DE102009012083A1

DE102009012083A1 - Verfahren zum grabenlosen Verlegen von einer oder mehreren Neuleitungen entlang einer bereits verlegten Altleitung

Info

Publication number: DE102009012083A1
Application number: DE102009012083A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr. Bayer
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2029-03-07
Also published as: DE102009012083B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von einer oder mehreren Neuleitungen, insbesondere Kabeln, entlang einer bereits verlegten Altleitung, insbesondere einem Kabel, wobei die Altleitung mit einem Überbohrkopf, der mittels eines Bohrgestänges schiebend vorgetrieben wird, überbohrt wird und nachfolgend die Neuleitungen mit einem an dem Bohrgestänge befestigten Einzugskopf eingezogen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von einer oder mehreren Neuleitungen, insbesondere Kabeln, entlang einer bereits verlegten Altleitung, sowie einen insbesondere für die Durchführung dieses Verfahrens verwendbaren Überbohrkopf, einen Einzugskopf sowie einen entsprechenden Bohrstrang.
Insbesondere bei den für die Übertragung von Telekommunikationsdaten verwendeten Kabeln kommt es heutzutage regelmäßig zu Engpässen bei der Datenübertragung aufgrund einer erheblich gesteigerten Nutzung des Internets. Um die Engpässe bei der Datenübertragung zu vermeiden, wird zunehmend versucht, die überlasteten Abschnitte in einem Telekommunikationsnetzwerk durch neue, leistungsfähigere Telekommunikationsleitungen zu ersetzen, die einen höheren Datendurchsatz ermöglichen. Häufig muss ein Ersetzen der in besiedelten Gebieten in der Regel unterirdisch verlaufenden Telekommunikationsleitungen mittels grabenloser Techniken erfolgen, da die Bebauung der Erdoberfläche den Aushub von Baugruben nicht zulässt.
Insbesondere für das Ersetzen von im Erdreich verlegten Kabeln wurde die Technologie des Überbohrens entwickelt. Hierbei wird ausgehend von einer Startbaugrube ein ringförmiger Bohrkopf auf ein freies Ende des auszutauschenden Kabels aufgesetzt und mittels eines Bohrgestänges entlang des zu ersetzenden Kabels vorgeschoben, wobei eine ringförmige Bohrung um das zu ersetzende Kabel erzeugt wird. Nachdem der ringförmige Überbohrkopf bis zu einer Zielbaugrube vorgetrieben wurde, kann der sich zwischen der Start- und der Zielbaugrube erstreckende, freigebohrte Abschnitt des zu ersetzenden Kabels problemlos durch die ringförmige Bohrung aus dem Erdreich herausgezogen werden. Ein solches Verfahren zum Überbohren eines Kabels ist beispielsweise in der DE 102 11 833 A1 oder der DE 101 55 154 A1 beschrieben.
In der DE 102 11 833 A1 ist zudem offenbart, dass ein Überbohrkopf die zu ersetzende Leitung vorzugsweise vollständig umfassen soll; grundsätzlich könne dieser jedoch auch die Form eines Kreisbogensegments aufweisen kann. Das Einziehen eines neuen Kabels wird bei dem Verfahren gemäß der DE 102 11 833 A1 dadurch erzielt, dass nach dem Überbohren das neue Kabel mit dem Ende des zu ersetzenden Kabels verbunden und durch das Herausziehen des alten Kabels in die Bohrung eingezogen wird.
Die DE 101 55 154 A1 offenbart dagegen, das neue Kabel nach dem Überbohren an dem Überbohrkopf zu befestigen und dieses durch ein Zurückziehen des Überbohrkopfs durch die vorab erstellte Bohrung einzuziehen.
