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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ver-
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legung von Rohren, insbesondere in Sandschichten mit sättigendem Wassergehalt.
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Zur Verlegung von Wasserleitungen, Abwasserrohren oder Kabelschutzrohren
aller Art in der Querrichtung unterhalb einer Straße oder eines Eisenbahngleises
ohne einen Graben auszuheben, ist es bekannt, senkrechte Schächte an beiden Seiten
der Straße auszuheben, von einem Schacht aus mittels eines Erdbohrers ein horizontales
Verbindungsloch zwischen den Schächten zustande zu bringen und in das Loch die Rohrabschnitte
nacheinander bis in die gewünschte Stellung vorzuschieben. Zwar ist dieses Verfahren
sehr leistungsvoll, weil die oberhalb des Rohres liegenden Erdschichten nicht vorläufig
entfernt werden müssen, wenn die Erdschichten wenig Wasser enthalten und das Loch
oberhalb des Grundwasserspiegels verläuft. Bei wasserhaltigen Schichten wie z.B.
wasserführenden Formationen ist das Verfahren aber nicht völlig ausreichend, weil
beim Ausheben des Loches unter Anwendung des Horizontalerdbohrers oder dergleichen
das Wasser in das Gehäuse der Bohrmaschine und in die Schächte fließt, wobei das
Erdreich absinkt oder in die Schächte nachfließt.
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Nach einem weiteren bekannten Verfahren wird ein Loch
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eine Erdschicht durch einen Düsenstrahl erzeugt. Die Bohb vorrichtung umfaßt hier
eine dünne, längliche Düsenleitung mit äußeren radialen Flügeln, die sich in Richtung
der Düsenleitung erstrecken. Durch Bestrahlen mit Druckmedium aus einem Ende der
Düsenleitung wird das Erdreich im Bereich des Auslasses entfernt, wobei der ausgehobene
Schlamm durch das Druckmedium fortgeschwemmt wird. Auf diese Weise entsteht ein
Hohlraum vor dem Auslaßende, in den die Düsenleitung hineingeschoben wird. Der Querschnitt
des ausgehobenen Loches wird ohne Verwendung einer Ummantelung auf die vorgegebene
Größe erweitert. Unter Anwendung der oben erwähnten Aushebevorrichtung und durch
Drehen der Düsenleitung wird der kreisförmige Querschnitt so vergrößert, daß er
im wesentlichen der Querabmessung des Flügels entspricht. Dadurch, daß man Druckmedium
durch das untere Ende der Leitung fließen läßt, kann man verhindern, daß Erdreich
in die Rohrabschnitte gelangt.
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Gemäß einem weiteren bekannten Verfahren zur Herstellung einer Dränageanordnung
für Sandböden wird ein Loch in der Erde ausgehoben, in das ein Rohr später eingeführt
wird.
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Sodann läßt man ein Medium durch den unteren Abschnitt des Rohres
hinausfließen, so daß die Seitenwandung des Loches abgetragen und Schlamm oben fortgespült
wird. Dränagefeststoffe werden dann durch das Rohr eingefüllt, so daß das Loch von
unten hinauf belegt und das Restmedium aus dem Loch entfernt wird. Die Aufgabe dieses
Verfahrens bestand darin, ein unerwünschtes Verbiegen des Dränageloches zu vermeiden,
die sonst zu einem Absinken des Grundes führen würde.
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Zum Ausheben eines horizontalen Loches ohne Absinken oder Nachfließen
des Grundes bei hohem Wassergehalt der Schichten sind aber diese beiden bekannten
Verfahren nicht geeignet.
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Gemäß einem Aspekt liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Rohrverlegungsverfahren anzugeben, bei dem beim Zustandebringen einer wasserdichten
Verbindung unmittelbar zwischen der Ummantelung einer Horizontalerdbohrvorrichtung
und einem Schlammgefäß kein Absinken des Grundes
stattfindet, wobei
unter Aufrechterhaltung eines Drucks der dem Druck des Grundwassers entgegenwirkt,
das horizontale Loch ausgehoben und ein Rohrabschnitt in das Loch vorgeschoben wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung soll die Wirksamkeit
und Praxisnähe eines Verfahrens zur Verlegung von Rohren unter der Erde dadurch
erhöht werden, daß ein Schlammgefäß oberhalb der Erde aufgestellt wird, wobei ein
größeres Gefäß, das die Kapazität erhöht, zur Anwendung kommt, und der Schacht schmäler
sein darf,wobei es nicht nötig ist, das Schlammgefäß nach oben und nach unten im
Schacht zu verlagern.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung soll
ein Verfahren zur Verlegung von Rohren unter der Erde angegeben werden, das beim
Ausheben eines horizontalen Loches gleichmäßig ausgeführt werden kann, während ein
Wasserumlauf innerhalb des Schlammgefäßes und zurück in die Erdschichten dadurch
aufrechterhalten wird, daß der Wasserdruck im Bereich der Oberfläche des Schneidwerkzeuges
bei einem vorbestimmten Wert gehalten und dadurch daß dieses Umlaufwasser als glättendes
oder schmierendes Mittel verwendet wird, um die nötige Antriebskraft zu vermindern.
