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Dokumentenidentifikation DE102005019645A1 02.11.2006
Titel Spritzbetonbau mit Foliendichtung
Anmelder Skumtech AS, Oslo, NO
Erfinder Jonsson, Svein, Oslo, NO
Vertreter Kaewert, K., Rechtsanw., 40593 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 26.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005019645
Offenlegungstag 02.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.11.2006
IPC-Hauptklasse E21D 11/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E21D 11/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   E02D 29/045(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Nach der Erfindung wird ein Spritzbetonausbau im Tunnel hergestellt, indem eine Abdichtungsfolie im Tunnel montiert wird, die innenseitig eine rauhe Oberfläche besitzt und dort mit einer Spritzbetonschicht versehen wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Spritzbetonbau mit Foliendichtung, insbesondere 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 offen 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 bekannt, das Drahtnetz 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.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, diesen Aufwand zu reduzieren.

Nach der Erfindung wird das mit den Merkmalen der geltenden Ansprüche erreicht. Dabei liegt der Erfindung die Überlegung zugrunde, die für die Rückhaltung bestimmten Drahtnetze entbehrlich zu machen. Dies erfolgt durch eine Kombination von Maßnahmen:

  • a) eine besondere Gestaltung der Foliendichtung
  • b) bestimmte Befestigungspunkten für die Foliendichtung
  • c) bestimmten Spritzbetonauftrag

Die besondere Gestaltung der Foliendichtung sieht eine Mindeststeifigkeit der Folie und eine bestimmte Oberflächenrauhigkeit vor. Die Mindeststeifigkeit wird mit ungeschäumter Olefinfolie, insbesondere eine Polyolefinfolie, z.B. Polyethylenfolie (PE-Folie) dargestellt. Es können auch Copolymere zum Einsatz kommen, zum Beispiel Ethylencopolymer-Folien. Jedes PE ist als Abdichtungsfolie geeignet. Dazu gehören unter anderem LDPE, HDPE.

Geeignet ist auch Polypropylen (PP).

Die Steifigkeit wird durch eine Mindestdicke von 1,5 mm vorzugsweise eine Mindestdicke von 1,8 mm gebildet. Bei anderen Folienmaterialien wird die Dicke soweit vergrößert, bis eine gleiche Mindeststeifigkeit erreicht ist.

Die Oberflächenrauhigkeit entsteht vorzugsweise durch Aufbringen von Partikeln gleichen Materials wie die Folie auf die spritzbetonseitige Folienfläche. Die Partikel können unterschiedliche Form aufweisen. Günstig ist eine längliche Form. Dazu gehört eine Fadenform oder Strangform. Das Material kann vor dem Auftragen oberflächlich angeschmolzen werden, so daß das Material nach der Berührung mit der Folienfläche darauf haftet. Im Kern soll das Material nicht schmelzflüssig werden. Das Anschmelzen bedingt eine Oberflächentemperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur des jeweiligen Materials liegt. Die Temperatur des zum Anschmelzen verwendeten Mediums soll noch einiges höher sein, damit es zu einer kurzfristigen Erwärmung kommt.

Die notwendige Erwärmung zum Anschmelzen der Oberfläche kann mit einer offenen Flamme auf das Material gebracht werden, wie dies in der DE19718035C oder in der EP901408A beschrieben ist. Dort werden die Kunststoffpartikel durch Aufmahlung eines Granulates von 2 bis 8 mm auf einen Durchmesser bis 2 mm, vorzugsweise auf einen Durchmesser bis 1,5 mm und noch weiter bevorzugt auf einen Durchmesser von 0,2 bis 1 mm hergestellt. Die Auftragsmenge wird nach dem Flächengewicht des Auftrags gemessen. Bemessungen nach dem Flächengewicht sind auch von Geweben bekannt. Nach der Erfindung ist vorzugsweise mindestens ein Auftrag von mindestens 20 Gramm pro Quadratmeter vorgesehen, vorzugsweise ein Auftrag von mindestens 50 Gramm pro Quadratmeter, noch weiter bevorzugt ein Auftrag von 100 Gramm pro Quadratmeter. In der Praxis kommen voraussichtlich Auftragsmengen bis 500 Gramm pro Quadratmeter und mehr vor.

Wahlweise wird die Folienoberfläche für den Materialauftrag zusätzlich vorgewärmt, um eine bessere Verbindung der Partikel mit der Folienfläche zu erreichen. Die Vorwärmung ist entbehrlich, wenn die Wärme aus der Folienherstellung genutzt wird.

