DE2637726B2 - Streckenausbaurahmen - Google Patents
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft einen aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen, im wesentlichen die gleiche
Form aufweisenden Einzelsegmenten bestehenden Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmen aus Stahl, dessen
Segmente an ihren jeweiligen Enden zur Verbindung mit den Nachbarsegmenten im wesentlichen quer zu
ihrer Längsachse verlaufenden Kupplungsplatten aufweisen, die zur Aufnahme von sie selbst und die
jeweilige benachbarte Kupplungsplatte durchgreifenden Schraubenbolzen Löcher aufweisen.
Aus der DE-AS 10 71 628 ist ein starrer Ringausbau bekannt, der beispielsweise zur Durchtunnelung von
Gesteinsschichten verwendet wird. Dieser Ringausbau ist aus einzelnen Segmenten aufgebaut, die an ihren
jeweiligen Enden quer verlaufende Kupplungsplatten
ίο tragen. Diese Kupplungsplatten werden zur Fertigung
angeschweißt. Bei der Montage der Segmente zu einem Ringausbau werden die Kupplungsplatten zweier
Segmente jeweils aneinandergesetzt und mit Ringbolzen verbunden, wobei sich durch die winkelige
Anordnung der beiden Kupplungsplatten eines Segments zueinander ein aus mehreren Segmenten
bestehender Ring erreichen läßt
Aus der DE-OS 20 37 172 ist eine Stützstruktur für Strecken- und Tunnelausbau bekannt, die Stützteile aus
an ihren Enden lösbar verbundenen Stützelementen,
jeweils an deren Stoßstellen angeordnete ö fnungen und durch diese hindurchgeführte, im Gestein festgelegte
Ankerstangen aufweist. Bei dieser bekannten Konstruktion erfordert die Montage zahlreiche Zusatzteile
und ist relativ zeitraubend. Weitere Vorrichtungen sind aus de,n DE-GM 68 12 648 und der DE-OS
17 58 928 bekannt, die jedoch weder eine den Gebirgsdruck
als axiale Druckkraft aufnehmende bogenförmige Struktur, noch eine hierfür geeignete Verbindung
beschreiben.
Aufgabe der Erfindung ist es, den aus der DE-AS 10 71628 bekannten Ausbau dahingehend zu verbessern,
daß die Einzelsegmente des Ausbaus mit den zugehörigen Verbindungsflanschen und Durchgangsbohrungen
für die Gebirgsanker praktisch in einem Arbeitsgang und daher in Massenproduktion kostengünstiger
herstellbar sind.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Segmente aus Stahlguß oder duktilem Gußeisen bestehen, die
■»ο Kupplungsplatten einstückig angegossen sind und jede
Kupplungsplatte in ihrer Stoßfläche eine jeweils von einer Außenwand bis zur anderen durchgehende,
halbzylindrische Nut aufweist, die beim Zusammenbau der Segmente zu einem Ausbaurahmen mit der
entsprechenden Nut der Kupplungsplatte des benachbarten Segmentes einen zylindrischen Führungskanal
für Ankerstangen bildet, mit denen die Segmente in an sich bekannter Weise an den Strecken- oder Tunnelwandungen
festlegbar sind.
Es wird auf diese Weise möglich, die Segmentstücke kostengünstig herzustellen, da sie einstückig ausgebildet
sind. Des weiteren werden gegenüber dem Stand der Technik Schweißnähte verhindert, die erfahrungsgemäß
zu Festigkeitsproblemen führen können. Es wird also bei einer kostengünstigeren Fertigung eine höhere
Festigkeit der Einzelsegmente und somit auch des Tunnel- bzw. Streckenausbaus erreicht.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmens sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
Gegenstand der Erfindung sind auch die Einzelsegmente, die in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, wie
sie bei den auf den Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmen gerichteten Ansprüchen beschrieben ist, zu einem
derartigen Rahmen zusammengesetzt werden können.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmens und der
Einzelsegmente anhand der Figuren weiter erläutert: Es
F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Strecken- bzw. Tunnelausbau,
Fig.2 eine teilweise perspektivische Ansicht des
Ausbaus gemäß F i g. 1,
F i g. 3a eine perspektivische Ansicht eines Segments,
Fig.3b eine teilweise weggebrochene Ansicht des Segment«: gemäß F i g. 3a,
F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Segments,
F i g. 5a eine perspektivische Ansicht eines weiteren abgewandelten Segments,
