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Titel: Verfahren sowie Platten oder Bahnen zum
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Herstellen von unterirdischen Hohlräumen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Herstellen von unterirdischen Hohlräumen, wie Tunnel, Stollen od.dgl.,
insbesondere in Bergsenkungsgebieten, die in der Auskleidung eine Polsterschicht
aufweisen.
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Die Erfindung hat ferner Platten oder Bahnen zur Verwendung bei dem
Verfahren sowie einen hiernach hergestellten unterirdischen Hohlraum zum Gegenstand.
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Unterirdische HoSPäume in Bergsenkungsgebieten, wie beispielsweise
Verkehrstunnel und die zu ihnen gehörenden unterirdischen Bauwerke, wie Bahnhöfe
od.dgl.
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sind erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt, die von Bewegungen im
durchörterten Gebirge ausgehen, welche aus dem Abbau von Kohle oder anderen Mineralien
in größeren Tiefen herrühren. Diese Bergsenkungen verursachen horizontale und vertikale
Längenänderungen und Verbiegungen der Tunnelröhre quer zu ihrer Längsachse und beanspruchen
den Holraum auf Scherung. Damit diese Kräfte nicht zum Bruch der Auskleidung fuhren,
ist bereits vorgeschlagen,worden, die Tunnelauskleidung möglichst biegeweich und
dehnungsschlaff zu konstruieren, damit durch die Einwirkung von Bergsenkungen weder
Biegemomente noch
Längskräfte in der Tunnelauskleidung geweckt werden
können. Eine solche Konstruktion ist in der Praxis jedoch sehr schwer durchzuführen.
Ein anderer Vorschlag geht deshalb dahin, in der Tunnelauskleidung Polsterschichten
vorzusehen, welche die durch die Bergsenkung hervorgerufenen Formänderungen aufnehmen,
so daß auf die eigentlichen Auskleidungselemente durch die Bergsenkungen keine zusätzlichen
Kräfte und Spannungen übertragen werden. Bisher ist jedoch noch kein Material bekannt,
mit dem eine solche Polsterschicht wirtschaftlich hergestellt werden kann und die
über lange Zeiträume hinweg genügend elastisch bleibt, um die aus Bergsenkungen
herrUhrenden Formänderungen aufnehmen zu können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein geeignetes Material ftir diesen
Zweck anzugeben, das mit geringen Kosten beschafft werden kann und sich für Polsterschichten
einer Tunnelauskleidung in Bergsenkunge-oder Erdbebengebieten hervorragend eignet.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß fffr die
Polsterschicht Platten oder Bahnen aus mit KunststofWgebundenen Altgummischnitzeln
verwendet werden. Die Altgummischnitzel für derartige Platten oder Bahnen können
durch Zerkleinern von alten Fahrzeugreifen ohne weitere Aufbereitung gewonnen werden,
die in großen Mengen zur Verfügung stehen und hierdurch einer sinnvollen Verwertung
zugeführt werden können. Als Bindemittel für die Altgummischnitzel kommt vorzugsweise
Polyure n in Betracht. Ferner
sollen die Platten oder Bahnen nach
der Erfindung zweckmäßig einen Hohlraumgehalt von etwa 35 Vol.% und eine Steifeziffer
von 0,1 - 2,0 DE/m2 haben.
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zinke Polsterschtht aus solchen Platten oder Bahnen aus kunststoffgebundenen
Altummischnitzeln kann grof3e Scherverfonnungen auf kurzer Länge aufnehmen, wie
sie gewöhnlich bei Formänderungen in Langsrichtung der Tunnelröhre auftreten. Die
Gummiplatten werden auch bei großen Scherwegen nicht härter und bleiben auch bei
Richtungswechsel des Scherweges funktionsfähig. Hierzu wird bemerkt, daß derartige
Richtungswechsel in den Bewegungen des Gebirges in Bergsenkungsgebieten durchaus
möglich sind, wenn beispielsweise neben einem verlassenen Streb ein neuer Streb
in anderer Richtung im Bereich der ursprünglichen Störung für den Abbau eines neuen
Kohleflözes unter dem Tunnel aufgefahren wird. Die Polsterschicht aus kunststoffgebundenen
Altgummischnitzeln kann sogar einer pulsierenden Beanspruchung standhalten, wie
sie beispielsweise im Abrißbereich mit Treppenbildung im Gebirge auftreten kann.
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Nach der Erfindung sollen die Platten oder Bahnen aus Altgummi mindestens
im Bereich der Firste und der Ulmen des Hohlraumes den Zwischneraum zwischen am
Gebirge anliegenden Spritzbetonschale und den Hohlraum innenseitig begrenzenden
Auskleidungselementen vollständig ausfüllen. Im Bereich der Sohle ist es zweckmäßiger,
eine Bettung aus Kesselschlacke oder einem anderen Dränagematerial vorzusehen, um
in der Polsterschicht
sich ansammelndes Grundwasser oder Sickerwasser
abzuführen, das durch die Spritzbetonschale eintreten kann.
