DE3510997C1

DE3510997C1 - Nachgiebiger Gebirgsanker

Info

Publication number: DE3510997C1
Application number: DE19853510997
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 4130 Moers Gutberlet; Hans Dipl.-Ing. 4134 Rheinberg Hopfgartner; Gerhard v. Dipl.-Ing. 4133 Neukirchen-Vluyn Klinggräff
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1985-03-27
Filing date: 1985-03-27
Publication date: 1986-06-05

Description

Die Ankerstange ist über die ganze Länge von Gleitrohrabschnitten umhüllt, wobei diese Gleitrohrabschnitt auf der zum Bohrlochmund gerichteten Seite mit Arretierungsschlitzen und in deren Fortsetzung zum Bohrlochtiefsten mit Verformungsrillen versehen sind.
Die Anzahl der die Ankerstange umhüllenden Gleitrohrabschnitte ist beliebig und eventuell in Abhängigkeit der Ankerlänge und den voraussichtlich zu erwartenden Gebirgsverhältnissen zu wählen. In Anpassung an die Länge der Gleitrohrabschnitte weist die Ankerstange in gleichmäßigen Abständen Reibkraftelemente auf, beispielsweise von im Wege der Kaltverformung eingebrachten Quetschnocken, die mit den Arretierungsschlitzen bzw. den Verformungsrillen korrespondieren.
Der dem Bohrlochmund zugeordnete, teilweise das Bohrloch überragende, Gleitrohrabschnitt ist als Halterohr ausgebildet und ist neben Arretierungsschlitzen und Verformungsrillen mit einem weiteren Schlitz und einem ein Halte- und Verspannelement aufnehmenden Gewinde versehen. Im Bohrlochtiefsten ist die Ankerstange von einem Mutternrohr umgeben, das einem Haftrohr nachgeschaltet auf die Ankerstange aufschraubbar ausgebildet ist. Anstelle einer derartigen Ausbildung ist es möglich, die Ankerstange am Ende nur mit einer Schraubmutter zu versehen, oder auch in Verbindung mit einem Haftrohr die Ankerspitze als Quetschspitze auszubilden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, die Gleitrohrabschnitte mit alternativen Ausführungsbeispielen von Reibkraftelementen zu versehen.
Es erweist sich als besonders vorteilhaft, die Ankerstange mit Längsnuten und die Gleitrohrabschnitte in entsprechenden Öffnungen und Bohrungen mit Hartmetallteilen, beispielweise Stiften, Schrauben oder Prismen zu versehen, deren Spitzen mit den Längsnuten korrespondieren.
Der technische Fortschritt der Erfindung ist insbesondere darin begründet, daß auf einfache und kostengünstige Art der Beginn des Gleitweges an die Stelle des Ankers verlegt ist, die annähernd mit der Scherstelle im Gebirge übereinstimmt.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt.
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Wiedergabe einer in einem Bohrloch angeordneten Ankerstange mit einem aus Gleitrohrabschnitten zusammengesetzten Ankerrohr, Fig. 2 bis 5 verschiedene Schnitte durch den in F i g. 1 dargestellten nachgiebigen Gebirgsanker, F i g. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer in einem Bohrloch angeordneten Ankerstange mit einem aus Gleitrohrabschnitten zusammengesetzten Ankerrohr, F i g. 7 bis 9 mehrere Schnittdarstellungen durch den Gebirgsanker nach F i g. 6, F i g. 10 und 11 zwei schematische Darstellungen der Anpassungen des Gleitweges an den jeweilig in verschiedenen Tiefen auftretenden Scherwegen.