Fig.5b eine teilweise weggebrocbene perspektivische
Ansicht des Segments gemäß F i g. 5a,
Fig.6 eine weitere perspektivische Ansicht eines abgewandelten Segments,
F i g. 7 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines weiteren abgewandelten Segments,
Fig.8 eine perspektivische Ansicht eines weiteren
abgewandelten Segments mit trapezförmigem Querschnitt
und
Fig.9 eine perspektivische Ansicht e>nes rohrförmigen
Segments.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausbaurahmen ist in einem Tunnel 2 angeordnet und weist ein den
Erddruck aufnehmendes, bogenförmiges Stützteil 3 auf, das aus mehreren jeweils an ihren Enden durch Bolzen
und Muttern oder entsprechende Vorrichtungen verbundenen Segmenten 4 besteht, die unabhängig von der
Querschnittsform des Tunnels 2 im wesentlichen die gleiche Form und Länge besitzen. In Umfangsabständen
sind mehrere, sich jeweils durch das Stützteil 3 hindurch radial in das Erdreich 1 erstreckende und in diesem
verankerte Ankerstangen 5 vorgesehen, welche das Erdreich 1 verstärken und dessen Festigkeit zu seiner
Abstützung benutzen. Bei der dargestellten Ausführungsform hat das Segment 4 die in F i g. 3a dargestellte
Form mit H-förmigem Querschnitt, an den Endflächen 6a ui.d 6b angeordneten, mit Bolzenlöchern 15
versehenen Kupplungsplatten 14 sowie jeweils einer die Kupplungsplatten 14 mit dem Mittelsteg verbindenden,
halbzylindrischen Wand, die eine zwischen den Außenflächen der Kupplungsplatten 14 liegende, halbzylindrische
Nut 8 bildet. Beim Zusammenfügen benachbarter Segmente 4 bilden die gegeneinander anliegenden
Nuten 8 einen zylindrischen Führungskanal 7, wie in F i g. 2 dargestellt, zur Aufnahme der Ankerstangen 5.
Nach dem Zusammenfügen der Segmente 4 zu dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Stützteil 3 werden durch
Einführen eines Bohrwerkzeugs durch die Führungskanäle 7 Bohrungen 13 in das Erdreich 1 eingetrieben und
dann die Ankerstangen 5 durch die Führungskanäle 7 in das Erdreich eingeführt und in diesem verankert, wobei
die inneren Enden der Ankerstangen 5 mittels Tragplatten 9 und Muttern 10 auf der inneren
Umfangsfläche des Stützteils 3 festgelegt werden. Zwischen das Stützteil 3 und das Erdreich 1 werden
Spundbohlen 11 angeordnet. Die Verbindung der Segmente 4 untereinander erfolgt durch Muttern und
Bolzen 12, wie aus F i g. 2 ersichtlich.
Das in Fig.4 dargestellte, abgewandelte Segment
entspricht im wesentlichen der vorstehend gegebenen Beschreibung, wobei jedoch zusätzlich in einem
mittleren Bereich ein Führungskanal 16 vorgesehen ist,
der durch eine im Mittelsteg angeordnete, zylindrische Wandung gebildet wird. Je nach den Anforderungen
können auch mehrere derartige Führungskanäle 16 mit oder ohne gleichzeitige Anwendung der Nuten 8
vorgesehen werden.
Während bei den in den F i g. 3a und 4 dargestellten Segmenten die Nuten 8 bzw. Führungskanäle 16 und
ίο damit auch die Ankerstangen 5 jeweils radial senkrecht
zu den Außenflächen der Stützstruktur verlaufen, sind bei den in den Fig.5a, 5b, 6 und 7 dargestellten,
abgewandelten Segmenten jeweils die Nuten 8 bzw. die Führungskanäle 16 unter einem Winkel von etwa 45°
gegen die Außenflächen des Segments geneigt Bei der in den F i g. 5a und 5b dargestellten Ausführungsform
sind wiederum lediglich an den Endflächen 6a und 6b angeordnete, geneigt verlaufende, halbzylindrische
Nuten 8 vorgesehen, während 'rei den Ausführungsformen
gemäß der Fig.6 und ? zusätzlich auch ein in
einem mittleren Abschnitt angeordneter, geneigter Führungskanal 16 vorgesehen ist Bei den in den
F i g. 5a, 5b und 6 dargestellten Segmenten münden die F'ihrungskanäle jeweils auf den äußeren bzw. inneren
Umfangsflächen, während bei der in Fig. 7 dargestellten
Ausführungsform die Mündungen der durch die Nuten 8 gebildeten Führungskanäle 7 (vgl. Fi g. 2) und
der Führungskanäle 16 jeweils an den gegenüberliegenden Seiten des Segments liegen und die :n einem
mittleren Bereich des Segments 4 angeordnete, den Führungskanal 16 umschließende Zylinderwandung in
einem zum Mittelsteg senkrechten Quersteg angeordnet ist.
