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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND SYSTEM FOR THE BOTTOM-SIDE SEPARATION OF A BODY TO BE WORKED OUT OF A ROCK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/133987
Kind Code:
A1
Abstract:
There are provided a method for the bottom-side separation of a body which is to be worked out of rock (2000), in which a first part of the bottom surface of the body to be worked out of the rock (2000) is separated by removing the rock (2000) situated below the bottom surface, and a second part of the bottom surface is separated by replacing rock (2000) situated below the bottom surface with a layer system (140, 240, 440, 540) which has two unconnected separating layers (141, 142, 241, 242, 441, 442, 541, 542, 1310, 1320), with the result that the body to be worked out of the rock (2000) is supported in the region of this second part of its bottom surface by the layer system (140, 240, 440, 540), and a system (1000), which is suitable for carrying out such a method, for the bottom-side separation of a body to be worked out of a rock (2000), having an advancing unit (1100) for removing a rock layer, a discharge conveying unit (1200) for conveying away rock (2000) removed by the advancing unit (1100), a laying unit (1300) for laying a first separating layer (1310) and a second separating layer (1320) not connected to the first separating layer (1310), and a filling unit (1400) having at least one concrete feeder (1410) for filling the interspace between the bottom (1421) of the space, which is created by the removal of the rock layer, and the first separating layer (1310) with concrete, having at least one concrete feeder (1430) for filling the interspace between the roof (1441) of the space, which is created by the removal of the rock layer, and the second separating layer (1320) with concrete, and having a formwork (1450).

Inventors:
STENZEL, Gerd (Weigheimer Str. 5, Trossingen, 78647, DE)
Application Number:
EP2017/051838
Publication Date:
August 10, 2017
Filing Date:
January 27, 2017
Export Citation:
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Assignee:
HEINDL ENERGY GMBH (Am Wallgraben 99, Stuttgart, 70565, DE)
International Classes:
F03G3/00; E21D13/00; F03B11/00
Foreign References:
US20150056085A12015-02-26
DE102010034757B42013-02-14
DE102014102405A12015-08-27
DE102010034757B42013-02-14
Attorney, Agent or Firm:
WESTPHAL, MUSSGNUG & PARTNER, PATENTANWÄLTE MBB (Am Riettor 5, Villingen-Schwenningen, 78048, DE)
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Claims:
Verfahren zum bodenseitigen Abtrennen eines aus Gestein (2000) herauszuarbeitenden Körpers, bei dem ein erster Teil der Bodenfläche des aus dem Gestein (2000) herauszu¬ arbeitenden Körpers durch Entfernen des unterhalb der Bo¬ denfläche liegenden Gesteins (2000) abgetrennt wird und ein zweiter Teil der Bodenfläche durch Ersetzen von unter¬ halb der Bodenfläche liegendem Gestein (2000) durch ein SchichtSystem (140,240,440,540), welches zwei unverbundene Trennschichten (141, 142, 241, 242, 441, 442, 541, 542, 1310, 1320) aufweist, abgetrennt wird, so dass der aus dem Gestein (2000) herauszuarbeitende Körper im Bereich dieses zweiten Teils seiner Bodenfläche durch das SchichtSystem

(140,240,440,540) abgestützt wird.

Verfahren nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schichtsystem (440,540) zwei Betonschichten (443,444, 543,544,1501,1502) und zwei jeweils an der der jeweils an¬ deren Betonschicht (444,443,544,543,1502,1501) zugewandten Oberfläche einer Betonschicht (443,444,543,544,1501,1502) angeordnete Trennschichten (441,442,541,542,1310,1320) aufweist .

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Ab¬ trennen des ersten Teil der Bodenfläche des aus dem Ge¬ stein (2000) herauszuarbeitenden Körpers die Schritte

- Errichten eines Zentralstollens (10);

- Errichten eines den Zentralstollen (10) an mindestens einer Stelle schneidenden umlaufenden Stollens (20); - Errichten von parallel zueinander verlaufenden Nebens¬ tollen (30), die jeweils eine geradlinige Verbindung zwi¬ schen Zentralstollen (10) und umlaufendem Stollen (20) herstellen, so dass jeweils zwischen zwei zueinander be¬ nachbarten Nebenstollen (30) ein Säulensteg (40) entsteht, umfasst und

dass das Abtrennen des zweiten Teils der Bodenfläche des aus dem Gestein (2000) herauszuarbeitenden Körpers dadurch erfolgt, dass zumindest eine Gesteinsschicht jedes Säu¬ lenstegs (40) durch das SchichtSystem (140,240,440, 540), welches zwei unverbundene Trennschichten (141,142,241,242, 441,442,541,542,1310,1320) aufweist, ersetzt wird.

Verfahren nach Anspruch 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ver¬ laufsrichtung von Zentralstollen (10) und/oder Nebenstol¬ len (30) an geologischen Eigenschaften des Gesteins

(2000), insbesondere durch am Verlauf von Klüften im Ge¬ stein (2000) ausgerichtet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der für die Ersetzung von Gestein (2000) benötigte Beton von einer ortsfesten Betonversorgung (11) über ein im Wesentlichen eben verlaufendes, nach Bedarf verlängerbares Leitungssys¬ tem (12) zugeführt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumin¬ dest ein Teil des entfernten und/oder des ersetzten Ge¬ steins (2000) verwendet wird, um den für die Ersetzung von Gestein (2000) benötigten Beton herzustellen. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass vor dem Ersetzen des Gesteins (2000) in den Säulenstegen (40) eine obere Grenzfläche und eine untere Grenzfläche der zu er¬ setzenden Gesteinsschicht jeweils durch einen Sägevorgang definiert wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Er¬ setzen der Gesteinsschicht die Schritte

- Entfernen einer Gesteinsschicht in einem Abschnitt eines Säulenstegs (40),

- Abfördern des dabei entfernten Gesteins (2000),

- Verlegen der ersten Trennschicht (1310) und der zweiten Trennschicht (1320), und

- Verfüllen des Zwischenraums (1430) zwischen dem Boden

(1421) des durch das Entfernen der Gesteinsschicht in einem Abschnitt des Säulenstegs (40) entstandenen Raums und der ersten Trennschicht (1310) mit Beton und Verfül¬ len des Zwischenraums (1440) zwischen der Decke (1441) des durch das Entfernen der Gesteinsschicht in einem Ab¬ schnitt des Säulenstegs (40) entstandenen Raums und der zweiten Trennschicht (1320) mit Beton

aufweist .

Verfahren nach Anspruch 8,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die ers¬ te Trennschicht (1310) vor dem Betonieren abgestützt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Er¬ setzen des Gesteins (2000) in zueinander benachbarten Säu¬ lenstegen (40) mit zueinander entgegengesetzter Vortriebs- richtung (V) durchgeführt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindes¬ tens eine Trennschicht 141,142,241,242,441,442,541,542, 1310,1320) verlegt wird, die eine Oberflachenstrukturie¬ rung, insbesondere eine in Vortriebsrichtung (V) zusammen¬ hängende Strukturierung, aufweist und/ oder dass zwischen den Trennschichten eine Zwischenschicht vorhanden ist, die porös ist oder die eine Oberflachenstrukturierung, insbe¬ sondere eine in Vortriebsrichtung (V) zusammenhängende Strukturierung, aufweist, angeordnet ist.

