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Schachtauskleidung mit Schüssen aus Stahl-Beton-Verburidfertigteilen
Die Erfindung bezieht sich auf Schachtauskleidungen für Bergbauschächte, wobei die
einzelnen Schüsse der Auskleidung aus mindestens einem Stahlzylinder und einem Betonmantel
bestehen. Im allgemeinen wird der Beton erst während der Montage der Auskleidung
nach dem Zusammensetzen der Stahlzylinderschüsse eingebracht. In neuerer Zeit wurde
es auch schon bekannt, Stahl-Beton-Verbundfertigteile auf diesem Gebiet zu verwenden,
unter anderem wegen der größeren Tragfähigkeit eines mit bereits abgebundenem Beton
versehenen Ausbaues, der besseren überwachungsmöglichkeit und deshalb höheren Qualität
vorher verarbeiteten Betons sowie nicht zuletzt der verkürzten Montagezeit.
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Die bekannten Stahl-Beton-Verbundschüsse sind nur nach außen flüssigkeitsdicht
und bestehen aus einem äußeren Stahlzylinder und einem inneren Betonmantel, der
etwas kürzer als der Stahlzylinder und an diesem durch übliche, in den Beton hineinragende
Verankerungselemente gehalten ist. Ferner hat man Stahlbetontübbinge mit einem im
wesentlichen nur als Dichtungshaut dienenden Blechmantel umgeben, die mit Flanschen
zum Zusammenschrauben sowohl der einzelnen Tübbingsegmente zu einem geschlossenen
Tübbingring als auch der benachbarten Tübbingringe zur ganzen Tübbingsäule versehen
sind.
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In einem weiteren Fall ist auf einen Stahlzylinder ganz verzichtet
und nur ein Betonmantel vorgesehen, in dessen beide Stirnflächen lediglich als Bewehrung
des Betons und als Anschlußglieder dienende Blechringe eingelassen sind. Bei der
Herstellung von Stahl-Beton-Verbundschüssen, die miteinander verschweißt werden,
hielt man es aber bisher für erforderlich, den Betonmantel an der Schweißstelle
erst nach dem Schweißen zu ergänzen, um den ungehinderten Zutritt zur Schweißstelle
zu ermöglichen und schädliche Auswirkungen des Betons auf die Schweißnaht während
des Schweißens zu verhüten. Wo die nachträgliche Ergänzung des Betonmantels nach
dem Schweißen schwierig ist, also insbesondere bei Schüssen mit einem durch einen
inneren und äußeren Stahlmantel eingeschlossenen Betonmantel, wurde nach wie vor
das Einbringen des Betons nach dem Schweißen mindestens eines Abschnittes der Schachtauskleidung
empfohlen.
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Demgegenüber soll mit der Erfindung eine Lehre gegeben werden, welche
die Verwendung von auf der Baustelle angelieferten Stahl-Beton-Verbundfertigteilen
für eine Schachtauskleidung ermöglicht, deren Betonmantel nach dem Schweißen an
der Baustelle nicht mehr ergänzt zu werden braucht, so daß es nunmehr auch möglich
wird, Stahl-Beton-Verbundschüsse mit durchgehendem innerem und äußerem Stahlmantel
vorzufertigen.
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Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß jedes sich in der Regel über
eine Länge von zwei Stahlzylinderschüssen erstreckende Verbundfertigteil mit zwei
den zugehörigen Betonmantel nach unten ganz und nach oben teilweise abdeckenden
Stahlringen versehen ist und diese beiden als Anschläge für den entsprechenden oberen
bzw. unteren Ring des benachbarten Fertigteiles dienenden, aus Winkelprofilen bestehenden
Ringe mit ihrem einen Schenkel derart an der Innenseite des äußeren Stahlzylinders
anliegen, daß der Beton gegen den Bereich der Schweißnaht abgedeckt ist.
