DE3629555C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Herstellung eines Schachtes,
insbesondere für den Bergbau, bei dem ein in das
standfeste Gebirge reichendes Bohrloch mit einer
die erforderliche Breite und Höhe des Fundamentes
aufweisenden Erweiterungsbohrung versehen, der
Ringraum zwischen einem einen Schalungs- und einen
Stützzylinder aufweisenden Fundamentgrundkörper
und dem Gebirge an seinem unteren Ende unter
Zentrierung gegen das Gebirge abgedichtet, mit
Unterwasserbeton hinterfüllt und das Fundament
erstellt sowie eine druckwasserdichte
Schachtausbausäule mit einer Abfangvorrichtung
eingeschwommen und nach dem Abbinden des
hinterfüllten Unterwasserbetons am oberen Ende des
Fundamentgrundkörpers aufgesetzt sowie nach dem
Sümpfen des in seinem Innenraum befindlichen
Ballastwassers der Boden der Schachtausbausäule
entfernt und im Schutz des Stützzylinders im
standfesten Gebirge weiter geteuft wird.
Bei einem Verfahren und bei einer Vorrichtung
nach der DE 35 24 253 wird gemeinsam mit der
Schachtausbausäule ein Fundamentgrundkörper bis
zur Höhe der Erweiterungsbohrung eingeschwommen.
Da beim gemeinsamen Einschwimmen dieses
Fundamentgrundkörpers mit der Schachtausbausäule
bis zur Erreichung der Erweiterungsbohrung mehrere
Monate vergehen, kann es in der Zwischenzeit zu
Ausbrüchen kommen, welche die Konfiguration der
Erweiterungsbohrung und damit des Fundamentes
beeinträchtigen können. Ferner können Ausbrüche
auch zum Aufsetzen des unteren Endes des
Stützzylinders führen, bevor der
Fundamentgrundkörper seine gewünschte Position
innerhalb der Erweiterungsbohrung erreicht hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen
Arten dahingehend weiterzubilden, daß bei einer
Verhinderung von Ausbrüchen in der
Erweiterungsbohrung in zeit- und kostensparender
Weise ein exaktes Erstellen eines ungestörten
Fundamentgrundkörpers gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den
Merkmalen des eingangs genannten Gattungsbegriffes
erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
- a) der Schalungszylinder wird mit einer ihn umgreifenden Fundamentbewehrung und dem Stützzylinder an einer Aufnahmevorrichtung hängend in den Betonierbereich der Erweiterungsbohrung eingebracht,
- b) die Fundamentbewehrung wird in der Erweiterungsbohrung aufgespreizt,
- c) der Ringraum zwischen dem Fundamentgrundkörper und dem Gebirge wird auch an seinem oberen Ende gegen das Gebirge durch einen ersten Packer abgedichtet,
- d) nach dem Betonieren des Fundamentes wird die Aufnahmevorrichtung vom Fundamentgrundkörper getrennt und ausgebaut und
- e) die Schachtausbausäule wird nach dem Abbinden des den Fundamentgrundkörper hinterfüllenden Unterwasserbetons mit einer Dichtfläche auf einer Gegendichtfläche am oberen Ende des Fundamentgrundkörpers aufgesetzt.
Durch diese Verfahrensweise können vom
Bohrlochmund aus zunächst der Fundamentgrundkörper
eingebracht und unabhängig davon die
Schachtausbausäule nach ihrer Fertigstellung
dichtend aufgesetzt werden, ohne daß während des
Einschwimmens der Schachtausbausäule erfolgte
Ausbrüche die Lage und die Qualität des
Fundamentes und der darauf dichtend aufzusetzenden
Schachtausbausäule beeinträchtigen können.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung wird vor dem Absenken des
Fundamentgrundkörpers zur Feststellung erfolgter
Ausbrüche und der festzulegenden Betonmenge zur
Hinterfüllung die Form und das Volumen der
Erweiterungsbohrung, z. B. durch Ultraschall oder
mechanisches Abtasten, kontrolliert. Hiernach wird
die Fundamentbewehrung durch Aufsetzen auf
mindestens einem Vorsprung am Gebirge nach dem
Prinzip eines Regenschirmes aufgespreizt und die
einzelnen Bewehrungselemente innerhalb der
Erweiterungsbohrung in ihre statisch gewünschte
Endposition gebracht, um so ein
Stahl-Betonfundament erwünschter Güte zu schaffen,
welches sämtlichen statischen Anforderungen
genügt.
Das Aufspreizen der Fundamentbewehrung kann
auch von über Tage aus vom Bohrlochmund über
Spannelemente, wie ausfahrbare Zylinder, Zugseile,
Ketten, Stangen, durch Feder- oder Schraubelemente
bewerkstelligt werden.
Zur Gewährleistung eines zentrischen Sitzes
im Bohrloch wird der an der Aufnahmevorrichtung
hängende Fundamentgrundkörper, zu dem die seinen
Schalungszylinder konzentrisch umgreifende, nach
dem Prinzip einer Mehrgelenkkette aufgebaute und
nach dem Prinzip eines Regenschirmes aufspannbare
Fundamentbewehrung gehört, am unteren Ende seines
Stützzylinders mittels eines zweiten Packers gegen
das Gebirge abgedichtet und zentriert sowie vor
oder während seiner Hinterfüllung mit
Unterwasserbeton durch eine über die
Aufnahmevorrichtung von über Tage ausgeübte
Zugkraft unter Entgegenwirkung seiner Schwerkraft
im Bohrloch zentriert.
