DE2821111A1 - Lining for tunnels and shafts in regions subject to disturbances - comprises thick porous padding of scrap rubber pieces glued together with polyurethane - Google Patents

Abstract

Mfr. of subterranean cavities, esp. where there is a tendency of subsidence or earthquakes, are fitted with a padded linign and of webs or sheets of waste rubber shreddings or chips bonded together with a plastics binder. The shreddings are obtd. by comminuting worn-out vehicle tyres and are 25-35 mm long. The binder is pref. polyurethane. The sheets or webs have a cavity content of 35 vol.% and a degree of stiffness of 0.1-2.0 MN/m2. The padding layer may be 7-30 cm thick.

Description

Titel: Verfahren sowie Platten oder Bahnen zumTitle: Process as well as plates or webs for

Herstellen von unterirdischen Hohlräumen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von unterirdischen Hohlräumen, wie Tunnel, Stollen od.dgl., insbesondere in Bergsenkungsgebieten, die in der Auskleidung eine Polsterschicht aufweisen. Making underground cavities The invention relates to a Method for producing underground cavities, such as tunnels, tunnels or the like., especially in subsidence areas that have a cushioning layer in the lining exhibit.

Die Erfindung hat ferner Platten oder Bahnen zur Verwendung bei dem Verfahren sowie einen hiernach hergestellten unterirdischen Hohlraum zum Gegenstand.The invention also has panels or sheets for use in the Method and a subterranean cavity produced thereafter to the object.

Unterirdische HoSPäume in Bergsenkungsgebieten, wie beispielsweise Verkehrstunnel und die zu ihnen gehörenden unterirdischen Bauwerke, wie Bahnhöfe od.dgl.Underground HoSPaum in subsidence areas, such as Traffic tunnels and the underground structures belonging to them, such as train stations or the like.

sind erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt, die von Bewegungen im durchörterten Gebirge ausgehen, welche aus dem Abbau von Kohle oder anderen Mineralien in größeren Tiefen herrühren. Diese Bergsenkungen verursachen horizontale und vertikale Längenänderungen und Verbiegungen der Tunnelröhre quer zu ihrer Längsachse und beanspruchen den Holraum auf Scherung. Damit diese Kräfte nicht zum Bruch der Auskleidung fuhren, ist bereits vorgeschlagen,worden, die Tunnelauskleidung möglichst biegeweich und dehnungsschlaff zu konstruieren, damit durch die Einwirkung von Bergsenkungen weder Biegemomente noch Längskräfte in der Tunnelauskleidung geweckt werden können. Eine solche Konstruktion ist in der Praxis jedoch sehr schwer durchzuführen. Ein anderer Vorschlag geht deshalb dahin, in der Tunnelauskleidung Polsterschichten vorzusehen, welche die durch die Bergsenkung hervorgerufenen Formänderungen aufnehmen, so daß auf die eigentlichen Auskleidungselemente durch die Bergsenkungen keine zusätzlichen Kräfte und Spannungen übertragen werden. Bisher ist jedoch noch kein Material bekannt, mit dem eine solche Polsterschicht wirtschaftlich hergestellt werden kann und die über lange Zeiträume hinweg genügend elastisch bleibt, um die aus Bergsenkungen herrUhrenden Formänderungen aufnehmen zu können.are exposed to considerable stresses caused by movements in the penetrated mountains emanate from the mining of coal or other minerals originate at greater depths. These subsidence cause horizontal and vertical subsidence Changes in length and bending of the tunnel tube transversely to its longitudinal axis and stress the cavity on shear. So that these forces do not lead to breakage of the lining, has already been proposed that the tunnel lining should be as flexible and flexible as possible Construct stretch-slack, so neither by the action of mountain subsidence Bending moments Longitudinal forces are aroused in the tunnel lining can. However, such a construction is very difficult to carry out in practice. Another suggestion is therefore to use cushion layers in the tunnel lining to provide, which absorb the changes in shape caused by the subsidence, so that on the actual lining elements through the mountain subsidence no additional Forces and tensions are transmitted. So far, however, no material is known with which such a cushioning layer can be produced economically and the Remains sufficiently elastic over long periods of time to protect against subsidence to be able to record resulting changes in shape.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein geeignetes Material ftir diesen Zweck anzugeben, das mit geringen Kosten beschafft werden kann und sich für Polsterschichten einer Tunnelauskleidung in Bergsenkunge-oder Erdbebengebieten hervorragend eignet.The object of the invention is to find a suitable material for this Specify purpose that can be procured at low cost and apply for upholstery layers a tunnel lining in subsidence or earthquake areas.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß fffr die Polsterschicht Platten oder Bahnen aus mit KunststofWgebundenen Altgummischnitzeln verwendet werden. Die Altgummischnitzel für derartige Platten oder Bahnen können durch Zerkleinern von alten Fahrzeugreifen ohne weitere Aufbereitung gewonnen werden, die in großen Mengen zur Verfügung stehen und hierdurch einer sinnvollen Verwertung zugeführt werden können. Als Bindemittel für die Altgummischnitzel kommt vorzugsweise Polyure n in Betracht. Ferner sollen die Platten oder Bahnen nach der Erfindung zweckmäßig einen Hohlraumgehalt von etwa 35 Vol.% und eine Steifeziffer von 0,1 - 2,0 DE/m2 haben.This object is achieved with the invention in that fff for the Upholstery layer Sheets or sheets made from scrap rubber bonded with plastic be used. The scrap rubber for such plates or tracks can obtained by crushing old vehicle tires without further processing, which are available in large quantities and therefore meaningful recycling can be fed. The preferred binding agent for the scrap rubber is Polyure n into consideration. Further the panels or sheets should follow According to the invention, it is expedient to have a void content of about 35% by volume and a stiffness figure from 0.1 - 2.0 DE / m2.