System (1000) zum bodenseitigen Abtrennen eines aus einem Gestein (2000) herauszuarbeitenden Körpers mit

- einer Vortriebseinheit (1100) zum Entfernen einer Ge¬ steinsschicht ,

- einer Abfördereinheit (1200) zum Abfördern von von der Vortriebseinheit (1100) entferntem Gestein (2000),

- einer Verlegeeinheit (1300) zum Verlegen einer ersten Trennschicht (1310) und einer mit der ersten Trennschicht (1310) unverbundenen zweiten Trennschicht (1320), und

- einer Verfülleinheit (1400) mit mindestens einer Beton¬ zuführung (1410) zum Verfüllen des Zwischenraums zwischen dem Boden (1421) des durch das Entfernen der Gesteins¬ schicht entstandenen Raums und der ersten Trennschicht (1310) mit Beton, mit mindestens einer Betonzuführung (1430) zum Verfüllen des Zwischenraums zwischen der Decke (1441) des durch das Entfernen der Gesteinsschicht ent¬ standenen Raums und der zweiten Trennschicht (1320) mit Beton und mit einer Schalung (1450) . System (1000) nach Anspruch 12,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindes tens eine Vortriebseinheit (1100), mindestens eine Abför dereinheit (1200), mindestens eine Verlegeeinheit (1300) oder mindestens eine Verfülleinheit (1400) auf einem Rau penfahrzeug angeordnet ist.

System (1000) nach Anspruch 12 oder 13,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindes¬ tens eine Vortriebseinheit (1100), mindestens eine Abför- dereinheit (1200), mindestens eine Verlegeeinheit (1300) oder mindestens eine Verfülleinheit (1400) Mittel zum Ab¬ stützen an einer Tunnelwand und/oder oder Mittel zum Ver¬ spannen mit einer Tunnelwand aufweist.

System (1000) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Sys tem (1000) zumindest zwei oder mehr Vortriebseinheitsmodu le (llOOa-d), bevorzugt auch jeweils zumindest zwei oder mehr Abfördereinheitsmodule (1200a-d), Verlegeeinheitsmo¬ dule (1300a-d) oder Verfülleinheitsmodule (1400a-d), auf¬ weist, wobei jeweils gleiche Arten von Einheiten modular miteinander so verbindbar sind, dass sie parallel zueinan der in derselben Schnittebene einsetzbar sind.

Description:
Verfahren und System zum bodenseitigen Abtrennen eines aus ei ¬ nem Gestein herauszuarbeitenden Körpers

Die Energiewende in Deutschland und der damit verbundenen mas- sive Ausbau regenerativer Energien haben mit sich gebracht, dass großer Bedarf für Energiespeicher, insbesondere Energie ¬ speicher mit sehr hoher Speicherkapazität besteht. Ein aus der DE 10 2010 034 757 B4 bekanntes, vielversprechendes Konzept dafür besteht in der Verwendung von Lageenergiespeichern, bei denen eine große Masse unter Verwendung einer Hydraulikflüs ¬ sigkeit, z.B. Wasser, in einem Hydraulikzylinder durch Einpum ¬ pen der Hydraulikflüssigkeit über eine oder mehrere Leitungen relativ zur Erdoberfläche angehoben wird, so dass die Masse praktisch den Kolben, der im Hydraulikzylinder bewegt wird, darstellt und Energie als potentielle Energie des angehobenen Kolbens gespeichert wird. Dabei kann die Masse insbesondere durch einen ausgeschnittenen Fels gebildet und der notwendige Hydraulikzylinder durch das den ausgeschnittenen Fels umgeben ¬ de Gestein gebildet werden. Der große Vorteil bei dieser Kon- struktion, bei der Kolbendurchmesser und Hubhöhen von mehreren hundert m realisiert werden können, liegt in der sehr hohen Speicherkapazität der Anlagen, die die von konventionellen Speicherkraftwerken bei weitem übertrifft. Eines der bei derart aufgebauten Lageenergiespeichern auftau ¬ chenden Probleme besteht darin, eine geeignete Vorgehensweise zum Abtrennen der Bodenfläche des Kolbens, die während des Be ¬ triebs des Lageenergiespeichers stets unterhalb der Erdober ¬ fläche verbleibt, vom Untergrund zu entwickeln. Dies ist auch insbesondere deshalb schwierig, weil einerseits das hohe Ei ¬ gengewicht des ausgeschnittenen Kolbens abgestützt werden muss, wenn keine Hydraulikflüssigkeit vorhanden ist, was für eine großflächige Abstützung spricht, die aber den für das erste Anheben des Kolbens aus der Ruheposition benötigten Druck erhöht .

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zum bodenseitigen Abtrennen eines aus Gestein herauszuarbei ¬ tenden Körpers anzugeben und ein technisches System zum Durch ¬ führen eines solchen Verfahrens bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkma ¬ len des Patentanspruchs 1 und ein technisches System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum bodenseitigen Abtrennen ei ¬ nes aus Gestein herauszuarbeitenden Körpers sieht vor, dass ein erster Teil der Bodenfläche des aus dem Gestein herauszu ¬ arbeitenden Körpers durch Entfernen des unterhalb der Boden ¬ fläche liegenden Gesteins abgetrennt wird und ein zweiter Tei der Bodenfläche durch -insbesondere sukzessives- Ersetzen des unterhalb der Bodenfläche liegenden Gesteins durch ein

SchichtSystem, welches zwei unverbundene Trennschichten auf ¬ weist, abgetrennt wird, so dass der aus dem Stein herauszuar ¬ beitende Köper im Bereich dieses zweiten Teils seiner Boden ¬ fläche durch das SchichtSystem abgestützt wird.

Der Begriff „unverbundene Trennschichten" ist dabei so zu ver stehen, dass Körper, wenn er aus dem Gestein herausgearbeitet ist, so angehoben werden kann, dass sich der Abstand zwischen den unverbundenen Trennschichten ändert, ohne dass dabei die Struktur der Trennschichten -abgesehen von einer möglichen elastischen Reaktion auf eine Druckänderung bei diesem Vor ¬ gang-, geändert wird. Unverbundene Trennschichten können also durchaus miteinander in flächigem Kontakt stehen, sofern sie voneinander lösbar sind und nicht miteinander verkleben oder durch den Druck des aus dem Gestein herausgearbeiteten Körpers miteinander verschweißt werden .

Die Trennschicht sollte dementsprechend aus einem Material be ¬ stehen, dass an Gestein und/oder Beton gut haftet, das dicht gegenüber dem Durchtritt der Hydraulikflüssigkeit -im Normal ¬ fall also wasserdicht- ist und bei dem sich zwei unter Druck, insbesondere unter dem Druck des aus dem Gestein herausgear ¬ beiteten Körpers, wenn er lediglich auf dem zweiten Teil sei ¬ ner Bodenfläche abgestützt ist, miteinander in Kontakt ge ¬ brachte Trennschicht-Oberflächen nicht miteinander oder mit einer zwischen den Trennschichten eingebrachten Zwischen ¬ schicht verbinden. Besonders gut sind Blechschichten als

Trennschicht geeignet.

Durch eine solche Ersetzung des Gesteins in einem Bereich der Bodenfläche des aus dem Gestein herauszuarbeitenden Körpers durch ein SchichtSystem mit Trennschichten kann einerseits ge ¬ währleistet werden, dass zu jedem Zeitpunkt eine ausreichende Abstützung des aus dem Gestein herausgearbeiteten Kolbens vor ¬ handen ist. Andererseits ist durch die beiden unverbundenen Trennschichten sichergestellt, dass die unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zwischen diesen eindringen kann, so dass auch in den zweiten Teil der Bodenfläche des aus dem Gestein herausgearbeiteten Körpers beim Anheben desselben Kraft einge ¬ leitet werden kann.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Bodenfläche des aus dem Gestein herauszuarbeitenden Körpers wird dement ¬ sprechend abschnittsweise durch die Decken der Bereiche, in denen Gestein entfernt wurde und abschnittsweise durch die oberen Trennschichten oder mit diesen verbundene Zwischen- schichten gebildet. Die Decken bilden dann den ersten Teil und die Trennschichten oder Zwischenschichten den zweiten Teil der Bodenfläche des aus dem Gestein herauszuarbeitenden Körpers in der Terminologie dieser Beschreibung.