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Gemäß einem noch weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung soll das
oben genannte Verfahren so weiterentwickelt werden, daß die Schlämme noch gleichmäßiger
in das Schlammgefäß dadurch aufgenommen werden, daß e4n Teil des Rücklaufwassers
wieder in Umlauf gebracht wird und durch eine Schlammaufnahmeleitung in das Gefäß
gelangt.
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Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der nun folgenden
Beschreibung anhand der Zeichnungen zu entnehmen, worin für gleiche Teile und Begriffe
gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht und
einen teilweisen Schnitt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unmittelbar
vor Beginn der Bohrarbeiten, Figur 2 eine Seitenansicht und einen teilweisen Schnitt
der Anordnung bei der Durchführung der Bohrung, wobei
man dem Druck
des Grundwassers entgegenwirkt, Figur 3 eine Seitenansicht und teilweisen Schnitt
derselben Anordnung nach Ausheben einer Teillänge der Bohrung, -wobei das Schlammoefäß
aufgefüllt ist, Figur 4 eine Seitenansicht und einen teilweisen Schnitt der Anordnung
beim Verbinden eines Rohrabschnittes mit dem Schneckenförderer, wobei das volle
Gefäß durch ein leeres ersetzt worden ist.
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Figur 5 eine Seitenansicht und einen teilweisen Schnitt der Anordnung
nach Erreichen des Schachtes, bei dem die Rohrleitung'endet, und Figur 6 eine Seitenansicht
und einen teilweisen Schnitt beim Entfernen der Ausrüstungen, nachdem die Rohrabschnitte
verlegt worden sind.
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Nach Figur 1, die das Vorbereitungsstadium vor Beginn der Arbeiten
zeigt, ist zwischen der Ummantelung 2 einer Horizontalerdbohrvorrichtung 1 und einem
am Boden aufgestellten Schlammgefäß 4 durch eine Schlammaufnahmeleitung 9 hindurch,
die sich innerhalb eines Schachtes 3 befindet, eine wasserdichte Verbindung aufgebaut
worden. Die Schlammaufnahmeleitung 9 ist mit einer Schlammpumpe 5a ausgestattet,
die mit der Ummantelung 2 verbunden ist. Eine Pumpe 5 zur Wasserrückförderung ist
oben am Schlammgefäß 4 angeordnet, wobei eine Auslaßöffnung dieser Rückförderunaspumpe
5 mit einer \fasserrückfuhrleitung 7 verbunden wird; deren Auslaß 6 im Bereich der
Stirnseite 10 des Schneidwerkzeugs angeordnet ist. Diese Pumpe 5 zur Zurückförderung
des Wassers ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Von der Wasserrückfuhrleitung
7 ist eine Wasserumletufleitung 8 abgezweigt, wobei die Auslaßöffnung mit der Einlaßöffnung
der zum Schlammgefäß 4 führenden Aufnahmeleitung 9 verbunden ist. Obwohl gemäß Figur
1 die Anordnung so getroffen ist, daß die Umlaufwasserleitung 8 oberhalb des Einlasses
der Schlammaufnahmeleitung 9 endet, so daß das Umlaufwasser direkt nach Verlassen
der Leitung 8 in die Schlammaufnahmeleitung 9 fließt, die Auslaßöffnung der Umlaufwasserleitung
8 im Bereich der Einlaßöffnung der Schlammaufnahmeleitung 9 angeordnet sein kann,
und
obwohl die liasserumlaufleitung 8 von der Wasserrückfuhrleitung 7 in der Figur abgezweigt
wird, ist es oft zufriedenstellend, wenn die Pumpe zur Zurückförderung des Wassers
zwei Auslässe besitzt, so daß die Wasserleitung 7 zur Rückförderung und die Wasserumlaufleitung
voneinander unabhängig sind. Bei 11 wird Sperrbetonmasse in Stellung gebracht, um
mit dem er-findungsgemäßen Verfahren anzufangen.
