DE3922906C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von nachgiebigen Gebirgsankern unter beengten räumlichen Verhältnissen, insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau zur Sicherung der Firste und der Stöße sowie des Hangenden durch Einführen einzelner keilförmiger Segmente über ein Zugglied in das Bohrloch und anschließendes Verschieben der Segmente gegeneinander und Verspannen im Bohrloch. Die Erfindung betrifft außerdem einen Gebirgsanker zur Durchführung des Verfahrens mit einem Zugglied, dem im Bohrloch festlegbaren Ankerkopf und den auf dem Zugglied verschieblichen keilförmigen Elementen.

Aus der DE-PS 8 95 136 ist ein Anker bekannt, der aus mehreren, gegeneinander verspannbaren Keilen besteht oder besser gesagt aus Keilpaaren, die gelenkig miteinander verbunden sind. Die gelenkige Verbindung zwischen den einzelnen Keilpaaren bleibt bewußt auch nach dem Verkeilen erhalten, damit der Anker den Bewegungen des Gebirges folgen kann. Abgesehen davon, daß ein solcher Anker, der aus einzelnen Keilpaaren besteht, nur mit großem Aufwand in das Bohrloch eingeführt werden kann, ist ungeeignet, weil beim Einschieben leicht die einzelnen Keilpaare sich gegeneinander verkeilen können, wenn beispielsweise versehentlich der ganze Strang kurz zurückgezogen wird oder zurückgezogen werden muß, so daß dann ein weiteres Einbringen wesentlich erschwert ist. Die Verkeilung kann zwar wieder gelöst werden, doch nur mit erheblichem Aufwand bzw. unter Inkaufnahme einer erheblichen Gefährdung, weil der einmal eingebrachte Anker ja dann letztlich auch durch Bewegung des Gebirges sich lösen kann, so daß die Ankerwirkung aufgehoben ist. Im übrigen ist das Einbringen derartiger zusammenhängender Keile auch deshalb schwierig, weil glattwandige Bohrlöcher in der hier notwendigen Form praktisch nicht vorgehalten werden können oder aber es ist notwendig, größere Bohrlöcher einzubringen, als diese für die eigentliche Verankerung erforderlich sind. Aus der DE 31 10 059 A1 ist ein Ankerbolzensatz aus Spannbolzen, Verlängerungsbolzen und Hülsen bekannt. Die Spannbolzen und die Verlängerungsbolzen sowie die Hülsen sind mit Gewindeabschnitten versehen, wodurch die einzelnen Abschnitte wirksam miteinander verbunden werden können. Eine daraus entstehende, durchgehende Stange entspricht praktisch einem Bohrgestänge, nur daß der Aufbau wesentlich aufwendiger ist. Die Herstellung der einzelnen Bolzen und Hülsen ist sehr aufwendig und teuer und darüber hinaus das Einbringen umständlich, weil die einzelnen Bolzen und Hülsen ja nicht biegesteif sind, von daher ebenfalls wieder nur eine geringe Länge aufweisen können, um abschnittsweise ins Bohrloch eingebracht zu werden. Der jeweils ins Bohrloch eingeführte Ankerabschnitt muß darüber hinaus befestigt und festgehalten werden, um die jeweils nächste Ankerlänge einschrauben zu können.

Die DE-PS 7 28 528 beschreibt und zeigt einen Reibungsanker aus schrägen Zylinderabschnitten und einem Rohr bestehend. Die einzelnen Zylinderabschnitte werden durch eine Spannstange zusammengehalten. Die Spannstange ist mit einem endseitigen Bund und einem dem Bohrlochmund zugeordneten Spannrohr ausgerüstet. Zwischen diesem Bund und dem Spannrohr werden mehrere auf die Spannstange aufgeschobene Keilstücke mit einem Langloch aufgeschoben. Dieses Langloch ergibt eine übergroße Innenbohrung und beeinflußt die Stabilität der Keilstücke und damit des Ankers insgesamt erheblich. Zwischen den Keilstücken sind Zwischenkörbe angeordnet, die beim Verspannen aufplatzen und die mit Sand und Zement gefüllt sind. Um das Eindringen von Sand und Zement in die Keilstücke zu vermeiden, müssen diese durch Blechstreifen abgedeckt werden.