Der in F i g. 1 dargestellte nachgiebige Gebirgsanker besteht im wesentlichen aus einer in einem Bohrloch 10 angeordneten Ankerstange 1, welche über die gesamte Länge von Gleitrohrabschnitten 2 umgeben ist. Das aus Rohrabschnitten 2 zusammengesetzte Ankerrohr ist über die gesamte Länge im Bohrloch 10 eingeklebt. Die Gleitrohrabschnitte 2, die jeweils gleich ausgeführt sind, weisen an ihrem zum Bohrlochmund 12 gerichteten Ende jeweils zwei gegenüberliegende oder mehrere Arretierungsschlitze 5 auf, in deren Verlängerung zum Bohrlochtiefsten 11 hin jeweils schmalere Verformungsrillen 6 angeordnet sind. Auf der ansonsten glatt ausgeführten Ankerstange 1 sind in Abstand voneinander und jeweils mit den Arretierungsschlitzen 5 in unbelasteten Zustand des Ankers korrespondierend Reibkraftelemente. beispielsweise auf dem Wege der Kaltverformung in die Ankerstange 1 eingebrachte Quetschnocken 7 vorgesehen. Der dem Bohrlochmund 12 zugeordnete, teilweise das Bohrloch 10 überragende, Gleitrohrabschnitt 2 weist, wie insbesondere aus dem Schnitt in F i g. 5 zu entnehmen ist, einen durchgehenden Schlitz 16 auf. Desweiteren ist dieser Gleitrohrabschnitt 2, der als Halterohr ausgebildet ist, mit einem Gewinde 13 versehen, auf welches eine Mutter 14 zum Halten einer Ankerplatte 15 aufschraubbar ist. So wie der als Halterohr ausgebildete Gleitrohrabschnitt 2 im Bereich des Bohrlochmundes 12, ist im Bohrlochtiefsten 11, in dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, ein auf die Ankerstange 1 aufschraubbares Mutternrohr 4 vorgesehen.
Dem Mutternrohr 4 vorgeschaltet ist ein Haftrohr 3 auf der Ankerstange 1 angeordnet. Alternativ ist die im Bohrlochtiefsten 11 angeordnete Spitze der Ankerstange 1 auch als Quetschspitze 17 ausbildbar, der dann ähnlich wie in der vorbeschriebenen Ausführung ein Haftrohr 3 nachgeschaltet werden kann. Sämtliche Rohrabschnitte einschließlich der Gleitrohrabschnitte 2 sind mit entsprechenden Haftprofilierungen versehen.
Der Schnitt nach F i g. 2 zeigt die glatte Ausbildung des die Ankerstange 1 umgebenden Haftrohres 3 nach den Linien A-B in Fig. 1. Die Linien C-D, deren Schnitt in F i g. 3 wiedergegeben ist, zeigen die Verformungsrillen 6 innerhalb eines Gleitrohrabschnittes 2. Desweiteren zeigen die Linien E-F in F i g. 1, deren Schnitt in F i g. 4 wiedergegeben ist, die Korrespondenz der Quetschnokken 7 mit den Arretierungsschlitzen 5.
In den nachfolgenden F i g. 6 bis 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchen die Gleitrohrabschnitte 2 mit Bohrungen mit und ohne Gewinde versehen sind, in welche Hartmetallteile einsetzbar bzw.
einschraubbar sind, deren Spitzen mit Längsnuten 9 in den Ankerstangen 1 korrespondieren.
Vergleichbar mit dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Gleitrohre 2 jeweils mindestens zwei oder mehrere, einander gegenüberliegende Öffnungen oder Bohrungen 18 auf, wobei sich die in die Öffnungen eingesteckten oder in die Gewindebohrungen 18 eingeschraubten Hartmetallschrauben sich bei Bewegung der Ankerstange 1 gegenüber den Gleitrohren 2 in die Längsnuten 9 einfressen. Anstelle von Schrauben 8 können diese Hartmetallteile auch als Hartmetallstifte ausgebildet sein, die in die entsprechenden Bohrungen ohne Gewinde eingepreßt werden.
Schließlich sind in einer weiteren Ausgestaltung der Reibkraftelemente in den Gleitrohrabschnitten 2 Langlöcher vorsehbar, in welche Hartmetallprismen eingepreßt werden, um auf diese Weise eine höhere Lastaufnahme zu erzielen.
Wie die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 10 und 11 zeigen, gewährleistet der nachgiebige Gehirgsanker unter Verwendung von aus Gleitrohrabschnitten 2 zusammengesetzten Ankerrohren die Anpassung an die an verschiedenen Stellen über die Bohrlochtiefe auftretende Scherfläche.
Bezugszeichenliste 1 Ankerstange 2 Gleitrohrabschnitte 3 Haftrohr 4 Mutternrohr 5 Arretierungsschlitz 6 Verformungsrillen 7 Quetschnocken 8 Hartmetallteile 9 Längsnuten 10 Bohrloch 11 Bohrlochtiefstes 12 Bohrlochmund 13 Gewinde 14 Mutter 15 Ankerplatte 16 Schlitz 17 Quetschspitze 18 Bohrungen