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Die Stirnfläche 10 des Schneidwerkzeugs ist z.B. in einem abgedichteten
Gehäuse untergebracht. Eine Flüssigkeit 12 wie z.B. Wasser ist innerhalb des Schlammgefäßes
4 vorhanden, um eine innere direkte wasserdichte Verbindung zwischen der Ummantelung
2 und dem Schlammgefäß 4 zustande zu bringen. Die Zufuhr der Flüssigkeit 12 wird
dann angehalten, wenn die Ummantelung 2 und das Schlammgefäß 4 mit der Flüssigkeit
12 aufgefüllt worden sind. Durch einen Stempel 13 wird die Erdbohrvorrichtung 1
vorangetrieben unter Abstützung gegen eine Mauer 14, die hinter der Antriebswinde
13 vorhanden ist.
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Nach Ausführung dieser Vorarbeiten gemäß vorliegender Beschreibung,
wird gemäß Figur 2 mit der Aushebung des horizontalen Loches begonnen, wobei dem
Druck des Grundwassers (A) ein Widerstand entgegengesetzt wird. Die Stirnfläche
10 des Schneidwerkzeuges wird aufgedeckt,um horizontal zu bohren, wonach Schlämme
(B) sowie Wasser innerhalb der Ummantelung 2 durch den Schneckenförderer 15 transportiert
werden.
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Sie werden innerhalb der Schlammaufnahmeleitung 9 durch die Schlammpumpe
5a befördert und fließen in das Schlammgefäß 4 durch die Schlammaufnahmeöffnung
4a. Gleichzeitig wird aus dem Schlammgefäß 4 Flüssigkeit 12 durch die Rückfuhrwasserleitung
7 entnommen, so daß sie zu den Stirn- und Seitenteilen des Schneidwerkzeugs unter
der Wirkung der Wasserrückförderungspumpe 5 oder durch natürliche Kraft des fließenden
Wassers bzw. Schwerkraft fließt und eine Teilmenge dieses fließenden Wassers durch
die Wasserumlaufleitung 8 und in die Einlaßöffnung der Schlammaufnahmeleitung 9
fließt. In diesem Stadium schlägt sich der ausgehobene Schlamm (B), der in das Schlammgefäß
4 gepumpt worden ist, nieder. Der
Schlamm wird von der Flüssigkeit
12 und von dem ebenfalls aufgenommenen Grundwasser getrennt,so daß lediglich die
Flüssigkeit 12 und das Grundwasser durch die Pumpe 5 zurückgepumpt werden. Gleichzeitig
mit der Aushebung der Bohrung wird ein Rohrabschnitt 16 in das Loch hineingeschoben
und normal verlegt.
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Nach Auffüllen des Schlammgefäßes 4 mit Schlämmen (B), siehe Figur
3, hören die Aushebung und das Vorschieben auf; sowohl die Stirnfläche 10 des Schneidwerkzeugs
und die Schlammaufnahmeleitung 9 werden durch Dichtungen oder Absperrventile abgeschlossen;
eine Sperrbetonmasse 11a ist am hinteren Ende des Schneckenförderers 15 in-Stellung
gebracht, wobei die Öffnung 2a, durch die die Ummantelung 2 mit der Schlammaufnahmeleitung
9 verbunden ist, oder die Aufnahmeöffnung der Schlammaufnahmeleitung 9 ebenfalls
abgeschlossen wird. Weil in diesem Stadium die Stirnfläche 10 des Schneidwerkzeugs
jetzt abgedeckt ist, würde kein größerer Nachteil entstehen, wenn die Absperrbetonmasse
11a und die öffnung 2a offen bleiben würden.
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Sodann wird der Antriebsstempel 13 zurückgefahren (siehe Figur 4).
Die Leitung 16 wird mit dem Schneckenförderer 15 verbunden, wobei das Schlammgefäß
entweder durch ein leeres ersetzt oder zu einem Abladeplatz für die Schlämme (B)
abtransportiert wird. Das Gefäß 4 wird wieder mit Flüssigkeit 12 aufgefüllt, so
daß die Anordnung jetzt wieder in Betrieb genommen werden kann.
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Sowohl die öffnung 2a, die die Ummantelung 2 mit der Schlammaufnahmeleitung
90azle aucS die Schlammaufnahmeöffnung 4a werden dann geöffnet. Die Flüssigkeit
12 wird dann so lange zugeführt, bis eine wasserdichte Verbindung gemäß Figur 1
durch die Ummantelung 2 und im Inneren des Gefäßes 4 werden zustande kommt. Danach
wird horizontal ausgehoben undMgemäß Figur 2 Rohrabschnitte verlegt; die Verfahrensstufen
gemäß Figuren 3 und 4 werden solange wiederholtt, bis der Schacht 3a auf der anderen
Seite gemäß Figur 5 erreicht wird.
