DE3401852C2 - Mit zunehmender Teufe verstärkter Schachtausbau - Google Patents
Mit zunehmender Teufe verstärkter SchachtausbauInfo
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Abstract
Für den Ausbau von Schächten, insbesondere Gefrierschächten mit großer Teufe, dient ein Schachtausbau, der die Merkmale eines krümmungsfähigen, außen wasserdicht verschweißten, gegliederten Innenausbaus mit anschließender Gleitfuge und der außen einen Außenaufbau aufweist, der ebenso wie der verwendete Dichtmantel einen durchgehend gleichen Querschnitt aufweist. Der gegliederte Innenausbau an sich ist auf der Innenseite mit wachsender Teufe zunehmend verstärkt, insbesondere konisch ausgebildet. Damit können bei entsprechender Ausbildung der Gleitfuge und entsprechender Füllung Krümmungen vom Schacht ausgeführt werden, ohne daß dadurch die Wirkung, insbesondere die Dichtheit des Schachtausbaus, gefährdet ist. Innen- und Außenausbau sind so aufeinander eingestellt und aufeinander abgestimmt, daß insbesondere der Außenausbau einfach und schnell mit möglichst durchgehend gleichem Ausbruchquerschnitt einzubringen ist. Dadurch, daß der Innenausbau den statischen Verhältnissen entsprechend variiert ist, ist auch die Ausbildung des Fußes wesentlich vereinfacht, da lediglich ein einfacher Schlußring zum Einsatz kommen kann, auf den sich der Innenausbau abstützt, während der Außenausbau unmittelbar auf dem Gebirge steht.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schachtausbau, insbesondere für den Ausbau von Schächten großer Teufe, im
nicht standfesten, wasserführenden Gebirge, bestehend aus einer am Gebirge anliegenden äußeren Ausbausäule
und einer durch eine Gleitfuge von letzterer getrennten, krümmungsfähigen, zur Gleitfuge hin mit einem
wasserdichten Dichtmantel versehenen Innensäule, deren Wandung mit zunehmender Teufe unter anderem
durch Erhöhung der Wandstärke verstärkt ist.
Im Schachtbau, ob im standfesten oder im nichtstandfesten Gebirge, wird in der Regel der innere lichte Querschnitt
über die Höhe konstant ausgebildet. Im standfesten Gebirge hat der Ausbau eine gleichbleibende
Wanddicke nur im nichtstandfesten, wasserführenden Gebirge ist wegen des zunehmenden hydrostatischen
Drucks der Gleitmasse der tragende Wandabschnitt zu vergrößern. Dies gilt insbesondere für Gleitfläche im
wasserführenden Gebirge ist wegen des zunehmenden hydrostatischen Drucks der Gleitmasse der tragende
Wandquerschnitt zu vergrößern. Dies gilt insbesondere für Gleitschächte im wasserführenden Gebirge, die
während des Abteufens mit dem Gefrierverfahren durch einen Außenausbau gesichert werden und anschließend
von unten nach oben auf einem Fundament ruhend mit dem Innenausbau versehen werden. Das zunehmende
Druckniveau wird bei bekanntem Schachtausbau dadurch ausgeglichen, daß die Ausbaustärke
nach außen hin vergrößert wird, womit eine erhebliche Ausbruchsquerschnittsvergrößerung verbunden ist.
Ein derartiger Schachtausbau ist in der DE-AS 28 31 662 näher beschrieben, wobei zunächst der Außendurchmesser
der Innenröhre entsprechend der Teufenzunahme anwächst und der Innendurchmesser des
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Blechmantels mit der Zunahme des Außendurchmessers der Innenröhre zunimmt Entsprechend der Wandstärkenzunahme
der Innenröhre folgt der gebirgsverbundene Stoßausbau diesen zunehmenden Ausbruchsquerschnitten.
