CZ301100B6

CZ301100B6 - Zpusob a zarízení pro vrtání der a pro upevnení ukotvení ve vrtané díre

Info

Publication number: CZ301100B6
Application number: CZ20032893A
Authority: CZ
Inventors: Mocivnik@Josef
Original assignee: ,,ALWAG“ Tunnelausbau Gesellschaft mbH
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2009-11-04
Also published as: JP4036756B2; DK1381756T3; HK1066581A1; HUP0303931A3; SK13312003A3; CA2442320A1; HUP0303931A2; WO2002088523A1; EP1381756B2; PL365943A1; KR20040004603A; US20040084217A1; AU2002338538B2; PL197261B1; ES2262838T3; SI1381756T1; CN1503875A; ES2262838T5; KR100779340B1; US7080697B2

Abstract

Pri zpusobu vrtání, zejména nárazového nebo otocne nárazového vrtání, der (7) v zemine nebo hornine se vrtací korunkou (1), uloženou na vrtném soutycí (5), vytvárí vrtaná díra (7) a soucasne se zavádí obalová trubka (4), obklopující s odstupem vrtné soutycí (5). Obalová trubka (4) s podélnou šterbinou (8) se zavádí do vrtané díry (7) s predpetím, címž je zajišteno, že obalová trubka (4) cástecne prilehne k vnitrní stene vrtané díry (7) a tím se dosáhne, pomocí v podélném smeru proríznuté obalové trubky (4), jejího ukotvení.

Description

Způsob a zařízení pro vrtání děr a pro upevnění ukotvení ve vrtané díře

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu vrtání, zejména nárazového nebo otočně nárazového vrtání, děr v zemině nebo hornině, a upevnění ukotvení v díře, přičemž se vrtací korunkou, uloženou na vrtném soutyčí, vytváří vrtaná díra a současně se zavádí obalová trubka, obklopující s odstupem vrtné soutyčí. Vynález se dále týká zařízení pro vrtání, zejména nárazové nebo otočně nárazové vrtání, děr v zemině nebo hornině, a pro zhotovení ukotvení, zahrnujícího vrtací korunku, uloženou na vrtném soutyčí pro vytváření vrtané díry, a dále zahrnujícího obalovou trubku, obklopující s odstupem vrtné soutyčí a napojující se na vrtací korunku.

Dosavadní stav techniky

V souvislosti se zhotovováním díry, respektive vrtané díry v zemině nebo hornině a dodatečném upevňováním ukotvení, respektive vyložení ve vrtané díře, je například ze spisu WO 98/21439 a WO 98/58132 známo během procesu vrtání, například nárazového nebo otočně nárazového vrtá20 ní, zavádět do vrtané díry obalovou trubku, načež se po dokončení vrtání část vrtací korunky společně s vrtným soutyčím z vrtané díry vytáhne, zatímco obalová trubka ve vrtané díře zůstane, takže se následně naplněním vytvrzující hmotou vytvoří ve vrtané díře ukotvení. Podle provedení uvedeného ve spisu WO/98132 může být vrtné soutyčí vytvořeno na svém vnějším objemu s doplňkovými žebry a rýhami, takže při setrvání vrtného soutyčí ve vrtané díře a dodatečném naplnění může být dosaženo adekvátně dobrého účinku ukotvení.

Alternativně k tomu je známo po vytvoření vrtané díry vrtací nástroj s vrtným soutyčím z vrtané díry vytáhnout, načež se následně do vrtané díry zavede kotva, respektive ukotvující zařízení, pričemžjsou například ze spisů EP-B 0 241451, US-A 4,490,074, DE-AS 2105 888, US-A 4,310,

266, EP-A 0 875 663 a dalších literárních zdrojů známy příklady provedení, u kterých se dodatečně zaveditelné, trubkovité ukotvení udržuje na průměru, zmenšeném oproti koncovému stavu, příslušnými přídržnými prvky, načež se po úplném zavedení do vrtané díry a odstranění přídržných ústrojí trubka, nacházející se pod předpětím, která má obvykle v podstatě v podélném směru probíhající štěrbinu, rozšíří, a tím přilehne, respektive se přitlačí na stěnu vrtané díry za účelem dosažení požadovaného účinku ukotvení. Nevýhodou u tohoto známého stavu techniky je jednak skutečnost, že vrtaná díra musí být zhotovena v prvním způsobovém kroku, načež se po odstranění vrtacího nástroje spolu s vrtným soutyčím v dalším způsobovém kroku zavede do vrtané díry, mající respektive velkou délku, ukotvující zařízení, načež se následně odstraněním příslušného přídržného ústrojí dosáhne za rozšíření na vnější průměr přilehnutí ke stěně vrtané díry. Je bezprostředně jasné, že nejen pro dva od sebe oddělené pracovní kroky je potřebný adekvátně větší časový prostor, nýbrž že respektive dodatečné zavádění takovéhoto ukotvujícího zařízení s větší délkou je spojeno s obtížemi. Dále je třeba vycházet z toho, že odstranění vrtacího zařízení i s vrtným soutyčím a dodatečné zavedení ukotvujícího zařízení je proveditelné pouze v poměrně pevné zemině, respektive hornině, přičemž musí být zajištěno, že do vrtané díry napří45 klad během procesu vrtání nebo po odstranění vrtacího nástroje a před konečným zavedením ukotvujícího zařízení nevnikne do vrtané díry žádný materiál, takže by se vrtaná díra zablokovala, čímž by již zavedení ukotvujícího zařízení nebylo možné.

