NO144157B - Stoetteelement-enheter til bruk i stoettekonstruksjon for vegger og tak i en tunnel e.l. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår støtteelement-enheter til bruk

i støttekonstruksjon for vegger og tak i en tunnel e.l., der støtteelementer består av støtteelement-enheter som er løs-bart innbyrdes sammenkoblet med sine ender, slik at de sammen i hovedsak danner en bue, idet det ved endene av enhetene er dannet hull for forankringsbolter som drives inn i tunnelens vegger og/eller tak.

Ved utførelse av tunnelarbeider er det nødvendig å understøtte massen for å hindre deformasjon og brudd i denne fra den tid tunnelen er gravet ut til utstøpingen begynner. For dette formål har det vært benyttet forskjellige støttekonstruksjoner som alene eller i konbinasjon benytter stålbuer, fjellbolter og betong påført ved sprøyting. Et eksempel på en slik støtte-konstruksjon er vist i fig. 10a, 10b og 10c, og omfatter et bueformet støtteelement 23 av stål, vanligvis med trapesformet eller V-formet tverrsnitt og med en flens ved den frie ende, samt fjellbolter 25 som føres inn på innbyrdes adskilte steder langs støtteelementet og radialt inn i massen 21. I denne kjente støttekonstruksjon vil det bueformede støtteelement 23 bære massetrykket direkte, mens fjellboltene 25 forsterker massen 21 og forbinder denne med støtteelementet 23, slik at massens egen bæreevne kan utnyttes. Forbindelsen mellom støtteelementet 23 og fjellboltene 25 bevirkes ved hjelp av anleggsplater 29. I de utførelsesformer som er vist i fig.

10a og 10b er anleggsplatene 29 anbragt i anlegg -både mot de frie ender av det V-formede stål og med den frie ende av fjellbolten 25 som er ført gjennom stålelementet, perpendikulært inn i massen, idet bolten 25 som samvirker med massen er låst til anleggsplaten 29 ved hjelp av en mutter e.l.

Da fjellboltene ved denne sammenkoblingsmetode strekker seg igjennom det V-formede stålelement, oppnås fordelen ved at de forbindes sikkert med hverandre. På den annen side må det imidlertid laves-hull i stålelementet, og anleggsplaten må

være stor og har en tendens til ikke å være så stiv som ønsket.

Da hullene som tjener som føringer i stålelementet bare er så lange som elementenes veggtykkelse, vil det ved boring av fjellboltopptagende hull i massen oppstå problemer, herunder vanskeligheter ved boringen. En annen metode for sammenkobling er vist i fig. 10c, hvor anleggsplaten 29 er anordnet i vinkel mellom massen og den frie kant av det V-formede stålelement, og etter at fjellbolten 25 er ført inn i massen i vinkel mot overflaten på denne, låses den frie ende av fjellbolten til anleggsplaten ved hjelp av en mutter e.l. I dette tilfelle er den faste forbindelse mellom stålelementet og massen ikke pålitelig, og det mangler noe som tjener som føring for boringen. Et ytterligere problem er at det, da boreposisjonen ikke er fastlagt, kan bli ujevnt bolt-mønster.

Fra DE-AS 2037172 er kjent støtteelement-enheter med halv-sirkelformede utsparinger utformet i endene. Utsparingene er dannet i flensene og steget til et I-profil. Når disse enheter anbringes ende mot ende, dannes det således hull som avgrenses av de innbyrdes tilgrensende flenser.

For å oppnå styring for boring av bolthull, anbringes hylser mellom flensene. Derved oppnås imidlertid en konstruksjon som er lite stabil, og området i nærheten av boltgjennom-føringen vil være svekket, særlig på grunn av at det også er utsparinger i steget. Dessuten er arbeidet med monteringen tungvint på grunn av de løse hylser som må bringes på plass.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem

til støtteelement-enheter som medfører at støttekonstruksjonen er enkel å montere, samt får høy stabilitet og styrke, særlig i områdene for gjennomføring av fjellboltene, og som dessuten gir en sikker styring ved boring av hullene for fjellboltene.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd med støtteelement-enheter som angitt innledningsvis, og som kjennetegnes ved at enhetene er fremstilt ved støping, og at hvert element har en koblingsplate i hver ende, ragende i rett vinkel med enhetenes lengderetning, at hver koblingsplate har hull for sammenføyningselementer, og at koblingsplatene er utformet med halvsylindriske, gjennomgående spor mellom innerflaten og ytterflaten av enhetene, for dannelse av styreåpninger for forankringsboltene når enhetene er sammenføyd.