Problematisch ist nun die Herstellung einer
druckwasserdichten Verbindung zwischen der
Dichtfläche des Fußschusses der Schachtausbausäule
und der Gegendichtfläche des Fundamentes. Dabei
wird die Gegendichtfläche des Schalungszylinders
vorteilhaft als ein sich in Richtung des
Bohrlochmundes konisch oder kugelförmig
erweiterter Ringkragen ausgebildet. Dadurch kann
auch bei nicht exakt zentriertem Aufsetzen der
Schachtausbausäule, die während ihrer Fertigung
kontinuierlich über eine Laserstrahlrichtung
gleichfalls ausgerichtet wird, eine Dichtung
sichergestellt werden. Das gilt insbesondere auch
dann, wenn die Dichtfläche des Fußschusses der
Schachtausbausäule außer der zur Gegendichtfläche
des Fundamentgrundkörpers passenden Form mit
Dichtringen aus Blei, aus entropieelastischen
Stoffen, aus Kupfer, aus Bronze oder dergleichen
ausgestattet wird. Zusätzlich wird nach dem
Aufsetzen der Dichtfläche des Fußschusses der
Schachtausbausäule auf der Gegendichtfläche des
Fundamentgrundkörpers die Innenseite dieser
Nahtstelle durch einen zusätzlich verschweißten
oder verschraubten Ring verbunden und abgedichtet.
Vorteilhaft werden weiterhin in der Nähe der
Nahtstelle des Fußschusses der Schachtausbausäule
Anschlüsse für eine Verpressung von abdichtenden
Materialien, z. B. von Polytixonen, vorgesehen.
Der erste Packer wird erst dann gegen das
Gebirge dichtend angestellt, wenn die
Aufnahmevorrichtung den Fundamentgrundkörper in
seine Endposition in Höhe der Erweiterungsbohrung
abgesenkt hat. In dieser Lage wird der
Fundamentgrundkörper auch am unteren Ende seines
Stützzylinders mittels eines zweiten Packers gegen
das Gebirge abgedichtet und zentriert. Bei einem
Undichtwerden des den unteren Rand des
Stützzylinders gegen das Gebirge abdichtenden
zweiten Packers wird im Innenraum des
Fundamentgrundkörpers, nämlich im Innenraum des
Stützzylinders, eine Baustoffeinfüllung, z. B.
Kies, eingebracht, die ein Eindringen des
Unterwasserbetons in den Innenraum des
Fundamentgrundkörpers verhindert. Denn in den
Zwischenraum zwischen dem Fundamentgrundkörper und
dem Gebirge einerseits und dem ersten und zweiten
Packer andererseits wird in der Nähe des zweiten
Packers von unten nach oben Unterwasserbeton je
nach Länge der Schachtausbausäule mit einem hohen
Druck eingepreßt.
Nach dem Abbinden des Unterwasserbetons des
Fundaments kann die Schachtausbausäule mit ihrer
Dichtfläche auf der Gegendichtfläche des
Schalungszylinders aufgesetzt werden. Dabei ist es
von besonderem Vorteil, in der Nähe der
Dichtfläche des Fußschusses der Schachtausbausäule
über Spritzdüsen eventuell auf der
Gegendichtfläche des Schalungszylinders
abgelagerte Ausbrüche fortzuspülen, so daß beim
Aufsetzen der Schachtausbausäule auf der
Gegendichtfläche des Fundaments die gewünschte
Dichtung gewährleistet ist.
Durch das Aufsetzen der Schachtausbausäule
auf das Fundament wird die Nahtstelle zwischen
Dichtfläche und Gegendichtfläche nur vorläufig
abgedichtet. Zur endgültigen Abdichtung wird in
der Nähe der Nahtstelle des Fußschusses einerseits
ein umlaufender Dichtring verschweißt oder
verschraubt und andererseits werden Anschlüsse für
eine Verpressung von abdichtenden Materialien,
z. B. von Polytixonen, vorgesehen. Nach dieser
Abdichtung wird der Zwischenraum zwischen der
Schachtausbausäule und dem Gebirge in
unmittelbarer Nähe des Fundamentes zur
Durchflußverhinderung mit einem Gel, Polymer oder
einem Sandasphalt oder oberhalb davon mit einem
Feststoff-Bitumengemisch, z. B. mit einem
Kalkmehl-Bitumen, hinterfüllt.
Das letztgenannte Feststoff-Bitumengemisch
ist eine zähflüssige Masse, welche sich dichtend
in jede Kavität zwischen Schachtausbausäule und
Gebirge legt und dabei die Bohrspülung verdrängt.
Die Schachtausbausäule kann in drei
Alternativen hergestellt werden:
Nach einer ersten Ausführungsform wird sie in
an sich bekannter Weise aus einzelnen Schüssen
oberhalb des Bohrlochmundes zusammengesetzt.
