DE3838630A1 - Frostsicherung im tunnel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Frostsicherung im Tunnel für standfestes Gebirge, wobei am Gebirge nacheinander insbesondere

• - ein Drahtgewebe oder dergleichen
• - eine Kunststoffabdichtung
• - ein Hasendraht oder dergleichen befestigt werden,
• - ein Kunststoff aufgeschäumt wird.

Das Drahtgewebe kann auch als Drahtmatte oder Drahtgeflecht ausgebil­ det werden. Das Drahtgewebe hat im wesentlichen zwei Funktionen: Die erste ist die Halterung des nachfolgend vorgesehenen Ausbaus, die zweite ist eine Sicherung gegen herabfallende Steine.

Die Kunststoffabdichtung ist eine Feuchtigkeitsisolierung und hat die Aufgabe, das aus dem Gebirge austretende Wasser einer an den Flanken vorgesehenen Dränage zuzuleiten.

Der Hasendraht dient der Halterung des anschließend vorgesehenen Kunststoffschaumes. Der Hasendraht wird durch ein leichtes Drahtgewebe gebildet, welches zur Einzäunung von Kleintieren bzw. zur Einzäunung von Schonungen bekannt ist. Anstelle des Hasendrahtes können auch andere Gewebe oder Gitter Verwendung finden.

Nach einem älteren Vorschlag wird eine Rondelle mit einem Haken an dem Drahtgitter befestigt, Kunststoffabdichtung an der Rondelle ver­ schweißt und anschließend an der der Rondelle gegenüberliegenden Seite der Kunststoffabdichtung eine weitere Rondelle angeschweißt. Die weitere Rondelle wird als Gegenrondelle bezeichnet. Die Gegenrondelle trägt einen eingeformten Haken, an dem der Hasendraht dann eingehängt werden kann.

Die Rondelle und Gegenrondelle sind bekannte Elemente aus dem Tunnel­ bau. Dort finden sie bei der Verlegungen von Abdichtungen für den Betonausbau von Tunnelabschnitten Verwendung. Im Unterschied zu den nach dem älteren Vorschlag vorgesehenen Rondellen werden die bekannten Rondellen jedoch am Gebirge mittels Gebirgsankern befestigt und/oder am Gebirge oder einer auf das Gebirge aufgebrachten, egalisierenden Spritzbetonschicht angeschosssen. Nach dem älteren Vorschlag sind die Rondellen mit eingeschraubten Haken versehen. Die Haken werden nach Einhaken der Rondellen am ersten Drahtgewebe gegen die Rondellen gespannt, um die Rondellen am Drahtgewebe zu sichern. Diese Bauweise ist aufwendig. Die Bauweise ist gekennzeichnet durch die Anbringung einer Öffnung in die Rondelle zur Durchführung der Haken, durch eine großflächige Unterlegscheibe für die am Haken vorgesehene Schrauben­ mutter.

Die Bauweise ist auch aufwendig zu handhaben, da der Schraubvorgang beträchtliche Zeit erfordert und anschließend das vorstehende Ende der Schraube abgetrennt werden muß. Dabei zeigt sich, daß die Rondelle leicht verletzt wird. Außerdem kann bei fehlerhaftem Tätigwerden ein Teil des Hakens vorstehen und die Abdichtung gefährden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Halterung der Abdichtung am Draht zu verbessern und die Montage zu vereinfachen. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß zur Befestigung der Abdich­ tung anstelle der Rondellen Klemmstücke am Draht vorgesehen sind. Vorzugsweise bestehen die Klemmstücke aus einer Scheibe mit angeform­ tem oder befestigtem Klemmteil. Die Scheibe kann einheitliche Ab­ messungen haben. Gegenüber den oben beschriebenen Rondellen hat das den Vorteil höherer Festigkeit. Die Rondellen nach dem älteren Vor­ schlag haben eine Sollbruchstelle. D. h. ihr Querschnitt ist durch Ausnehmungen derart geschwächt, daß die Rondellen bei einer Zugbe­ lastung von ca. 35-40 kg zerstört werden.