Eine bevorzugte Art des SchichtSystems kann zwei Betonschich ¬ ten und zwei jeweils an der der jeweils anderen Betonschicht zugewandten Oberfläche einer Betonschicht angeordnete Trenn ¬ schichten aufweisen, so dass die Trennschicht der einen Beton- schicht an die Trennschicht der anderen Betonschicht angrenzt abgetrennt wird, so dass der aus dem Stein herauszuarbeitende Köper im Bereich dieses zweiten Teils seiner Bodenfläche durch die Betonschichten und die zwischen diesen angeordneten Trenn ¬ schichten abgestützt wird.

Das Entfernen von Gestein kann dabei mit aus dem Tunnelbau und Stollenvortrieb bekannten Verfahren und entsprechenden Maschi ¬ nen, wie z.B. Tunnelbohrmaschine erfolgen. Beim Ersetzen von Gestein kann dieses ebenfalls auf diese Weise entfernt werden, wobei bevorzugt bereits wenige Meter hinter der Stelle, an der das Gestein entfernt wird, die Verfüllung mit dem Schichtsys ¬ tem aus unterer (also in größerer Tiefe relativ zur Erdober ¬ fläche befindlicher) Betonschicht mit darauf angeordneter Trennschicht und oberer (also in geringerer Tiefe relativ zur Erdoberfläche befindlicher) Betonschicht mit darunter angeord ¬ neter Trennschicht durchgeführt wird.

Es kann sich aber auch, insbesondere bei sehr hartem und stabilem Gestein, anbieten, ein SchichtSystem zu verwenden, das lediglich die beiden Trennschichten oder lediglich die beiden Trennschichten und gegebenenfalls zwischen diesen an ¬ gerordnete elastische Zwischenschichten, z.B. ein Vlies oder eine Gummimatte, aufweist. In diesem Fall reicht es zum Ent- fernen des zu ersetzenden Gesteins aus, dass ein entsprechen ¬ der Spalt, der gegebenenfalls nur einige Zentimeter hoch sein muss, beispielsweise mit einer Seilsäge, in das Gestein gesägt wird, in den dann die Trennschichten und die etwaig vorhande- nen Zwischenschichten in diesen Spalt einzuziehen und zu be ¬ festigen, beispielsweise an Rändern zu verschweißen und/oder flächig, gegebenenfalls auch im innerhalb des Spalts verlau ¬ fenden Bereich der Trennschichten, jeweils einseitig mit einem Harz zu verkleben.

Bei der Anwendung einer solchen Sägetechnik kann ein Ausbre ¬ chen des Gesteins nach dem Sägen insbesondere optional dadurch verhindert werden, dass ein Schlitten nachgefahren oder nach ¬ gezogen wird, mit dem zur temporären Stabilisierung ein Gel in den gesägten Spalt eingebracht wird. Dies kann auch das Ein ¬ ziehen der Trennschichten in den gesägten Spalt erheblich er ¬ leichtern .

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens umfasst das Abtrennen des ersten Teils der Bodenfläche des aus dem Gestein herauszuarbeitenden Körpers die Schritte

- Errichten eines Zentralstollens;

- Errichten eines den Zentralstollen an mindestens einer Stel ¬ le schneidenden umlaufenden Stollens; und

- Errichten von parallel zueinander verlaufenden Nebenstollen, die jeweils eine geradlinige Verbindung zwischen Zentralstol ¬ len und umlaufendem Stollen herstellen, so dass jeweils zwi ¬ schen zwei zueinander benachbarten Nebenstollen ein Säu ¬ lensteg entsteht.

Mit dem Begriff "Säulensteg" werden also die zunächst jeweils zwischen zwei Nebenstollen bzw. einem Nebenstollen und dem um ¬ laufenden Stollen verbleibenden Gesteinsbereiche bezeichnet. Der Zentralstollen kann beispielsweise direkt oder über einen Zugangstunnel mit Schächten mit der Erdoberfläche verbunden werden oder unmittelbar durch einen Zugangstunnel, der aus dem Gesteinsmassiv, aus dem der Körper herausgearbeitet wird, hin ¬ ausführt, zugänglich gemacht werden. Insbesondere ist es bei der Verwendung eines Zugangstunnels auch möglich, erst den um ¬ laufenden Stollen, der bevorzugt kreisförmig verläuft, zu er ¬ richten und dann den Zentralstollen zu bauen. Dies kann Vor- teile haben, weil man beim Bau des umlaufenden Stollens Infor ¬ mationen über die geologischen Eigenschaften des Gesteins vor Ort ermitteln kann, die zur Bevorzugung einer Richtung für den Verlauf von Nebenstollen und Zentralstollen führen, weil in dieser Richtung die entsprechenden Arbeiten leichter oder mit geringerem Aufwand durchführbar sind.

Angemerkt werden sollte dabei, dass es Vorteile mit sich brin ¬ gen kann, wenn der umlaufende Stollen nicht entlang des Um- fangs des herauszuarbeitenden Körpers verläuft, sondern etwas innerhalb dieser Umfangslinie . Dies gilt insbesondere dann, wenn das Abtrennen des Bodens des herauszuarbeitenden Körpers vor dem Herausarbeiten von dessen Seitenflächen erfolgt, was vorteilhaft ist, weil dann die noch bestehende Verbindung der Seitenflächen mit dem diese umgebenden Gestein verhindern kann, dass sich der herauszuarbeitenden Kolben beim Abtrennen des Bodens wegen zu geringer Stützkräfte plötzlich senkt.

Wird ein umlaufender Stollen bei dieser Vorgehensweise vor dem Abtrennen der Seitenflächen errichtet, kann es beim notwendi- gen Herstellen der Verbindung zu unerwünschter Beeinflussung oder Beschädigung des umlaufenden Stollens, aber auch von Säu ¬ lenstegen und Nebenstollen kommen, wenn beim Abtrennen der Seitenflächen, also „von oben her", die nötige Verbindung zum umlaufenden Stollen hergestellt wird. Bevorzugt ist es daher, zunächst zwischen dem umlaufenden Stollen und dem beim Abtren ¬ nen der Seitenflächen entstehenden Leervolumen eine Felswand stehen zu lassen und diese dann durch Bohren oder Sägen zu durchbrechen.