Nach einer zweiten Alternative wird sie aus
einem oberhalb des Bohrlochmundes kontinuierlich
verschweißten Stahldichtmantel sowie an ihrer
Innenseite mit einem in Gleitschalung
durchgeführten Stahlbetonausbau hergestellt.
Nach einer dritten Ausführungsform wird die
Schachtausbausäule aus einem
Stahlbetonverbundausbau hergestellt, der aus einem
oberhalb des Bohrlochmundes kontinuierlich
verschweißten Stahldichtmantel, an seiner
Innenseite in an sich bekannter Weise aus einer
Tübbing-Vorbausäule sowie aus einer
Betonhinterfüllung hergestellt ist.
Vorrichtungsmäßig wird die der Erfindung
zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Haltevorrichtung eine Aufnahmevorrichtung
einschließt, die einen im wesentlichen der
Innenkontur des Schalungszylinders angepaßten
Aufnahmezylinder aufweist, der in seinem unteren
Bereich mit Spreizelementen, wie hydraulisch
und/oder pneumatisch wirkenden Zylindern, zur
lösbaren Kupplung mit dem Schalungszylinder
versehen ist, der mit mindestens einem
Dichtungselement gegen den Ringkragen des
Schalungszylinders und an seinem oberen Rand mit
einem Packer gegen das Gebirge abdichtbar ist, und
daß im Aufnahmezylinder unmittelbar unterhalb des
Packers mindestens eine Überlauföffnung für den
Fundament-Unterwasserbeton vorgesehen ist.
Dabei ist die Aufnahmevorrichtung vorteilhaft
an einem verlängerbaren Bohrgestänge aufgehängt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
Dabei zeigt
Fig. 1 ein Bohrloch und ein an einem
verlängerbaren Bohrgestänge
hängender Fundamentgrundkörper in Höhe
der Erweiterungsbohrung im
Längsschnitt,
Fig. 2 die Ansicht von Fig. 1 mit der nach
dem Prinzip eines Regenschirmes
aufgespreizten Bewehrung,
Fig. 3 die Ansicht von Fig. 2 mit den
den Raum zwischen Fundamentgrundkörper
und Gebirge abdichtenden Packern,
mit dem hinterfüllten Unterwasserbeton
und den Überlauföffnungen im
Aufnahmezylinder,
Fig. 4 die Ansicht von Fig. 3 mit der vom
Fundamentgrundkörper gelösten
Aufnahmevorrichtung,
Fig. 5 die Ansicht von Fig. 4 mit dem
in die Nähe des Fundamentes
eingeschwommenen Fußschuß
der Schachtausbausäule,
Fig. 6 die Ansicht von Fig. 5 nach dem
Aufsetzen des Fußschusses der
Schachtausbausäule mit seiner
Dichtfläche auf der Gegendichtfläche
des Fundamentes und
Fig. 7 die Ausschnittvergrößerung VII
von Fig. 6.
In den Fig. 1 bis 6 ist mit (1) ein in das
standfeste Gebirge (2) reichendes Bohrloch
bezeichnet, welches in Höhe des Fundamentes mit
einer Erweiterungsbohrung (3) versehen ist und
dessen Vorbohrloch (4) mit einer Sand- oder
Kiesfüllung (5) angefüllt ist, um ein
Hineinfließen von Beton zu verhindern.
Innerhalb des Bohrloches (1) ist in Höhe der
Erweiterungsbohrung (3) der
Fundamentgrundkörper (6) eingebracht. Der
Fundamentgrundkörper (6) besteht aus einem
Schalungszylinder (7), einer diesen konzentrisch
umgreifenden, nach dem Prinzip einer
Mehrgelenkkette aufgebauten und nach dem Prinzip
eines Regenschirmes aufspannbaren
Fundamentbewehrung (8) sowie einem an den
Schalungszylinder (7) kontinuierlich
anschließenden Stützzylinder (9) von etwa gleichem
Durchmesser.
Die Fundamentbewehrung (8) ist mit einem
Ring (10) versehen, der auf dem
Schalungszylinder (7) gleitverschieblich
angeordnet ist. Außerdem weist die
Fundamentbewehrung (8) mehrere entweder
kreisförmig umlaufende oder gleichmäßig am Umfang
des Schalungszylinders (7) verteilte
Gelenke (11, 12, 13) auf, die beim Aufsetzen eines
Ringes (10) auf einem Vorsprung (14) der
Erweiterungsbohrung (3) beim weiteren Absenken des
Fundamentgrundkörpers (6) ein Aufspreizen der
Fundamentbewehrung (8) in Richtung der Pfeile (15)
aus ihrer in Fig. 1 in die in Fig. 2
dargestellte Lage bewirken. Gemäß der Darstellung
in Fig. 2 hat die Fundamentbewehrung (8) und
damit der Fundamentgrundkörper (6) seine
Endposition erreicht.
An seinem oberen Ende weist der
Schalungszylinder (7) eine Gegendichtfläche (16)
in Form eines sich in Richtung des Bohrlochmundes
konisch oder kugelförmig erweiternden
Ringkragens (17) auf.