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Die Platten oder Bahnen der Polsterschicht haben zweckmäßig eine Dicke
zwischen 7 und 30 cm. Sie können hierdurch bei einem Hohlraumgehalt von etwa 35
Vol. % erhebliche Verformungen elastisch aufnehmen um ausgleichen.
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Um ein Eindringen von Mörtel oder Frischbeton in die Platten oder
Bahnen der Polsterschicht beim Herstellen der Auskleidung oder beim Ausfüllen von
Hohlräumen zwischen der Sprizbetonschale und der Polsterschicht zu verhindern, haben
die Platten oder Bahnen der Polsterschicht zweckmäßig eine flüssigkeitsdichte Außenhaut.
Diese Außenhaut kann bei der Herstellung der Bahnen oder Platten aus deren Material
bestehen, also eine die Bahnen oder Platten umgebende dichte Gummihaut sein. Es
ist aber auch möglich, die Bahnen oder Platten der Polsterschicht mit einer Kunststofffolie
zu umhüllen oder wenigstens auf ihrer Innenseite abzudecken, die lose auf den Bahnen
oder Platten aufliegen oder mit diesen punktweise oder vollflächig verbunden, beispielsweise
verklebt sein kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die durch die Zeichnungen an einem
Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert wird.
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Es zeigt:
Fig. 1 einen Verkehrstunnel mit ireisquerschnitt
mit einer Polsterschicht nach der Erfindung im Querschnitt und Fig. 2 den Tunnel
nach Fig. 1 in einem teilweisen Längs schnitt.
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In der Zeichnung ist mit 10 ein Tunnel z.B. für eine Untergrundbahn
bezeichnet, der in einem Bergsenkungsgebiet aufgefahren ist. Die Auskleidung 11
des Tunnels 10 besteht aus einer die Ausbruchfläche befestigenden, am Gebirge 12
anliegenden Spritzbetonschale 13 und den Hohlraum 14 innenseitig begrenzenden inneren
Auskleidungselementen 15 und äußeren Auskleidungselementen 16 in Form von Ringen
aus Spannbeton oder einem anderen geeigneten Material. Die äußeren Auskleidungselemente
16 sind axial im Abstand voneinander angeordnet (Fig. 2) und übergreifen von beiden
Seiten her die inneren Auskleidungselemente 15.
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Die Auskleidungselemente 16 können sich hierdurch gegeneinander und
gegenüber den inneren Auskleidungselementen 15 in Axialrichtung bewegen.
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Zwischen den Auskleidungselementen 15 und 16 6 und der am Gebirge
anliegenden Spritzbetonschale 13 befinsiet sich ein Zwischenraum 17, der von einer
Polsterschicht 18 ausgefüllt ist. Im Bereich der Tunnelsohle 19 besteht diese Polsterschicht
18 aus Kesselschlacke 20, welche die Bettung für die Auskleidungselemente 15 und
16 darstellt und zugleich als Dränageschicht zum Abführen des durch die Spritzbetonschale
13 eingedrungenen Wassers dient. Im
Bereich der Firste 21 und im
Bereich der Ulmen 22 des Tunnels 10 besteht die Polsterschicht aus Platten oder
Bahnen aus durch Polyurethan-Kunststoff gebundenen Altreifenschnitzeln. Diese Platten
oder Bahnen 23 filllen den Zwischenraum 17. zwischen der Spritzbetonschale 13 und
den äußeren tuskleidungselementen und zwischen diesen und den inneren Auskleidiingselementen
15 vollstandig aus. (Fig. 2).
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Da sie einen Hohlraumgehalt von etwa 75 Vol. % und eine Steifeziffer
von 0,1 - 2,0 MN/m2 haben, lassen sie eine erhebliche Längsbewegung der äußeren
Auslfleidungselemente 16 in Pxialrichtung zu und nehmen auch Verschiebungen und
Verformungen der Spritzbetonschale 13 in Längs- und Querrichtung sowie in Umfangsrichtung
des Tunnels auf.
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Die Platten oder Bahnen 23 haben eine hier nicht näher dargestellte
flüssigkeitsdichte Außenhaut, die ein Eidringen von Mörtel oder Frischbeton ins
Innere der Platten verhindert, wenn die Auskleidung aus Ortbeton hergestellt wird
und itohlräume zwischen der Polsterschicht und der den Ausbruchquerschnitt abdeckenden
Spritzbetonschale ausgefüllt werden.
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Die Erfindung ist im Tunnel- und Stollenbau in Bergsenkungsgebieten
und in durch Erdbeben gefährdeten Zonen gewerblich verwendbar. Sie kann auch im
Bergbau für die Auskleidung von Strebs und Strecken verwendet werden