DE1784522A1

DE1784522A1 - Verfahren zum Auskleiden von Druckstollen oder Druckschaechten

Info

Publication number: DE1784522A1
Application number: DE19681784522
Authority: DE
Inventors: Heinz Berbner; Guntram Dipl-Ing Innerhofer; Leo Dipl-Ing D Unterstenhoefer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1968-08-16
Filing date: 1968-08-16
Publication date: 1971-08-26
Also published as: NO129011B; AT307326B; GB1267857A; SE371846B

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 17PAR99

Unser Zeichen: O.Z. 25 733 vG/Stä 67OO Ludwigshafen, 15. August 1968

Verfahren zum Auskleiden von Druckstollen oder Druckschächten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Auskleidungen von Druckstollen oder Druckschächten, bei dem eine Füllmasse m in den Hohlraum zwischen dem Gebirge und einem im Abstand vom Gebirge angeordneten Kernring eingepreßt wird.

Es sind bereits Verfahren zum Auskleiden von Druckstollen bekannt, bei dem man das den Stollen umgebende Gebirge mit einer ringförmigen Vorauskleidung versieht und unter Belassung eines Hohlraums eine Innenauskleidung, einen sogenannten "Kernring" anordnet. In diesen Hohlraum wird eine Füll- und Verdichtungsmasse eingepreßt, wodurch der Kernring unter Druckvorspannung gesetzt wird. Bei Innendruckbelastung soll diese Druckvorspannung eine Rißbildung ™ im Kernring verhindern. Bei diesen Verfahren werden sowohl die an das Gebirge anschließenden Verkleidungen als auch die Kernringe aus Beton hergestellt. Als Füll- und Dichtmasse verwendet man im allgemeinen Zement-Suspensionen, die eine niedrige Viskosität haben, so daß sie leicht durch öffnungen in dem Kernring, in den Hohlraum zwischen Kernring und Gebirgsverkleidung eingepreßt werden können.

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Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bereits bekannten Verfahren, bei denen der Verpreßhohlraum durch spezielle Formsteine, geformte Eleche und dergleichen oder aber allein durch das Schwinden des Innenrings gebildet wird, eine für viele Anwendungen ausreichende, jedoch keine sichere Abdichtung gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung von Druckstollen oder Druckschächten, das die Nachteile der bekannten Verfahren nicht hat und einen schnellen Arbeitsablauf mit wenigen Arbeitstakten ermöglicht.

Es wurde nun gefunden, daß man die Aufgabe löst, wenn man zwischen dem Gebirge bzw. der Verkleidung, die den Stollen bzw. den Schacht umgibt und eine in dem Stollen bzw. den Schacht angeordneten Kernring eine Noppendichtfolie anordnet, deren Noppen radial zum Gebirge bzw. der Verkleidung stehen und eine Füllmasse in den Hohlraum zwischen Gebirge bzw. der Verkleidung und der Noppenfolie eingepreßt .

Bei diesem Verfahren kann man das den Stollen bzw. Schacht umgebende Gebirge mit einer Betonverkleidung versehen, jedoch braucht sie nicht wie bei den bekannten Verfahren flächentreu zu sein. Es ist ein besonderer Vorteil, daß auch eine grobe Abgleichung von Felszacken und scharfen Kanten mit einer Beton- oder Mörtelmasse völlig ausreichend ist.

Die Noppenfolie wird unmittelbar an das Gebirge bzw. an die Verkleidung angeordnet. Ihre Noppen stehen radial zum Gebirge bzw. der

