AT392140B - Rohrleitung, verfahren zum bau einer solchen rohrleitung und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

AT 392 140 B

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Bautechnik, insbesondere auf den Bau von Rohrleitungen, die unmittelbar im Boden mit und ohne Grabenaushub verlegt werden.

Mehr im einzelnen betrifft die Erfindung eine Rohrleitung, die aus einer Mehrzahl koaxial angeordneter, starr miteinander verbundener Schichten besteht, ferner ein Verfahren zum Bau einer solchen Rohrleitung, das in der Herstellung eines Bohrloches im Erdboden und der Anordnung der Rohrleitung mit allen Schichten besteht, sowie schließlich eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die einen Bewegungsantrieb enthält, an dessen Rahmen ein Arbeitswerkzeug zur Bildung eines Bohrloches im Erdboden und eine Vorrichtung montiert sind, welche die Einbringung der Schichten der Innenschicht der Rohrleitung in das erstellte Bohrloch vomimmt

Die stärkste Verbreitung für Verbindungsrohrleitungen erfuhren Rohrleitungen, die aus hermetisch miteinander verbundenen einzelnen Rohren bestdien.

Eine derartige Rohrleitung ist materialintensiv, da sie vollständig aus werksmäßigen Materialien hergestellt wird. Außerdem ist sie kompliziert in der Herstellung, weil Rohre gefertigt werden müssen, die man isoliert und untereinander verbindet und danach in den Boden verlegt

Es ist auch bereits eine Rohrleitung bekannt, die eine Außenschicht enthält, welche durch Einpressen einer ringförmigen Bindemittelschicht in ein im Boden gebildetes Bohrloch hergestellt wird, wobei auf die Innenfläche dieser Außenschicht eine abdichtende Schicht in Form eines elastischen polymeren Schlauches aufgebracht wird (s. z. B. SU-Erfindeischein 870607).

Eine solche Rohrleitung hält einen Druck über 0,3 MPa nicht stand, weshalb sie nicht zum Fördern von Medien verwendet und lediglich im Meliorationsbauwesen benutzt wird. Die Ursache dafür ist, daß die Festigkeit nur durch die Bindemittelschicht gewährleistet wird. Auch läßt sich diese Rohrleitung nicht als Drainagerohr anwenden, weil sie hermetisch dicht ist, und bei Undichtwerden wird die Rohrleitung schnell zerstört, da die Bindemittelschicht mit dem Boden nicht verbunden ist und bei einer Bodenverschiebung ein Leitungsbruch stattfindet. Für die Herstellung der Rohrleitung wird ferner eine große Menge Material aufgewendet, da die Tragfähigkeit und die Festigkeitseigenschaft der Rohrleitung nur durch die Bindemittelschicht sichergestellt wird. Hiebei wird die Bindemittelschicht nicht verdichtet.

Im großen und ganzen werden Rohrleitungen üblicherweise durch Bildung eines Grabens hergestellt, in dem ein Rohr verlegt wird, worauf der Graben mit Boden zugeschüttet wird.

Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß in ihm der Prozentsatz der Erdarbeiten hoch ist Das Rohr wird unter werksmäßigen Bedingungen gefertigt und zur Stelle der Rohrleitungsverlegung gebracht, was zu einem großen Materialverbrauch und zu hohen Transportkosten führt.

Es wurde nun bereits ein Verfahren zur Verlegung von Rohrleitungen im Boden durch Herstellung eines Bohrloches und dessen Auskleiden mit einem elastischen Material und einem Bindemittel bekannt. Als elastisches Material verwendet man hauptsächlich polymere Schläuche, und als Bindemittel benutzt man einen Zement-Sand-Mörtel oder ein Klebemittel. Diese Materialien haben einen verhältnismäßig niedrigen Preis und sind weit verbreitet. Die aus solchen Materialien gebauten Rohrleitungen haben eine hohe Lebensdauer und sind dem Entstehen von Ablagerungen nicht ausgesetzt. Außerdem ist die Technologie der Verlegung von Rohrleitungen aus diesen Materialien im Boden einfach und produktiv.

Trotz großer Vorteile derartiger Rohrleitungen erfuhren sie jedoch keine weite Verbreitung als Druckleitungen zum Fördern verschiedener Medien, da sie keine beträchtliche Festigkeit aufweisen und nur einen Druck bis 0,3 MPa aushalten. Beim Verlegen von drucklosen Rohrleitungen wird eine erhebliche Menge von Materialien verbraucht, weil der Boden in diesem Fall keine Belastung bezogen auf die Festigkeit trägt, und die Bindemittelschicht mit dem Boden nicht verbunden ist.

Ein Hauptnachteil besteht auch darin, daß es nach dem bekannten Verfahren unmöglich ist, Rohrleitungen mit einem Durchmesser über 200 mm herzustellen, weil es zum Einbruch der Rohrleitung wegen unzureichender Quer- und Längsfestigkeit kommt. Ferner ist es nicht möglich, aus ihnen Drainageleitungen zu schaffen, weil es schwer ist, den Porositätsgrad des Bodens und der Bindemittelschicht einzustellen, da innerhalb der Rohrleitung der Arbeitsmitteldruck nicht geregelt wird.

Die verlegten Rohrleitungen werden oft undicht und fallen schnell aus, weil ihre Dichtheit nur durch die Bindemittelschicht und die Schlauchdicke sichergestellt wird.