Bei diesen bekannten Verfahren und den dazu geeigneten Gebirgsankern ist nachteilig, daß mit derartigen Stangen und darauf verschieblich angeordneten Keilen unter wirklich beengten Verhältnissen nicht gearbeitet weden kann, weil nämlich dann die Stange nicht mit entsprechend der Länge vorgegeben in das Bohrloch eingeführt werden kann. Selbst wenn eine solche Stange eine begrenzte Flexibilität aufweisen würde, wäre eine einwandfreie Handhabung beispielsweise im Streb bei einer Mächtigkeit von 1 m oder 1,50 m nicht möglich. Außerdem müssen die Bohrungen in den einzelnen Keilen wie erläutert als Langlöcher ausgebildet sein, um beim "Verkeilen" den Einzelteilen die notwendige Beweglichkeit gegeneinander zu geben. Die notwendige Stabilität ist damit nicht erreichbar, insbesondere ergibt sich aber auch keine durchgehende Stange, selbst wenn man die dazwischengeschalteten aus Zement und Sand bestehenden Zwischenstücke mitberücksichtigen will. Insbesondere Scherkräfte kann ein derartiger Anker zumindest bezüglich der Keile nicht aufnehmen. Damit ist aber ein Gebrauch im heutigen Bergbau nicht zulässig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gebirgsanker mit ausreichender Nachgiebigkeit zu schaffen, der ein Einführen in Bohrlöcher unter beengten Verhältnissen auch über große Längen möglich macht und der dennoch nach dem Verspannen zusätzlich große Tragkräfte und ausreichende Scherkräfte aufzunehmen in der Lage ist.

Die Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß die Segmente auf einem biegefähigen Seil verteilt angeordnet und so ins Bohrloch eingeführt, dann durch Rückziehen des Seiles ineinandergreifend so weit gegeneinander verschoben und in Teilbereichen auseinander und gegen die Bohrlochwandung verspreizt werden, daß eine durchgehend stabile Stange entstanden ist.

Bei einer derartigen Ausbildung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens ist es ohne weiteres möglich, solche Gebirgsanker praktisch beliebiger Art herzustellen und in die Bohrlöcher einzuführen. Die einzelnen Segmente weisen eine solche Abmessung auf, daß sie um einen möglichst engen Kurvenradius herumgeführt werden können und von daher ohne Probleme beispielsweise aus der Strecke in das Streb hineinkommen können oder aber bei niedrigen Höhen ohne Probleme einzubringen sind, so daß auch Anker großer Länge verwendet bzw. hergestellt werden können. Durch die besondere Ausbildung der einzelnen Segmente ist es möglich, diese so zusammenzufügen, daß sie dabei ausreichende Scherkräfte und auch Zugkräfte aufnehmen können, da sie vorher durch die entsprechende Beanspruchung des Seiles so zusammengeschoben worden sind, daß sie auch Scherkräfte aufnehmen. Damit ist ein Arbeitsverfahren geschaffen, das die Möglichkeit bietet, Gebirgsanker praktisch beliebiger Länge im untertägigen Berg- und Tunnelbau zum Einsatz zu bringen und damit einen Ausbau zu schaffen, der den einmal hergestellten Hohlraum in der vorgeschriebenen und ausreichenden Weise sichert.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß das Zugglied ein biegsames Seil ist und die Segmente begrenzt ineinanderschiebbar zu einem über die Bohrlochlänge durchgehenden Hüllrohr verspannbar ausgebildet sind. Ein solcher Anker dient zur Durchführung des Verfahrens. Dieser besondere Anker wird gleichzeitig gegen Scherkräfte gesichert und so ausgebildet, daß er trotz alledem hohe Zugkräfte ausüben und aufnehmen kann, indem nämlich der biegsame Strang oder das Seil in einem aus biegesteifen, das Seil vor Kräften schützenden, formschlüssig ineinandergreifenden Segmenten bestehenden Hüllrohr verspannbar gelagert ist. Dabei wird das Hüllrohr durch das gespannte oder das gerade sich spannende Seil so ineinandergeschoben, daß der vorteilhaft biegesteife und zugleich auch hohe andere Kräfte aufnehmende Anker geschaffen wird. Je nach Länge und Abmessung der einzelnen Segmente des Hüllrohres kann ein derart zusammengesetzter Gebirgsanker auch um enge Radien herumgelegt und in das Bohrloch eingeführt werden, so daß sich ein ausgesprochen günstiger und geringer Platzbedarf ergibt.