Ferner erfolgt in dieser besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens das Abtrennen des zweiten Teils der Bodenfläche des aus dem Gestein herauszuarbeitenden Körpers dadurch, dass zumindest eine Gesteinsschicht jedes Säulenstegs durch eine obere Betonschicht, die nach unten durch eine mit der oberen Betonschicht verbundene erste Trennschicht begrenzt ist und eine untere Betonschicht, die nach oben durch eine mit der un ¬ teren Betonschicht verbundene zweite Trennschicht begrenzt wird, ersetzt wird. Optional können in eine oder beide dieser Betonschichten auch Armierungen, Kühl- und/oder Drainagerohre eingebettet werden und/oder nach Bedarf Dehnungsfugen vorgese ¬ hen werden. Natürlich kann der ganze Säulensteg durch ein so aufgebautes SchichtSystem ersetzt werden, es können aber auch Gesteinsbe ¬ reiche des Säulenstegs ober- und/oder unterhalb des Schicht ¬ systems verbleiben. Dies ist insbesondere dann automatisch gegeben, wenn zum Ent ¬ fernen des zu ersetzenden Gesteins ein entsprechender Spalt, der gegebenenfalls nur einige Zentimeter hoch sein muss, bei ¬ spielsweise mit einer Seilsäge, in das Gestein gesägt wird, in den dann die Trennschichten und die etwaig vorhandenen Zwi- schenschichten in diesen Spalt einzuziehen und zu befestigen, beispielsweise an Rändern zu verschweißen und/oder flächig, gegebenenfalls auch im innerhalb des Spalts verlaufenden Be ¬ reich der Trennschichten, jeweils einseitig mit einem Harz zu verkleben. Führt man diesen Vorgang an Säulenstegen durch, ergibt sich insbesondere die Möglichkeit, das SchichtSystem der Trennschichten von einem Nebenstollen aus seitlich in den gesägten Spalt einzuziehen, was wegen der deutlich geringeren Distanz, die das SchichtSystem beim Einziehen aus dieser Rich ¬ tung im Vergleich zum Einziehen in der Verlaufsrichtung des Säulenstegs zwischen Zentralstollen und umlaufendem Stollen im Spalt zurücklegen muss, eine deutliche Vereinfachung darstel ¬ len kann.

Mit besonders geringem Aufwand kann das Verfahren durchgeführt werden, wenn die Verlaufsrichtung von Zentralstollen und/oder Nebenstollen an geologischen Eigenschaften des Gesteins, ins ¬ besondere durch am Verlauf von Klüften im Gestein, ausgerich- tet wird, weil dies den Aufwand insbesondere beim Entfernen von Gestein wesentlich verringern kann.

Die Nebenstollen können genutzt werden, um bei der Ersetzung des Gesteins in den Säulenstegen das zu ersetzende Gestein ab- zuführen. Bevorzugt erfolgt dies nur in jedem zweiten Nebens ¬ tollen .

Darüber hinaus sollte in den Nebenstollen bevorzugt eine In ¬ stallation vorgesehen sein, mit der einerseits eine Spülflüs- sigkeit zugeführt werden kann, etwa um an der Arbeits- oder

Vortriebsstelle in Anwesenheit von Flüssigkeit, z.B. zur Küh ¬ lung und/oder für Bindung und Abtransport entstehenden Staubs das Gestein zu bearbeiten und andererseits Flüssigkeit, insbe ¬ sondere die Spülflüssigkeit nach ihrer Verwendung, abgeführt werden kann.

Für die Ersetzung von Gestein benötigte Beton wird vorzugswei ¬ se von einer ortsfesten, bevorzugt im Zentralstollen angeord- neten Betonversorgung, z.B. ein Betonsilo oder eine Anlage zur Betonherstellung, über ein im Wesentlichen eben verlaufendes, nach Bedarf verlängerbares Leitungssystem, z.B. ein Rohr- oder Schlauchsystem, z.B. ein solches, wie man es von Betonpumpen kennt, zugeführt.

Dabei ist es um den logistischen Aufwand für die Abfuhr und Zufuhr von Material möglichst gering zu halten bevorzugt, wenn zumindest ein Teil des entfernten und/oder des ersetzten Ge- Steins verwendet wird, um den für die Ersetzung von Gestein benötigten Beton herzustellen. Es kann z.B. im Zentralstollen aufgebrochen und dann in einer dort vorhandenen Anlage zur Herstellung von Beton weiterverarbeitet werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn vor dem Ersetzen des Gesteins in den Säulenstegen eine obere und eine untere Grenzfläche der zu ersetzenden Gesteinsschicht jeweils durch einen Sägevorgang definiert wird. Dies ist beispielsweise durch Verwendung von Seilsägen möglich -gegebenenfalls mit Einsatz von Flüssigkeit beim Sägen. Dieses "Vorsägen" erzeugt eine definierte Abbruch ¬ kante beim Ersetzen des Gesteins, was insbesondere zu einer verbesserten Haftung des Betons am Gestein und einer guten Wärmeabfuhr beim Aushärten des Betons führt. Bevorzugt erfolgt das Ersetzen der Gesteinsschicht durch Aus ¬ führen der folgenden Schritte:

- Entfernen einer Gesteinsschicht in einem Abschnitt eines Säulenstegs ,

- Abfördern des dabei entfernten Gesteins,

- Verlegen der ersten Trennschicht und der zweiten Trenn ¬ schicht, und

- Verfüllen des Zwischenraums zwischen der Decke des durch das Entfernen der Gesteinsschicht in einem Abschnitt des Säu- lenstegs entstandenen Raums und der ersten Trennschicht mit Beton und Verfüllen des Zwischenraums zwischen der Decke des durch das Entfernen der Gesteinsschicht in einem Abschnitt des Säulenstegs entstandenen Raums und der zweiten Trenn ¬ schicht mit Beton.

Dabei kann insbesondere beim Verlegen die untere Trennschicht, welche die obere Trennschicht in diesem Verfahrensstadium tra ¬ gen bzw. unterstützen kann, abgestützt werden, z.B. durch Ein ¬ schieben von Stützen von einem Nebenstollen aus. Beim Verlegen der ersten Trennschicht und der zweiten Trennschicht kann op ¬ tional auch noch eine Zwischenlage, beispielsweise ein Vlies oder eine Gummimatte mitverlegt werden.

Bevorzugt ist es dabei, wenn innerhalb eines Säulenstegs diese Schritte fortlaufend - also jeweils unmittelbar am zuletzt mit dem jeweiligen Schritt bearbeiteten Abschnitt des Säulenstegs - und zumindest zeitweise parallel zueinander an unterschied ¬ lichen Stellen des Säulenstegs durchgeführt werden.

Mit anderen Worten beginnt das Entfernen der Gesteinsschicht z.B. mit einer Tunnelbohrmaschine oder einer Gesteinsfräse, am an den Zentralstollen angrenzenden Ende des Säulenstegs und wird von dort aus im fortlaufenden Vortrieb in Richtung auf den umlaufenden Stollen hin weitergeführt. Im sich daran ent ¬ gegen der Vortriebsrichtung anschließenden Bereich wird das entfernte Material abgefördert. Ein Stück weiter entgegen der Vortriebsrichtung werden die Trennschichten verlegt und gege ¬ benenfalls abgestützt, während noch weiter entgegen der Vor ¬ triebsrichtung in einem zu diesem Zweck verschalten Ab-schnitt bereits das Verfüllen mit Beton durchgeführt wird, noch wäh ¬ rend sich die Tunnelbohrmaschine oder Gesteinsfräse weiter vorarbeitet. Angemerkt sei, dass sich bei dieser Vorgehenswei- se außer am Anfang der Arbeiten an einem neuen Säulensteg stets ein Ende der zu verlegenden Trennschichten bereits auf der Sollhöhe in Beton eingebettet ist, weshalb beim Verlegen der Trennschichten die untere Trennschicht auch dann nicht in Kontakt mit dem Boden gelangt, wenn sie nicht abgestützt wird, solange der Abstand zwischen dem bereits verfüllten Bereich und dem Ort, an dem die Trennschichten aktuell verlegt werden, nicht zu groß ist.

Besonderes bevorzugt ist es, wenn das Ersetzen des Gesteins in zueinander benachbarten Säulenstegen mit zueinander entgegen ¬ gesetzter Vortriebsrichtung durchgeführt wird. Dazu wird das aus mehreren Maschinen bzw. Vorrichtungen bestehende System dann jeweils nach Abschluss der Arbeiten an einem Säulensteg im umlaufenden Stollen oder im Zentralstollen gewendet und am nächsten zu bearbeitenden Säulensteg neu angesetzt, was beson ¬ ders gut mit modular aufgebauten Systemen realisierbar ist.