Es ist eine Einrichtung zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen durch statischen Durchstich bekannt, die ein Patronenrohr, ein kegelförmiges Endstück, Fördereinrichtungen und eine Widerlagerwand umfaßt (s. SU-Erfinderschein 876877). Das Patronenrohr dient zum Durchstich eines Bohrloches im Boden. Es wird durch den Kolben eines Hydraulikzylinders in den Boden gedrückt, und der Hydraulikzylinder schiebt, indem er sich gegen die Widerlagerwand abstützt, das Patroneniohr im Boden vor.

Da die Einrichtung das Patronenrohr enthält, ist es praktisch unmöglich, lange Rohrleitungen mit Hilfe dieser Einrichtung zu verlegen. Vor allem ist von Nachteil, daß beim Eintritt des Patronenrohres in den Boden die Reibung laufend zunimmt. Deshalb wird bei einer bestimmten Durchstichlänge die Reibungskraft größer als die vom Kolben entwickelte Kraft, was das weitere Eindringen des Patronenrohrs in den Boden verhindert Die Länge eines mit dieser Einrichtung ausgeführten Durchstiches übersteigt daher nicht 100 m.

Es ist ferner eine Einrichtung zur Herstellung von Rohrleitungen bekannt, die ein ringförmiges Arbeitsorgan zum grabenlosen Verlegen einer Rohrleitung enthält, welches auf einer Grundmaschine montiert ist und ein Messer mit an dessen unterem Teil befestigten Maulwurfkörper sowie ein System von Rohrleitungen mit Düsen -2-

AT 392 140 B zur Gemischzufuhr umfaßt, aus welchem Gemisch das Rohr im Boden hergestellt wird (s. SU-Erfinderschein 429239). Nachteilig bei dieser Einrichtung ist, daß nach der Herstellung des Rohres Bodenmaterial aus diesem entfernt werden muß, weil das Rohr aus dem zugeführten Gemisch in einem im Boden gebildeten Ringspalt gebildet wird. Eine Bindemittelschicht trägt fast keine Belastung in bezug auf die Festigkeit und dichtet lediglich die Rohrleitungswand ab.

Eine weitere bekannte Einrichtung zur Herstellung von Rohrleitungen im Boden (s. SU-Erfinderschein 870607) besteht aus einem Bewegungsantrieb, an dessen Rahmen ein Arbeitsorgan zur Bildung eines Bohrloches im Boden, eine Vorrichtung für die Einbringung der Schichten der Rohrleitung in das erstellte Bohrloch sowie ein System zum Laden der Rohrleitung angebracht sind, welches ortsfest an der Stelle des Beginns der Rohrleitung montiert ist. Das Arbeitsorgan zur Bildung des Bohrloches im Boden besteht aus einem Maulwurfkörper, in dem ein Innenraum ausgeführt ist, in welchem eine Vorrichtung zur Bildung einer Schicht aus dem Bindemittel montiert ist, welche Vorrichtung sich aus einem Mischer und einem die Schicht ausbildenden Extruder zusammensetzt. Die Vorrichtung zur Einbringung der Schichten besteht aus einer am Bewegungsantrieb angebrachten Trommel und einer mit dem Rahmen des Bewegungsantriebs starr verbundenen Säule des Maulwurfkörpers. In der Säule ist eine Öffnung zur Einbringung der Schichten vorgesehen, die über den Maulwurfkörper mit dem im Boden gebildeten Bohrloch in Verbindung steht. Das Ladesystem besteht aus einem Verdichter, der an der Stelle, wo mit der Bildung der Rohrleitung begonnen wird, angeordnet ist, und aus einer Einheit zur Druckregelung in der Rohrleitung, welche Einheit sich aus zwei abgefederten Rollen zusammensetzt, durch welche die Schicht in Form eines Schlauches hindurchläuft.

Im Betrieb erzeugt das Arbeitsorgan ein Bohrloch im Boden, und zwar durch Verschieben des Maulwurfköipers. Hinter dem Maulwurfkörper wird im Bohrloch eine hermetisch dichte Schicht in Form eines polymeren Schlauches gelegt. Danach wird mittels des Extruders im Ringspalt zwischen Schlauch und Boden, welcher die Bohrung bildet, eine Schicht aus dem Bindemittel gebildet

Nachteile dieser Einrichtung sind, daß man keine Rohrleitung hersteilen kann, die bei Drücken über 0,3 MPa betrieben wird und daß es kompliziert ist, Rohrleitungen herzustellen, deren Durchmesser 250 mm übersteigt. Dies ist dadurch bedingt, daß sich im Schlauch lediglich ein Druck erzeugen läßt, dessen Wert durch die Schlauchfestigkeit limitiert ist, weshalb im Schlauch kein solcher Druck erzeugt werden kann, bei dem man das Bindemittel in den Boden einpressen kann. Selbst wenn ein derartiger Druck erzeugt wird, ist es unmöglich, das Bindemittel in den Boden über eine große Dicke einzupressen, weil die Schicht des Bindemittels (des Gemisches) an der Rohrleitungswand gering - 5 bis 20 mm - ist und durch den Ringspalt zwischen dem Boden und den Arbeitsorganelementen bestimmt wird. Überdies gestattet die Einrichtung es nicht, den Boden auszuweiten und ihn durch den Innendruck des Arbeitsmediums zu verdichten, was die Festigkeit und Dichtheit der Rohrleitung erhöhen würde.