Úkolem vynálezu je navrhnout způsob a zařízení výše uvedeného druhu, umožňující při zjedno50 dušené konstrukci během procesu vrtání alespoň provizorní zajištění a bezprostředně po dohotovení vrtané díry spolehlivé ukotvení na vnitřní stěně vrtané díry.

-ICZ 301100 B6

Podstata vynálezu

Tento úkol řeší způsob vrtání, zejména nárazového nebo otočně nárazového vrtání, děr v zemině nebo hornině, a upevnění ukotvení v díře, přičemž se vrtací korunkou, uloženou na vrtném soutyčí, vytváří vrtaná díra a současně se zavádí obalová trubka, obklopující s odstupem vrtné soutyčí, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se obalová trubka, vytvořená s podélnou štěrbinou, zavede během vrtání alespoň částečně za přilehnutí k vrtané díře. Protože obalová trubka, vytvořená s podélnou štěrbinou, přilehne během zhotovování díry alespoň částečně ke stěně vrtané díry, umožní tak vytvořit během procesu vrtání alespoň provizorní zajištění, přičemž podélná štěrbina zajistí, že obalová trubka je dostatečně elastická, respektive poddajná, aby samotná při alespoň částečném přilehnutí ke stěně vrtané díry odolávala nikoliv nadměrně velkému odporu vůči zavádění obalové trubky například tahovým nebo rázovým namáháním. Navíc se obalovou trubkou, opatřenou podélnou štěrbinou, zajistí, že bezprostředně po dokončení vrtá15 ní je alespoň částečným přiložením ke stěně vrtané díry dosažitelné příslušné ukotvení, takže se pro vytvoření takového ukotvení dá oproti známým provedením dosáhnout časová úspora, přičemž po dokončení vrtání se vrtné soutyčí odstraní a oddělená kotva se zavede do vrtané díry. Navíc se dá způsob podle vynálezu použít nezávisle na typu provrtávané zeminy či horniny, protože obalová trubka se do vrtané díry zavádí bezprostředně při vytváření vrtané díry, takže i u uvolněné horniny, u které by po odstranění vrtacího nástroje a před zavedením ukotvení mohlo dojít k zavalení, se není třeba v žádném případě obávat těžkostí jako u dodatečně vytvářeného ukotvení, protože obalová trubka, zaváděná při vrtání, udržuje i při uvolněné hornině průřez vrtané díry průchozí. Po dokončení vrtané díry může být buď vrtací nástroj alespoň částečně s vrtným soutyčím odstraněn skrz vnitřek obalové trubky, setrvávající ve vrtané díře, nebo může pro zvýšení účinku ukotvení zůstat ve vrtané díře i vrtné soutyčí spolu s vrtacím nástrojem, takže ukotvující efekt vznikne nejen přilehnutím obalové trubky k vnitřní stěně vrtané díry, nýbrž také vrtacím nástrojem, setrvávajícím ve vrtané díře, a tento ukotvující účinek může zvýšit vrtné soutyčí. Při zavádění obalové trubky, která má podélnou štěrbinu a alespoň částečně přiléhá ke stěně vrtané díry je výhodné, že při samo o sobě známém zavádění výplachového fluida do jo oblasti vrtací korunky a pro vynášení vytěženého materiálu, vzniká i v oblasti vnějšího obvodu obalové trubky adekvátně tekutá, respektive těstovitá vrstva materiálu, která pří zavádění obalové trubky poskytuje mazací, respektive kluzný efekt. Po dokončení vrtání a přerušení dalšího přívodu výplachového fluida dojde při vytvrzení materiálu v oblasti vnějšího obvodu obalové trubky k adekvátnímu zvýšení tření mezi vnějším obvodem obalové trubky a vnitřní stěnou vrta35 né díry, takže se dosáhne dobrého účinku ukotvení obalové trubky, přiléhající k vnitřní stěně vrtané díry.

