Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bohrschlitzen Bekannt ist die Herstellung von Schlitzen aus einander überschneidenden Bohrlöchern, die einzeln oder gruppenweise mit einem Dichtungsmittel ver- füllt sind und zur Grundwasserabdichtung wie auch zur Absteifung von Baugruben dienen.
Voraussetzung für die Wasserdichtung wie auch für die statische Festigkeit der in einem derartigen Bohrschlitz hergestellten Bohrpfahlwand ist die Paral lelführung der Bohrlöcher nebeneinander, wobei der Betrag des Überschneidens weitgehend konstant ge halten werden muss. Diese Forderungen mit einem wirt schaftlichen Bohrverfahren zu gewährleisten, bietet beträchtliche bohrtechnische Schwierigkeiten, ins besondere, wenn der Bohrschlitz auf grössere Teufen auch in festen Gebirgsschichten niedergebracht wer den soll.
Nach einer seit Jahren bekannten Verfahrens technik wird ein Bohrpfahlwand derartig hergestellt, dass die Bohrpfähle in zwei Abschnitten eingebracht werden, wobei zuerst die Bohrpfähle mit einem be stimmten Abstand hergestellt werden und abschlie ssend in diesem Zwischenraum weitere Bohrlöcher niedergebracht und mit Beton verfüllt werden. Die Anwendung beschränkt sich wegen der hohen For derung an einem lotrechten Verlauf der Bohrlöcher auf Lockerschichten bei verhältnismässig geringen Teufen.
Es wird des weiteren in der Patentliteratur vor geschlagen, den Drehbohrmeissel, der an dem rotie renden, von über Tage angetriebenen Bohrgestänge befestigt ist, bei Herstellung des Folgebohrloches mit einem Führungsstück unmittelbar im vorhergehenden Bohrschlitz oder an einer in diesem angeordneten Führungsschiene zu führen. Durch eine derartige Verfahrenstechnik wird gewährleistet, dass das Folge bohrloch in Kontakt mit dem Bohrschlitz bleibt, jedoch ist eine Steuerung des Richtungsverlaufes des Bohrschlitzes nicht durchführbar. Damit scheidet auch die Möglichkeit aus, von zwei Ansatzpunkten aus angesetzte Bohrschlitze miteinander in Kontakt zu bringen.
Im übrigen ist die Niederbringung eines Bohrschlitzes von grösserer Länge durch aufeinander folgende Herstellung einzelner Bohrlöcher sehr zeit aufwendig.
Diese Schwierigkeiten haben zur Anwendung von Greifern und ähnlichen Geräten zur Herstellung von Erdschlitzen Veranlassung gegeben; ihre Anwendung beschränkt sich naturgemäss nur auf unverfestigte Schichten und ist nicht der Technik des Schlitz bohrens zuzuordnen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es, den Richtungsverlauf eines Bohrschlitzes zu kontrol lieren, von über Tage zu steuern, und den Schlitz auf grössere Teufen in Lockergesteinen wie auch im fe sten Gebirge schnell und wirtschaftlich herzustellen. Das Verfahren zeichnet sich aus durch die Verwen dung von einem oder von mehreren untereinander starr verbundenen, im zu schlitzenden Erdreich ab senkbaren, mit dem Bohrmeissel unmittelbar verbun denen Bohrantriebsmotoren, die einseitig im vorher gehenden Schlitzbohrloch geführt und die im Rich tungsverlauf laufend überwacht und bedarfsweise mit einem starren Richtgestänge von über Tage in die Bohrschlitzebene eingesteuert werden.
Bei Einsatz mehrerer Bohrantriebsmotoren kön nen diese starr miteinander derartig zu einem Schlitz bohraggregat verbunden werden, dass das Umrissbild des Aggregats dem gewünschten Rissbild des Bohr schlitzes entspricht. Die zur Kontaktführung mit den vorher hergestellten Bohrschlitzlöchern verwendete Gleitführung wird zweckmässig gleichfalls starr mit dem Bohrschlitzaggregat verbunden.
Das Führungs stück kann zweckmässig mit einer Bohrung für die Zu- oder Abführung der Bohrspülung versehen sein und in einem oder mehreren der vorher hergestellten Schlitzbohrlöcher gleiten oder längs einer in dem Bohrschlitz eingebauten Gleitschiene geführt werden. Im Führungsstück oder in der Gleitschiene können Öffnungen vorgesehen sein, die als Stutzen für die Zirkulation des mit dem zerkleinerten Bohrgut be ladenen Spülmittels dienen.
Die Zufuhr kann durch das mit einer Durchbohrung versehene Richtgestänge oder über Hilfsleitungen in Höhe des Meissels, das Absaugen kann unmittelbar neben dem Meissel, zweckmässig im Führungstück oder in der Tiefe des Bohrschlitzes, beispielsweise durch einen Stutzen im Fuss der Führungsschiene, erfolgen.
