DD286010A5

DD286010A5 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING DEEP EARTH SEALS AND SEALS IN LOCKER MOUNTAINS

Info

Publication number: DD286010A5
Application number: DD33106689A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Lang; Martina Kloss; Reinhard Schuster
Original assignee: Welzow Braunkohle Schachtbau
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1989-07-24
Publication date: 1991-01-10

Abstract

Die Erfindung kann vorteilhaft beim Auffahren von Erdschlitzen angewendet werden, die als Dichtungswaende im Bergbau, in der Wasserwirtschaft und fuer den Umweltschutz zum Einsatz kommen. Verfahrensmaeszig erfolgt das Herstellen des Erdschlitzes mittels der erfindungsgemaeszen Vorrichtung abschnittsweise aus kontinuierlich angeordneten Fuehrungsbohrungen heraus. Dabei wird das anstehende Erdreich durch eine hydraulisch aktivierte Werkzeugeinheit verdraengt. Der aufgefahrene Erdschlitz wird staendig mit einem Stuetzfluid gefuellt gehalten. Fig. 1{Erdschlitz; Dichtungswand, aushubfrei; Bergbau; Umweltschutz, abschnittsweise; Fuehrungsbohrungen; aktivierte Werkzeugeinheit; Verdraengung; Stuetzfluid; Lockergestein}The invention can be used advantageously when driving on earth slots, which are used as sealing walls in mining, water management and environmental protection. In terms of process, the earth slot is produced by means of the device according to the invention in sections from continuously arranged guide bores. The pending soil is displaced by a hydraulically activated tool unit. The raised earth slot is kept constantly filled with a support fluid. Fig. 1 {Erdschlitz; Sealing wall, excavation free; Mining; Environmental protection, sections; Fuehrungsbohrungen; activated tool unit; Displacement; Stuetzfluid; Loose rock}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auffahren tiefer, jedoch schmaler Erdschlitze im Lockergestein, wie sie als Dichtungswände zur Abriegelung von Grundwasserhorizonten oder auch Mülldeponien zur Anwendung kommen. Ihr Haupteinsatzgebiet ist die Wasserabriegelung bei Tagebauaufschlüssen und bei Gründungen im Bauwesen.The invention relates to a method and apparatus for driving deep, but narrow earth slots in loose rock, as they come as sealing walls for the closure of groundwater horizons or landfills for use. Its main field of application is the sealing of water in opencast mines and foundations in construction.

Characteristic of the known technical solutions

Beim Auffahren von tiefen Erdschlitzen sind konventionelle Verfahren bekannt, bei denen der gelöste Erdstoff nach dem Air-Iift-Prinzip übertage gefördert wird. Der Abbau selbst erfolgt beispielsweise mittels Greifer, Schürkübei, Fräsen oder Schrämketten. Solche Verfahren und Vorrichtungen werden in DD-PS 163917, DD-PS 97244 oder DD-PS 152956 beschrieben. Nach der DE-AS 2 518997 wurden seilgeführte Greifer zum Patent angemeldet, welche zum Ausheben von tiefen Gräben und Schlitzen verwendet werden können. Dieses Verfahren ist beim gegenwärtigen Stand der Technik das Verfahren, welches universell im Lockergestein eingesetzt werden kann. Der entscheidende Nachteil der Greifertechnik besteht in der geringen Arbeitsleistung, insbesondere bei großen Teufen. Auch bestehen bei dieser Technologie kaum Möglichkeiten, Richtungsabweichungen im lotrechten Schlitzverlauf zu korrigieren.When driving on deep earth slits conventional methods are known in which the dissolved soil is conveyed on the air-lift principle overground. Degradation itself takes place, for example, by means of grab, Schürkübei, milling or Schrämketten. Such methods and devices are described in DD-PS 163917, DD-PS 97244 or DD-PS 152956. According to DE-AS 2 518997 cable-guided grippers have been registered for a patent, which can be used for excavation of deep trenches and slots. This method, in the current state of the art, is the method that can be universally used in loose rock. The crucial disadvantage of the gripper technology is the low workload, especially for large depths. Also, there are hardly any possibilities with this technology to correct directional deviations in the vertical slot progression.