Eine alternative Möglichkeit, die Datenübertragungsleistung in einem Abschnitt eines Kommunikationsnetzwerks zu erhöhen liegt darin, neben einem bestehenden Datenkabel ein oder mehrere zusätzliche Datenkabel zu verlegen. Sofern hierbei grabenlose Verlegetechniken zum Einsatz kommen sollen, ist vorgesehen, in einem ausreichenden (Sicherheits-)Abstand zu der Altleitung eine parallele Bohrung in das Erdreich einzubringen und die neue Leitung in diese Bohrung einzuziehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war, ein alternatives Verfahren zum grabenlosen Verlegen von einer oder mehreren Neuleitungen entlang einer bereits verlegten Altleitung anzugeben. Zudem sollte eine insbesondere für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafte Bohrausstattung angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Idee, mittels eines Überbohrkopfs zunächst eine im Erdreich verlegte Altleitung ringförmig zu überbohren und gleichzeitig oder nachträglich in diese ringförmige Bohrung eine oder mehrere Neuleitungen einzuziehen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist demnach konkret dadurch gekennzeichnet, dass die Altleitung, bei der es sich insbesondere um ein Kabel handeln kann, mit einem Überbohrkopf, der mittels eines Bohrgestänges schiebend vorgetrieben wird, überbohrt wird und nachfolgend die Neuleitung(en), bei der/denen es sich ebenfalls insbesondere um (ein) Kabel handeln kann, mit einem an dem Bohrgestänge befestigten Einzugskopf eingezogen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein einfaches und insbesondere Platz sparendes Einziehen einer Neuleitung entlang einer bereits verlegten Altleitung. Dadurch, dass der Überbohrkopf von der Altleitung geführt wird, entfällt nämlich der Steuerungsaufwand zum Erzielen des gewünschten Bohrverlaufs, der sich bei einer parallel zu der bestehenden Altleitung einzubringenden Horizontalbohrung ergeben würde. Zudem entfällt die Gefahr, bei der Erstellung der Horizontalbohrung die bereits verlegte und weiter zu verwendende Altleitung zu beschädigen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Überbohrkopf auch als Einzugskopf verwendet, wobei die Neuleitungen gleichzeitig mit dem Erstellen der Überbohrung oder nachträglich, d. h. insbesondere bei einem Zurückziehen des Überbohrkopfs durch die bereits erstellte Bohrung, eingezogen werden können. Im zweiten Fall kann der Überbohrkopf vorzugsweise an dem in Bohrrichtung vorderen Ende so ausgebildet sein, dass ein möglichst optimaler Bohrvortrieb im Erdreich erreicht werden kann. Hierzu kann dieser beispielsweise stirnseitig mit einem oder mehreren Hartmetallelementen versehen sein, die den Bohrvortrieb erheblich verbessern und zudem den stirnseitigen Verschleiß des Überbohrkopfs verringern können. An dem in Bohrrichtung rückseitigen Ende des Überbohrkopfs kann dieser entsprechend für ein möglichst widerstandsarmes Einziehen der Neuleitungen in die dem Bohrvortrieb entgegengesetzte Bewegungsrichtung ausgelegt sein.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, den Überbohrkopf über eine in einer ringförmigen Bohrkrone des Überbohrkopfs vorgesehene Längsöffnungen auf die Altleitung aufzusetzen. Hierdurch kann vermieden werden, dass die weiterhin benötigte und möglichst ohne Unterbrechung betriebene Altleitung unterbrochen werden muss.
Um eine sichere Führung des Überbohrkopfs auf der Altleitung zu gewährleisten und gegebenenfalls auch ohne eine Rotation des Überbohrkopfs eine vollständige ringförmige Bohrung erstellen zu können, kann weiterhin vorgesehen sein, die Längsöffnung des Überbohrkopfs nach dem Aufsetzen auf die Altleitung und vor dem Überbohren der Altleitung mit einem Verschlusselement zu verschließen.
Da im Erdreich verlegte Altleitungen und insbesondere Kabel häufig nicht exakt geradlinig verlaufen, kann weiterhin vorgesehen sein, als Bohrgestänge einen torsions- und schubsteifen, gleichzeitig jedoch biegeweichen Schlauch zu verwenden. Dieser weist den Vorteil auf, dass er sich an einen nicht geradlinigen Verlauf der Altleitungen anpassen kann, gleichzeitig jedoch die sichere Übertragung von Schubkräften und einem Drehmoment gewährleistet.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dem Überbohrkopf während des Überbohrens eine Bohrspülung, wie beispielsweise Bentonit und/oder eine gut gleitfähige Hochpolymere umfassende Bohrspülung, zuzuführen, die im Bereich des Überbohrkopfs in das Erdreich eingeleitet werden kann und hierdurch zum einen den Bohrvortrieb zu verbessern hilft und gleichzeitig eine Verringerung der Reibung zwischen dem Überbohrkopf sowie der Altleitung bewirken kann. Zudem kann die Bohrspülung auch beim Einziehen der Neuleitungen reibungsvermindernd wirken, wodurch der Einziehprozess vereinfacht und eine Beschädigung der Alt- sowie der Neuleitung verhindert werden kann. Zudem können die Alt- sowie die Neuleitungen hierbei in die Bohrspülung eingebettet werden. Bei einer entsprechenden Zusammensetzung der Bohrspülung kann daher eine gegebenenfalls aushärtende Schutzschicht erzeugt werden, die die Leitungen nach dem Verlegen vor einer Beschädigung, beispielsweise durch Steine oder Scherben im Erdreich schützt.
