Verfahren und Einrichtung zur Entwässerung von Felspartien Es ist heute vielfach üblich, bei der Ausführung von Felsarbeiten, sei es über oder unter Tag, mehr oder weniger ausgedehnte Felspartien zu entwässern.
Der Zweck solcher Entwässerungen kann ein zwei facher sein. Entweder dienen sie dazu, einen Arbeits ort vorübergehend von Wasser frei zu bekommen, um die Ausführung gewisser Arbeiten zu ermöglichen (z. B. Betonieren von Stütz- oder Futtermauern in Felsan schnitten, Betonieren von Hohlraumverkleidungen im Untertagebau, usw.), und/oder sie bezwecken, das Ge birge dauernd zu entwässern, um den Wasserdruck im Fels zu eliminieren oder wenigstens zu verkleinern. Diese Absicht bezweckt, das Gleichgewicht von gewissen Fels partien zu verbessern, den Druck auf Stützmauern, Ver kleidungen und dergleichen zu verkleinern und/oder die Erstellung wasserdichter Felsabdeckungen zu erleichtern, usw.
In beiden Fällen wird die Entwässerung heute da durch erreicht, dass das Wasser an der Felsoberfläche an von Natur aus vorhandenen konzentrierten Aus trittsstellen oder aber am Ansatzpunkt von speziell zu diesem Zweck ausgeführten Entwässerungsbohrungen mit Rohren gefasst und abgeleitet wird.
Das Fassen des Wassers, das Befestigen der Ent wässerungsrohre und das Einleiten des Wassers in die selben geschieht heute mit Hilfe von schnellbindendem Zementmörtel an der Felsoberfläche mit einer Me thode, die im Verlaufe langer Jahre entwickelt und je nach den Fähigkeiten und. Erfahrungen der Ausführen den mehr oder weniger Erfolg zeigt (sogenannte Ober haslimethode ).
Bei der Fassung von Bergwasser am Ansatzpunkte von Bohrungen, welche die Betonverkleidungen durch queren, ergibt sich häufig der Nachteil, dass durch das Wasser Zementauswaschungen im Beton auftreten.
Das Verfahren nach vorliegender Erfindung be zweckt nun, die Nachteile der oben beschriebenen ober flächlichen Entwässerungsverfahren zu eliminieren und das Bergwasser in einer gewissen, den Verhältnissen an- gepassten Tiefe in den Bohrlöchern im Felsinnern zu fassen und abzuleiten.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren zur Ent wässerung von Felspartien mittels eines in ein Bohr loch eingeführten Entwässerungsrohres wird letzteres im Innern des Bohrloches fixiert und gleichzeitig gegen die Bohrlochwand abgedichtet. Der ausserhalb der Fi xier- und Dichtungsstelle gegen die Oberfläche gelegene Teil des Bohrloches kann mit Zementmörtel ausgefüllt werden. Der tiefer gelegene Teil der Bohrung kann bei Bedarf mit einem auf dass normale Entwässerungsrohr aufgesetzten Filterrohr versehen werden. Bei schlechter Felsqualität wird damit ein Zusammenbrechen des Bohr loches verhindert.
Ausführungsbeispiele einer Einrichtung zur Durch führung des erfindungsgemässen Verfahrens sind auf der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines ersten Beispiels. Fig. 2-5 sind Querschnitte nach den Linien II-II, bzw. III-III, bzw. IV-IV, bzw.
V-V der Fig. 1, Fig. 6 ist ein Längsschnitt des zweiten Beispiels, Fig. 7 ist ein Querschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6, Fig. 8 ist ein Längsschnitt des dritten Beispiels, Fig. 9 ist ein Querschnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8 und Fig. 10-15 sind Längsschnitte von weiteren Bei spielen.
In den Fig. 1-5 ist mit 1 ein Bohrloch in dem Fels 2 gezeigt. In das Bohrloch 1 ist ein Kunststoffrohr 3 eingeführt, das einen Einlaufkonus 4 hat, auf den innen ein Filterrohr 5 aufgesetzt ist, welches einen nur unwe sentlich kleineren Aussendurchmesser als der Innen durchmesser des Bohrloches 1 hat. Das Filterrohr 5 ist mit Querschlitzen 6 und einem Abschlussdeckel 7 ver sehen.
