DE10031663B4

DE10031663B4 - Filterrohr für einen Einsatz in geschlossener Bauweise sowie dessen Verwendung zur Herstellung einer Filterstrecke mittels einer Vortriebsmaschine im Rohrvortrieb

Info

Publication number: DE10031663B4
Application number: DE10031663A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Senz
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 2000-01-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: DE10031663A1

Abstract

Filterrohr für einen Einsatz in geschlossener Bauweise, welches aus Beton und/oder Kunststoff besteht und in seinem Mantel mit Filterkörpern bestückte Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen (5) 10 bis 30 % der Mantelaußenfläche ausmachen, wobei die Filterkörper (6) mit einem Schattenabstand zumindest von der Mantelaußenfläche in der Rohrwandung eingebettet sind und wobei die durch den Schattenabstand gebildeten Leerräume mit einem bei Wasserzutritt aufweichenden und ausspülbaren Schutzschichtmaterial (7) verfüllt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterrohr für den Einsatz in geschlossener Bauweise und eine Verwendung solcher Filterrohre.
Filterrohre meint im Rahmen der Erfindung Filtereigenschaften aufweisende kreisförmig Rohre zum Ein- und Austragen von Flüssigkeiten und/oder Gasen in umgebendes Erdreich, Deponiematerial oder dergleichen. Als Beispiele seien genannt Drainagen, Versickerung von Wässern im Erdreich, Eintrag von Sauerstoff in Deponien und Gasgewinnung aus Deponien.

Aus DE 199 40 327 C1 ist ein Filterrohr für einen Einsatz in geschlossener Bauweise bekannt, dessen Mantel aus Polymerbeton besteht und das in seinem Mantel mit Filterkörpern bestückte Öffnungen aufweist. Es hat sich gezeigt, dass im Rahmen dieser bekannten Maßnahmen nur mit Filterrohren gearbeitet werden kann, deren Öffnungen einen geringen Teil der Mantelaußenfläche ausmachen. Das beeinträchtigt die Effektivität der Filterrohre. Eine Vergrößerung der Filterkörper ist hier praktisch nicht möglich, weil die Filterkörper im Zuge des Vortriebes nachteilhaft beeinträchtigt und oftmals herausgebrochen bzw. zerstört werden.

