AT392105B

AT392105B - Injektionsverfahren zur herstellung hochverfestigter und tragfaehiger bodenmassen bei der ausfuehrung von untertagebauwerken, wie hohlraumbauten od. dgl., und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: AT392105B
Application number: AT131988A
Authority: AT
Original assignee: Gkn Keller Gmbh
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1991-01-25
Also published as: ATA131988A; DE3718631A1; DE3718631C2

Description

AT392 105 B

Die Erfindung betrifft ein Injektionsverfahren zur Herstellung hochverfestigter und tragfähiger Bodenmassen bei der Ausführung von Untertagebauwerken, wie Hohlraumbauten od. dgl., wobei der Injektionsvorgang im Boden in zwei Verfahrensbereiche unterteilt ist, wovon der erste Verfahrensbereich in der Herstellung eines den Hohlraum einhüllenden Injektionskörpers besteht, der durch Injizieren einer Zementsuspension bzw. einer gleichwertigen aushärtenden Masse unter Hochdruck gebildet wird, wogegen im zweiten Verfahrensbereich außerhalb des Injektionskörpers durch Injizieren von Feststoff im Boden ein Spannungszustand aufrecht erhalten wird, der die ursprüngliche oder eine gezielt vorgegebene Lage des Bauwerkes einzuhalten gestattet. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein solches Verfahren ist bereits bekannt (z. B. DE-OS 3 501 128) und als eine Kombination zweier Bereiche von Injektionsvorgängen zu betrachten. Der erste Bereich umfaßt die Vorgänge bei der Herstellung des tragfähigen, hochverfestigten Injektionskörpers, der das Hohlraumbauwerk einhüllt und der mit Hilfe einer Hochdruck-Injektion gebildet wird. Der zweite Bereich besteht dann aus den Vorgängen, die den Spannungszustand des Bodens außerhalb des Injektionskörpers aufrecht erhalten bzw. erhöhen können. Diese Wirkung wird durch die Injektion von Feststoff in den Boden erreicht, wodurch dessen Tragkräfte in einen solchen Zustand einreguliert werden, daß Setzungen der Bauwerke an der Oberfläche vermieden bzw. eingetretene Setzungen rückgängig gemacht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren zu vereinfachen bzw. mit einer vereinfachten Vorrichtung durchzuführen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Arbeitsvorgänge im ersten Verfahrensbereich mit denen im zweiten Verfahrensbereich in der Weise steuerbar verbunden sind, daß sie von nur einem einzigen kombinierten Bohr- und Injektionsgerät ausgeführt werden, das mit einer in einer Bohrung befindlichen Packereinrichtung im Ventilrohr und Packerstufen ausgerüstet ist und dadurch die Feststoffinjektion über die Ventilstufen in den Boden zu dessen Stabilisierung stufenweise ausführt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch ein einziges, an der Oberfläche anordenbares kombiniertes Bohr- und Injektionsgerät aus, das aus einem antreibbaren Bohr- und Injektionsgestänge besteht, an dessen Bohrkopf eine oder mehrere Injektionsdüsen angeordnet sind, wobei für die Arbeiten im zweiten Verfahrensbereich ein Ventilrohr in der Bohrung vorhanden ist, das mit mehreren Ventilstufen versehen ist, die einzeln mit einer Packereinrichtung absperrbar verbunden sind.

Es ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, daß also alle Vorgänge in den beiden Verfahrensbereichen von einem einzigen kombinierten Bohr- und Injektionsgerät, das an der Oberfläche bewegbar aufgestellt ist, getätigt werden können. In dem kombinierten Gerät befindet sich auch eine Packereinrichtung mit mehreren Packerstufen, womit die Injektion des Feststoffes in den Boden zur Stabilisierung örtlich gezielt durchgeführt werden kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sowohl die Injektion der Hochdruck-Zementsuspension als auch die Feststoffinjektion nach Bedarf zu jedem beliebigen Zeitpunkt wiederholt werden können. Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet die vorteilhafte Möglichkeit, die Arbeitsvorgänge in beiden Verfahrensbereichen gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge auszuführen. So kann es u. U. notwendig werden, zuerst den Boden vorab zu stabilisieren, bevor die Vorgänge zur Herstellung des Hochdruck-Injektionskörpers ausgeführt werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die Arbeitsvorgänge von einem zentralen Ansatzpunkt aus geschützter Position von der Oberfläche aus gesteuert und getätigt werden können. Mit dem kombinierten Gerät ist dem Baustellenpersonal ein Instrument in die Hand gegeben, die einzelnen Arbeitsgänge in abgestimmter Weise auszuführen und die Gefahren aus den Setzungen vorhandener Gebäude zu vermeiden oder gar zu korrigieren. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Durchführung von Baumaßnahmen, wie z. B. von Hohlraumbauten in bebautem Gelände, ohne Gefahr durch Setzungen vielfach erst ermöglicht

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung bieten von der Oberfläche aus durch die Verfahrenskombination aus jeweils einer einzigen Bohrung ein Höchstmaß an Sicherheit für die darüberliegende, angrenzende oder unmittelbar beeinflußte Bebauung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert Diese zeigt schematisch im Schnitt eine Baustellensituation zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des Bohr- und Injektionsgeiätes gemäß der Erfindung.

Die in der Zeichnung dargestellte Baustelleneinrichtung befindet sich unter der Oberfläche (10) und unter einem Gebäude (5). Unter diesem ist ein Hohlraumbauwerk (3) (U-Bahn) zu erstellen, das von einem stetig fortschreitenden tragfähigen Injektionsköiper (2) überspannt wird.

