Die Erfindung betrifft Korrosionsschutz für Anker im Gebirge.
Ankertechnik im Gebirge, insbesondere für den Spritzbetonbau mit Foliendichtung.
Spritzbetonbau findet insbesondere Anwendung für unterirdische Räume wie
Tunnel oder Stollen oder im Gebirge zu verlegende Rohrleitungen. Üblicherweise
werden Tunnel, Stollen oder Rohrleitungen wasserdicht ausgeführt. Abdichtungsprobleme
bestehen auch in Baugruben bzw. in Fundamentschachtungen und Kellerschachtungen.
Bei allen Abdichtungsproblemen wird unterschieden zwischen der außen
wirkenden Wasserlast, der innen wirkenden Wasserlast sowie Wasserlasten, die von
außen und auch von innen auf den Spritzbetonausbau wirken.
Um dem zu begegnen werden häufig Foliendichtungen zur Anwendung
gebracht. Die Foliendichtung kann beiderseits im Spritzbeton eingeschlossen sein.
Sie kann aber auch einseitig angeordnet sein. Dabei kann die Foliendichtung außen
vor dem Spritzbeton angeordnet sein, um gegen eindringendes Wasser zu dichten. Desgleichen
kann die Foliendichtung innen vor dem Spritzbeton angeordnet sein, um innen anstehende
Abwässer oder andere Flüssigkeit an einem Austritt zu hindern.
Der Spritzbeton kann einschichtig oder mehrschichtig aufgebracht werden.
Eine häufige Anwendung findet sich in unterirdischen Räumen
in standfestem Gebirge. Dabei kann es sich um Tunnel, Lagerräume, Bunker, Kanäle
und anderes handeln. Überirdisch ist eine häufige Anwendung in offenen
Baugruben gegeben.
Die unterirdische Anwendung hat unterschiedliche Varianten:
Zum Beispiel wird nach DE-3244000 C eine erste Spritzbetonschicht auf den Gebirgsausbruch
gebracht. Die erste Spritzbetonschicht dient im wesentlichen der Versiegelung des
Gebirgsausbruches. Auf der ersten Spritzbetonschicht wird die Foliendichtung verlegt.
Für die erste Spritzbetonschicht ist zumeist eine relativ geringe Schichtdicke
ausreichend. Das Verlegen der Foliendichtung erfolgt üblicherweise in Bahnen,
die an dem Gebirge bzw. an der Spritzbetonschicht befestigt werden müssen.
Die Bahnen werden nacheinander so verlegt, daß sie sich an den Rändern
überlappen und zu der gewünschten Abdichtung ergänzen. An den sich
überlappenden Rändern ist eine Verschweißung der Bahnen vorgesehen.
Zur Befestigung der Bahnen ist vorgesehen, daß zunächst
Anker in das Gebirge eingebracht werden. Die Foliendichtung kann von den Ankern
durchstoßen werden, wenn damit verbundene Leckstellen anschließend abgedichtet
werden. Das kann mittels zweier Flansche erfolgen, von denen mindestens einer zugleich
mit der Folie dichtet. Das geschieht zum Beispiel durch Ausbildung des Flansches
als Neoprenscheibe. Die Flansche sollen die Folie zwischen sich einklemmen. Von
diesen beiden Flanschen ist vorzugsweise der gebirgsseitige Flansch fest angeordnet,
während der andere Flansch verstellbar ist. Die Anker stellen den Verbund zum
Gebirge her und halten die Betonbewehrung mit der Spritzbetonrücklange, welche
den inneren Spritzbetonaufbau ermöglicht und stabilisiert. Die Betonbewehrung
besteht üblicherweise aus Stahl, zum Beispiel in der Form von Betonstahlgewebematten.
Die Spritzbetonrücklage wird nach der DE-3244000 durch ein Drahtnetz gebildet.
Das Drahtnetz ist in einigem Abstand von der Folie angeordnet und soll verhindern,
daß auftreffender Spritzbeton von der Foliendichtung zurückgeworfen wird.
In anderen Anwendungen ist vorgesehen, daß die Foliendichtung
im Abstand vom Gebirge montiert wird. Das geschieht mit den beschriebenen Ankern,
an denen die Foliendichtung befestigt wird. Dabei stellt sich das Problem des Rückpralls
von Spritzbeton noch in stärkerem Maß als bei der zuvor beschriebenen
Variante. Gleichwohl hilft das Drahtnetz auch in diesem Fall, so daß mit der
beschriebenen Drahtnetztechnik ohne weiteres ein Spritzbetonausbau im Abstand von
dem Gebirgsausbruch aufgebaut werden kann.
In einer Abwandlung der vorstehenden beabstandeten Anordnung der Foliendichtung
ist ein Gitter oder Drahtgeflecht zwischen dem Ausbau und dem Gebirgsausbruch vorgesehen.
Dabei dient das Drahtgeflecht vorzugsweise als Sicherung gegen Steinschlag aus dem
Gebirge.
Aus der Zeitschrift, Forschung + Praxis, 1970, S.184, ist es auch
bekannt, das Drahtnetz innenseitig direkt gegen die Folienabdichtung zu spannen.
Gleichwohl kommt es beim Anspritzen des Betons zu einer Beabstandung des Drahtnetzes
von der Folie, weil sich die Folie in ganz anderem Umfang ausbeult als das Drahtnetz.
Aus der DE-2400866A1 und der DE-36526980A1 ist es bekannt, die Folienabedichtung
spritzbetonseitig mit einem Faservlies abzudecken. Dabei kann das Faservlies verschiedene
Aufgaben erfüllen. Nach der DE-3626980 erfüllt das Faservlies verschiedene
Funktionen, nämlich eine Schutzfunktion und eine Dränfunktion. Nach der
DE-2400866 ist darüber hinaus vorgesehen, das Faservlies zunächst mit
einer Grundierung zu versehen, bevor es zum eigentlichen Auftrag des Spritzbetons
kommt.
Aus der DE-3741699 ist die Verwendung von Folienabdichtungen mit einer
Noppenstruktur bekannt. Die Noppen sollen ausbruchseitig einen Abstand offen halten,
durch den das aus dem Gebirge austretende Wasser abfließen kann.
Aus der DE-3823898 ist bekannt, die Noppenstruktur an einer Folienabdichtung
zu anderen Zwecken einzusetzen, nämlich zur Rückhaltung des Spritzbetons.
Der Spritzbetonbau mit Abdichtungsfolie ist aufwendig.
Es sind verhältnismäßig viele Anker zur Befestigung
der Foliendichtung zu setzen. Die Verlegung der Foliendichtung ist mühsam und
setzt erhebliche Hilfsmittel voraus. Die Befestigung der Folie an den Ankern erfordert
spezielle Lösungen und verursacht Dichtprobleme, auch wenn anstelle der oben
beschriebenen Klemmflansche andere Schweiß- oder Klebeflansche eingesetzt werden,
an denen die Foliendichtung ohne Durchlöcherung verschweißt oder verklebt
wird. Darüber hinaus sind Maßnahmen für die Spritzbetonrückhaltung
zu treffen.
Nach einem älteren Vorschlag werden die für die Rückhaltung
bestimmten Drahtnetze entbehrlich gemacht. Dies erfolgt durch eine Kombination von
Maßnahmen:
- a) eine besondere Gestaltung der Foliendichtung
- b) bestimmte Befestigungspunkten für die Foliendichtung
- c) bestimmten Spritzbetonauftrag
Mit dem Spritzbetonaufbau entsteht eine feste Betonschale in einem
Tunnel, welche durch die Anker mit dem Gebirge verbunden ist. Allerdings unterliegt
der Tunnelausbau bei zeitgemäßer Belastung durch Kraftfahrzeuge oder durch
Zugverkehr erheblichen Belastungen.