Mit der bekannten Einrichtung ist es weiter unmöglich, Druckschichten der Rohrleitung bei deren Verlegung anzubringen. Das Aufbringen von Druckschichten an der Rohrleitungswand erlaubt es, Rohrleitungen erhöhter Festigkeit zu erzielen.

Mit der Einrichtung lassen sich Rohrleitungen nur mit Hilfe von Durchstichen herstellen, was nicht immer durchführbar und z. B. in steinigen Böden unmöglich ist. Auch können Rohrleitungen in dem Fall nicht hergestellt werden, wenn als Bohrloch ein Graben ausgehoben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Rohrleitungskonstruktion sowie ein Herstellungsverfahren hiefür zu schaffen, daß die Festigkeitswerte der Rohrleitung, die zum Pumpen eines Fördergutes unter Druck notwendig sind, und die Verlegung dieser Rohrleitung im Boden durch Erzeugung eines einheitlichen Monoliths möglich sind, sowie auch eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorzusehen, welche hinreichend einfach ist und eine hohe Zuverlässigkeit besitzt

Die erfindungsgemäße Rohrleitung der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht der Rohrleitung vom Erdboden gebildet wird, während die Innenschicht mehrschichtig ausgeführt ist, wobei eine der Schichten, welche die Innenfläche der Rohrleitung bildet hermetisch dicht ist während die übrigen Schichten der Innenschicht durchlässig sind, und die gesamten Schichten der Rohrleitung mit einem Bindemittel zu einem einheitlichen Monolith verbunden sind. Eine so ausgebildete Rohrleitung kann die erforderliche Festigkeit aufweisen, um einem Druck in der Größenordnung von 0,4 bis 16 MPa standzuhalten. Bei einer solchen Rohrleitung wird auch ein lawinenartiger Bruch bei hohen Gasdrücken von 7 bis 16 MPa vermieden, da sich ein Riß über die Rohrleitung nicht schnell ausbreiten kann, weil die kinetische Energie in der Außenschicht aufgezehrt wird. Für die Rohrleitung wird überdies 3 bis 4 mal so wenig Material verbraucht wie für den Bau einer für einen ebensolchen Druck ausgelegten Stahlrohrleitung, weil bis zu 80% der vom Druck des Födergutes herrührenden Belastung vom Boden aufgenommen wird. Die Rohrleitung braucht auch nicht mit einer Wärmeisolierung versehen zu werden, weil der mit dem Bindemittel getränkte Boden selbst einen Wärmeisolator darstellt.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die durchlässigen Schichten der Innenschicht aus gewebten Schläuchen bestehen. Dadurch kann die Leistung bei der Verlegung der Rohrleitung gesteigert und der Aufbau der Außenschicht vereinfacht werden, da daß Bindemittel durch den gewebten Schlauch frei in den Boden gelangt, wobei die Verlegung des Schlauches nur von der Geschwindigkeit abhängt, mit welcher das Bohrloch hergestellt wird. -3-

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Wenn die Innenfläche der durchlässigen Schichten aus scbraubenlinienförmig angeordneten Bändern bestehen, so erhöht dies die Festigkeit der Bohrleitung beträchdich, weil die Bänder aus einem festen Material, z. B. Stahl, Λ ausgeführt sein können, wobei der Widerstand der Stahlbänder 1177 bis 2453 N/mra^ beträgt

Es ist auch vorteilhaft, wenn die Bänder in jeder nachfolgenden Schicht mit einer anderen Ganghöhe und einem entgegengesetzten Wicklungssinn angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, eine noch festere Rohrleitung zu schaffen.

Die hermetisch dichte Ausführung der Schicht, die die Innenfläche der Rohrleitung bildet, erlaubt es, die Tränkung sämlicher Schichten mit dem Bindemittel und die Verbindung derselben zu einem einheitlichen Monolith zu vereinfachen, weil der Bindemitteldruck in Richtung von der hermetisch dichten Schicht zur Außenschicht abfällt, weshalb der Boden über eine große Dicke von 1 bis 10 m getränkt werden kann. Diese Dicke hängt nur vom Arbeitsmediumdruck in der Rohrleitung ab. In dieser Hinsicht ist es auch günstig, wenn die hermetisch dichte Schicht der Innenschicht aus elastischen Schläuchen besteht

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß nach der Herstellung des Bohrloches in dieses vorerst die durchlässigen Schichten der Innenschicht gelegt werden, worauf sie und der Erdboden mit dem Bindemittel getränkt werden und danach die hermetisch dichte Schicht der Innenschicht angebracht wird, worauf die gesamten Schichten durch Erzeugung eines Überdruckes des Arbeitsmediums in der Rohrleitung verdichtet werden. Bei dieser Voigangsweise können die gesamten Schichten in sehr einfacher Weise mit dem Bindemittel unter einem hohen Druck getränkt werden, da der Druck durch Einpressen des Bindemittels in die Rohrleitung erzeugt wird. Dies ermöglicht es auch, die Schichtdicke der Bodentränkung mit dem Bindemittel zur regeln, welche von der Porosität des Bodens, der Fließfähigkeit des Bindemittels und dem Arbeitsmediumdruck in der Rohrleitung abhängig ist. Außerdem wird die gleichzeitige Durchführung sämtlicher Arbeitsgänge in einem kontinuierlichen Verfahren erreicht, was eine automatisierte Verlegung der Rohrleitung im Boden ermöglicht. ' ' *

Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Anordnen der durchlässigen Schichten der Innenschicht der Rohrleitung durch Einführung der gewebten Schläuche in das gebildete Bohrloch vorgenommen wird. Dadurch kann die Bildung der durchlässigen Schichten vereinfacht und die Geschwindigkeit der Rohrleitungsverlegung erhöht werden. Des weiteren wird die Qualität der Verbindung der Außen- und der Innenschicht erhöht, da das Bindemittel unter Druck den gewebten Schlauch leicht passiert und den Boden tränkt und andererseits Bodenmaterial durch den gewebten Schlauch in die Schichten der Innenschicht eindringt um den einheitlichen Monolith zu bilden.

Es ist auch günstig, wenn das Anordnen der durchlässigen Schichten der Innenschicht der Rohrleitung durch Längsverschiebung von aus Rollen abgewickelten Bändern in dem erstellten Bohrloch vorgenommen wird, wobei die freien Enden dieser Bänder fixiert werden. Dadurch wird die Bildung von Druckaufnahmeschichten vereinfacht, wobei die Bildung dieser Schichten mit der Geschwindigkeit der Herstellung des Bohrloches im Boden vonstatten geht.

Weiters ist es vorteilhaft, wenn eine zusätzliche Längsspalte zum Anbringen der gewebten Schläuche in das Bohrloch gebildet wird, wobei die Längsspalte während der Ausweitung des Bohrloches verschlossen wird. Auf diese Weise kann die Länge der zu verlegenden Rohrleitungen erheblich vergrößert werden, da die Einbringung der Schichten von der Erdoberfläche aus erfolgt Folglich ist die Länge der Rohrleitung nicht begrenzt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anbringen der von den Rollen abgewickelten Bänder in das erstellte Bohrloch diese über dem Bohrloch verwunden und die Windungen miteinander verbunden werden. Damit ist es ebenfalls möglich, die Rohrleitungslänge zu vergrößern, weil die von den Rollen abgewickelten Bänder jederzeit angestückt werden können.

Wenn das Anordnen der hermetisch dichten Schicht der Innenschicht der Rohrleitung durch Arbeitsmediumzuführung in einen durch die abgebogenen Enden des elastischen Schlauches gebildeten Hohlraum vorgenommen wird, wird die gleichzeitige Tränkung der gesamten Schichten mit dem Bindemittel unter Verdichtung derselben und Ausweitung des Bohrloches sichergestellt. Außerdem wird für das das Bohrloch erzeugende Arbeitsorgan eine zusätzliche Vertriebskraft erhalten, was die Geschwindigkeit der Rohrleitungsverlegung erhöht. Durch Regelung des Arbeitsmediumdruckes in dem von den abgebogenen Enden des elastischen Schlauches gebildeten Hohlraum kann die Dicke der zu bildenden Außenschicht, der Verdichtungsgrad der gesamten Schichten sowie der Ausweitungsgrad des Bohrloches geregelt werden.

Von Vorteil ist es andererseits auch, wenn vor dem Anordnen der Schichten der Innenschicht der Rohrleitung in das gebildete Bohrloch der elastische Schlauch eingeführt wird, dieser aufgebläht wird und danach mit dem Erdboden zugeschüttet wird, worauf in den Schlauch die Schichten der Innenschicht eingeführt werden. Dies erweitert die technologischen Möglichkeiten des Verfahrens, da die Rohrleitungen sowohl nach dem Verfahren mit Grabenaushub als auch nach dem grabenlosen Verfahren verlegt werden können.

Die erfindungsgemäße Einrichtung der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorrichtung aus zwei Baueinheiten besteht, von denen die eine über dem Bohrloch ortsfest angeordnet und zur Einführung der hermetisch dichten Schichten der Schicht in diese bestimmt ist, während die andere Baueinheit am Bewegungsantrieb befestigt ist und zur Einführung der durchlässigen Schichten der Schicht in das Bohrloch dient, wobei auch eine Einrichtung zur Fixierung der Enden der Schichten vorhanden ist, welche an der Stelle des Beginns der Bildung dieser Schichten vorgesehen ist -4-

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Diese Einrichtung gestattet auf einfache Weise die gleichzeitige Herstellung eines Bohrloches im Boden, das Einbringen sämtlicher Schichten und deren Tränkung mit dem Bindemittel sowie deren Ausweitung mit Verdichtung, wobei eine einfache Konstruktion der Einrichtung erzielt wird sowie eine hohe Leistung und Qualität bei der Rohrleitungsverlegung ermöglicht werden. Zur Ausführung sämlicher Operationen ist es im wesentlichen bloß erforderlich, das Aibeitsmedium in die Rohrleitung einzupumpen.

Von besonderem Vorteil ist es hier, wenn die Fixierungseinrichtung als Rohrabschnitt ausgebildet ist, dessen Hohlraum mit dem System für die Arbeitsmediumzuführung, welches an der Baueinheit zur Einführung der hermetisch dichten Schichten der Innenschicht angebracht ist, und mit dem System für die Zuführung des Bindemittels, das an dieser Einrichtung außerhalb der zu verlegenden Rohrleitung befestigt ist, in Verbindung steht. Dadurch kann die Konstruktion der Einrichtung zusätzlich vereinfacht werden.

