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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfestigung bzw. Stabilisierung
und/oder Abdichtung lockerer geologischer Formationen im Zuge von
geotechnischen Baumaßnahmen, insbesondere zur Herstellung
einer Tunnel- und/oder Schlitzwand, vorzugsweise zum Einsatz im
flüssigkeitsgestützten machinellen Tunnelvortrieb
und bei Schlitzwandverfahren, wonach ein im Wesentlichen aus einer
Tonmineralsuspension und einem Porenfüllstoff bestehendes Stützmedium
einem Arbeitsbereich oder einem jeweiligen Schlitz zugeführt
wird.
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Solche
Verfahren sind aus der Praxis bekannt und werden beispielsweise
beim maschinellen flüssigkeitsgestützten Tunnelvortrieb
eingesetzt, und zwar sowohl für Vertikal- als auch Horizontalbohrungen.
Darüber hinaus kommen solche Verfahren beim Einbringen
von Schlitzwänden zum Einsatz, wie sie beispielsweise bei
der Herstellung von Dichtwandmassen genutzt werden. Verwiesen wird
in diesem Zusammenhang auf die
DE 198 43 092 C2 , welche sich mit einer Dichtwandmasse
beschäftigt, die herstellbar ist, in dem ein bestimmter
Bentonit in mikroporösem Zustand verbracht und gemahlen
wird und dann in einem Einstufenverfahren mit Zement gemischt oder
in einen Zweistufenverfahren mit Wasser vordispergiert und erst
dann der genannte Zement oder ein Portlandzement eingerührt
wird.
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Darüber
hinaus kennt man durch die
EP
0 696 558 A2 eine Feinstzement-Bindemittelmischung, welche
zur Herstellung einer Zementsuspension zum Füllen und/oder
Verpressen von beispielsweise Porenräumen in Lockergesteinen
genutzt wird. – Ein gattungsgemäßes Verfahren
beschreibt die
WO 87/05925
A1 . Hier kommt ein Kunststoffmaterial als Porenfüllstoff
zum Einsatz.
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Ähnliches
beschreibt die Dissertation von Dr. Anja Heinz "Modifizierte
Bentonit Suspensionen für geotechnische Bauverfahren in
Böden hoher Durchlässigkeit" vorgelegt beim Institut
für Geotechnik an der ETH Zürich im Jahr 2006.
Denn an dieser Stelle werden wiederum verschiedene Porenfüllstoffe
untersucht und angesprochen, so beispielsweise Sand, Vermiculite,
Glimmer, Sägemehl oder Zement. Auch Papier erfährt
eine Behandlung und Würdigung als Porenfüllstoff.
Daneben werden reine Bentonitsuspensionen experimentell erfasst.
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Der
Stand der Technik kann nicht rundweg befriedigen. So kommt es bei
Anwendung der beschriebenen geotechnischen Baumaßnahmen,
das heißt insbesondere beim flüssigkeitsgestützten
maschinellen Tunnelvortrieb, in der Schlitzwandtechnik sowie gegebenenfalls
der Bohrtechnik in lockeren geologischen Formationen bzw. grobkörnigen
Böden dazu, dass infolge deren hoher Wasserdurchlässigkeit
die Tonmineralsuspension hohen Verlusten unterliegt. Das ist wirtschaftlich
kaum tragbar, weil beispielsweise beim Tunnelvortrieb ständig
Tonmineralsuspension zugeführt werden muss. Im Übrigen
führt das Einbringen der Tonmineralsuspension in den Böden
dazu, dass die Stützwirkung gegebenenfalls nicht mehr ausreicht,
so dass sich Sicherheitsprobleme ergeben.
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Um
ein Eindringen der Suspension zu minimieren, sind deren rheologische
Eigenschaften von großer Relevanz, also einfach ausgedrückt
ihr Fließverhalten. Dabei hängt die Eindringtiefe
der Tonmineralsuspension im Wesentlichen vom Porenraum, der Porengröße
der geologischen Formation und von der Fließgrenze der
Tonmineralsuspension ab. Ist die entsprechende Formation sehr stark
durchlässig, verfügt sie entweder über
große Poren oder eine hohe Anzahl von Poren oder es kommt
beides zusammen.