Na podporu ukotvujícího efektu již při zavádění obalové trubky, alespoň částečně přiléhající k vnitrní stěně vrtané díry, se podle jednoho výhodného příkladu provedení navrhuje, aby se po dokončení vrtané díry a odstranění vrtného soutyčí zavedl do vnitřku obalové trubky a v ní rozšířil rozšiřitelný prvek. Zavedení rozšiřitelného prvku umožní, aby se obalová trubka na dílčích oblastech, respektive na vnitřní stěně vrtané díry, spolehlivě upevnila, takže se zvýší ukotvující efekt.

Obzvláště jednoduchým způsobem se dá rozšiřitelný prvek upevnit uvnitř obalové trubky tím, že se rozšiřitelný prvek rozšíří pomocí rázového namáhání podle dalšího výhodného příkladu provedení způsobu podle vynálezu. Takovýto rozšiřitelný prvek poskytuje nejen spolehlivé přilehnutí obalové trubky k vnitřní stěně vrtané díry, nýbrž způsobí také zmenšení světlého průřezu obalové trubky, například pri tlakovém namáhání v podélném směru okolo ležícím materiálem nebo vůči tahovému namáhání v podélném směru kotvy, tvořené obalovou trubkou, protože uspořádáním podélné štěrbiny by zejména tahová namáháni v podélném směru obalové trubky, tvořící ukotvení, mohla jinak vést ke zmenšení ukotvujícího průřezu obalové trubky, čímž by se adekvátně snížil účinek ukotvení.

-2CZ 301100 B6

V závislosti na okolním materiálu a tedy také na tvaru obalové trubky se pro zavádění obalové trubky během procesu vrtání výhodně navrhuje, aby obalová trubka byla do vrtané díry zaváděna tahovým namáháním přes spojení s vrtací korunkou a/nebo rázovým namáháním. Podle vynálezu může být tedy obalová trubka například vhodným způsobem spojena s vrtací korunkou a do vrtá5 né díry zaváděna během procesu vrtání pouze tahovým namáháním. Zejména při velkém průřezu materiálu a tedy obalových trubkách, majících vysokou pevnost, které se používají pro přípravu adekvátně odolného ukotvení, může však být doplňkově nebo alternativně obalová trubka zaváděna do vrtané díry současně s procesem vrtání pomocí rázového namáhání, aby pro unášení obalové trubky nemusely být na vrtací korunku vykonávány nadměrné síly.

Pro řádné zavádění obalové trubky během procesu vrtání se v této souvislosti podle dalšího výhodného příkladu provedení navrhuje, aby se po dokončení vrtání uvolnilo podél v podstatě v podélném směru proříznuté obalové trubky alespoň jedno spojení, definované místem žádaného zlomu,

Obzvláště jednoduché uvolnění, respektive oddělení obalové trubky se podle vynálezu provede výhodně tím, že uvolnění, respektive oddělení místa žádaného zlomu se provede nepatrným stažením alespoň úderové patky a na ní uložené obalové trubky a uvedením úderové patky v činnost. Po dokončení vrtání se tedy může nepatrným stažením alespoň úderové patky a respektive na ní uložené prstencové vrtací korunky, a následujícím, ještě jednou provedeným uvedením úderové patky v činnost při pevně uchycené, respektive alespoň částečně s třecím stykem ve vytvořené vrtané díře uložené obalové trubce, dosáhnout rozšířením vnitřního průměru obalové trubky, proříznuté v podélném směru, úderovou patkou například vlivem uspořádání vůči sobě přizpůsobených dosedacích ploch v oblasti předního konce obalové trubky rozdělení, respektive uvolnění místa žádaného zlomu za rozšíření, respektive rozepření předního konce obalové trubky, takže je dosažitelné dobré přilehnutí vnějšího průměru rozšířené obalové trubky ke stěně dohotovené vrtané díry.

Pro další zvýšení účinku ukotvení, zejména při uvolněné hornině, popřípadě za spolupůsobení s kotevní deskou, upevnitelnou na konci, vyčnívajícím z vrtané díry, se podle dalšího výhodného provedení navrhuje, aby se po dokončení vrtání provedlo samo o sobě známé vyplnění vnitřku obalové trubky vytvrzující hmotou. Vytvrzující materiál může přitom zejména v přední oblasti, jakož i podél podélné štěrbiny rozšiřitelné obalové trubky, vystupovat do okolního materiálu, čímž se zlepší ukotvení obalové trubky. Vlivem proniknutí vytvrzujícího materiálu a dodatečné35 ho vyztužení s kotevní deskou, uspořádanou na vně ležícím konci obalové trubky, se dá navíc dosáhnout fixování volně navrstvené zeminy, respektive horniny.

