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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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Dieses
technische Problem wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
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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 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
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 Tonmineralgranulat 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 Tonmineralgranulat 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 Tonmineralgranulat
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.
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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..