zinke Polsterschtht aus solchen Platten oder Bahnen aus kunststoffgebundenen Altummischnitzeln kann grof3e Scherverfonnungen auf kurzer Länge aufnehmen, wie sie gewöhnlich bei Formänderungen in Langsrichtung der Tunnelröhre auftreten. Die Gummiplatten werden auch bei großen Scherwegen nicht härter und bleiben auch bei Richtungswechsel des Scherweges funktionsfähig. Hierzu wird bemerkt, daß derartige Richtungswechsel in den Bewegungen des Gebirges in Bergsenkungsgebieten durchaus möglich sind, wenn beispielsweise neben einem verlassenen Streb ein neuer Streb in anderer Richtung im Bereich der ursprünglichen Störung für den Abbau eines neuen Kohleflözes unter dem Tunnel aufgefahren wird. Die Polsterschicht aus kunststoffgebundenen Altgummischnitzeln kann sogar einer pulsierenden Beanspruchung standhalten, wie sie beispielsweise im Abrißbereich mit Treppenbildung im Gebirge auftreten kann.Zinke padding made of such plates or sheets of plastic-bound Altummischnitzeln can absorb large shear formations over a short length, such as they usually occur with changes in shape in the longitudinal direction of the tunnel tube. the Rubber sheets do not get harder even with long shear paths and stay there Change of direction of the shear path functional. It is noted that such Change of direction in the movements of the mountains in subsidence areas is quite possible are possible if, for example, a new longwall next to an abandoned longwall face in the other direction in the area of the original fault for the removal of a new one Coal seam is driven under the tunnel. The upholstery layer made of plastic-bonded Scrap rubber chips can even withstand pulsating stress, like it can occur, for example, in the demolition area with the formation of stairs in the mountains.

