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Ausbau für Untertageräume, insbesondere für Schächte Im Schachtausbau
ist vorherrschend, den eigentlichen Ausbau mit Hilfe von Anschlußbeton an den umgebenden
Gebirgsstoß anzuschließen. Hierdurch entsteht jedoch eine feste Säule, was bei etwa
auftretenden Gebirgsbewegungen zu Zerstörungen des Ausbaus führen kann. Um diesen
Schwierigkeiten vorzubeugen, sind in neuerer Zeit zwischen die einzelnen Ausbauglieder
Gleitmassen eingebaut worden, die bei etwa auftretenden Gebirgsbewegungen eine Relativbewegung
der Ausbauglieder zueinander und bei mehrsäuligen Ausbauformen mit Außensäule und
Innensäule eine Beschädigung zumindest der inneren Ausbausäule verhindern sollen.
Auch dieser Art des Ausbaus haften jedoch Mängel an. Beispielsweise ist das Einbringen
der Gleitmasse schwierig; z. B. hat man vorgeschlagen, die Gleitmasse in vorgefrorenem
Zustand in Blockform einzubauen und die Fugen durch elektrische Beheizung zu schließen,
was offenbar sehr umständlich ist.
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Im übrigen läßt sich mit Hilfe von Gleitmassen eine echte Anpassung
des Ausbaus an über die Schachttiefe schwankende Gebirgs- und Druckverhältnisse
nicht erzielen. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß bei dem Einbringen der Gleitmasse
zwischen zwei Schachtausbausäulen irgendwelcher Art diese beiden Säulen nicht mehr
statisch als Verbundausbau wirken, so daß eine erhebliche Schwächung des Ausbaus
eintreten kann.
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Außerdem ist es bekannt, zur Verringerung des Gebirgsdrucks mit Formsteinen
besonderer Gestaltung zu arbeiten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie Aussparungen
auf der dem Gebirge zugekehrten Seite aufweisen, so daß, wenn die Steine ohne Vergußmasse
bleiben, das Gebirge nachgiebig in die Aussparungen eintreten kann. Auch bei diesem
bekannten Schachtausbau können unter Umständen Nachteile auftreten, deren Ergebnis
unterschiedliche Spannungsverteilungen und damit Beanspruchungen in der Formsteinsäule
sind. .
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Im Ergebnis ist festzustellen, daß ein Schachtausbau mit überschaubaren,
wohldefinierten Beanspruchungsverhältnissen, dessen Elemente entsprechend zu bemessen
sind, nicht bekannt ist.
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Ähnlich liegen die Verhältnisse auch im Streckenausbau, soweit er
grundsätzlich in der beschriebenen Weise aufgebaut ist und nicht mit Ausbaurahmen
arbeitet.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Ausbau für Untertageräume,
insbesondere für Schächte, so zu gestalten, daß die eigentliche Ausbausäule, z.
B. die Schachtsäule, überschaubare Beanspruchungen aufzunehmen hat, so daß nach
diesen Beanspruchungen eine Dimensionierung der Ausbauelemente erfolgen kann.
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Die Erfindung betrifft einen Ausbau für Untertageräume, insbesondere
für Schächte. Die Erfindung besteht in der Kombination der folgenden, an sich bekannten
Merkmale: a) einem gebirgsseitigen Formsteinausbau aus Formsteinen, die Aussparungen
auf der dem Gebirge zugekehrten Seite aufweisen und ohne Vergußmasse an das Gebirge
angeschlossen sind, b) einem innenseitigen starren Ausbau, insbesondere Tübbingausbau,
mit Verguß des Zwischenraumes zwischen der gebirgsseitigen Formsteinsäule und dem
innenseitig angeordneten starren Ausbau.
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Als Vergußmasse im Zwischenraum zwischen gebirgsseitiger Formsteinsäule
und starrem Ausbau kann eine ebenfalls starre Masse, z. B. Beton, Verwendung finden.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, mit einer verformbaren Vergußmasse, z. B. einer
bituminösen Vergußmasse, zu arbeiten.