Die Aufnahmevorrichtung (18) zum Einbringen
des Fundamentgrundkörpers (6) besteht aus einem im
wesentlichen der Innenkontur (19) des
Schalungszylinders (7) angepaßten
Aufnahmezylinder (20), der in seinem unteren
Bereich mit Spreizelementen, z. B. hydraulisch
und/oder pneumatisch wirkenden Zylindern (21, 22),
zur lösbaren Kupplung mit dem
Schalungszylinder (7) versehen ist. Der
Aufnahmezylinder (20) weist an seinem oberen
Rand (23) einen ersten Packer (24) auf, mit dem er
gegen das Gebirge zentriert und abgedichtet ist.
Außerdem weist der Aufnahmezylinder (20) im
Bereich der Gegendichtfläche (16) eine
Dichtung (25) auf, mit der er bereits vor dem
Einschwimmen des Fundamentgrundkörpers (6)
außerhalb des Bohrloches (1) gegen den
Ringkragen (17) des Schalungszylinders (7)
abgedichtet ist. Ferner gehört zur
Aufnahmevorrichtung (18) ein verlängerbares
Bohrgestänge (26), an welchem der
Aufnahmezylinder (20) lösbar befestigt ist.
Mittels der in Rücksprünge (27) des
Schalungszylinders (7) eingreifenden hydraulisch
und/oder pneumatisch wirkenden Zylindern (21, 22)
ist der gesamte Fundamentgrundkörper (6) lösbar an
der Aufnahmevorrichtung (18) aufgehängt.
Durch das verlängerbare Bohrgestänge (26)
sowie entlang der Innenseite des
Schalungszylinders (7) und des Stützzylinders (9)
führt eine Rohrleitung (28), durch welche ein
Unterwasserbeton zum Hinterfüllen des Raumes
zwischen dem Fundamentgrundkörper (6) und dem
Bohrloch (1) gepreßt wird.
Unmittelbar unterhalb des ersten Packers (24)
ist der Aufnahmezylinder (20) mit mindestens zwei
Überlauföffnungen (29) sowie daran anschließenden
Rohrleitungen (30) zum Ableiten des überfließenden
Unterwasserbetons versehen.
In Fig. 7 ist im vergrößerten Teilschnitt
die Gegendichtfläche (16) des Ringkragens (17) des
Schalungszylinders (7) dargestellt, der im
vorliegenden Fall aus Tübbingen (37, 38)
zusammengesetzt ist. Die Dichtfläche (31) des
Fußschusses (32) der Schachtausbausäule (33) weist
im vorliegenden Fall mehrere Dichtringe (34) aus
Blei, aus entropieelastischen Stoffen, aus Kupfer,
aus Bronze od. dgl. auf. Nach dem Aufsetzen der
Dichtfläche (31) des Fußschusses (32) auf der
Gegendichtfläche (16) des
Fundamentgrundkörpers (6) wird die Innenseite
dieser Nahtstelle (35) durch einen zusätzlich
verschweißten Ring (36), der mit entsprechenden
Dichtungen auch verschraubt werden könnte,
verbunden und abgedichtet. Dabei weisen die
einzelnen Tübbinge (37, 38) eine Dichtung (39)
auf, die druckwasserdicht sein muß.
Das Verfahren zur Herstellung eines
Schachtes, insbesondere für den Bergbau, wird
nachfolgend schrittweise anhand der Fig. 1
bis 7 beschrieben:
Gemäß Fig. 1 wird der an der
Aufnahmevorrichtung (18) hängende
Fundamentgrundkörper (6) so weit eingeschwommen,
bis der Ring (10) der Fundamentbewehrung (8) auf
einem Vorsprung (14) der Erweiterungsbohrung (3)
aufsetzt. Beim weiteren Absenken des
Fundamentgrundkörpers (6) in Richtung des
Pfeiles (43) übt der Ring (10) entgegen der
Richtung des Pfeiles (43) eine Spreizkraft auf die
Fundamentbewehrung (8) auf, wodurch die
beweglichen Gelenkpunkte (12) in Richtung auf die
Wandung des Bohrloches (1) um die ortsfesten
Gelenkpunkte (11) verschwenken. Dadurch spreizt
der Fundamentgrundkörper derart auf, bis er seine
in Fig. 2 dargestellte Lage erreicht hat.
Zur Sicherstellung dieser Lage sowie zur
Vorermittlung der Menge des hinterzufüllenden
Unterwasserbetons wird vor dem Absenken des
Fundamentgrundkörpers (6) die Form der
Erweiterungsbohrung (3) eventuell erfolgter
Ausbrüche durch Ultraschall oder mechanisches
Abtasten mittels oberhalb des Bohrlochmundes
bedienbarer Geräte kontrolliert.
In der in Fig. 2 dargestellten Lage wird der
erste Packer (24) in der Nähe des oberen
Randes (23) des Aufnahmezylinders (20) sowie ein
zweiter Packer (44) am unteren Ende des
Stützzylinders (9) dichtend gegen die Wandung des
Bohrloches (1) angestellt und dadurch zugleich der
gesamte Fundamentgrundkörper (6) zentriert.
