Gepanzerte Auskleidung von Stollen, Schächten, Tunnels oder dergleichen Bauwerken und Verfahren zu deren Herstellung Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bil det eine gepanzerte Auskleidung von Stollen, Schäch ten, Tunnels oder dergleichen Bauwerken, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Gegenüber den bekannten Panzerauskleidungen unterscheidet sich diejenige gemäss der Erfindung dadurch, dass der Panzer in einer vorgespannten Aus kleidung der Ausschachtung angeordnet und gleich falls vorgespannt ist. Damit wird nicht nur eine wesentliche Vergütung der Umhüllung des Panzers hinsichtlich ihres passiven Widerstandsvermögens ge gen radiale Deformation erreicht, sondern auch zu folge der Vorspannung des Panzers ein vollkomme ner Kraftschluss zwischen diesem und seiner Bettung gewährleistet.
Diese beiden Effekte rechtfertigen, da die verlässliche Mitwirkung des Gebirges geschaffen ist, bei Einhaltung einer ausreichenden Sicherheit eine erhebliche Verminderung der Wandstärke des Panzers. Die Vorspannung der Gebirgsverkleidung erhöht nämlich den Verformungsmodul der Hülle und beseitigt damit zwangläufig unter anderem die nachteiligen Einflüsse der Auflockerungserscheinun- gen, Absetzungen und dergleichen auf die Beanspru chung des Panzers.
Gleichzeitig ist beim Gegenstand der Erfindung eine Verminderung der Ungleichför migkeit der elastischen Nachgiebigkeit in verschiede nen Durchmesserrichtungen und der dadurch auf tretenden Zusatzspannungen erreicht, sowie eine trockene Schacht- bzw. Stollenröhre zum Einbau des Panzers gebildet. Die Vorspannbettung des Panzers ihrerseits bewirkt in Verbindung mit der vorgespann ten Gebirgsverkleidung, neben dem verlässlichen Kraftschluss zwischen Panzer und Auskleidung, ein dichtes Anliegen des Panzers, das dem Gebirgswasser die Möglichkeit einer Druckwirkung auf dessen Mantel ausschliesst.
Damit ist sowohl die Gefahr des Einbeulens zufolge äusseren Wasserdruckes bei Ent leerung des Rohres gebannt, und zwar auch nach vorgängiger Abkühlung durch Kaltwasser, als auch dem von aussen nach innen gerichteten Rostfrass wirksam begegnet. Überdies erübrigen sich nach trägliche Injektionen durch den Panzer.
Erfindungsgemäss erfolgt die Herstellung der Aus kleidung dadurch, dass in eine vorgespannte Aus kleidung der Ausschachtung die Panzerung unter B.elassung eines Hinterpressraumes eingebracht und zonenweise hinterpresst wird. Diese Art der Durch führung bietet die Gewähr dafür, dass die Hinter pressung des Panzers mit dem rechnungsmässig fest gelegten Spanndruck wirksam vorgenommen werden kann.
Bei der Herstellung einer gepanzerten Aus kleidung gemäss der Erfindung kann .es vorteilhaft sein, insbesondere dann, wenn die Panzerung eine nennenswerte Länge aufweist, nach der Hinterpres sung eines Schusses des Panzers, den folgenden Schuss in die vorgespannte Auskleidung einzubringen, diesen mit dem bereits hinterpressten Teil der Pan zerung zu verbinden und anschliessend den neu ein gebrachten Schuss zu hinterpressen. Es ist aber auch möglich, zur Hinterpressung längere Rohrstrecken zu sammenzufassen. Die Montage der Panzerung kann von unten her, und falls ein Krümmer .eingebaut ist, von diesem weg in der Weise durchgeführt werden, dass die Stossverbindung, z.
B. das Verschweissen oder das Verstemmen von Muffen, vom Rohrinneren bewerkstelligt wird. Es fallen daher auch die bisher üblichen und nachteiligen Kriechgänge und Montage nischen weg. Bei entsprechender Bemessung des Hohl= ringes um den Panzer bleibt dabei ferner die Mög lichkeit der überprüfung der Stosssehweissung, z. B. durch Röntgenkontrolle, gewahrt. Die Erfindung wird an Hand des gezeichneten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert.