Eine besonders zweckmäßige Ausbildung des aus Segmenten zusammengesetzten Gebirgsankers ist der, bei dem die Seg­ mente im unteren Teilbereich eine Aussparung in Form eines mit der abgeschnittenen Spitze zur Segmentmitte gerichteten Pyramidenstumpfes quadratischer Grundfläche aufweisen, die in eine dem Durchmesser des Seils angepaßten Innenboh­ rung übergeht, während der obere Teilbereich als der Aus­ sparung angepaßter Pyramidenstumpf ausgebildet ist. Eine solche Ausbildung des Gebirgsankers gibt zunächst einmal einen vorteilhaften Formschluß, so daß ein derartiger Anker auch benutzt werden kann, um ins Bohrloch eingeführte Zwei- oder Mehrkomponentenpatronen so zu vermischen, daß anschließend durch das miteinander reagierende Kompo­ nentengemisch der gesamte Anker im Bohrloch festgelegt wird. Durch die besondere Form der Segmente und den Form­ schluß zwischen den einzelnen Segmenten ist dabei ein vor­ teilhafter Durchmischungsprozeß verschiedener Komponenten sichergestellt. Vorteilhaft ist außerdem, daß sich eine genau definierte Gebirgsankerstange ergibt, die auch bei ggf. auftretendem Nachlassen der Vorspannung immer noch eine ausreichende Sicherung möglich macht.

Beschädigungen am Seil oder am Strang auch bei dem Einführen des Gebirgsankers um eine scharfe Kurve herum werden sicher dadurch unterbunden, daß die Wand der Segmente innen mit einem nachgiebigen oder begrenzt nachgiebigen Material beschichtet ist. Durch die Beschichtung der Innen­ wand der einzelnen Segmente werden einem oder mehreren Scherblöcken des Spannseiles nachgiebig Widerstand geleistet.

Eine besonders flexible Ausbildung des erfindungsge­ mäßen Gebirgsankers ist die, bei der die auf das Seil aufge­ fädelten Segmente des Hüllrohres von einem elastischen Schlauch umgeben sind. Durch diesen Schlauch kann der Abstand der einzelnen Segmente so vorbestimmt werden, daß ein Verbiegen der Säule ohne weiteres möglich ist. Die Ausbildung gibt somit die Möglichkeit, einen quasi auf enge oder auch größere Biegeradien geeigneten Gebirgsanker über Tage so vorzubereiten, daß er unter Tage zunächst sicher eingebracht werden kann, um dann durch Aufbringen der Vorspannkraft die einzelnen Segmente so ineinander zu verkeilen, daß sich ein vorteilhaft stabiler Gebirgsanker ergibt. Eine solche Ausführung ist besonders dann vorteil­ haft zu verwirklichen, wenn der Schlauch als Schrumpfschlauch ausgebildet ist, wobei die Schrumpfwirkung durch die Aufbringung der Temperatur so beeinflußt werden kann, daß darüber auch der Abstand der einzelnen Segmente genau vorgegeben und eingehalten werden kann. Durch diese Ausbildung ist somit eine gezielte Kurvengängigkeit des Gebirgsankers zu erreichen und so vorzugeben, daß unter Tage lediglich noch die Einführungsarbeiten in das Bohrloch erforderlich sind, ohne daß weitere Vorbereitungsarbeiten erforderlich werden.