Sodann wird gemäß Fig. 3 über die
Leitung (28) der Unterwasserbeton von unten her in
den Zwischenraum zwischen Fundamentgrundkörper (6)
und der Wandung des Bohrloches (1) mit hohem Druck
eingepreßt. Sobald der Zwischenraum verfüllt ist,
läuft durch die Überlauföffnung (29) und die daran
angeschlossenen Rohrleitungen (30) überschüssiger
Unterwasserbeton (46) in den Innenraum (45) des
Fundamentgrundkörpers (6). Dieser Überlauf wird
über Sensoren vom Bohrlochmund aus festgestellt
und unmittelbar danach die Betonzufuhr abgestellt.
Außerdem wird vor oder während der
vorbeschriebenen Hinterfüllung mit
Unterwasserbeton (46) durch eine auf das
Bohrgestänge (26) des Aufnahmekörpers (18) in
Richtung des Pfeiles (47) von über Tage ausgeübte
Zugkraft der Fundamentgrundkörper (6) im
Bohrloch (1) zentriert, so daß er aufgrund des
entgegenwirkenden Eigengewichtes seine erwünschte
senkrechte Lage einnimmt.
Hiernach werden gemäß Fig. 4 die hydraulisch
und/oder pneumatisch wirkenden Zylinder (21, 22)
aus den Rücksprüngen (27) im Schalungszylinder (7)
nach innen herausgefahren und ebenso der erste
Packer (24) von seiner Anstellung gegen die
Wandung des Bohrloches (1) gelöst. Sodann wird der
Aufnahmezylinder (20) der Aufnahmevorrichtung (18)
durch kontinuierliches Verkürzen des
verlängerbaren Bohrgestänges (26) zum Bohrlochmund
gezogen und aus dem Bohrloch (1) entfernt. Bis zum
Lösen des Aufnahmezylinders (20) hält die
umlaufende Dichtung (25) die Gegendichtfläche (16)
des Ringkragens (17) von Verschmutzungen frei.
Durch das Entfernen der Aufnahmevorrichtung (18)
aus dem Bohrloch (1) sowie während des
nachfolgenden Einschwimmens der
Schachtausbausäule (33) können sich Ausbrüche aus
der Wandung des Bohrloches (1) lösen und auf der
Gegenfläche (16) ablagern, die bereits zur
Weiterleitung dieser Ablagerungen mit einem
Gefälle in Richtung auf den Innenseiten (45) des
Fundamentgrundkörpers (6) versehen ist.
Für den Fall, daß während der Hinterfüllung
des Unterwasserbetons (46) der zweite Packer (44)
undicht werden sollte, kann über das verlängerbare
Bohrgestänge (26) vom Bohrlochmund aus eine
Baustoffeinfüllung, z. B. Kies, in den unteren
Bereich (48) des Stützzylinders (9) eingebracht
werden, um ein Eindringen des
Unterwasserbetons (46) in den Innenraum (45) des
Fundamentgrundkörpers (6) zu verhindern.
Gemäß Fig. 5 wird der Fußschuß (32) der
Schachtausbausäule (33) eingeschwommen. Kurz bevor
die Dichtfläche (31) dieses Fußschusses (32) die
Gegendichtfläche (16) des Ringkragens (17) des
Fundamentgrundkörpers (6) erreicht hat, wird über
nicht dargestellte, in der Nähe der
Dichtfläche (31) angeordnete Spritzdüsen die
Gegendichtfläche (16) von dort ablagerndem
Ausbruch freigespült.
Hiernach wird über ein im Boden (49) des
Fußschusses (32) angeordnetes sowie vom
Bohrlochmund aus zu öffnendes Ventil der
Druckausgleich zwischen Innenraum (45) des
Fundamentgrundkörpers (6) und dem Innenraum (50)
der Schachtausbausäule (33) hergestellt. Dann wird
das gesamte im Innenraum (50) der
Schachtausbausäule (33) befindliche Ballastwasser
gesümpft. Anschließend wird der Boden (49) der
Schachtausbausäule (33) entfernt und auch das
Wasser im Innenraum (45) des Fundamentes (6)
gesümpft.
Sodann wird gemäß Fig. 7 die Nahtstelle (35)
zusätzlich druckwasserdicht abgedichtet, wozu auch
und insbesondere die zusätzlichen Dichtringe (34)
in der Dichtfläche (16) beitragen.
Diese zusätzliche Abdichtung erfolgt gemäß
Fig. 7 mittels eines umlaufenden Ringes (36), der
entlang der Nahtstelle (35) zwischen der
Dichtfläche (31) und der Gegendichtfläche (16)
verschweißt und damit formschlüssig abgedichtet
wird. In der Nähe der Nahtstelle (35) wird an der
Außenseite des Fußschusses (32) über nicht
dargestellte Anschlüsse eine Verpressung von
abdichtenden Materialien, z. B. von Polytixonen,
vorgenommen. Danach wird der Zwischenraum (51)
zwischen der Schachtausbausäule (33) und dem
Gebirge (2) in unmittelbarer Nähe des
Fundamentgrundkörpers (6) zur
Durchflußverhinderung mit einem Gel, Polymer oder
einem Sandasphalt und oberhalb davon mit einem
Feststoff-Bitumengemisch, z. B. mit einem
Kalkmehl-Bitumen, ausgefüllt. Anschließend kann im
Schutz der Schachtausbausäule (33), insbesondere
im Schutz des Stützringes(9) des
Fundamentgrundkörpers (6) im standfesten Gebirge
weiter geteuft werden.
