NO144157B

NO144157B - AID UNIT UNITS FOR USE IN A WALL AND Ceiling AID CONSTRUCTION IN A TUNNEL E.L.

Info

Publication number: NO144157B
Application number: NO762879A
Authority: NO
Inventors: Minoru Yamamoto; Juntaro Honda
Original assignee: Minoru Yamamoto; Kubota Ltd
Priority date: 1975-08-26
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1981-03-23
Also published as: AU1715976A; SE417743B; DE2637726A1; GB1525305A; JPS554198B2; ES236459Y; DE2637726C3; SE7609476L; NO762879L; JPS5226734A; DE2637726B2; NO144157C; FR2322259A1; FR2322259B1; ES236459U; IT1073901B; AU501149B2

Description

Foreliggende oppfinnelse angår støtteelement-enheter til bruk The present invention relates to support element units for use

i støttekonstruksjon for vegger og tak i en tunnel e.l., der støtteelementer består av støtteelement-enheter som er løs-bart innbyrdes sammenkoblet med sine ender, slik at de sammen i hovedsak danner en bue, idet det ved endene av enhetene er dannet hull for forankringsbolter som drives inn i tunnelens vegger og/eller tak. in support construction for walls and roofs in a tunnel etc., where support elements consist of support element units which are releasably interconnected at their ends, so that together they essentially form an arch, as holes for anchoring bolts are formed at the ends of the units which is driven into the tunnel walls and/or ceiling.

Ved utførelse av tunnelarbeider er det nødvendig å understøtte massen for å hindre deformasjon og brudd i denne fra den tid tunnelen er gravet ut til utstøpingen begynner. For dette formål har det vært benyttet forskjellige støttekonstruksjoner som alene eller i konbinasjon benytter stålbuer, fjellbolter og betong påført ved sprøyting. Et eksempel på en slik støtte-konstruksjon er vist i fig. 10a, 10b og 10c, og omfatter et bueformet støtteelement 23 av stål, vanligvis med trapesformet eller V-formet tverrsnitt og med en flens ved den frie ende, samt fjellbolter 25 som føres inn på innbyrdes adskilte steder langs støtteelementet og radialt inn i massen 21. I denne kjente støttekonstruksjon vil det bueformede støtteelement 23 bære massetrykket direkte, mens fjellboltene 25 forsterker massen 21 og forbinder denne med støtteelementet 23, slik at massens egen bæreevne kan utnyttes. Forbindelsen mellom støtteelementet 23 og fjellboltene 25 bevirkes ved hjelp av anleggsplater 29. I de utførelsesformer som er vist i fig. When carrying out tunnel work, it is necessary to support the mass to prevent deformation and breakage in it from the time the tunnel is excavated until the casting begins. For this purpose, different support structures have been used which alone or in combination use steel arches, rock bolts and concrete applied by spraying. An example of such a support construction is shown in fig. 10a, 10b and 10c, and comprises an arc-shaped support element 23 made of steel, usually with a trapezoidal or V-shaped cross-section and with a flange at the free end, as well as rock bolts 25 which are inserted at mutually separated locations along the support element and radially into the mass 21 In this known support structure, the arc-shaped support element 23 will carry the mass pressure directly, while the rock bolts 25 reinforce the mass 21 and connect it to the support element 23, so that the mass's own bearing capacity can be utilized. The connection between the support element 23 and the rock bolts 25 is effected by means of mounting plates 29. In the embodiments shown in fig.

10a og 10b er anleggsplatene 29 anbragt i anlegg -både mot de frie ender av det V-formede stål og med den frie ende av fjellbolten 25 som er ført gjennom stålelementet, perpendikulært inn i massen, idet bolten 25 som samvirker med massen er låst til anleggsplaten 29 ved hjelp av en mutter e.l. 10a and 10b, the contact plates 29 are arranged in contact - both against the free ends of the V-shaped steel and with the free end of the rock bolt 25 which is passed through the steel element, perpendicularly into the mass, the bolt 25 which interacts with the mass being locked to the mounting plate 29 by means of a nut or the like.