Weiters ist es günstig, wenn in der Fixierungseinrichtung eine Vorrichtung zum Abwickeln der Bänder von Rollen in der Rohrleitungsverlegerichtung angeordnet ist Dies ermöglicht eine Steigerung der Leistung bei der Rohrleitungsverlegung, weil die durchlässigen Schichten der Innenschicht gleichzeitig mit der Ausführung der übrigen Arbeitsgänge eingebracht wird. Dies vereinfacht ebenfalls die Konstruktion der Einrichtung.

Wenn die Vorrichtung zum Abwickeln der Bänder von Rollen zugleich ein Maulwurforgan ist, wird die Konstruktion der Einrichtung besonders kompakt, weil eine Vorrichtung zwei Funktionen erfüllt; außerdem kann die Geschwindigkeit der Rohrleitungsverlegung erhöht werden, da die Bänder mit der Geschwindigkeit der Herstellung des Bohrloches abgewickelt werden.

Es ist auch vorteilhaft, wenn die Rollen für die abzuwickelnden Bänder an der genannten Vorrichtung oder an der am Bewegungsantrieb angebrachten Baueinheit befestigt sind. Dadurch werden die technologischen Möglichkeiten erweitert, und man kann längere Rohrleitungen verlegen, weil die von den Rollen abgewickelten Bänder kontinuierlich angestückt werden können.

Schließlich ist es von Vorteil, wenn das System zur Arbeitsmediumzuführung mit dem Bewegungsantrieb mit einem Folgesystem in Verbindung steht Auf diese Weise ist es möglich, die Qualität der zu verlegenden Rohrleitung automatisch zu kontrollieren, wobei bei Undichtwerden der Rohrleitung der Bewegungsantrieb stillgesetzt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Rohrleitung; Fig. 2 ein Prinzipschema zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Herstellen der Rohrleitung; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Herstellen der Rohrleitung ohne Grabenaushub; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Herstellen der Rohrleitung mit Grabenaushub; und Fig. 5 schematisch eine weitere Ausführungsform der erfmdungsgemäßen Einrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Rohrleitung besteht aus koaxial angeordneten Schichten, die starr miteinander verbunden sind.

Die Außenschicht (1) ist vom Erdboden (2) durch Tränkung desselben mit einem Bindemittel, beispielsweise mit Zement-Sand-Mörtel oder Epoxidharz, ausgebildet

Innerhalb der Außenschicht (1) ist eine Innenschicht koaxial angeordnet welche aus nicht dichten, d. h. durchlässigen Schichten (3) und hermetisch dichten Schichten (4) besteht.

Die gesamten Schichten (1, 3 und 5) sind mit einem Bindemittel (5) (Fig. 2), beispielsweise mit einem bekannten Epoxidharz, getränkt und zu einem einheitlichen Monolith verbunden.

Die durchlässigen Schichten (3) der Innenschicht können aus gewebten Schläuchen (6) (Fig. 2 und 3) oder aus in Rollen gewickelten Bändern (7) (Fig. 4) bestehen.

Die von Rollen abgewickelten Bänder (7) weisen in jeder nachfolgenden Schicht eine andere Ganghöhe der Windung (8) und einen entgegengesetzten Wicklungssinn auf.

Die hermetisch dichte Innenschicht (4) der Rohrleitung (9) (Fig. 1) kann aus einem elastischen Schlauch (10, 10') gebildet sein.

Die Rohrleitung (9) wird folgendermaßen verlegt

Im Boden (2) wird ein Bohrloch (11) (Fig. 2,3,5) oder ein Graben (12) (Fig. 4) hergestellt. Dann beginnt man, in dieses Bohrloch (11) die durchlässigen Schichten (3) und die hermetisch dichten Schichten (4) der Innenschicht einzubringen. Daraufhin tränkt man die Außenschicht (1) und die Schichten (3, 4) der Innenschicht mit dem Bindemittel (5). Nach Erhärten des Bindemittels (5) ergeben die Schichten (1,3 und 4) insgesamt einen einheitlichen Monolith. In einem von den abgebogenen Enden des elastischen Schlauches (10) gebildeten Hohlraum (13) (Fig. 3 bis 5) pumpt man ein Arbeitsmedium ein, beispielsweise Druckluft unter einem Druck, der 0,3 bis 3 MPa (in Abhängigkeit vom Durchmesser der Rohrleitung und der Bodenart) beträgt, wobei man die Rohrleitung (9) (Fig. 2) ausweitet und die gesamten Schichten (1, 3 und 4) mit dem Bindemittel (5) unter ihrer Verdichtung tränkt.

Das Anordnen der durchlässigen Schichten (3) im im Boden (5) gebildeten Bohrloch (11) erfolgt z. B. durch Einführen der gewebten Schläuche (6) bzw. der von den Rollen abgewickelten Bänder (7) in das Bohrloch (11), wodurch im Boden zusätzlich eine Längsspalte (14) (Fig. 5) gebildet wird.

Die Bänd»1 (7) werden im Bohrloch (11) unter ihrer Längsverschiebung in diesem Bohrloch verlegt, wobei zuvor ihre Enden (15) fixiert werden. Es ist auch möglich, die Bänder (7) im vorhinein zu verwinden und ihre Windungen (8) Uber dem Bohrloch (11) zu verbinden, und sie danach in das Bohrloch einzubringen. -5-

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Die Längsspalte (14) wird bevorzugt durch Ausweiten des Bohrloches (11) verschlossen.