Ein Überbohrkopf zum Überbohren einer im Erdreich verlegten Altleitung, der eine ringförmige Bohrkrone aufweist, die zum Aufsetzen auf die Altleitung eine Längsöff nung aufweist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Längsöffnung über ein Verschlusselement verschließbar ist.
Das Verschlusselement kann vorzugsweise einen nach außen verschwenkbaren Verschlussbügel umfassen.
Weiterhin bevorzugt kann der erfindungsgemäße Überbohrkopf einen biegeweichen Schaft aufweisen, der ein einfaches Führen des Überbohrkopfs entlang einer nicht geradlinig verlaufenden Altleitung ermöglicht.
Ein erfindungsgemäßer Einzugskopf zum Einziehen einer oder mehrerer Neuleitungen entlang einer bereits verlegten Altleitung, insbesondere einem Kabel, weist in Bewegungsrichtung rückseitige Befestigungsmittel zur Befestigung der Neuleitung auf, und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsöffnung zum Aufsetzen des Einzugskopfs auf die Altleitung vorgesehen ist. Die Längsöffnung kann vorzugsweise über ein Verschlusselement und insbesondere einen nach außen verschwenkbaren Verschlussbügel verschließbar sein.
Ebenso wie der erfindungsgemäße Überbohrkopf kann auch der erfindungsgemäße Einzugskopf einen biegeweichen Schacht umfassen, der ein einfaches Führen des Einzugskopfs entlang einer nicht geradlinig verlaufenden Altleitung ermöglicht.
Ein erfindungsgemäßer Bohrstrang umfasst einen erfindungsgemäßen Überbohrkopf oder einen erfindungsgemäßen Einzugskopf sowie ein an dem Überbohrkopf oder dem Einzugskopf befestigtes Bohrgestänge, wobei das Bohrgestänge erfindungsgemäß zumindest einen biegeweichen Abschnitt aufweist, der eine gute Führung entlang einer nicht geradlinig verlaufenden Altleitung ermöglicht.
Vorzugsweise kann das Bohrgestänge zumindest in einem Abschnitt als torsions- und schubsteifer, jedoch biegeweicher Schlauch ausgebildet sein. Ein solcher Schlauch kann insbesondere ein Drahtgeflecht umfassen, das in eine hochelastische Kunststoffmatrix eingebettet ist. Die Art der Drahtflechtung beeinflusst hierbei insbesondere die Steifigkeit in Schub-, Dreh- und Biegerichtung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
1a bis 1c alternative Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Überbohrkopfs in einer schematischen, isometrischen Darstellung;
2 die stirnseitige Anordnung von Austrittsöffnungen für eine Bohrspülung bei einem erfindungsgemäßen Überbohrkopf;
3 die erfindungsgemäße Verwendung eines Überbohrkopfs mit einem Gestänge;
4 die Verwendung eines erfindungsgemäßen Überbohrkopfs mit einem schlauchförmigen Bohrgestänge;
5 das Einziehen einer Neuleitung im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
6 einen erfindungsgemäßen Einzugskopf in einer isometrischen Ansicht;
7 den Einzugskopf der 6 in einer Frontansicht; und
8 die Verwendung des Einzugskopfs der 6 beim Einziehen von Neuleitungen.