Bei der Ausführungsform der
Schachtausbausäule (33) sind mehrere Alternativen
möglich.
Nach einer ersten Alternative kann die
Schachtausbausäule (33) - wie in der DE 35 24 253
beschrieben - aus einzelnen, oberhalb des
Bohrlochmundes zusammensetzbaren Schüssen
hergestellt werden.
Nach einer zweiten Alternative kann die
Schachtausbausäule (33) aus einem oberhalb des
Bohrlochmundes kontinuierlich verschweißten
Stahldichtmantel bestehen und an ihrer Innenseite
mit einem in Gleitschalung herstellbaren
Stahlbetonverbundausbau versehen sein.
Nach einer dritten Alternative, die in
Fig. 7 angedeutet ist, besteht die
Schachtausbausäule (33) aus einem
Stahlbetonverbundausbau, der aus einem oberhalb
des Bohrlochmundes kontinuierlich verschweißten
Stahldichtmantel (42) und an seiner Innenseite in
an sich bekannter Weise aus einer
Tübbing-Vorbausäule (40, 41) sowie aus einer
Betonhinterfüllung (52) hergestellt ist.
Um ein Eindringen von Flüssigkeit zwischen
dem Ringkragen (17) des Fundamentgrundkörpers (6)
- siehe Fig. 7 - und dem hinterfüllten
Unterwasserbeton (46) nach dessen Abbinden zu
verhindern oder zumindest zu erschweren, ist
vorteilhaft der Außenrand des Ringkragens (17) des
Fundamentgrundkörpers (6) mit einer aufklappbaren
Ringscheibe aus einem entropieelastischen
Werkstoff wasserdicht verbunden, z. B. durch
Anvulkanisieren oder eine Quetschverschraubung,
der durch die Auflast der zu hinterfüllenden
Bitumensäule gegen den Unterwasserbeton (46) der
Fundamentgrundkörper (6) gepreßt wird und dadurch
die Dichtfläche in den Außenbereich des
Fundamentes verlegt.
Bezugszeichenliste
1 Bohrloch
2 standfestes Gebirge
3 Erweiterungsbohrung
4 Vorbohrloch
5 Sand- oder Kiesfüllung
6 Fundamentgrundkörper
7 Schalungszylinder
8 Fundamentbewehrung
9 Stützzylinder
10; 36 Ring
11; 12; 13 Gelenke
14 Vorsprung
15; 43; 47 Richtungspfeil
16 Gegendichtfläche
17 Ringkragen
18 Aufnahmevorrichtung
19 Innenkontur des Schalungszylinders 7
20 Aufnahmezylinder
21; 22 hydraulisch und/oder pneumatisch wirkende Zylinder
23 oberer Rand des Aufnahmezylinders 20
24; 44 Packer
25; 39 Dichtung
26 verlängerbares Bohrgestänge
27 Rücksprung
28; 30 Rohrleitung
29 Überlauföffnungen
31 Dichtfläche des Fußschusses
32 Fußschuß
33 Schachtausbausäule
34 Dichtringe
35 Nahtstelle
37; 38; 40; 41 Tübbinge
42 Stahldichtmantel
45 Innenraum des Fundamentgrundkörpers 6
46 Unterwasserbeton
48 unterer Bereich des Stützzylinders 9
49 Boden des Fußschusses 32
50 Innenraum der Schachtausbausäule 33
51 Zwischenraum zwischen Schachtausbausäule 33 und Gebirge 2
52 Betonhinterfüllung
2 standfestes Gebirge
3 Erweiterungsbohrung
4 Vorbohrloch
5 Sand- oder Kiesfüllung
6 Fundamentgrundkörper
7 Schalungszylinder
8 Fundamentbewehrung
9 Stützzylinder
10; 36 Ring
11; 12; 13 Gelenke
14 Vorsprung
15; 43; 47 Richtungspfeil
16 Gegendichtfläche
17 Ringkragen
18 Aufnahmevorrichtung
19 Innenkontur des Schalungszylinders 7
20 Aufnahmezylinder
21; 22 hydraulisch und/oder pneumatisch wirkende Zylinder
23 oberer Rand des Aufnahmezylinders 20
24; 44 Packer
25; 39 Dichtung
26 verlängerbares Bohrgestänge
27 Rücksprung
28; 30 Rohrleitung
29 Überlauföffnungen
31 Dichtfläche des Fußschusses
32 Fußschuß
33 Schachtausbausäule
34 Dichtringe
35 Nahtstelle
37; 38; 40; 41 Tübbinge
42 Stahldichtmantel
45 Innenraum des Fundamentgrundkörpers 6
46 Unterwasserbeton
48 unterer Bereich des Stützzylinders 9
49 Boden des Fußschusses 32
50 Innenraum der Schachtausbausäule 33
51 Zwischenraum zwischen Schachtausbausäule 33 und Gebirge 2
52 Betonhinterfüllung
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung eines Schachtes,
insbesondere für den Bergbau, bei dem ein in das
standfeste Gebirge reichendes Bohrloch mit einer
die erforderliche Breite und Höhe des Fundamentes
aufweisenden Erweiterungsbohrung versehen, der
Ringraum zwischen einem einen Schalungs- und einen
Stützzylinder aufweisenden Fundamentgrundkörper
und dem Gebirge an seinem unteren Ende unter
Zentrierung gegen das Gebirge abgedichtet, mit
Unterwasserbeton hinterfüllt und das Fundament
erstellt sowie eine druckwasserdichte
Schachtausbausäule mit einer Abfangvorrichtung
eingeschwommen und nach dem Abbinden des
hinterfüllten Unterwasserbetons am oberen Ende des
Fundamentgrundkörpers aufgesetzt sowie nach dem
Sümpfen des in seinem Innenraum befindlichen
Ballastwasses der Boden der Schachtausbausäule
entfernt und im Schutz des Stützzylinders im