Neben der Ausbildung als Pyramidenstumpf ist es auch möglich, daß der obere Teilbereich als Kegelstumpf und die Aussparung im unteren Teilbereich diesem angepaßt kegel­ stumpfförmig ausgebildet sind. Damit wird eine im Prinzip vergleichbare Lösung geschaffen, wobei allerdings hier die Verbindung durch Reibungskräfte gesichert ist, was in der Regel auch ausreicht, um beispielsweise die bereits weiter oben erwähnten Gebirgsverfestigungspatronen so zu zerstören und die darin enthaltenen Komponenten so mitein­ ander zu vermischen, daß sich dann eine optimale und schnell aushärtende Mischung ergibt. Ein vorteilhaftes Verkeilen der einzelnen Segmente ineinander wird dadurch begünstigt, daß die Flächen der Aussparungen steiler als die Außen­ flächen des oberen Teilbereiches ausgebildet sind. Damit ergibt sich eine gewisse Spreizwirkung und es ist sicherge­ stellt, daß das in das obere Segment eingeschobene jeweils untere Segment sich quasi darin verkeilt und ohne Gewalt­ anwendung auch gar nicht wieder davon befreit werden kann. Die geschilderte Ausbildung hat aber darüber hinaus den Vorteil, daß das jeweils obere Segment die Funktion des Ankerkopfes übernimmt, indem nämlich dieser Bereich so mit dem Gebirge verkeilt wird, daß eine anschließende Auf­ bringung der Vorspannkräfte von der Seite des Bohrlochmundes her möglich ist. Dies wird dadurch erreicht, daß der untere Teilbereich mehrere, achsparallel verlaufende, durch die Wandung durchgehend ausgebildete Einschnitte aufweist. Die Einschnitte ermöglichen es, den unteren Bereich eines jeweiligen derartigen Gebirgsankers so aufzuweiten, daß einmal das jeweils darunterliegende Segment gut einführbar ist und daß das einzelne Segment sich mit den aufgespreizten Teilen im Gebirge so festlegt, daß die weiter oben schon geschilderten Vorteile sich einstellen.

Das Einführen in das Bohrloch wird dadurch begünstigt, daß der untere Teilbereich der einzelnen Segmente kreisrund ausgebildet ist, während die Ausnehmung in diesem unteren Teilbereich die beschriebene besondere Pyramiden- oder Kegelstumpfform erhält. Es ist aber beim Einsatz der Ein­ schnitte eine vorteilhafte Abstützwirkung zumindest der entsprechend ausgebildeten Segmente dadurch erreichbar, daß der untere Teilbereich mehrere, achsparallel verlaufende durch die Wandung durchgehend ausgebildete Einschnitte aufweist. Dann kann bei einer derartigen Ausbildung erreicht werden, daß sich diese Einschnitte aufstellen und gegen das Gebirge verspannen, so daß der einmal ins Gebirge einge­ zogene Gebirgsanker auch mit großer Gewaltaufwendung nicht wieder daraus herausgezogen werden kann. Dies ist insbe­ sondere dann der Fall, wenn die Einschnitte über die Länge der Aussparung reichend den unteren Teilbereich in vier Teile unterteilend ausgebildet sind, wobei sie bei der auch außen pyramidenstumpfförmigen Ausbildung mittig der äußeren Flächen verlaufend ausgebildet sind. Dieses letzte Merkmal besagt, daß sich dann Spitzen ergeben, die sich regelrecht in die Bohrlochwandung einbohren und so zum Festlegen der einzelnen Segmente im Bohrloch beitragen.

Um eine gewisse gezielte Nachgiebigkeit derartiger Gebirgsanker zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß die Wand der Innenbohrung des oberen Segmentes mit einer abscherbaren Beschichtung versehen und daß auf das darüber­ liegende Teilstück des Seils ein Scherelement aufgepreßt ist, dessen Außenabmessungen kleiner als der Durchmesser der Innenbohrung ohne Beschichtung ist. Tritt nun die besagte Beanspruchung eines derartigen Gebirgsankers auf, so muß zunächst das Scherelement durch das jeweilige obere Segment hindurchgezogen werden, wobei durch Wahl des Scher­ elementes und der Beschichtung diese dafür benötigten Kräfte praktisch sehr genau vorgegeben werden können. Ist das Scherelement durch das obere Segment durchgezogen worden, muß es dann anschließend durch das nächste Segment sich hindurchfressen, so daß weitere hohe Kräfte benötigt werden, die den Gebirgsanker insgesamt aber als gezielt nachgiebig anerkennen läßt.