Die Fixierung des Entwässerungsrohres 3 im Innern des Bohrloches 2 und die gleichzeitige Abdich tung gegen die Bohrlochwand geschieht mit einer pla stischen Masse 8, welche durch einen auf dem Rohr 3 längsverschiebbaren Konus 9 aus Kunststoff gegen den Einlaufkonus 4 gepresst wird und dadurch den ganzen verfügbaren Hohlraum zwischen Rohr 3 und Bohrloch wand ausfüllt, bzw. gegen das Rohr und die Bohrloch- wand angedrückt wird. Die Blockierung des längsbe weglichen Konus 9 erfolgt durch einen ringförmigen ge schlitzten Keil 10, ebenfalls aus Kunststoff, der in den längsbeweglichen Konus 9 hineingepresst wird.
Auf das äussere nicht gezeigte Ende des Entwässe rungsrohres 3 ist ein kurzes Rohrstück aufgestülpt, in das auf einfache Weise Verlängerungsrohre eingesteckt und befestigt werden können. Auf dieses kleine Rohr stück können auch Montagevorrichtungen aufgesetzt werden, mit welchen der längsverschiebbare Konus 9 und der Keil 10 nach vorn gepresst werden können.
Das Beispiel nach Fig. 6 und 7 unterscheidet sich vom ersten Beispiel nur dadurch, dass hier anstelle des Konus 9 und Keiles 10 ein einziger längsbeweglicher Konus 11 zum Zusammenpressen der plastischen Masse 8 vorhanden ist, welcher Konus 11 innen bei 12 ver zahnt ist, so dass er nicht zurückgleiten kann. Diese Ausbildung setzt voraus, dass das Rohr 3 an der Aussen fläche rauh ist.
Beim Beispiel nach Fig. 8 und 9 ist ein Konus 13 gezeigt, der mit Innengewinde versehen ist und auf das mit Aussengewinde versehene Rohr 3 aufgeschraubt ist.
Beim Beispiel nach Fig. 10 ist ein längsverschieb barer Konus 14 gezeigt, mit dem ein Ring 15 zusam menwirkt, der mit Innengewinde versehen ist und auf das Rohr 3 aufgeschraubt ist. Durch Verdrehen des Ringes 15 kann der Konus 14 längsverschoben und die plastische Masse 8 zusammengepresst werden.
Beim Beispiel nach Fig. <B>11</B> ist auf denn mit einem Einlaufkonus 4 versehenen Entwässerungsrohr 3 ein längsverschiebbarer Konus 16 angeordnet, mit welchem ein geschlitzter Keil 17 und ein am Rohr 3 befestigter Anschlagring 18 zusammenwirkt. Beim Einführen des Entwässerungsrohres 3 in das Bohrloch 1 nimmt der Anschlagring 18 den geschlitzten Keil 17 und den Konus 16 mit.
Dabei wird der Rand des geschlitzten Keiles 17 am Bohrloch aus der gestrichelt dargestellten Lage in die in ausgezogenen Linien dargestellte Lage umge bogen, so dass dieser Keil bei nicht zu glatter Bohrloch band nicht mehr zurückgleiten kann und die Fixierung desselben gewährleistet ist. Durch Zurückziehen des Entwässerungsrohres wird daher die plastische Masse 8 durch den Einlaufkonus 4 gegen den Konus 16 und die Bohrlochband 1 gepresst, um das Rohr 3 in der Bohr lochband zu fixieren und gleichzeitig abzudichten.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer Einrichtung, bei wel cher in das Bohrloch 1 ein Entwässerungsrohr 19 ein geführt ist, das keinen Einlaufkonus, dafür zwei Man schetten 20 hat, zwischen denen ein abgegrenzter In jektionsraum 21 gebildet ist, an den Injektionsrohre 22 angeschlossen sind, die im Innern des Rohres 19 verlegt sind. Durch die Injektionsrohre 22 wird eine Injektions masse in den Raum 21 hineingepresst, welche z. B. aus Zement, Kunstharz, Kitte, Zweikomponentenmassen usw. besteht und durch welche das Rohr 19 im Bohr loch 1 fixiert und gegen dieses abgedichtet wird. Im Injektionsraum 21 sind ferner Schikanen 23 vorhanden.
Bei Entwässerungsrohren 19 von kleinerem Durchmes ser können die Injektionsrohre 22 auch zwischen dem Rohr 19 und der Bohrlochband 1 verlegt werden.
Fig. 13 zeigt eine Variante zu Fig. 12, bei welcher der Injektionsraum 21 zur Hauptsache mit einer pla stischen Masse 24 gefüllt ist und nur eine geringe In- jektionsmasse in den verbleibenden Teil 25 eingepresst wird, durch welche die plastische Masse 24 an die Bohr lochwand 1 angedrückt und dadurch die Fixierung und Abdichtung des Rohres 19 im Bohrloch 1 bewirkt wird.