Wenn das Bohrloch für die Rohrleitung in Form eines Grabens (12) (Fig. 4) hergestellt wird, kann auch eine vorläufige Einführung des elastischen Schlauches (10') im Graben vorgesehen werden, worauf dieser Schlauch (10') mit Luft z. B. unter einem Druck von 0,05 bis 0,15 MPa (der Druck hängt von der Tiefe des Grabens ab) aufgebläht wird. Danach wird der Schlauch (10') mit Bodenmaterial zugeschüttet, und darauf werden die durchlässigen Schichten (3) und die hermetisch dichten Schichten (4) der Innenschicht in den Schlauch (10') eingeführt. Durch Erzeugung eines Überdruckes in der Rohrleitung (9) werden dann die gesamten Schichten (3 und 4) mit dem Bindemittel (5) (Fig. 2) getränkt. Infolgedessen reißt der Schlauch (10') durch, und das Bindemittel tränkt den Boden (2), wobei es die Außenschicht (1) der Rohrleitung (9) bildet.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowohl beim Graben- als auch beim grabenlosen Bau ist in den Fig. 3 bis 5 gezeigt; sie enthält einen Bewegungsantrieb (16), an dessen Rahmen (17) ein Arbeitsorgan (18) zur Bildung des Bohrloches (11) (Fig. 3 bis 5) bzw. des Grabens (12) (Fig. 4) im Boden und eine Vorrichtung zur Einbringung der Schichten in das Bohrloch (11) angebracht sind; diese Vorrichtung besteht aus zwei Baueinheiten (19, 20), von denen die eine Baueinheit (19) über dem Bohrloch (11) ortsfest angeordnet und zur Einbringung der hermetisch dichten Schichten der Innenschicht bestimmt ist, wogegen die andere Baueinheit (20) am Bewegungsantrieb (16) angebracht und zur Einbringung der durchlässigen Schichten der Innenschicht in das Bohrloch (11) bestimmt ist. Am Anfang der Rohrleitung (9) ist eine Einrichtung (21) zur Fixierung der Enden der Schichten (3, 4) der Innenschicht vorgesehen, welche durch einen Rohrabschnitt gebildet ist, dessen Hohlraum mit einem System (22) für die Arbeitsmediumzuführung, das an der Baueinheit (19) zur Einführung der hermetisch dichten Schichten der Innenschicht angebracht ist und mit einem System (23) für die Bindemittelzuführung, das an dieser Einrichtung (21) außerhalb der zu verlegenden Rohrleitung (9) befestigt ist, in Verbindung steht.

Die Baueinheit (19) kann eine hermetisch abgeschlossene Kammer (24) besitzen, in welcher eine Trommel (25) mit dem auf diese aufgewickelten Schlauch (10) untergebracht ist, dessen Ende (15) umgestülpt und in der Einrichtung (21) (Fig. 3) fixiert wird. Die hermetisch abgeschlossene Kammer (24) steht mit einem Manometer (26) in Verbindung, das mit einem Funksender (27) elektrisch verbunden ist, dessen Signale von einem Funkempfänger (28) aufgenommen werden, der am Bewegungsantrieb (16) angebracht ist und dessen Arbeit steuert. Die Baueinheit (20) enthält gemäß Fig. 3 jene Trommel (25), auf der der gewebte Schlauch (6) aufgewickelt ist, welcher vom Arbeitsorgan (18), beispielsweise einem Maulwurfkörper, durch das Bohrloch (11) hindurchgeführt ist. Die Enden (15) dieses Schlauches (6) sind ebenfalls in der Einrichtung (21) fixiert.

In der Einrichtung (21) ist gemäß Fig. 4 eine Vorrichtung zum Abwickeln der Bänder (7) von Rollen angeordnet, welche als Kolben (29) mit einer Welle (30) ausgebildet ist, auf der die Rollen der Bänder (7) drehbar befestigt sind.

Die Rollen der Bänder (7) können in einer anderen Ausführungsform am Bewegungsantrieb (16) angebracht werden, wo die Bänder zuvor verwunden und danach in das Bohrloch (11) eingeführt werden.

Die Vorrichtung zum Abwickeln der Bänder (7) kann zugleich die Funktion des Arbeitsorganes (18) zum Erzeugen des Bohrloches (11) erfüllen; beispielsweise kann sie als Maulwurfkörper ausgeführt sein, der einen erheblichen Teil der zu seiner Verschiebung im Boden notwendigen Längskraft nicht vom Bewegungsantrieb (16) erhält, sondern vom System (22) für die Arbeitsmediumzuführung über den elastischen Schlauch (10) und das Bindemittel (5), die einen Druck zu seiner Verschiebung im Boden erzeugen. In diesem Fall kann das Arbeitsorgan aus zwei Konen (31) unterschiedlichen Durchmessers bestehen (Fig. 5), wobei am hinteren, größeren Konus eine Ringnut (32) eingearbeitet ist, in der zwei hermetische elastische Hüllen (33) montiert sind, die über ein hydraulisches Wegeventil (34) mit dem am Bewegungsantrieb (16) angebrachten System (22) für die Arbeitsmediumzuführung in Verbindung stehen.