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Bei
kleinen Poren kann das Eindringen durch die Fließgrenze
der Suspension begrenzt werden, bei großen Poren ist dies
technisch nicht mehr möglich. Denn dazu müsste
die Suspension pastös sein, lässt sich folglich
dann nicht mehr abpumpen, wiederaufbereiten und im Kreislauf führen,
wie dies im Allgemeinen bei Tunnelvortriebsmaschinen verfolgt wird
(vgl.
DE 198 59 821
A1 ). Aus diesem Grund hat man im Stand der Technik mit
verschiedenen Porenfüllstoffen gearbeitet, wobei in der
Praxis Porenfüllstoffe wie Sand, Vermiculite, Sägespäne
oder auch Papierschnitzel der Tonmineralsuspension zugesetzt werden.
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Hier
ergibt sich jedoch das Problem, dass die Porenfüllstoffe
bei der Wiederaufbereitung des Stützmediums, also der Mischung
aus der Tonmineralsuspension und dem Porenfüllstoff, zusammen
mit etwaigen Bodenbestandteilen ausgeschleust werden müssen.
Das kann durch beispielsweise Sieben und/oder Filtern geschehen.
Bei dieser Regenerierung ist der Porenfüllstoff verloren
und muss zusammen mit den Bodenbestandteilen bzw. dem Bodenaushub
abtransportiert und entsorgt werden.
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Das
führt nicht nur zu erhöhten Kosten beim Abtransport
und der Entsorgung, sondern erfordert auch einen ständigen
Nachschub des sich verbrauchenden Porenfüllstoffes. Ganz
abgesehen davon, können Regenerierungsanlagen durch beispielsweise
Sägespäne oder Papierschnitzel verstopft werden,
sind also gegebenenfalls in ihrer Funktion beeinträchtigt.
Gerade bei Tunnelvortrieben mit großen Durchmessern kann
der letztgenannte Aspekt zu erheblichen Problemen führen,
da die Leistung einer zugehörigen Regenerierungsanlage
die Vortriebsleistung begrenzt. – Hier will die Erfindung
insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges
Verfahren so weiter zu entwickeln, dass die Funktionssicherheit
erhöht, die Regenerierung des Stützmediums erleichtert
ist und insgesamt die Kosten verringert sind.
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Zur
Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt
die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren
zur Verfestigung bzw. Stabilisierung und/oder Abdichtung lockerer
geologischer Formationen im Zuge von geotechnischen Baumaßnahmen vor,
dass der Tonmineralsuspension ein quellfähiges lösliches
Tonmineralgranulat als Porenfüllstoff hinzugefügt
wird.
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Die
Erfindung greift also auf einen speziellen Porenfüllstoff
zurück, nämlich ein quellfähiges Tonmineralgranulat,
welches zudem in der zugehörigen Suspensionsflüssigkeit
löslich ist. Das heißt, in der Suspensionsflüssigkeit
befinden sich nicht nur die die Suspension bildenden sehr feinen
festen Tonmineralteilchen, sondern zudem das Tonmineralgranulat. Sämtliche
drei vorerwähnten Bestandteile (Suspensionsflüssigkeit,
feines Tonmineralpulver bzw. feine feste Tonmineralteilchen und
Tonmineralgranulat) bilden insgesamt das Stützmedium, welches
dem Arbeitsbereich zugeführt wird. Bei diesem Arbeitsbereich
handelt es sich in der Regel und nicht einschränkend um
die so genannte Ortsbrust beim flüssigkeitsgestützten
maschinellen Tunnelvortrieb.
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Da
das Tonmineralgranulat in der Suspensionsflüssigkeit löslich
ist, müssen Maßnahmen getroffen werden, dass das
Tonmineralgranulat im Arbeitsbereich dennoch seiner primären
Aufgabe nachkommt, nämlich in der zu verfestigenden bzw.
stabilisierenden lockeren geologischen Formation Poren zu verstopfen.