Bevorzugt ist bei dem Verfahren insbesondere, wenn mindestens eine Trennschicht verlegt wird, die eine Oberflächenstruktu- rierung, z.B. Rillen oder Kanäle, und bevorzugt insbesondere eine in Vortriebsrichtung zusammenhängende Strukturierung, aufweist und/oder wenn zwischen den Trennschichten eine Zwi ¬ schenschicht vorhanden ist, die porös ist oder die eine Ober- flächenstrukturierung, insbesondere eine in Vortriebsrichtung zusammenhängende Strukturierung, aufweist, angeordnet ist.

Eine solche in Vortriebsrichtung zusammenhängende Strukturie ¬ rung liegt insbesondere dann vor, wenn bei verlegter Trenn- schicht Hydraulikfluid durch die Oberflächenstrukturen von dem Zentralstollen zum umlaufenden Stollen fließen kann. Durch ei ¬ ne solche Oberflächenstrukturierung wird in der Anfangsphase des Abhebens des aus dem Gestein herausgearbeiteten Körpers durch das Einpumpen der Hydraulikflüssigkeit die Einleitung von Kraft in den zweiten Teil der Bodenfläche signifikant er ¬ leichtert. Derselbe Effekt kann durch eine poröse Zwischen ¬ schicht zwischen den Trennschichten erreicht werden.

Das erfindungsgemäße System zum bodenseitigen Abtrennen eines aus einem Gestein herauszuarbeitenden Körpers weist zumindest die folgenden Komponenten auf:

- eine Vortriebseinheit zum Entfernen einer Gesteinsschicht,

- eine Abfördereinheit zum Abfördern von von der Vortriebsein ¬ heit entferntem Gestein,

- eine Verlegeeinheit zum Verlegen einer ersten Trennschicht und einer mit der ersten Trennschicht unverbundenen zweiten Trennschicht, und

- eine Verfülleinheit mit mindestens einer Betonzuführung zum Verfüllen des Zwischenraums zwischen der Decke des durch das Entfernen der Gesteinsschicht entstandenen Raums und der ers ten Trennschicht mit Beton, mit mindestens einer Betonzufüh ¬ rung zum Verfüllen des Zwischenraums zwischen der Decke des durch das Entfernen der Gesteinsschicht entstandenen Raums und der zweiten Trennschicht mit Beton und mit einer Scha ¬ lung .

Als Vortriebseinheit kann dabei eine bekannte Tunnelbohr- oder Stollenvortriebmaschine verwendet werden.

Die Abfördereinheit kann beispielsweise ein Förderbandsystem sein, dessen Transportrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Stollenvortriebsrichtung auf einen Nebenstollen hin gerichtet ist oder zumindest eine Komponente (im vektoriellen Sinn) in Richtung senkrecht zur Stollenvortriebsrichtung auf einen Ne ¬ benstollen hin aufweist, so dass mit ihm das von der Vor ¬ triebseinheit entfernte Gestein aus dem Bereich des Säu- lenstollens in den Nebenstollen befördert werden kann, von wo es dann mit einem Förderbandsystem in den Zentralstollen wei ¬ terbefördert werden kann. Die Abfördereinheit kann gegebenen ¬ falls auch in die Vortriebseinheit integriert ausgeführt sein.

Die Verlegeeinheit weist zweckmäßigerweise einen Materialvor ¬ rat für die erste und die zweite Trennschicht auf, der bei ¬ spielsweise durch entsprechende Rollen des Trennschichtmateri ¬ als ausgeführt sein kann, so dass bei einer Bewegung der Ver- legeeinheit in Richtung des Vortriebs die Trennschichten abge ¬ rollt werden. Der Anfang der Trennschichten wird zweckmäßiger ¬ weise je nach aktueller Vortriebsrichtung in dem Stollen, von dem der Vortrieb ausgeht, verankert, beispielsweise in einer (Beton-) Auskleidung des Zentralstollens bzw. umlaufenden Stol- lens . Ist bereits ein Abschnitt des Säulenstegs wieder ver ¬ füllt worden, ist der darin befindliche Abschnitt der Trenn ¬ schicht an den Beton angebunden und somit ebenfalls fixiert. Dementsprechend verläuft zu jedem Zeitpunkt des Verlegevor ¬ gangs der Trennschichten ein Abschnitt der Trennschichten zwi- sehen einem solchen fixierten Punkt und dem aktuellen Abroll ¬ punkt entweder im Wesentlichen selbsttragend im Raum oder er wird durch eine Stützvorrichtung abgestützt, die beispielswei ¬ se seitlich aus Richtung der Nebenstollen eingeschoben werden kann .

Die Verfülleinheit weist als wesentliche Bestandteile mindes ¬ tens eine Betonzuführung zum Verfüllen des Zwischenraums zwi ¬ schen dem Boden des durch das Entfernen der Gesteinsschicht entstandenen Raums und der ersten Trennschicht mit Beton, min- destens eine Betonzuführung zum Verfüllen des Zwischenraums zwischen der Decke des durch das Entfernen der Gesteinsschicht entstandenen Raums und der zweiten Trennschicht mit Beton und mindestens eine Schalung auf, die sicherstellt, dass der in die durch die Trennschichten voneinander getrennten, durch das Entfernen der Gesteinsschicht entstandenen Räume mittels der Betonzuführung eingefüllte Beton in der Form des entsprechen ¬ den Abschnitts des Säulenstegs aushärtet.

Es versteht sich, dass für die Trennschichten und die Betonzu ¬ führungen Schalung Zugangsöffnungen in der Schalung vorhanden sein müssen.

Anzumerken ist, dass die Betonzuführung zum Verfüllen des Zwi ¬ schenraums zwischen dem Boden des durch das Entfernen der Ge ¬ steinsschicht entstandenen Raums und der ersten Trennschicht mit Beton, und die Betonzuführung zum Verfüllen des Zwischen ¬ raums zwischen der Decke des durch das Entfernen der Gesteins ¬ schicht entstandenen Raums und der zweiten Trennschicht mit Beton nicht zwingend so ausgeführt sein müssen, dass beide Räume gleichzeitig befüllt werden können, so dass dieses Merk ¬ mal beispielsweise auch dann realisiert ist, wenn eine Beton ¬ leitung erst an einen Befüllstut zen, der durch eine Schalwand hindurch in den einen Raum führt und dann, nachdem dieser Raum befüllt ist, an einen Befüllstut zen, der durch eine Schalwand hindurch in den anderen Raum führt angeschlossen wird.

Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn zwischen der Abför- dereinheit und/oder der Vortriebseinheit einerseits und der Verlegeeinheit und/oder der Verfülleinheit andererseits ein vom Nebenstollen zugänglicher Raum vorhanden ist. Dieser kann beispielsweise sehr nützlich sein, wenn es bei der Abförderung Probleme gibt, ein technischer Eingriff bei der Vortriebsein- heit erforderlich wird, die Betonzufuhr nicht ordnungsgemäß funktioniert oder wenn ein Eingriff bei der Verlegeeinheit, beispielsweise das Austauschen von Trennschichtrollen, notwen ¬ dig ist. Wie bereits erwähnt, ist es bevorzugt, beim Ersetzen des Ge ¬ steins in einem Säulensteg die unterschiedlichen Bearbeitungs ¬ schritte innerhalb eines Säulenstegs an unterschiedlichen Or- ten gleichzeitig auszuführen. Um dies zu realisieren ist es vorteilhaft, wenn mindestens eine Vortriebseinheit, mindestens eine Abfördereinheit , mindestens eine Verlegeeinheit oder min ¬ destens eine Verfülleinheit verfahrbar ausgeführt ist, was insbesondere der Fall ist, wenn sie auf einem Raupenfahrzeug angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist es, all diese Einhei ¬ ten jeweils verfahrbar, insbesondere auch gemeinsam verfahrbar auszugestalten .

