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Dokumentenidentifikation DE102006057179A1 21.06.2007
Titel Korrosionsschutz für Anker im Gebirge
Anmelder Skumtech AS, Oslo, NO
Erfinder Jonsson, Svein, Oslo, NO
Vertreter Kaewert, K., Rechtsanw., 40593 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 03.12.2006
DE-Aktenzeichen 102006057179
Offenlegungstag 21.06.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.06.2007
IPC-Hauptklasse E21D 20/00(2006.01)A, F, I, 20061203, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E04B 1/48(2006.01)A, L, I, 20061203, B, H, DE   
Zusammenfassung Nach der Erfindung werden Anker im Gebirge mit einem Mörtel oder Kleber festgesetzt und wird gleichzeitig in den Mörtel oder Kleber eine Umhüllung eingebunden, die den Anker vor dem Gebirgswasser schützt.

Beschreibung[de]

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.


Anspruch[de]
Verfahren zur Befestigung von Gebirgsankern in Bohrlöcher für Spritzbetonausbau in Tunneln,

wobei der Spritzbetonausbau eine Kunststoffabdichtungsschicht besitzt, die mittels Klemmflanschen auf den Ankern gehalten wird

wobei die Anker in den Bohrlöchern mit Verfüllmaterial wie Mörtel und/oder Kleber festgesetzt werden,

insbesondere unter Verwendung von Verfüllmaterial, das zumindest teilweise durch aushärtbares Harz gebildet wird,

wobei

zunächst Verfüllmaterial in ein Bohrloch gebracht wird und anschließend der Anker in das Bohrloch gedrückt wird, so das Verfüllmaterial den Zwischenraum zwischen dem Anker und der Bohrlochwand ausfüllt,

oder zunächst der Anker in das Bohrloch gebracht wird und anschließend das Verfüllmaterial in das Bohrloch gebracht wird

oder das Verfüllmaterial gemeinsam mit dem Anker in das Bohrloch gebracht wird,

wobei der Anker ganz oder teilweise mit einer Umhüllung versehen ist oder versehen wird und