Dies erreicht die Erfindung vorzugsweise dadurch, dass das Tonmineralgranulat
der Tonmineralsuspension zu einem vorgegebenen (kurzen) Zeitpunkt
vor Erreichen des Arbeitsbereiches beigemengt wird. Dabei ist der
fragliche Zeitpunkt so bemessen, dass das Tonmineralgranulat von
der Suspensionsflüssigkeit nicht oder nahezu nicht angelöst
worden ist. Als Folge hiervon steht das Tonmineralgranulat mit der
zum Zeitpunkt der Beimengung zu der Tonmineralsuspension vorgegebenen
Körnung im Arbeitsbereich zur Verfügung.
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Tatsächlich
empfiehlt die Erfindung an dieser Stelle eine Körnung des
Tonmineralgranulates mit Korngrößen bzw. Durchmessern
von mehr als einem halben Millimeter bis zu ca. 20 Millimeter. Üblicherweise
wird ein Korngrößenbereich zwischen 1 Millimeter
und 16 Millimetern abgedeckt, je nachdem wie die zu verfestigende
bzw. abzudichtende lockere geologische Formation gestaltet ist bzw.
in Abhängigkeit von der beobachteten oder gemessenen Porengröße
im Arbeitsbereich.
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Die
Porengröße der betreffenden geologischen Formation
ist entweder bekannt oder kann vor dem Einbringen des Stützmediums
ermittelt werden. Je nach Porengröße der zu verfestigenden
bzw. abzudichtenden lockeren geologischen Formation wird dann das
Tonmineralgranulat hinsichtlich seiner Körnung ausgewählt.
Dabei wird die Korngröße des Tonmineralgranulates üblicherweise
so eingestellt, dass wenigstens 70%, meistens mehr als 80% und vorzugsweise
mindestens 90% der Poren der lockeren geologischen Formation von
dem Tonmineralgranulat bzw. dessen Körnern verstopft werden.
Zugleich kommt es darauf an, die Korngröße des
Tonmineralgranulates nicht zu groß zu wählen,
um die Wiederaufbereitung nicht zu behindern. Hier haben sich 20 Millimeter
Durchmesser als Obergrenze für die Korngröße
bewährt.
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Tatsächlich
wird das Stützmedium nämlich vorzugsweise wiederaufbereitet,
indem etwaige Bodenbestandteile und/oder einzelne Körner
des Tonmineralgranulates ausgeschleust werden, die sich im Zuge
der Verarbeitung des Stützmediums nicht oder nicht vollständig
aufgelöst haben. Zugleich sieht die Wiederaufbereitung
vor, dass dem Stützmedium je nach Bedarf Suspensionsflüssigkeit
und/oder das Tonmineralgranulat und/oder das Tonmineral als Tonmineralpulver
hinzugefügt werden. Die Erfindung geht also davon aus,
dass sich das Tonmineralgranulat vorteilhaft während seiner
Verarbeitung im Arbeitsbereich und/oder beim Rücktransport
ganz oder teilweise in der Tonmineralsuspension auflöst,
folglich zu keinen Problemen bei der Wiederaufbereitung bzw. in
einer Regenerationsanlage führt. Das heißt, etwaige
dort vorhandene Siebe können nicht verstopfen, überlaufen
und es kommt auch nicht zu Schaumbildung.
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Im Übrigen
lässt sich die Korngröße dadurch variieren,
dass der Zeitpunkt der Beimengung des Tonmineralgranulates zur Tonmineralsuspension
verändert wird. Liegt dieser Zeitpunkt weit vor dem Erreichen
des Arbeitsbereiches, so ist damit zu rechnen, dass die ursprüngliche
Korngröße durch beispeilsweise Aufquellen oder
Auflösen verändert (verringert) wurde. Erfolgt
das Beimengen dagegen kurz vor dem Erreichen des Arbeitsbereiches,
wird praktisch keine Änderung der Korngröße
beobachtet. Je nach der Löslichkeit des Tonmineralgranualtes
in der Suspensionsflüssigkeit kann der Zeitpunkt der Beimengung
des Tonmineralgranulates zur Tonmineralsuspension zu geändert
werden, dass während des Transports zum Arbeitsbereich
die Korngröße eine vorhersagbare Durchmesserverringerung
erfährt.