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Verkleidung. Man verwendet vorteilhaft Noppenfolien aus thermoplastischen Kunststoffen, die folgendermaßen gefornt sind: Die Folien sollen zweckmäßig zwischen 0,5 und 2,0 mm dick sein und an der dem Gebirge bzw. der Verkleidung zugerichteten Seite Erhebungen (Noppen) mit einer Höhe von 1,5 bis 5 mn haben. Die Gesamtfläche der Noppen soll 8 bis kO %, vorzugsweise aber 10 bis 20 %, der Folienoberfläche einnehmen. Die Noppen können sich auf der Folienfläche gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilen. Besonders vorteilhaft sind jedoch solche Folien bzw. Bahnen, bei denen die einzelnen Noppen in bestimmter Ordnung vorgesehen sind. Derartige Erhebungen haben zweckmäßig im Schnitt senkrecht zur Längsrichtung der Folie betrachtet, einen rechteckigen oder kubischen Querschnitt. Sie können beispielsweise eine kreisförmige, rechteckige oder beliebig anders geformte Bodenfläche haben. Besonders vorteilhaft für das Verfahren sind solche Iloppenfolien, die aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, der einen Elastizitätsmodul zwischen 30 und 5 000 kp/cm (nach DIII 53571) und eine Bruchdehnung von 300 bis 1 200 % (nach DIN 5357D besitzt. Ferner soll er eine ausreichende Schlitzdruckfestigkeit besitzen. Die Poissonzahl des Kunststoffes (d.i. das Verhältnis von Querkontraktion zu Längsdilatation) soll zwischen 0,3 und 0,5 und die Shore-A-Härte (nach DIlI 53505) zwischen 20 und 90 liegen. ISs hat sich gezeigt, daß sich insbesondere solche Noppenfolien eignen, die aus einem Gemisch aus 30 bis 95 Gewichtsprozent Bitumen und 5 bis 70 Gewichtsprozent eines Copolymerisates aus Äthylen und Vinylestern oder Acrylsäure oder Methacrylsäureestern bestehen. Die Copolymerisate enthalten zweckmäßig 30 bis 97 Gewichtsprozent Äthylen und 70 bis 3 Gewichtsprozent der Vinyl-, Acryl- oder Methacrylester einpolymerisiert. Das Bitumen soll gemessen nach DIN 1995 - eine Penetration zwischen 1 und 210 haben.

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Die Noppenfolien können außerdem Gemisch aus Bitumen und Copolymerisate Füllstoffe, Alterungsschutzmittel oder Verstärkungsmittel enthalten.

Noppenfolien aus derartigen Kunststoffen sollen vorzugsweise EIastizitätsmodule von 80 - 200 kp/cm , eine Bruchdehnung von 500 800 %, eine Poissonzahl von O_xM - 0,5 und eine Shore-A-Härte von 50 - 80 haben.

Zur Herstellung der Auskleidungen werden die Noppenfolien mit ihren Noppen gegen den Berg, bzw. die Verkleidung gerichtet, an den Berg oder die Verkleidung befestigt. Dies erfolgt am zweckmäßigsten durch besondere Befestigungsverfahren, die nach dem Druckknopfprinzip oder ähnlichen Grundsätzen arbeiten. Man kann sie jedoch auch an eine aus Spritzbeton bestehende Vorauskleidung annageln. Danach betoniert man in bekannter Weise den Kernring gegen die glatte Seite der den Hohlraum bildenden noppenfolie an. Durch Einfüllöffnungen, die in den Kernring bzw. der.Noppenfolie angeordnet sind, wird nun in bekannter Weise Füllmasse unter hohem Druck in den Hohlraum eingepreßt, der sich zwischen Folie und dem Gebirge bzw. der Auskleidung aufgrund der Abstandshaltung der Noppen ausgebildet wird. Als Füllmasse verwendet man zweckmäßig Mörtel bzw. Zementsuspensionen.

Eine Vereinfachung des Verfahrens ist zu erzielen,.wenn die Noppenfolie als geschlossenes Hemd über die Schalung gezogen und das Anpressen der Folie an das Gebirge dem Druck des hinter die Schalung eingepumpten Betons überlassen wird.

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In besonders durchlässigem Gebirge ist es vorteilhaft, die Noppenfolie an der Bergseite mit einer ebenen Folie zu kaschieren um so einen in sich geschlossenen Hohlraum herzustellen. Das erlaubt eine Vorauspressung des Gebirges mit Mörtel unter geringem Druck und verhindert, daß bei späterer Auspressung des Hohlraums mit einem viskosen Einpressgut dieses drucklos in das Gebirge abfließt. Werden mit kaschierten Noppenfolien geschlossene, zweckmäßigerweise etwa 15 m lange Hemden hergestellt, so ist damit eine Sektionierung erreicht, die die einzelnen Hinterpressabschnitte klar beherrschen läßt und die sonst notwendigen Vorkehrungen zur Unterteilung der Stollenröhre in Hinterpressabschnitte überflüssig werden läßt.