Fordi bolthullene fremstilles samtidig med fremstillingen

av selve enhetene er det ikke behov for boring i støtte-elementene etter montering av disse, og arbeidet blir derved forenklet. Fordi bolthullene tjener til posisjonsbestemmelse ved boring av bolthullene i massen og også tjener som føring for borstangen, vil boringen lett kunne gjennomføres. Ettersom massen holdes av støtteelementer under boringen vil nedfall av massen kunne forhindres.

I en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen har støtte-element-enhetene i samme støtteelement stort sett samme lengde og form, slik at bolthullene befinner seg med jevn avstand og tjener til markering av boltmønsteret, slik at det sikres et nøyaktig boltmønster. Når støtteelement-enhetene for en slik støttekonstruksjon har samme form kan produktiviteten økes betydelig ved fremstilling av enhetene ved støping. Bolthullene strekker seg gjennom hele tykkelsen av støtte-elementene slik at forbindelsen mellom støtteelement og fjellbolt blir ytterligere sikker. Anordningen av sylindriske bolthull hjelper effektivt til å styre borstangen under boring i massen og letter derved boreoperasjonen.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen og fordelene ved denne vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av eksempelvis valgte utførelsesformer for oppfinnelsen, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser et tverrsnitt gjennom en tunnel, og viser en utførelsesform for en støttekonstruksjon dannet av støtte-elementer og fjellbolter, i overensstemmelse med foreliggende oppf innelse. Fig. 2 er et perspektivriss, i utsnitt, og viser en del av støttekonstruksjonen. Fig. 3a er et perspektivriss av en første utførelsesform for en støtteelement-enhet, og fig. 3b viser en gjennomskåret enhet. Fig. 4 er et perspektivriss av en modifikasjon av enheten vist i fig. 3a.

Fig. 5a er et perspektivriss av en ytterligere utførelses-

form for en støtteelement-enhet i henhold til oppfinnelsen,

og

Fig. 5b viser et perspektivriss av en gjennomskåret enhet.

Fig. 6 er et perspektivriss av en modifikasjon av enheten vist i fig. 5a. Fig. 7 er et perspektivriss, i utsnitt, av en tredje utførelses-form for en støtteelement-enhet i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Fig. 8 og 9 viser eksempler på utnyttelsen av andre tverrsnittsformer for en støtteelement-enhet i overensstemmelse med oppfinnelsen.

Fig. 10a til 10c viser eksempler på tidligere kjent teknikk.

I fig. 1 og 2 betegner henvisningstallet 1 massen gjennom hvilken en tunnel 2 skal dannes. Et støtteelement 3 omfatter støtteelement-enheter 4 med stort sett samme form og lengde uavhengig av tverrsnittsformen for tunnelen 2 og innrettet til å forbindes med hverandre ved hjelp av bolter og muttere eller på annen måte, for å danne en bue som tilsvarer tverrsnittsformen for tunnelen 2, idet støtteelementet 3 bærer masse-lasten. Fjellbolter 5 er anordnet på flere omkretsmessig adskilte steder langs støtteelementet 3 og strekker seg gjennom dette, radialt inn i massen 1, idet fjellboltene 5 forsterker massen 1 og avstøtter denne ved å utnytte styrken i denne. Støtteelement-enheten 4 for støtteele-mentet 3 kan eksempelvis være som vist i fig. 3a og 3b,

hvor enheten er utformet, ved sine endeflater 6a og 6b, med halvsylindriske spor 8 som, når enhetene 4 er satt sammen, danner fjellbolt-opptagende hull 7. Enhetene 4 blir satt sammen som vist i fig. 1 og 2, og etter at det er boret hull i massen 1, blir fjellboltene 5 ført inn gjennom bolthullene 7 og inn i massen for samvirke med denne, idet de ytre ender av fjellboltene 5 låses til den indre omkrets-flate på støttelementet 3 ved hjelp av muttere 10 og med mellomlegg av anleggsplater 9. Fig. 1 og 2 viser spuntpeler 11 som er drevet inn mellom støtteelementet 3 og massen 1, samt en bolt-mutter-anordning 12 for sammenkobling av støtteelement-enhetene 4, og tallet 13 betegner et fjellbolt-opptagende hull boret inn i massen 1.