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Es
ist möglich, dass das Tonmineraigranulat nach seiner Verarbeitung
und dem Rücktransport für die Wiederaufbereitung
des Stützmediums eine Korngröße aufweist,
welche im Bereich der feinen Tonmineralteilchen der Tonmineralsuspension
liegt. Dadurch kann beispielsweise ein flüssigkeitsgestützter
Tunnelvortrieb mit einer üblichen Menge an frischer Tonmineralsuspension
starten und lässt sich lediglich durch Zugabe von Tonmineraigranulat
und Suspensionsflüssigkeit aufrechterhalten. Das heißt, die
Zugabe des Tonmineralgranulates und der Suspensionsflüssigkeit
gleicht entstehende Verluste aus, wobei zugleich die rheologisch
notwendigen Eigenschaften aufrechterhalten bleiben.
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Hierzu
trägt vorteilhaft bei, dass sowohl die Tonmineralsuspension
als auch das Tonmineraigranulat aus einem jeweils übereinstimmenden
Tonmineral hergestellt werden können. Dadurch lassen sich
die rheologischen Eigenschaften einerseits der Tonmineralsuspension
und andererseits der Mischung aus der Suspensionsflüssigkeit
und dem Tonmineralgranulat aneinander anpassen. Sofern übereinstimmende
Tonmineralien eingesetzt werden, sind die rheologischen Eigenschaften
praktisch identisch. – Dabei schließt die Erfindung
natürlich nicht aus, dass dem Stützmedium zur
Optimierung seiner Stabilität und der rheologischen Eigenschaften
weitere mineralische oder organische Zusätze beigemengt werden.
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Immer
wird im Rahmen der Erfindung ein Stützmedium zur Verfügung
gestellt, welches bevorzugt zur Herstellung einer Tunnel- und/oder
Schlitzwand bzw. im Zuge eines maschinellen Tunnelvortriebs oder
in der Schlitzwandtechnik eingesetzt wird und im Arbeitsbereich
oder Schlitz die dort vorhandenen Poren in der geologischen Formation
bzw. in einem Boden zuverlässig verstopft. Dazu wird zunächst
die Porengröße des Bodens ermittelt und in Abhängigkeit
hiervon die Korngröße des Tonmineralgranulates
ausgewählt und der Tonmineralsuspension beigemengt. Außerdem
lässt sich der Zeitpunkt der Beimengung des Tonmineralgranulates
zu der Tonmineralsuspension vorgeben, sofern dieser Zeitpunkt verändert
werden kann.
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Nicht
benötigtes und im gelösten Boden befindliches
Granulat wird zusammen mit der Tonmineralsuspension und etwaigen
Bodenbestandteilen bzw. einem Bodenaushub zur Regenerierung vom Arbeitsbereich
wegtransportiert. Dabei löst sich das Tonmineralgranulat
durch die mechanische Beanspruchung im Arbeitsbereich und während
des Transports vollständig oder nahezu vollständig
auf und wird bei der anschließenden Regenerierung der Mischung
aus dem Stützmedium und den Bodenbestandteilen bzw. dem
Bodenaushub nicht aus dem Stützmedium heraussepariert.
