DE4133267C2

DE4133267C2 - Streckenausbau, insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe

Info

Publication number: DE4133267C2
Application number: DE19914133267
Authority: DE
Inventors: Peter Von Linsingen-Heintzmann
Original assignee: LINSINGEN HEINTZMANN VON
Current assignee: LINSINGEN HEINTZMANN VON
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: GB2260553A; PL169011B1; GB9220712D0; DE4133267A1; GB2260553B; PL296141A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Streckenausbau, insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe - mit in Umfangsrichtung der Strecke gekrümmten, zusammengesetzten Stahlblechsegmen ten, die in Umfangsrichtung eine Aufsteifung aufweisen, und gegebenenfalls Gebirgsankern, wobei die Stahlblechsegmente in Streckenlängsrichtung verlaufende, gebirgsseitig offene Profilkammern sowie zwischen benachbarten Profilkammern verlaufende, streckenseitig offene Nachgiebigkeitskammern aufweisen, wobei die Stahlblechsegmente durch eine Betonhinterfüllung an das Gebirge angeschlossen sind und der Beton in den Profilkammern Betonbalken bildet sowie die durch die Nachgiebigkeitskammern definierten Bereiche zwischen den Profilkammern biegenachgiebig eingerichtet sind. Der Querschnitt der Profilkammern und der Nachgiebigkeitskammern ist weitgehend beliebig, vorzugsweise ist er trapezförmig. - Zumeist sind die Anordnung und die Auslegung so getroffen, daß die Betonbalken zusammen mit an die Stahlblechsegmente angeschlossenen Verbundelementen oder Einlagen Stahlbetonbalken bilden. Es kann auch mit Faserbeton gearbeitet werden. Es versteht sich, daß die Stahlblechsegmente zu einem in bezug auf die Querschnittform der Strecke offenen oder ringförmig geschlossenen Streckenausbau zusammengesetzt sind und daß entsprechend auch in Streckenlängsrichtung eine Reihung der Stahlblechsegmente verwirklicht ist. Dabei sind die Stahlblechsegmente in Umfangsrichtung und in Streckenlängsrichtung mit bergbauüblichen Verbundmitteln aneinander angeschlossen.

Bei dem bekannten Streckenausbau des beschriebenen Aufbaus, von dem die Erfindung ausgeht (DE 39 02 777 A1; DE 39 00 431 C2), sind die Nachgiebigkeitskammern frei von Einlagen oder Verfüllungen. Die Nachgiebigkeit unter dem Einfluß der Gebirgskräfte kommt dadurch zustande, daß die Betonhinterfüllung im Bereich zwischen den gebirgsseitigen Profilkammern nach Maßgabe der Profilhöhe der Nachgiebigkeitskammern dünner ist als im Bereich der Profilkammern und damit der Betonbalken, so daß das Biegemoment im Bereich der Nachgiebigkeitskammern reduziert ist und die Krümmung des Streckenausbaus insgesamt oder bereichsweise vergrößernde Verformungen möglich sind, wobei der Querschnitt der Nachgiebigkeitskammern in Umfangsrichtung des Streckenausbaus sich verkleinert. Das hat sich in zahlreichen Erprobungen und Untersuchungen bewährt, jedoch ist die beschriebene Nachgiebigkeit bei vorgegebener Dicke des Bleches der Stahlblechsegmente, vorgegebener Geometrie und vorgegebener Betonhinterfüllung an unterschiedliche Gebirgskräfte nicht ohne weiteres anpaßbar.

