DD289073A5 - Vorrichtung zum unterirdischen rohrvortrieb zur aufgrabungsfreien verlegung von versorgungsleitungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum unterirdischen Rohrvortrieb nach dem Spuelverfahren. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen in das zu verlegende Rohr einsteckbaren Spuelkopf zu entwickeln, der bei Rohrnennweiten ueber 80 mm ein definiertes Ausspuelen gewaehrleistet. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe geloest durch einen aus mehreren Segmenten mit abwechselnd zylindrischen und konischen Abschnitten aufgebauten Hohlkoerpern, dessen konische Abschnitte jeweils einen Duesenkranz aufweisen. Die Duesenbohrungen jedes Kranzes sind zueinander versetzt angeordnet.{Hohlraum; Erdreich; Ausspuelen; Rohrverlegung, unterirdisch; Spuelkopf; Segment; Hohlkoerper; konischer Abschnitt; zylindrischer Abschnitt; Duesen; Spuelwasseraustritt; Vortriebsrohr, starr}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum unterirdischen Rohrvortriob nach dem Spülverfahren. Sie kann zum aufgrabungsfreien Verlegen von Rohrleitungen mit Nennweiten über 80mm eingesetzt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Das Herstellen unterirdischer Hohlräume durch Spülen ist bekannt. Mit einem Hochdruckwaseerstrahl wird über einen Spülkopf bei gleichzeitigem Vortrieb ein Hohlraum in den Baugrund gespült. Im Bereich des Spülkopfes wird der Erdstoff durch das unter Druck austretende Wasser gelöst und bildet ein disperses System, das durch don Spülkopf verpreßt wird.

Die entstandene Suspension aus Erdstoff und Wasser umhüllt Spülkopf und Vortriebsrohr und reduziert Spitzenwiderstand und Mantelreibung beim Vortrieb. In DD134883 A1 wird eino solche Technologie einschließlich einer geeigneten Vorrichtung beschrieben.

Der Spülkopf besitzt ein konisches Vorderteil mit einer Zentraldüse an der Spitze sowie einen Düsenkranz an der Mantelfläche.

An das Vorderteil schließt sich ein zylindrisches Führungsstück an. Mit Hilfe eines aus Segme iten gebildeten Gestänges, das gleichzeitig zur Zuführung des Druckwassers dient, wird der Spülkopf durch das Erdreich gepreßt.

Nach Frreichen der Zielgrube wird der Spülkopf vom Gestänge abgeschraubt und durch die zu verlegende Versorgungsleitung ersetzt. Durch Zurückziehen des Gestänges wird dann die Versorgungsleitung eingezogen.

Dieser Lösung haften eine Reihe von Nachteilen an. Die vorgeschlagene Gestaltung des Spülkopfes läßt nur die Herstellung von Hohlräumen mit einem Durchmesser von maximal 80mm zu. Infolge ungenügender und unkontrollierter Ausspülung werden bei größeren Nennweiten Spitzenwiderstand und Mantelreibung so hoch, daß der Vortrieb nach kurzer Zeit zum Stillstand kommt. Untersuchungen haben gezeigt, daß dieser Mangel auch durch Variation des Wasserdruckes oder der Wassermenge nicht überwunden werden kann.

Der in der genannten Patentschrift favorisierte manuelle Vortrieb hat den Nachteil einer hohen Zielungenauigkeit und ermöglicht nur die Verlegung von flexiblen bzw. elastischen Versorgungsleitungen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung oiner Vorrichtung zum aufgrabungsfreien Verlegen von starren Rohren mit Nennweiten über 80mm, wobei das Medium- oder Schutzrohr als Vortriebsrohr dient und direkt in das Erdreich eingebaut werden kann.

Darlegung des Westens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spülkopf bereitzustellen, der auch bei Rohrnennweiten über 80mm ein definiertes Ausspülen des Erdreiches gewährleistet

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst:

Der Spülkopf ist ein aus mehreren Segmenten aufgebauter rotationssymmetrischer Hohlkörper mit abwechselnd zylindrischen und konischen Abschnitten mit in Arbeitsrichtung abnehmendem Durchmesser, wobei die Mantelfläche jedes konischen Abschnittes einen Kranz in gleichem Abstand voneinander angeordneter Düsen aufweist. Jeder Düsenkranz umfaßt vorzugsweise vier Düsen, dia von Segment zu Segment versetzt angeordnet sind. Der Neigungswinkel der konischen Abschnitte beträgt 30° bis 60°.