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Weil
das in der Suspensionsflüssigkeit gelöste Tonmineralgranulat
in etwa die gleichen rheologischen Eigenschaften wie die Tonmineralsuspension aufweist,
sorgt das in der Suspensionsflüssigkeit gelöste
Tonmineralgranulat dafür, dass die bereits gebrauchte und
wiederaufbereitete Tonmineralsuspension in ihrer Stabilität
und reologischen Qualität unterstützt wird. Damit
das Stützmedium durch eine etwaige Anreicherung mit dem
Tonmineralgranulat nicht zu stark verdickt und in seiner Fließfähigkeit
beeinträchtigt wird, kann dem wieder aufbereiteten Stützmedium
je nach seiner Viskosität zusätzlich Suspensionsflüssigkeit
zur Verdünnung hinzugeführt werden und in seiner
Fließfähigkeit beeinträchtigt, kann dem
wieder baufbereiteten Stützmedium je nach seiner Viskosität
zusätzlich Suspensionsflüssigkeit zur Verdünnung
hinzugefügt werden. Bei dieser Suspensionsflüssigkeit
handelt es sich in der Regel um Wasser.
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Je
nach der Zugabemenge des Tonmineralgranulates zu der Tonmineralsuspension
unter Bildung des Stützmediums kann die Zudosierung von frischer
Tonmineralsuspension teilweise oder ganz entfallen. Etwaige und
im Stand der Technik auftretende Probleme beim Regenerieren des
Stützmediums in Verbindung mit den Bodenbestandteilen bzw. dem
Bodenaushub treten nicht auf. Hierin sind die wesentlichen Vorteile
zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
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1 eine
Tunnelvortriebsmaschine schematisch und
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2 den
Tunnelvortrieb im Bereich seiner Ortsbrust.
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In
der 1 ist eine Tunnelvortriebsmaschine in ihrem grundsätzlichen
Aufbau dargestellt, mit deren Hilfe zunächst ein Schlitz 1 entsprechend
der 2 entlang des geplanten Tunnelumfanges erzeugt
wird. Zu diesem Zweck verfügt die Tunnelvortriebsmaschine über
eine Schlitzgrabvorrichtung 2, welche den vorerwähnten
Schlitz 1 erzeugt und eine Stützschicht 3 herstellt.
Im Ausfüh rungsbeispiel ist die Schlitzgrabvorrichtung 2 mehrgliedrig
ausgebildet, um sich verschiedenen Radien anpassen zu können.
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In
der 1 erkennt man frontseitig ein Werkzeug 4 für
den Materialabtrag, bei dem es sich um ein oder mehrere Schneidräder
handeln kann. Diese Schneidräder drehen sich um eine Achse
A und lösen das vor ihnen liegende Gestein bzw. den Boden
aus dem Verbund heraus.
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Über
eine Zufuhrleitung 5 wird ein Stützmedium zugeführt,
um im in der 2 dargestellten Arbeitsbereich 6 bzw.
der Ortsbrust 6 die Stützschicht 3 zu
erzeugen. Bei dem Stützmedium handelt es sich erfindungsgemäß um
eine Mischung aus einer Tonmineralsuspension und einem Porenfüllstoff,
bei dem ein quellfähiges lösliches Tonmineralgranulat
zum Einsatz kommt. Das Stützmedium wird über mehrere Öffnungen
am Werkzeug 4 bzw. den zugehörigen Schneidrädern
direkt in bzw. an die Ortsbrust 6 gepumpt.
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Die
Zufuhrleitung 5 mündet in eine Kammer 7,
in welcher sich das Stützmedium mit herausgelöstem
Material, vorliegend lockerem Boden oder Gestein, vermengt. Über
eine Abführleitung 8 wird nun dieses Gemenge aus
dem Stützmedium und etwaigen Bodenbestandteilen abgeführt
und einer lediglich angedeuteten Regenerierungsanlage 9 zugeführt.
An die Kammer 7 ist noch eine Entfernungseinrichtung 10 angeschlossen,
mit deren Hilfe das vom Werkzeug 4 abgetragene Material
aus dem Bereich des Werkzeuges 4 entfernt werden kann.
Die Entfernungseinrichtung 10 stellt insgesamt jedoch nur
eine Option dar.