Da fjellboltene ved denne sammenkoblingsmetode strekker seg igjennom det V-formede stålelement, oppnås fordelen ved at de forbindes sikkert med hverandre. På den annen side må det imidlertid laves-hull i stålelementet, og anleggsplaten må As the rock bolts in this connection method extend through the V-shaped steel element, the advantage is achieved that they are securely connected to each other. On the other hand, however, holes must be made in the steel element, and the mounting plate must

være stor og har en tendens til ikke å være så stiv som ønsket. be large and tend not to be as stiff as desired.

Da hullene som tjener som føringer i stålelementet bare er så lange som elementenes veggtykkelse, vil det ved boring av fjellboltopptagende hull i massen oppstå problemer, herunder vanskeligheter ved boringen. En annen metode for sammenkobling er vist i fig. 10c, hvor anleggsplaten 29 er anordnet i vinkel mellom massen og den frie kant av det V-formede stålelement, og etter at fjellbolten 25 er ført inn i massen i vinkel mot overflaten på denne, låses den frie ende av fjellbolten til anleggsplaten ved hjelp av en mutter e.l. I dette tilfelle er den faste forbindelse mellom stålelementet og massen ikke pålitelig, og det mangler noe som tjener som føring for boringen. Et ytterligere problem er at det, da boreposisjonen ikke er fastlagt, kan bli ujevnt bolt-mønster. As the holes that serve as guides in the steel element are only as long as the element's wall thickness, problems will arise when drilling rock bolt receiving holes in the mass, including difficulties during drilling. Another method of connection is shown in fig. 10c, where the mounting plate 29 is arranged at an angle between the mass and the free edge of the V-shaped steel element, and after the rock bolt 25 has been introduced into the mass at an angle to the surface thereof, the free end of the rock bolt is locked to the mounting plate by means of a nut etc. In this case, the fixed connection between the steel element and the mass is not reliable, and something is missing to serve as a guide for the drilling. A further problem is that, as the drilling position is not determined, there can be an uneven bolt pattern.

Fra DE-AS 2037172 er kjent støtteelement-enheter med halv-sirkelformede utsparinger utformet i endene. Utsparingene er dannet i flensene og steget til et I-profil. Når disse enheter anbringes ende mot ende, dannes det således hull som avgrenses av de innbyrdes tilgrensende flenser. From DE-AS 2037172 support element units with semi-circular recesses formed at the ends are known. The recesses are formed in the flanges and stepped into an I-profile. When these units are placed end to end, holes are thus formed which are delimited by the mutually adjacent flanges.

For å oppnå styring for boring av bolthull, anbringes hylser mellom flensene. Derved oppnås imidlertid en konstruksjon som er lite stabil, og området i nærheten av boltgjennom-føringen vil være svekket, særlig på grunn av at det også er utsparinger i steget. Dessuten er arbeidet med monteringen tungvint på grunn av de løse hylser som må bringes på plass. To achieve control for drilling bolt holes, sleeves are placed between the flanges. This, however, results in a construction that is not very stable, and the area near the bolt passage will be weakened, particularly because there are also recesses in the step. In addition, the assembly work is cumbersome because of the loose sleeves that have to be brought into place.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem The purpose of the present invention is to arrive at

til støtteelement-enheter som medfører at støttekonstruksjonen er enkel å montere, samt får høy stabilitet og styrke, særlig i områdene for gjennomføring av fjellboltene, og som dessuten gir en sikker styring ved boring av hullene for fjellboltene. for support element units, which means that the support structure is easy to assemble, as well as having high stability and strength, especially in the areas where the rock bolts are inserted, and which also provides safe control when drilling the holes for the rock bolts.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd med støtteelement-enheter som angitt innledningsvis, og som kjennetegnes ved at enhetene er fremstilt ved støping, og at hvert element har en koblingsplate i hver ende, ragende i rett vinkel med enhetenes lengderetning, at hver koblingsplate har hull for sammenføyningselementer, og at koblingsplatene er utformet med halvsylindriske, gjennomgående spor mellom innerflaten og ytterflaten av enhetene, for dannelse av styreåpninger for forankringsboltene når enhetene er sammenføyd. According to the invention, this has been achieved with support element units as indicated at the beginning, and which are characterized by the fact that the units are produced by casting, and that each element has a connection plate at each end, projecting at right angles to the longitudinal direction of the units, that each connection plate has holes for joining elements, and that the connection plates are designed with semi-cylindrical, continuous grooves between the inner surface and the outer surface of the units, for the formation of guide openings for the anchoring bolts when the units are joined.