Der Spülkopf besteht aus mehreren Segmenten, deren Anzahl vom einzubauenden Rohrquerschnitt und in Abhängigkeit der Erdstoffqualität bestimmt wird. Die Segmente sind miteinander verschraubt oder verschweißt. Der Außendurchmesser des Spülkopfes ist stete über dem des Vortriebsrohres zu wählen, damit sich die Wände des gespülten Hohlraumes glätten und zwischen Vortriebsrohr und Erdreich ein Spalt entsteht, in dem allseitig die Ausbildung einer Suspension erfolgt und ein Teil des Spülwassers abgeführt wird. Dadurch wird verhindert, daß festes, gewachsenes Erdreich mit dem Vortriebsrohr unmittelbar in Berührung kommt. Diese Tatsache ermöglicht es, das Vortriebsrohr gleich als Medium- oder Schutzrohr nach Beendigung des Vortriebes im Erdreich zu belassen, da korrosionsverhindernde Überzüge am Rohr nicht beschädigt werden. Durch entsprechende Werkstoffauswahl und Dimensionierung kann der Spülkopf leicht gehalten werden, um Zielabweichungen in der Vertikalen zu verhindern. Als Werkstoff sind Stahl, Stahlguß oder Aluminium geeignet.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Für das aufgrabungsfreie Verlegen von Versorgungsleitungen aus Stahl nach dem Spülverfahren werden eine Start- und eine Zielgrube benötigt. In die Startgrube, die sich an den geschachteten Rohrgraben anschließt, wird ein in Leichtbauweise

montierbarer Richtungs- und Transportrahmen mit einer Höhe von 1200mm, einer Breite von 950mm und einer einstellbaren

Länge von 1500mm bis 2500mm gestellt, ausgerichtet und verankert. Der Richtungs- und Transportrahmen ist ausgerüstet mit

festen und beweglichen Tragrollen für die Lagerung des Vortriebsrohres mit einer Länge von mindestens 6m bis maximal 12 m,mit einem Getriebemotor mit einer Leistung von 0,75 kW für den Vortrieb und Führungs- sowie Umlenkrollen für die

Kraftübertragung mittels Stahlseilen auf das Vortriebsrohr. Nachdem das Vortriebsrohr, welches zugleich Medien- oder Schutzrohr ist, im Richtungs- und Transportrahmen

ordnungsgemäß gelagert und ausgerichtet und mit der Zugvorrichtung verbunden ist, wird ein Hochdruckwasserschlauchdurch das Vortriebsrohr geschoben und mit dem Spülkopf nach Figur 1 verschraubt. Danach wird der Spülkopf auf das

Vortriebsrohr bis zum Anschlag gesteckt. Das andere Ende des Hochdruckwasserschlauchos wird an einer zur Erzeugung des

erforderlichen Wasserdruckes und für die Förderung der notwendigen Wassermenge mobilen Motorpumpenanlageangeschlossen.

In Abhängigkeit des Durchmessers des Vortriebsrohres und der Boden-Gewinnungsklasse werden 40 bis 100l/min Wasser mit

einem Druck von 4,0 bis 7,0MPa benötigt.

Mit der Inbetriebnahme der Motorpumpanlage für die Wasserversorgung und des Getriebemotors für den Vortrieb beginnt der

hydrodynamische Vortrieb mit einer Vortriebsgeschwindigkeit von 0,6m/min bis 1,2 m/min.

Durch die konstruktive Gestaltung des Spülkopfes gemäß Figur 2, bestehend aus 3 Segmenten mit abwechselnd zylindrischen

und konischen Abschnitten mit einem Neigungswinkel von 45° sowie einer Zentraldüse 1 und an der Mantelfläche angeordneten

Düsen 2 wird ein definierter, technologisch vorgegebener Hohlraum bei gleichzeitigem Einbau des Vortriebsrohres in den Baugrund gespült, und es werden unkontrollierbare Ausspülungen im Erdreich wirksam verhindert. Werden beim Vortrieb einzelne Steine mit einer Korngröße bis ca.4Omm0 im Erdreich angetroffen, so werden diese durch den Spülkopf in den vom Wasser angefeuchteten Teil am Umfang der Röhre eingepreßt, wodurch bei PE-ummantelten Rohren eine Beschädigung des Korrosionschutzes vermieden wird. Werden andere Hindernisse, wie z. B. Kabel oder Rohrleitungen

angetroffen, kommt der Vortrieb durch eine einstellbare Rutschkupplung am Getriebemotor zum Stillstand, so daß diese nichtzerstört werden.

In Böden mit einem hohen Kies-, Schoner- oder Felsgeröllanteil ist das Spülverfahren nicht anwendbar. Nach Erreichen der Zielgrube ist der Vortrieb beendet, und es erfolgt der Ausbau des Spülkopfes und der Hochdruckwasserschlauchleitung sowie die Demontage des Richtungs- und Transportrahmens.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum unterirdischen Rohrvortrieb nach dem Spülverfahren, bestehend aus einem auf ein Vortriebsrohr aufgesteckten, rotationssymmetrischen Spülkopf mit an der Spitze und am Mantel angeordneten Düsen zum Austritt des Spülwassers, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülkopf ein aus mehreren Segmenten mit abwechselnd zylindrischen und konischen Abschnitten aufgebauter Hohlkörper ist, und die Mantelfläche jedes konischen Abschnittes einen Kranz in gleichem Abstand voneinander angeordneter Düsen aufweist, wobei die Düsen eines jeden Kranzes zueinander versetzt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Abschnitte einen Neigungswinkel von 45° besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Düsenkranz vier Düsen aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Düsenbohrungen die Mantelfläche senkrecht schneiden.