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Wenn es sich um Auskleidungen mit zwei Stahlzylindern handelt, ist
zweckmäßig der untere Stahlring mit dem Ende seines sich- über die Breite des Betonmantels
erstreckenden Schenkels auch an dem inneren Stahlzylinder angeschweißt, der innere
Stahlzylinder nach unten etwas über den Stahlring hinaus verlängert und am oberen
Ende entsprechend verkürzt und der Beton am oberen Ende des inneren Stahlzylinders
durch einen weiteren Stahlring gegen den Bereich der Schweißnaht zwischen den inneren
Stahlzylindern abgedeckt. Im gleichen Zusammenhang ist ferner der Stahlring am oberen
Ende des inneren Stahlzylinders an diesen angeschweißt und in seinem oberen Teil,
der die etwas verkürzte Oberkante des Stahlzylinders überragt, auf der dem entsprechend
verlängerten
unteren Ende des darüberliegenden Stahlzylinders zugekehrten Seite keilförmig abgeschrägt.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform
beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein in der Werkstatt hergestelltes Verbundfertigteil
im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch` das gleiche Teil, Fig.3, 4 Längsschnitte
an verschiedenen Wandstellen des gleichen Teiles, Fig. 5 einen Längsschnitt an der
Verbindungsstelle zweier Verbundfertigteile.
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Die Auskleidung besteht im wesentlichen aus zwei konzentrischen Stahlzylindern
1, 2 und einem dazwischenliegenden Betonmantel 3. Auf der Außenseite des
inneren Stahlzylinders sind, in Umfangs-und Längsrichtung verteilt, hakenförmige
Verankerungselemente 4 zum Verstärken der Verbundwirkung zwischen Stahl und Beton
angeschweißt.
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Je zwei Schüsse der beiden Stahlzylinder werden in der aus Fig. 3
ersichtlichen Art zusammengeschweißt. Am unteren Ende eines solchen Doppelschusses
wird, wie Fig. 1 erkennen läßt, ein winkelförmiger Stahlring 5 eingeschweißt, dessen
kürzerer Schenkel an der Innenseite des Außenzylinders anliegt und dessen längerer
Schenkel sich bis gegen die Außenseite des etwas nach unten vorstehenden Innenzylinders
erstreckt. Am oberen Ende des Doppelschusses ist an der Innenseite des Außenzylinders
ein ebenfalls winkelförmiger Stahlring 6 angeschweißt, dessen waagerechter Schenkel
sich aber nur über einen Teil des radialen Abstandes zwischen den beiden Zylindern
erstreckt. An der Außenseite des Innenzylinders, dessen Oberkante um das Maß der
vorstehenden Unterkante niedriger liegt als die Oberkante des Außenzylinders, ist
dort ein weiterer Stahlring 7 angeschweißt, dessen Innenseite in seinem fast um
das gleiche Maß überstehenden Teil keilförmig abgeschrägt ist.
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Außer durch den unteren Winkelring 5 werden die Doppelschüsse der
beiden Zylinder 1, 2 gemäß Fig. 4 durch eine Anzahl querliegend angeschweißter Rohrstutzen
8 in konzentrischer Lage zueinander gehalten. Diese Rohrstutzen, die ebenso wie
die Anker 4 mit gewissen Abständen in Umfangs- und Längsrichtung der Zylinder
verteilt sind und ebenfalls zur Verbundwirkung beitragen, sind zunächst am inneren
Ende mit einem Gewindestopfen 9 verschlossen. Sie dienen in bekannter Weise zum
Einpressen von Beton oder einem anderen Hinterfüllungsmittel in den Raum zwischen
dem Außenzylinder und dem Gebirge, wenn die ganze Auskleidung oder ein größerer
Abschnitt derselben eingebaut ist. Der den ringförmigen Hohlraum zwischen den beiden
zusammenhängenden Doppelschüssen des Außen- und des Innenzylinders ausfüllende Betonmantel
3 wird ebenfalls noch in der Werkstatt hergestellt. Das Ganze ist dann ein Stahl-Beton-Verbundfertigteil
von etwa 5 m Länge (Fig.1).
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Solche z. B. in Zusammenarbeit zwischen zwei einschlägigen Firmen
hergestellten Fertigteile sind die Baueinheiten für eine Schachtauskleidung. Sie
werden an die Schachtbaustelle transportiert und dort in der für einzelne Stahlzylinderschüsse
bekannten Weise mittels einer Bühne oberhalb der Schachtmündung zusammengesetzt.