Grundsätzlich ist es bekannt, in Streckenlängsrichtung verlaufende, balkenartige Nachgiebigkeitselemente zwischen Ausbausegmenten aus Blechprofilen (DE 38 22 677 A1, DE 90 03 835 U1) oder zwischen Betonsegmenten (DE 32 10 530 A1; DE 39 27 646 C1) einzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Streckenaus bau des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiter auszubil den, daß bei vorgegebener Dicke des Bleches der Stahlblech segmente und vorgegebener Geometrie sowie vorgegebener Betonhinterfüllung eine Anpassung an unterschiedliche Gebirgskräfte möglich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß tunnelhohlraumseitig in den in Streckenlängsrichtung verlaufenden und in den in Radialrichtung zwischen den Versteifungselementen vorgesehenen Nachgiebigkeitskammern durchgehende balkenförmige Nachgiebigkeitseinlagen eingesetzt und befestigt sind und daß die Nachgiebigkeit der Nachgiebigkeitseinlagen entsprechend den zu beherrschenden Gebirgskräften unterschiedlich wählbar ist. Dadurch wird eine Entkopplung benachbarter Stahlblechsegmente oder daraus gebildeter Ausbaubögen bzw. daraus zusammengesetzter Ausbauringe auch in Streckenlängsrichtung erreicht. Im Rahmen der Erfindung ist es auch nicht erforderlich, in allen Nachgiebig keitskammern Nachgiebigkeitseinlagen anzuordnen, vorzugsweise werden sie jedoch in allen Nachgiebigkeitskammern angeordnet. Im Rahmen der Erfindung ist es auch nicht erforderlich, in Streckenlängsrichtung zwischen allen benachbarten Stahlblechsegmenten Nachgiebigkeitseinlagen anzuordnen. Es können vielmehr die Stahlblechsegmente in Streckenlängsrichtung über eine größere Länge unmittelbar aneinander angeschlossen werden und die Nachgiebigkeitseinlagen zwischen in Streckenlängsrichtung benachbarten Stahlblechsegmenten nur dort angebracht werden, wo es unter Berücksichtigung der Gebirgskräfte zweckmäßig ist. Es versteht sich, daß die Nachgiebigkeitseinlagen, die in Streckenlängsrichtung zwischen benachbarten Stahlblechsegmenten angeordnet sind, mit diesen auf geeignete Art und Weise verbunden werden. Insoweit können die Verbindungs mittel eingesetzt werden, die weiter unten für die in die Nachgiebigkeitskammern eingesetzten Nachgiebigkeitseinlagen beschrieben werden.

Die Nachgiebigkeitseinlagen bestehen nach bevorzugter Aus führungsform der Erfindung aus einem kompressiblen Werk stoff. Die Nachgiebigkeitseinlagen können zum Beispiel aus Porenbeton, Blähton oder dergleichen bestehen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Nachgiebigkeitseinlagen aus Schüttgut aufzubauen, welches in einer Ummantelung angeord net ist. Dabei können die einzelnen Elemente des Schüttgutes ihrerseits nachgiebig sein, beispielsweise aus Porenbeton oder Blähton bestehen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Nachgiebigkeitseinlagen aus Stahlblech nachgiebig zu formen. Insoweit lehrt die Erfindung konkret, die Nachgiebigkeits einlagen als Hohlprofil und/oder wellenförmig gestaltet aus zuführen und dadurch nachgiebig einzurichten. Stets em pfiehlt es sich, die Nachgiebigkeitseinlagen von Stahlblech zu ummanteln.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der eingangs beschriebene bewährte Streckenausbau im Bereich der Nach giebigkeitskammern einen Verformungsfreiheitsgrad aufweist, der auf einfache Weise in bezug auf das Verformungsmaß sowie in bezug auf die dazu erforderlichen Kräfte steuerbar ist. Die Steuerung erfolgt durch die Nachgiebigkeitseinlagen, die in der beschriebenen Weise in den Nachgiebigkeitskammern angeordnet werden. Sie können von Einsatzfall zu Einsatzfall unterschiedliches Nachgiebigkeitsverhalten aufweisen, wenn unterschiedliche Gebirgskräfte zu beherrschen sind. Bei vor gegebener Blechdicke, vorgegebener Profilierung und vorge gebener Betonhinterfüllung kann so mit geringem Aufwand die Nachgiebigkeit des eingangs beschriebenen Streckenausbaus unter Erhöhung der Tragfähigkeit wesentlich verbessert werden. Andererseits besteht die Möglichkeit, bei vorgege benen Gebirgskräften und daraus resultierender Tragfähigkeit und Nachgiebigkeit die Stahlblechsegmente aus Blechen ge ringerer Dicke zu formen. Von besonderem Vorteil ist der erfindungsgemäße Streckenausbau im Übergang Strecke/Streb, wo bekanntlich der Streckenausbau geöffnet werden muß. Hier besteht die Möglichkeit, aus den Betonbalken zum geöffneten Streb hin gleichsam einen "Fenstersturz" anzuordnen, wobei oberhalb dieses Fenstersturzes die Nachgiebigkeit in der beschriebenen Weise sehr vorteilhaft eingerichtet werden kann.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Mög lichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So können die Nachgiebigkeitseinlagen in den Nachgiebigkeitskammern als Balken ausgeführt sein, die zumindest über die in Streckenlängsrichtung gemessene Länge der Stahlblechsegmente durchlaufen. So können aber auch die Nachgiebigkeitseinlagen zwischen benachbarten Stahlblechsegmenten als gekrümmte, der Bogenform der Stahlblechsegmente folgende Balken ausgeführt sein, die zumindest über die Segmentbreite der Stahlblech segmente durchlaufen.