Claims

Patentansprüche: 1. Nachgiebiger Gebirgsanker zur Sicherung von Strecken und Räumen im Berg- und Tunnelbau, der aus zwei gegeneinander unter Last um eine Verschiebeweglänge verschiebbaren Teilen, nämlich einer Ankerstange und einem die Ankerstange mindestens teilweise umhüllenden, eine Profilierung aufweisenden, im Bohrloch einklebbaren Ankerrohr besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das die Ankerstange (1) über die gesamte Länge umhüllende Ankerrohr aus mehreren Gleitrohrabschnitten (2) zusammengesetzt ist, und die Ankerstange (1) und die Gleitrohrabschnitte (2) mit miteinander korrespondierenden Reibkraftelementen (5,6,7; 8,9, 18) versehen sind.
2. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitrohrabschnitte (2) mit Arretierungsschlitzen (5) und in deren Fortsetzung zum Bohrlochtiefsten (11) hin mit Verformungsrillen (6) versehen sind.
3. Nachgiebiger Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Gleitrohrabschnitt (2) an dem zum Bohrlochmund (12) gerichteten Ende mindestens zwei sich gegenüberliegende Arretierungsschlitze (5) mit jeweils nachfolgenden Verformungsrillen (6) zugeordnet sind.
4. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstange (1) in gleichmäßigen Abständen mit den Arretierungsschlitzen (5) sowie den Verformungsrillen (6) korrespondierende Reibkraftelemente, beispielsweise in Form von Quetschnocken (7), aufweist.
5. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Bohrlochmund (12) zugewandte, teilweise das Bohrloch (10) überragende Gleitrohrabschnitt (2) als Halterohr ausgebildet ist, und neben Arretierungsschlitzen (5) und Verformungsrillen (6) mit einem weiteren Schlitz (16) und einem ein Halte- und Verspannelement aufnehmenden Gewinde (13) versehen ist.
6. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Bohrlochtiefsten (11) zugewandte Rohrabschnitt als auf die Ankerstange (1) aufschraubbares Mutternrohr (4) ausgebildet ist, den zum Bohrlochmund (12) hin ein als Haftrohr (3) ausgebildeter Rohrabschnitt vorschaltbar ist.
7. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Bohrlochtiefsten (11) gerichtete Ende der Ankerstange (1) als Quetschspitze (17) ausgebildet ist, wobei der Quetschspitze (17) in Richtung auf den Bohrlochmund (12) ein als Haftrohr (3) ausgebildeter Rohrabschnitt vorschaltbar ist.
8. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Ankerstange (1) als Arretierung eine auf die Ankerstange (1) aufschraubbare Mutter vorsehbar ist.
9. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkraftelemente als in die Gleitrohrabschnitte (2) einsetzbare und mit in der Ankerstange (1) vorgesehenen Längsnuten (9) korrespondierende Hartmetallteile (8), wie beispielsweise Stifte, Schrauben und Prismen, ausgebildet sind.
10. Nachgiebiger Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang eines Gleitrohrabschnitts (2) verteilt mindestens zwei Reibkraftelemente und auf der Ankerstange (1) mit den Reibkraftelementen korrespondierende Längsnuten (9) vorgesehen sind.

Die Erfindung betrifft einen nachgiebigen Gebirgsanker zur Sicherung von Strecken und Räumen im Berg-und Tunnelbau, der aus zwei gegeneinander unter Last über eine Verschiebeweglänge verschiebbaren Teilen, nämlich einer Ankerstange und einem die Ankerstange mindestens teilweise umhüllenden, eine Profilierung aufweisenden, im Bohrloch einklebbaren Ankerrohr besteht.

Neben verschiedenen Gleitankern ist der gattungsgemäße nachgiebige Gebirgsanker, der in der DE-PS 29 27 953 beschrieben ist, als bekannt hervorzuheben, bei welchem die Ankerstange mindestens ein verjüngtes und über den Umfang mit den Querschnitt der Ankerstange überragenden Schernocken besetztes Ankerstangenende aufweist, wobei der Zwischenraum zwischen Ankerstange und Ankerrohr vollständig mit einem aus Kunstharz oder Kunstharzmörtel bestehenden Scherbelag ausgefüllt ist.

Eine derartige Gleitankerausführung erlaubt der Ankerstange innerhalb des Ankerrohres einen Gleitweg, der unabhängig von der Lage der Scherfläche nur von einer festen Stelle aus möglich ist. Da jedoch davon auszugehen ist, daß nur in theoretischen Fällen der Beginn des Gleitweges mit der Scherfläche also mit der durch Kluftkörperriß, Gleitlösen, Fazieswechsel und ähnliches geschwächten Stelle im geankerten Gebirge übereinstimmt, so wird die Ankerstange überaus stark strapaziert. Darüber hinaus zerstören die Gleitflächen, wenn sie beispielsweise im Bereich der Ankerrohre liegen, die Ankerrohre selbst und heben damit die eigentliche Wirkung des Gleitankers auf.

Eine weitere Ausführung eines Gleitankers ist in der DE-OS 33 14 858 beschrieben. Die Ankerstange ist teilweise von einer Hülse umgeben, wobei die Ankerstange innerhalb der Hülse abgestuft radiale Verdickungen aufweist und die Hülse längs einer definierten Gleitstrecke eine geringere lichte Weite als der am tiefsten in der Hülse angeordnete Ankerstangenabschnitt aufweist. Ein solcher Anker ist mit einer vorrangig auf Reibungskraft beruhenden Einstellkraft versehen, die über die geforderte Verschiebeweglänge einen ausreichend hohen konstanten Wert hat. Auch bei dieser Gleitankerausführung treffen die oben genannten Nachteile zu.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen nachgiebigen Gebirgsanker zur Sicherung von Strecken und Räumen im Berg- und Tunnelbau zu schaffen, der annäherungsweise dort einen Gleitweg beginnen und mitmachen kann, von wo aus der Scherweg im geankerten Gebirge ausgeht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das die Ankerstange über die gesamte Länge umhüllende Ankerrohr aus mehreren Gleitrohrabschnitten zusammengesetzt ist, und die Ankerstange und die Gleitrohrabschnitte mit miteinander korrespondierenden Reibkraftelementen versehen sind.