Nach der Erfindung sollen die Platten oder Bahnen aus Altgummi mindestens im Bereich der Firste und der Ulmen des Hohlraumes den Zwischneraum zwischen am Gebirge anliegenden Spritzbetonschale und den Hohlraum innenseitig begrenzenden Auskleidungselementen vollständig ausfüllen. Im Bereich der Sohle ist es zweckmäßiger, eine Bettung aus Kesselschlacke oder einem anderen Dränagematerial vorzusehen, um in der Polsterschicht sich ansammelndes Grundwasser oder Sickerwasser abzuführen, das durch die Spritzbetonschale eintreten kann.According to the invention, the plates or sheets of old rubber should at least in the area of the roof and the elms of the cavity the space between am Mountains adjoining shotcrete shell and delimiting the cavity on the inside Fill in the lining elements completely. In the area of the sole it is more practical to to provide a bed of boiler slag or other drainage material in order to in the upholstery layer accumulating groundwater or seepage water discharge that can enter through the shotcrete shell.

Die Platten oder Bahnen der Polsterschicht haben zweckmäßig eine Dicke zwischen 7 und 30 cm. Sie können hierdurch bei einem Hohlraumgehalt von etwa 35 Vol. % erhebliche Verformungen elastisch aufnehmen um ausgleichen.The plates or webs of the cushioning layer expediently have a thickness between 7 and 30 cm. You can use this with a void content of about 35 Vol.% Absorb considerable deformations elastically in order to compensate.

Um ein Eindringen von Mörtel oder Frischbeton in die Platten oder Bahnen der Polsterschicht beim Herstellen der Auskleidung oder beim Ausfüllen von Hohlräumen zwischen der Sprizbetonschale und der Polsterschicht zu verhindern, haben die Platten oder Bahnen der Polsterschicht zweckmäßig eine flüssigkeitsdichte Außenhaut. Diese Außenhaut kann bei der Herstellung der Bahnen oder Platten aus deren Material bestehen, also eine die Bahnen oder Platten umgebende dichte Gummihaut sein. Es ist aber auch möglich, die Bahnen oder Platten der Polsterschicht mit einer Kunststofffolie zu umhüllen oder wenigstens auf ihrer Innenseite abzudecken, die lose auf den Bahnen oder Platten aufliegen oder mit diesen punktweise oder vollflächig verbunden, beispielsweise verklebt sein kann.To prevent mortar or fresh concrete from penetrating into the slabs or Tracks of the cushioning layer when making the lining or when filling in To prevent voids between the spray concrete shell and the cushioning layer the panels or webs of the cushioning layer expediently have a liquid-tight outer skin. This outer skin can be used in the manufacture of the sheets or panels from their material exist, so be a dense rubber membrane surrounding the sheets or plates. It but it is also possible to cover the webs or panels of the cushioning layer with a plastic film to wrap or at least cover on their inside, the loose on the webs or plates rest or connected to them at points or over the entire surface, for example can be glued.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die durch die Zeichnungen an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert wird.Further features and advantages of the invention emerge from the following Description of an embodiment of the invention, illustrated by the drawings on a Exemplary embodiment is explained in more detail.

Es zeigt: Fig. 1 einen Verkehrstunnel mit ireisquerschnitt mit einer Polsterschicht nach der Erfindung im Querschnitt und Fig. 2 den Tunnel nach Fig. 1 in einem teilweisen Längs schnitt.It shows: Fig. 1 shows a traffic tunnel with an ice cross section with a cushion layer according to the invention in cross section and FIG. 2 shows the tunnel according to Fig. 1 in a partial longitudinal section.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Tunnel z.B. für eine Untergrundbahn bezeichnet, der in einem Bergsenkungsgebiet aufgefahren ist. Die Auskleidung 11 des Tunnels 10 besteht aus einer die Ausbruchfläche befestigenden, am Gebirge 12 anliegenden Spritzbetonschale 13 und den Hohlraum 14 innenseitig begrenzenden inneren Auskleidungselementen 15 und äußeren Auskleidungselementen 16 in Form von Ringen aus Spannbeton oder einem anderen geeigneten Material. Die äußeren Auskleidungselemente 16 sind axial im Abstand voneinander angeordnet (Fig. 2) und übergreifen von beiden Seiten her die inneren Auskleidungselemente 15.In the drawing, 10 is a tunnel, e.g. for a subway referred to, which was driven in a subsidence area. The lining 11 of the tunnel 10 consists of an area that attaches the excavated area to the rock 12 adjacent shotcrete shell 13 and inner space delimiting the cavity 14 on the inside Lining elements 15 and outer lining elements 16 in the form of rings made of prestressed concrete or another suitable material. The outer lining elements 16 are arranged axially at a distance from one another (Fig. 2) and overlap from both Side the inner lining elements 15.