Es ist schon vorgeschlagen worden (DE-PS 28 23 950) den Querschnitt des Innenausbaus beizubehalten und
die notwendige Verstärkung durch einen aufwendigen Stahlbeton/Stahlverbundausbau den Anforderungen
anzupassen. Der dann vom Außenausbau aufzunehmende Vollgebirgsdruck führt dazu, daß die Betonformsteinwand
je nach Geologie mehrreihig wird und ihrerseits einen entsprechenden wechselnden Ausbruchsquerschnitt
erfordert Aufwendig ist auch die Abstützung des krümmungsfähigen Schachtausbaus auf dem is
standfesten Gebirge, wozu teilweise erheblich bewehrte Ringfundamente notwendig sind. All dies erfordert einen
zusätzlichen Ausbruch, mehr Aufwand an Ausbaumaterial und besondere Sorgfalt bei der Erstellung, da
auch bei schräggestelltem Schacht sichergestellt werden muß, daß das in der Gleitfuge befindliche Material
dort bleibt und dort wirksam bleibt
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Schachtausbau dahingehend
weiterzubilden, daß er einen gleichbleibenden Ausbruchsquerschnitt erfordert und mit relativ geringem
Aufwand einbringbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die innere Ausbausäule mit zunehmender Teufe nur
auf der dem Schachtinneren zugewandten Seite verstärkt ist und die äußere Ausbausäule sowie der Dichtmantel
über die gesamte in dieser Weise ausgebaute Schachtteufe einen durchgehend gleichen Querschnitt
sowie eine gleichbleibende Wandstärke aufweisen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Diese Art des Schachtausbaus bringt den Vorteil mit sich, daß über die gesamte Höhe des Schachtabschnittes
nur ein gleichmäßiger Ausbruch erforderlich ist. Die Ausbauarbeiten für das Einbringen des Außenausbaus
und vor allem auch des Dichtmantels sind wesentlich vereinfacht und können präzise durchgeführt werden,
weil ein Verspringen der einzelnen Ausbausäulen nicht erforderlich ist. Unterschiedlich erforderliche Ausbauwiderstände
werden ausschließlich durch verschiedene Festigkeitseigenschaften bei den Ausbaumaterialien bewirkt.
Deshalb werden nicht wie beim Stand der Technik nur hochfeste Betonformsteine einer Güteklasse gewählt,
sondern die gesamte Palette der Betonfestigkeitsklassen in Betracht gezogen. Außerdem können die vor-
teilhafter Weise eventuell notwendig werdenden Verstärkungen des Innenausbaus ausschließlich auf der Innenseite,
also der leicht zugänglichen Seite, vorgenommen werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wandstärke der inneren
Schachtsäule mit der Teufe zunimmt, so daß sich der lichte Schachtquerschnitt nach oben hin konisch erweitert.
Diese konische Erweiterung des lichten Schachtquerschnittes nach oben hat den Vorteil, daß für die so
erfolgende Verstärkung des Innenausbaus nicht ein zusätzlicher Ausbruch notwendig ist, wobei sich gleichzeitig
damit auch wettertechnischer Hinsicht, insbesondere für ausziehende Schächte, Vorteile ergeben. Bautechnisch
ist dabei, wie erwähnt, von Vorteil, daß der Ausbruchsquerschnitt kleiner und darüber hinaus der Ausbau
im oberen Teil nicht unnötig breite Ausbaustärken aufweist. In Gefrierschächten erweist es sich als einfacher,
den Außenausbau bei kontinuierlichem Ausbruchquerschnitt zu setzen.
Wegen ausführungstechnischer Gründe ist zu empfehlen,
daß der Außenausbau eine über die Teufe konstante Querschnittsfläche aufweist und aus begrenzt
nachgiebigen Stahlringelementen oder Betonsegmenten oder einer statisch tragenden, einreihigen Betonformsteinwand
besteht Gleichsam geeignet sind Paneele, Bestonsegmente, Tübbings oder ähnliche in ihrer Art
bekannte Ausbaukonstruktionen. Der Außenausbau soll in der Lage sein, begrenzte Biegebeanspruchungen
zu erdulden. Hieraus erfolgt daß die z. B. zwischengefügten dünnen Flachspanplatten eine relativ starke Ausbildung
erhalten. Darüber hinaus ist der Außenausbau wasserdurchlässig. Weiterhin zeichnet sich der Außenausbau
dadurch aus, daß er aus Elementen gleicher Wandtiefe besteht Hierbei erfolgt die notwendige Erhöhung
der Traglast durch die Wahl z. B. zunehmender Betongüten über die Teufe. Der Außenausbau wird
während des Teufens gegen das gefrorene Gebirge gebracht und mit möglichst grobkörnigem Material, z. B.
hydraulisch gebundenem Schotter, hinterfüllt Die Anpassung an höhere Druckbeanspruchung in bestimmten
stratigrafischen Schichten erfolgt durch die Wahl entsprechend ihrer zulässigen Festigkeit vorgehaltenen
Ausbauelementen, die grundsätzlich nur einreihig eingebaut werden. Eine darüber hinausgehende Stabilisierung
kann durch entsprechenden nachgiebigen Gefrierschachtausbau erfolgen. Der relativ steife Außenausbau,
der kaum radial verformbar ausgebildet ist, führt zu einer geringeren Beanspruchung der Gefrierrohre und
zu einer frühen Tragwirkung des gesamten Systems.