Eine gezielte Weiterbildung besagt, daß jedem der Segmente ein Scherelement und eine entsprechende Beschi­ tung zugeordnet ist, um so über die gesamte Länge des Gebirgsankers eine gleichmäßige Nachgiebigkeit vorzugeben, die allerdings dann durch die Länge eines jeden Segmentes vorgegeben ist. Bei der weiter oben geschilderten Ausfüh­ rungsform müßte das Scherelement sich letztlich durch alle Segmente hindurchfressen, bevor die Nachgiebigkeit des Gebirgsankers vollständig ausgenutzt wäre.

Das gezielte Durchfressen des Scherelementes durch die Beschichtung wird dadurch berechenbarer, daß der äußere Mantel des Scherelementes gezahnt ausgebildet ist, was gleichzeitig den Vorteil hat, daß einem Verdrehen des Seiles innerhalb des jeweiligen Segmentes entgegengewirkt wird.

Ein derartiger Gebirgsanker kann vorteilhaft auch zum Injizieren von Zweikomponenten- oder Mehrkomponenten­ gemischen verwendet werden, da nach einer weiteren Ausbil­ dung vorgesehen ist, daß der biegsame Strang oder das Seil eine Hohlseele aufweisen. Diese Hohlseele kann beim Inji­ zieren herausgedrückt werden oder aber es handelt sich um eine echte Innenbohrung, die ein Injizieren durch den Strang bzw. das Seil hindurch zulassen.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Gebirgsanker mit ausgesprochen großer Nachgiebigkeit ja sogar Flexibilität vorgegeben ist, der dennoch nach dem Verspannen ausgesprochen hohe Tragkräfte aufnimmt und insbesondere auch Scherkräfte so aufnimmt, daß das innen­ liegende Seil geschützt ist und die ihm zugedachten hohen Zugkräfte ohne Probleme übernehmen kann. Insgesamt ist damit ein den besonderen Bedingungen im untertägigen Berg- und Tunnelbau genügender Seilanker geschaffen, der trotz der etwas aufwendigen Ausbildung der einzelnen Segmente den besonderen Bedingungen insbesondere dadurch genügt, daß praktisch Gebirgsanker beliebiger Länge zum Einsatz gebracht werden können.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungs­ gegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Segment im Längsschnitt,

Fig. 2 ein Segment in Draufsicht,

Fig. 3 ein erfindungsgemäßer Gebirgsanker mit Seil und mehreren ein Hüllrohr ergebenden Segmenten,

Fig. 4 mehrere durch Aufbringung der notwendigen Zugkräfte ineinandergeschobene Segmente,

Fig. 5 zwei aufspreizbare Segmente in Seitenan­ sicht und im Schnitt,

Fig. 6 das aufspreizbare Segment im Schnitt und

Fig. 7 das aufspreizbare Segment in Draufsicht und zwar sowohl in der kreisrunden Aus­ führung des unteren Teilbereiches wie auch in der quadratischen Ausführung,

Fig. 8 einen in das Bohrloch eingeführten Gebirgsanker, der durch Ineinanderschieben der einzelnen Segmente an mehreren Stellen in der Bohrlochwandung festgelegt ist,

Fig. 9 einen nachgiebigen Gebirgsanker im Schnitt,

Fig. 10 einen Schnitt durch das Scherelement und

Fig. 11 eine Draufsicht auf das in Fig. 9 wieder­ gegebene Segment.