Bekannt ist nach US-PS 3645101 das Auffahren von Erdschlitzen mit Hilfe von Vibratoren. Eine Baueinheit in der Länge der gesamten Teufe wird mit Meißeln bestückt. Diese Baueinheit wird in vorher gebohrte Führungsbohrungen gesetzt, durch einen Vibrator in Bewegung gebracht und gleichzeitig an das anstehende Lockergestein gepreßt. Das gelöste Haufwerk wird abgepumpt oder hochgepreßt. Dieses Verfahren ist jedoch nur für geringe Teufen verwendbar. Bekannt entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist aus verschiedenen Veröffentlichungen die Herstellung von sehr schmalen Dichtungswänden nach dem aushubfreien Verdrängungsprinzip. Bei den bisher angewendeten Ausführungsverfahren werden Trägerrammprofile von einer oberirdischen Antriebseinheit aus in das Erdreich getrieben. Nach erfolgter Bodenverdrängung werden diese wieder gezogen und parallel dazu wird der entstandene Erdschlitz mit einer gewählten Suspension gefüllt. Die bekannten Arbeitsverfahren bzw. -vorrichtungen sind jedoch nur für begrenzte Teufenbereiche einsetzbar.It is known from US-PS 3645101 the driving of earth slots with the help of vibrators. An assembly in the length of the entire Teufe is equipped with chisels. This assembly is placed in previously drilled guide holes, brought by a vibrator in motion and pressed simultaneously to the upcoming loose rock. The dissolved debris is pumped out or pressed up. However, this method is usable only for small Teufen. Known according to the preamble of the claim is the production of very narrow sealing walls according to the aushubfreien displacement principle from various publications. In the previously used execution method carrier ridge profiles are driven by an above-ground drive unit into the ground. After soil displacement, these are pulled back and parallel to the resulting Erdschlitz is filled with a selected suspension. However, the known working methods or devices can only be used for limited depth ranges.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Anbaugerät zu entwickeln, mit denen gegenüber herkömmlicher Maschinentechnik eine wesentliche Energie- und Materialeinsparung möglich ist. Des weiteren sollen damit die Einsatzmöglichkeiten des Auffahrens von Dichtungswänden in verschiedenen Bereichen des Umweltschutzes und der Wasserwirtschaft erweitert werden.The aim of the invention is to develop a method and an attachment with which over conventional machine technology, a significant energy and material savings is possible. Furthermore, it should be expanded so that the possible applications of the launch of sealing walls in various areas of environmental protection and water management.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, Gräben und tiefe Erdschlitze aufzufahren, ohne daß gelöstes Lockergestein übertage gefördert werden muß. Des weiteren soll die verfahrensspezifische Vorrichtung keine rotierenden Teile, Gestänge und Ketten aufweisen.The object of the invention is to open trenches and deep earth slots without loosened loose rock must be promoted overground. Furthermore, the process-specific device should have no rotating parts, linkages and chains.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem eine entsprechend der zu durchteufenden Gebirgsfestigkeit unterschiedlich lange Verbindungstraverse von einer in vorher gebohrten Führungsbohrungen geführten Antriebseinheit mittels Hydraulikhammer nach dem Verdrängungsprinzip durch das Eigengewicht der gesamten Baueinheit in das zwischen den Führungsbohrungen anstehende Erdreich gedrückt wird.According to the invention the object is achieved by a correspondingly to be durchteufenden rock strength different length connecting beam is pressed by a guided in previously drilled guide holes drive unit by hydraulic hammer according to the displacement principle by the weight of the entire unit in the pending between the guide holes soil.

Bei Gebirgsformationen im Lockergestein mit sehr hoher Gebirgsfestigkeit oder bei eingelagerten Steinen wird durch hydraulisches Verspannen der im Bohrloch beweglichen Führungskörper gegen die Bohrlochwand ein Widerlager geschaffen.In mountain formations in loose rock with very high rock strength or stones embedded in an abutment is created by hydraulic bracing the downhole moving guide body against the borehole wall.