Dieser Verkehr verursacht starke Druckwellen und Saugwellen. Die Stärke
ist von dem Volumen der Kraftfahrzeuge und Züge, von deren Geschwindigkeit
und von den Abmessungen des Tunnels abhängig.
Durch die Druckwellen und Saugwellen wirken über die oben beschriebenen
Anker auf das Gebirge. Deshalb werden erhebliche Anforderungen an die Festigkeit
des Ankersitzes im Gebirge gestellt. Das hat in der Praxis dazu geführt, daß
Ankerstangen von mindestens 16 mm Durchmesser, vorzugsweise von 20mm Durchmesser
Verwendung gefunden haben und die Ankerstangen in gleichmäßigen, verhältnismäßig
kurzen Abständen angeordnet sind.
Die gleichen Ankerstangen kommen zum Einsatz, wenn nur der Gebirgsausbruch
gesichert werden muß. Dabei werden ausbruchsgefährdete Felsbrocken mit
einem Anker gesichert. Die Anker durchdringen die Felsbrocken und reichen bis in
den dahinter liegenden standfesten Fels. Die gleiche Lösung findet an Verkehrswegen
und Bahntrassen Anwendung, an denen seitlicher Fels zu sichern ist.
Seit langem ist erkannt, daß die Ankerstangen einer starken Korrosionsbelastung
ausgesetzt sind. Die Korrosionsbelastung wird auf die Belastung mit Gebirgswasser
und auf den Zutritt von Luft zurückgeführt. Das Gebirgswasser führt
üblicherweise eine erhebliche Salzfracht. Darüber hinaus gibt es Tunnel
unterhalb des Grundwasserniveaus bzw. unterhalb des Meeresniveaus. Durch Gebirgsklüfte
tritt im Küstenbereich Salzwasser an den Tunnel.
In vielen Tunnelprojekten ist deshalb die Verwendung von verzinkten
Ankern und epoxidbeschichteten Ankern vorgesehen.
Für die Anker werden im Fels Bohrlöcher gesetzt.
Die Anker werden in den Bohrlöchern mit Mörtel oder mit
Kleber und/oder mechanisch festgesetzt. Es sind diverse Mörtel und Kleber bekannt.
Besonders durchgesetzt hat sich Polyester für das Festsetzen der Anker. Das
Polyester ist ein aushärtbares Harz.
Der Einsatz von EP in Mörtelmasse ist zum Beispiel aus der
DE 10002605C2 bekannt. Desgleichen
ist der Einsatz von EP zur Befestigung von Ankern aus der DE
19832669 A1 bekannt. Es sind auch Dübelmassen aus EP aus der
DE 60109003 T2 bekannt. Diese Massen können
in gleicher Weise in das Bohrloch getragen werden wie die bisherige Verfüllmasse
aus Polyester. Die bisherige Verfüllmasse wird in wurstartiger Verpackung in
das Bohrloch geschoben. Durch anschließendes Positionieren des Ankers wird
die Verpackung der Mischung zerstört, so daß die Mischung den verbliebenen
Hohlraum des Bohrloches um den Anker herum ausfüllt.
Die Verfüllung des Bohrloches kann auch in anderer Weise erfolgen.
Wahlweise wird die Mischung aus einem Vorratsbehälter abgezogen und unmittelbar
in das Bohrloch gedrückt. Flüssige Mischung wird gepumpt. Trockene Mischung
kann eingeblasen werden. Für das Füllen kann vor Vorteil sein, in die
Bohrung einen Kragen oder einen Stopfen einzusetzen. Dies kann zusammen mit dem
Anker erfolgen. Der Kragen oder Stopfen kann ein verlorenes/bleibendes Teil oder
ein demontierbares Teil sein.
Der Kragen oder Stopfen hindert die Mischung am Austreten.
Wahlweise kann der Kragen oder Stopfen mit einem Teil in das Bohrloch
ragen und mit einem anderen Teil vor dem Gebirge vorstehen, um eine Tropfnase zu
bilden, die das auf den Anker zuströmende Wasser von dem Anker ablenkt und
dadurch die Wasserbelastung des Ankers schon ganz erheblich reduziert. Günstig
ist dabei, wenn der Kragen oder Stopfen in die Mischung eingebunden ist, die in
das Bohrloch eingefüllt worden ist.
Für das Einfüllen der Mischung sind entsprechende Füllöffnungen
am Kragen oder Stopfen vorgesehen, die mit Füllstutzen korrespondieren. Der
Kragen oder Stopfen ist nicht nur für das Einfüllen der Mischung von Vorteil
sondern auch für die Positionierung des Ankers. Solange der Anker nicht durch
die Mischung gehalten ist, kann der Kragen oder Stopfen diese Aufgabe übernehmen.
Nach der älteren Technik waren die Montageleute gehalten, die Anker festzuhalten,
bis die Polyestermischung eine ausreichende Festigkeit entwickelt. Das ist anstrengend,
führt zu einem Zeitverlust und zu unzulänglichen Ergebnissen, weil sich
Spalte auftun können, wenn nach entsprechender Frühfestigkeit noch an
dem Anker gewackelt wird. Durch die Montagehilfen werden diese Probleme beseitigt.
Deshalb haben die Montagehilfen auch unabhängig von der Mischung für andere
Mischungen Bedeutung.
Auch der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Korrosionsschutz
für den Anker zu schaffen.
Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß durch die
Verfüllmaterialien wie Epoxid(EP)-Harze oder Polyesterharze im Bohrloch ein
weitgehender oder auch vollständiger Schutz der Anker vor dem Gebirgswasser
stattfindet.
Das Verfüllmaterial kann vor dem Anker oder nach dem Anker oder
gemeinsam mit dem Anker in das Bohrloch gebracht werden.
Außerhalb des Bohrloches ist eine EP-Schicht auf den Ankern oder
eine Zinkschicht auf den Ankern üblich. Beides hat Probleme:
Auch wenn die Anker im Bereich des Bohrloches eine Profilierung besitzen, die eine
Verkrallung des Verfüllmaterials auf dem Anker erleichtert, so ist außerhalb
des Bohrloches doch ein Gewinde auf dem Anker vorgesehen. Das Gewinde korrespondiert
mit einem Innengewinde in den Klammflanschen.
Das Innengewinde lässt sich nur sehr schwer verzinken. Auf galvanischem
Wege ist die Zinkschicht zu gering. Beim Feuerverzinken besteht die Gefahr, dass
die Gewindegänge voller Zink laufen und nicht mehr gängig sind.
Bei Korrosionsschutz mit einer EP-Schicht kann die EP-Schicht durch
das Verschrauben zerstört werden. Zugleich hat die Erfindung erkannt, dass
die Gewindegänge die Benetzung mit Gebirgswasser noch fördern. Das gilt
auch im Bereich des Innengewindes der Klemmflansche.
