SOPORTE DE CONSTRUCCION PARA CONSTRUCCIONES ELEVADAS Y CONSTRUCCIONES SUBTERRANEAS.

Soporte de construcción para la construcción de túneles o galerías en terreno estable (10),

con una junta de obturación en forma de una lámina (4, 26, 32, 104) contra agua, en el que se utilizan anclajes (2, 5, 102, 535), que se introducen en el terreno estable (101) y retienen el soporte de construcción de túneles a distancia de la abertura del terreno (1), en el que la lámina es retenida por medio de elementos de fijación (14, 15, 20, 21, 30, 31, 520, 521, 537, 538) en los anclajes (2, 5, 102, 535), en el que la lámina (4, 26, 32, 204) es empotrada, respectivamente, entre dos elementos de fijación (9, 14, 15, 20, 21, 30, 31, 520, 521, 537, 538), uno de los cuales está dispuesto en el lado exterior en la lámina (4, 26, 32, 104) y el otro está dispuesto en el lado interior en la lámina (4, 26, 32, 104), en el que el elemento de fijación del lado exterior (9, 14, 20, 31, 520, 538) tiene una unión roscada con el anclaje (2, 5, 102, 535), y en el que en la lámina (4, 26, 32, 104) se puede formar una capa de hormigón inyectado (3), caracterizado porque el elemento de fijación del lado exterior (9, 14, 20, 31, 520, 538) se puede enroscar con un taladro roscado configurado como taladro ciego (528) sobre el anclaje (2, 5, 102, 535), de manera que el taladro ciego (528) apunta hacia fuera

Soporte de construcción para construcciones elevadas y construcciones subterráneas.

La invención se refiere a un soporte de construcción para construcciones elevadas y construcciones subterráneas, especialmente un soporte de construcción para espacios subterráneos como túneles y galerías o tuberías en terreno estable.

Los elementos de sujeción encuentran aplicación de manera especialmente frecuente en los soportes de construcción de túneles. En este caso hay que distinguir entre los túneles en terreno estable y en terreno no estable. Un terreno estable no se hunde después de la apertura del túnel. En cambio, en el caso de un terreno no estable, es necesario un soporte de construcción con capacidad de soporte del túnel, que absorbe parcialmente el peso del terreno. En el terreno no estable es habitual tanto un soporte de construcción de acero como también un soporte de construcción de hormigón. También pueden encontrar aplicación combinaciones de acero y hormigón. El soporte de construcción de hormigón se puede fabricar la mayoría de las veces al pie de obra. También son habituales paneles de hormigón, que se producen en la fábrica y se transportan al lugar de la obra.

En el terreno estable se suprime el problema de la resistencia. Permanece el problema de cómo se realiza un aseguramiento contra la caída de piedras. El problema se soluciona habitualmente con hormigón inyectado. En este caso, se inyecta hormigón hacia la abertura del terreno, que se endurece allí y forma un revestimiento de protección.

Otro problema es la salida de agua del terreno. En el invierno, el agua se congela. Existe en peligro de que caigan masas de hielo. Este peligro se elimina habitualmente con una obturación de láminas. De acuerdo con el espesor de las láminas se habla también de bandas. En parte, se aplica también la designación de membrana.

La obturación de láminas conduce el agua hacia abajo. Al mismo tiempo, con un aislamiento térmico se previene la congelación del agua.

La obturación de láminas se compone de bandas de láminas. Las bandas de láminas son tendidas a solapa en la abertura del terreno, de manera que los bordes de las láminas se pueden soldar a continuación entre sí.

La fijación de la lámina se realiza de diferentes maneras. Originalmente se colocaban anclajes y se empotraba la lámina sobre los anclajes entre dos placas. Esto se realizaba con perforación de la lámina. En efecto, se pretende cerrar cada taladro por medio de una junta de obturación con dos anillos de obturación de neopreno dispuestos a ambos lados de la lámina. La junta de obturación era muy discreta, porque podría continuar circulando agua a lo largo de los anclajes.