Shora uvedené úkoly řeší také zařízení pro vrtání, zejména nárazové nebo otočně nárazové vrtání, děr v zemině nebo hornině, a pro zhotovení ukotvení, zahrnující vrtací korunku, uloženou na vrtném soutyčí pro vytváření vrtané díry, a dále zahrnující obalovou trubku, obklopující s odstupem vrtné soutyčí a napojující se na vrtací korunku, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obalová trubka má v podstatě v podélném směru probíhající podélnou štěrbinu. Uspořádáním obalové trubky, vytvořené s podélnou štěrbinou, se zajistí, že obalová trubka může být do vrtané díry a alespoň částečně s přiložením k vnitřní stěně vrtané díry zaváděna pri procesu vrtá45 ní s adekvátně menším třecím odporem, načež po ukončení procesu vrtání je vlivem bezprostředního, alespoň částečného přilehnutí obalové trubky k vnitřní stěně vrtané díry dosažitelný příslušný ukotvující účinek.

Na podporu ukotvujícího účinku se podle jednoho výhodného příkladu provedení navrhuje, aby byl po dokončení vrtané díry a odstranění vrtného soutyčí zaveditelný do vnitřku obalové trubky rozšiřitelný prvek, a ten je pak rozšiřitelný za přilehnutí k vnitřní stěně obalové trubky. Takovýmto rozšiřitelným prvkem, který je rozšiřitelný za přilehnutí k vnitřní stěně obalové trubky, se dosáhne bezpečného ukotvení obalové trubky ve vrtané díře, přičemž takovýto rozšiřitelný prvek

-3CZ 301100 B6 působí například proti zmenšování průřezu obalové trubky, zejména při tahovém namáhání na ukotvení, tvořené obalovou trubkou, a tedy spolehlivě zachovává požadovaný ukotvující účinek.

Pro obzvláště vhodné upevnění rozšiřitelného prvku uvnitř obalové trubky se podle jednoho obzvláště výhodného příkladu provedení navrhuje, aby byl rozšiřitelný prvek tvořen objímkou, která je rozšiřitelná vniknutím zejména kónického prvku rázovým namáháním, přičemž zejména při uspořádání množiny rozšiřitelných prvků uvnitř obalové trubky a pro vhodné nastavení jejich polohy se podle dalšího výhodného příkladu provedení navrhuje, aby byla obalová trubka opatřena za účelem nastavení polohy rozšiřitelného prvku na své vnitrní stěně vyvýšeninami nebo výstupky.

Pro obzvláště jednoduché zavádění je výhodné, aby obalová trubka měla podél své podélné štěrbiny, probíhající v podstatě v podélném směru obalové trubky, alespoň jedno místo žádaného zlomu. Vlivem alespoň jednoho místa žádaného zlomu podél podélné štěrbiny obalové trubky, uspořádaného podle vynálezu, se dá jednoduchým způsobem zavádět obalová trubka do vrtané díry během procesu vrtání, zatímco po dohotovení vrtané díry se alespoň jedno místo žádaného zlomu uvolní, respektive rozdělí, aby obalová trubka pro dosažení ukotvení přilehla k vnitřní stěně vrtané díry,

Po dokončení vrtání musí být alespoň jedno místo žádaného zlomu při zavedení příslušné síly uvolněno. Navíc však musí místo žádaného zlomu během procesu vrtání zajistit dostatečnou pevnost podélné štěrbiny, rozprostírající se po celé délce obalové trubky. Za tímto účelem se podle dalšího výhodného příkladu provedení navrhuje, aby bylo alespoň jedno místo žádaného zlomu podél podélné štěrbiny obalové trubky vytvořeno za účelem přemostění podélné štěrbiny svarem. Příslušným nastavením polohy a vytvořením svarů, jakož i respektive počtem těchto svarů, jako míst žádaného zlomu, mohou být přitom zohledněny různé požadavky, a to jak týkající se odolnosti během procesu vrtání, tak Í pro oddělení, respektive uvolnění žádaného místa zlomu po dokončení vrtání.