Allerdings ist es in der Regel vorteilhaft, wenn die Vor ¬ triebseinheit, die Abfördereinheit , die Verlegeeinheit und/ oder die Verfülleinheit voneinander trennbar sind, also nicht untrennbar miteinander verbunden sind. Der Grund hierfür ist, dass auf diese Weise mit dem System das Verfahren auf die ef ¬ fizienteste Art und Weise, durchgeführt werden kann, bei der der Ersetzungsvorgang in zueinander benachbarten Säulenstegen in entgegengesetzter Vortriebsrichtung durchgeführt wird, ohne dass es nötig wäre, umlaufende Stollen und Nebenstollen mit einem großen Querschnitt bzw. Durchmesser zu bauen, da die einzelnen Einheiten nacheinander abgebaut und umgedreht werden können .

Aus ähnlichem Grund ist es auch bevorzugt dass das System zu ¬ mindest zwei oder mehr Vortriebseinheiten, besonders bevorzugt zusätzlich auch jeweils zumindest zwei Abfördereinheiten, Ver- legeeinheiten oder Verfülleinheiten aufweist, wobei jeweils gleiche Arten von Einheiten modular miteinander so verbindbar sind, dass sie parallel zueinander in derselben Schnittebene einsetzbar sind. So kann nicht nur eine Krümmung des umlaufen- den Stollens ausgenutzt werden, sondern ebenfalls der Stollen ¬ durchmesser, der für das Umdrehen des Systems beim Übergang zum nächsten Säulensteg benötigt wird, gering gehalten werden. Es soll aber darauf hingewiesen werden, dass grundsätzlich auch ein Transport von Maschinen mit einer Arbeitsbreite, die der Breite eines Säulenstegs entsprechen, durch den umlaufen ¬ den Stollen zurück zum Zentralstollen möglich ist, so dass ein modularer Aufbau insoweit nicht zwingend erforderlich ist.

Beispielsweise können Trennschichtrollen in auf die Länge des entsprechenden Säulenstegs vorkonfektionierter Länge bereitge ¬ stellt werden und etwaige Trägerstrukturen für diese Rollen dann durch den umlaufenden Stollen abtransportiert werden. Die nächste Trennschichtrolle, die für die Bearbeitung des nächs- ten Säulenstegs verwendet wird, wird dann durch einen Neben ¬ stollen zugeführt und in die Verlegeposition gebracht, nachdem die Vortriebseinheiten sich bereits hinreichend weit in den Säulensteg hineingearbeitet haben, um ein Einführen der Trenn ¬ schichtrolle zu erlauben.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn mindestens eine Vortriebsein ¬ heit, mindestens eine Abfördereinheit , mindestens eine Verle ¬ geeinheit oder mindestens eine Verfülleinheit Mittel zum Ab ¬ stützen an einer Tunnelwand und/oder oder Mittel zum Verspan- nen mit einer Tunnelwand aufweist, z.B. Stempel, die hydrau ¬ lisch betrieben sein können, Streben oder Spannseile.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die Ausfüh ¬ rungsbeispiele zeigen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l: eine schematische Darstellung der an der Bodenfläche des aus dem Gestein herauszuarbeitenden Körpers durch Entfernung von Gestein zu schaffenden Strukturen; eine schematische Darstellung eines Sägeprozesses mit einer Seilsäge an einem Säulensteg in einer Schnitt ¬ ebene ; eine schematische Querschnittsdarstellung eines Sys ¬ tems zum bodenseitigen Abtrennen eines aus einem Ge ¬ stein herauszuarbeitenden Körpers, betrachtet von ei ¬ nem Nebenstollen aus; eine Skizze, die den modularen Aufbau eines von oben betrachteten Systems zum bodenseitigen Abtrennen ei ¬ nes aus einem Gestein herauszuarbeitenden Körpers verdeutlicht ; eine schematische Darstellung eines ersten Teil ¬ schritts einer Variante des Ersetzens einer Gesteins ¬ schicht in einem Säulensteg, bei der das Entfernen des zu ersetzenden Gesteins mit einer Seilsäge er ¬ folgt, betrachtet von einem Nebenstollen aus;

Fig.5b: eine schematische Darstellung eines zweiten Teil ¬ schritts einer Variante des Ersetzens einer Gesteins ¬ schicht in einem Säulensteg, bei der das Entfernen des zu ersetzenden Gesteins mit einer Seilsäge er ¬ folgt, betrachtet von einem Nebenstollen aus;

Fig .6a : einen Querschnitt eines Säulensteges nach der Erset ¬ zung einer ausgesägten Gesteinsschicht durch ein ers ¬ tes SchichtSystem; Fig.6b: einen Querschnitt eines Säulensteges nach der Erset ¬ zung einer ausgesägten Gesteinsschicht durch ein zweites SchichtSystem; Fig.6c: einen Querschnitt eines Säulensteges nach der Erset ¬ zung einer ausgesägten Gesteinsschicht durch ein drittes SchichtSystem;

Fig.6d: einen Querschnitt eines Säulenstegs, bei dem das den

Säulensteg bildende Gestein vollständig durch ein viertes SchichtSystem ersetzt ist.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der an der Boden ¬ fläche des aus dem Gestein herauszuarbeitenden Körpers durch Entfernung von Gestein zu schaffenden Strukturen, die gemein ¬ sam den ersten Teil dieser Bodenfläche bilden. Gezeigt ist da ¬ bei ein Blick von unten zu einem Zeitpunkt, zu dem die Seiten ¬ wände des aus dem Gestein herauszuarbeitenden Körpers, deren künftiger Verlauf durch eine gestrichelte Linie L skizziert wird, noch nicht abgetrennt sind. Dies entspricht der bevor ¬ zugten Baureihenfolge, da dann das Abtrennen der Bodenfläche des Körpers ohne Risiko möglich ist, da die Seitenwände noch mit dem umgebenden Gestein umgeben sind. Man erkennt einen Zentralstollen 10, einen umlaufenden Stollen 20, der in diesem Ausführungsbeispiel kreisförmig mit einem Innenradius rl von 112,5m und einem Außenradius r2 von 125 m verläuft, und parallel zueinander verlaufende Nebenstollen 30 mit einer Stollenbreite b, die z.B. 5 Meter betragen kann. Die Nebenstollen 30 verlaufen in diesem Beispiel rechtwinklig zum Zentralstollen 10 verlaufen, wobei die jeweiligen Mittellinien m zweier zueinander benachbarter Nebenstollen 30 in einem Ab ¬ stand D voneinander verlaufen, der z.B. 25 Meter betragen kann. Der Zentralstollen 10 kann über nicht dargestellte

Schächte oder einen nicht dargestellten Zugangstunnel zugäng ¬ lich gemacht werden. Insbesondere kann im Zentralstollen 10 optional eine ortsfeste Betonversorgung 11 angeordnet sein, z.B. in Form eines Beton ¬ silos, von der dann über ein flexibles, nach Bedarf verlänger ¬ bares Leitungssystem 12, das jeweils in einen Nebenstollen 30 verlegt wird, in dem gerade Beton benötigt wird und in der Fi- gur 1 in einen ausgewählten Nebenstollen 30 führt, das aber je nach aktuellem Bedarf auch in andere Nebenstollen 30 gelegt werden kann, geleitet werden kann. Das Leitungssystem 12 soll ¬ te dabei möglichst eben verlaufen. Im Zentralstollen 10 kann ferner zur Abförderung von entfern ¬ tem oder ersetzten Gestein ein bevorzugt ebenfalls bedarfsge ¬ recht anpassbares Förderbandsystem 13 angeordnet werden, das auch in einen Nebenstollen 30 führt, wobei das Förderbandsys ¬ tem 13 aber so umgebaut werden kann, dass es jeweils in einen anderen Nebenstollen 30 oder sich verzweigt, so dass es in mehrere Nebenstollen 30 führt.