Außerhalb des Bohrloches ist nach der Erfindung zum Korrosionsschutz
eine Umhüllung vorgesehen. Die Umhüllung kann ganz oder teilweise die
Form eines Schlauches oder einer Hülse oder einer Folie aufweisen oder einer
Beschichtung aufweisen. Die Umhüllung soll unmittelbar oder mittelbar dicht
an das Verfüllmaterial im Bohrloch anschließen und unmittelbar oder mittelbar
dicht an die Kunststoffabdichtung des Spritzbetonausbaus anschließen. Die Umhüllung
wird nach der Erfindung wahlweise
- a) lose auf den Anker geschoben und
- b) beim Setzen des Ankers in den Mörtel oder Kleber eingebunden und
- c) umgibt den Anker an dem aus dem Bohrloch herausragenden Ende oder
- d) fest auf dem Anker angeordnet und
- e) beim Setzen des Ankers in den Mörtel oder Kleber eingebunden und
- f) umgibt den Anker an dem aus dem Bohrloch herausragenden Ende
Die lose Anordnung erlaubt es, die Umhüllung unmittelbar zusammen
mit dem Anker zu montieren oder erst nach Setzen des Ankers zu montieren. Das gilt
sowohl für Umhüllungen, welche die Anker in einigem Abstand umgeben als
auch für Umhüllungen, welche beim Aufbringen auf dem Anker den Anker fest
umschließen. Das schließt die Fälle ein, in denen zunächst eine
Hülse oder ein Schlauch auf den Anker geschoben und dann auf den Anker geschrumpft
wird. Das schließt auch Fälle ein, in denen eine Folie als Umhüllung
um den Anker herumgelegt und auf den Anker geschrumpft wird. Das schließt ferner
Fälle ein, in denen die Folie um den Anker herumgewickelt wird.
Das schließt im übrigen auch die Fälle ein, in denen
die zur Umhüllung vorgesehene Folie die Form von Folienstreifen oder die Form
von Folienbändern besitzt und/oder in denen die Umhüllung innen mit Kleber
versehen ist.
Wahlweise findet die Umhüllung des Ankers unmittelbar nach Herstellung
des Ankers oder zu einem anderen Zeitpunkt vor der Montage des Ankers im Gebirge
statt.
Bei der Montage des Ankers ist eine dichter Anschluß der Umhüllung
an die Verfüllmasse bzw. Mörtel oder Kleber im Bohrloch vorgesehen. Vorzugsweise
ist mindestens eine geringe Einbindung der Umhüllung in die Verfüllmasse
bzw. in den Mörtel oder Kleber im Bohrloch vorgesehen.
Die Umhüllung kann aber auch sehr viel weiter in das Bohrloch
geführt werden. Die Einbindung kann unmittelbar oder mittelbar sein.
Bei mittelbarer Verbindung greift die Umhüllung über ein
anderes Teil in das Bohrloch bzw. an das Verfüllmaterial bzw. den Mörtel
oder Kleber.
Der dichte Anschluß kann bereits bei einer Eindringtiefe der
Umhüllung bis 50 mm, gegebenenfalls auch bei einer Eindringtiefe bis 100 mm
gegeben sein. Auch geringere Eindringtiefen sind möglich, wenn die Eindringtiefen/Überlappung
an dem betreffenden Ende mit einer Profilierung versehen ist, die der Einbindung
günstig ist. Solche Profilierung kann einen oder mehrere ringförmige Erhebungen
und/oder Vertiefungen besitzen, welche eine bessere Verzahnung mit dem Mörtel
oder Kleber geben und/oder die Dichtwirkung erhöhen.
Die Umhüllung kann auch bis zum Bohrlochtiefsten reichen. Dann
kann die Umhüllung genutzt werden, um Kleber und/oder Mörtel solange durch
den Zwischenraum zwischen Anker und Umhüllung zu drücken bis Kleber bzw.
Mörtel aus dem Zwischenraum zwischen der Umhüllung und der Bohrlochwand
herausdringt. Damit kann sichergestellt werden, daß tatsächlich eine ausreichende
Ausfüllung des Zwischenraumes zwischen dem Anker und der Bohrlochwandung mit
Mörtel bzw. Kleber entstanden ist.
Wahlweise ist ein faserverstärkter Kunststoff als Verfüllmasse
im Bohrloch vorgesehen oder ist ein ausreichend starkes Gewebe zur Verstärkung
der Verfüllmasse im Bohrloch vorgesehen. Es müssen die am Anker wirksamen
Kräfte über die Verfüllmasse in das Gebirge geleitet werden. Soweit
die erfindungsgemäße Umhüllung weit in das Bohrloch ragt und deshalb
zur Kraftübertragung beitragen muß, ist die Umhüllung des Ankers
in dem Bereich als Gewebe ausgebildet oder gewebeverstärkt, damit die an dem
Anker wirksamen Kräfte auf die innerhalb der Umhüllung liegende Mörtel-
bzw. Kleberschicht weitergegeben werden können und damit die an dieser Schicht
wirksamen Kräfte über die Umhüllung auf die außen im Bohrloch
liegende Mörtel- bzw. Kleberschicht weitergegeben werden können und von
dort in das Gebirge eingeleitet werden.
Günstig ist im Falle der in das Bohrloch hineinragenden Umhüllung
auch, wenn die Berührungsflächen der Umhüllung mit dem Mörtel
oder Kleber aufgerauht oder profiliert sind.
Die ausreichende Füllung des Zwischenraumes mit Mörtel bzw.
Kleber kann auch ohne die bis in das Bohrlochtiefste reichende Umhüllung sichergestellt
werden, indem zunächst so viel Mörtel bzw. Kleber in das Bohrloch gebracht
wird, daß ein anschließendes Eindrücken des Ankers in das Bohrloch
einen Austritt von Mörtel bzw. Kleber aus dem Zwischenraum zwischen Anker und
Bohrlochwand bewirkt. Das läßt sich unter anderem sehr vorteilhaft mit
Patronen erreichen, welche eine Füllung aus Mörtel bzw. Kleber besitzen
und beim Einschieben des Ankers zerstört werden. Solche Patronen können
aus Kunststoffschläuchen oder präpariertem Papier bestehen. Der Kunststoffschlauch
und das Papier besitzen eine geringe Wandstärke, so daß sie leicht beim
Eindringen des Ankers zerplatzen.
Bei den oben beschriebenen Varianten der Erfindung ist die Umhüllung
der Anker unmittelbar in den Mörtel bzw. den Kleber eingebunden.
Es kommt auch eine mittelbare Einbindung in Betracht. Zur mittelbaren
Einbindung können die oben beschriebenen Hülsen und Kragen genutzt werden.
Die Kragen oder Hälsen sind ihrerseits dicht an das Verfüllmaterial angeschlossen,
insbesondere in das Verfüllmaterial eingebunden. Die Umhüllung wird an
diese Hülsen oder Kragen angeschlossen. Dabei kann die Umhüllung mechanisch
und/oder durch Schweißen oder Kleben mit den Hülsen oder Kragen verbunden
werden.
Wahlweise umfasst die Umhüllung des Ankers die oben beschriebene
Hülse oder Kragen außen. Durch geeignete Abmessungen von Hülsen bzw.
Kragen und Umhüllungen kann sich die Umhüllung schließend um die
Kragen oder Hülse legen. Umgekehrt kann sich bei anderen Abmessungen auch die
Hülse oder der Kragen schließend um die Umhüllung legen. Wahlweise
wird die Verbindung noch dadurch intensiviert, daß die Umhüllung mit einem
ringförmigen Vorsprung(Feder) in eine Nut der Hülse oder Kragen greift.
Umgekehrt kann auch die Hülse oder Kragen mit einem ringförmigen Vorsprung(Feder)
versehen sein und in eine Nut der Umhüllung greifen. Es sind Querschnittsformen
von Nut und Feder bekannt, bei denen die Feder in der Nut einen festen Sitz erlangt.
Solche Querschnittsformen entstehen, wenn die Nut die Feder hintergreift und dadurch
ein erheblicher Widerstand gegen Lösen und eine vorteilhafte Dichtwirkung entstehen.
Wahlweise ist die Umhüllung auch mit einem Schweißrand oder
Kleberand versehen, mit dem eine Verschweißung oder Verklebung an der oben
beschriebenen Hülse oder Kragen erfolgen kann.