Der Klemmteil ist vorzugsweise angeformt, kann jedoch auch ange­ schweißt oder in anderer Weise befestigt werden. Der Klemmteil kann durch einen zylinder- oder quaderförmigen Kunststoffblock gebildet werden, der mit einem Klemmschlitz versehen ist. Bei zylinderförmigen, mit der Längsachse quer zur Scheibenebene angeformtem Klemmteil bildet der Klemmteil einen Zapfen an der Scheibe.

Der Klemmschlitz besitzt vorzugsweise eine Anfangsöffnungsweite, die größer als der Drahtdurchmesser des ersten Drahtgewebes ist. Das erleichtert das Aufschieben auf den Draht. Der Klemmschlitz verjüngt sich dann zum Schlitztiefsten hin auf ein Maß, das geringer als die Drahtdicke ist, so daß der Klemmschlitz Klemmwirkung entfaltet. Im Schlitztiefsten besitzt der Schlitz eine Rundung, die das gleiche Maß wie der Draht hat. Dadurch sitzt der Draht mit leichter Klemmung im Schlitztiefsten. Die leichte Klemmung ist zur Positionierung des Klemmstückes für eine optimale Verschweißung mit der Abdichtung von Vorteil.

Zugleich wird der Draht im Schlitztiefsten gegen Herausrutschen durch eine vielfach stärkere Klemmung bzw. durch eine gegen Aufwölben sehr viel ungünstigere Form des Schlitztiefsten als die Keilflächenform im übrigen Schlitz gesichert.

Die Schlitze können senkrecht zur Scheibe des Klemmstückes verlaufen, sie können auch parallel dazu verlaufen. Bei parallelem Verlauf entsteht eine hakenförmige Anordnung zusätzlicher Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen bei vertikal angreifenden Lasten und Öffnung des Schlitzes in Richtung der angreifenden Kräfte. Die Hakenform kann noch verstärkt werden, indem der Schlitz seitlich am Klemmteil beginnt und zum Schlitztiefsten hin von der Scheibe des Klemmstückes weg verläuft.

Vorzugsweise ist nach der Erfindung eine besondere Verschweißung zwischen der Abdichtung und den Klemmstücken vorgesehen. Von all den in Betracht kommenden Schweißverfahren ist nach der Erfindung eine Ultraschallschweißung besonders vorteilhaft, bei der mit dem Schweiß­ gerät nicht zwischen Abdichtungsbahn und Draht gearbeitet werden muß, sondern das Ultraschallschweißgerät von der Tunnelinnenseite her gegen das Klemmstück gedrückt werden kann. Dabei liegt die Abdichtung zwischen dem Kopf des Ultraschallschweißgerätes und dem Klemmstück und wirkt das Ultraschallschweißgerät durch die Abdichtung hindurch auf die Schweißfläche zwischen Abdichtung und Klemmstück.

Auf diese Weise läßt sich auch eine definierte flächige oder ring­ förmige Verschweißung erzielen. Eine solche Schweißnaht ist von Vorteil, wenn auf die Gegenrondelle verzichtet wird und stattdessen mit Hilfe einer Schraube oder eines Hakens durch die Abdichtung hindurch in das Klemmstück eine Verbindung bzw. Halterung für den Hasendraht erzeugt wird. In diesem Fall stellt die definierte Ver­ schweißung sicher, daß rund um die eindringende Stelle des Hakens bzw. der Schraube eine Abdichtung besteht.

Bei Verwendung eines einschraubbaren Hakens oder Schraube ist das Klemmstück mit entsprechender Schraubdicke versehen. D. h. die Dicke der Scheibe des Klemmstückes ist z. B. gleich dem dreifachen Durch­ messer der Schraube bzw. des Hakenmaterials, wenn eine Eindringtiefe von 2 d vorgesehen ist, um ausreichende Ausreißfestigkeit herbeizu­ führen. Dann ist noch eine Materialstärke von 1 d als Überdeckung der Schrauben- bzw. Hakenspitze gegeben.

Bei Verwendung einer Schraube ist zugleich ein Deckel vorgesehen, der größer als die Maschenweite des vorgesehenen Hasendrahtes ist. Der Deckel sichert die Halterung des Hasendrahtes.