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Die Gestaltung der zur Formsteinsäule vereinigten Formsteine ist grundsätzlich
beliebig, wobei jedoch in allen Fällen Vorsorge zu treffen ist, daß über die Gestaltung
der Formsteine bei auftretendem Gebirgsdruck ein Abbau dieser Druckkräfte erfolgen
kann. Wegen der an der Gebirgsseite der Formsteine vorgesehenen Aussparungen kann
letzteres so erfolgen, daß das Gebirge in diese Aussparung eintritt. Es besteht
aber auch die Möglichkeit, die zwischen den Aussparungen der Formsteine bestehenden
Formsteinteile,
z. B. Stege, derart auszubilden, daß sie bei auftretendem
Gebirgsdruck, möglichst mit konstanter Quetschlast, sich zerquetschen lassen. Jedenfalls
besteht so die Möglichkeit, den unter Umständen überdie Länge des Ausbaus an singulären
Stellen angreifenden Gebirgsdruck abzubauen und derart in den Kombinationsausbau
einzuleiten, daß der innere starre Ausbau gleichmäßig mit überschaubaren Beanspruchungen
belastet - wird, für die folglich die Elemente des inneren, starren Ausbaus, z.
B. die Tübbingringe, gestaltet und dimensioniert werden können.
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Im übrigen empfiehlt es sich, zum Zwecke der Abdichtung zwischen Formsteinsäule
und Vergußmasse eine bekannte Abdichtungszwischenlage vorzusehen, die z. B. aus
Kunststoffolien bestehen kann. Auch lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Ausbau
die Formsteine den Gebirgsverhältnissen anpassen, wobei in Zonen großer Gebirgskräfte
die Aussparungen oder stehenbleibenden Stege anders gestaltet und einzurichten sind
als in Bereichen geringerer Beanspruchungen. Dabei besteht auch die Möglichkeit,
in Bereichen mit nicht standfestem Gebirge in den Hohlräumen der Formsteine Holzkästen
oder ähnliche Nachgiebigkeitsmittel anzuordnen, die nach den zu erwartenden Beanspruchungen
gewählt werden. In wasserführenden Schichten können Abdichtungsmaßnahmen durchgeführt
werden, beispielsweise können in die Formsteinaussparungen an sich bekannte poröse
Platten od. dgl. eingebaut sein. , Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind
in bezug auf den Kombinationseffekt darin zu sehen, daß erfindungsgemäß in den eigentlichen
Ausbau, d. h. die starre Innensäule aus z. B. Tübbingen, infolge des Verhaltens
der Formsteinsäule Beanspruchungen überschaubarer Größe eingetragen werden, so daß
diese starre Innensäule gleichsam hydrostatisch beansprucht wird, wobei im ganzen
der Ausbau einerseits speziellen Verhältnissen angepaßt werden kann, die in einem
Gebirge auftreten, andererseits die Ausbau- , elemente in statischer Hinsicht optimal
gestaltet werden können. So wird erreicht, daß bei auftretenden Gebirgsbewegungen
der Gebirgsstoß in die öffnungen der Formsteine hineinwandern kann bzw. Formsteinteile
derart zerdrückt werden, daß ein Kräfteausgleich , bzw. -abbau erzielt wird. Diese
Ausgleichsmöglichkeit bewirkt, daß der eigentliche Schachtausbau, d. h. der starre
Ausbau ohne zusätzliche Beanspruchung bleibt. Diese Ausgleichsmöglichkeit wirktsichimübrigen
auch bei gleichförmigem Druck, beispielsweise beim Durch- ; fahren von Tonschichten,
sehr günstig aus, da auch in diesen Fällen eine Entspannung des Gebirgskörpers erreicht
wird. Bei Vorhandensein ungleichförmiger Drücke erreicht die Erfindung eine Verringerung
der Zusatzkräfte bei gleichzeitig hohen Bettungswerten. ; Auch werden vertikale
Stauchungen und Streckungen unschädlich gemacht. Ein besonderer Vorteil liegt ferner
darin, daß die Kombinationsschachtsäule auf ihrer gesamten Höhe ohne Knick-Ungleichheit
festgelegt werden kann. Darüber hinaus ist es als großer Vorteil anzusehen, daß
durch Kombination der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Formsteinsäule mit einem starren
Ausbau die Möglichkeit einer einfachen Ausführung von Instandsetzungsarbeiten gegeben
ist. Endlich besteht wahlweise die vorteilhafte, nicht den vorliegenden Gegenstand
betreffende Möglichkeit, die Schachtröhre durch Zementieren und dichtes Ausfüllen
der Hohlräume in den Formsteinen in bekannter Weise im umgebenden Gebirgskörper
vollständig festzulegen.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein. Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch
den Stoß eines erfindungsgemäßen Schachtausbaus, Fig.2 einen der Fig.1 entsprechenden
Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausbaus und Fig.