Mit geringer Übung kann die zum Verschweißen notwendige
Erwärmung der Schweißflächen leicht mit Hilfe eines Heißlufterzeugers
erfolgen. Anschließend müssen die Schweißflächen nur gegeneinander
gedrückt werden und ist eine Verschweißung gegeben.
Für die erfindungsgemäße Umhüllung ist es vorteilhaft,
wenn sie erhebliche Längenänderungen an der Baustelle ermöglicht.
Damit kann unterschiedlichen Längen der aus dem Gebirge vorragenden Ankerenden
Rechnung getragen werden. Bei ausreichender Länge läßt sich das ganze
aus dem Bohrloch herausragende Ankerende vor dem Gebirgswasser schützen. Die
Umhüllung muß dann bis über das Ankerende ragen.
Soweit an dem freien Ankerende Ankerplatten bzw. Ankerscheiben und
Befestiger oder andere Teile vorgesehen sind, kann die Umhüllung zugleich diese
Teile umfassen und schützen. Die Umhüllung ragt dann über diese Teile.
Nach der Erfindung ist die Umhüllung mindestens teilweise als
Faltenbalg ausgebildet. Der Faltenbalg kann ausgezogen werden und ohne weiteres
erhebliche Längendifferenenzen überbrücken.
Günstig ist, wenn die Umhüllung aus einem Schlauchteil oder
Hülsenteil und einem Faltenbalg zusammengesetzt ist. Vorzugsweise werden die
Teile miteinander verschweißt. Die Zusammensetzung reduziert die Kosten. Das
gilt auch dann, wenn für verschiedene Anwendungsfälle verschiedene Baugrößen
vorgehalten werden.
Das Verschweißen der Teile ist so einfach, daß die Umhüllungen
bei dem Anwender zusammengesetzt werden können. Das vereinfacht noch die Vorratshaltung.
Wahlweise kann die Umhüllung auch ganz oder teilweise aus einer
Folie bestehen, die um den Anker herum angeordnet wird. Dabei kann die Folie einfach
oder mehrfach gewickelt werden. Bei einfacher Wicklung ist ein Klemmstück vorgesehen,
das die Folienenden gegeneinander drückt und so die bleibende vollständige
Umhüllung sichert. Eine mehrfache Wicklung ist nicht nur eine zweifache oder
dreifache bzw. xfache Wicklung, sondern auch jede andere Wicklung größer
1, also auch eine 1,5 fache Wicklung, so daß es zu einer Überlappung der
Folienenden kommt. Soweit klebende Folien verwendet werden, macht das die Klemmleiste
entbehrlich. Klebende Folien können selbstklebend sein. Die Klebung kann auch
durch aufgebrachte Klebeschichten entstehen. Die Folienbreite kann der Ankerlänge
entsprechen, die mit der Folie abgedeckt wird. Die Folienbreite kann auch sehr viel
schmaler sein, so daß die schmale Folie einen Streifen oder ein Band bildet
und schräg gewickelt werden muß, um den Anker auf der gewünschten
Länge zu bedecken.
Die Wicklung und Klebung eröffnet weitere bauliche Möglichkeiten.
Wahlweise erfolgt die Wicklung und Klebung der unmittelbar nach der Herstellung.
Dann kann die Folie zugleich eine Verpackung für die Anker bilden.
Die Wicklung und Klebung erlaubt einen einfachen Anschluß an
Anschlußteile, auch an einen Faltenbalg. Günstig ist dabei, wenn die Anschlußteile
mit einem Kragen versehen sind. Dann kann die Folie über den Kragen gewickelt
werden.
Wahlweise gehört zu den Teilen, die zu der Hülle kombiniert
werden können auch ein Anschlußteil für oben beschriebene Befestiger,
mit denen ein Spritzbetonausbau hergestellt wird. Das Anschlußteil soll von
den beiden Scheiben, zwischen denen die zur Abdichtung vorgesehene Membran eingespannt
wird, die gebirgsseitige Scheibe umfassen. Dabei ist wahlweise ein Formteil vorgesehen,
das mit einer ebenen Fläche zwischen der gebirgsseitigen Scheibe und der Membran
angeordnet ist und zum Faltenbalg bzw. zum benachbarten Teil eine einfache Schweißnaht
erlaubt.
Wahlweise kann der Hohlraum zwischen dem Anker und der Umhüllung
noch mit einem Isolierungsmittel verfüllt werden. Besonders geeignet sind pumpfähige
Mittel. Zu unterscheiden sind Füllmittel, die anfangs pumpfähig sind und
dann erhärten, und Füllmittel, die dauerhaft pumpfähig bleiben. Geeignet
als dauerhaft pumpfähige Mittel können Fette und Wachse sein. Solche Mittel
haben sich schon im Zusammenhang mit den beschriebenen Felsankern bewährt.
Besondere Vorteile können sich ergeben, wenn die die Anker/Befestigerumhüllung
aus einem Schrumpfmaterial, zum Beispiel einem Schrumpfschlauch, besteht. Zweckmäßig
ist ein Schrumpfschlauch, Schrumpfhülse oder Schrumpffolie aus Polyäthylen,
Polyamid, Polyvinylidenchlorid, Polyester, Polypropylen vorgesehen. Auch andere
Kunststoffe/Polyolefine/Polymere eignen sich für Schrumpfmaterialien. Wegen
weiterer Details wird auf folgende Druckschriften Bezug genommen: DE
69826432, DE 69216133,
DE 60021671, EP
213807, US 3903294.
Die Herstellung der Schrumpfschläuche erfolgt durch Extrudieren
und Nachbehandeln. Durch die Herstellung und Nachbehandlung, insbesondere starke
Abkühlung, werden entstandene Molekülstrukturen eingefroren. Durch Erwärmung
und anschließende langsame Abkühlung werden die Molekülstrukturen
wieder frei gegeben, so daß eine starke Kontraktion entsteht.
Überraschenderweise ist der Schrumpf bei verschiedenen Kunststoffen
bis zu einer bestimmten Grenze umso größer je höher der Anteil an
Füllstoffen ist. Zu den Füllstoffen gehören Talkum, Kreide und Fasern
und anderes. Ferner lassen sich die Kunststoffe nach Belieben einfärben. Die
Farbe wird wahlweise mit Pigmenten eingebracht. Der Farbpigmentanteil kann 10%,
sogar 25% und mehr betragen.
Mit dem Extruder lassen sich nahtlose Schläuche extrudieren.
Dazu wird der Extrusionsdüse die Form eines Ringspaltes gegeben. Zugleich wird
der Innenraum des entstehenden Extrusionsschlauches mit Druckluft oder einem anderen
Gas beaufschlagt. Das kann verschiedene Aufgaben haben. Vorrangiges Ziel ist, ein
Zusammenfallen des Schlauches zu verhindern. Die Schlauchinnenfläche würde
dann voraussichtlich mindestens teilweise verkleben. Die Druckluft kann auch genutzt
werden, um den Schlauch auf ein bestimmtes Maß aufzuweiten.
Zur Herstellung eines Faltenbalges aus einem Extrusionsschlauch ist
es möglich, den Schlauch zwischen zwei Gliederkettenbänder zu extrudieren,
die sich mittig zu einem Formhohlraum ergänzen, der die Außenkontur eines
Faltenbalges hat. Der Extrusionsschlauch legt sich bei einer Aufweitung leicht an
die Innenfläche des Formhohlraumes an und nimmt die Kontur des Formhohlraumes
an, weil sich der Extrusionsschlauch durch die Berührung mit den Gliedern der
Kettenbänder abkühlt. Die Abkühlung wird durch metallische und wahlweise
gekühlte Gliederketten begünstigt.