Bei dem erfindungsgemäßen Streckenausbau erreicht man die beschriebenen Vorteile bereits dann, wenn die aus dem Beton in den Profilkammern gebildeten Balken unbewehrte Betonbal ken sind oder solche, die lediglich durch Fasern bewehrt sind. Eine bevorzugte Ausführungsform, die sich durch beson ders definierte Beanspruchungsverhältnisse und hohe Trag fähigkeit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Beton in den Profilkammern mit dem Blech der Stahlblechseg mente und gegebenenfalls daran befestigten Einlagen und/oder Verbundelementen Stahlbetonbalken bildet. In Kombination dazu und unabhängig davon empfiehlt es sich, die Nachgiebig keitseinlagen in den Nachgiebigkeitskammern mit dem Stahl blech der Stahlblechsegmente zu verbinden.

Die Nachgiebigkeitseinlagen können auf verschiedene Weise in den Nachgiebigkeitskammern gehalten und/oder mit dem Stahl blech der Stahlblechsegmente verbunden werden. So können die Nachgiebigkeitseinlagen durch Abdeckbleche und/oder Laschen, die auf die Nachgiebigkeitskammern abdeckend bzw. überbrückend aufgeschweißt werden, verbunden sein. Beim Einsatz von Nachgiebigkeitselementen, die von Stahlblech ummantelt sind, können die Nachgiebigkeitseinlagen mit den Stahlblechsegmenten durch eine Schweißverbindung vereinigt sein. In der Ausführungsform mit Versteifungselementen, die aus Streckenausbauprofilen bestehen, lehrt die Erfindung, daß die Nachgiebigkeitseinlagen an den Versteifungselementen abgestützt sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 perspektivisch einen Ausschnitt aus einem erfin dungsgemäßen Streckenausbau,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maß stab eine Ansicht des Streckenausbaus aus dem Gegen stand der Fig. 1,

Fig. 3 mit den Teilfiguren a), b), c) und d) die Seiten ansicht, die Draufsicht und den Querschnitt von für den erfindungsgemäßen Streckenausbau einsetzbaren Nachgiebigkeitseinlagen,

Fig. 4 mit den Teilfiguren a), b), c) und d) die Seitenan sicht, die Draufsicht und den Querschnitt einer anderen Ausführungsform und

Fig. 5 mit den Teilfiguren a) und b) eine Nachgiebigkeits einlage, die in Streckenlängsrichtung zwischen be nachbarten Stahlblechsegmenten angeordnet werden kann.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Streckenausbau ist insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören in Umfangsrichtung der Strecke gekrümmte, zusammengesetzte Stahlblechsegmente 1, im Ausführungsbeispiel auch einige Versteifungselemente 2 und gegebenenfalls nicht gezeichnete Gebirgsanker.

Man erkennt insbesondere in der Fig. 1, daß die Stahlblech segmente 1 in Streckenlängsrichtung verlaufende, gebirgs seitig offene Profilkammern 3 sowie zwischen benachbarten Profilkammern 3 in Streckenlängsrichtung verlaufende, streckenseitig offene Nachgiebigkeitskammern 4 aufweisen.

Die Stahlblechsegmente 1 sind durch eine Betonhinterfüllung 5 an das Gebirge 6 angeschlossen. Der Beton in den Profil kammern 3 bildet Betonbalken 7. Die durch die Nachgiebig keitskammern 4 definierten Bereiche zwischen den Profilkam mern 3 sind biegenachgiebig eingerichtet, weil dort die Überdeckung durch die Betonhinterfüllung 5 sehr gering ist.

Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß in die Nachgiebigkeits kammern 4 Nachgiebigkeitseinlagen 8 eingesetzt sind. In der Fig. 1 erkennt man fernerhin, daß zwischen in Streckenlängs richtung benachbarten Stahlblechsegmenten 1 ebenfalls Nach giebigkeitseinlagen 8 angeordnet sein können.

Typische Ausführungsformen von Nachgiebigkeitseinlagen 8 zeigen die Fig. 3 bis 5 mit ihren Teilfiguren. Die Nach giebigkeitseinlagen 8 können aus einem kompressiblen Werk stoff wie Porenbeton, Blähton und dergleichen bestehen. Sie könnten auch aus Schüttgut aufgebaut sein, welches in einer Ummantelung 9 angeordnet ist. Insoweit wird auf die Fig. 3 verwiesen. Die Fig. 4 zeigt, daß die Nachgiebigkeitseinlagen 8 aus Stahlblech nachgiebig geformt sind, und zwar sind in soweit besondere Hohlprofile oder wellenförmig geformte Stahlblechteile vorgesehen. Sowohl in der Fig. 3 als auch in den Fig. 4 und 5 wurde in den Teilfiguren d) bzw. in der Teilfiguren b) angedeutet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen 8 von einer Stahlblechummantelung 9 umgeben sind.