Der Neigungswinkel der Führungskanäle 7 bzw. 16 kann je nach den Anforderungen zweckentsprechend gewählt werden und liegt gewöhnlich in einem Bereich bis zu 45° relativ zur Fläche des Stützteils 3.
Der Neigungswinkel der Führungskanäle 7 bzw. 16 kann je nach den Anforderungen zweckentsprechend gewählt werden und liegt gewöhnlich in einem Bereich bis zu 45° relativ zur Fläche des Stützteils 3.
Das in Fig.8 dargestellte Segment 17 besitzt einen
im wesentlichen V-förmigen Querschnitt und das in Fig.9 dargestellte Segment 18 eine rolirförmige
Gestalt mit kreisförmigem Querschnitt und jeweils an den Enden angeordneten, als Ringflansch ausgebildeten
Kupplungsplatten 14. Wie diese Beispiele zeigen, ist die
Querschnittsform der Segmente 4 nicht ajf H-förmige oder I-förmige Querschnitte beschränkt, sondern kann
den jeweiligen Anforderungen zweckentsprechend angepaßt werden. Bei den Segmenten und insbesondere
denjenigen mit H-förmigem oder I-förmigem Querschnitt ist es möglich, die gewünschten Eigenschaften
der Querschnittsform voll zur Auswirkung zu bringen und dabei die Ankerstangen und die Stützteile durch die
Führungskanäle zuverlässig zu vereinigen, so daß ihre Festigkeit und ihre sonstigen Eigenschaften voll
ausgenutzt werden können. Obgleich die Segmente 4 auch durch Zusammenbau herstel'bar sind, können sie
als Gußteile mit geringen Kosten unter voller Ausnutzung ihrer Eigenschaften gefertigt werden. Da
die an den Ei den angeordneten Nuten 8 zur Bildung de,-Führungskanal
7 beim Gießen keine Schwierigkeiten
machen, werden die Fertigungskosten durch ein Einformen der Führungskanäle nich'i erhöht.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen, im wesentlichen die gleiche Form aufweisenden
Einzelsegmenten bestehender Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmen aus Stahl, dessen Segmente an
ihren jeweiligen Enden zur Verbindung mit den Nachbarsegmenten im wesentlichen quer zu ihrer
Längsachse verlaufende Kupplungsplatten aufweisen, die zur Aufnahme von sie selbst und die
jeweilige benachbarte Kupplungsplatte durchgreifenden Schraubenbolzen Löcher aufweisen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Segmente (4) aus Stahlguß oder duktilem Gußeisen bestehe,!,
die Kupplungsplatten (14) einstückig angegossen sind und jede Kupplungsplatte (14) in ihrer
Stoßfläche eine jeweils von einer Außenwand bis zur anderen durchgehende, halbzylindrische Nut (8)
aufweist, die beim Zusammenbau der Segmente (4) zu einem Ausbaurahmen mit der entsprechenden
Nut (8) der Kupplungsplatte (14) des benachbarten Segmentes (4) einen zylindrischen Führungskanal für
Ankerstangen (5) bildet, mit denen die Segmente (4) in an sich bekannter Weise an den Strecken- oder
Tunnelwandungen festlegbar sind.
2. Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Segmente (4) des Ausbaurahmens einen H-förmigen oder I-förmigen Profilquerschnitt aufweisen, wobei
jewei's der die Flansche des Profils verbindende Steg mit der Kupplungsplatte (14) über die Wandung
der in dieser verlaufenden halbzylindrischen Nut (8) verbunder ist.
3. Strecken- bzw. Tuno Jausbau nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) einen im wesentlichen rohrförmigen Querschnitt aufweisen.
4. Strecken- bzw. Tunnelausbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den
Kupplungsplatten (14) vorgesehenen Nuten (8) in einem Winkel zur in der Stegfläche verlaufenden
Querachse des Profilsteges und/oder zur Stegfläche selbst verlaufen.
5. Strecken- bzw. Tunnelausbau nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den in den Kupplungsplatten (14) vorhandenen Nuten (8)
zwischen den Enden der Segmente (4) noch ein weiterer, von einer zylindrischen Wandung umschlossener
Führungskanal (16) zur Aufnahme eines weiteren Gebirgsanker vorgesehen ist.
6. Segment für einen Strecken- bzw. Tunnelausbaurahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das
an seinen Enden quer zur Längsachse verlaufende Kupplungsplatten und in diesen angeordnete Löcher
zur Aufnahme von Schraubenbolzen aufweist, gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale
eines der Ansprüche 1 bis 5.
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