Der Vorteil der Kettenbänder ist, daß die Kettenbänder
den entstehenden Extrusionsschlauch abziehen und am Ende der Abziehstrecke frei
geben, um zum Anfang wieder zurückgeführt zu werden und um dort immer
wieder neu den Formhohlraum zu bilden.
Die erfindungsgemäßen Umhüllungen für die Anker/Befestiger
können auch im Spritzgussverfahren hergestellt werden.
Die Schrumpfschläuche lassen sich im Extrusionsverfahren nahtlos
herstellen. Wahlweise werden die Schrumpfschläuche auch aus Folien oder Bahnen
durch Zusammenfalten der Folien und Bahnen hergestellt.
Folien und Bahnen werden in neuerer Zeit überwiegend durch Extrudieren
eines Schlauches hergestellt, der anschließend aufgeschlitzt und zur Folie
oder Bahn ausgebreitet wird. Da durch oben beschriebenes Extrudieren unmittelbar
jeder gewünschte Schrumpfschlauch hergestellt werden kann, erscheint es widersinnig,
eine zeitgemäß aus einem Extrusionsschlauch hergestellte Folie oder Bahn
zu einem Schlauch zusammenzufügen.
Gleichwohl kann das wirtschaftlicher sein als die unmittelbare Extrusion
des Schrumpfschlauches. Das gilt insbesondere für eine kleinere Stückzahl
von Schrumpfschläuchen mit besonderen Abmessungen, weil für das Zusammenfügen/Konfektionieren
von erfindungsgemäßen Schrumpfschläuchen aus Folien und Bahnen vergleichsweise
ein sehr viel geringerer Maschinenaufwand zu treiben ist als für unmittelbare
Extrusion eines Schrumpfschlauches. Das gilt besonders für Schrumpfschläuche,
die ganz oder teilweise als Faltenbalg ausgebildet sind. Das gilt auch besonders
für den Fall, daß der Schrumpfschlauch mehrschichtig ausgebildet ist.
Auch die Wicklung kann bei kleineren Serien wirtschaftliche Vorteile
gegenüber anderen Lösungen zeigen.
Das Zusammenfügen/Konfektionieren von Schrumpfschläuchen
aus Folien und Bahnen kann für kleinere Serien von Schrumpfschläuchen
weitestgehend von Hand erfolgen. Dabei können aus den Folien und Bahnen Zuschnitte
gewonnen und übereinander gelegt werden, um am Rand eine Verschweißung
herbeizuführen.
Wahlweise können die Folien und Bahnen auch umgefaltet werden
und zunächst verschweißt werden, bevor ein Zuschnitt erfolgt.
Als Schweißvorrichtung ist im einfachsten Fall eine Schweißzange
ausreichend, mit der verhältnismäßig kurze Schweißnähte
gesetzt werden, bis die gewünschte Schweißnahtlänge erreicht ist.
Die Schweißzange besitzt zwei beheizte Schweißbacken, die gegeneinander
gedrückt werden und die beiden übereinander liegenden Zuschnitte/Folien/Bahnen
zwischen sich einschließen.
Eine wesentliche Rationalisierung läßt sich schon dadurch
erreichen, daß eine Schweißzange mit entsprechend großen/langen Schweißbacken
verwendet wird, die sich über die ganze Länge der Schweißnaht erstrecken.
Vorzugsweise werden die Schweißbacken elektrisch beheizt.
Dazu sind handelsübliche elektrisch beheizte Heizpatronen geeignet,
die neben der Stromzuleitung auch eine Temperaturmessung besitzen. Die Temperaturmessung
erfolgt über Messfühler elektrisch und kann mit geringem Aufwand mit einer
Regelung versehen werden, die auf die Stromzuführung wirkt, d.h. die Stromzuführung
unterbricht, wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist, bzw. die Stromzuführung
wieder in Gang setzt, wenn die gewünschte Temperatur wieder unterschritten
wird. Die Heizpatronen lassen sich in passenden Bohrungen in den Schweißbacken
unterbringen.
Im einfachsten Fall wird die Wärme dabei von außen zu den
Schweißflächen geführt.
Bessere Schweißergebnisse werden erreicht, wenn die einander
gegenüberliegenden Schweißflächen der Zuschnitte/Folien/Bahnen mit
einem zwischen die Zuschnitte/Folien/Bahnen greifenden Schweißwerkzeug unmittelbar
erwärmt werden.
Das kann mit einer Schweißbacke erfolgen, welche sich über
die ganze Länge des Schrumpfschlauches erstreckt.
Es kann aber auch eine Schweißmaschine verwendet werden, wie
sie für die oben beschriebene Verlegung von Folie an der Tunnelwandung zu Einsatz
kommt. Solche Schweißmaschinen besitzen vorzugsweise einen Schweißkeil,
der gleichzeitig zwischen beiden Zuschnitten/Folien/Bahnen an deren Schweißflächen
entlang geführt wird und durch Berührung die für das Schweißen
notwendige Wärme überträgt. Dabei werden die Ränder der Zuschnitte/Folien/Bahnen
jeweils unmittelbar hinter dem Schweißkeil mit geeigneten Andruckrollen zusammen
gedrückt.
Solche Schweißmaschinen eignen sich besonders für gerade
Schweißnähte.
Die entstandenen Schläuche können zum Beispiel nach der
Montage der Anker im Gebirge auf die Anker geschoben werden, bevor die Befestiger
montiert werden. Anschließend werden die Schläuche mit dem einen Ende
gebirgsseitig am Anker bzw. an dem im Bohrloch sitzenden Kragen montiert und mit
dem anderen Ende folienseitig an dem nächsten Befestiger montiert. Die Montage
erfolgt wahlweise dadurch, daß das eine Ende über den genannten Kragen
und das andere Ende über den genannten Befestiger geschoben/gezogen wird. Das
verursacht bei ausreichend großem Spiel zwischen Schlauch und Kragen/Befestiger
keine Schwierigkeiten.
Das Spiel ist unwesentlich, solange der anschließende Schrumpfvorgang
noch zu einer ausreichenden Umschließung des Kragens/Befestigers führt.
Der Schrumpfvorgang wird bei entsprechender Beschaffenheit des Schrumpfmaterials
durch Erwärmung in Gang gebracht. Es ist dabei zweckmäßig, mit der
Erwärmung des Schrumpfschlauches an einem Ende zu beginnen und dann langsam
zu anderen Ende des Schlauches zu gehen. Dadurch wird verhindert, daß Luft
eingeschlossen wird, welche das vollständige Umschließen des Ankers/Befestigers
erschwert.
Der Schrumpfvorgang kann wahlweise durch Anlegung eines Unterdruckes
unterstützt werden. Dadurch wird die von dem Schrumpfschlauch umschlossene
Luft abgesaugt. Der Unterdruck wird allerdings so dosiert eingesetzt, daß keine
Faltenbildung in dem Schlauch entsteht.
In Betracht kommt auch, daß die Schläuche zusammen mit dem
Befestiger oder sogar zusammen mit dem Anker montiert werden.
Wahlweise werden auch nur Schrumpffolien oder Schrumpfbahnen um die
Anker/Befestiger gewickelt. Es kommt vorzugsweise der gleiche Kunststoff wie für
die oben beschriebenen Schläuche zum Einsatz.
Bei ausreichender Klemmung der Folien oder Umschlingung des Ankers/Befestigers
besteht keine Gefahr eines Lösens, weder bei der Umschlingung noch bei dem
späteren Schrumpfen.
Bei den Schrumpffolien ist der Konfektionierungsaufwand am geringsten.
Inwieweit dieser Vorteil durch höhere Handhabungskosten oder durch Qualitätsnachteile
aufgebraucht wird, ist eine Frage, die jeweils einer Prüfung im Einzelfall
bedarf.