Die Nachgiebigkeitseinlagen 8 in den Nachgiebigkeitskammern 4 sind zweckmäßigerweise als Balken ausgeführt, die zumin dest über die Streckenlängsrichtung gemessene Länge der Stahlblechsegmente 1 durchlaufen. Das gilt auch für die Nachgiebigkeitseinlagen 8 zwischen benachbarten Stahlblech segmenten 1, die als gekrümmte, der Bogenform der Stahl blechsegemente 1 folgende Balken ausgeführt sind. Im Aus führungsbeispiel mag der Beton in den Profilkammern 1 in der beschriebenen Art und Weise Stahlbetonbalken 7 bilden. An gedeutet wurden in Fig. 1 Abdeckbleche 10 oder Laschen 11, die die Nachgiebigkeitskammern 4 abdecken oder überbrücken. Wo mit Nachgiebigkeitseinlagen 8 gearbeitet wird, die eine Stahlblechummantelung aufweisen, sind diese zweckmäßiger weise durch Schweißverbindungen 12 an die Stahlblechsegmente 1 angebunden. Sie können aber auch lose eingelegt sein. An den Versteifungselementen 2 sind die Nachgiebigkeitseinlagen 8 abgestützt.

Claims

1. Streckenausbau, insbesondere für bergbauliche Untertage betriebe, - mit in Umfangsrichtung der Strecke gekrümmten, zusammengesetzten Stahlblechsegmenten, die in Umfangsrichtung eine Aussteifung aufweisen, und gegebenenfalls Gebirgsankern, wobei die Stahlblechsegmente in Streckenlängsrichtung verlaufenden, gebirgsseitig offene Profilkammern sowie zwischen benachbarten Profilkammern verlaufende, streckenseitig offene Nachgiebigkeitskammern aufweisen, wobei die Stahlblechsegmente durch eine Betonhinterfüllung an das Gebirge angeschlossen sind und der Beton in den Profilkammern Betonbalken bildet sowie die durch die Nachgiebigkeitskammern definierten Bereiche zwischen den Profilkammern biegenachgiebig eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß tunnelhohlraumseitig in den in Streckenlängsrichtung verlaufenden und in den in Radialrichtung zwischen den Versteifungselementen (2) vorgesehenen Nachgiebigkeitskammern (4) durchgehende balkenförmige Nachgiebigkeitseinlagen (8) eingesetzt und befestigt sind, und daß die Nachgiebigkeit der Nachgiebigkeitseinlagen (8) entsprechend den zu beherrschenden Gebirgskräften unterschiedlich wählbar ist.

2. Streckenausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) aus einem kompressiblen Werkstoff bestehen.

3. Streckenausbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) auf Porenbeton, Blähbeton oder dergleichen bestehen.

4. Streckenausbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) aus Schüttgut aufgebaut sind, welches in einer Ummantelung (9) angeordnet ist.

5. Streckenausbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) aus Stahlblech nachgiebig geformt sind.

6. Streckenausbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) als Hohlprofil und/oder wellenförmig gestaltet und dadurch nachgiebig eingerichtet sind.

7. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) von einer Stahlblechummantelung (9) umgeben sind.

8. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) in den Nachgiebigkeitskammern (4) zumindest die in Streckenlängsrichtung gemessene Länge der Stahlblechsegmente (1) durchlaufen.

9. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) zwischen benachbarten Stahlblechsegmenten (1) als gekrümmte, der Bogenform der Stahlblechsegmente (1) folgende Balken ausgeführt sind, die zumindest über die Segmentbreite der Stahlblechsegmente durchlaufen.

10. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton in den Profilkammern (4) mit dem Blech der Stahlblechsegmente (1) und gegebenenfalls daran befestigten Einlagen und/oder Verbundelementen Stahlbetonbalken (7) bilden.

11. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) in den Nachgiebigkeitskammern (4) mit dem Stahlblech der Stahlblechsegmente (1) verbunden sind.

12. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) durch Abdeckbleche (19) und/oder Laschen (11), die auf die Nachgiebigkeitskammern (4) abdeckend bzw. überbrückend aufgeschweißt sind, verbunden sind.

13. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die stahlblechummantelten Nachgiebigkeitseinlagen (8) mit den Stahlblechsegmenten (1) durch eine Schweißverbindung (12) verbunden sind.

14. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 13, in der Ausführungsform mit Versteifungselementen (2), die aus Streckenausbauprofilen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeitseinlagen (8) an den Versteifungselementen (2) abgestützt sind.