Zum Zuschütten des Grabens (12) mit Bodenmaterial und zum Verdichten desselben ist der Bewegungsantrieb (16) mit einem Förderer (35) und einer Walze (36) versehen (Fig. 4).

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt

Mit dem Arbeitsorgan (18) wird im Boden (2) ein Bohrloch (11) mit Hilfe der Zugkraft des Bewegungsantriebes (16) erzeugt. Vom Bewegungsantrieb (16) aus führt man in das Bohrloch (11) den gewebten Schlauch (6) zu, während aus der Einrichtung (21) der elastische Schlauch (10) durch Druckluftzufuhr unter einem Druck (0,3 bis 2 MPa) in den Hohlraum, der vom umgestülpten Abschnitt des Schlauches (10) gebildet ist, zugeführt wird. Vor dem Schlauch (10) pumpt man in die Einrichtung (21) mit Hilfe des Systems (23) die erforderliche Menge Bindemittel (5) ein.

Das Arbeitsorgan (18), der Schlauch (10) und das Bindemittel werden im Bohrloch (11) vorbewegt.

Der gewebte Schlauch (6) wird durch den Schlauch (10) ausgeweitet und an den Boden (2) angepreßt. Durch den Druck der Druckluft dringt das Bindemittel (5) durch den gewebten Schlauch (6) in den Boden ein und durchtiänkt den Boden.

Bei der Druckluftzufuhr in den Schlauch (10) weitet sich dieser aus, und er verdichtet die gesamten Schichten, d. h. den Boden und den gewebten Schlauch, welche mit dem Bindemittel getränkt sind. Bei der Erhärtung des Bindemittels verbinden sich der gewebte Schlauch (6) und der elastische Schlauch (10) zu einem einheitlichen Monolith, indem sie eine feste Rohrleitung bilden. -6-

Claims (18)