Zum Steuern der Bohrwerkzeuge von über Tage in der gewünschten Richtung des Bohrschlitzes kann mit dem Gehäuse des Bohrantriebes bzw. mit dem Kopf des aus mehreren Antrieben bestehenden Schlitzbohraggregats ein starres Richtbohrgestänge verbunden werden. Die Bohraggregate erfahren bei spielsweise durch das Rückdrehmoment aus den Schneidkräften des rotierenden Meissels eine links drehende Tendenz um die Gleitführung, die zu einem Auswandern aus dieser Schlitzebene führt. Diesem kann durch Drehen des Richtbohrgestänges entgegen gewirkt werden.
Durch eine Gestängedrehung kann die Richtbohrturbine bzw. das Aggregat jede ge wünschte Einschwenkung in die Schlitzebene um die Führung durchführen, so dass damit die Möglichkeit gegeben ist, die Bohrschlitzwand auch bei grossen Teufen vertikal auszurichten bzw. der vertikalen Schlitzebene eine Richtungsänderung zu erteilen, so dass sich gegebenenfalls zwei oder mehr Bohrschlitze zu einem durchlaufenden Schlitz vereinigen lassen oder ein gekrümmter, beispielsweise ringförmiger Bohrschlitz hergestellt werden kann.
Die Kontrolle des Verlaufes des Bohraggregates kann in bekannter Weise durch Neigungsmessgeräte erfolgen. Bei Einsatz eines Schlitzbohraggregates aus mehreren Turbinen ist die Möglichkeit gegeben, ausserhalb des Richtgestänges bzw. der erforderli chen Energiezuleitungen ein Lotseil am Kopf des Aggregats zu befestigen, das zu einem mittig über dem Bohrschlitz angeordneten Leitpunkt führt und durch Auswandern aus der Mittellinie im Kopf des Bohrschlitzes in einfachster Weise die erforderlichen Korrekturwerte für das Einrichten des Bohrwerk- zeuges in die Bohrschlitzebene anzeigt.
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist ein Grundriss eines geraden Bohr schlitzes aus sich überschneidenden Bohrlöchern. Fig. 2 ist ein Grundriss eines gekrümmten Bohr schlitzes.
Fig. 3 ist ein Grundriss eines gebrochenen Bohr schlitzes.
Fig. 4 ist ein Grundriss eines Doppelbohrschlitzes. Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch einen Bohr schlitz mit Führungsschienen und Bohrausrüstung aus drei Bohrturbinen, und Fig. 6 ist eine Teilansicht eines Schlitzbohr- aggregats aus drei Bohrturbinen mit gleitender Füh rung.
In den Fig. 1-4 sind Umrissbilder von Bohr schlitzen zur Darstellung gebracht.
Bei dem geradlinigen Bohrschlitz gemäss Fig. 1 überschneiden sich die Schneidkreise 1 der Bohr löcher. Das Schlitzbohraggregat ist aus drei Bohr turbinen 21-11I zu einem Schlitzbohraggregat zusam mengesetzt. Die Gehäuse der Bohrturbinen sind mit einander an der Verbindungsstelle starr verbunden. Die Führung erfolgt durch ein mit dem Aggregat verbundenes Führungsstück 4, das an einer in dem fertiggestellten Bohrschlitz eingesetzten Leitschiene 5 geführt ist.
In Fig. 2 ist ein Bohraggregat aus vier Bohr turbinen 21-1v zusammengesetzt. Die Leitschiene 5 ist durch Spannschläuche 6 in dem fertiggestellten Bohrschlitz verankert. Das Führungsstück 4, das an dem Schlitzbohraggregat starr angeschlossen ist, hat eine Bohrung 7 zur Zu- und Ableitung der Spülung.
In Fig. 3 ist ein mehrfach geknickter Bohrschlitz zur Darstellung gebracht. Die Bohrlöcher können ein zeln gegeneinander versetzt oder auch zu zweien oder dreien gruppenweise gegeneinander versetzt sein. Das Schlitzbohraggregat ist zusammengebaut aus vier miteinander verbundenen Bohrturbinen. Die Füh rung 4 gleitet in der letzten Bohrung des fertiggestell ten Bohrschlitzes und ist zweckmässig gleichfalls mit einer Durchbohrung 7 für eine gesonderte Spülungs führung ausgerüstet.
In Fig. 4 ist ein Doppelbohrschlitz zur Dar stellung gebracht, bei dem die einzelnen Bohrlöcher aui Lucke gesetzt sind. In gleicher Form sind die fünf Bohrturbinen miteinander verbunden. Die Füh rung ist nicht zur Darstellung gebracht. Sie kann wie in den Fig. 1 und 2 an einer starren Leitschiene oder auch wie in Fig. 3 unmittelbar im fertiggestell ten Bohrschlitz erfolgen.