Eine einfache Darstellung der Innensäule sieht vor, daß die Innensäule aus zum Schachtinneren hin konisch
zulaufenden, aufgemauerten Betonformsteinen oder einem konischen Stahlbetonmantel besteht. Dabei wird
der Innenausbau zweckmäßiger Weise so hergestellt, daß sich die lichte Schachtquerschnittsfläche nach oben
stetig erweitert. Dies bringt die schon erwähnten wettertechnischen Vorteile. Neben der Aufmauerung des
Innenausbaus ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein konischer Stahlbetonmantel verwendet
wird, der beispielsweise in Gleitschalung errichtet wird. Dies ist besonders günstig und einfach zu bewerkstelligen,
indem ein als innerer Ausbauzylinder und als Schalung dienender Stahlmantel vorgesehen ist.
Für die Ausbildung mit einem durchgehend gleichen Innenquerschnitt ist die notwendige Verstärkung
zweckmäßig dadurch zu erreichen, daß der Innenausbau auf der Schachtinnenseite durch einen aus Ausbauringen
bestehenden Stahl- oder Gußeisenausbau verstärkt ist. Der Verbund von Verstärkungsmantel und Beton zu
einem Verbundring erfolgt ausschließlich auf der Innenseite, so daß eine mehraxiale Druckfestigkeit des Betons
in Ansatz gebracht werden kann. Die Steifigkeit der einzelnen Verbundelemente werden proportional den
zulässigen Festigkeiten gestaltet. Im Gegensatz zum Dichtmantel ist ein Verschweißen in Axialrichtung für
diese Verstärkungselemente nicht erforderlich. Alternativ können die Ausbauringe einen konischen Querschnitt
aufweisen oder zur Schachtinnenseite verspringend ausgebildet sein. Vorteilhafter Weise erübrigt sich
dann durch die Querschnittsvergrößerung die Notwendigkeit eines Verbundausbaus.
Der Innenausbau wird durch die Wichte der Gleitmasse
belastet, die in der Gleitfuge angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Gleitfuge ein
Füllmittel mit einem Raumeewicht von mindestens 1.15
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und höchstens 1,29 Mp/m3 aufweist. Als Füllmittel
kommt Bitumen mit an sich bekannten Beimengungen, z. B. in Form von Kalksteinmehl mit den beschriebenen
Raumgewichten zur Anwendung. Hierbei kann das Füllmittel der Gleitfuge zur Volumenvergrößerung mehr
als 30% eines konsistenten Zuschlages aufweisen. Geeignet ist beispielsweise granulierter Kesselschlacke.
Mit gleicher Gesamtwichte sind entsprechende Betonitsuspensionen
in Abhängigkeit von Druck und Temperatur geeignet Der Innenausbau wird durch die Wichte
der Gleitmasse belastet. Hierbei wird neben dem Wasserdruckanteil der gleichförmige Erddruck in der Größenordnung
von 0,3 Mp/m mal Höhe zu etwa 50% auf den Innenausbau und in gleicher Größenordnung auf
den Außenausbau aufgegeben. Dies setzt eine Gleitmassendichte von mindestens 1,15 Mp/m3 voraus. Der
im Schachtbau üblicherweise eingesetzte ungleichförmige Horizontaldruck von 0,13 Mp/m2 mal Höhe wird
erfindungsgemäß einer besonderen Aufteilung unterworfen. Hiervon entfallen z. B. 0,1 Mp/m2 mal Höhe als
Außendruck auf den Außenausbau und 0,03 Mp/m2 mal Höhe auf den Innenausbau. Hierbei wird für den Außenausbau
eine Bettung des Systems in Ansatz gebracht, für den Innenausbau gilt der flüssigkeitsbelastete dickwandige
Zylinder als statisches System. Durch die Aufteilung ist eine erheblich geringere Wanddicke insbesondere
beim Außenausbau zu verzeichnen, so daß dieser bewußt nur einreihig angesetzt werden kann. Durch die
geringere ungleichförmige Belastung des Innenausbaus wirken sich die Biegebeanspruchungen nicht mehr als
bemessungsentscheidend aus. Der Ansatz des vollen Ungleichförmigkeitsdruckes auf den Innenausbau ist
nicht mehr unbedingt notwendig und ein Ansatz von 0,03 mal Höhe ausreichend um Abweichungen von der
idealen Kreisform sinnvoll zu berücksichtigen.