wobei die Umhüllung dicht an die Kunststoffabdichtung angeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung auch dicht an die Verfüllmasse angeschlossen wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen mittelbaren oder unmittelbaren Anschluß der Umhüllung an das Verfüllmaterial und die Kunststoffabdichtung. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung zum dichten Anschluß in das Verfüllmaterial eingebettet wird oder die Umhüllung an einen Kragen oder Hülse angeschlossen wird, die ihrerseits in das Verfüllmaterial eingebettet wird Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker und die Umhüllung in dem Bohrloch positioniert werden und das Verfüllmaterial in den Zwischenraum gedrückt wird, bis der Zwischenraum mit Mörtel oder Kleber ausgefüllt ist, so daß eine Einbettung der Umhüllung in dem Verfüllmaterial entsteht oder daß erst das Verfüllmaterial in das Bohrloch gefüllt wird der Anker und der Kragen oder Hülse anschließend und gleichzeitig oder nacheinander in das Bohrloch geschoben werden und das Verfüllmaterial in den Zwischenraum gedrückt wird, bis der Kragen oder die Hülse in dem Verfüllmaterial eingebettet ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umhüllung oder Kragen oder Hülse verwendet wird, die bis zum Bohrlochtiefsten, in das Bohrloch ragt und/oder in dem in das Bohrloch ragenden Teil aus Kunststoff besteht und/oder in das Bohrloch ragenden Teil an der Berührungsfläche mit dem Mörtel oder Kleber aufgeraut oder profiliert ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Umhüllung des Ankers in dem aus dem Bohrloch vorragenden Bereich ganz oder teilweise Kunststoff verwendet wird und die Umhüllung ganz oder teilweise die Form eines Schlauches und/oder eines Rohres und/oder einer Hülse und/oder einer Wicklung und/oder einer Beschichtung besitzt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff für die Umhüllung, das Rohr, den Schlauch, die Hülse und die Beschichtung Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) oder Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyester oder Polyamid verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umhüllung verwendet wird, die zumindest teilweise zusammenschiebbar oder auseinanderziehbar ist. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zusammenschiebbare und auseinanderziehbare Teil an einem Ende oder dazwischen vorgesehen ist. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als zusammenschiebbarer und auseinanderziehbarer Teil ein Faltenbalg verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die Verwendung einer mehrschichtigen Umhüllung und/oder einer mehrteiligen Umhüllung. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch Extrusion der Umhüllung, wobei die Umhüllung einen Innendurchmesser hat, der größer als der Außendurchmesser des Ankers ist, so daß die Umhüllung auf den Anker geschoben werden kann oder der Anker in die Umhüllung geschoben werden kann. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet daß die Umhüllung zumindest teilweise unmittelbar auf den Anker aufgebracht wird. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung unmittelbar auf den Anker aufextrudiert wird und/oder auf den Anker aufgeschrumpft und/oder auf den Anker gewickelt und/oder geklebt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Extruder verwendet werden, welche die Umhüllung aus einer Ringdüse extrudieren. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Verwendung von Ringdüsen, welche den Anker umgeben. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekennzeichnet durch die Extrusion von Materialstreifen und deren Wicklung um den Anker. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 14 bis 18, gekennzeichnet durch die Verwendung von Extrudern, die seitlich vom Anker und schräg zur Ankerlängsachse angeordnet sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Umhüllung, welche die auf dem freien Ankerenden vor der Kunststoffabdichtung sitzenden Teile ganz oder teilweise umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zwischen dem Anker und der Umhüllung mit einem pumpfähigen Isolierungsmittel verfüllt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung innenseitig mit einem Kleber beschichtet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung durch Erwärmung geschrumpft und als Kleber ein Schmelzkleber verwendet wird, der durch die zum Schrumpfen erforderliche Erwärmung aktiviert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber an den Enden der Umhüllung durch Schrumpfen an den Enden der Umhüllung herausgedrückt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrteilige Umhüllung verwendet wird, deren verschiedenen Teile miteinander verschweißt oder verklebt sind oder einander dichtend überlappen. Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch die Verwendung von Rohrstücken oder Schlauchstücken oder Wicklungsabschnitten oder Hülsen,

a) welche die Faltenbalgteile überlappen oder umgekehrt oder

b) welche die Schrumpffolie überlappen oder umgekehrt oder

c) welche Anschlußteile überlappen oder umgekehrt
Verfahren nach Anspruch nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung des Wassers vorderen Umhüllungsteile die in Strömungsrichtung nachfolgenden Umhüllungsteile überlappen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfvorgang durch Anlegen eines Unterdruckes an den von der Umhüllung umschlossenen Hohlraum unterstützt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß zwei übereinander liegende Folien oder Bahnen zunächst miteinander verschweißt und anschließend beschnitten werden oder zunächst Zuschnitte aus Folien oder Bahnen gewonnen und übereinander gelegt und verschweißt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29, gekennzeichnet, durch eine Zuführung der Schweißwärme von außen an die Schweißflächen oder durch eine unmittelbare Erwärmung der Schweißflächen. Verfahren nach Anspruch 30, gekennzeichnet, durch die Verwendung von Schweißbacken und Schweißzangen oder durch Heizkeile und Andruckrollen zum Verschweißen. Verfahren nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch die Verwendung von Schweißbacken und Schweißzangen, die sich über die ganze Länge und/oder Breite der Schweißfläche erstreckt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 32, gekennzeichnet durch Verwendung des bei Stahlrohren für Erdgasleitungen an sich bekannten mehrschichtigen Korrosionsschutzes für die Anker, wobei die Umhüllung einen Teil des Schutzes bildet. Verfahren nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch bei Stahlrohren für Erdgasleitungen an sich bekanntes Auftragen der verschiedenen Schichten des Mehrschichtenschutzes.






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