1. AT392 WOB Zur Erhöhung der Festigkeit der Rohrleitung können in dieser die bereits erwähnten Bandschichten vorgesehen werden. Hiebei wird aufgrund des Bindemitteldruckes der Kolben (29) (Fig. 4) entweder im Bohrloch (11) bzw. Graben (12) oder im gewebten Schlauch (6) oder im elastischen Schlauch (10) bewegt. Bei der Bewegung des Kolbens (29) werden die Windungen der von den Rollen abgewickelten Bänder (7) schraubenlinienförmig angeordnet, wobei sie im weiteren durch den Schlauch (10) verdichtet und ausgeweitet werden. Nach Erhärten des Bindemittels wird eine mit den Bändern (7) armierte Rohrleitung (9) erhalten. Zur Erzielung einer beträchtlichen Vortriebskraft bei der Bildung des Bohrloches (11) im Boden mittels des Arbeitsorganes (18) erzeugt man im Hohlraum des Schlauches (10) einen erhöhten Druck der Druckluft (1,5 bis 8 MPa). Bei diesem Druck, der auf das Arbeitsorgan (18) über den Schlauch (10) und das Bindemittel (5) einwirkt, entwickelt das Arbeitsorgan (18) (Maulwurfkörper) eine Kraft, die zur Bildung des Bohrloches (11) in Böden jeder beliebigen Art, außer felsigem Boden, ausreicht. Der Durchmesser des für die Rohrleitung vorgesehenen Bohrloches kann in diesem Fall 100 bis 6000 mm betragen. Somit gibt der Bewegungsantrieb (16) lediglich die Bewegungsrichtung des Arbeitsorganes (18) vor, indem er dessen Arbeitsweise steuert. Die hermetisch dichten Schichten dichten das Bohrloch (11) zur Erzeugung des erforderlichen Druckes, der auf das Arbeitsorgan (18) einwirkt, hermetisch ab. Beim Verlegen einer Rohrleitung unter Bildung des Grabens (12), der durch das als Rotor ausgebildete Arbeitsorgan (18) hergestellt wird, legt man in den Graben (12) vom Bewegungsantrieb (16) aus den Schlauch (10') ein, welcher zunächst aufgebläht wird. Das durch das Arbeitsorgan (18) ausgehobene Bodenmaterial wird durch den Förderer (35) zurück in den Graben (12) auf den aufgeblähten Schlauch (10') gefördert und mit der Walze (36) verdichtet. Danach werden mit Hilfe des Schlauches durch diesen die Rollen mit den Bändern (7) oder der gewebte Schlauch (6) mit dem Bindemittel (5) vorgeschoben. Bei Erzeugung eines vorgegebenen Druckes des Arbeitsmediums (Luft) in der Rohrleitung reißt der Schlauch (10') durch, und das Bindemittel gelangt in den Boden (2) und durchtränkt diesen. Nach Erhärten des Bindemittels bildet sich ebenfalls ein einheitlicher Monolith, der die Funktion der Rohrleitungswand erfüllt. Zur Qualitätskontrolle beim Verlegen der Rohrleitung (9) wird durch das Manometer (26) der Druck in der Rohrleitung überwacht. Bei einem starken Druckabfall in der Rohrleitung führt das Manometer (26) ein elektrisches Signal dem Funksender (27) zu, der dieses Signal in ein Funksignal umformt, das vom Funkempfänger (28) empfangen und in ein elektrisches Signal umgeformt wird, das den Bewegungsabtrieb (16) stillsetzt. Am zweckmäßigsten ist die beschriebene Erfindung bei der Herstellung von Rohrleitungen anzuwenden, welche zur Förderung von Erdöl, Gas, Wasser, Nahrungsmitteln und Erdölprodukten dienen. PATENTANSPRÜCHE 1. Rohrleitung, die aus einer Mehrzahl koaxial angeordneter, starr miteinander verbundener Schichten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (1) der Rohrleitung (9) vom Erdboden (2) gebildet wird, während die Innenschicht mehrschichtig ausgeführt ist, wobei eine der Schichten (4), welche die Innenfläche der Rohrleitung (9) bildet, hermetisch dicht ist, während die übrigen Schichten (3) der Innenschicht durchlässig sind, und die gesamten Schichten (1,3,4) der Rohrleitung (9) mit einem Bindemittel zu einem einheitlichen Monolith verbunden sind.
2. 2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässigen Schichten (3) der Innenschicht aus gewebten Schläuchen (6) bestehen (Fig. 2 und 3).
3. 3. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der durchlässigen Schichten (3) aus schraubenlinienförmig angeordneten Bändern (7) bestehen (Fig. 4).
4. 4. Rohrleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (7) in jeder nachfolgenden Schicht mit einer anderen Ganghöhe und einem entgegengesetzten Wicklungssinn angeordnet sind. -7- AT 392 140 B
5. 5. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hermetisch dichte Schicht (4) der Innenschicht aus elastischen Schläuchen (10) besteht.
6. 6. Verfahren zum Bau der Rohrleitung nach Anspruch 1, das in der Herstellung eines Bohrloches im Erdboden und der Anordnung der Rohrleitung mit allen Schichten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Herstellung des Bohrloches in dieses vorerst die durchlässigen Schichten der Innenschicht gelegt werden, worauf sie und der Erdboden mit dem Bindemittel getränkt werden und danach die hermetisch dichte Schicht der Innenschicht angebracht wird, worauf die gesamten Schichten durch Erzeugung eines Überdruckes des Arbeitsmediums in der Rohrleitung verdichtet werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anordnen der durchlässigen Schichten der Innenschicht der Rohrleitung durch Einführung der gewebten Schläuche in das gebildete Bohrloch vorgenommen wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anordnen der durchlässigen Schichten der Innenschicht der Rohrleitung durch Längsverschiebung von aus Rollen abgewickelten Bändern in dem erstellten Bohrloch vorgenommen wird, wobei die freien Enden dieser Bänder fixiert werden.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Längsspalte zum Anbringen der gewebten Schläuche in das Bohrloch gebildet wird, wobei die Längsspalte während der Ausweitung des Bohrloches verschlossen wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anbringen der von den Rollen abgewickelten Bänder in das erstellte Bohrloch diese über dem Bohrloch verwunden und die Windungen miteinander verbunden werden.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anordnen der hermetisch dichten Schicht der Innenschicht der Rohrleitung durch Arbeitsmediumzuführung in einem durch die abgebogenen Enden des elastischen Schlauches gebildeten Hohlraum vorgenommen wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anordnen der Schichten der Innenschicht der Rohrleitung in das gebildete Bohrloch der elastische Schlauch eingeführt wird, dieser aufgebläht wird und danach mit dem Erdboden zugeschüttet wird, worauf in den Schlauch die Schichten der Innenschicht eingeführt werden.
13. 13. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, die einen Bewegungsantrieb enthält, an dessen Rahmen ein Arbeitswerkzeug zur Bildung eines Bohrloches im Erdboden und der Vorrichtung montiert sind, welche die Einbringung der Schichten der Innenschicht der Rohrleitung in das erstellte Bohrloch vomimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorrichtung aus zwei Baueinheiten (19, 20) besteht, von denen die eine über dem Bohrloch (11) ortsfest angeordnet und zur Einführung der hermetisch dichten Schichten (4) der Schicht in diese bestimmt ist, während die andere Baueinheit am Bewegungsantrieb (16) befestigt ist und zur Einführung der durchlässigen Schichten (3) der Schicht in das Bohrloch (11) dient, wobei auch eine Einrichtung (21) zur Fixierung der Enden (15) der Schichten (3,4) vorhanden ist, welche an der Stelle des Beginns der Bildung dieser Schichten (3,4) vorgesehen ist.
14. 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierungseinrichtung (21) als Rohrabschnitt ausgebildet ist, dessen Hohlraum mit dem System (22) für die Arbeitsmediumzuführung, welches an der Baueinheit (19) zur Einführung der hermetisch dichten Schichten (4) der Innenschicht angebracht ist, und mit dem System (23) für die Zuführung des Bindemittels (5), das an dieser Einrichtung (21) außerhalb der zu verlegenden Rohrleitung (9) befestigt ist, in Veibindung steht.
15. 15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fixierungseinrichtung (21) eine Vorrichtung zum Abwickeln der Bänder (7) von Rollen in der Rohrleitungsverlegerichtung angeordnet ist
16. 16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Abwickeln der Bänder (7) von Rollen zugleich ein Maulwurfkörper ist
17. 17. Einrichtung nach Anspruch 13, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen für die abzuwickelnden Bänder (7) an der genannten Vorrichtung oder an der am Bewegungsantrieb (16) angebrachten Baueinheit (20) befestigt sind. -8- 5 AT 392 140 B
18. 18. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das System (22) zur Arbeitsmediumzuführung mit dem Bewegungsantrieb (16) mit einem Folgesystem in Verbindung steht. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -9-