Auf große Ringfundamente mit aufwendiger Stahlbewehrung kann verzichtet werden, wobei insbesondere
bei der konischen Ausbildung des Ausbaus der untere Abschluß des konisch ausgebildeten Innenausbaus von
einem Schlußring gebildet ist, dessen Sohlfläche so ausgebildet ist, daß die resultierenden Kräfte durch die Mitte
der Sohlfläche verlaufen. Da der Außenausbau nicht auf den Schlußring aufsetzt, wird die Belastung des
Schiußrings durch den Gleitmassendruck eindeutig fixiert Bei entsprechender Ausbildung der Sohlfläche
und der Einleitung der Resultierenden ist sichergestellt daß nachteilige Spalte bzw. Krempelmomente nicht auftreten.
Ebenfalls zur Reduzierung der Krempelmomente dient der Vorschlag, nach der der untere Abschluß
des nach unten verstärkt ausgebildeten Innenausbaus von einem Schlußring gebildet ist der soweit ins Gebirge
verlängert ist daß die Resultierende von Gleitmassendruck und Eigengewicht der Schachtröhre durch die
Mitte der Sohlfläche verläuft Beide Ausbildungen bringen durch den enormen Vorteil der Verhinderung von
Krempelmomenten den Vorteil geringerer Stahlbewehrung mit sich.
Der einwandfreien Ausbildung des Fußbereiches dient der Vorschlag, den Dichtmantel in Form einer
Labyrinthdichtung in den Schlußring einzubinden. Dabei ist der Abfluß der Gleitfuge vorteilhaft darstellbar,
in dem zwischen Schlußring und Gebirge ein ringförmiger Dichtkeil vorgesehen ist der die Gleitfuge nach unten
hin abdichtend angeordnet ist Es erübrigt sich somit ein Umfließen des Fundaments durch die Gleitmasse.
Hierbei empfiehlt es sich, die Gleitfläche von Schlußring und Dichtkeil durch eine Stahlummantelung zu sichern
und gegebenenfalls in der Fuge ein zusätzliches Injektionsband zur Sicherstellung des Anpreßdruckes zu positionieren.
Eine genaue Belastungsermittlung des Schlußringes ist erfindungsgemäß dadurch gegeben,
daß der Außenausbau hinter dem Schlußring unmittelbar auf das Gebirge gestellt ist.
Nach einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, daß der Querschnitt des Schachtes und damit der von Außen-
und Innenausbau sich im Vorschachtbereich konisch nach oben erweiternd ausgebildet ist Mit dieser
Ausführungsform ist gemeint, daß auch im standfesten Gebirge eine solche Ausbildung des oberen Endes des
Schachtes wettertechnische Vorteile bringt, da der Schacht als Diffusor wirkt. Die Wettergeschwindigkeit
nimmt kontinuierlich ab, so daß dabei ein relativer Anstieg des statischen Druckes erzeugt wird.