Durch das Ausfahren der gesamten Verbindungstraverse mit beidseitigen Keilmeißelschneiden mittels Hydraulikzylinder in das Erdreich kann der Fortschritt auch gegen einen sehr hohen Widerstand gesichert werden. Die Verbindungstraverse besitzt in beiden Bewegungsrichtungen eine Schneide und kann zum Freiziehen der kompletten Baueinheit auch nach oben gedrückt und aktiviert werden.By extending the entire connecting beam with double-sided wedge cutting by means of hydraulic cylinders in the soil of the progress can be secured against a very high resistance. The connecting beam has a cutting edge in both directions of movement and can also be pushed up and activated to free the complete unit.

Die Führungskörper mit dem Hydraulikhammer oder Impulsgeber und der Verbindungstraverse, als beidseitige Verdrängerschneide ausgeführt, bilden eine Baueinheit.The guide body with the hydraulic hammer or pulse generator and the connecting beam, designed as a two-sided displacement cutter, form a structural unit.

Diese Baueinheit wird mit dem voreilenden Teil der Führungskörper in die vorbereiteten Führungsbohrungen mittels Tragseil und Umlenkrollen eingesetzt, bis die Verdrängerschneide auf dem anstehenden Lockergestein aufsitzt.This unit is used with the leading part of the guide body in the prepared guide holes by means of carrying cable and pulleys until the displacement blade rests on the upcoming loose rock.

Durch Inbetriebnahme der Kraftquelle wird mittels der Hydraulikhämmer die gesamte Verbindungstraverse in Schwingungen versetzt, Unter Berücksichtigung der Zwangsführung in den Führungsbohrungen schlägt jetzt die Verdrängerschneide auf das ansteigende Lockergestein mit der durch den Hydraulikhammer vorgegebenen Frequenz in Verbindung mit der Masse der gesamten Baueinheit und dringt in das Gebirge ein, indem das verdrängte Erdreich seitlich an den Keilmeißelflächen abfließt und verdichtet wird.By commissioning the power source, the entire connecting beam is set into vibration by means of the hydraulic hammers. Taking into account the forced guidance in the guide bores, the displacer blade now strikes the rising loose rock with the frequency prescribed by the hydraulic hammer in conjunction with the mass of the entire unit and penetrates into the mountain in that the displaced soil flows off the side of the wedge chisel surfaces and is compacted.

Wenn der Vortrieb der Keilmeißelschneide durch erhöhte Gebirgswiderstände oder eingelagerte Steine zu niedrig wird, kann die gesamte Baueinheit durch den Führungskörper im Bohrloch hydraulisch verspannt werden und die Verdrängerschneide wird mittels Hydraulikzylinder in das anstehende Gebirge bzw. in die Einbindeschicht verpreßt.If the advance of the wedge cutting edge is too low due to increased mountain resistance or embedded stones, the entire assembly can be hydraulically braced by the guide body in the borehole and the positive displacement is pressed by hydraulic cylinders in the upcoming mountains or in the bonding layer.

Der Arbeitsvorgang wiederholt sich nach Erreichen der Endteufe nun kontinuierlich in derselben Reihenfolge.The process is repeated after reaching the final depth now continuously in the same order.

Ausführungsbeispielembodiment

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben. Es zeigtHereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to a drawing. It shows

Fig. 1: Gesamtansicht des Trägergerätes mit unterirdischer Schnittdarstellung Fig. 2: Seitenansicht des gesamten Führungskörpers Fig. 3: System der aufgefahrenen Dichtungswand.Fig. 1: Overall view of the carrier device with subterranean sectional view Fig. 2: Side view of the entire guide body Fig. 3: System of the raised seal wall.

In Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt.In Fig. 1 and 2, the device according to the invention is shown schematically.