Andere aus der Praxis bekannte Filterrohre bestehen regelmäßig aus einem porösen Material und sind wenig gestaltfest. Sie werden daher üblicherweise nur in offener Bauweise oder in vertikalen Brunnen verwendet, wobei sie in zuvor mit Stahlrohren verrohrte Bohrungen eingehängt und die Stahlrohre nach Verfüllen des gebildeten Ringraumes mit Filterkörnungen gezogen werden. Alles das ist verhältnismäßig aufwendig. So sind für die Abteufung von vertikalen Brunnen für wirksame Ein- und Austräge von Flüssigkeiten und/oder Gasen oftmals enge Rasterungen und/oder große Tiefen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Filterrohre anzugeben, die eine große Filterfläche aufweisen, bei denen aber nichtsdestoweniger eine nachteilhafte Beeinträchtigung oder Zerstörung der Filterkörper im Zuge des Vortriebes verhindert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Filterrohr für einen Einsatz in geschlossener Bauweise, welches aus Beton und/oder Kunststoff besteht und in seinem Mantel mit Filterkörpern bestückte Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen 10 bis 30 % der Mantelaußenfläche ausmachen, wobei die Filterkörper mit einem Schattenabstand zumindest von der Mantelaußenfläche in der Rohrwandung eingebettet sind und wobei die durch den Schattenabstand gebildeten Leerräume mit einem bei Wasserzutritt aufweichenden und ausspülbaren Schutzschichtmaterial verfüllt sind. Das Filterrohr besteht vorzugsweise weiterhin aus Fasern, insbesondere aus Glasfasern.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass den Filterrohren für eine erheblich verbesserte Manipulierfähigkeit gleichsam ein gestaltfestes Grundgerüst gegeben werden muss, dessen Öffnungen für die Filterfunktion herangezogen werden. Auf diese Weise ist es möglich, auf die Filterrohre hohe axiale Kräfte auszuüben, ohne dass diese zerstört werden.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So machen die Öffnungen vorzugsweise 15 bis 25 % der Mantelaußenfläche aus. Günstig ist es auch, wenn die Öffnungen als zur Rohrachse senkrechte und zum Rohrinneren hin konisch zulaufende Kreisausnehmungen ausgeführt sind. Die Filterkörper bestehen vorzugsweise aus miteinander verklebten Körnungen, insbesondere Sandkörnungen, der Sieblinie 3 bis 5 mm und/oder 5 bis 8 mm. Zur Vermeidung von Beschädigungen im Zuge der Rohrmanipulation sind die Filterkörper erfindungsgemäß mit einem Schattenabstand zumindest von der Mantelaußenfläche in die Rohrwandung eingebettet. Die dadurch gebildeten Leerräume verfüllt man zum Schutz gegen Verklebung mit einem bei Wasserzutritt aufweichenden und ausspülbaren Schutzschichtmaterial, z.B. in Form eines Gels oder Tensides.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Filterrohre zur Herstellung einer Filterstrecke mit Hilfe einer für den Rückzug mit Rückzugselementen ausgebildeten Vortriebsmaschine im Rohrvortrieb, insbesondere im horizontalen Microtunneling, die mit einer Steuereinrichtung mit Kreiselkompass und einem Sensorenpaket mit Inklinometern sowie mit einer Einrichtung zum Messen der Neigung, Verrollung und Höhe ausgestattet ist und Rückzugselemente aufweist, mittels denen sie nach Erreichen der Zielkoordinaten durch die neu hergestellte Filterstrecke zurückziehbar ist. Es wird also mit Hilfe einer für einen Rückzug mit Rückzugselementen ausgebildeten Vortriebsmaschine gearbeitet, bei der auf die übliche Zielbaugrube verzichtet werden kann. Bei der Ausführungsform für das Microtunneling empfiehlt es sich, die Vortriebsmaschine zum Zwecke der Verhinderung eines Wasserzutrittes von hinten mit einer abdichtenden hinteren Schottwand auszurüsten.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert; es zeigen
1 eine Seitenansicht eines Filterrohres,
2. einen Schnitt A-A durch den Gegenstand der 1 in vergrößerter Darstellung,
3 eine Vortriebsmaschine im Längsschnitt, und
4 in einem schematischen Vertikalschnitt eine Drainage sowie
5 eine Bodenbelüftung.
Das Filterrohr 1 gemäß den 1/2 wird gemäß den bekannten Merkmalen und Normen (ATV 161) handelsüblicher Vortriebsrohre mit Spitzende 2, Führungsring 3 und Zwischenlage 4, z.B. aus Holz, am Rohrstoß hergestellt. Der Grundkörper dieser Rohre wird aus Polymerbeton oder glasfaserverstärktem Kunststoff im Schleuderverfahren oder Faserzement in geeigneten Schalungen nach bekannten Verfahren, beispielsweise in Rohrwerken, hergestellt. In diese Rohrlinge werden kreisrunde, zur Rohrachse konisch zulaufende Öffnungen 5 gefräst, gebohrt, gesägt oder durch geeignete Schalungen bewerkstelligt. In der Regel betragen diese Öffnungen 5 etwa 20 % der Rohraußenfläche. Anschließend werden in diese Öffnungen 5 vorgefertigte Filterkörper 6 von Hand eingeklebt oder in automatisierten Fertigungsprozessen eingegossen oder bereits als funktionsfähige Elemente in die Schalung integriert und gleichzeitig mit dem Gießen oder Schleudern der Rohlinge fixiert. Hierbei wird der einzelne Filterkörper 6 derart in die Rohrwandung gebettet, dass jeweils ein kleiner Schatten zur Rohraußen- und Rohrinnenfläche entsteht. Dieser kleine, nach innen zur Rohrwandung orientierte Versatz verhindert außen ein Verkleben mit beispielsweise tönigen, schluffigen Böden und im Rohrinneren ein Verhaken der Vortriebsmaschine beim Rückzug. Die Filterkörper 6 bestehen aus abgestuften, verklebten Körnungen, die speziell auf die vorhandenen in Situ angetroffenen Bodenverhältnisse abgestimmt sind. In der Regel werden Körnungen der Sieblinie 3 bis 5 mm und 5 bis 8 mm eingesetzt. Zusätzlich sind die Filter an der Außenseite, wo sie mit dem Erdreich in Berührung kommen, mit einem Gel oder einem Tensid gegen Verklebung geschützt. Die aufzutragenden Mittel 7 werden mit zunehmendem Wassereintritt bzw. Wasserangriff aufgeweicht und ausgespült. Diese Additive sind umweltverträglich, ihre Anwendung ist wasserrechtlich unbedenklich.
Für das Microtunneling wird die Vortriebsmaschine gemäß 3 eingesetzt, die eine Verspannvorrichtung 8 und Rückzugselemente 9 sowie ein Schneidrad in Form eines Gelenkschneidkopfes 10 aufweist, das, in Segmenten 11 gegliedert, gelenkig angeordnet ist. Während des Rohrvortriebs der Filterrohre 1 ist diese Vortriebsmaschine fest in einem Aufdoppelmantel 12 in Form einer kreisrunden Stahlschweißkonstruktion kraftschlüssig verspannt. Nach dem Erreichen der Zielkoordinaten des Vortriebes der Filterstrecke wird die Verspannvorrichtung 8 gelöst und die Vortriebsmaschine mit einem Antrieb durch die neu hergestellte Filterstrecke mit Hilfe des Rückzugselementes zurückgezogen, wobei die Verspannvorrichtung 8 eingefahren ist und die Segmente 11 des Gelenkschneidkopfes 10 in eine Position geklappt sind, die den Rückzug in die Rohrleitung ermöglichen. Mit einem nordsuchenden Kreiselkompass 13 und einem nicht dargestellten Sensorenpaket bestehend aus Inklinometern, die die Neigung und Verrollung sowie Höhe der Maschine (elektronische Wasserwaage) vermessen, und der wasserdichten Kapselung der Vortriebsmaschine mittels einer hinteren Schottwand 14 ist eine sichere Lagebestimmung mit ausreichenden Werten zur Steuerung der Vortriebsmaschine gegeben. Dieses Sensorenpaket und der Kreiselkompass 13 sind im druckwasserdichten Bereich der Vortriebsmaschine angeordnet, so dass mögliche Filtrationen von Wasser in die Filterrohre 1 keinen Schaden an der Vermessung und Steuerung bewirken können. Diese entscheidenden Details ermöglichen das Auffahren der neuen Filterrohre 1 unter Grundwasserzutritt sowohl bei Start-Zielgruben-Verfahren als auch als Sacklochbohrung.
4 entnimmt man eine in der beschriebenen Art und Weise hergestellte Drainage mit Startbaugrube bzw. Schacht 16 und Pumpe 17 und 5 eine Bodenbelüftung bzw. -belebung mit Schacht 16 und Luftaufbereitung 18.