Der technische Fortschritt der vorliegenden Erfindung
ist insbesondere darin zu sehen, daß bei wesentlich reduziertem Ausbruchquerschnitt über die Höhe des
Schachtes gesehen ein gleichmäßiger Aufbau des Außenausbaus die Arbeiten erleichtert. Darüber hinaus
kann der Dichtmantel von oben bis unten gleichförmig ausgebildet eingebracht werden, was wiederum die notwendigen
Schweißarbeiten erleichtert. Die beim Außenausbau erforderlichen unterschiedlichen Ausbauwiderstände
können einfach und ausschließlich durch verschiedene Festigkeitseigenschaften bei den Ausbaumaterialien
bewirkt werden. Der vorgeschriebene Außenausbau ist relativ steif und kaum radial verformbar ausgebildet
Hierdurch wird die Beanspruchung der Gefrierrohre begrenzt und eine frühe Tragwirkung des Systems
erreicht Gleichzeitig ist der Außenmantel in der Lage, dem ungleichförmigen Gebirgsdruckanteil besser
Rechnung zu tragen als ein quasi durch Momentenschwächung errichteter weicher Außenausbau. 1st der
durch erhöhte Stoßschiebung des Frostkörpers beanspruchte Außenausbau nicht ausreichend, läßt sich die
einreihige Schicht durch eine Reihe mit höherer Festigkeitsklassen
erneuern. Eine Übernahme des vollen Gebirgsdruckes muß bei diesem Vorschlag nicht vom Außenausbau
übernommen werden, sondern nur der Differenzdruck. Dieser kann in der Bauphase den Frostkörper
entlasten. Es läßt sich weiterhin zeigen, daß der Verbundausbau Frostkörper/Außenausbau beim Verhältnis
1,15:0,15 etwa dem Verhältnis der Steifigkeit der Materialien entspricht Der Frostkörper kann aber
durchaus auch so dimensioniert werden, daß er während der Bauphase keiner Stützung durch den Außenausbau
bedarf. Auf der sicheren Seite liegend kompensiert der mit mindestens 1,15 Mp/m2 mal Höhe eingestellte Gleitmassendruck
mehr als den Wasserdruck und schützt den Innenausbau dergestalt auch vor anteiligen Erddruckkomponenten.
Durch die erhöhte äußere Vorspannlast wird sich selbst bei Berührung von Innen- und
Außenausbau ein geringerer Druckspannungsverlust auf der Biegezugseite einstellen.
Der Innenausbau wird auf einfache Art und Weise dem zunehmenden Druckniveau entsprechend entweder
verstärkt oder konisch ausgebildet Letzteres hat wettertechnische Vorteile, insbesondere bei ausziehenden
Schächten. Vorteilhaft ist weiter die einfache Ausbildung des Fußrings, der nicht einmal als Fundamentring
im eigentlichen Sinne bezeichnet werden kann, sondern lediglich den natürlichen Abschluß dieses Schachtteiles
darstellt Die notwendige Dichtigkeit wird durch die geschickte Ausbildung der Keildichtung erreicht
Der über die Gleitmasse auf die Sohlfläche gepreßte Schlußring wirkt zusammen mit der konisch ausgebildeten
Keildichtung auch bei auftretenden Bewegungen
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immer so dichtend, daß eine einwandfreie Funktion gewährleistet ist. Dadurch, daß der Außenausbau nicht auf
dem Ringfundament wie bei früheren Lösungen aufgelastet ist, sind die äußeren Lasten des Schlußringes klarer
abgrenzbar. Ein Durchlaufen der Resultierenden durch den Kern des Querschnittes sowohl axial als auch
in Radialrichtung ist konstruktiv ohne weiteres erreichbar. Zugspannungen sind somit ausgeschlossen. Der Außenausbau
ist hinter dem Fußring unmittelbar auf das Gebirge gestellt, so daß seine Last unter Umgehung des
Schlußringes und der Keildichtung direkt in das Gebirge abfließen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren weiter erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch einen Schacht mit konischem Ausbau,
F i g. 2 einen Schnitt durch einen Schacht mit nach unten verstärktem Ausbau,
F i g. 3 einen Schnitt durch einen Schacht mit unterschiedlich ausgebildetem konischen Ausbau,
F i g. 4 weitere Ausbildungen des konischen Ausbaus und
F i g. 5 den Vorschachtbereich mit konischer Ausbildung.
Der Schacht nach F i g. 1 und auch F i g. 2 ist nur teilweise gezeigt und mit 1 bezeichnet. Der Schacht ist
gegenüber dem Gebirge 3 über einen Schachtausbau 2 gesichert, wobei dieser aus einem gegliederten Ausbau
mit mehreren Schichten und unterschiedlichem Aufbau besteht.
Der Außenausbau 5 besteht nach F i g. 1 z. B. aus Betonformsteinen
14,15, wobei aber auch Betonsegmente, Tübbings oder ähnliches zum Einsatz kommen können.
Zum Schachtinneren hin gesehen davor liegt die Gleitfuge 8, die gegenüber dem Innenausbau 6 durch den
Dichtmantel 7 getrennt ist Die Gleitfuge 8 ist z. B. mit Bitumen ausgefüllt, das durch bekannte Beimengungen
wie beispielsweise Kalksteinmehl oder Kesselschlacke auf ein Raumgewicht von 1,15 bis 1,29 Mp/m3 gebracht
ist.
Der Innenausbau 6 besteht ebenfalls aus entsprechenden Ringelementen, die insgesamt einen konischen
Querschnitt ergebend aufeinander aufgeschichtet sind.