standfesten Gebirge weiter geteuft wird,
gekennzeichnet durch folgende
Merkmale:
- a) Der Schalungszylinder (7) wird mit einer ihn umgreifenden Fundamentbewehrung (8) und dem Stützzylinder (9) an einer Aufnahmevorrichtung (18) hängend in den Betonierbereich der Erweiterungsbohrung (3) eingebracht,
- b) die Fundamentbewehrung (8) wird in der Erweiterungsbohrung (3) aufgespreizt,
- c) der Ringraum zwischen dem Fundamentgrundkörper (6) und dem Gebirge (2) wird auch an seinem oberen Ende gegen das Gebirge (2) durch einen ersten Packer (24) abgedichtet,
- d) nach dem Betonieren des Fundamentes wird die Aufnahmevorrichtung (18) vom Fundamentgrundkörper (6) getrennt und ausgebaut, und
- e) die Schachtausbausäule (33) wird nach dem Abbinden des den Fundamentgrundkörper (6) hinterfüllenden Unterwasserbetons (46) mit einer Dichtfläche (31) auf einer Gegendichtfläche (16) am oberen Ende des Fundamentgrundkörpers (6) aufgesetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Absenken des Fundamentgrundkörpers (6)
zur Feststellung erfolgter Ausbrüche und der
festzulegenden Betonmenge zur Hinterfüllung die
Form und das Volumen der Erweiterungsbohrung (3),
z. B. durch Ultraschall oder mechanisches Abtasten,
kontrolliert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fundamentbewehrung (8) durch Aufsetzen auf
mindestens einen Vorsprung (14) am Gebirge (2)
nach dem Prinzip eines Regenschirmes aufgespreizt
und die einzelnen Bewehrungselemente innerhalb der
Erweiterungsbohrung (3) in ihre statisch
gewünschte Endposition gebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufspreizen der Fundamentbewehrung (8) von
über Tage über Spannelemente, wie ausfahrbare
Zylinder, Zugseile, Ketten, Stangen, durch Feder-
oder Schraubelemente, bewerkstellig wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der an der
Aufnahmevorrichtung (18) hängende
Fundamentgrundkörper (6) zu dem die seinen
Schalungszylinder (7) konzentrisch umgreifende,
nach dem Prinzip einer Mehrgelenkkette aufgebaute
und nach dem Prinzip eines Regenschirmes
aufspannbare Fundamentbewehrung (8) gehört, am
unteren Ende seines Stützzylinders (9) mittels
eines zweiten Packers (44) gegen das Gebirge (2)
abgedichtet und zentriert sowie vor oder während
seiner Hinterfüllung mit Unterwasserbeton (46)
durch eine über die Aufnahmevorrichtung (18) von
über Tage ausgeübte Zugkraft unter Entgegenwirkung
seiner Schwerkraft im Bohrloch (1) zentriert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schachtausbausäule (33) während ihrer
Fertigung kontinuierlich über eine
Laserstrahleinrichtung ausgerichtet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß nach dem
Aufsetzen der Dichtfläche (31) des
Fußschusses (32) der Schachtausbausäule (33) auf
der Gegendichtfläche (16) des
Fundamentgrundkörpers (6) die Innenseite dieser
Nahtstelle (35) durch einen zusätzlich
verschweißten oder verschraubten Ring (36)
verbunden und abgedichtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Nähe der Nahtstelle (35) des
Fußschusses (32) der Schachtausbausäule (33)
Anschlüsse für eine Verpressung von abdichtenden
Materialien, z. B. von Polytixonen, vorgesehen
werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der
Zwischenraum zwischen der Schachtausbausäule (33)
und dem Gebirge (2) in unmittelbarer Nähe des
Fundamentes zur Durchflußverhinderung mit einem
Gel, Polymer oder einem Sandasphalt und oberhalb
davon mit einem Feststoff-Bitumengemisch, z. B. mit
einem Kalkmehl-Bitumen, hinterfüllt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Gegendichtfläche (16) des Schalungszylinders (7)
als ein sich in Richtung des Bohrlochmundes
konisch oder kugelförmig erweiterter
Ringkragen (17) ausgebildet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß mit dem
Außenrand der Gegendichtfläche (16) des
Fundamentgrundkörpers (6) eine nach dem Prinzip
des Regenschirmes aufklappbare Ringscheibe aus
entropieelastischem Material wasserdicht verbunden
wird, welche durch die Auflast der Bitumensäule
gegen den Beton des hinterfüllten
Fundamentgrundkörpers (6) gepreßt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Dichtfläche (31) des Fußschusses (32) der
Schachtausbausäule (33) außer der zur
Gegendichtfläche (16) des
Fundamentgrundkörpers (6) passenden Form mit
Dichtringen (34) aus Blei, aus entropieelastischen
Stoffen, aus Kupfer, aus Bronze od. dgl.
