der Umgebung die gesamte Landschaft und die Bebauung Stück für Stück absenken. Die Beeinflussung der oberflächennahen Schichten erfolgt dabei wellenartig, entsprechend dem Fortschreiten der einzelnen Abbaufronten in der Tiefe. Dies äußert sich in Form von fortschreitenden Einzelsenkungsmulden mit örtlich unterschiedlichen Einsenkungen und horizontalen Pressungen bzw. Zerrungen als Folge der Muldenbildung. Im Lauf der Zeit erfaßt eine große Anzahl von Einzelwellen mit Senkungen und starken Horizontalbeanspruchungen wechselnden Vorzeichens jeden Punkt im Untergrund.
  • Schächte, wie sie beispielsweise im Kohlebergbau zur Erschließung von Kohleflözen bis in Tiefen von 1000 m und mehr erforderlich sind, werden in dem das Festgestein überlagernden Lockergestein meist im Schutze einer Bodenverfestigung durch Vereisung abgeteuft.
  • Für die Herstellung der Auskleidung eines Schachtes sind vor allem zwei Konstruktionsprinzipien bekannt. Nach dem einen Prinzip wird eine aus Stahlbeton bestehende Auskleidung kraftschlüssig mit dem Boden verzahnt. Um den Schacht vor Zerstörung durch die genannten Einflüsse zu schützen, darf bei einem derartigen Schacht der Abbau nur in größerer Entfernung erfolgen, so daß die geschilderten Einflüsse im Bereich des Schachtes nicht wirksam werden. Dies bedeutet den Verzicht auf den Abbau von mehr oder weniger großen Mengen an Bodenschätzen, die in diesen Bereichen lagern. Diese Art des Schachtausbaus ist zwar in ihrer Ausführung relativ billig; sie ist jedoch wegen des Verzichtes auf den Abbau von Bodenschätzen in dem den Schacht umgebenden Bereich und wegen der dadurch erforderlichen längeren horizontalen Förderwege unwirtschaftlich. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde das Prinzip des sogenannten "gleitenden Ausbaus" entwickelt, bei dem zwischen der Auskleidung und dem Gebirge eine Gleitschicht aus Bitumen angeordnet ist. Diese Gleitschicht mildert den Einfluß der Baugrundbewegungen auf das Bauwerk derart, daß keine unlösbaren Probleme hinsichtlich seiner Standsicherheit entstehen. Dieser gleitende Ausbau hat den Nachteil, daß er verhältnismäßig teuer ist.
  • Auch der gleitende Schachtausbau erfolgt im Schutze einer Bodenvereisung, wobei im Zuge der Teufe zunächst ein Trockenmauerwerk als Hilfsausbau zur vorläufigen Sicherung des Gebirges eingebracht wird. Im tiefsten Bereich des Schachtes wird dann das Fundament für die eigentliche Auskleidung erstellt, die dann von unten nach oben fortlaufend als Sandwich-Konstruktion mit einem äußeren, dichtenden Stahlmantel und einem innenliegenden Stahlbetonschacht aufgeführt wird. Der Ringraum zwischen dem Hilfsausbau und der Auskleidung wird dabei mit Bitumen ausgefüllt. Dieses Bauverfahren erfordert gegenüber dem ersten Konstruktionsprinzip zusätzlich das Trockenmauerwerk als Sicherheitsausbau und bedingt eine erheblich längere Bauzeit, da die Auskleidung erst nach dem Abteufen und der Herstellung des Hilfsausbaus von unten nach oben ausgeführt werden kann. Die Verlängerung der Bauzeit hat eine weitere Verteuerung zur Folge, da während der gesamten Bauzeit die zur Aufrechterhaltung der Bodenvereisung erforderlichen Gefrieraggregate betrieben werden müssen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sicherere und wirtschaftlichere Möglichkeit aufzuzeigen, um Schachtauskleidungen nach dem Prinzip des gleitenden Ausbaus herstellen zu können.
  • Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Auskleidung und die Gleitschicht im Zuge des Fortschreitens der Teufe hergestellt werden, wobei das die Gleitschicht bildende Material in pastösem Zustand eingebracht, nach dem Einbringen in einen festen Aggregatzustand übergeführt wird, der während der Bauzeit für die Herstellung der Auskleidung aufrecht erhalten wird und nach Fertigstellung des Schachtes wieder in den pastösen Zustand zurückversetzt wird.