Der entsprechende konische Ausbau benötigt praktisch kein spezielles Fundament. Vielmehr wird lediglich
der letzte Ausbauring als Schlußring 17 ausgebildet, auf den lediglich der Innenausbau 6 aufgesetzt ist Der Außenaufbau
5 dagegen wird nicht auf den Schlußring 17, sondern unmittelbar auf das Gebirge 3 aufgesetzt Dadurch
ist die Belastung des Schlußringes durch den Gleitmassendruck eindeutig fixiert Durch die konische
Ausführung des Innenausbaus 6 ist die Sohlfläche 18 immer derart auszubilden, daß die Resultierenden durch
die Mitte der Sohlfläche verlaufen.
Der Abschluß der Gleitfuge 8 einerseits gegenüber dem Schlußring 17 und andererseits gegenüber dem Gebirge
3 bzw. dem Außenausbau 5 wird durch den Dichtkeil 22 bewirkt Die Gleitfläche 23 des Dichtkeils 22, der
ringförmig ausgebildet ist, kann durch eine Stahlummantelung gesichert werden, wobei unter Umständen in
die entsprechende Fuge ein hier nicht dargestelltes Injektionsband zur Sicherstellung des Anpreßdruckes eingebaut
ist
An den Schlußring 17 schließt sich der Schachtausbau im standfesten Gebirge an, der wie dargestellt aus Stahlbetonteilen
21,2V ausgebildet ist Diese Stahlbetonteile oder Stützringe können in Form von Verbundringen
verwendet werden, wenn möglichst eine große Sohlfläche für den Schlußring 17 von Nöten ist. Die Fugen
zwischen den einzelnen Stützringen sind durch Dichtungsbänder abgesichert, die die Aufgabe haben, diesen
Bereich gegen druckbegrenzte Zuflüsse abzudichten. Dies gilt insbesondere für spezielle durch die Stützringe
und nicht das Fundament eingepreßte Injektionen zur Abdichtung gegen Zuflüsse. Der Dichtmantel 7 ist übrigens
im Bereich des Schlußringes 17 in diesen in Form einer Labyrinthdichtung 19 eingebunden.
Fig.2 zeigt eine Ausbildung, bei der der Schachtquerschnitt
durchgehend einheitlich ist, wobei der Innenausbau 6 allerdings den Gegebenheiten entsprechend
verstärkt wird. Zur Verstärkung dient ein Stahloder Gußeisenausbau ί2, der aus einzelnen unterschiedlieh
starken Ausbauringen 13 zusammengesetzt ist. Diese Ausbauringe 13 sind in axialer Richtung nicht miteinander
verbunden. Der Schlußring 17' ist soweit in Richtung Gebirge verlängert, bis der über der Fußausbildung
definiert bekannte Gleitmassendruck im Zusammenspiel mit dem Eigengewicht der Schachtröhre eine
Resultierende durch die Mitte der Sohlfläche 18 bildet. Auch hier ist der Dichtmantel 7 in Form einer Labyrinthdichtung
19 in den Schlußring 17 eingebunden.
Sowohl bei F i g. 1 wie auch F i g. 2 ist verdeutlicht, daß der Außenausbau 5 nicht auf dem Schlußring 17 aufsteht, sondern vielmehr auf dem Gebirge 3.
Sowohl bei F i g. 1 wie auch F i g. 2 ist verdeutlicht, daß der Außenausbau 5 nicht auf dem Schlußring 17 aufsteht, sondern vielmehr auf dem Gebirge 3.
Die F i g. 3 und 4 zeigen unterschiedliche Ausbildungen des Außenausbaus 5 bzw. des Innenausbaus 6. Bei
F i g. 3 ist der Innenausbau jeweils von einem konisch ausgebildeten Stahlbetonmantel 16 gebildet, während
der Außenausbau 5 einmal aus Betonformsteinen 14,15 zusammengesetzt ist, und zum anderen aus Spritzbeton
oder ähnlichem Material. Mit 10 und 11 sind hier der innere Querschnitt und der äußere Querschnitt bezeichnet,
um deutlich zu machen, daß der äußere Querschnitt 11 durchgehend gleich ist, während der innere Querschnitt
von unten nach oben kontinuierlich zunimmt.