Pro řádné zavedení obalové trubky během procesu vrtání se dále navrhuje, aby obalová trubka byla na konci, přivráceném k vrtací korunce, upevněna na úderové patce vrtací korunky, jak to odpovídá jednomu dalšímu výhodnému příkladu provedení zařízení podle vynálezu. Vedle takovéhoto zavádění obalové trubky tahovým namáháním upevněním obalové trubky na vrtací korunce, respektive na úderové patce, může být dále realizováno provedení, podle kterého konec obalové trubky, vyčnívající z vrtané díry, vykonává rázové namáhání, přičemž toto je možné zejména pro obalovou trubku, která má větší pevnost.

Pro dosažení příslušného ukotvujícího účinku obalové trubky, rozšiřitelné po dokončení vrtání, se podle dalšího výhodného příkladu provedení navrhuje, aby obalová trubka byla vytvořena z materiálu, nacházejícího se pod předpětím, zejména kovu.

Pro vytvoření kotvy, respektive pro zvýšení ukotvujícího účinku při částečně uvolněných vrstvách horniny se navíc podle vynálezu výhodně navrhuje, aby byla po dohotovení vrtané díry na obalové trubce na konci, vyčnívajícím ze zeminy nebo horniny, upevnitelná kotevní deska.

Pro řádné odvádění vytěžené horniny se podle dalšího výhodného příkladu provedení navrhuje, aby obalová trubka měla v oblasti konce, napojujícího se na vrtací korunku, průchozí otvor pro zavádění vytěžené zeminy nebo horniny do vnitřku obalové trubky, takže vytěžený materiál může být z vrtu vynášen ve volném prostoru, zejména prstencovém prostoru, definovaným mezi vrt50 ným soutyčím a obalovou trubkou.

-4CZ 301100 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže popsán a objasněn na příkladech jeho provedení podle připojených výkresů, které znázorňují na obr. 1 schematický boční pohled, částečně v řezu, na první příklad provedení zařízení podle vynálezu pro provádění způsobu podle vynálezu, na obr. 2 schematický řez 1111 z obr. 1 ve zvětšeném pohledu, na obr. 3 modifikovaný příklad provedení zařízení podle vynálezu pro provádění způsobu podle vynálezu, obdobný znázornění na obr. 1, na obr. 4 další modifikovaný příklad provedení zařízení podle vynálezu pro provádění způsobu podle vynálezu, io opět obdobný znázornění na obr. 1, na obr. 5 různé stupně během provádění způsobu podle vynálezu za použití zařízení podle vynálezu, přičemž obr. 5a znázorňuje postup zhotovování vrtané díry způsobem podle vynálezu, obdobný znázornění na obr. 1, obr. 5b odstraňování vrtného soutyěí po dokončení vrtané díry, obr. 5c zavádění rozšiřitelného prvku do vnitřku obalové trubky po dokončení vrtané díry a odstranění vrtného soutyčí, obr. 5d proces rozšiřování rozšiři15 telného prvku, a na obr. 6 schematický boční pohled na další modifikovaný příklad provedení zařízení podle vynálezu pro provádění způsobu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn vrtací nástroj, například vrtací korunka 1, která je za vložení spojovacího dílu 2, jakož i schematicky naznačené úderové patky 3, spojena s vrtným soutyčím 5, probíhajícím uvnitř obalové trubky 4. Vrtací korunka 1 je ovládána přes vrtné soutyčí 5 pomocí zde blíže neznázoměného nárazového nebo otočně nárazového vrtacího zařízení, uspořádaného mimo zpracovávanou zeminu, respektive horninu s povrchem 6. Na obr. 1 je též schematicky znázorněn vnitřní obrys vrtané díry 7, vytvořené vrtacím nástrojem nebo vrtací korunkou I.

Jak je zřejmé z obr. 1, má obalová trubka 4 v podstatě v podélném směru probíhající podélnou štěrbinu 8, jak je to také zřetelně patrné ze znázornění na obr. 2. Ze znázornění na obr. 2 je dále zřejmé, že objímka je zhotovena z předepnutého materiálu, zejména kovu, přičemž tento materiál má ve svém plnými čarami znázorněném uvolněném stavu mimo vrtanou díru větší vnější obvod než ve stavu ve vrtané díře, znázorněném přerušovanými tenkými čarami, přičemž je patrná štěrbina 8'. Obalová trubka 4 se tedy zavádí do vrtané díry s předpětím, takže je zajištěno, že obalová trubka 4 alespoň částečně přilehne k vnitřní stěně vrtané díry 7, aby se tak umožnilo alespoň provizorní zajištění již během procesu vrtání.