Die Auskleidungselemente 16 können sich hierdurch gegeneinander und gegenüber den inneren Auskleidungselementen 15 in Axialrichtung bewegen.The lining elements 16 can thereby against each other and move relative to the inner lining elements 15 in the axial direction.

Zwischen den Auskleidungselementen 15 und 16 6 und der am Gebirge anliegenden Spritzbetonschale 13 befinsiet sich ein Zwischenraum 17, der von einer Polsterschicht 18 ausgefüllt ist. Im Bereich der Tunnelsohle 19 besteht diese Polsterschicht 18 aus Kesselschlacke 20, welche die Bettung für die Auskleidungselemente 15 und 16 darstellt und zugleich als Dränageschicht zum Abführen des durch die Spritzbetonschale 13 eingedrungenen Wassers dient. Im Bereich der Firste 21 und im Bereich der Ulmen 22 des Tunnels 10 besteht die Polsterschicht aus Platten oder Bahnen aus durch Polyurethan-Kunststoff gebundenen Altreifenschnitzeln. Diese Platten oder Bahnen 23 filllen den Zwischenraum 17. zwischen der Spritzbetonschale 13 und den äußeren tuskleidungselementen und zwischen diesen und den inneren Auskleidiingselementen 15 vollstandig aus. (Fig. 2).Between the lining elements 15 and 16 6 and on the mountains adjacent shotcrete shell 13 is an intermediate space 17, which is from a Padding layer 18 is filled. This cushioning layer exists in the area of the tunnel sole 19 18 from boiler slag 20, which is the bedding for the lining elements 15 and 16 represents and at the same time as a drainage layer for discharging the through the shotcrete shell 13 penetrated water is used. in the Area of the ridges 21 and in the Area of the elms 22 of the tunnel 10, the cushion layer consists of panels or Sheets of scraps of used tires bound by polyurethane plastic. These plates or tracks 23 fill the space 17 between the shotcrete shell 13 and the outer lining elements and between them and the inner lining elements 15 completely off. (Fig. 2).

Da sie einen Hohlraumgehalt von etwa 75 Vol. % und eine Steifeziffer von 0,1 - 2,0 MN/m2 haben, lassen sie eine erhebliche Längsbewegung der äußeren Auslfleidungselemente 16 in Pxialrichtung zu und nehmen auch Verschiebungen und Verformungen der Spritzbetonschale 13 in Längs- und Querrichtung sowie in Umfangsrichtung des Tunnels auf.Because they have a void content of about 75% by volume and a stiffness figure of 0.1 - 2.0 MN / m2, they allow a considerable longitudinal movement of the outer Reinforcing elements 16 increase in the axial direction and also take displacements and Deformations of the shotcrete shell 13 in the longitudinal and transverse directions as well as in the circumferential direction of the tunnel.

Die Platten oder Bahnen 23 haben eine hier nicht näher dargestellte flüssigkeitsdichte Außenhaut, die ein Eidringen von Mörtel oder Frischbeton ins Innere der Platten verhindert, wenn die Auskleidung aus Ortbeton hergestellt wird und itohlräume zwischen der Polsterschicht und der den Ausbruchquerschnitt abdeckenden Spritzbetonschale ausgefüllt werden.The plates or webs 23 have a not shown here liquid-tight outer skin that allows mortar or fresh concrete to penetrate into the The inside of the panels is prevented if the lining is made of in-situ concrete and voids between the cushioning layer and the one covering the cutout cross-section Shotcrete shell to be filled.