F i g. 4 zeigt eine Ausbildung, bei der der Außenausbau 5 aus Betonformsteinen 14, 15 besteht, zwischen
denen Flachspanplatten 26 eingesetzt sind, die eine relativ steife Ausbildung aufweisen. Der Innenausbau besteht
aus einer entsprechend ausgebildeten Betonformsteinwand 20. Auf der anderen Seite sind Stahlringelemente
27 als Außenausbau 5 verwendet, während der Innenausbau 6 einen Stahlbetonmantel 16 aufweist, vor
dem diesen einfassend ein Stahimantei 28 eingebracht ist Dieser Stahlmantel dient einerseits als Innenwandung
des Schachtes und gleichzeitig als Schalung beim Einbringen des Stahlbetonmantels.
F i g. 5 verdeutlicht die Ausbildung, nach der der Vorschachtbereich
30 diffusorartig ausgebildet ist. Diese Ausbildung kann auch für den Schacht im standfesten
Gebirge wettertechnische Vorteile mit sich bringen.
Die Gleitfuge 8 kann mit Asphalt, vorzugsweise aber auch mit einer Tonwassersuspension oder einer ähnlichen Kombination, deren Dichte langfristig aufgrund eintretender Sedimentation einen nicht linearen Verlauf einnimmt Gerade die vorgeschlagene Ausbildung des Ausbaus ist mit einer derartigen Tonwassersuspension vorteilhaft einsetzbar, wobei eine Dichtverteilung von 1,0 an der Oberfläche bis zu 2,3 im Bereich des Schlußringes 17 ohne weiteres eintreten kann, ohne die Wirksamkeit des Schachtausbaus zu beeinträchtigen.
Die Gleitfuge 8 kann mit Asphalt, vorzugsweise aber auch mit einer Tonwassersuspension oder einer ähnlichen Kombination, deren Dichte langfristig aufgrund eintretender Sedimentation einen nicht linearen Verlauf einnimmt Gerade die vorgeschlagene Ausbildung des Ausbaus ist mit einer derartigen Tonwassersuspension vorteilhaft einsetzbar, wobei eine Dichtverteilung von 1,0 an der Oberfläche bis zu 2,3 im Bereich des Schlußringes 17 ohne weiteres eintreten kann, ohne die Wirksamkeit des Schachtausbaus zu beeinträchtigen.
Bezugszeichenliste
1 Schacht
2 Schachtausbau
3 Gebirge nicht standfest
34 Ol
5 Außenausbau
6 Innenausbau
7 Dichtmantel
8 Gleitfuge
10 Querschnitt innen 5
11 Querschnitt außen
12 Stahlausbau
13 Ausbauring
14 Betonformstein
15 Betonformstein io
16 Stahlbetonmantel
17 Schlußring
18 Sohlfläche von 17
19 Labyrinthdichtung
20 Betonformsteinwand 15
21 Stahlbetonformteil
22 Dichtung
23 Gleitfläche
26 Flachspanplatten
27 Stahlringelement 20
28 Stahlmantel
30 Vorschachtbereich
31 Gebirge standfest.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 25
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Claims (17)
1. Schachtausbau, insbesondere für den Ausbau
von Schächten großer Teufe im nicht standfesten, wasserführenden Gebirge, bestehend aus einer am
Gebirge anliegenden äußeren Ausbausäule und einer durch eine Gleitfuge von letzterer getrennten,
krümmungsfähigen, zur Gleitfuge hin mit einem wasserdichten Dichtmantel versehenen Innensäule,
deren Wandung mit zunehmender Teufe α a. durch Erhöhung der Wandstärke verstärkt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die innere Ausbausäule (6) mit zunehmender Teufe nur auf der dem Schachtinneren zugewandten Seite verstärkt ist und die au-
ßere Ausbausäule (5) sowie der Dichtmantel (7) über die gesamte in dieser Weise ausgebaute Schachtteufe
einen durchgehend gleichen Querschnitt sowie eine gleichbleibende Wandstärke aufweisen.
2. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandstärke der inneren Schachtsäule (6) mit der Teufe zunimmt, so daß sich
der lichte Schachtquerschnitt nach oben hin konisch erweitert
3. Schachtausbau nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Ausbausäule (5) einen über ihre Teufe konstanten Querschnitt aufweist
und aus begrenzt nachgiebigen Stahlringelementen (27), Betonformstein (14) oder einer statisch tragenden,
einreihigen Betonformsteinwand (20) besteht.