ausgestattet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einem
Undichtwerden des den unteren Rand des
Stützzylinders (9) gegen das Gebirge (2)
abdichtenden zweiten Packers (44) über das die
Aufnahmevorrichtung (18) haltende
Bohrgestänge (26) im Innenraum (45) des
Fundamentgrundkörpers (6) eine Baustoffüllung,
z. B. Kies, eingebracht wird, die ein Eindringen
des Unterwasserbetons (46) in den Innenraum (45)
des Fundamentgrundkörpers (6) verhindert.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Erweiterungsbohrung (3) mit einer kegelförmigen,
zylindrischen oder einer Kombination dieser Formen
ausgebohrt wird.
15. Vorrichtung zum Herstellen eines
Fundamentgrundkörpers, bestehend aus einem
Schalungszylinder, der an einer Haltevorrichtung
aufgehängt ist, wobei der Schalungszylinder an
seinem unteren Ende gegen die
Schachtausbruchswandung abdichtbar ist und einen
Ringkragen zur Bildung des Auflagers für die
Schachtausbausäule sowie eine
Unterwasserbetonzuführleitung aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltevorrichtung eine
Aufnahmevorrichtung (18) einschließt, die einen im
wesentlichen der Innenkontur (19) des
Schalungszylinders (7) angepaßten
Aufnahmezylinder (20) aufweist, der in seinem
unteren Bereich mit Spreizelementen, wie
hydraulisch und/oder pneumatisch wirkenden
Zylindern (21, 22), zur lösbaren Kupplung mit dem
Schalungszylinder (7) versehen ist, der mit
mindestens einem Dichtungselement (25) gegen den
Ringkragen (17) des Schalungszylinders (7) und an
seinem oberen Rand mit einem Packer (24) gegen das
Gebirge abdichtbar ist, und daß im
Aufnahmezylinder (20) unmittelbar unterhalb des
Packers (24) mindestens eine Überlauföffnung (29)
für den Fundament-Unterwasserbeton (46) vorgesehen
ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahmevorrichtung (18) an einem
verlängerbaren Bohrgestänge (26) aufgehängt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863629555 DE3629555A1 (de) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines schachtes, insbesondere fuer den bergbau |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863629555 DE3629555A1 (de) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines schachtes, insbesondere fuer den bergbau |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3629555A1 DE3629555A1 (de) | 1988-03-10 |
DE3629555C2 true DE3629555C2 (de) | 1989-11-02 |
Family
ID=6308557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863629555 Granted DE3629555A1 (de) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines schachtes, insbesondere fuer den bergbau |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3629555A1 (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3807008C1 (en) * | 1988-03-04 | 1989-10-05 | E. Heitkamp Gmbh, 4690 Herne, De | Method of constructing a shaft, in particular for mining |
DE3913927A1 (de) * | 1989-04-27 | 1990-11-08 | Heitkamp Gmbh E | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines schachtes, insbesondere fuer den bergbau |
DE4002457A1 (de) * | 1990-01-27 | 1991-08-08 | Gewerk Auguste Victoria | Wasserdichte bohrschachtgruendung |
GB2338728B (en) * | 1998-06-26 | 2002-08-07 | Sprayed Concrete Ltd | Shafts in substrates |
DE10116945C1 (de) * | 2001-04-05 | 2002-11-07 | Montan Tech Gmbh | Verfahren zur dauerstandssicheren Teilverfüllung von Schächten |
WO2005052318A1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-09 | Tullamarine Holdings Pty Ltd | Method of sinking and lining a shaft |
CN108691352A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-10-23 | 上海市城市排水有限公司 | 一种污水管道透气井防堵方法及其防堵结构 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2849245C2 (de) * | 1978-11-13 | 1982-06-16 | Wirth Maschinen- und Bohrgeräte-Fabrik GmbH, 5140 Erkelenz | Verfahren zum bohrenden Abteufen und zum Ausbau von Schächten und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
US4431341A (en) * | 1982-04-27 | 1984-02-14 | Santa Fe International Corporation | Construction of a concrete lined chamber |
DE3524253C1 (de) * | 1985-07-06 | 1986-10-02 | E. Heitkamp GmbH, 4690 Herne | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Schachtes, insbesondere für den Bergbau |
-
1986
- 1986-08-30 DE DE19863629555 patent/DE3629555A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3629555A1 (de) | 1988-03-10 |
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Legal Events
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