Die übliche Herstellung der Folie geht von einer Extrusion des Materiales aus. Dabei wird der schmelzteigige Kunststoff mittels eines Extruders durch eine Düse in den Spalt eines Walzenpaares aufgegeben.

Der in den Walzenspalt gelangende Kunststoff kann schon eine Folienform haben. Diese Folienform wird mittels einer Schlitzdüse erreicht. Der Schlitz in der Düse hat dann eine entsprechende Länge und eine entsprechende Breite.

Wahlweise wird der schmelzteigige Kunststoff auch granulatförmig oder schnitzelförmig in den Walzenspalt aufgegeben, so daß sich dort Kunststoffknet bildet, der fortlaufende durch den Walzenspalt gezogen wird, so daß sich eine Folie zwischen den Walzen bildet.

Zwischen den Walzen des Walzenpaares, gegebenenfalls auch in einem oder mehreren weiteren Walzvorgängen wird der Folie die gewünschte genaue Dicke gegeben.

Auf die genaue Folienbreite kommt es bei dem ersten Walzvorgang nicht an. Durch das Walzen stellt sich ein mehr oder weniger schlangenförmig verlaufender Folienrand ein. Deshalb wird die Folie am Ende des Walzvorganges seitlich besäumt. Die anfallenden Randstreifen werden vorzugsweise in den Extruder zurückgeführt und dort wieder in schmelzteigiges Ausgangsmaterial für den Walzvorgang umgeformt. Während des Walzvorgangs hat die Folie eine erhebliche Temperatur. Wahlweise wird diese Temperatur zum Aufbringen der zum Aufrauhen der Oberfläche bestimmten Partikel genutzt.

Darüber hinaus ist wahlweise eine Nachwärmung vorgesehen, um die Verbindung der Partikel mit der Folienfläche zu verbessern. Wahlweise sollen die Partikel auch noch mit Walzendruck an die Folienfläche gepresst werden, damit es zu einer besseren Verbindung der Partikel mit der Folienfläche kommt.

Gleichwohl geht die EP901408A davon aus, daß der Schweißfaktor der Verbindung zwischen Partikeln und Folienfläche ganz wesentlich unter 1 liegt. Das wird als Vorteil dafür angesehen, daß sich die Partikel unter entsprechender Belastung wieder ablösen können, ohne daß es zu einer Zerstörung der Foliendichtung kommt.

Die Wärme kann auch durch bloße Heißgase auf die Partikel aufgetragen werden. Dabei ist es möglich, die Partikel in den Heißgasstrom einzudosieren. Die Verweildauer in dem Heißgas bestimmt das Maß der Anschmelzung. Die Verweildauer ist von der Wegstrecke der Partikel bis zum Auftreffen auf die Folienfläche und von der Gasgeschwindigkeit abhängig.

Die Wärme kann auch durch bloße Strahlung aufgebracht werden, indem die Partikel durch einen Heizkanal fallen und während des Falles durch Strahlungswärme oberflächlich angeschmolzen werden.

Wahlweise findet auch zusätzlich eine Profilierung der Folienfläche mittels einer Profilwalze bzw. mittels einer Prägewalze statt, wie dies in der DE4207210A beschrieben ist.

Dabei können regelmäßige oder unregelmäßige Profilierungen entstehen. Das gilt sowohl für die Gestaltung der Profile senkrecht zur Folienebene als auch in der Folienebene. Die Profilkanten können gerade und/oder ungerade verlaufen. Es können auch Profile zur Anwendung kommen, wie sie an sich bei Bahnen für die Deponieabdichtung vorgesehen sind. Beispiele sind in der DE19935284A1 beschrieben.

Wahlweise wird dabei ein Profil erzeugt, wie es in der DE 19721799 beschrieben ist.

Die oben beschriebenen Profilflächen erleichtern die Anbindung der Spritzbetonschicht an der Foliendichtung.

Je biegesteifer die Foliendichtung ist, desto leichter wird der Spritzbetonauftrag. Die Steifigkeit wird einerseits durch die Foliendicke bestimmt. Zum anderen wird die Steifigkeit durch den Verbau der Foliendichtung bestimmt. Je höher die Zahl gleichmäßig verteilter Befestigungspunkte auf der Foliendichtung ist, desto größer wird die Steifigkeit. Vorzugsweise ist die Verteilung so, daß vier benachbarte Befestigungspunkte die Eckpunkte eines Quadrates bilden. Die Kantenlänge des Quadrates ist gleich dem Abstand von zwei benachbarten Befestigungspunkten. Je geringer der Abstand der benachbarten Befestigungspunkte bzw. die Kantenlänge des Quadrates ist, desto höher ist die Zahl der Befestigungspunkte Bei einer Foliendicke von 2 mm ist vorzugsweise ein Abstand von 1,2 m zwischen benachbarten Befestigungsstellen vorgesehen. Dabei soll der Abstand höchstens 15%, vorzugsweise höchstens 7,5% größer sein. Benachbart sind die nächsten Befestigungspunkte.