  • Der Grundgedanke der Erfindung liegt somit darin, über eine Änderung des Aggregatzustandes des Materials der Gleitschicht eines gleitenden Ausbaus von pastös zu fest während des Bauzustandes eine schubfeste Verbindung zwischen der Auskleidung des Schachtes und dem Gebirge herbeizuführen. Dadurch ist es möglich, den jeweils fertiggestellten Teil der Auskleidung am Gebirge zu fixieren, so daß die Auskleidung im Zuge der Teufe von oben nach unten hergestellt werden kann.
  • Voraussetzung für den Aufbau eines hydrostatischen Druckzustandes ist, daß für die Gleitschicht ein Material verwendet wird, das zwar eine Kohäsion, aber keinen oder nur einen sehr kleinen Winkel der inneren Reibung besitzt. Solche Materialien verhalten sich bis zu einem bestimmten Grenzwert wie ein Festkörper, oberhalb dieses Grenzwertes jedoch wie ein plastischer Körper. Im Gegensatz dazu verhält sich beispielsweise Bitumen über den gesamten Beanspruchungsbereich wie ein plastischer Körper ohne Kohäsion. Diese Eigenschaften sind für den Bauzustand erforderlich, damit einerseits das Material nicht aus dem nach unten offenen Ringraum zwischen Gebirge und Auskleidung herausläuft und damit andererseits Kräfte von der Auskleidung auf das Gebirge übertragen werden können. Die Kohäsion kann durch Änderung des Aggregatzustandes des Materials der Gleitschicht infolge Kälteeinwirkung verändert, z. B. durch Temperaturerniedrigung gesteigert werden, bis eine ausreichende Festigkeit und ein zuverlässiger Verbund zum Gebirge vorhanden ist.
  • Ein Material mit diesen Eigenschaften ist zum Beispiel eine Mischung aus einem Tonmineral, wie Bentonit und Wasser; der Mischung können gegebenenfalls auch inerte Füllstoffe beigegeben werden, wie z. B. Gesteinsmehl, vornehmlich Quarzmehl, Kalksteinmehl oder dergleichen. Das Mischungsverhältnis der Komponenten wird dabei so gewählt, daß die pastöse Mischung in dem nach unten offenen Zwischenraum zwischen der Auskleidung und dem Gebirge durch die der Mischung eigene Kohäsion gehalten wird. Eine solche Mischung konsolidiert unter äußerem Druck, wobei sich als Funktion dieses Druckes ein bestimmter Wassergehalt einstellt. Mit dem Konsolidierungsvorgang ist zugleich eine Volumenverminderung verbunden. Wird die Mischung mit dem Wassergehalt eingebaut, der dem späteren Druckzustand entspricht, ist sie volumenkonstant. Ist der Wassergehalt jedoch größer, so verringert sich das Volumen der Mischung. Diese Eigenschaft ermöglicht auch eine Aufteilung der Erddrucklasten zwischen einem Sicherungsausbau und der eigentlichen Auskleidung. Zugleich ist die Auskleidung mit dem Sicherungsausbau gekoppelt, da, wenn die Verformungen des Sicherungsausbaus überproportional anwachsen, zusätzliche Druckkräfte über die Zwischenschicht auf die Auskleidung abgetragen werden.
  • Wenn kein Sicherungsausbau vorhanden ist, kann eine Umlagerung des Erddruckes von der Auskleidung auf den Boden dadurch erreicht werden, daß gezielt ein Betrag für die Konsolidierungsverformung vorgegeben wird. Dieser Betrag ist eine Funktion des Wassergehalts, der Schichtdicke, des Füllstoffanteils und der wirksamen Konsolidierungsspannung. Diese wiederum entspricht dem Erddruck, der nach erfolgter Lastumlagerung vorhanden ist.
  • Der Wassergehalt der Mischung und/oder die Dicke der Schicht werden deshalb zweckmäßig so gewählt, daß die einer vorgegebenen Teilentspannung des Gebirges entsprechenden Verschiebungen durch Konsolidierungsformungen der Schicht eintreten können.
  • Da das Abteufen eines Schachtes im Lockergestein üblicherweise im Schutz einer Bodenvereisung erfolgt, hat die Verwendung einer Mischung mit Wasser als Lösungsmittel als Material für die Gleitschicht den Vorteil, daß mit denselben Einrichtungen, die zur Aufrechterhaltung des Gefrierkörpers erforderlich sind, auch das Material der Gleitschicht zum Gefrieren gebracht werden kann. Es gewährleistet so während des Bauzustandes, während dessen der Gefrierkörper aufrecht erhalten werden muß, eine feste Verbindung zwischen dem Innenausbau und dem Gebirge. Nach dem Abschalten der Gefrieraggregate nach Fertigstellung des Schachtes und anschließendem Auftauen des Bodens geht diese feste Verbindung wieder in die gewünschte Wirkung eines gleitenden Ausbaus über.