Claims

Filterrohr für einen Einsatz in geschlossener Bauweise, welches aus Beton und/oder Kunststoff besteht und in seinem Mantel mit Filterkörpern bestückte Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen (5) 10 bis 30 % der Mantelaußenfläche ausmachen, wobei die Filterkörper (6) mit einem Schattenabstand zumindest von der Mantelaußenfläche in der Rohrwandung eingebettet sind und wobei die durch den Schattenabstand gebildeten Leerräume mit einem bei Wasserzutritt aufweichenden und ausspülbaren Schutzschichtmaterial (7) verfüllt sind.
Filterrohr nach Anspruch 1, wobei das Filterrohr außerdem aus Fasern besteht.
Filterrohr nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Öffnungen (5) als zur Rohrachse senkrechte und zum Rohrinneren hin konisch zulaufende Kreisausnehmungen ausgeführt sind.
Filterrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Öffnungen 15 bis 25 % der Mantelaußenfläche ausmachen.
Filterrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Filterkörper (6) aus miteinander verklebten Körnungen, insbesondere Sandkörnungen, der Sieblinie 3 bis 5 mm und/oder 5 bis 8 mm bestehen.
Filterrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Schutzschichtmaterial (7) aus einem Gel oder Tensid besteht.
Verwendung der Filterrohre nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung einer Filterstrecke mit Hilfe einer für den Rückzug mit Rückzugselementen ausgebildeten Vortriebsmaschine im Rohrvortrieb, insbesondere im horizontalen Microtunneling, die mit einer Steuereinrichtung mit Kreiselkompass und einem Sensorenpaket mit Inklinometern sowie mit einer Einrichtung zum Messen der Neigung, Verrollung und Höhe ausgestattet ist und Rückzugselemente (9) aufweist, mittels denen sie nach Erreichen der Zielkoordinaten durch die neu hergestellte Filterstrecke zurückziehbar ist.