Der zulässige Abstand kann sich durch Änderung der Lage der Befestigungspunkte ändern. Dann wird deren Abstand solange verringert, bis mindestens eine gleich steife Konstruktion wie bei Verteilung der Befestigungspunkte auf den Eckpunkten eines Quadrates erreicht ist.

Bei größeren Foliendicken wird der zulässige Abstand zwischen benachbarten Befestigungspunkten größer. Der Abstand zwischen den benachbarten Befestigungspunkten wird höchstens soweit vergrößert und/oder die Lage der Befestigungspunkte höchstens soweit verändert, bis sich trotz der größeren Foliendicke wieder die vorbeschriebene Konstruktionssteifigkeit eingestellt hat.

Bei geringerer Foliendicke als 2 mm wird der zulässige Abstand zwischen den benachbarten Befestigungspunkten geringer. Der Abstand zwischen den Befestigungspunkten wird soweit verringert und/oder die Lage der Befestigungspunkte soweit vergleichmäßigt, bis sich trotz der geringeren Foliendicke wieder die vorbeschriebene Konstruktionssteifigkeit eingestellt hat.

Der Aufbau des Spritzbetonausbaus wird durch die Grundierung der Foliendichtung erleichtert.

Die erfindungsgemäße Verwendung einer Grundierung leistet zusätzlich zu der oben beschriebenen Oberflächengestaltung noch einen Beitrag zur Anbindung vom Spritzbeton an die Foliendichtung. Die Grundierung kann mit dem gleichen Zement bzw. Kleber bzw. Bindemittel erfolgen, der auch für den Spritzbeton verwendet wird, jedoch ohne die im Spritzbeton vorgesehenen Zuschläge. Zement/Kleber/Bindemittel kommen pulverförmig zum Einsatz werden entweder vor dem Auftrag auf der Folienfläche mit Wasser vermischt und in nebelartiger Form aufgedüst oder zusammen mit dem pulverförmigen Zemente/Kleber/Bindemittel in nebelartiger Form aufgedüst.

Wahlweise wird auch eine spezielle Grundierung in Form eines Kunststoffklebers mit mineralischem Zumischungsanteil zum Einsatz gebracht. Der Kunststoffkleber hat eine besondere Haftwirkung an dem Kunststoff der Folienabdichtung. Zugleich bieten die mineralischen Mischungsanteile des Klebers eine Haftungsverbesserung für den Spritzbeton.

Das nebelförmige Aufdüsen der Grundierung führt zu einer dünnschichtigen Benetzung der Folienfläche. Die Schichtdicke der Benetzung wird so eingestellt, daß die Grundierung nicht durch ihr Eigengewicht herunterläuft. In der Praxis wird die Auftragsmenge solange verringert, bis kein Herunterlaufen zu beobachten ist. Bei gleich bleibender Austrittsgeschwindigkeit der Grundierung aus der Auftragsdüse wird die Auftragsmenge durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit der die Auftragsdüse bewegt wird. Wenn der Auftrag verringert werden soll, so kann das kann das durch Erhöhung der Geschwindigkeit erreicht werden, mit der die Düse über die Auftragsfläche, im vorliegenden Fall über die Foliendichtung, bewegt wird.

Bei wiederholtem Ansprühen der Foliendichtung an gleicher Stelle kann der Auftrag durch Reduzierung der Wiederholungen beim Ansprühen verringert werden.

Nach der Grundierung kann der Spritzbeton in einer Schicht oder in mehreren Schichten auf die Foliendichtung aufgebracht werden. Dabei ist es günstig die Spritzbetonschicht lagenweise und von unten beginnend aufzutragen. Das wird durch eine hin- und hergehende Bewegung des Werkzeuges für das Auftragen des Spritzbetons erreicht. Als Spritzbetone bzw. Betone und Additive und Zuschläge sowie Verstärkungseinlagen und als Werkzeuge kommen Werkzeuge in Betracht, wie sie zum Beispiel in folgenden Druckschriften beschrieben sind:

DE69910173T2, DE69801995T2, DE69721121T2, DE69718705T2, DE69701890T2, DE69700205T2, DE69418316T2, DE69407418T2, DE69403183T2, DE69122267T2, DE69118723T2, DE69010067T2, DE69006589T2, DE60010252T2, DE60001390T2, DE29825081U1, DE29824292U1, DE29824278U1, DE29818934U1, DE29724212U1, DE29718950U1, DE29710362U1, DE29812769U1, DE19854476C2, DE19854476A1, DE19851913A1, DE19838710C2, DE19819660A1, DE19819148C1, DE19754446A1, DE19746958C1, DE19733029C2, DE19652811A1, DE19650330A1.