Der Einsatz dieser Vorrichtung setzt die vorbereitende Anwendung einer Bohranlage zur Herstellung von Führungsbohrungen in bestimmten Abständen in der Schlitzachse bis zur projektierten Endteufe der Dichtungswand voraus. Dabei wird durch einen Vorgraben in Schlitzachse das Stützfluid zur Herstellung der erforderlichen Bohrungen und zum nachfolgenden Auffahren der Dichtungswand zugeführt. In diese Führungsbohrungen 2 wird durch das fahrbare Trägergerät 1 die komplette Verdrängereinheit, bestehend aus den Führungskörpern 3 und der Verbindungstraverse mit den Verdrängerschneiden 7 mit Hilfe des Hubwerkes bis auf Anschnittstellung der Verdrängerschneide niedergelassen. In dieser Anschnittstellung sichert der in die Führungsbohrungen 2 hereinragende Teil der Führungskörper 3 die vertikale Führung der kompletten Verdrängereinheit. Durch das Vorhandensein vertikaler Führungsbohrungen ist kein Abweichen der Verdrängereinheit aus der vorgegebenen Schnittlinie möglich und die Anschlußbedingungen der Einschubschnitte garantiert.The use of this device requires the preparatory application of a drilling rig for the production of guide holes at certain intervals in the slot axis to the projected Endteufe the sealing wall. In this case, the support fluid for producing the required holes and for subsequent ascension of the sealing wall is fed by a pre-ditch in the slot axis. In this guide holes 2, the complete displacer unit, consisting of the guide bodies 3 and the connecting beam with the displacement blades 7 by means of the lifting mechanism down to gate position of the displacer established by the mobile carrier device 1. In this initial position, the part of the guide body 3 protruding into the guide bores 2 secures the vertical guidance of the complete displacer unit. Due to the presence of vertical guide bores, no deviation of the displacer unit from the predetermined cutting line is possible and the connection conditions of the insert cuts are guaranteed.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung bilden die Führungskörper 3 mit je einem Hydraulikhammer 8 oder einem anderen Impulsgeber und der Verbindungstraverse 7, mit einer beidseitigen Verdrängerschneide ausgeführt, eine Baueinheit. Die gesamte Baueinheit hängt über ein Tragseil an einem Trägergerät 1 und wird über eine am Trägergerät befestigte Kabelwickelvorrichtung 15 mittels Elektrokabel mit der erforderlichen Antriebsenergie in der gewünschten Teufe der aufzufahrenden Dichtungswand versorgt. Die Führungsbohrungen 2 müssen im Durchmesser so groß gewählt werden, daß die kompletten Führungskörper 3 mit dem Antriebsaggregat in die vorgebohrten Führungsbohrungen 2 bis auf die Endteufe gleiten. Die Führungskörper 3 sind durch die Verbindungstraverse mit Verdrängerschneiden 7 beweglich miteinander verbunden. Dabei enthält der aus einem Stahlrohr bestehende Führungskörper 3 die BaugruppenAccording to the embodiment of the invention shown in Fig. 1, the guide body 3, each with a hydraulic hammer 8 or another pulser and the connecting beam 7, executed with a positive displacement on both sides, form a structural unit. The entire assembly hangs on a support cable to a carrier device 1 and is supplied via a carrier device attached to the cable winding device 15 by means of electric cables with the required drive power in the desired depth of the aufzufahrenden gasket wall. The guide holes 2 must be chosen so large in diameter that the complete guide body 3 slide with the drive unit in the pre-drilled guide holes 2 to the final depth. The guide body 3 are connected by the connecting beam with displacement blades 7 movable together. The existing of a steel pipe guide body 3 contains the modules

- Hydraulikhammer 8- Hydraulic Hammer 8

- Vorschubzylinder der Verbindungstraverse 7- Feed cylinder of the connecting beam 7th

- Verspannzylinder 5 mit Hydraulikantrieb.- Clamping cylinder 5 with hydraulic drive.