Fordi bolthullene fremstilles samtidig med fremstillingen Because the bolt holes are made at the same time as the manufacture

av selve enhetene er det ikke behov for boring i støtte-elementene etter montering av disse, og arbeidet blir derved forenklet. Fordi bolthullene tjener til posisjonsbestemmelse ved boring av bolthullene i massen og også tjener som føring for borstangen, vil boringen lett kunne gjennomføres. Ettersom massen holdes av støtteelementer under boringen vil nedfall av massen kunne forhindres. of the units themselves, there is no need for drilling in the support elements after installing them, and the work is thereby simplified. Because the bolt holes serve to determine the position when drilling the bolt holes in the mass and also serve as a guide for the drill rod, the drilling will be easy to carry out. As the mass is held by support elements during drilling, fallout of the mass can be prevented.

I en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen har støtte-element-enhetene i samme støtteelement stort sett samme lengde og form, slik at bolthullene befinner seg med jevn avstand og tjener til markering av boltmønsteret, slik at det sikres et nøyaktig boltmønster. Når støtteelement-enhetene for en slik støttekonstruksjon har samme form kan produktiviteten økes betydelig ved fremstilling av enhetene ved støping. Bolthullene strekker seg gjennom hele tykkelsen av støtte-elementene slik at forbindelsen mellom støtteelement og fjellbolt blir ytterligere sikker. Anordningen av sylindriske bolthull hjelper effektivt til å styre borstangen under boring i massen og letter derved boreoperasjonen. In a preferred embodiment of the invention, the support element units in the same support element have largely the same length and shape, so that the bolt holes are located at an even distance and serve to mark the bolt pattern, so that an accurate bolt pattern is ensured. When the support element units for such a support structure have the same shape, productivity can be increased significantly when producing the units by casting. The bolt holes extend through the entire thickness of the support elements so that the connection between the support element and rock bolt becomes even more secure. The arrangement of cylindrical bolt holes effectively helps to guide the drill rod during drilling in the mass and thereby facilitates the drilling operation.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen og fordelene ved denne vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av eksempelvis valgte utførelsesformer for oppfinnelsen, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser et tverrsnitt gjennom en tunnel, og viser en utførelsesform for en støttekonstruksjon dannet av støtte-elementer og fjellbolter, i overensstemmelse med foreliggende oppf innelse. Fig. 2 er et perspektivriss, i utsnitt, og viser en del av støttekonstruksjonen. Fig. 3a er et perspektivriss av en første utførelsesform for en støtteelement-enhet, og fig. 3b viser en gjennomskåret enhet. Fig. 4 er et perspektivriss av en modifikasjon av enheten vist i fig. 3a. Further features of the invention and its advantages will be apparent from the subsequent description of, for example, selected embodiments of the invention, with reference to the attached drawings. Fig. 1 shows a cross-section through a tunnel, and shows an embodiment of a support structure formed by support elements and rock bolts, in accordance with the present invention. Fig. 2 is a perspective view, in section, and shows part of the support structure. Fig. 3a is a perspective view of a first embodiment of a support element unit, and Fig. 3b shows a sectioned unit. Fig. 4 is a perspective view of a modification of the unit shown in fig. 3a.

Fig. 5a er et perspektivriss av en ytterligere utførelses- Fig. 5a is a perspective view of a further embodiment

form for en støtteelement-enhet i henhold til oppfinnelsen, form of a support element unit according to the invention,

og and

Fig. 5b viser et perspektivriss av en gjennomskåret enhet. Fig. 5b shows a perspective view of a sectioned unit.

Fig. 6 er et perspektivriss av en modifikasjon av enheten vist i fig. 5a. Fig. 7 er et perspektivriss, i utsnitt, av en tredje utførelses-form for en støtteelement-enhet i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Fig. 8 og 9 viser eksempler på utnyttelsen av andre tverrsnittsformer for en støtteelement-enhet i overensstemmelse med oppfinnelsen. Fig. 6 is a perspective view of a modification of the unit shown in fig. 5a. Fig. 7 is a perspective view, in section, of a third embodiment of a support element unit in accordance with the present invention. Fig. 8 and 9 show examples of the utilization of other cross-sectional shapes for a support element unit in accordance with the invention.