Eksempler på utførelsen av støtteelement-enhetene 4 skal

nå beskrives.

Den utførelsesform som er vist i fig. 3a, beskrevet ovenfor, omfatter en støpt enhet med H-formet eller l-formet tverrsnitt og med sammenkoblingsplater 14 ved hver ende. Ved å gi koblingsplatene 14 en tverrsnittsform som vist eksempelvis i fig. 3b vil det dannes halvsylindriske spor 8. Koblingsplatene 14 har bolthull 15 for sammenkobling av støtteelement-enhetene med hverandre. Bolthullene. 7 er ikke begrenset til de som er avgrenset av endeflate-sporene 8. Eksempelvis, som vist i fig. 4, kan et ønsket antall hull 16 for fjellboltene 5 anordnes i mellompartiet på hver støtte-element-enhet. Som vist i fig. 3a og 4, strekker fjellboltene 5 seg radialt, perpendikulært på støttekonstruksjon-overflaten. I andre tilfeller, som vist i fig. 5a og '5b, kan bolthullene 7, og således også sporene 8, være skråstilt på en slik måte at de danner en vinkel med overflaten.

I det tilfelle som er vist i fig. 6 er det på tilsvarende måte anordnet et eneste skråstilt bolthull 16 i tillegg til sporene 8. I fig. 7 er sporet 8 eller bolthullet 16 skråstilt. Skråstillings-vinkelen for sporene 8 og bolthullene 16 er valgfrie, men vanligvis opp til 45° i forhold til støtteelement-overflaten.

Fig. 8 viser oppfinnelsen i forbindelse med en støtteelement-enhet 17 med V-formet tverrsnitt. Som vist i dette eksempel er tverrsnittsformen for støtteelement-enhetene ikke begrenset til H- eller I-formen, og andre tverrsnittsformer kan benyttes for å fremskaffe tilsvarende støtteelement-enheter. Som det fremgår av fig. 9, kan oppfinnelsen også benyttes for rørformede støtteelement-enheter 18 med sirkel-formet tverrsnitt.

Claims (7)

1. Støtteelement-enheter til bruk i støttekonstruksjon for vegger og tak i en tunnel e.l., der støtteelementer består av støtteelement-enheter som er løsbart innbyrdes sammenkoblet med sine ender, slik at de sammen i hovedsak danner en bue, idet det ved endene av enhetene er dannet hull for forankringsbolter som drives inn i tunnelens vegger og/eller tak, karakterisert ved at a) enhetene (4) er fremstilt ved støping, og at hvert element har en koblingsplate (14) i hver ende, ragende i rett vinkel med enhetenes lengderetning, b) at hver koblingsplate (14) har hull (15) for sammen-føyningselementer (12), og c) at koblingsplatene (14) er utformet med halvsylindriske gjennomgående spor ( 8) mellom innerflaten og ytterflaten av enhetene, for dannelse av styreåpninger (7) for forankringsboltene (5) når enhetene er sammenføyd.

2. Støtteelement-enheter som angitt i krav 1, karakterisert ved at alle enhetene (4) i hvert støtteelement har hovedsaklig samme form og lengde.

3. Støtteelement-enheter som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de halvsylindriske spor, og dermed styreåpningene (7), forløper på skrå i forhold til tunnelflaten.

4. Støtteelement-enheter som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at de har en styreåpning (16) et sted mellom sine ender.

5. Støtteelement-enheter som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at de har H- eller l-formet tverrsnitt, og at de halvsylindriske spor (8) forbinder koblingsplatene (14) med stegene.

6. Støtteelement-enheter som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at de hovedsaklig er rør-formet .

7. Støtteelement-enheter som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at de er fremstilt av støpe-stål eller duktilt støpejern.