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Im
hinteren Teil der Kammer 7 kann eine Luftkammer vorgesehen
sein. Dabei bildet sich in der Kammer 7 eine Luftblase,
welche auf einen bestimmten Überdruck gehalten wird. Dieser Überdruck pflanzt
sich über das in der Kammer 7 befindliche Stützmedium
auf die zu bearbeitende geologische Formation fort.
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Mit
Hilfe der Regenerationsanlage 9 wird das Gemenge aus dem
Stützmedium und den Bodenbestandteilen in der Weise wiederaufbereitet,
dass die Bodenbestandteile in der Regel herausgesiebt werden und
das verbleibende Stützmedium erneut über die Zufuhrleitung 5 in
die Kammer 7 befördert wird.
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Vorteilhaft
verfügt das Stützmedium als Porenfüllstoff über
ein quellfähiges und lösliches Tonmineralgranulat,
welches eine Korngröße von mehr als 0,5 Millimetern
aufweist. Damit das Gemenge aus den Bodenbestandteilen und dem Stützmedium
unverändert fließfähig bleibt und nach
wie vor der Regenerationsanlage 9 zugeführt werden
kann, wird die Korngröße des Tonmineralgranulates
in der Regel auf 20 Millimeter begrenzt. Das Tonmineralgranulat wird
in der Zufuhrleitung 5 kurz vor der Kammer 7 zu einem
Zeitpunkt T zudosiert und von der hierin geführten Tonmineralsuspension
in die Kammer 7 mitgenommen.
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Dabei
ist der Zeitpunkt T dieser Beimengung bzw. Zudosierung des Tonmineralgranulates
zu der Tonmineralsuspension festgelegt bzw. vorgegeben und korrespondiert
zu einer Zeitdauer, bis das fragliche Stützmedium den Arbeitsbereich
bzw. die Ortsbrust 6 erreicht hat. Diese Zeitdauer bzw.
der Zeitpunkt T der Beimengung des Tonmineralgranulates ist so bemessen,
dass das Tonmineralgranulat in der Suspensionsflüssigkeit
nicht oder nahezu nicht angelöst worden ist. Grundsätzlich
lässt sich der Zeitpunkt T auch variieren. Dann können
die einzelnen Körner des Tonmineralgranulates gezielt angelöst
werden, um ein bestimmtes gewünschtes Korngrößenspektrum
zur Verfügung zu stellen und/oder einen Teil der Tonmineralsuspension
durch das angelöste Tonmineralgranulat zu ersetzen bzw.
der Tonmineralsuspension hinzuzufügen, um bestimmte rheologische Eigenschaften
zu erreichen.
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Sofern
das Tonmineralgranulat in der Suspensionsflüssigkeit nicht
oder nahezu nicht angelöst worden ist, wird sichergestellt,
dass das Tonmineralgranulat beim Erreichen des Arbeitsbereiches
bzw. der Ortsbrust 6 praktisch die gleiche Körnung
aufweist, wie zum Zeitpunkt T der Beimengung zu der Tonmineralsuspension
in der Zufuhrleitung 5. Die Körnung des Tonmineralgranulates
wird in Abhängigkeit von der Porengröße
der zu verfestigenden bzw. abzudichtenden lockeren geologischen
Formation vorgegeben. Beispielsweise mag die Auslegung so getroffen
sein, dass die Körner des Tonmineralgranulates größer
als 90% der Poren der fraglichen geologischen Formation ausgebildet
sind. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der weitaus größte
Teil der fraglichen Poren durch die Tonmineralgranulate in dem Stützmedium
verstopft werden. Selbstverständlich lässt sich
auch eine Obergrenze von 80% oder sogar 70% der Porengröße
denken und wird von der Erfindung umfasst.