In allen Fällen ist von Vorteil, den Schrumpfschlauch/Faltenbalg
oder die Schrumpffolie innenseitig mit einer Kleberschicht zu versehen. Besonders
günstig sind Schmelzkleber, die sich bei der zum Schrumpfen erforderlichen
Erwärmung verflüssigen und zusätzliche eine Verbindung der Schrumpffolie
mit dem Anker/Befestiger bzw. eine zusätzliche Abdichtung zwischen dem Anker/Befestiger
und der Umhüllung bewirken.
Als Kleber kommen diverse Co-Polymerisate in Betracht.
Die Kleber können ergänzt werden durch eine Haftungsgrundlage
und zusätzlichen Korrosionsschutz ergänzt werden.
Als Haftungsgrundlage und zusätzlichen Korrosisionschutz eignen
sich Epoxidharze, Acrylate und Polyurethane. Vorzugsweise werden die Kunststoffe
ungeschäumt eingesetzt.
Wegen der Einzelheiten der innenseitigen Kleber und Schrumpffolien
wird auf folgende Druckschriften Bezug genommen: DE
202006003044, DE 20312982,
DE 19843375, DE
19730193, DE 19923780,
DE 19742805, DE
10116771, DE 10116438,
DE 10059360, DE
8609562, DE 8136336,
DE 3245828.
Die vorstehend beschriebene Schrumpftechnik erlaubt sogar eine mehrteilige
Ausbildung der Umhüllung ohne Verschweißen der verschiedenen Teile. So
können Folienstreifen mit Rohrstücken oder Faltenbalgstücken kombiniert
werden oder umgekehrt, ohne daß eine Verschweißung zwischen den Teilen
vorgesehen ist. Dabei können die Folienstreifen die Faltenbalgstücke überlappen
und umgekehrt.
Ebenso können die Rohrstücke die Faltenbalgteile überlappen
und umgekehrt.
Günstig ist, wenn in Strömungsrichtung des austretenden
Gebirgswassers der gebirgsseitige Teil den spritzbetonausbauseitigen Teil überlappt.
Dann reduziert sich die Gefahr des Eindringens von Wasser.
Günstig ist auch, wenn im Überlappungsbereich der Umhüllungsteile
so viel Kleber vorgesehen ist, daß der Kleber im Überlappungsbereich aus
dem Spalt zwischen den Umhüllungsteilen herausquillt. Das schließt den
Spalt und verringert die Gefahr eines Wassereintritts noch weiter.
Günstig ist auch, wenn die Anker an der Oberfläche mit einer
Epoxidharz(EP)-Schicht versehen sind. EP-Beschichtungen von Ankern sind beispielsweise
aus der US-PS 4285993 mit einer Mindestdicke von etwa 0,4mm bekannt. Die EP-Schicht
ergänzt sich sehr vorteilhaft mit dem Kleber und der außen liegenden Kunststoffschicht,
insbesondere einer PE-Schicht. Schrumpf-Folie zu einer Isolierung, die sich im Bereich
von Erdgasrohren mehr als 30 Jahre als Mehrschichtenschutz bewährt hat. Wegen
der Einzelheiten der bekannten EP-Schicht und ihres Auftragens auf den Anker, sowie
wegen der Einzelheiten des bekannten Klebers und seines Auftragens auf die EP-Schicht
sowie der PE-Schicht und ihres Auftragens auf die Kleberschicht wird auf folgende
Druckschriften Bezug genommen: WO 92/03234, WO94/22598, JP03042078,
DE 1542333, DE2944809,
JP 03073340, EP
0309597, DE3335502, GB
1078559, US3415287, US6294597.
Für hohe Ankerlasten ist wahlweise die Verwendung von HDPE als
PE vorgesehen.
Soweit nach der Erfindung zwischen der Umhüllung und dem Anker
zunächst ein Zwischenraum vorgesehen ist und die Umhüllung anschließend
auf den Anker geschrumpft wird, wird wegen der Einzelheiten des durch Wärmeeinwirkung
schrumpfenden Kunststoffmaterials für die Außenschicht der Umhüllung
und wegen der Einzelheiten zur Klebung der Innenseite der Außenschicht auf
folgende Druckschriften Bezug genommen: DE10358758A1,
DE10353178A1, DE10328150A1,
DE10318474A1, DE102005028537A1,
DE10200527162A1, EP04010078.
Die erfindungsgemäßen Umhüllung kann auch unabhängig
vom Tunnelausbau zur Anwendung kommen.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
1 und 2 zeigen einen Spritzbetonausbau
für einen Tunnel im standfesten Gebirge. Das Gebirge ist mit 1 bezeichnet.
In das Gebirge sind Gewindestangen 2 als Anker eingebracht worden. Dazu
sind in das Gebirge 1 Löcher gebohrt worden und die Anker im Gebirge
verklebt worden.
Die 3 und 4
zeigen die Befestigung der Anker.
Die Bohrung wird zunächst in nicht dargestellter Weise mit Heißluft
beaufschlagt. Dadurch wird die Bohrung getrocknet und entsteht eine Erwärmung
des umgebenden Erdreiches.
Nach 3 werden zur Befestigung schlauchartige
Behälter 30 als Patronen eingesetzt. Die Behälter 30
bestehen aus einer dünnen Schlauchfolie, die nach Einfüllen einer Mischung
31 aus Epoxidkleber/Mörtel an den Enden verschweißt worden sind.
Vor dem Positionieren der Anker in einer Bohrung wird der Behälter
30 eingesetzt. Der Behälter ist im Ausführungsbeispiel so bemessen,
daß nach Einführen des Ankers der Zwischenraum zum Gebirge vollständig
ausgefüllt ist. Wenn ein Behälter 30 nicht ausreicht, können
zusätzliche Behälter zur Anwendung kommen. Die zusätzlichen Behälter
können auch kleineren Inhalt aufweisen.
Der Anker 37 ist im Ausführungsbeispiel nach
4 mit raupenförmigen bzw. rippenförmigen
Erhebungen 38 versehen, die schräg zur Längsachse des Ankers
37 verlaufen.
Durch Einführen des Ankers wird der Behälter 30
zerstört.
Der Anker dringt in die Mischung 31 und bewirkt eine Verteilung
der Mischung um den Anker, so daß der Zwischenraum 42 zum Gebirge
35 hin ausgefüllt wird.
Beim Einführen wird der Anker 37 mit einem Kragen
40 aus Kunststoff in der Bohrung zentriert. Der Kragen 40 hat
etwas Abstand von dem Gebirgsausbruch und ragt mit einem rohrförmigen Bund
in die Bohrung. Dieses Bund dringt in die Mischung ein, so daß eine Einbindung
in der Mischung entsteht.
Der Abstand des Kragens 40 vom Gebirgsausbruch kann nach
Bedarf größer oder kleiner sein. Bedarf ergibt sich, wenn die Bohrung
nicht die genau vorherbestimmte Länge aufweist und/oder wenn der Anker nicht
das vorherbestimmte Maß in die Bohrung eindringt. Dann wird der Zwischenraum
mehr oder weniger ausgefüllt und kann es erforderlich sein, den Kragen tiefer
in die Bohrung zu schieben, bis die gewünschte Einbindung in die Mischung entsteht.
Im Ausführungsbeispiel nach 4 ist
auf dem Bund noch ein flexibler Zentrierring 41 vorgesehen. Aufgabe des
Zentrierringes 41 ist die Zentrierung des Ankers 37 in der dargestellten
Position, so daß der Anker 37 seine Stellung nicht
mehr ändert, wenn er losgelassen wird.