Das entfernte oder ersetzte Gestein kann optional auch mit ei ¬ ner im Zentralstollen angeordneten Aufbrechanlage 14 aufgebro- chen und direkt zur Betonherstellung in der Betonversorgung 11 verwendet werden, um den Transportbedarf zu reduzieren.

Zwischen den Nebenstollen 30 bleiben zunächst Gesteinsverbin ¬ dungen zwischen der Bodenfläche des aus dem Gestein herauszu- arbeitenden Körpers und dem umgebenden Gestein stehen, nämlich die Säulenstege 40. Im Bereich dieser Säulenstege 40 wird dann der zweite Teil der Bodenfläche durch Ersetzen von unterhalb der Bodenfläche liegendem Gestein durch ein SchichtSystem, welches zwei unverbundene Trennschichten aufweist, die aber nicht in der in Figur 1 dargestellten Ebene liegen und daher in dieser Figur nicht zu erkennen sind, abgetrennt. Beispiele solcher SchichtSysteme und ihre Anordnung in einem Säulensteg werden weiter unten anhand der Figuren 6a bis 6e erläutert.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schneidepro ¬ zesses mit einer Seilsäge 50 mit Sägeseil 51, Umlenkrollen 52 und Antriebsrolle 53 an einem Säulensteg 40. Die Blickrichtung in Figur 2 ist identisch zur Blickrichtung in Figur 1, die dargestellte Schnittebene liegt hier aber in der aktuellen Schnittebene der Seilsäge 50.

Derartige Schneideprozesse können einerseits, wie exemplarisch in Figur 5a und 5b dargestellt ist, in sehr stabilem Gestein dazu verwendet werden, um in den dabei entstehenden Spalt, der optional zwischenzeitlich durch Einbringen eines Gels stabili ¬ siert werden kann, ein SchichtSystem, das zwei Trennschichten und eine optionale Zwischenschicht aufweist einzuziehen. Sol- che SchichtSysteme sind schematisch weiter unten in den Figu ¬ ren 6a bis 6c exemplarisch dargestellt.

Andererseits können solche Schneideprozesse auch auf der Höhe der Oberkante und/oder der Unterkante einer zu entfernenden Gesteinsschicht vor deren Entfernung durchgeführt werden, um die Decke und/oder den Boden des bei der Entfernung einer Ge ¬ steinsschicht entstehenden Raums relativ glatt und frei von Abbruchkanten zu halten. Dies kann bei manchen Gesteinsarten bei einer Ersetzung einer dickeren Gesteinsschicht mit einem dementsprechend dickeren SchichtSystem, das insbesondere zu ¬ sätzlich auch Betonschichten aufweist, wie beispielsweise die SchichtSysteme die in den Figuren 6d und 6e dargestellt sind, dazu beitragen, eine verbesserte Anbindung der Betonschichten an diese Decke bzw. diesen Boden zu ermöglichen.

Figur 3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Systems 1000 zum bodenseitigen Abtrennen eines aus einem Ge ¬ stein 2000 herauszuarbeitenden Körpers, betrachtet von einem Nebenstollen 30 aus, mit dem eine solche dickere Gesteins ¬ schicht mit einer Höhe H, die z.B. 2m betragen kann, durch ein solches dickeres SchichtSystem ersetzt werden kann. Das System 1000 arbeitet sich dabei in Vortriebsrichtung V durch das Ge ¬ stein 2000 eines Säulenstollens 40 hindurch.

Das System 1000 setzt sich zusammen aus

- einer Vortriebseinheit 1100 zum Entfernen einer Gesteins- Schicht, die als Tunnelbohrmaschine ausgeführt ist,

- einer Abfördereinheit 1200 zum Abfördern von von der Vor ¬ triebseinheit 1100 entferntem Gestein, die als Förderband ausgeführt ist,

- einer Verlegeeinheit 1300 zum Verlegen einer ersten Trenn- schicht 1310 und einer mit der ersten Trennschicht 1310 unverbundenen zweiten Trennschicht 1320, mit einer ersten Trennschichtvorratsrolle 1330 und einer zweiten Trenn ¬ schichtvorratsrolle 1340,

- und einer Verfülleinheit 1400 mit einer Betonzuführung

1410 zum Verfüllen des Zwischenraums 1420 zwischen dem

Boden 1421 des durch das Entfernen der Gesteinsschicht entstandenen Raums und der ersten Trennschicht 1310 mit Beton, und mit einer Betonzuführung 1430 zum Verfüllen des Zwischenraums 1440 zwischen der Decke 1441 des durch das Entfernen der Gesteinsschicht entstandenen Raums und der zweiten Trennschicht 1320 mit Beton und mit einer Schalung 1450, die die Zwischenräume 1420,1440 in Vor ¬ triebsrichtung und in Richtung auf die Nebenstollen 30 hin abschließt und so das Schalvolumen definiert, das in der der Vortriebsrichtung entgegengesetzten Richtung durch die bereits ausgehärteten Betonschichten 1501,1502 abgeschlossen wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 sind im Schalvolumen, genauer gesagt im Zwischenraum 1420 Stützen 1460 zum Abstützen der ersten Trennschicht 1310 vorgesehen, die seitlich vom Ne ¬ benstollen 30 her eingeschoben werden können und mit einbeto ¬ niert werden. Ferner ist in dem in Figur 3 dargestellten Aus ¬ führungsbeispiel zwischen der Abfördereinheit 1200 und der Vortriebseinheit 1100 einerseits und der Verlegeeinheit 1300 und der Verfülleinheit 1400 andererseits ein vom Nebenstollen 30 aus zugänglicher Raum 1600 vorhanden.

Die Schalung 1450 ist durch Streben 1451,1452 im Bereich au ¬ ßerhalb des Schalvolumens an Decke 1421 bzw. Boden 1441 abge ¬ stützt . Figur 4 ist eine Skizze, die den modularen Aufbau eines von oben betrachteten Systems 1000 zum bodenseitigen Abtrennen ei ¬ nes aus einem Gestein herauszuarbeitenden Körpers verdeutlicht durch eine Aufsicht verdeutlicht. Man erkennt, dass die Vor ¬ triebseinheit 1100, die Abfördereinheit 1200, die Verlegeein- heit 1300 und die Verfülleinheit 1400 jeweils modular aus vier in Richtung senkrecht zur Vortriebsrichtung nebeneinander in einer Ebene, in der die Nebenstollen 30 liegen, Vortriebsein ¬ heitsmodulen llOOa-d, Abfördereinheitsmodulen 1200a-d, Verle ¬ geeinheitsmodulen 1300a-d und Verfülleinheitsmodulen 1400a-d zusammengesetzt sind, was das Umdrehen des Systems am Ende ei ¬ nes Säulenstegs 40 zur Bearbeitund des nächsten Säulenstegs 40 auch auf relativ beengtem Raum ermöglicht. Figur 5a und 5b zeigen eine schematische Darstellung einer Variante des Ersetzens einer Gesteinsschicht 2000 in einem Säulensteg 40, bei der das Entfernen des zu ersetzenden Ge ¬ steins mit einer Seilsäge 50 erfolgt, betrachtet von einem Ne- benstollen 30 aus.