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Gemäß Figur 5 wird bei 11b eine Absperrbetonmasse auf der anderen
Seite in Stellung gebracht. Dabei ist Wasser aus dem
Schneckenförderer
15 entfernt worden.
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Letztlich werden die Ausrüstungsteile gemäß Figur 6 entfernt, um
die Verlegung der Rohrabschnitte 16 zu vervollständigen. Sobald die Schäfte 3 und
3a miteinander in Verbindung stehen, sind keine Schwierigkeiten mehr mit dem Grundwasser
(A) zu erwarten, so daß die Ausrüstungen und die Materialien ohne weiteres entfernt
werden können.
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Bisher ist zwar angenommen worden, daß das Schlammgefäß sich oberhalb
des Bodens befindet, man kann es aber ohne weiteres innerhalb des Schachtes anordnen.
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Das Verfahren zur Verlegung von Rohren unter der Erde gemäß der Erfindung
besitzt folgende Vorteile: 1) Weil das horizontale Ausheben des Loches und das Verlegen
der Rohre unter Zustandebringen einer wasserdichten hydraulischen Verbindung zwischen
der Ummantelun 2 einer Horizontalbohrvorrichtung 1 und dem Schlammgefäß 4und weil
dem Druck des Grundwassers, das in die Ummantelung fließt, ein Widerstand entgegengesetzt
wird, wird verhindert, daß der Boden absinkt.
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2) Weil die horizontale Bohrung ausgehoben und das Verlegen der Rohre
dadurch ausgeführt werden, daß man eine wasserdichte direkte hydraulische Verbindung
zwischen der Ummantelung 2 und dem Schlammgefäß 4 zustande bringt, während man dem
Druck des Grundwassers (A), das in die Ummantelung 2 fließt, entgegenwirkt, weiter
ein Teil der innerhalb des Gefäßes 4 befindlichen Flüssigkeit 12, die der Menge
an Schlamm und Wasser, die durch die Aushebung dem Gefäß 4 entnommen wird, entspricht,
ebenfalls in den Bereich des Schneidwerkzeugs entweder durch die Wasserrückfuhrpumpe
5 oder durch die natürliche Kraft des fließenden Wassers zurückgeführt wird, läßt
sich der Wasserdruck im Bereich des Schneidwerkzeugs stets bei einem Wert aufrechterhalten,
der dem Druck des Grundwassers entspricht, oder dessen Wert übersteigt, so daß ein
Absinken des Bodens sich noch vollständiger vermeiden läßt.
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3) Dadurch, daß das Schlammgefäß 4 nicht innerhalb des
Schachtes
sondern auf der Erdoberfläche aufgestellt wird und die Schlämme (B) und das Grundwasser
(A) aus der Ummantelung 2 entnommen und letztere mit Hilfe der Schlammpumpe 5 in
das Gefäß 4 befördert werden, kann man ein größeres Schlammgefäß 4 anwenden; weil
folglich dessen Aufnahmekapazität für die Schlämme (B) erhöht wird, läßt sich eine
nicht unbedeutende Steigerung der Arbeitsleitung erzielen.
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4) Weil, wenn das Schlammgefäß 4 an der Erdoberfläche aufgestellt
wird, die Breite des Schachtes 3 sich dann um mehr als einen Meter gegenüber einer
Anordnung vermindern läßt, bei der gezwungenermaßen das Gefäß innerhalb des Schachtes
steht, läßt sich der Schacht um eben diesen Betrag kleiner gestalten, so daß das
erfindungsgemäße Verfahren einem breiteren Verwendungsbereich zugeführt werden kann.
Die Arbeitsweise läßt sich noch weiter dadurch vereinfachen, weil bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren das Gefäß 4, im Gegensatz zu einer Anordnung, wo das Gefäß 4 innerhalb
des Schachtes 3 stehen muß, im Schacht 3 nicht nach oben und nach unten transportiert
werden muß.
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5) Das wieder in den Bereich 10 des Schneidwerkzeugs zurückgeführte
Wasser schließt eine Verhärtung des Grundes aus, nachdem das Erdreich und das Wasser
entfernt worden sind.
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Ebenfalls wirkt dieses. zurückgeführte Wasser als ein Schmier mittel,
das die Antriebskraft im wesentlichen erhöht und die Vortriebsreichweite vergrößert.
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6) Das Ausheben läßt sich effizienter gestalten, weil eine Teilmenge
des durch die Förderwirkung der Pumpe 5 in den Boden zurückgeführten Wassers in
die Einlaßöffnung der Schlammaufnahmeleitung 9 gelangt, und weil die durch den Schnecken
förderer 5 transportierten Schlämme (B) gleichmäßig durch das Umlaufwasser in das
Gefäß 4 befördert werden können.