Fig. 10a til 10c viser eksempler på tidligere kjent teknikk. Fig. 10a to 10c show examples of prior art.

I fig. 1 og 2 betegner henvisningstallet 1 massen gjennom hvilken en tunnel 2 skal dannes. Et støtteelement 3 omfatter støtteelement-enheter 4 med stort sett samme form og lengde uavhengig av tverrsnittsformen for tunnelen 2 og innrettet til å forbindes med hverandre ved hjelp av bolter og muttere eller på annen måte, for å danne en bue som tilsvarer tverrsnittsformen for tunnelen 2, idet støtteelementet 3 bærer masse-lasten. Fjellbolter 5 er anordnet på flere omkretsmessig adskilte steder langs støtteelementet 3 og strekker seg gjennom dette, radialt inn i massen 1, idet fjellboltene 5 forsterker massen 1 og avstøtter denne ved å utnytte styrken i denne. Støtteelement-enheten 4 for støtteele-mentet 3 kan eksempelvis være som vist i fig. 3a og 3b, In fig. 1 and 2, the reference number 1 denotes the mass through which a tunnel 2 is to be formed. A support element 3 comprises support element units 4 of substantially the same shape and length regardless of the cross-sectional shape of the tunnel 2 and arranged to be connected to each other by means of bolts and nuts or otherwise, to form an arch corresponding to the cross-sectional shape of the tunnel 2 , with the support element 3 carrying the mass load. Rock bolts 5 are arranged at several circumferentially separated locations along the support element 3 and extend through this, radially into the mass 1, the rock bolts 5 reinforcing the mass 1 and supporting it by utilizing the strength in it. The support element unit 4 for the support element 3 can, for example, be as shown in fig. 3a and 3b,

hvor enheten er utformet, ved sine endeflater 6a og 6b, med halvsylindriske spor 8 som, når enhetene 4 er satt sammen, danner fjellbolt-opptagende hull 7. Enhetene 4 blir satt sammen som vist i fig. 1 og 2, og etter at det er boret hull i massen 1, blir fjellboltene 5 ført inn gjennom bolthullene 7 og inn i massen for samvirke med denne, idet de ytre ender av fjellboltene 5 låses til den indre omkrets-flate på støttelementet 3 ved hjelp av muttere 10 og med mellomlegg av anleggsplater 9. Fig. 1 og 2 viser spuntpeler 11 som er drevet inn mellom støtteelementet 3 og massen 1, samt en bolt-mutter-anordning 12 for sammenkobling av støtteelement-enhetene 4, og tallet 13 betegner et fjellbolt-opptagende hull boret inn i massen 1. where the unit is designed, at its end surfaces 6a and 6b, with semi-cylindrical grooves 8 which, when the units 4 are assembled, form rock bolt receiving holes 7. The units 4 are assembled as shown in fig. 1 and 2, and after holes have been drilled in the mass 1, the rock bolts 5 are introduced through the bolt holes 7 and into the mass to interact with it, the outer ends of the rock bolts 5 being locked to the inner circumferential surface of the support element 3 by with the help of nuts 10 and with an intermediate layer of construction plates 9. Fig. 1 and 2 show piles 11 which are driven in between the support element 3 and the mass 1, as well as a bolt-nut device 12 for connecting the support element units 4, and the number 13 denotes a rock bolt receiving hole drilled into the mass 1.

Eksempler på utførelsen av støtteelement-enhetene 4 skal Examples of the execution of the support element units 4 shall

nå beskrives. now described.