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Zugleich
muss die letztlich von der Regenerationsanlage 9 vorgegebene
maximal zu verarbeitende Korngröße Berücksichtigung
finden. Denn sofern einzelne oder mehrere der Tonmineralgranulatkörner
im Arbeitsbereich 6 bzw. während ihres Rücktransportes
durch die Abführleitung 8 zur Regenerationsanlage 9 nicht
oder nicht vollständig aufgelöst sind, soll dennoch
sichergestellt werden, dass etwaige Siebe oder Filter in der Regenerationsanlage 9 nicht
verstopft werden. Das wird meistens erreicht, wenn die Korngröße
des Tonmineralgranulates 20 Millimeter und vorzugsweise
16 Millimeter nicht überschreitet.
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Im Übrigen
wird die Rheologie des Stützmediums, das heißt,
sein Fließverhalten, besonders vorteilhaft für
den Fall beeinflusst, dass die Tonmineralsuspension und das Tonmineralgranulat
auf ein jeweils übereinstimmendes Tonmineral zurückgreifen bzw.
aus einem übereinstimmenden Tonmineral oder einer jeweils übereinstimmenden
Tonmineralmischung hergestellt worden sind. Als Tonmineral empfiehlt
die Erfindung den Rückgriff auf ein Dreischichtmineral
oder die Mischung aus mehreren Dreischichtmineralen mit jeweils
innerkristalliner Quellfähigkeit. Insbesondere kommen Smektite
und hier vorzugsweise Bentonite zum Einsatz. Diese verfügen über
die gewünschte Quellfähigkeit, um die lockere geologische
Formation zu verfestigen und/oder abzudichten und sind zugleich
in der Suspensionsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, löslich.
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Bei
den besonders vorteilhaft eingesetzten Bentoniten für die
Tonmineralsuspension und/oder den Porenfüllstoff handelt
es sich bevorzugt um einen sodaaktivierten Calciumbentonit. Denn
ein solcher Bentonit bildet aufgrund seiner agregierten Struktur
schon bei geringen Konzentrationen in Suspensionen eine hohe Fließgrenze
aus. Gleichzeitig ist seine Viskosität geringer und das
Tiksotropieverhalten günstiger als bei natürlichem
Natriumbentonit. Folglich eignet sich der beschriebene sodaaktivierte Calciumbentonit
für den beschriebenen Einsatzzweck besonders.
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In
jedem Fall bildet sich ein dichter Filterkuchen rasch aus und verhindert
das weitere Eindringen der Suspension. Insofern wirkt sich auch
die bei sodaaktiviertem Calciumbentonit beobachtete hohe Fließgrenze
positiv aus, weil sie das Eindringen der Suspension in die zu verfestigende
bzw. zu stabilisierende geologische Formation begrenzt, nach dem sich
der Filterkuchen gebildet hat.
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Schließlich
sei betont, dass sich der Zeitpunkt T der Beimengung des Tonmineralgranulates zur
Tonmineralsuspension variieren lässt. Das erreicht die
Erfindung beispielsweise dadurch, dass in der Zufuhrleitung 5 verschiedene Öffnungen
zum Einbringen des Tonmineralgranulates in Längserstreckung
vorgesehen werden. Auch die Zugabe an Suspensionsflüssigkeit
bzw. Wasser lässt sich verändern, um das Tonmineralgranulat
an- oder aufzulösen. Mit Hilfe von in den Leitungen 5, 8 und/oder
der Kammer 7 und/oder in der Regenerationsanlage 9 vorhandenen
Sensoren lassen sich die verschiedenen Parameter wie Korngröße
des Tonmineralgranulates, Fließfähigkeit der Tonmineralsuspension,
Gehalt an Suspensionsflüssigkeit etc. erfassen und einer
Steuereinheit zur Verarbeitung zuführen. Die Steuereinheit
regelt dann die Zufuhr an Ton mineralgranulat, dessen Korngröße,
den Zeitpunkt T der Beimengung, die Zugabe an Suspensionsflüssigkeit usw..
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19843092
C2 [0002]
- - EP 0696558 A2 [0003]
- - WO 87/05925 A1 [0003]
- - DE 19859821 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Dr. Anja Heinz
"Modifizierte Bentonit Suspensionen für geotechnische Bauverfahren
in Böden hoher Durchlässigkeit" vorgelegt beim
Institut für Geotechnik an der ETH Zürich im Jahr
2006 [0004]