In einem ersten, in Figur 5a dargestellten Schritt wird mit dem Sägeseil 51 ein Spalt 3200 in das Gestein 2000 eines Säu ¬ lenstegs 40 gesägt, in dem optional ein erster TransportStab 3300 nachgeführt -beispielsweise nachgezogen oder nachgescho ¬ ben- wird, der eine Zuleitung 3310 für Gelflüssigkeit 3440 und an seiner der Sägerichtung VV entgegengesetzten Seite eine Geldüse 3320 aufweist, durch die der Spalt 3200 mit Gelflüs ¬ sigkeit 3440 gefüllt wird. Die Sägerichtung durch das Gestein 2000 des Säulenstegs 40 kann dabei auch die Richtung von einem Nebenstollen 30 zu einem benachbarten Nebenstollen 30 sein.

Im zweiten, in Figur 5b dargestellten Schritt wird dann ein zweiter TransportStab 3301 in Sägerichtung VV oder in der dazu entgegengesetzten Richtung durch den mit der Seilsäge 50 ge ¬ sägten Spalt 3200 geführt. An der in Bewegungsrichtung vorde ¬ ren Seite des TransportStabs 3301 ist eine Spüldüse 3312 vor ¬ gesehen, der durch eine Zuleitung 3311 Spülflüssigkeit zuge ¬ führt wird, wenn eine Gelflüssigkeit 3440 zur Stabilisierung des Sägespalts 3200 in diesen eingebracht war, um diese aufzu ¬ lösen .

An der der Bewegungsrichtung entgegengesetzten Seite des

TransportStabs 3301 sind als Trennschichten Dichtungsbahnen 3520 mit Befestigungselementen 3530 befestigt, die jeweils auf ihrer dem Gestein 2000 zugewandten Seite eine adhäsive Be- schichtung 3521,3522 aufweisen. Zwischen den Dichtungsbahnen 3520 ist ein Vlies 3525 oder eine genoppte Gummimatte angeord- net, das mit einem Befestigungselement 3535 am TransportStab 3301 befestigt ist. Dieses SchichtSystem kann also durch Bewe ¬ gung des TransportStabs 3301 in den Spalt 3200 eingezogen wer ¬ den .

Nachfolgend werden anhand der Figuren 6a bis 6e unterschiedli ¬ che Varianten von SchichtSystemen nach der Ersetzung einer Ge ¬ steinsschicht eines Säulenstegs 40 durch das jeweilige

SchichtSystem vorgestellt.

Figur 6a zeigt einen Querschnitt eines Säulensteges 40 nach der Ersetzung einer ausgesägten Gesteinsschicht durch ein ers ¬ tes SchichtSystem 140, bestehend aus zwei Trennschichten

141,142, nämlich einer unteren Trennschicht 141 und einer obe- ren Trennschicht 142, die unmittelbar aneinander angrenzen.

Die untere Trennschicht 141 weist eine Oberflächenstrukturie- rung in Form von Rillen 143 auf.

Figur 6b zeigt einen Querschnitt eines Säulensteges 40 nach der Ersetzung einer ausgesägten Gesteinsschicht durch ein zweites SchichtSystem 240, bestehend aus zwei Trennschichten 241,242, nämlich einer unteren Trennschicht 241 und einer obe ¬ ren Trennschicht 242, zwischen denen eine Zwischenschicht in Form eines porösen Vlieses 243 das jeweils unmittelbar an die Trennschichten 241 bzw.242 angrenzt, angeordnet ist. Die

Trennschichten 241 bzw. 242 sind dabei jeweils auf ihrer dem Gestein 2000 zugewandten Seite mit optionalen adhäsiven Be- schichtungen 3521,3522 versehen. Statt einer Zwischenschicht in Form des porösen Vlieses 243 kann z.B. auch eine an glei- eher Stelle angeordnete genoppte Gummimatte verwendet werden.

Figur 6c zeigt einen Querschnitt eines Säulensteges 40 nach der Ersetzung einer ausgesägten Gesteinsschicht durch ein drittes SchichtSystem 440, bestehend aus zwei Betonschichten 443,444, nämlich einer unteren Betonschicht 443 und einer obe ¬ ren Betonschicht 444, und zwei jeweils an der der jeweils an ¬ deren Betonschicht 444,443 zugewandten Oberfläche einer Beton ¬ schicht 443,444 angeordnete Trennschichten 441,442, nämlich einer unteren Trennschicht 441 und einer oberen Trennschicht 442, die jeweils eine Oberflächenstruktur in Form von Rillen 445,446 aufweisen.

Fig.6d zeigt einen Querschnitt eines Säulenstegs 40, bei dem das den Säulensteg 40 bildende Gestein vollständig durch ein viertes SchichtSystem 540, bestehend aus zwei Betonschichten 543,544, nämlich einer unteren Betonschicht 543 und einer obe ¬ ren Betonschicht 544, und zwei jeweils an der der jeweils an ¬ deren Betonschicht 544,543 zugewandten Oberfläche einer Beton ¬ schicht 543,544 angeordnete Trennschichten 541,542, nämlich einer unteren Trennschicht 541 und einer oberen Trennschicht 542, sowie einer zwischen diesen angeordneten Zwischenschicht 545, die wieder porös, z.B. als Vlies oder mit einer in Vor ¬ triebsrichtung zusammenhängenden Oberflächenstrukturierung, beispielsweise als gerillte oder genoppte Gummimatte, ausge ¬ führt sein kann, ersetzt ist.

Bezugszeichenliste

10 Zentralstollen

11 Betonversorgung

12 Leitungssystem

13 Förderbandsystem

14 Aufbrechanläge

20 umlaufender Stollen 30 Nebenstollen

40 Säulensteg

50 Seilsäge

51 Sägeseil

52 Umlenkrolle

53 Antriebsrolle

140,240,

440,540 SchichtSystem

141, 142,241,242,

441,442,

541, 542 Trennschicht

143,445,446 Rille

243 Vlies

443,444,543,544 Betonschicht

545 Zwischenschicht

1000 System

1100 Vortriebseinheit

1100a-d Vortriebseinheitsmodul

1200 Abfordereinheit

1200a-d Abfordereinheitsmodul

1300 Verlegeeinheit

1300a-d Verlegeeinheitsmodul

1310 erste Trennschicht

1320 zweite Trennschicht

1330, 1340 Trennschichtvorratsrolle 1400 Verfülleinheit

1400a-d Verfülleinheitsmodul

1410,1430 Betonzuführung

1420,1440 Zwischenraum

1421 Boden

1441 Decke

1450 Schalung

1451,1452 Strebe

1460 Stützen

1501,1502 Betonschicht

1600 zugänglicher Raum

2000 Gestein

3200 Spalt

3300,3301 Transportstab

3310 Zuleitung Gelflüssigkeit

3311 Zuleitung Spülflüssigkeit

3320 Geldüse

3440 Gelmasse

3520 Dichtungsbahn

3521,3522 adhäsive Beschichtung

3525 Vlies

3530,3535 Befestigungselement

b Stollenbreite

H Höhe

D Abstand der Mittellinien benachbarter Ne ¬ benstollen

rl Innenradius

r2 Außenradius

V Vortriebsrichtung

VV Sägerichtung