Fig. 1 zeigt nur einen Teil eines Segmentes, wobei hier nur ein Segment (3) des Hüllrohres (2) wiedergegeben ist, um diesen speziellen Aufbau besser zeigen und erläutern zu können. Insgesamt gesehen weist das Segment (3) einen pyramidenstumpfähnlichen Aufbau, wobei im unteren Teilbe­ reich (4) eine Aussparung (5) vorgesehen ist, die die Form einer abgeschnittenen Pyramide mit quadratischer Grundfläche (6) hat. Diese Aussparung (5) geht in eine zylindrische Innenbohrung (7) über, deren Wand (8) beispielsweise mit einer hier nicht wiedergegebenen Beschichtung versehen ist.

Der obere Teilbereich (9) des Segmentes (3) ist insge­ samt als Pyramidenstumpf ausgebildet, so daß sich Außen­ flächen, vorzugsweise vier ergeben, die eine entsprechende Steigung bzw. Neigung haben.

Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 wiedergegebene Segment (3) in Draufsicht, wobei deutlich wird, daß aus Gründen der einfachen und geführten Einführung des Gebirgsankers (1) in das Bohrloch der untere Teilbereich (4) in seinem Außendurchmesser kreisrund ausgebildet ist. An diesen kreis­ runden, quasi einen Kegelstumpf bildenden unteren Teilbe­ reich (4) schließen sich der obere Teilbereich (9) in seiner Pyramidenstumpfform an. Deutlich werden hier die Außen­ flächen (10, 11), die bei der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Ausführung genau in der Steigung der der Fläche (14) der Aussparung (5) entsprechen. In die kreisrunde, zylindrische Innenbohrung (7) ist das Seil (12) eingeführt, das bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Form eine Hohlseele (13) auf­ weist, um mit einem derartigen Gebirgsanker (1) beispiels­ weise Zweikomponentenkleber o.ä. Material in das Bohrloch injizieren zu können.

Fig. 3 gibt einen aus mehreren Segmenten (3, 15, 16) bestehendes Hüllrohr (2) wieder, das das Seil (12) umgibt, wobei dieses Seil (12) wie gezeigt als Zugelement verwend­ bar ist, um nach dem Einführen des Gebirgsankers (1) in das Bohrloch (18) die einzelnen Segmente (3, 15, 16) ineinanderzuschieben und zu ziehen und damit die notwendige Starrheit für den Gebirgsanker (1) zu erreichen. Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Ausführung sind die einzelnen Segmente (3, 15, 16) von einem Schlauch (17) umgeben, der den Abstand zwischen den einzelnen Segmenten (3, 15, 16) vorgibt, insbesondere, wenn er als Schrumpfschlauch ausge­ bildet ist. Der Abstand der einzelnen Segmente (3, 15, 16) führt zusammen mit dem leicht biegsamen Zugelement, d.h. dem Seil (12) und dem elastischen Schrumpfschlauch (17) zu einer einfachen Biegefähigkeit des Gesamtsystems, so daß ein solcher Gebirgsanker (1) mit relativ engem Radius gebogen und aus engen Grubenräumen heraus in das Bohrloch (18) eingebracht werden kann.

Um die einzelnen Segmente (3, 15, 16) gegeneinander verspannen und ineinanderpressen zu können, ist ein oberes Widerlager (19) und ein unteres Widerlager (20) vorgesehen, wobei das untere Widerlager (20) letztendlich nach Einführen des Gebirgsankers (1) in das Bohrloch (18) im Bereich des Bohrlochmundes (21) angeordnet ist. Das Seil (12) wird praktisch durch das untere Widerlager (20) hindurchgezogen, so daß die dann senkrecht übereinanderliegenden einzelnen Segmente (3, 15, 16) ineinandergeschoben werden, wie die Fig. 3 leicht erkennen läßt, noch besser aber Fig. 4. Das Gebirge, in das das Bohrloch (18) vorab eingebracht worden ist, ist mit (22) bezeichnet.

Die einzelnen Segmente (3, 15, 16) sind nach Fig. 4 ineinandergeschoben, wobei hier auf die Darstellung des innenliegenden Seiles verzichtet ist. Die einzelnen Segmente (3, 15, 16) ergeben eine steife Säule. Über das Ineinander­ greifen der einzelnen Segmente (3, 15, 16) ist eine Über­ tragung auch von Drehmomenten möglich, was beispielsweise benötigt wird, um die Kunstharzklebekomponenten miteinander vermischen zu können.