Die Herstellung des Injektionskörpers (2) erfolgt durch z. B. sich überschneidende Injektionssäulen (4) in einem ersten Verfahrensbereich (A), und zwar durch Injizieren einer Zementsuspension (11) unter hohem Druck aus Injektionsdüsen (13).

In einem zweiten Verfahrensbereich (B) finden die Vorgänge des Verfahrens zur Stabilisierung des Bodens (1) statt, um den geforderten Spannungszustand (la) einzusteUen. Dies erfolgt durch Injizieren von Feststoff (8) aus einem Ventilrohr (7) und dessen Ventilstufen (12). Sämtliche Vorgänge in den Verfahrensbereichen (A) und (B) werden durch ein kombiniertes Bohr- und Injektionsgerät (9) ausgeführt. Dieses besteht aus einem antreibbaren Bohr- und Injektionsgestänge (14), an -2-

Claims

AT 392 105 B dessen Bohrkopf eine oder mehrere der Injektionsdüsen (13) zum Ausbringen der Zementsuspension (11) in den Verfahrensbereich (A) angeordnet sind. Für die Arbeiten im Verfahrensbereich (B) ist in einer Bohrung (6) das bereits genannte Ventilrohr (7) vorhanden, dessen Ventilstufen (12) einzeln mit einer Packereinrichtung (15) abspeirbar verbunden sind. Es steht damit ein kombiniertes Injektionsverfahren sowie eine Vorrichtung (9) zur Verfügung, um ein hochverfestigtes Bodenvolumen herzustellen bei gleichzeitiger Stabilisierung von angrenzendem Boden (1) zur Beherrschung des Spannungszustandes (la) in diesem Boden (1) durch Injektion von Feststoff (8). Mit dem kombinierten Injektionsverfahren und der Vorrichtung (9) hiefür zur Schaffung tragfähiger Bodenmassen für die Ausführung von Untertagebauwerken (3), wie Hohlraumbauten od. dgl., wird es ermöglicht, durch Injizieren der Zementsuspension (11) unter Hochdruck den hochverfestigten, tragfähigen, den Hohlraum umhüllenden Injektionskörper (2) zu schaffen und gleichzeitig durch Injektion von Feststoff (8) im Boden (1) einen solchen Spannungszustand (la) aufrechtzuerhalten, daß die ursprüngliche oder eine gezielt vorgegebene Lage des an der Oberfläche (10) stehenden Bauwerkes (5) eingehalten werden. Sämtliche Arbeitsvorgänge des Verfahrens werden von dem einzigen kombinierten Bohr- und Injektionsgerät (9) ausgeführt. Das Gerät (9) besitzt den weiteren Vorteil, daß sowohl die Hochdruck-Injektion der Zementsuspension (11) für die Herstellung des Injektionskörpers (2) als auch die Injektion von Feststoff (8) zur Stabilisierung des Bodens (1) zu jedem beliebigen Zeitpunkt, je nach Bedarf, wiederholt werden kann. Es besteht daher der Vorteil der beschriebenen Verfahrenskombination u. a. darin, ein Höchstmaß an Sicherheit bei kontrollierbarem steuerbarem Verfahrensablauf zu gewähren und gleichzeitig einen gezielten Spannungszustand im behandelten Boden (1) zum Schutz vor Setzungserscheinungen der darüberliegenden, angrenzenden oder unmittelbar beeinflußten Bebauung aufrechtzuerhalten. Hinsichtlich etwaiger weiterer Merkmale des beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung wird, soweit sie vorstehend nicht näher erläutert sind, ausdrücklich auf die Zeichnung verwiesen. PATENTANSPRÜCHE 1. Injektionsverfahren zur Herstellung hochverfestigter und tragfähiger Bodenmassen bei der Ausführung von Untertagebauwerken, wie Hohlraumbauten od. dgl., wobei der Injektionsvorgang im Boden in zwei Verfahrensbereiche unterteilt ist, wovon der erste Verfahrensbereich in der Herstellung eines den Hohlraum einhüllenden Injektionskörpers besteht, der durch Injizieren einer Zementsuspension bzw. einer gleichwertigen aushärtenden Masse unter Hochdruck gebildet wird, wogegen im zweiten Verfahrensbereich außerhalb des Injektionskörpers durch Injizieren von Feststoff im Boden ein Spannungszustand aufrechterhalten wird, der die ursprüngliche oder eine gezielt vorgegebene Lage des Bauwerkes einzuhalten gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsvorgänge im ersten Verfahrensbereich (A) mit denen im zweiten Verfahrensbereich (B) in der Weise steuerbar verbunden sind, daß sie von nur einem einzigen kombinierten Bohr-und Injektionsgerät (9) ausgeführt werden, das mit einer in einer Bohrung (6) befindlichen Packereinrichtung (15) mit Ventilrohr (7) und Packerstufen (12) ausgerüstet ist und dadurch die Feststoffinjektion (8) über die Ventilstufen (12) in den Boden (1) zu dessen Stabilisierung stufenweise ausführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsvorgänge in den beiden Verfahrensbereichen (A, B) gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anbruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein einziges, an der Oberfläche (10) anordenbares kombiniertes Bohr- und Injektionsgerät (9), das aus einem antreibbaren Bohr- und Injektionsgestänge (14) besteht, an dessen Bohrkopf eine oder mehrere Injektionsdüsen (13) angeordnet sind, wobei für die Arbeiten im zweiten Verfahrensbereich (B) ein Ventilrohr (7) in der Bohrung (6) vorhanden ist, das mit mehreren Ventilstufen (12) versehen ist, die einzeln mit einer Packereinrichtung (15) abspeirbar verbunden sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohr- und Injektionsgestänge (14) mit Ventilstufen (12) ausgestattet ist, so daß dadurch das Ventilrohr (7) entfallt Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-