Z obr. 2 je dále patrné, že vrtné soutyěí 5 je opatřeno středovým průchozím kanálem 9, přes který se do oblasti vrtací korunky 1 zavádí výplachové fluidum, takže vytěžený materiál se alespoň částečně vynáší v oblasti vnějšího obvodu obalové trubky 4 mezi obalovou trubkou 4 a vnitřní stěnou 7 vrtané díry, přičemž se dá přiváděním výplachového fluida dosáhnout na hraniční ploše mezi vnějším obvodem obalové trubky 4 a vnitřní stěnou vrtané díry 2 mazacího, respektive kluzného efektu. Tímto mazacím, respektive kluzným efektem, se během procesu vrtání adekvátně sníží třecí odpor mezi vnějším obvodem obalové trubky 4 a vnitřní stěnou vrtané díry 7, zatímco po dohotovení vrtané díry 7 a tedy po přerušení přívodu výplachového prostředku do oblasti vrtací korunky 1 se vytvrzením dosáhne spojení s třecím stykem mezí obalovou trubkou 4 a vnitřní stěnou vrtané díry 7.

U příkladu provedení, znázorněného na obr. 1, probíhá zavádění obalové trubky 4, která má v oblasti 4', napojující se na vrtací korunku i, kónicky se zužující vnější tvar, pomocí tahového namáhání, které se na obalovou trubku 4 zavádí přes úderovou patku 3.

Na obr. 1 je dále znázorněna přechodka 10, která umožňuje upevnění zde blíže neznázoměného hnacího zařízení pro nárazové nebo otočně nárazové vrtání.

-5CZ 301100 B6

U modifikovaného příkladu provedení, znázorněného na obr. 3, se doplňkově k tahovému namáhání, zaváděnému úderovou patkou 3, podrobuje obalová trubka 4 v oblasti kotevní hlavy 6 přes přechodku JO rázovému namáhání, takže obalová trubka 4 se do vnitřku vrtané díry 7 zavádí jak za tahového, tak i rázového namáhání.

Obalová trubka 4 má opět podélnou štěrbinu 8 a v dílčích oblastech svého vnějšího obvodu je vytvořena osazená, respektive se zmenšeným průřezem, přičemž tyto osazené dílčí oblasti JJ. jsou rovněž znázorněny na obr. 3. Dá se tedy zejména během procesu vrtání dosáhnout pouze částečného přilehnutí obalové trubky 4, přičemž to je například obzvláště příznivé pro dosažení io řádného vrtacího postupu při očekávaném vysokém třecím odporu mezi vnějším obvodem obalové trubky 4 a vnitřní stěnou vrtané díry 7.

U dalšího modifikovaného příkladu provedení podle obr. 4 je zřejmé, že obalová trubka 4 se zavádí do vnitřku vrtané díry 7 přechodkou JO pouze pomocí rázového namáhání na kotevní hla15 vu 6, zatímco u tohoto příkladu provedení nedochází k žádnému tahovému unášení spojením obalové trubky 4 s vrtací korunkou J.

Takovéto zavádění obalové trubky 4 pomocí rázového namáhání je obzvláště možné u adekvátně masivnější obalové trubky, respektive obalové trubky 4, která má vyšší pevnost.

U jednotlivých způsobových kroků, znázorněných na obr. 5, je na obr. 5a ukázáno vytváření, respektive zhotovování vrtané díry 7, přičemž se například obdobně jako u příkladu provedení podle obr. 4 zavádí obalová trubka 4 rázovým namáháním na kotevní hlavu 6, zatímco se mezi obalovou trubkou 4 a vrtací korunkou J neuvažuje žádné spojení.

Na obr. 5 je vždy v oblasti konce, vyčnívajícího ze zeminy nebo horniny 12, naznačena kotevní deska 13.

Po dohotovení vrtané díry 7 se vrtné soutyčí 5, tak jak je to znázorněno na obr. 5b, ve směru 30 šipky J_4 z vrtané díry 7 vytáhne, zatímco vrtací korunka 1 ve vrtané díře zůstane.

Po odstranění vrtného soutyčí 5 se do vnitřku obalové trubky 4 zavede ve směru šipky 16 rozšiřitelný prvek 15. Rozšiřitelný prvek J_5 sestává z objímky 17, která je vytvořena jako kónicky se zužující, a má alespoň částečně podélnou štěrbinu 18, přičemž je do vnitřku objímky 17 zavedi35 telný kónický prvek 19.

Po zavedení, respektive zasunutí rozšiřitelného dvoudílného prvku 15, do vnitřku obalové trubky

4, například do oblasti zarážek, respektive výstupků 20 pro nastavení polohy rozšiřitelného prvku, se na kónický prvek 19 přes přechodku 10 vykonává rázové namáhání, takže u dvoudílné40 ho rozšiřitelného prvku 15 se na požadované pozici uvnitř obalové trubky 4 nastaví jeho poloha a pak se fixuje na vnitřní stěně obalové trubky 4.