Den utførelsesform som er vist i fig. 3a, beskrevet ovenfor, omfatter en støpt enhet med H-formet eller l-formet tverrsnitt og med sammenkoblingsplater 14 ved hver ende. Ved å gi koblingsplatene 14 en tverrsnittsform som vist eksempelvis i fig. 3b vil det dannes halvsylindriske spor 8. Koblingsplatene 14 har bolthull 15 for sammenkobling av støtteelement-enhetene med hverandre. Bolthullene. 7 er ikke begrenset til de som er avgrenset av endeflate-sporene 8. Eksempelvis, som vist i fig. 4, kan et ønsket antall hull 16 for fjellboltene 5 anordnes i mellompartiet på hver støtte-element-enhet. Som vist i fig. 3a og 4, strekker fjellboltene 5 seg radialt, perpendikulært på støttekonstruksjon-overflaten. I andre tilfeller, som vist i fig. 5a og '5b, kan bolthullene 7, og således også sporene 8, være skråstilt på en slik måte at de danner en vinkel med overflaten. The embodiment shown in fig. 3a, described above, comprises a molded unit with H-shaped or L-shaped cross-section and with connecting plates 14 at each end. By giving the connection plates 14 a cross-sectional shape as shown, for example, in fig. 3b, semi-cylindrical grooves 8 will be formed. The connection plates 14 have bolt holes 15 for connecting the support element units to each other. The bolt holes. 7 is not limited to those delimited by the end surface grooves 8. For example, as shown in fig. 4, a desired number of holes 16 for the rock bolts 5 can be arranged in the middle part of each support element unit. As shown in fig. 3a and 4, the rock bolts 5 extend radially, perpendicular to the support structure surface. In other cases, as shown in fig. 5a and '5b, the bolt holes 7, and thus also the grooves 8, can be inclined in such a way that they form an angle with the surface.

I det tilfelle som er vist i fig. 6 er det på tilsvarende måte anordnet et eneste skråstilt bolthull 16 i tillegg til sporene 8. I fig. 7 er sporet 8 eller bolthullet 16 skråstilt. Skråstillings-vinkelen for sporene 8 og bolthullene 16 er valgfrie, men vanligvis opp til 45° i forhold til støtteelement-overflaten. In the case shown in fig. 6, a single inclined bolt hole 16 is arranged in a similar manner in addition to the grooves 8. In fig. 7, the groove 8 or the bolt hole 16 is inclined. The angle of inclination for the grooves 8 and the bolt holes 16 is optional, but usually up to 45° in relation to the support element surface.

Fig. 8 viser oppfinnelsen i forbindelse med en støtteelement-enhet 17 med V-formet tverrsnitt. Som vist i dette eksempel er tverrsnittsformen for støtteelement-enhetene ikke begrenset til H- eller I-formen, og andre tverrsnittsformer kan benyttes for å fremskaffe tilsvarende støtteelement-enheter. Som det fremgår av fig. 9, kan oppfinnelsen også benyttes for rørformede støtteelement-enheter 18 med sirkel-formet tverrsnitt. Fig. 8 shows the invention in connection with a support element unit 17 with a V-shaped cross section. As shown in this example, the cross-sectional shape of the support element units is not limited to the H- or I-shape, and other cross-sectional shapes can be used to provide corresponding support element units. As can be seen from fig. 9, the invention can also be used for tubular support element units 18 with a circular cross-section.

Claims

1. Support element units for use in support construction for walls and roofs in a tunnel etc., where support elements consist of support element units which are releasably interconnected with their ends, so that together they essentially form an arch, since at the ends of the units holes are formed for anchor bolts that are driven into the tunnel walls and/or roof, characterized in that a) the units (4) are produced by casting, and that each element has a connection plate (14) at each end, projecting at right angles to the longitudinal direction of the units, b) that each connection plate (14) has holes (15) for joining elements (12), and c) that the connecting plates (14) are designed with semi-cylindrical through grooves (8) between the inner surface and the outer surface of the units, for the formation of guide openings (7) for the anchoring bolts (5) when the units are joined together.

2. Support element units as stated in claim 1, characterized in that all the units (4) in each support element have essentially the same shape and length.

3. Support element units as specified in claim 1 or 2, characterized in that the semi-cylindrical grooves, and thus the control openings (7), extend at an angle in relation to the tunnel surface.

4. Support element units as specified in claims 1-3, characterized in that they have a guide opening (16) somewhere between their ends.

5. Support element units as specified in claims 1-4, characterized in that they have an H- or L-shaped cross-section, and that the semi-cylindrical grooves (8) connect the connection plates (14) to the steps.

6. Support element units as specified in claims 1-4, characterized in that they are mainly tubular.

7. Support element units as specified in claims 1-6, characterized in that they are made of cast steel or ductile cast iron.