  • Die Vereisung des Materials der Gleitschicht kann der Einwirkung des äußeren Gefrierkörpers überlassen werden. Sie kann aber auch dadurch beschleunigt werden, daß an der Innenseite des bereits hergestellten Teils der Auskleidung zusätzliche Gefrieraggregate mitgeführt werden, die durch den Beton der Auskleidung hindurch auf die dahinterliegende Gleitschicht wirken oder es können, was die Vereisung am stärksten beschleunigt, in der Gleitschicht selbst Gefrierrohre für einen Kühlmittelkreislauf mitgeführt werden, die mit dem Fortschreiten des Ausbaus mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden.
  • Die Auskleidung kann aus Stahlbeton bestehen; sie kann dann mittels einer von einer Arbeitsbühne getragenen Gleitschalung fortlaufend oder mittels einer Kletterschalung abschnittsweise hergestellt werden. Die Auskleidung kann auch in axialer Richtung vorgespannt werden. Die Längsvorspannung soll dann derart gewählt werden, daß sowohl die Druckstauchung des Betons, als auch die Zugdehnung des Stahls ausgenützt werden.
  • Es ist auch möglich, an der Außen- und/oder Innenseite der Auskleidung einen dichten Mantel aus metallischem Material, vorzugsweise Stahl, anzuordnen. Schließlich kann die Auskleidung auch nur aus einem Stahlmantel bestehen.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sowohl ohne, wie oben beschrieben, als auch mit Hilfsausbau gearbeitet werden. Wenn aus Gründen der Sicherheit ein Hilfsausbau erforderlich sein sollte, eilt er der Herstellung der eigentlichen Auskleidung voraus.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
  • Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Schacht im Zuge der Herstellung und
  • Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Vertikalschnitt durch einen Schacht mit Hilfsausbau.
  • Zur Herstellung eines Schachtes 1 gemäß der Erfindung wird zunächst im Lockerboden 2 in an sich bekannter Weise ein Gefrierkörper 3 erzeugt, in dessen Schutz dann die Teufe erfolgen kann. Die Teufe wird an der Geländeoberfläche 4 dadurch begonnen, daß ein oberer Kranz 5 aus Stahlbeton hergestellt wird, der die Schachtmündung 6 sichert und mit einem zylindrischen Ansatz 7 die Schachtwand vorgibt.
  • Die Teufe erfolgt in an sich bekannter Weise mittels eines Greifers 8 zunächst von der Geländeoberfläche 4, dann von einer Arbeitsbühne 9 aus, die an einem Zugseil 10 in den Schacht abgelassen wird. An der Arbeitsbühne 9 befindet sich eine ringförmige Schalung 11 für die Auskleidung 12 des Schachtes aus Stahlbeton. Die Schalung 11 umschließt jeweils einen ringförmigen Abschnitt 12' der Auskleidung 12 an der Innenseite, an der Außenseite und an der unteren Stirnseite. Sie kann nach Art einer Gleitschalung ausgebildet sein, die fortlaufend mitgezogen wird, oder auch nach Art einer Kletterschalung, die abschnittsweise umgesetzt wird. Die Ausbildung der Schalung 11 ist nicht Gegenstand der Erfindung.
  • Zwischen der Außenfläche der Auskleidung 12 und der Wandung 13 des Gebirges 2 verbleibt ein ringförmiger Zwischenraum 14, der im Zuge der Herstellung der Auskleidung 12 von oben nach unten mit einem Material ausgefüllt wird, das im Endzustand eine Gleitschicht 15 zwischen dem Gebirge 2 und der Auskleidung 12 bildet. Dieses Material besteht aus einer pastösen Mischung aus einem Tonmineral oder dergleichen, z. B. Bentonit und Wasser, der aus Kostengründen auch Füllstoffe, wie z. B. Gesteinsmehl, zugegeben sein können. Es wird jeweils vom oberen Ende des zuletzt hergestellten Abschnitts aus in den Zwischenraum 14 eingepreßt. Es verteilt sich darin, wird aber durch seine Kohäsion und die Adhäsion an der Auskleidung 12 bzw. an der Wandung 13 des Gebirges 2 daran gehindert, aus dem unten offenen Zwischenraum 14 auszutreten.