Die Fig. 1 zeigt den L7bersichtslängsschnitt eines Druckschachtes, die Fig. 2 im vergrösserten Massstab ein Detail des erfindungsgemässen Ausbaues desselben, und zwar im Bereiche eines Stosses der Panzerung, und schliesslich zeigen die Fig. 3 und 4 Schnitte längs der Linien III-III bzw. IV-IV der Fig. 2.
Bei dem zur Erläuterung der Erfindung gewähl ten Ausführungsbeispiel ist, wie der Fig. 1 entnom men werden kann, die Annahme getroffen, dass die freiverlegte Rohrleitung 1 in einen Druckschacht 5 übergeht, der vom Krümmer 2 weg einen Berghang 3 durchstösst, bevor er in das Kavernenkraftwerk 4 einmündet. Dieser Druckschacht 5 und der anschlie ssende horizontale Panzerstollen 5' sollen nun eine gepanzerte Auskleidung gemäss der Erfindung er halten.
Zweckmässig wird an die Durchführung des Bauvorhabens folgendermassen herangegangen. Der Vortrieb der Stollen .erfolgt tunlichst im Vollaus bruch, und zwar beginnend mit dem horizontalen Panzerstollen 5' und dem Fenster 6 bzw. im Schrägschacht 5 fortschreitend von unten nach oben. Der Halbmesser der Kernringleibung wird bei der Bemessung um beispielsweise 80 bis 100 mm grösser gewählt als der Aussenhalbmesser des Panzers, um für das Einfahren der Rohre und für die allfällige Kontrolle der Stossschweissung genügend Raum zu haben.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Aussendurchmesser des Panzers 2250 mm, der Durch messer der Leibung des Kernringes 2450 mm, dessen Stärke 150 mm, die Weite des Hinterpressraumes 25 mm und die Mindeststärke der Gebirgsverkleidung 150 mm, so dass sich ein Minimalausbruchdurch- messer von 3100 mm ergibt. In diesem Ausbruch wäre dann noch in der Sohle Raum für .ein Drainage rohr von z. B. 200 mm Durchmesser zu schaffen. Im Bereiche des horizontalen Stollens 5' richten sich die Profilabmessungen nach dem Profilerforder nis des einzubauenden Krümmers 7.
Die Drainage 8 wird im Panzerstollen 5' und im Druckschacht 5 in Richtung des Gefälles ver legt. Der Einbau der Auskleidung 9 und 10 erfolgt im Panzerstollen 5' ebenfalls in Richtung des Ge fälles, im Druckschacht hingegen von unten nach oben.
In der Gebirgsverkleidung 9 können ringförmige Nischen 12 ausgespart werden, die, wie in Fig.2 gezeigt, nach Art der Kernringauskleidung ausgebaut sind und deshalb keinesfalls die Güte der Ausklei dung beeinträchtigen. Die Steine des Kernringes 10 weisen auf der der Gebirgsverkleidung 9 zugekehrten Seite Höcker 13 auf, mit denen sie unter Belassung eines Hinterpressraumes 14 an der Verkleidung 9 anliegen. Der Kernring kann aber nach einer anderen Ausführungsart auch betoniert werden; in diesem Falle wird der Hinterpressraum 14 z.
B. dadurch ge schaffen, dass Well- oder Höckerblecheinlagen oder Höckerplatten zwischen dem Kernring 10 und der Verkleidung 9 eingebracht werden. Der Hinterpress- raum 14 kann in Anpassung an die Schusslänge der Panzerung in Zonen unterteilt werden. Die Tiefe der Nischen 12 wird zweckmässigerweise mit einer Steindicke des Kernringes plus Hinterpressraum- stärke gewählt. Der Hinterpressraum 14 ist mit Hilfe von Stahlringen 15, die in die Steine des Kern ringes 16 der Nischen 12 eingebettet sind, abgeschlos sen.
Um dem Hinterpressdruck besser standhalten zu können, werden diese Ringe. 15 gegenseitig durch Keile 17 verspreizt. Die Anordnung der Nischen kann aber auch unterbleiben und der jeweilige Zonenabschluss mit Hilfe von entsprechend kon struierten Stahlringen erfolgen, die in geeigneter Weise, z. B. durch Verstemmen mit Jute- oder Hanfstricken, gegen die Kernringleibung abgedichtet werden.