Alternativ zu dem Haken bzw. der Schraube kann auch eine Schraube in das Klemmstück eingeformt sein. Das geschieht z. B. in der Weise, daß bei Herstellung des Klemmstückes als Spritzgußteil der Schraubenkopf in den Hohlraum der Spritzgußform gehalten wird. Dann umschließt der in den Hohlraum der Spritzgußform eingespritzte Kunststoff den Schrau­ benkopf. Um zugleich sicherzustellen, daß die Schraube bzw. deren Kopf ausreichend gegen Drehen gesichert ist, ist ein besonders großer bzw. am Rand ausgenommener oder gezackter Schraubenkopf vorgesehen.

Die Abdichtung wird in einem solchen Fall auf die Schraube aufgedrückt und vorzugsweise mit einem Ultraschallschweißgerät verschweißt. Das Ultraschallschweißgerät findet zugleich an der Schraube eine vorteil­ hafte Zentrierung und Führung, wenn es eine dem Schraubendurchmesser angepaßte enge Öffnung aufweist.

Die Verbindung zum Hasendraht wird mit Hilfe eines Kunststoffdeckels erreicht, der auf die vorstehende Schraubenspitze aufgedreht wird.

Wahlweise ist die in das Klemmstück eingeformte Schraube extrem kurz ausgelegt. Z. B. steht die Schraube nur dornartig gegenüber der Abdichtung vor. Dann ist an dem Deckel ein Zapfen vorgesehen, mit dem der Abstand bis zu der Schraubenspitze überbrückt wird. D. h. der Deckel wird mit dem Zapfen auf die Schraubenspitze aufgeschraubt.

Wahlweise sind auch Distanzstücke bei anderen Schrauben bzw. Deckeln vorgesehen.

Anstelle der Kunststoffklemmen können auch Stahlklemmen verwendet werden. Dazu sind hakenförmige Klemmstücke oder Klemmdübel an der Scheibe des Klemmstückes befestigt. In einer besonderen Ausführungs­ form kann auch ein gewellter Blechstreifen Verwendung finden, dessen Wellen Klemmschlitze für den Draht bilden. Die metallischen Klemmen sind von Vorteil, wenn der Draht mit PVC ummantelt ist und die Gefahr eines schädlichen Übertritts von Lösungsmitteln aus dem PVC in die Scheibe des Klemmstückes zu befürchten ist.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In der Zeichnung ist eine Ausbausituation für einen Tunnel mit einem Gebirgsausbruch 1 schematisch dargestellt. Am Gebirgsausbruch 1 ist mittels Schraubanker 2, Ankerplatten 3 und Schraubenmuttern 4 ein Drahtnetz aus 2 mm dickem, kunststoffummantelten Draht 5 befestigt.

Das Drahtnetz 5 ist im Ausführungsbeispiel ein besonderes Drahtnetz mit an verschiedenen Berührungsstellen der Drähte doppelt umeinander­ gedrehten Drähten. Dies hat den Vorteil, daß das Drahtnetz im Falle einer Beschädigung noch seine Stabilität größtenteils behält.

An dem gestrichelt dargestellten Drahtnetz 5 sind in Abständen Klemm­ stücke 6 befestigt. Es sind im Firstbereich 4-5 Klemmstücke/m² vorgesehen, im seitlichen Tunnelbereich 3-4 Klemmstücke/m².

Die Klemmstücke 6 bestehen aus einer Scheibe mit einem angeformten Zapfen 7, der senkrecht zur Scheibe geschlitzt ist. Der mit 8 bezeich­ nete Schlitz hat vorne eine Öffnungsweite von 3,5 mm und verjüngt sich zum Schlitztiefsten um 1 mm. Im Schlitztiefsten ist der Schlitz 8 der Drahtform genau angepaßt. Dabei ist eine leichte Klemmung des Drahtes im Schlitztiefsten vorgesehen. Die Klemmung wird dadurch erreicht, daß das Schlitztiefste "Maß auf Maß" oder mit geringfügigem Untermaß gefertigt ist. Die leichte Klemmung des Drahtes im Schlitztiefsten erlaubt es, das Klemmstück 6 in beliebiger Drehrichtung auf dem Draht zu positionieren, um die Verschweißung zwischen Klemmstück 6 und einer mit 9 bezeichneten Kunststoffabdichtung zu erleichtern.