  • Die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel für die Mischung schafft die Voraussetzung dafür, daß das im Zuge des Herstellens der Auskleidung 12 eingebrachte Material der Zwischenschicht 15 im Zuge der Teufe ebenfalls vereist werden kann. Dies ist in Fig. 1 dadurch angedeutet, daß auf die Schalung 11 zunächst ein Bereich 15a von frisch eingebrachtem Material folgt, das sich im darüberliegenden Bereich 15b am Beginn des Gefrierens befindet. In dem darüberliegenden Bereich 15c ist es bereits gefroren und bildet so eine feste, tragfähige Verbindung zwischen der Auskleidung 12 und dem vereisten Gebirge 3.
  • Nach Erreichen der Teufe und Fertigstellung der Schachtsohle werden die Gefrieraggregate abgeschaltet, so daß mit dem Auftauen des Gefrierkörpers 3 auch das Material der Gleitschicht 15 auftaut und so die gewünschte Gleitfuge zwischen der Auskleidung 12 und dem Gebirge 2 darstellt.
  • In Fig. 2 ist in einer ähnlichen Darstellung wie in Fig. 1 noch angedeutet, wie im Zuge der Teufe und der Herstellung der Auskleidung 12 vorauseilend ein Hilfsausbau 16 mitgeführt wird. Der Hilfsausbau 16 wird in an sich bekannter Weise so hergestellt, daß nach Erreichen einer bestimmten Teufe eine Verbreiterung 17 in der Schachtwand 13 erzeugt wird, die als Fundament für einen Abschnitt 16' des gemauerten Hilfsausbaus 16 dient. Dieser Abschnitt 16' wird dann so weit hochgeführt, bis er an die Ausmauerung des darüberliegenden Abschnitts 16" heranreicht.
  • Dem Hilfsausbau 16 folgt dann die eigentliche Auskleidung 12, wobei das die Gleitschicht 15 bildende Material wiederum in den Zwischenraum 18 zwischen Hilfsausbau 16 und Auskleidung 12 eingepreßt wird. Im übrigen wird auch bei diesem Schachtausbau verfahrensmäßig in gleicher Weise gearbeitet wie bei dem vorbeschriebenen gleitenden Schachtausbau.

Claims (14)

1. Verfahren zum Herstellen eines Schachtes mit einer den Gebirgsdruck aufnehmenden Auskleidung (12) und mit einer zwischen dieser und dem Gebirge (3) angeordneten Gleitschicht (15) im Schutze einer Bodenverfestigung, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (12) und die Gleitschicht (15) im Zuge des Fortschreitens der Teufe hergestellt werden, wobei das die Gleitschicht (15) bildende Material in pastösem Zustand eingebracht, nach dem Einbringen in einen festen Aggregatzustand übergeführt wird, der während der Bauzeit für die Herstellung der Auskleidung (12) aufrecht erhalten wird und nach Fertigstellung des Schachtes wieder in den pastösen Zustand zurückversetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aggregatzustand des pastösen Materials durch Kälteeinwirkung, z. B. Vereisen bzw. Auftauen, verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das pastöse Material aus einer Mischung aus einem Tonmineral oder dergleichen, z. B. Bentonit und Wasser, besteht.
4. Verfahren insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt der Mischung und/oder die Dicke der Schicht (15) so gewählt aß die einer vorgegebenen Teilentspannung des Gebirges (3) entsprechenden Verschiebungen durch Konsolidierungsverformungen der Schicht (15) eintreten können.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung inerte Füllstoffe, vornehmlich Gesteinsmehl, wie Quarzmehl, Kalksteinmehl oder dergleichen, beigegeben werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis der Komponenten so gewählt wird, daß die pastöse Mischung in dem nach unten offenen Zwischenraum (14) zwischen der Auskleidung (12) und dem Gebirge (2) durch die der Mischung eigene Kohäsion gehalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vereisung des Materials der Schicht (15) in dieser mit dem Fortschreiten des Ausbaus mit Kühlflüssigkeit beaufschlagbare Leitungen mitgeführt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (12) aus Stahlbeton besteht und mittels einer von einer Arbeitsbühne (9) getragenen Gleitschalung fortlaufend hergestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (12) aus Stahlbeton besteht und mittels einer von einer Arbeitsbühne (9) getragenen Kletterschalung abschnittsweise hergestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (12) in axialer Richtung vorgespannt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsvorspannung derart gewählt wird, daß sowohl die Druckstauchung des Betons, als auch die Zugdehnung des Stahls ausgenützt werden.
EP19850109261 1984-07-28 1985-07-24 Verfahren zum Herstellen eines Schachtes Expired EP0170199B1 (de)

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