4. Schachtausbau nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innensäule (6) aus zum
Schachtinneren hin konisch zulaufenden, aufgemauerten Betonformsteinen (14, 15) oder einem konischen
Stahlbetonmantel (16) besteht.
5. Schachtausbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innensäule (5) auf ihrer dem
Schachtinneren zugewandten Seite einen als Schalung dienenden Stahlmantel (28) aufweist.
6. Schachtausbau nach Anspruch 1, ,dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Schachtsäule auf ihrer dem Schachtinneren hin zugewandten Seite durch
einen aus Ausbauringen (13) bestehenden Stahl oder Gußeisenausbau (12) mit zunehmender Teufe zunehmend
verstärkt ist.
7. Schachtausbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauringe (13) einen konischen
Querschnitt aufweisen oder zur Schachtinnenseite verspringend ausgebildet sind.
8. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfuge (8) ein Füllmittel mit
einem Raumgewicht von mindestens 1,15 und höchstens 1,29 Mp/m3 aufweist.
9. Schachtausbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmittel der Gleitfuge (8)
mehr als 30% eines konsistenten Zuschlages aufweist.
10. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der untere Abschluß der konisch ausgebildeten Innensäule (6) von einem Schlußring
(17) gebildet ist, dessen Sohlfläche (18) so ausgebildet ist, daß die resultierenden Kräfte durch die Mitte
der Sohlfläche verlaufen.
11. Schachtausbau nach Anspruch 1 und 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der untere Abschluß der nach unten materialmäßig verstärkt ausgebildeten
Innensäule (fi) von einem Schlußring (17') gebildet ist, der so weit ins Gebirge (3) verlängert ist, daß die
Resultierende von Gleitmassendruck und Eigengewicht der Schachtröhre durch die Mitte der Sohlfläche
verläuft
IZ Schachtausbau nach den Ansprüchen 10 und
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtmantel (7)
in Form einer Labyrinthdichtung (19) in den Schlußring (17) eingebunden ist
13. Schachtausbau nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
Schlußring (17) und Gebirge (3) ein rohrförmiger Dichtkeil (22) vorgesehen ist, der die Gleitfuge (8)
nach unten hin abdichtend angeordnet ist
14. Schachtausbau nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (23) zwischen
Schlußring (17) und Dichtkeil (22) durch eine Stahlummantelung
gesichert ist und daß in der Fuge ein Injektionsband positioniert ist
15. Schachtausbau nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß der
Schachtausbau (5) hinter dem Schlußring (17) unmittelbar auf das Gebirge (3) gestellt ist
16. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Schachtes (1)
und damit der von Außen- und Innensäule (5,6) sich im Vorschachtbereich (30) konisch nach oben erweiternd
ausgebildet ist
17. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfuge (8) mit einer Suspension
ausgefüllt ist, deren Dichte langfristig über die Teufe der Gleitfuge einen nichtlinearen Dichtverlauf
annimmt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843401852 DE3401852C2 (de) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | Mit zunehmender Teufe verstärkter Schachtausbau |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843401852 DE3401852C2 (de) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | Mit zunehmender Teufe verstärkter Schachtausbau |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3401852A1 DE3401852A1 (de) | 1985-07-25 |
DE3401852C2 true DE3401852C2 (de) | 1986-06-19 |
Family
ID=6225426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843401852 Expired DE3401852C2 (de) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | Mit zunehmender Teufe verstärkter Schachtausbau |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3401852C2 (de) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1783812A (en) * | 1929-03-05 | 1930-12-02 | Commercial Shearing | Mine-shaft construction |
DE2823950C2 (de) * | 1978-06-01 | 1981-09-24 | Gewerkschaft Auguste Victoria, 4370 Marl | Schachtausbau, insbesondere für den Ausbau tiefer Schächte in nicht standfestem, wasserführendem Gebirge |
DE2831662B2 (de) * | 1978-07-19 | 1981-01-15 | Ausscheidung aus: 28 57 593 Ruhrkohle AG, 4300 Essen | Ringausbau für Schächte, vorzugsweise Gefrierschächte des Berg- und Tunnelbaus |
DE3145939C2 (de) * | 1981-11-20 | 1983-12-01 | Gewerkschaft Auguste Victoria, 4370 Marl | Schachtausbau mit einem tragenden, gleitenden Innenausbauzylinder |
-
1984
- 1984-01-20 DE DE19843401852 patent/DE3401852C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3401852A1 (de) | 1985-07-25 |
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