Die Erfindung ist im Tunnel- und Stollenbau in Bergsenkungsgebieten und in durch Erdbeben gefährdeten Zonen gewerblich verwendbar. Sie kann auch im Bergbau für die Auskleidung von Strebs und Strecken verwendet werdenThe invention is in tunnel and gallery construction in mining areas and can be used commercially in zones at risk of earthquakes. It can also be used in Mining used for the lining of longwall faces and routes

Claims (7)

Titel: Verfahren sowie Platten oder Bahnen zum Herstellen von unterirdischen Hohlräumen A n 5 p r Ü c b e 1. Verfahren zum Herstellen von unterirdischen Hohlräumen, wie Tunnel , Stollen od.dgl., insbesondere in Bergsenkungsgebieten, die in der Auskleidung eine Polsterschicht aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß für t1ie Polsterschicht (18) Platten oder Bahnen (23) aus mit Kunststoff gebundenen Altgummtschnitzeln verwendet werden.Title: Process as well as plates or sheets for the production of underground Cavities A n 5 p r Ü c b e 1. Process for creating underground cavities, Such as tunnels, tunnels or the like., Especially in mining areas that are in the lining have a cushioning layer, characterized in that for the cushioning layer (18) Plates or webs (23) made from scraps of old rubber bound with plastic are used will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten oder Bahnen (23) aus Altgummi mindestens im Bereich der Firste (21) und der Ulmen (22) des Hohlraumes (14) zwischen einer am Gebirge (12) anliegenden Spritzbetonschale (13) und den Hohlraum (14) innenseitig begrenzenden Auskleidungselementen derart angeordnet werden, daß sie den Zwischenraum (17) vollständig ausfüllen.2. The method according to claim 1, characterized in that the plates or webs (23) made of old rubber at least in the area of the ridges (21) and the elms (22) of the cavity (14) between a shotcrete shell resting against the rock (12) (13) and lining elements delimiting the cavity (14) on the inside in this way be arranged that they completely fill the gap (17). 3. Platten oder Bahnen zur Verwendung bei der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die altummischnitzel durch Zerkleinern von alten Fahrzeugreifen gewonnen sind und eine Länge von 25 -35 mm haben.3. Plates or sheets for use in the method of claim 1 or 2, characterized in that the scrap metal by crushing old vehicle tires are obtained and have a length of 25-35 mm. 4. Platten oder Bannen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel für die altummischnitzel Polyurethan ist. 4. plates or banners according to claim 3, characterized in that the binding agent for the scrap wood chips is polyurethane. 5. Platten oder Bahnen nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen Hohlraumgehalt von etwa 35 Vol. % und eine Steifeziffer von 0,1 - 2,0 MN/m².5. panels or webs according to claim 3 or 4, characterized by a void content of about 35% by volume and a stiffness factor of 0.1-2.0 MN / m². Platten oder Bahnen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine flüssigkeitsdichte Außenhant. Panels or webs according to one of Claims 3 to 5, characterized by a liquid-tight outer handle. 7. Unteridischer Hohlraum, gekennzeichnet durch eine Polsterschicht (18) mit Platten oder Bahnen (23) aus kunststoffgebundenen Altreifenschnitzeln.7. Unteridischer cavity, characterized by a cushion layer (18) with plates or webs (23) made of plastic-bound scraps of used tires. off wohlraum nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten oder Bahnen (23) der Polsterschicht (18) eine Dicke zwischen 7 und 30 cm haben.off well-being room according to claim 7, characterized in that the panels or strips (23) of the cushioning layer (18) have a thickness between 7 and 30 cm.