Nach Ablauf einer ausreichenden Alterungszeit für den Beton und Mörtel der Gebirgsauskleidung 9 bzw. des Kernringes 10 erfolgt die Hinterpressung der Kernringauskleidung, wobei Pumpenenddrücke von 25 bis 30 atü zur Anwendung kommen. Die Kernringhinterpressung wird zwecks Erhaltung der Vorflut von oben nach unten mit voreilender Aus pressung der Drainage durchgeführt.
Nach der Fertigstellung der Kernringauskleidüng in der beschriebenen Art und Weise wird die Pan zerung eingebracht. Je nach den gegebenen Voraus setzungen können die Rohre einzeln oder im Freien zu Schüssen zusammengebaut in den ausgekleideten Stollen eingefahren werden. Die einzelnen Rohre bzw. Schüsse werden vor der Einbringung des Bettungs- mörtels vermittels Bolzen, die vom Rohrinneren durch Gewindelöcher radial gegen die abgebundene und vorgespannte Auskleidung geschraubt werden, auftriebsicher abgestützt. Die Montage des Panzers erfolgt im Schrägschacht 5 fortschreitend vom Krümmer 7 nach oben bzw. im horizontalen Teil 5' vom Krümmer nach aussen. Die Rohre bzw.
Schüsse im Schacht können innenverschweisst werden, es ist aber auch möglich, die Verbindung mittels Innen muffen herzustellen, die von innen verstemmt werden.
Es ist vorteilhaft, die Vorspannung des Pan zers zonenweise durchzuführen. Dabei wird im Falle der Anordnung von Nischen der mit dem Krümmer verbundene Schuss 18, wie bereits beschrieben, ab gestützt und an seinem freien Ende ein Ring 19 aus Winkeleisen dicht aufgebracht.
Den zwischen Rohr und Auskleidung verbliebenen Hinterpressraum 20 verschliesst eine mehrteilige kreisringförmige Scheibe 21, an die der Ring 19 herangeschoben ist, welch letzterer mittels der Keile 17 verspreizt wird (Fig.2). Wenn die Nischen nicht ausgeführt wer den, erfolgt der Zonenabschluss in ähnlicher Weise durch einen entsprechend konstruierten Stahlring, der zwecks Aufnahme des axialen Pressdruckes mit dem Rohr behelfsmässig verbunden wird.
Diese Zonenabschlussringe werden nach Erhärtung des Pressmörtels wieder abmontiert und beim nächsten Stoss wiederholt verwendet.
Der Bettungsmörtel wird am unteren Ende des Schusses 18 im horizontalen Panzerstollen 5' durch die Rohrsohle eingedrückt. Nach vollständiger Fül lung des Hinterpressraumes 20 mit Mörtel wird mit Hilfe von Pumpen Zementbrei eingedrückt, bis der vorgesehne Bettungsdruck, z. B. 4 bis 8 atü, erreicht ist. Um den Ausstoss des überschusswassers zu ge währleisten, werden in die Zonenabschlussringe im Firstbereich Wasserausstosshähne eingebaut.
Im Zuge des Pumpvorganges wird das überschusswasser aus gepresst. Ist die Hinterpressung, und damit die Vor spannung des Schusses 18 beendet, werden die im Rohrschuss vorgesehenen Hinterpress- und Entlastungs löcher durch die dort montierten Hähne abgeschlos sen. Hierauf wird der folgende Schuss eingefahren und das beschriebene Verfahren wiederholt. Die Ein- pressöffnungen werden nach Erhärtung der Hinter- pressmasse verpfropft und verschweisst.
Nach Fertigstellung der Panzerung kann an die Füllprobe geschritten und nach deren zufrieden stellendem Ablauf der Innenanstrich aufgetragen werden.
Neben seiner eindeutigen baulichen überlegen heit besitzt die gepanzerte Auskleidung von Stollen, Schächten, Tunnels und dergleichen Bauwerke ge mäss der Erfindung eine grössere Gesamtsicherheit und eine längere Lebensdauer und bedarf infolge der Möglichkeit, die Wandstärke des Panzers geringer zu halten, eines geringeren Baukostenaufwandes als eine Panzerung nach den bisher üblichen Methoden.