Fig. 5 zeigt eine derartige Verbindung zwischen zwei übereinanderliegenden Fertigteilen
mit den beiderseitigen ringsumlaufenden Schweißnähten. Für ein. gutes Durchschweißen
dieser Verbindungen sind die im gleichen Bereich gegen die Rückseiten der beiden
Stahlzylinder anliegenden Stahlringe 5, 6 bzw. 7 wichtig, weil die Zylinder 1, 2
zum Unterschied von den Werkstattverbindungen der Einzelschüsse (Fig. 3) auf der
Baustelle nicht mehr auf ihren dem Betonmantel zugekehrten Seiten zugänglich sind
und deshalb die Wurzeln der betreffenden Nähte nicht ausgekreuzt und nachgeschweißt
werden können. Die beiden Winkelringe 5, 6 dienen zugleich als Anschläge beim Aufeinandersetzen
der Fertigteile, während der dritte Stahlring 7 dabei eine genau konzentrische Führung
derselben erleichtert.
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Für eine aus solchen Verbundfertigteilen mit bereits abgebundenem
Beton hergestellte Auskleidung ergeben sich als wesentliche Vorteile gegenüber den
bekannten Verbundteilen die verkürzte Montagezeit ohne nachträgliche Ergänzung des
Betonmantels und gegenüber an der Baustelle gegossenen Betonmänteln die sofortige
volle Tragfähigkeit. Die Montagezeit läßt sich noch mehr verkürzen, wenn die Montageeinrichtungen
es ermöglichen, daß zwei oder mehr Fertigteile an der Baustelle schon neben dem
Schacht miteinander verbunden und dann solche Fertigteilgruppen von entsprechend
größerer Länge oberhalb des Schachtes zusammengesetzt werden.
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Als ein weiterer Vorteil ist die Unterteilung des Zwischenraumes der
beiden Stahlzylinder 1, 2 durch die am unteren Ende jedes Fertigteiles angeordneten
Winkelringe 5 anzusehen. Diese Ringe verhindern nämlich, selbst wenn die eine oder
andere Schweißnaht am Außenzylinder nicht vollkommen flüssigkeitsdicht sein und
etwas Wasser in den mit Beton gefüllten Zwischenraum eindringen sollte, die Bildung
einer in gleicher Höhe wie der Wasserballast zusammenhängenden Wassersäule hinter
dem Innenzylinder. Infolgedessen kann das dorthin etwa eingedrungene Wasser nur
in geringem Maße und örtlich begrenzt auf den Innenzylinder einwirken. Im übrigen
kann eine Abstufung der Wandstärken von unten nach oben für einen oder beide Stahlzylinder
zweckmäßig sein.
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Die Erfindung ist für jede Art von Schächten, also für Bergbau-Förderschächte
oder reine -Wetterführungsschächte sowie grundsätzlich auch bei Auskleidungen mit
nur einem, und zwar vorzugsweise einem außenliegenden Stahlzylinder anwendbar. Dabei
werden an diesem ebenfalls die Winkelringe 5, 6 entsprechend angoerdnet.
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Wenn es sich um Schächte handelt, die im Saugbohrverfahren niedergebracht
werden und mit Flüssigkeit gefüllt sind, können die Schachtauskleidungen auch in
an sich bekannter Weise mit einem geschlossenen Boden versehen sein und durch Einschwimmen
abgesenkt werden.
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Zur Herstellung der Verbundfertigteile in der Werkstatt wird in an
sich bekannter Weise eine Innenschalung verwendet, die an Stelle des inneren Stahlzylinders
gegen die freien Enden der waagerechten Schenkel der unteren Winkelringe 5 anliegt.
Während die Verfestigung der Betonmantelabschnitte bei einer Auskleidung mit zwei
Stahlzylindern z. B. durch Rütteln oder Anwendung von Ultraschall erfolgt, kann
zum gleichen Zweck bei einer Auskleidung mit nur einem Stahlzylinder vorzugsweise
das Vakuumverfahren angewendet werden. Die dazu notwendigen Sauganschlüsse lassen
sich in geeigneter Zahl und Verteilung an der den Betonmantel während
seiner
Herstellung auf der anderen Seite begrenzenden Schalung anbringen.