In Fig. 5 ist im Längsschlitz ein komplettes Bohrgerät, bestehend aus einem Schlitzbohraggregat aus drei Bohrtubinen, der Führung und der ober tägigen Hub- und Transportvorrichtung zur Darstel lung gebracht. Die drei Bohrtubinen sind am Kopf wie auch am Fuss der Gehäuse miteinander starr verbunden. Sie sind in der Höhe entsprechend der Stellung der Meissel gegeneinander gestaffelt. Da sich die Arbeitskreise der Meissel überschneiden, ist, wie in Fig. 5 beispielsweise dargestellt, der mittlere Mei ssel 811 verschoben. Mit dem Aggregat ist ein Füh rungsstück 4 verbunden, das mit einer Durchbohrung für die Spülungs-Zu- und Ableitung versehen ist.
Die Zu- bzw. Abfuhr der Spülung erfolgt über ein starres Rohrsystem 9 oder über einen flexiblen Schlauch 9 von über Tage. Das Führungsstück glei tet an einem Leitstück 5, das gemäss der Darstellung in der vertieften Mittelbohrung des Bohrschitzes ver ankert ist. Für das Schwenken des Schlitzbohraggre- gates in der Schlitzebene ist mit dem Kopf des Schlitzbohraggregats ein Richtgestänge 10 verbunden, dem über Tage durch Hilfsvorrichtungen, beispiels weise durch einen einfachen Hebelarm 11, das Dreh moment zum Verschwenken erteilt werden kann.
Die Führung kann erfolgen über das Richtgestänge 10 oder über eine zusätzliche Energieleitung 16, die bei einer hydrodynamischen Turbine aus einer Rohr- oder Schlauchleitung und bei einer elektrisch ge triebenen Turbine aus einem flexiblen Kabel besteht. In einem Kopfstück 12, das die einzelnen Bohrturbi nen miteinander verbindet, kann die Energievertei lung aus den Zuleitungen an die einzeln angetriebenen Motoren erfolgen. Die Auf- und Abbewegung des an dem Richtgestänge oder an den Energiezuleitun gen aufgehängten Bohraggregats erfolgt mittels Seilen und einer Winde 13.
Das Messsystem besteht aus einem Lotseil 14. Dieses ist in der Mitte zwischen den Zuleitungen am Kopf des Schlitzbohraggregats befestigt und wird über Tage zu einem Leitpunkt 15 geführt, der bei spielsweise, wie dargestellt, aus einer Rolle besteht.
Die Darstellung ist ergänzt durch eine Transport- und Hebevorrichtung für die Leitführung, die gleich falls Verwendung finden kann für den Einbau der endgültigen Dichtungsschicht, welche gegebenenfalls als Leitschiene für die Führung des Schlitzbohraggre- gats benutzt werden kann.
In Fig. 6 ist die Teilansicht eines Schlitzbohr- aggregats zur Darstellung gebracht, das aus drei Bohrturbinen und einem Führungsstück, welches im Bohrloch gleitet, zusammengestellt ist. Die Bohr turbinen sind derart gegeneinander gestaffelt, dass die vorlaufende Turbine 2111 am weitesten vorgeschoben ist, während die dem Führungsstück 4 benachbarte Turbine am weitesten zurückgezogen ist. Das Füh rungsstück 4 ist somit noch gegen ein Verlaufen aus dem Bohrschlitz heraus abgestützt. Das Vorschub mass des Führungsstückes entspricht der Teufenlage des Meissels 8111, so dass eine starre Verbindung zwi schen Führungsstück und Aggregat möglich ist.
Die Führung durch den Boden des Führungsstückes wird gewährleistet, da bei saugender Spülung das Bohr klein aus der Tiefe des Bohrschlitzes abgefördert wird. Durch eine derart mit einer Mittelbohrung ausgerüstete, starre Saugführung am Bohrschlitz aggregat erübrigt sich die Durchführung zusätzlicher Reinigungsarbeiten vor dem Einbringen der Dich tungsmasse in den Bohrschlitz.
Die zur Darstellung gebrachten Ausführungsfor men für den Bohrschlitz und die Anordnung von mehreren Antriebsmotoren eines Richtbohrgestänges und der Seil-Lotvorrichtung sind nur beispielshaft und können in Anpassung an den Baugrund oder an Forderungen der Bau- oder Bohrtechnik sinn gemäss abgewandelt werden.
Die aus langjähriger Erprobung bekannten Lei stungsdaten der Bohrturbinen können durch Füh rung und Steuerung zweckmässig in Verbindung mit einer einfachen Richtungsanzeige zur wirtschaftlichen Herstellung von geraden oder gekrümmten Bohr schlitzen bei grossen Teufen in lockeren oder festen Gesteinen eingesetzt werden. Dadurch erweitert sich die Anwendung von Bohrschlitzen, sei es zur Grund wasserabdichtung oder zur Absteifung von tiefen Baugruben.