Die Abdichtung 9 wird aus einzelnen Bahnen zusammengesetzt, die in Umfangrichtung verlegt werden. Die einzelnen Abdichtungsbahnen haben im Ausführungsbeispiel eine Breite von 1-1,5 m. Nach Verschweißen mit den Klemmstücken 6 werden die Abdichtungsbahnen an den Über­ lappungsstellen miteinander verschweißt, so daß eine sich im Ergebnis über die gesamte Tunnellänge und den gesamten Tunnelquerschnitt erstreckende geschlossene Kunststoffabdichtung entsteht.

Die Verschweißung mit den Klemmstücken 6 erfolgt z. B. mit Heißluft.

Mach Verlegung der Kunststoffabdichtung 9, die im Ausführungsbeispiel aus einem Ätyhlencopolymerisat-Bitumengemisch besteht - das Klemm­ stück 6 besteht aus gleichem Material -, wird an der Abdichtung 9 genau gegenüberliegend zu verschiedenen Klemmstücken 6 jeweils eine Rondelle 10 angeschweißt. Die Rondelle 10 besitzt einen scheibenför­ migen Basiskörper aus Kunststoff gleichen Materials o. ä. wie die Abdichtung 9, so daß eine Verschweißung möglich ist.

In den Basiskörper der Rondelle 10 ist ein Haken 11 mit einem Hakenfuß eingeformt.

Nach Fig. 1 ist am Haken 11 ein Hasendraht aufgehängt. Bei dem Hasendraht handelt es sich um Drahtgeflecht aus Draht sehr dünnem Querschnittes.

Die Abdichtung 9 bildet eine Feuchtigkeitsisolierung, auf die nach Fig. 1 ein Polyurethanschaum 12 aufgeschäumt wird. Der Polyurethan­ schaum überdeckt den mit 13 bezeichneten Hasendraht und die Haken 11 in einer für eine ausreichende Wärmeisolierung notwendigen Schicht­ dicke. An der Tunnelinnenseite wird die Polyurethanschicht 12 mit einer feuerhemmenden Schicht 14 versehen. Dabei handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein Kunststoffharz ggf. in Mischung mit Minera­ lien.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine ring­ förmige oder flächige Verschweißung zwischen der Abdichtung 9 und dem Klemmstück 6 vorgesehen ist. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 1 ist jedoch nach Fig. 2 anstelle Rondelle 10 eine Schraube vorgesehen. Die Schraube ist durch die Abdichtung 9 hindurch in das Klemmstück 6 geschraubt worden. Der Hasendraht 13 wird von der Schraube mit einem Deckel 15 aus Kunststoff gehalten.

Trotz Druchdringung der Abdichtung 9 mit der mit 16 bezeichneten Schraube ist die Feuchtigkeitsisolierung nicht beeinträchtigt. Das ist darauf zurückzuführen, daß zwischen dem Klemmstück 6 und der Abdich­ tung 9 eine die Eindringstelle der Schraube 16 ringförmig umschließen­ de Verschweißung 17 vorgesehen ist und das Klemmstück 6 eine solche Dicke aufweist, daß trotz Eindringens der Schraube noch eine aus­ reichende Materialüberdeckung der Eindringstelle gegeben ist.

Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung, wie eine ringförmige Verschweißung zwischen der Abdichtung 9 und dem Klemmstück 6 herge­ stellt wird. Nach Fig. 5 ist dazu ein Ultraschallschweißgerät mit einem ringförmigen, strichpunktiert dargestellten Kopf 18 vorgesehen. Das Ultraschallschweißgerät wird gegen die Abdichtung 9 und die Klemmstücke 6 gedrückt. Bei Ingangsetzen wird die Berührungsfläche zwischen dem Klemmstück 6 und der Abdichtung 9 plastifiziert. Das läßt sich an Ultraschallschweißgeräten genauestens einstellen. Infolge dessen findet eine Verschweißung statt.

Nach Fig. 3 ist ein Klemmstück 20 anstelle der bisherigen Klemm­ stücke 6 vorgesehen. Das Klemmstück 20 unterscheidet sich vom Klemm­ stück 6 durch eine eingeformte Schraube 21. Die Schraube 21 besitzt einen großflächigen, am Rand gezackten Kopf 22, der eine drehfeste Anordnung im Klemmstück 20 gewährleistet.