Die Zentrierung ist von Vorteil, weil zusammen mit der Montage eine
Aushärtung der Mischung 31 in dem Zwischenraum 42 erfolgt.
Die Mischung 31 besteht im Ausführungsbeispiel aus EP
und Zuschlägen. Die Mischung wird durch Erwärmung ausgehärtet. Im
Ausführungsbeispiel wird dazu ein nicht dargestellter Induktionsring auf das
mit Gewinde versehene und aus der Bohrung herausragende Ankerende 36 gesetzt
und mit Strom beaufschlagt. Das führt zu einer Erwärmung des Ankers
37, die durch Änderung der Stromstärke in dem Induktionsring
genau gesteuert werden kann.
Im Ausführungsbeispiel wird eine Temperatur zwischen 80 und 100
Grad Celsius eingehalten. Bei der Temperatur kann die Mischung auch längere
Zeit aushärten, ohne daß dadurch der weitere Ausbau gestört wird.
Der Aushärtung ist auch die Erwärmung des umgebenden Gebirges
förderlich.
Die Anker sind im Abstand von 1,2m so angebracht, daß am Umfang
des Gebirgsausbruchs eine Vielzahl gleichmäßiger Befestigungspunkte entsteht
und alle Punkt auf den Eckpunkten gleicher Quadrate mit einer Kantenlänge von
1,2m liegen.
Der Anker dient im Ausführungsbeispiel einem Spritzbetonausbau.
Im Ausführungsbeispiel werden eine Vielzahl von Ankern gesetzt.
Bevor mit den Arbeiten für den Spritzbetonausbau fortgesetzt wird, insbesondere
bevor die Anker in nennenswerter Form belastet wird, muß die Aushärtung
der Mischung 31 entsprechend weit vorangeschritten sein und werden die
Induktionsringe wieder entfernt.
Nach ausreichender Aushärtung des Epoxidmörtels und Entfernen
der Induktionsringe wird gemäß 6 ein Faltenbalg
50 aus Polyethylen (PE) auf den Anker geschoben. Das eine Ende des Faltenbalges
50 umfaßt den Kragen 40. Danach wird die Scheibe
3 auf dem Ankerende 36 positioniert und der Faltenbalg
50 bis über die Scheibe 3 gezogen.
Darauf wird eine Abdichtungsbahn/Folie verlegt. Das Verlegen erfolgt
in der Weise, daß die Folie auf die vorragenden Anker gesteckt wird. Dabei
durchdringen die Anker 2 die Folie. Die entstehenden Löcher werden
mittels weiterer Dichtungsscheiben 5 geschlossen. Die Dichtungsscheiben
3 und 5 spannen/klemmen die Folie 4 zwischen sich ein
und schließen darüber hinaus dicht mit den Ankern 2 ab.
In 5 ist eine geeignete Folie für
den Spritzbetonausbau dargestellt. Die Folie 10 hat eine Dicke von 2mm
und ist mit Materialsträngen bestreut, die Materialstränge 11
haben eine fadenartige Struktur mit einer Dicke bzw. Durchmesser von 0,1 bis 0,3
mm und einer Länge von 5 bis 50 mm.
Die Materialstränge 12 haben eine Dicke von 1 bis 2
mm und einer Länge von 10 bis 30 mm.
Die unterschiedlichen Materialstränge werden im Ausführungsbeispiel
in separaten Auftragsvorgängen aufgetragen, um die Materialstränge mit
größerem Durchmesser anders erwärmen zu können als die Materialstränge
mit geringerem Durchmesser.
In anderen Ausführungsbeispielen werden die Materialstränge
in einem gemeinsamen Auftragsvorgang aufgetragen.
Dabei liegen die Materialstränge wirr übereinander, so daß
zum Teil eine Hohllage der Materialstränge besteht. In dieser Lage ergeben
sich mit den Materialsträngen 12 Erhebungen bis zu einer Höhe
von 3mm.
Zum Teil ist die Folienoberfläche unbedeckt.
Die Materialaufstreuung hat ein Flächengewicht von 250 Gramm
pro Quadratmeter. Es können in anderen Ausführungsbeispielen auch größere
oder geringere Flächengewichte vorkommen. Niedrigere Flächengewichte können
insbesondere vorkommen, wenn die Folienoberfläche zusätzlich profiliert
ist. So sind Flächengewichte von zum Beispiel 20 Gramm pro Quadratmeter möglich.
Größere Flächengewichte sind zweckmäßig,
wenn je nach Art des Spritzbetons Auftragsschwierigkeiten zu überwinden sind.
Die unterschiedlichen Materialstränge sind im Ausführungsbeispiel
nach Erwärmung an der Oberfläche auf die vorher oberflächlich erwärmte
Folie 10 aufgestreut. Die oberflächliche Erwärmung der Materialstränge
ist bis zur Schmelzflüssigkeit erfolgt.
Die Erwärmung erfolgt durch Strahlung, indem die Materialstränge
mittels einer Zellenradschleuse aus einem Vorratsbehälter entnommen werden
und durch einen Heizkanal nach unten auf die unten langsam vorbei geführte
Folie fallen. Der Heizkanal besitzt im Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von
elektrisch betriebenen Heizdrähten und eine Temperatursteuerung.
Dadurch kann die Temperatur des Heizkanals solange erhöht werden,
bis die vorbei fallenden Materialstränge die richtige Oberflächentemperatur
haben.
Nach der Montage der Folie 4 im Tunnel wird im Ausführungsbeispiel
zunächst eine schnell bindende Zementmilch dünn auf die Folie gedüst.
Die getrocknete Zementmilch bildet eine vorteilhafte Grundierung für einen
anschließenden Auftrag von Spritzbeton. Der Spritzbeton wird schichtweise aufgetragen,
beginnend an der Tunnelsohle. Die dadurch entstehende Spritzbetonschicht ist mit
6 bezeichnet.
Im Ausführungsbeispiel verläuft der Tunnel horizontal, so
daß der Spritzbeton in horizontalen Lagen verlegt wird, die von unten nach
oben an der Folie übereinander gelegt werden. Dabei haben die Lagen eine Breite,
die der gewünschten Spritzbetonschichtdicke entspricht.
In anderen Ausführungsbespielen ist eine geringere Breite der
Lagen vorgesehen, so daß zunächst eine erste Spritzbetonschicht auf die
Folie aufgebracht wird, welche die Folienseite vollständig überdeckt.
Danach wird eine weitere Spritzbetonschicht aufgebracht, welche die zuvor erläuterte
Spritzbetonschicht vollständig überdeckt. Das wird wiederholt, bis die
gewünschte Dicke der Spritzbetonschicht erreicht ist.
Nach der Erstellung der Spritzbetonschicht ragen die Anker im Ausführungsbeispiel
noch aus der Betonschicht vor. An den vorragenden Enden sollen Verkleidungsplatten
befestigt werden, insbesondere Platten für den Brandschutz. Die Platten werden
im Ausführungsbeispiel mit den Ankern 2 und Schraubenmuttern sowie
Unterlegscheiben an dem Spritzbetonausbau gesichert. Damit das Gewinde der Anker
2 nicht durch den Spritzbeton unbrauchbar wird, ist das Gewinde durch Kappen
beim Auftragen des Spritzbetons geschützt worden.
7 zeigt eine andere Umhüllung für den Anker
und die übrigen Stahlteile an der Gebirgsseite der Folie als die
6.