Es hat sich gezeigt, daß es nach dem Verfahren möglich ist, Auskleidungen in Druckstollen und Druckschächten besonders schnell herzustellen. Durch den in den Hohlraum eingepreßten Füllstoff

wird eine satte Bettung der Noppenfolie auf den Kernring bewirkt, der Kernring vorgespannt und ferner das statische und kinematische Zusammenwirken von Beton und Gebirge verbessert. Aufgrund der elastischen Eigenschaften der Folie schmiegt sie sich allen Unebenheiten des Gebirges an. Bei späterem Betrieb übernimmt die Folie gemeinsam mit dem vorgespannten Kernring und dem durch die Hinterpressung abgedichteten Gebirge die Dichtungsaufgabe. Durch ihre Dehnfähigkeit ist sie in der Lage, kleinere Risse im Kernring bzw. Gebirge zu überbrücken. Die Schlitzdruckfestigkeit befähigt sie, dem in den Rissen v/irksamen Wasserdruck standzuhalten.

Der Kernring stützt andrerseits die Folie gegen äußeren Bergwasserdruck ab und schützt sie vor mechanischen Beschädigungen. Schließ-

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lieh verhindert die Vorspannung des Kernrings und des Gebirges das Entstehen größerer Risse und damit eine übergebührliche Belastung der Folie.

Das Verfahren erzeugt somit ein sinnvoles Verbundsystem zwischen Kernring, Folie und Gebirge, das auch bei wesentlich höheren Drucken als die nach den bisherigen Verfahren hergestellten Auskleidungen anwendbar ist.

Wenn an die spätere Abdichtung des Druckstollens oder Druckschachtes · etwa bei Trinkwasserleitungen - besonders hohe Anforderungen gestellt werden, können die überlappten Folienbahnen miteinander verschweißt werden. Hierbei ist ein Befestigungsverfahren - z.B. nach dem Druckknopfprinzip - zum Anbringen der Folie an das Gebirge zu wählen, das ihre Beschädigung vermeidet.

Die Arbeitsweise des Verfahrens sei am folgenden Beispiel veranschaulicht .

Beispiel

Wie aus der Figur ersichtlich,wurde bei einem Wasserkraftwerk das den Druckstollen umgebende Gebirge 1 mit einer Betonvorauskleidung

2 versehen. An dieser befestigte man eine Noppenfolie 3 von 0,8 mm Dicke mit zylindrischen Noppen von 2 mm Höhe und 8 mm Durchmesser. Der Abstand der Noppen voneinander betrug 20 mm. Die Noppenfolie

3 war derart angeordnet, daß die Noppen 4 in Richtung der Verkleidung 2 zeigten. An die Noppenfolie anschließend wurde nun der Kernring 5 so anbetoniert, daß er an seiner Außenseite die Unebenheiten

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im Gebirge ausfüllte und die Folie satt an die Vorauskleidung andrückte. Durch öffnungen 6 preßte man nun in bekannter Weise Zementbrei in den Hohlraum ein, der zwischen Noppenfolie 3 und der Auskleidung 2 entstanden ist. Hierdurch drückt sich die Noppenfolie 3 an den Kernring 5 fest an.

Es entstand eine Auskleidung,'die besonders widerstandsfähig gegen plötzliche Druckbeanspruchungen ist und die sich den Anforderungen in Zonen ungünstiger Gebirgsbeschaffenheit als sehr zuverlässig erwiesen hat.

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Claims

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Patentanspruch

Verfahren zum Herstellen einer Auskleidung von Druckstollen oder Druckschächten, bei dem eine Füllmasse in den Hohlraum zwischen dem Gebirge oder einer unmittelbar an das Gebirge anschließenden Verkleidung und einem im Abstand angeordneten Kernring eingepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen Kernring und Gebirge bzw. Verkleidung eine Noppenfolie anordnet, deren Noppen radial zum Gebirge bzw. der Verkleidung stehen und die Füllmasse in den Hohlraum zwischen Gebirge bzw. Verkleidung und der Noppenfolie einpreßt.

Zeichng. Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG!

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