Bei der Verlegung der Abdichtung 9 werden die Abdichtungsbahnen auf die Schrauben 21 gesteckt und anschließend mit den Klemmstücken 20 verschweißt. Dies geschieht in gleicher Weise wie mit den Klemm­ stücken 6.

Für die Schrauben 21 ergeben sich Längen, die den vorgesehen Abstand des Hasendrahtes 13 von der Abdichtung entsprechen. Der Hasendraht 13 wird durch Kunststoffteller 23 gehalten, die auf die Schraubenspitze aufgeschraubt werden.

Soweit Schraubvorgänge vorgesehen sind, finden im Ausführungsbeispiel selbstschneidende Gewinde Verwendung.

Bei übergroßen Längen für die Schrauben 21 ist nach Fig. 6 vorge­ sehen, daß gestrichelt dargestellte Deckel 30 mit Zapfen 31 Verwendung finden. Mit den Zapfen 31 läßt sich der Abstand zu den Schrauben­ spitzen überbrücken. Das kann auch genutzt werden, um die Schrauben dornartig auszubilden, wie dies in Fig. 6 dargestellt. Dort ist eine mit der Schraubenspitze lediglich bis über die Abdichtung 9 ragende Schraube 32 vorgesehen.

Nach Fig. 4 ist anstelle der Klemmstücke 6 und 20 ein weiteres Klemmstück 40 mit einer hakenförmigen Klemmnase 41 vorgesehen. Bei dem Klemmstück 40 wird der Klemmschlitz durch die Klemmnase 41 und den scheibenförmigen Basiskörper des Klemmstückes 40 gebildet. Der Klemm­ schlitz verläuft parallel zu dem scheibenförmigen Basiskörper. Im übrigen ist der Klemmschlitz dem Klemmschlitz 8 entsprechend ausgebil­ det.

Nach Fig. 6 ist ein Klemmstück 50 mit einer durch ein gewelltes Blech 51 gebildeten Klemme vorgesehen. Das Blech 51 ist an der schei­ benförmigen Platte des Klemmstückes 50 befestigt. Das kann durch Einformen oder aber durch Aufkaschieren oder in anderer Weise erfol­ gen. Im Ausführungsbeispiel bildet die mittlere Welle 52 einen Klemm­ schlitz, der dem Klemmschlitz 8 ähnlich ist.

Claims (13)

1. Frostsicherung im Tunnel für standfestes Gebirge, wobei am Gebirge nacheinander insbesondere

• - ein Drahtgewebe oder dergleichen
• - eine Kunststoffabdichtung
• - ein Hasendraht oder dergleichen befestigt werden
• - ein Kunststoff aufgeschäumt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Abdichtung Klemm­ stücke (6, 20, 50) am Drahtgewebe (5) vorgesehen ist, an denen die Abdichtung (9) verschweißbar und/oder verklebbar ist.

2. Frostsicherung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kunst­ stoffscheibe mit seitlicher oder mittiger Klemme.

3. Frostsicherung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen an der Scheibe angeformten oder befestigten Zapfen (7), der an der der Scheibe abgewandten Seite mit einem Klemmschlitz (8) versehen ist.

4. Frostsicherung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (9) mit einem Ultraschallschweißgerät mit dem Klemmstück (6, 20, 50) verschweißt wird.

5. Frostsicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch definierte flächige oder ringförmige Ver­ schweißung.

6. Frostsicherung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schraub­ verbindung zwischen Hasendraht (13) und Klemmstück (6), wobei das Klemmstück (6) Schraubdicke aufweist.

7. Frostsicherung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Haken oder Schrauben (16) mit Deckeln (15).

8. Frostsicherung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Klemm­ stück (20) mit eingeformter Schraube (21) und Deckel (23).

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Distanzstücke zwischen der Abdichtung (9) und dem Hasendraht (13).

10. Frostsicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch Klemmnasen (41) an den Klemmstücken (40) mit parallel zu den scheibenförmigen Grundkörpern der Klemmstücke (40) verlaufendem Klemmschlitz.

11. Frostsicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Klemmstücke mit Klemmteilen aus Metall.

12. Frostsicherung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein ge­ welltes Blech (21) als Klemmstück.