Durch Inbetriebnahme der Kraftquelle wird durch den Hydraulikhammer 8 oder Vibrator die Verbindungstraverse 7 mit den nach unten und oben angeordneten Verdrängerschneiden in Schwingungen versetzt. Unter Berücksichtigung der Zwangsführung durch die Führungsbohrungen schlägt jetzt die Verdrängerschneide auf das zwischen den Führungsbohrungen 2 anstehende Lockergebirge mit der durch den Hydraulikhammer 8 oder Vibrator vorgegebenen Frequenz in Verbindung mit der Masse der gesamten Baueinheit und dringt in das anstehende Lockergebirge ein, wobei der sich bildende Span an der keilförmigenBy putting the power source into operation, the connecting beam 7 is vibrated by the hydraulic hammer 8 or vibrator with the displacer blades arranged up and down. Taking into account the positive guidance through the guide holes now proposes the displacer on the upcoming between the guide holes 2 luffing mountains with the specified by the hydraulic hammer 8 or vibrator frequency in conjunction with the mass of the entire unit and penetrates into the upcoming luff mountains, the forming Span at the wedge-shaped

Schneide abfließt. .Cutting edge drains off. ,

Beim Festsitzen der gesamten Baueinheit kann der Schlagimpuls umgekehrt und nach oben gerichtet werden zum Lösen der Baueinheit.When the entire unit is stuck together, the impact pulse can be reversed and directed upward to release the assembly.

Wenn beim Auffahren von Schlitzabschnitten in festen und harten Lockergesteinsschichten kein Vortrieb mehr erreicht wird, können die Führungskörper 3im Bohrloch mit den Verspannplatten 12 hydraulisch fest verspannt werden. Nach demIf driving is no longer achieved when driving through slot sections in solid and hard loose rock layers, the guide bodies 3 can be clamped hydraulically firmly in the borehole with the bracing plates 12. After this

Verspannen kann die Verbindungstraverse 7 mit der aktivierten Verdrängerschneide hydraulisch in das anstehende Gebirge gedrückt werden. Nach Erreichen der Verpreßlänge werden alle Verspannplatten 12 gelöst und die Verbindungstraverse 7 mit Verdrängerschneide wird in der Hubaussparung 13 mittels hydraulischem Vorschubzylinder 4 in die AusgangsstellungDistort the connecting beam 7 can be pressed hydraulically with the activated positive displacement in the upcoming mountains. After reaching the Verpreßlänge all bracing plates 12 are released and the connecting beam 7 with displacement blade is in the Hubaussparung 13 by means of hydraulic feed cylinder 4 in the starting position

gefahren.hazards.

Dieser Vorgang wird periodisch solange wiederholt, bis der Vortrieb mittels Eigenmassebelastung wieder möglich wird.This process is repeated periodically until the propulsion is possible by means of net load again.

Claims

1. A method for producing deep earth slots and sealing walls in the luff mountains on the positive displacement from vertical guide holes, characterized in that a tool unit with a variable cutting length L (9) by means of a movable Übertageteils (1) in the guide holes (2) is set and from this Forced operation out the upcoming luffing mountains is displaced by means of activated displacement cutting of the tool unit between the guide holes (2) to slit end depth, wherein the supporting fluid on all sides immediately fills the excavated cavities.

2. A method for producing deep earth slots and sealing walls in the luff mountains according to claim 1, characterized in that when encountering stone obstacles or very strong cohesive mountain layers, the guide body (3) in the guide holes (2) by clamping plates (12) are hydraulically clamped, wherein the activated connecting beam with displacement blades (7) in the upcoming mountains by means of hydraulic cylinders pressed or pulled in the case of the tight fit of the complete unit.

3. A method for producing deep Erdschlitze and sealing walls in the luffing mountains according to claim 1, characterized in that the guide holes (2) in the finished sealing wall with Bohrgutaustrag obtained in the flow preparation of the guide holes (2), in direct offset over rigid pipes or after intermediate storage by insertion of light chargers, transferable overflow funnels are introduced into the support fluid filled guide holes (2) and each full guide hole (2) is completed with a prefabricated concrete cover plate.

4. An apparatus for producing deep earth slots and sealing walls in the luffing mountains, characterized in that a connecting beam with both sides Verdrängerschneiden (7) with double-sided guide units consisting of guide bodies (3), hydraulic hammer (8) or vibrator, feed cylinder (4) and Verspannzylinder (5 ), connected is.

5. An apparatus for producing deep earth slots and sealing walls in the luff mountains according to claim 4, characterized in that by a stepped centering in the lower region of the guide body (3) the further propulsion of the complete unit from the prepared guide holes (2) is made possible.