Die Fig. 5, 6 und 7 geben eine Ausführung der einzelnen Segmente (3) wieder, bei der im unteren Teilbereich (4) Einschnitte (23, 24) vorgesehen sind, die die äußere Fläche (25) in mehrere Teile unterteilt, um auf diese Art und Weise ein Aufspreizen des unteren Teils des einzelnen Segmentes zu erreichen. Dies wird dadurch erreicht, daß der jeweils pyramidenstumpfförmige obere Teilbereich (9) in die Aussparung (5) des unteren Teilbereiches (4) hinein­ gedrückt wird, wobei durch die unterschiedlichen Steigungen der Fläche (14) und der Außenfläche (10, 11) sich die er­ wähnte Spreizwirkung ergibt.

Fig. 6 zeigt ein Segment (4) in Ruhestellung und Fig. 7 das Segment (4) in Draufsicht, wobei deutlich wird, daß insgesamt vier Einschnitte (23, 24) vorgesehen sind, so daß sich vier Teile ergeben, die entweder einen kreis­ förmigen Durchmesser wiedergeben oder aber einen recht­ eckigen bzw. quadratischen, wodurch sich jeweils vier Ver­ spannspitzen (26) ergeben, die sich vorteilhaft in die Bohrlochwandung einpressen lassen, wenn die einzelnen Segmente (3, 15, 16) ineinandergepreßt werden.

Fig. 8 zeigt einen in das Bohrloch (18) eingeführten tannenbaumförmigen Gebirgsanker (1), wobei die Spitzen bzw. die Verspannspitzen (26) durch das Auseinanderdrücken des unteren Teilbereiches (4) bzw. das Aufspreizen ent­ stehen. Diese Verspannspitzen (26) werden in die Bohrloch­ wandung eingedrückt. Da sich bei diesem Vorgang die Säule der einzelnen Segmente (3, 15, 16) gleichzeitig verkürzt, werden die einzelnen Gesteinsschichten bzw. die sich etwas voneinander entfernten Schichtflächen (27, 28) durch die hohen Vorspannkräfte zumindest am weiteren Auseinandergehen gehindert, in gewisser Hinsicht sogar zusammengezogen.

Einen gezielt nachgiebigen Gebirgsanker (1) geben die Fig. 9 bis 11 wieder. Hier ist auf der Wand (8) der Innenbohrung (7) eine Beschichtung (30) aufgebracht, das abscherbar ist und das aus einzelnen Teilringen (31, 32) bestehen kann und so mit der Wand (8) verbunden ist, daß nur durch Aufbringen entsprechend hoher Kräfte eine Zer­ störung dieser Beschichtung (30) möglich ist. Die Zerstörung erfolgt dabei dadurch, daß auf das obere Teilstück (33) des Seiles (12) ein Scherelement (34) aufgepreßt ist, das bei auftretender Zugbelastung in den Bereich der Be­ schichtung (30) hineingezogen wird und diese dabei zerstören muß, so daß die gezielte Nachgiebigkeit des Gebirgsankers (1) erreicht ist. Da die einzelnen Segmente (3, 15, 16) wie weiter vorne gezeigt aufgespreizt werden können und sich dabei an der Bohrlochwandung verhaken, bleiben diese in ihrer Position, wobei dies durch Verkleben noch ver­ bessert werden kann. Der äußere Mantel (35) des Scher­ elementes (34) weist dabei eine Vielzahl von Zähnen (36, 37) auf, um so eine gezielte Zerspanung der Beschichtung (30) zu gewährleisten. Das Scherelement (34) ist in Fig. 10 in Draufsicht wiedergegeben, während Fig. 11 eine Draufsicht auf das gesamte die gezielte Nachgiebigkeit des Gebirgs­ ankers (1) vorgebende Segment (4) zeigt.