Das Beispiel nach Fig. 14 unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 1 dadurch, dass hier der Einlauf konus 26 am Entwässerungsrohr 27 und der längs verschiebbare Konus 28 vertauscht sind. Gegen den Konus 28 liegt das Filterrohr 5 einenends an, das andern- ends durch den Abschlussdeckel 7 am Bohrlochende ab gestützt ist.
Durch weiteres Hineinschieben des Ent wässerungsrohres 27 verschiebt sich der Konus 26 re lativ zum Konus 28 und presst die plastische Masse 8 fest gegen die Bohrlochwand 1, wodurch auch hier das Rohr 27 in der Bohrlochwand 1 fixiert und gleich zeitig abgedichtet wird.
Fig. 15 zeigt eine Variante zu Fig. 14, bei welcher am Abschlussdeckel 7 ein Draht 29 befestigt ist, so dass hier die Zusammendrückung der plastischen Masse 8 durch Zurückziehen des Filterrohres 5 bzw. Festhalten desselben beim Hineinschieben des Entwäs serungsrohres 27 bewirkt wird.
Die Rohre 3, 5, 19 und 27 sowie der Konus 9 und Keil 10, bzw. der Konus 11 oder 13, oder 14, bzw. der Konus 16 und Keil 17, bzw. der Konus 28 können statt aus Kunststoff auch aus anderen Materialien, z. B. aus Metall, wie Stahl oder Kupfer, oder aus Hartgummi bestehen.
Die beschriebene Einrichtung kann für beliebige Bohrlochdurchmesser gebaut werden.
Ferner kann die plastische zur Abdichtung benutzte Masse je nach der zu lösenden Aufgabe eine beliebige chemische Zusammensetzung haben.
Method and device for draining rock sections It is now common practice to drain more or less extensive rock sections when performing rock work, be it above or below the surface.
The purpose of such drainage can be twofold. They either serve to temporarily free a place of work from water in order to enable certain work to be carried out (e.g. concreting retaining or lining walls in rock cuts, concreting cavity linings in underground mining, etc.), and / or they aim to continuously drain the mountains in order to eliminate or at least reduce the water pressure in the rock. The purpose of this is to improve the balance of certain parts of the rock, to reduce the pressure on retaining walls, cladding and the like and / or to facilitate the creation of watertight rock coverings, etc.
In both cases, drainage is now achieved by collecting and draining the water on the rock surface at naturally existing concentrated exit points or at the starting point of specially designed drainage holes.
Gathering the water, fastening the drainage pipes and introducing the water into the same is done today with the help of fast-setting cement mortar on the rock surface with a method that has been developed over many years and depending on the skills and. Experience of executing that shows more or less success (so-called Oberhaslimethode).
When collecting mountain water at the starting points of boreholes which cross the concrete cladding, there is often the disadvantage that the water causes cement washout in the concrete.
The method according to the present invention is now intended to eliminate the disadvantages of the surface drainage method described above and to collect and divert the mountain water into the boreholes in the interior of the rock at a certain depth adapted to the circumstances.
According to the inventive method for draining rock sections by means of a drainage pipe inserted into a borehole, the latter is fixed inside the borehole and at the same time sealed against the borehole wall. The part of the borehole located outside the fixing and sealing point against the surface can be filled with cement mortar. If necessary, the lower part of the borehole can be provided with a filter pipe attached to the normal drainage pipe. In the case of poor rock quality, this prevents the drill hole from collapsing.
Embodiments of a device for implementing the method according to the invention are shown in the drawing.
Fig. 1 shows a longitudinal section of a first example. Fig. 2-5 are cross-sections along lines II-II, or III-III, or IV-IV, or
VV of Fig. 1, Fig. 6 is a longitudinal section of the second example, Fig. 7 is a cross section on the line VII-VII of Fig. 6, Fig. 8 is a longitudinal section of the third example, Fig. 9 is a cross section the line IX-IX of Fig. 8 and Fig. 10-15 are longitudinal sections of further play with.
In FIGS. 1-5, 1 shows a borehole in the rock 2. In the borehole 1, a plastic tube 3 is inserted, which has an inlet cone 4, on the inside of which a filter tube 5 is placed, which has an only much smaller outside diameter than the inside diameter of the borehole 1. The filter tube 5 is seen with transverse slots 6 and a cover 7 ver.