Wahlweise lassen sich im Spritzbeton zusätzlich Kunststoffpartikel in der Form kleiner Partikel, auch Beads genannt, verarbeiten. Die Kunststoffpartikel lassen einen Leichtbeton mit wärmeisolierenden Eigenschaften entstehen. Die Wärmeisolierung ist bei Frostgefahr und austretendem Gebirgswasser wichtig, um eine einwandfreie Drainage des anfallenden Wassers zu sichern. Sonst könnte der Frost zur Eisbildung führen und das Eis den Spritzbetonbau beschädigen bzw. zerstören. Im Tunnel ist das in Gebirgsregionen und in nordischen Ländern ein häufiges Problem, dem üblicherweise mit Kunststoffschaumschichten in dem Tunnelausbau begegnet wird. Die Kunststoffschaumschichten komplizieren den Tunnelausbau und beinhalten einen erheblichen Kostenfaktor. Mit dem vorstehend beschriebenen Leichtbeton lassen sich die Kunststoffschaumschicht nach Wahl ganz oder teilweise vermeiden. Vorzugsweise wird ein Leichtbeton hergestellt, wie er in der DE 10242524 A1 beschrieben ist.

Vorzugsweise wird der Spritzbetonausbau im Inspektionsabstand von dem Gebirgsausbruch aufgebaut. Dadurch ist es möglich den Zustand des Gebirgsausbruches zu prüfen. Es kann zum Beispiel zu Steinschlag kommen, der die Foliendichtung erstört und so eine Undichtigkeit schafft.

Ferner kündigen sich größere Steinschläge zumeist vorher durch kleinere Steinschläge an. Bei größeren Steinschlägen besteht die Gefahr eines Einbruches im Tunnel. Zwangsläufig werden damit auch die Tunnelbenutzer gefährdet. Demzufolge sind regelmäßige Inspektionen des Gebirgsausbruches und des Spritbetonausbaus zweckmäßig. Die Inspektion setzt nach der Erfindung mindestens teilweise eine Begehbarkeit des Hohlraumes zwischen dem Spritzbetonausbau und dem Gebirgsausbruch voraus. Die Begehbarkeit beginnt bei etwa 0,4 m Abstand zwischen dem Gebirgsausbruch und dem Spritzbetonausbau. Die Begehbarkeit wird umso komfortabler, je größer der Abstand ist. Vorzugsweise ist der Abstand nach oben hin aus wirtschaftlichen Gründen auf 1 m beschränkt Abstände zwischen dem Spritzbetonausbau und dem Gebirgsausbruch sind zwar an sich bekannt. Ein Beispiel zeigt die DE 3838630A1. Dort ist aber keine Begehbarkeit gezeigt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Begehbarkeit auf den notwendigen Bereich beschränkt. Zum Beispiel können die Tunnel an den Seiten begehbar sein, während sich die Inspektionsfreiheit sich im Scheitel des Firtes nur auf eine Einsehbarkeit beschränkt.

Dort, wo nur eine Einsehbarkeit vorgesehen ist, kann sich der Inspektionsabstand auf 0,2 m beschränken. Dadurch ergeben sich Inspektionsabstände von 0,2 bis 1 m zwischen dem Gebirgsausbruch und dem Spritzbetonausbau.

1 und 2 zeigt 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 Anker sind im Abstand von 1,2 m so angebracht, daß am Umfang des Gebirgsausbruch eine Vielzahl gleichmäßiger Befestigungspunkte entsteht und alle Punkt auf den Eckpunkten gleicher Quadrate mit einer Kantenlänge von 1,2 m liegen.

Auf jeder Gewindestange 2 ist dann eine Dichtungsscheibe 3 aufgeschraubt worden. Darauf ist eine Abdichtungsbahn verlegt worden. Das Verlegen ist in der Weise erfolgt, daß die Folie auf die vorragenden Anker gesteckt worden ist. Dabei durchdringen die Anker 2 die Folie. Die entstehenden Löcher werden mittels weiterer Dichtungsscheiben 5 geschlossen. Die Dichtungsscheiben 3 und 5 spannen 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 2 mm 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 3 mm.