Tento zavedený rozšiřitelný prvek J5 zajišťuje, aby nenastalo zmenšení průřezu obalové trubky

4, například tlakovým namáháním vlivem obklopujícího materiálu, respektive pří vykonávání 45 tahového namáhání ve směru vytahovacího, respektive uvolňovacího pohybu ukotvení, takže požadovaný účinek ukotvení se spolehlivě zachová. Při tahovém namáhání na kotvu, tvořenou obalovou trubkou 4, se pro případ, že není rozšiřitelný prvek J5 uspořádán, umožní zmenšení průřezu podélnou štěrbinou 8 obalové trubky 4, přičemž by se při takovémto zmenšení průřezu účinek ukotvení zhoršil.

Místo použití výstupků 20 pro nastavení polohy může být rozšiřitelný prvek J_5 přiložen také bezprostředně k vrtací korunce 1, setrvávající ve vrtané díře 7, tak jak je to naznačeno na obr. 5d.

Navíc může být realizováno takové uspořádání, že se zavede do vnitřku obalové trubky 4 množina roztažitelných prvků 15, aby se na různých místech dosáhlo příslušné podpory účinku ukotve-6CZ 301100 B6 ní obalové trubky 4. Takovéto vícenásobné rozšiřitelné prvky 15 mohou být uspořádány pomocí příslušného tvaru zejména kónické objímky 11 a přizpůsobení příslušným výstupkům 20 pro nastavení polohy.

Alternativně nebo doplňkově k zavádění rozšiřitelných prvků 15 může být realizováno opatření, že se po dohotovení vrtané díry 2 a respektive po odstranění vrtného soutyčí 5 vyplní vnitřek obalové trubky 4 vytvrzující hmotou.

Na obr. 6 je u dalšího modifikovaného příkladu provedení znázorněn vrtací nástroj, respektive ío vrtací korunka L, který (která) je za vložení spojovacího dílu 2, jakož i schematicky naznačené úderové patky 3, spojen(a) s vrtným soutyčím 5, probíhajícím uvnitř obalové trubky 4, přičemž vrtací korunka 1 je ovládána vrtným soutyčím 5 pomocí zde blíže neznázoměného nárazového nebo otočně nárazového zařízení, uspořádaného mimo zpracovávanou zeminu, respektive horninu s povrchem 6. Na obr. 6 je dále znázorněn vnitřní obrys vrtané díry 7, vytvořené vrtacím nástrojem, respektive vrtací korunkou 1.

Jak je z obr. 6 zřejmé, je obalová trubka 4 opět opatřena podélnou štěrbinou 8, probíhající v podstatě v podélném směru, přičemž je podél podélného rozměru podélné štěrbiny 8 uspořádáno alespoň jedno místo 29 žádaného zlomu, přičemž toto místo 29 žádaného zlomu je například tvořeno svarem. Obalová trubka 4 je přitom pomocí vloženého prvku upevněna na úderové patce

3, respektive je během procesu vrtání úderovou patkou 3 unášena sebou, takže se obalová trubka

4, vytvořená s podélnou štěrbinou 8, zavádí do vrtané díry 7 bezprostředně během procesu vrtání.

Pro odvádění materiálu, vytěženého vrtací korunkou 1, je v přední oblasti obalové trubky 4 uspo25 řádán průchozí otvor 31, přičemž průchozí otvor 31 se vytvoří za vytvoření zvětšeného světlého průchozího průřezu podélné štěrbiny 8. Skrz tento průchozí otvor 31 se dostává materiál, vytěžený vrtacím nástrojem L do volného, respektive prstencového prostoru, definovaného mezi obalovou trubkou 4 a vrtným soutyčím 5, a na konci, odvráceném od vrtací korunky 1, se vynáší. Jestliže je to žádoucí, může být například symetricky vůči průchozímu otvoru 31 uspořádán v obalové trubce 4 na radiálně protilehlé dílčí oblasti obvodu druhý průchozí otvor.

Po dokončení vrtání dojde uvolněním, respektive rozdělením svaru, definujícího místo 29 žádaného zlomu, k rozšíření obalové trubky 4, nacházející se pod předpětím, přičemž je dosažitelný požadovaný účinek ukotvení.