In der Regel wird es ausreichend sein, jeweils nur das obere Segment (4) mit einer derartigen gezielten Be­ schichtung (30) zu versehen. Denkbar ist es aber auch, jedem einzelnen oder zumindest mehreren der Segmente (3, 15, 16) eine entsprechende Beschichtung zu geben, um so auch extrem hohe Scherwerte zu erreichen und damit je nach Gegebenheit eine vorteilhafte und den jeweiligen Einsatz­ fällen angepaßte Nachgiebigkeit.

Claims (14)

1. Verfahren zum Einbringen von nachgiebigen Gebirgs­ ankern unter beengten räumlichen Verhältnissen, insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau zur Sicherung der Firste und der Stöße sowie des Hangenden, durch Einführung einzelner keilförmiger Segmente über ein Zugglied in das Bohrloch und anschließendes Verschieben der Segmente gegeneinander und Verspannen im Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente auf einem biegefähigen Seil verteilt angeordnet und so ins Bohrloch eingeführt, dann durch Rückziehen des Seiles ineinandergreifend so weit gegeneinander verschoben und in Teilbereichen auseinander und gegen die Bohrlochwandung verspreizt werden, bis eine durchgehend stabile Stange entstanden ist.

2. Gebirgsanker zur Durchführung des Verfahrens mit einem Zugglied, dem im Bohrloch festlegbaren Ankerkopf und den auf dem Zugglied verschieblichen keilförmigen Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied ein biegsames Seil (12) ist und die Segmente (3, 15, 16) begrenzt ineinanderschiebbar zu einem über die Bohrlochlänge durchgehenden Hüllrohr (2) verspannbar ausgebildet sind.

3. Gebirgsanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (3, 15, 16) im unteren Teilbereich (4) eine Aussparung (5) in Form eines mit der abgeschnittenen Spitze zur Segmentmitte gerichteten Pyramidenstumpfes quadratischer Grundfläche (6) aufweisen, die in eine dem Durchmesser des Seils (12) angepaßten Innenbohrung (7) übergeht, während der obere Teilbereich (9) als der Aus­ sparung angepaßter Pyramidenstumpf ausgebildet ist.

4. Gebirgsanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (8) der Segmente (3, 15, 16) innen mit einem nachgiebigen oder begrenzt nachgiebigen Material beschichtet ist.

5. Gebirgsanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Seil (12) aufgefädelten Segmente (3, 15, 16) des Hüllrohres (2) von einem elastischen Schlauch (17) umgeben sind.

6. Gebirgsanker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (17) als Schrumpfschlauch ausgebildet ist.

7. Gebirgsanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teilbereich (9) als Kegelstumpf und die Aus­ sparung (5) im unteren Teilbereich (4) diesem angepaßt kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

8. Gebirgsanker nach Anspruch 8, Anspruch 3 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (14) der Aussparungen (5) steiler als die Außenflächen (10, 11) des oberen Teilbereiches (9) ausge­ bildet sind.

9. Gebirgsanker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teilbereich (4) mehrere, achsparallel verlau­ fende, durch die Wandung durchgehend ausgebildete Ein­ schnitte (23, 24) aufweist.

10. Gebirgsanker nach Anspruch 8 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (23, 24) über die Länge der Aussparung (5) reichend, den unteren Teilbereich (4) in vier Teile unterteilend ausgebildet sind, wobei sie bei der auch außen pyramidenstumpfförmigen Ausbildung mittig der äußeren Flächen (25) verlaufend ausgebildet sind.

11. Gebirgsanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (8) der Innenbohrung (7) des oberen Segmentes (16) mit einer abscherbaren Beschichtung (30) versehen und das auf das darüberliegende Teilstück (33) des Seils (12) ein Scherelement (34) aufgepreßt ist, dessen Außen­ abmessungen kleiner als der Durchmesser der Innenbohrung (7) ohne Beschichtung (30) ist.

12. Gebirgsanker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Segmente (3, 15, 16) ein Scherelement (34) und eine entsprechende Beschichtung (30) zugeordnet ist.

13. Gebirgsanker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel (35) des Scherelementes (34) gezahnt ausgebildet ist.

14. Gebirgsanker nach Anspruch 2 oder einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame Strang oder das Seil (12) eine Hohlseele (13) aufweist.