Dabei besteht die Umhüllung aus einem Rohrstück
51 aus PE mit angeschweißtem Faltenbalg 52 aus PE. Das Rohrstück
51 wird beim Setzen des Ankers mit dem Anker in das Bohrloch geschoben,
nachdem dort eine ausreichende Menge an Kleberpatronen/Mörtelpatronen eingeschoben
und positioniert worden sind. Bei dieser Menge an Patronen wird der Zwischenraum
zwischen dem Anker und der Bohrlochwand vollständig ausgefüllt und umfasst
der Mörtel/Kleber das in das Bohrloch ragende Ende des Rohrstückes
51. Im Ausführungsbeispiel ragt das Rohrstück 70 mm in das Bohrloch.
Der ausgehärte Mörtel/Kleber ist gegenüber dem Gebirgswasser
dicht. Beim Aushärten des Mörtels/Klebers entsteht nicht nur eine feste
Verbindung mit der Bohrlochwandung sondern auch eine feste und dichte Verbindung
mit dem Rohrstück.
Das Ausführungsbeispiel nach 8 zeigt
einen Anker 60 mit einer fest aufgebrachten Beschichtung 63. Die
Beschichtung 63 beinhaltet eine dreifache Schicht mit einer ankerseitigen
EP-Schicht, einer darüber angeordneten Kleberschicht und einer außen liegenden
PE-Schicht. Dieser Schichtenaufbau hat sich als Korrosionsschutz bei Erdgasleitungen
aus Stahl über viele Jahrzehnte bewährt. In der Anwendung des bekannten
Korrosionsschutzes auf Gebirgsanker sind auch die gleichen Schichtdicken wie an
vergleichbaren Erdgasrohren vorgesehen.
Nach 8 umfaßt die Beschichtung
63 einen auf dem Anker sitzenden Kragen 64, der einen Anschluß
für einen Faltenbalg 65 bildet. Der Faltenbalg 65 umfaßt
einen Befestiger 61. Der Befestiger 61 sitzt auf dem Anker
60 und wirkt mit einem nicht dargestellten weiteren Befestiger zusammen.
Zwischen beiden Befestigern wird eine Kunststoffabdichtung gehalten, wie sie in
5 dargestellt ist.
Der Faltenbalg entspricht in seiner Form, in seiner Herstellung und
in seiner Funktion dem Faltenbalg 50.
Im Ausführungsbeispiel ist der Anker 63 mit seiner Beschichtung
und dem Kragen 64 werksseitig vorbereitet. In anderen Ausführungsbeispielen
finden Anker Anwendung, die ohne den Kragen vorbereitet worden sind oder sogar noch
weiter vorbereitet worden sind, z.B. mit dem Faltenbalg 65.
Der Anker wird wie die anderen Anker in das Bohrloch gesetzt. Soweit
dabei eine Patrone mit Mörtel bzw. Kleber Anwendung findet, umschließt
der Mörtel und Kleber zwar den Anker und die Beschichtung, dringt aber nicht
zwischen Anker und Beschichtung.
9 zeigt, daß die Beschichtung des Ankers auch
wie bei der Beschichtung eines Stahlrohres für eine Erdgasleitung erfolgen
kann, nämlich nach Auftragen des EP durch Aufextrudieren des Klebers und durch
Aufextrudieren der außen liegenden PE-Schicht. Dabei ist der Anker mit
70 bezeichnet und finden eine Ringdüse 73 mit einem Extruder
74 zum Auftragen des Klebers und eine Ringdüse 72 mit einem
Extruder 71 zum Auftragen des PE Verwendung. Die Ringdüsen
71 und 72 sind ortsfest angeordnet. Der Anker bewegt sich in der
mit dem Pfeil dargestellten axialen Richtung.
Die eingesetzten Anker 70 sind zuvor mit EP beschichtet worden.
Das ist einer Kammer unter Aufstreuen und Verschmelzen feinteiliger EP-Partikel
erfolgt.
Für das Verfahren nach 9 ist es
von Vorteil, wenn mehrere Anker hintereinander liegen und durchgängig
mit Kleber und PE beschichtet werden. An den Stellen, an denen kein Kleber und kein
PE gewünscht sind, z.B. an herkömmlichen Gewindestellen, werden Kleber
und PE wieder entfernt. Zur Vereinfachung des Abziehens wird dort in nicht dargestellter
Form ein Trennmittel auf den mit EP beschichten Anker aufgebracht, so daß der
Kleber und das PE dort keine Haftung entwickeln können. Das Trennmittel kann
auch Papier sein.
Die nach 9 vorgesehenen Ringdüsen
71 und 73 sind vom Ankerdurchmesser abhängig. In der Ringdüse
verteilen sich schmelzflüssiger Kleber bzw. schmelzflüssiges PE gleichmäßig
am Umfang des Ankers.
10 zeigt ein Verfahren zum Beschichten mit Kleber und
PE, bei dem seitlich von dem Anker 75 Düsen 77 und
78 anstelle der Ringdüsen 71 und 73 Anwendung finden.
Dies Düsen sind für alle Ankerdurchmesser geeignet, indem die Düsen
entsprechend der gewünschten Schichtdicke von der Ankeroberfläche beabstandet
werden. Zur Verstellung der Düsen mit Ihren zugehörigen Extrudern
76 und 79 sind nicht dargestellte Schlitten vorgesehen, welche
die Düsen mit den Extrudern tragen.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach 9
muß der Anker zusätzlich zu der axialen Bewegung noch in eine Drehbewegung
gebracht werden, damit der schmelzflüssige Kleber und das schmelzflüssige
PE auf der Umfangsfläche gleichmäßig verteilt werden. Die Drehbewegung
ist mit dem Pfeil 80 dargestellt.
Die Verstellbarkeit der Düsen und Extruder erlaubt auch eine
Anpassung an Durchmesseränderungen der Anker während des Beschichtungsvorganges.
In anderen Ausführungsbeispielen sind die Schlitten, welche die seitlich angeordneten
Düsen und die zugehörigen Extruder tragen, mit einem Verstellantrieb versehen.
Der Verstellantrieb kann ein Schrittschaltmotor sein, der über eine Schnecke
auf den zugehörigen Schlitten wirkt.
Vorzugsweise ist zugleich eine Abstandsmessung vorgesehen, die mit
dem Verstellantrieb in Verbindung steht und eine automatische Verstellung bewirkt.
11 zeigt Anker 85, die nach einem anderen
Verfahren beschichtet werden. Die Anker 85 sind wie die Anker nach
9 und 10 mit einer EP-Schicht
vorbereitet.
Nach 11 werden die Anker 85
in Drehung versetzt und wird ein strichpunktiert dargestellter Klebestreifen
88 von einer Rolle 86 mit einem Vorrat 87 abgezogen und
auf die Anker 85 gewickelt.
Im Ausführungsbeispiel wird die Rolle 86 dabei entlang
dem jeweils zu beschichtenden Anker bewegt. In anderen Ausführungsbeispielen
kann auch der Anker anstelle der Rolle 86 bewegt werden oder werden sowohl
der Anker 85 als auch die Rolle 86 bewegt.
Dieses Verfahren erlaubt einen halbautomatischen Betrieb, bei dem
von Hand nach Belieben eingegriffen werden kann. Das heißt es kann die Beschichtung
auf jede gewünschte Fläche beschränkt werden. Es kann die Beschichtung
auch nach Belieben unterbrochen und fortgesetzt werden.
Der Klebestreifen 88 besitzen eine PE-Schicht und eine darunter
angeordnete Kleberschicht und haben die gleiche Dicke wie die nach 9
und 10 vorgesehene Beschichtung.
Die Wicklung nach 11 erfolgt überlappend,
um eine sichere Dichtung zu bewirken. Das Überlappungsmaß ist im Ausführungsbeispiel
5mm, in anderen Ausführungsbeispielen größer oder kleiner.
Das Überlappungsmaß wird durch Änderung der Schrägstellung
der Rolle 86 eingestellt.