Po dokončení vrtání se obalová trubka 4 a alespoň úderová patka 3, jakož i na ní uložené části vrtací korunky, respektive prstencová vrtací korunka při uspořádání s centrální vrtací korunkou a radiálně ji obklopující prstencovou vrtací korunkou, stáhne nepatrně proti směru 26 vrtání, respektive směru ražení zpět, načež se po tomto stažení uvede opět ve směru 26 vrtání úderová patka 3 přes vrtné soutyčí 5 ještě jednou v činnost, čímž se místo 26 žádaného zlomu uvolní.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob vrtání, zejména nárazového nebo otočně nárazového vrtání, děr (7) v zemině nebo hornině, a upevnění ukotvení v díře (7), přičemž se vrtací korunkou (1), uloženou na vrtném soutyčí (5), vytváří vrtaná díra (7) a současně se zavádí obalová trubka (4), obklopující s odstu50 pem vrtné soutyčí (5), vyznačující se tím, že obalová trubka (4), vytvořená s podélnou štěrbinou (8), se během vrtání zavádí tak, že alespoň částečně přiléhá k vrtané díře (7).

-7CZ 301100 B6
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že po dokončení vrtané díry (7) a odstranění vrtného soutyčí (5) se do vnitřku obalové trubky (4) zavede a v ní rozšíří rozšiřitelný prvek (15).

5
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že rozšiřitelný prvek (15) se rozšíří rázovým namáháním.
4. Způsob podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že obalová trubka (4) se do vrtané díry (7) zavede tahovým namáháním přes spojení s vrtací korunkou (1) a/nebo rázovým ío namáháním.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že po dokončení vrtání díry (7) se oddělí alespoň jedno spojení, definované místem (29) žádaného zlomu, které je uspořádáno podél podélné štěrbiny (8) obalové trubky (4).
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvolnění, respektive oddělení místa (29) žádaného zlomu se provede tak, že se alespoň úderová patka (3) a na ní uložená obalová trubka (4) stáhne zpět a poté se úderová patka (3) uvede v činnost.

20
7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že po dokončení vrtání díry (7) se vnitřek obalové trubky (4) vyplní vytvrzující hmotou.
8. Zařízení pro vrtání, zejména nárazové nebo otočně nárazové vrtání, děr (7) v zemině nebo hornině, a pro zhotovení ukotvení, zahrnující vrtací korunku (1), uloženou na vrtném soutyčí (5)

25 pro vytváření vrtané díry (7), a dále zahrnující obalovou trubku (4), obklopující s odstupem vrtné soutyčí (5) a napojující se na vrtací korunku (1), vyznačující se tím, že obalová trubka (4) má v podstatě v podélném směru obalové trubky (4) probíhající podélnou štěrbinu (8).
9* Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že má rozšiřitelný prvek (15) pro

30 zavedení do vnitřku obalové trubky (4) po dokončení vrtané díry (7) a odstranění vrtného soutyčí (5), a pro jeho rozšíření a přilehnutí k vnitřní stěně obalové trubky (4),
10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že rozšiřitelný prvek (15) je tvořen objímkou (17), která je rozšiřitelná zavedením zejména kónického prvku (19) rázovým namáhá35 ním.
11. Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že obalová trubka (4) je na své vnitřní stěně opatřena vyvýšeninami nebo výstupky (20) pro nastavení polohy rozšiřitelného nrvku Π S4 r' * — \ ’
12. Zařízení podle některého z nároků 8 až 11, vyznačující se tím, že podél podélné štěrbiny (8) obalové trubky (4) je uspořádáno alespoň jedno místo (29) žádaného zlomu.
13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že alespoň jedno místo (29) žáda45 ného zlomu je pro přemostění podélné štěrbiny (8) vytvořeno na podélné štěrbině (8) obalové trubky (4) svarem.
14. Zařízení podle některého z nároků 8ažl3, vyznačující se tím, že obalová trubka (4) je na konci, přivráceném k vrtací korunce (1), upevněna na úderové patce (3) vrtací korun50 ky(l).
15. Zařízení podle některého z nároků 8ažl4, vyznačující se tím, že obalová trubka (4) je vytvořena z předepjatého materiálu, zejména kovu.

. a _

Cl 301100 B6
16. Zařízení podle některého z nároků 8 až 15, vyznačující se tím, že na konci obalové trubky (4), vyčnívajícím po dokončení vrtané díry (7) ze zeminy nebo horniny, je uspořádána kotevní deska (13).
17. Zařízení podle některého z nároků 8ažl6, vyznačující se tím, že obalová trubka (4) má v oblasti konce, napojujícího se na vrtací korunku (1), alespoňjeden průchozí otvor pro zavádění vytěžené zeminy nebo horniny do vnitřku obalové trubky (4),