The fixation of the drainage pipe 3 inside the borehole 2 and the simultaneous sealing device against the borehole wall is done with a pla elastic mass 8, which is pressed by a longitudinally displaceable on the tube 3 cone 9 made of plastic against the inlet cone 4 and thereby the entire available cavity between pipe 3 and borehole wall, or is pressed against the pipe and the borehole wall. The blocking of the longitudinal cone 9 is carried out by an annular ge slotted wedge 10, also made of plastic, which is pressed into the longitudinally movable cone 9.
On the outer end of the drainage pipe 3, not shown, a short piece of pipe is turned up into which extension pipes can be easily inserted and fixed. On this small piece of pipe assembly devices can also be placed with which the longitudinally displaceable cone 9 and the wedge 10 can be pressed forward.
The example according to FIGS. 6 and 7 differs from the first example only in that instead of the cone 9 and wedge 10, a single longitudinally movable cone 11 is present for compressing the plastic mass 8, which cone 11 is toothed inside at 12, so that he cannot slide back. This training assumes that the tube 3 is rough on the outer surface.
In the example according to FIGS. 8 and 9, a cone 13 is shown which is provided with an internal thread and is screwed onto the tube 3 provided with an external thread.
In the example according to FIG. 10, a longitudinally displaceable cone 14 is shown, with which a ring 15 cooperates, which is provided with an internal thread and is screwed onto the tube 3. By rotating the ring 15, the cone 14 can be displaced longitudinally and the plastic mass 8 can be compressed.
In the example according to FIG. 11, a longitudinally displaceable cone 16 is arranged on the drainage pipe 3 provided with an inlet cone 4, with which a slotted wedge 17 and a stop ring 18 fastened to the pipe 3 cooperate. When the drainage pipe 3 is inserted into the borehole 1, the stop ring 18 takes the slotted wedge 17 and the cone 16 with it.
The edge of the slotted wedge 17 on the borehole from the position shown in dashed lines into the position shown in solid lines is bent so that this wedge can no longer slide back if the borehole is not too smooth and the fixation of the same is guaranteed. By withdrawing the drainage pipe, the plastic mass 8 is therefore pressed through the inlet cone 4 against the cone 16 and the borehole band 1 in order to fix the pipe 3 in the borehole band and at the same time to seal it.
Fig. 12 shows an example of a device in which a drainage pipe 19 is guided into the borehole 1, which has no inlet cone, but two cuffs 20, between which a delimited In jection space 21 is formed, to which injection pipes 22 are connected which are laid inside the tube 19. Through the injection tubes 22, an injection mass is pressed into the space 21, which z. B. consists of cement, synthetic resin, putty, two-component compounds, etc. and through which the pipe 19 is fixed in the drilling hole 1 and sealed against it. Baffles 23 are also present in the injection space 21.
In the case of drainage pipes 19 of a smaller diameter, the injection pipes 22 can also be laid between the pipe 19 and the borehole tape 1.
13 shows a variant of FIG. 12, in which the injection space 21 is mainly filled with a plastic compound 24 and only a small injection compound is pressed into the remaining part 25, through which the plastic compound 24 is attached to the drilling hole wall 1 pressed and thereby the fixation and sealing of the pipe 19 in the borehole 1 is effected.
The example according to FIG. 14 differs from the example according to FIG. 1 in that here the inlet cone 26 on the drainage pipe 27 and the longitudinally displaceable cone 28 are interchanged. The filter tube 5 rests against the cone 28 at one end, the other end being supported by the cover 7 at the end of the borehole.
By further pushing in the Ent watering pipe 27, the cone 26 moves relative to the cone 28 and presses the plastic mass 8 firmly against the borehole wall 1, whereby the tube 27 is fixed in the borehole wall 1 and sealed at the same time.
15 shows a variant of FIG. 14, in which a wire 29 is attached to the cover 7, so that the compression of the plastic mass 8 is effected here by pulling back the filter tube 5 or holding it in place when the drainage tube 27 is pushed in.
The tubes 3, 5, 19 and 27 as well as the cone 9 and wedge 10, or the cone 11 or 13, or 14, or the cone 16 and wedge 17, or the cone 28 can also be made of other materials instead of plastic , e.g. B. made of metal, such as steel or copper, or made of hard rubber.
The device described can be built for any borehole diameter.
Furthermore, the plastic mass used for sealing can have any chemical composition depending on the task to be solved.