En el caso de reducidos requerimientos de resistencia, se ha implantado en el pasado una fijación de las láminas con un elemento de fijación configurado como arandela de plástico. La arandela se clava o se dispara en el terreno o en una primera capa de hormigón inyectado aplicada. Durante el disparo, las arandelas no son impulsadas con un martillo o similar en el terreno, sino que son introducidas por medio de un cartucho explosivo en el terreno en el la primera capa de hormigón inyectado aplicada.

Las arandelas conocidas se representan y describen, por ejemplo, en los documentos DE-3244000C1, DE4100902A1, DE1951959A1, DE8632994.4U1, DE8701969.8U1, DE20217044U1. Las arandelas conocidas han sido soldadas con una lámina y han conducido a una obturación perfecta. Esto se aplica también para la fijación de arandelas mostrada y descrita en el documento JP 10-306695.

Se consideran especialmente favorables las arandelas con un punto teórico de rotura, según el documento DE3244000A1. Las arandelas deben romperse e el caso de una carga de la lámina por el punto teórico de rotura. La resistencia del punto teórico de rotura está esencialmente por debajo de la resistencia de las láminas. De esta manera, la arandela se rompe en primer lugar cuando se ejerce una tracción excesiva sobre la lámina. Es decir, que la obturación de láminas se mantiene intacta en la lámina en caso de tracción excesiva, mientras que se rompe la arandela.

Sin embargo, las arandelas de plástico solamente son adecuadas para la fijación de las láminas cuando se producen fuerzas reducidas durante la fijación de las láminas y durante la aplicación siguiente del hormigón inyectado.

No obstante, especialmente en túneles se producen fuerzas grandes. En los túneles de ferrocarriles se genera por los trenes en circulación una presión extrema del aire y a continuación un tiro de aspiración extremo. Las presiones actúan sobre superficies extremadamente grandes, de manera que se generan presiones totales, que requieren una unión suficientemente fija del soporte de construcción del túnel con el terreno. Las presiones dependen de la velocidad de circulaciones de los trenes. Los trenes de alta velocidad elevan de nuevo las presiones en un múltiplo frente a los ferrocarriles normales. Lo mismo se aplica para túneles de automóviles.

Con tal carga, han dado buen resultado las arandelas de acero como elementos de fijación, que son retenidos con anclajes en el terreno. Las arandelas tienen la forma de cazoletas (secciones de una esfera hueca) y empotran la lámina entre sí.

Las arandelas conocidas tienen un diámetro de aproximadamente 150 mm y un espesor de 3 a 4 milímetros. Tales arandelas poseen una gran resistencia.

Los anclajes conocidos tienen diámetros de 12 ó 14 ó 16 ó 20 mm. Con preferencia, están constituidos de acero inoxidable y están perfilados en el lado del terreno, para desplegar una alta resistencia a la extracción en el terreno. Para los anclajes se realizan taladros correspondientes en el terreno. A continuación se fijan los anclajes con un cemento de montaje u otros medios de montaje adecuados en los taladros. Tales anclajes pueden absorber correctamente fuerzas grandes, a diferencia de la construcción de clavos conocida. Las cargas son conducidas al terreno. Por lo tanto, con los anclajes es posible construir un soporte de construcción, que resiste las cargas de trenes en circulación y de automóviles en circulación.

En el extremo libre, los anclajes están provistos, en general, con una rosca, con preferencia de acuerdo con el diámetro con rosca métrica M1 o M14 o M16 o M20. En el extremo del lado de la rosca, las arandelas de acero son retenidas entre dos tornillos. Los tornillos permiten un ajuste de las arandelas sobre el anclaje.

Los anclajes son habitualmente tan largos que se proyectan más allá de las arandelas de acero en el túnel. Esto sirve para la fijación de una tela metálica como apoyo durante la inyección del hormigón y para reforzar el soporte de construcción del túnel durante la unión con el terreno.