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 vorbeigeführte 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 zunächste 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 noch aus der Betonschicht vor. An den vorragenden Enden sollen Verkleidungsplatten befestigt werden, insbesondere Platten für den Barndschutz. 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.

3 und 4 zeigen einen Spritzbetonausbau für einen weiteren Tunnel im standfesten Gebirge 15. Zu dem Spritzbetonausbau gehören eine Folie 17 wie bei dem Ausbau nach 1, 2 und 5 sowie eine Spritzbetonschicht 16. Anders als im Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 sind die Anker jedoch sehr kurz ausgeführt und auf den vorragenden Ankerenden sogenannte Rondellen befestigt. Die Rondellen sind Kunststoffscheiben, mit den die Folie 17 im Ausführungsbeispiel verschweißt wird. In anderen Ausführungsbeispielen findet eine Verklebung statt.

Bei dieser Bauweise findet keine Perforierung der Folie statt.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung eines Spritzbetonbaus, insbesondere für unterirdische Räume oder auch für Baugruben,

wobei eine Kunststoff-Folie montiert wird und eine Spritzbetonschicht gegen die Folie aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a)am Gebirgsausbruch eine Vielzahl von Befestigungspunkten für die Folie angebracht werden, die bei einer 2 mm dicken Folie von den nächsten benachbarten Befestigungspunkten einen Abstand aufweisen, der 1,2 m beträgt oder höchstens um 15% von 1,2 m abweicht und

daß bei einer Folie mit geringerer Dicke der Abstand der Befestigungspunkte solange verringert wird, bis die Folie die gleiche Steifigkeit hat wie bei einer 2 mm dicken Folie mit einem Abstand der Befestigungspunkte von 1,2 m, plus oder minus 15%, und

daß bei einer Folie mit größerer Dicke der Abstand der Befestigungspunkte höchstens soweit vergrößert wird, bis die Folie die gleiche Steifigkeit hat wie bei einer 2 mm dicken Folie mit einem Abstand der Befestigungspunkte von 1,2 m, plus oder minus 15%

b)daß eine Folie verwendet wird, die spritzbetonseitig eine Aufrauhung besitzt, und

c)daß vor dem Spritzbetonaufbau eine Grundierung auf die spritzbetonseitige Folienseite aufgetragen wird und

daß der Spritzbeton von unten nach oben lagenweise aufgebaut wird
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folie verwendet wird, die spritzbetonseitige mit einem Kunststoff-Partikelauftrag und/oder einer Prägung versehen ist. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel aus Kunststoff an der Oberfläche geschmolzen und auf die spritzbetonseitige Folienseite gestreut oder getragen werden, um dort zu haften. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffpartikel frei durch einen Heizkanal fallen oder mit einer Flamme erwärmt werden. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffpartikel in einen Heißgasstrom aufgegeben werden und daß die Kunststoffpartikel mit dem Heißgasstrom gegen die Folienseite geschleudert werden. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erwärmung der Kunststoffpartikel eine stationär angeordnete Vorrichtung verwendet wird und daß die Folie an der Vorrichtung vorbeibewegt wird. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spritzbetonseitige Folienseite vor und/oder nach dem Partikelauftrag gewärmt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel in Fadenform aufgetragen werden. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel mit einem Durchmesser von 0,1 bis 2 mm und eine Länge von 5 bis 50 mm verwendet werden. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Materialstränge mit unterschiedlichem Durchmesser in separat erwärmt und aufgetragen werden. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Materialstränge mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,3 mm und mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm verwendet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Materialstränge wirr übereinander gelegt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Materialauftrag mit einem Flächengewicht von 250 Gramm pro Quadratzentimeter, plus minus 200 Gramm pro Quadratzentimeter, hergestellt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspunkte bei einer 2 mm dicken Folie in einem Abstand gesetzt werden, der höchsten um 7,5% von 1,2 m abweicht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur lagenweise horizontale Spritzbetonlagen übereinander gelegt werden, sondern auch in Bezug auf die Folienfläche mehrere Schichten übereinander aufgetragen werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Tunnel durch standfestes Gebirge der Spritzbetonausbau in einem Abstand von dem Gebirgsausbruch erstellt wird, der zumindest teilweise eine Begehung des Zwischenraumes zwischen Gebirgsausbruch und Spritzbetonausbau erlaubt. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Herstellung eines Abstandes für die Begehbarkeit, der mindestens 0,4 m beträgt. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbetonausbau in einem Abstand von dem Gebirgsausbrauch hergestellt wird, der im übrigen mindestens eine Inspektion erlaubt. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch Herstellung eines Abstandes von mindestens 0,2 m für die Inspektion.






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