3 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform.
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In Fig. 1 ist der Schnitt durch einen Ausbaustoß eines erfindungsgemäßen
Ausbaus wiedergegeben. a ist der Gebirgsstoß, b der Formstein, c eine
Betonschicht und d ein vorgesetzter Tübbing, der zwar in Gußausführung gezeichnet,
aber ohne weiteres auch aus Walzstahl od. dgl. hergestellt sein kann. Fig. 2 zeigt
eine weitere Ausführungsmöglichkeit, in der auch wieder mit a der Gebirgsstoß,
mit b der Formstein und mit c die Betonwand bezeichnet ist. Hier ist die
Formsteinsäule mit einer Kunststoffolie f abgedeckt. Diese Kunststoffolie, die nach
dem Einbringen in Form von Bahnen an den Stoßstellen verschweißt wird, hat den Zweck,
bei wasserführenden Gebirgsschichten die Wasserdichtigkeit des Ausbaus zu gewährleisten.
Um sie vor mechanischen Beanspruchungen, etwa Zerrungsbeanspruchungen od. dgl.,
zu schützen und ihre Gleitfähigkeit unter allen Umständen sicherzustellen, wird
sie mit den Schutzfolien e beiderseits gegen die Wände der anliegenden Ausbausäulen
geschützt. Die absolute Wasserdichtigkeit dieser Kunststoffolien gewährleistet mit
Sicherheit einen wasserdichten Ausbau und bietet darüber hinaus noch den Vorteil,
daß dadurch, daß keine Feuchtigkeit durch den Beton zwischen dessen Oberfläche und
die eventuell vorgebaute Tübbingsäule eintreten kann, die Gefahr einer Ablösung
des Betons vom Tübbing weitgehend herabgesetzt wird.
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Die Formsteine des Formsteinausbaus sind entsprechend der Beschaffenheit
der Gebirgsstöße gewählt und eingebaut. Hierdurch läßt sich ein gesteuerter Ausbau
erzielen, bei dem die Formsteinsäule zwar nicht aus einheitlichen Bauelementen besteht,
die aber durch die genaue Anpassung an die gerade anstehende Gebirgsart die größte
Schutzwirkung für den starren inneren Schachtausbau hat.
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Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der Gebirgskörper a
besteht hier aus grundsätzlich verschiedenen Schichten, und zwar folgt auf eine
nicht standfeste Schicht auf einer gewissen Höhenerstrekkung wasserführendes Gebirge
und anschließend ein standfester Gebirgskörper. Dementsprechend erfolgt hier die
Auswal der Formsteine b. In vorliegendem Beispiel wurden für das nicht standfeste
Gebirge in den Hohlräumen der Formsteine b Holzkästen mit Abschlußdeckel g eingebaut.
Die Seitenwände h dieser Holzkästen können ebenso wie die Deckel g den zu erwartenden
Beanspruchungen entsprechend stark gewählt werden. In der darauffolgenden wasserführenden
Schicht des Gebirgskörpers a sind in die Formsteinkörper b poröse Platten
i eingebaut, die den Wasserdurchtritt aus dem Gebirge zulassen, so daß die
Formsteinkörper nicht überbeansprucht werden. Die Wasserableitung erfolgt in diesem
Fall, wie in der vorgenannten Patentschrift beschrieben. Im standfesten Gebirge
erübrigt sich die Abdeckung der Formsteinhohlräume, so daß lediglich bei auftretendem
Gebirgsdruck
das Gebirge in die Hohlräume ausweichen kann, die so spannungsentlastend wirken.