La tema metálica sirve también para la armadura de la capa de hormigón inyectado.

Sobre el anclaje se puede montar también un elemento distanciador para la tela metálica. Los elementos distanciadores conocidos están provistos con barras en forma de estrella, para apoyar la tela metálica sobre una superficie lo más grande posible.

En el tipo de construcción conocido, los anclajes perforan la lámina. Tal tipo de construcción se conoce también a partir del documento GB2325946. Allí se encuentran anclajes, sobre los que está retenido un soporte de construcción con una lámina de obturación y con espuma de plástico. Para la retención sirve un sistema de vigas, barras e instalaciones de sujeción. Los anclajes atraviesan la lámina. En efecto, en este caso se ha reflexionado sobre una obturación de los taladros resultantes. Pero la obturación era insuficiente, porque no se ha reconocido que, en lo más profundo de los pasos de rosca hay que buscar la causa de las fugas.

En efecto, en la práctica, se muestra que el agua del terreno circula a lo largo de los anclajes. Esto se aplica tanto para el sistema conocido a partir del documento GB 2325946 como también para los anclajes con retención habitual de las arandelas para la lámina. De esta manera, aparecen anclajes y elementos de fijación o bien arandelas bajo carga de agua correspondiente. La invención ha reconocido que el agua penetra a través de la rosca de tornillo de las arandelas y de los anclajes. El agua circula entonces también a través del orificio que se produce en la lámina. Se producen fugas. Incluso una fuga de goteo conduce en un tiempo correspondiente a cantidades de agua considerables. El agua puede salir por el lado interior del túnel. En invierno,...

1. Soporte de construcción para la construcción de túneles o galerías en terreno estable (10), con una junta de obturación en forma de una lámina (4, 26, 32, 104) contra agua, en el que se utilizan anclajes (2, 5, 102, 535), que se introducen en el terreno estable (101) y retienen el soporte de construcción de túneles a distancia de la abertura del terreno (1), en el que la lámina es retenida por medio de elementos de fijación (14, 15, 20, 21, 30, 31, 520, 521, 537, 538) en los anclajes (2, 5, 102, 535), en el que la lámina (4, 26, 32, 204) es empotrada, respectivamente, entre dos elementos de fijación (9, 14, 15, 20, 21, 30, 31, 520, 521, 537, 538), uno de los cuales está dispuesto en el lado exterior en la lámina (4, 26, 32, 104) y el otro está dispuesto en el lado interior en la lámina (4, 26, 32, 104), en el que el elemento de fijación del lado exterior (9, 14, 20, 31, 520, 538) tiene una unión roscada con el anclaje (2, 5, 102, 535), y en el que en la lámina (4, 26, 32, 104) se puede formar una capa de hormigón inyectado (3), caracterizado porque el elemento de fijación del lado exterior (9, 14, 20, 31, 520, 538) se puede enroscar con un taladro roscado configurado como taladro ciego (528) sobre el anclaje (2, 5, 102, 535), de manera que el taladro ciego (528) apunta hacia fuera.

2. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de fijación del lado exterior (14, 20, 31, 520, 538) presenta hacia el anclaje (2, 5, 102, 535) un racor (22, 44, 57, 536) formado integralmente o fijado con un taladro ciego que apunta hacia fuera.

3. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el elemento de fijación del lado exterior (14, 20, 31, 520, 538) presenta hacia el elemento de fijación del lado interior (15, 21, 31, 521, 537) un clavo formado integralmente o fijado, que está provisto con una rosca exterior para tensar el elemento de fijación del lado interior (15, 21, 31, 521, 537).

4. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el elemento de fijación del lado exterior (40)

5. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque en el lado interior está previsto un clavo, que presenta una rosca exterior para tensar el elemento de fijación del lado interior (15, 21, 31, 521, 537).

6. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el elemento de fijación del lado exterior (9, 14, 20, 31, 520, 538) está previsto un racor (22, 44, 536) y el racor (22, 44, 536) posee en el extremo del lado exterior un taladro roscado configurado como taladro ciego (528) y en el extremo del lado interior posee otro taladro roscado como taladro ciego (529) y porque en el lado interior un clavo para tensar el elemento de fijación del lado interior (15, 21, 31, 521, 537) está enroscado en el taladro roscado.

7. Soporte de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1, 2, 6, caracterizado porque en el elemento de fijación del lado exterior (14, 20, 31, 520, 538) está previsto un racor (22, 44, 536) con un taladro ciego que apunta hacia fuera y el racor (22, 44, 536) está soldado con efecto de obturación con el elemento de fijación del lado exterior (9, 14, 20, 31, 520, 538).

8. Soporte de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los dos elementos de fijación están configurados en forma de cáscara, en el que las cáscaras encajan una dentro de la otra o están dispuestas en simetría de imagen.

9. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la cáscara del elemento de fijación del lado exterior (9, 14, 20, 31, 520, 538) es mayor que la cáscara del elemento de fijación interior, de manera que el elemento de fijación interior puede estar en el elemento de fijación exterior, de manera que el elemento de fijación interior posee en el borde una curvatura adicional hacia dentro y el elemento de fijación exterior posee en el borde una curvatura adicional hacia fuera.

10. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque ambos elementos de fijación están configurados de la misma estructura y están dispuestos en simetría de imagen entre sí, de manera que ambos elementos de fijación poseen en el borde una curvatura hacia fuera.

11. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el adaptador posee un pivote roscado, que forma al mismo tiempo un clavo para tensar el elemento de fijación del lado interior (15, 21, 31, 521, 537).

12. Soporte de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por una barra de prolongación entre el extremo del anclaje y el elemento de fijación del lado exterior (14, 20, 31, 520, 538).

13. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque la barra de prolongación está constituida por una barra roscada con la misma rosca que el extremo correspondiente del anclaje y porque para la unión con el extremo correspondiente del anclaje está previsto un casquillo.

14. Soporte de construcción de acuerdo con 12 ó 13, caracterizado por un casquillo para la unión de la barra de prolongación con el extremo del anclaje, que está constituido por el mismo material que el casquillo que forma el racor (22, 44, 536) en el elemento de fijación del lado exterior (14, 20, 31, 520, 538).

15. Soporte de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque el clavo está constituido del mismo material que la barra de prolongación y/o la barra de prolongación está constituida del mismo material que el anclaje (2, 5, 102, 535).

16. Soporte de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el solape de dos partes enroscadas entre sí tiene una medida que es al menos igual al espesor de una tuerca de tornillo con la misma rosca.

17. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el racor (22, 44, 536) tiene un diámetro, que es al menos igual al diámetro de una tuerca de tornillo con la misma rosca.

18. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque la medida de solape de las partes roscadas y/o el diámetro del racor (22, 44, 536) está derivado con un factor de seguridad de al menos 1,5 de una tuerca de tornillo.

19. Soporte de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado por una cavidad en forma de cazoleta de uno de los elementos de fijación y por una configuración en forma de tapa del otro elemento de fijación.

20. Soporte de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado por dimensiones de los elementos de fijación desde 10 mm hasta 2000 mm, con preferencia desde 80 hasta 300 mm, de manera todavía más preferida desde 130 hasta 300 mm.

21. Soporte de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque los elementos de fijación están constituidos total o parcialmente de acero inoxidable y/o de plástico.

22. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 21, caracterizado por la utilización de poliéster, especialmente de PET, o poliamida como plástico y/o una armadura en el plástico.

23. Soporte de construcción de acuerdo con la reivindicación 21 ó 22, caracterizado por un una armadura de fibras del plástico.

24. Soporte de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado por una protección contra la corrosión de los elementos de fijación con resina epóxido o cinc.