Die 1a bis 1c zeigen jeweils schematisch in einer isometrischen Ansicht drei verschiedene Ausführungsformen eines Überbohrkopfs 1, wie er bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommen kann. Die drei dargestellten Überbohrköpfe 1 weisen jeweils eine ringförmige Bohrkrone 2 auf, die nicht geschlossen ausgebildet ist, sondern mit einer Längsöffnung 3 versehen ist und hierdurch einen Einlass ausbildet, über den der Überbohrkopf 1 auf eine Altleitung aufgesetzt werden kann. Bei allen drei Überbohrköpfen 1 ist die als Einlass dienende Längsöffnung 3 in der Bohrkrone 2 nicht parallel zu der Längsachse der Bohrkrone ausgerichtet, wodurch ein ungewolltes Lösen von einer Altleitung auch ohne ein separates Verschlusselement verhindert werden kann (vgl. 3). Der bogenförmige oder geschwungene Verlauf der Längsöffnungen 3 ermöglicht zudem, eine vollständig ringförmige Bohrung auch ohne eine Rotation des Überbohrkopfs 1 zu erzielen. Die Bohrkronen 2 der Überbohrköpfe 1 gemäß den 1a bis 1c gehen jeweils in einen Schaft 4 über, der so ausgelegt ist, dass er für die Durchführung der Überbohrung ausreichend hohe Schub- und Zugkräfte sowie ein entsprechendes Drehmoment übertragen kann, gleichzeitig jedoch relativ biegeweich ist, wodurch die Überbohrköpfe 1 einem nicht geradlinigen Verlauf einer Altleitung folgen können, ohne zu verkanten. Zentrierringe (nicht dargestellt) innerhalb der Überbohrköpfe 1 sorgen für ein möglichst reibungsarmes Überbohren der Altleitung.
Die 2 zeigt in einer Frontansicht einen Überbohrkopf 1, in dessen Bohrkopffront Öffnungen 5 eingebracht sind, durch die eine Bohrspülung in das vor dem Überbohrkopf 1 befindliche Erdreich ausgebracht werden kann. Hierdurch kann zum einen das vor dem Bohrkopf 1 liegende Erdreich aufgeweicht und die Reibung zwischen dem Überbohrkopf 1 und einer Altleitung bzw. dem Erdreich verringert werden. Beides kann zu einer Verbesserung des Bohrvortriebs führen.
Die Zufuhr der Bohrspülung erfolgt bei dem Bohrstrang gemäß der 3 durch ein hohles Bohrgestänge 6 und hierfür vorgesehene Bohrungen (nicht dargestellt) in dem Schaft 4 sowie der Bohrkrone 2 des Überbohrkopfs 1.
Bei dem Bohrstrang der 4 erfolgt die Zufuhr der Bohrspülung über einen als Bohrgestänge dienenden Schlauch 7. Dieser ist so ausgelegt, dass er für ein Vortreiben des Überbohrkopfs 1 ausreichende Schub- und Zugkräfte sowie ein Drehmoment übertragen kann, gleichzeitig jedoch so biegeweich ist, dass eine gute Führung des Überbohrkopfs 1 entlang eines nicht geradlinigen Verlaufs der Altleitung 8 (Durchmesser: vorzugsweise 35 mm oder größer) sichergestellt ist.
Die 5 zeigt einen Überbohrkopf 1, der nach dem Fertigstellen der Überbohrung auch als Einzugskopf verwendet werden kann. Hierzu ist der Überbohrkopf 1 an dem dem Bohrgestänge 6 abgewandten Ende (d. h. stirnseitig bei einer Verwendung als Überbohrkopf) mit einem Gewinde 9 versehen, in das ein entsprechender Adapter 10 eingeschraubt werden kann, an dem eine Neuleitung 11 angehängt ist. Die Neuleitung 11 wird durch das Aufbringen von Zugkräften auf den Überbohrkopf 1 durch die vorab erstellte ringförmige Bohrung gezogen.
Die 5 bis 7 zeigen ebenfalls einen Überbohrkopf 1, der nach Überbohren der Altleitung 8 als Einzugskopf verwendet werden kann. Der Überbohrkopf 1 weist eine Längsöffnung auf, über die der Überbohrkopf 1 auf die Altleitung 8 aufgesetzt werden kann. Die Längsöffnung ist durch ein Verschlusselement in Form eines nach außen verschwenkbaren Verschlussbügels 12 verschließbar. Der Überbohrkopf 1 weist insgesamt vier Gewinde 9 auf, die jeweils zum Anbinden eines mit einer Neuleitung 11 verbundenen Adapters 10 dienen. Mit diesem Überbohrkopf 1 können somit gleichzeitig bis zu vier Neuleitungen 11 in die erstellte ringförmige Bohrung eingezogen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10211833 A1 [0003, 0004, 0004]
- DE 10155154 A1 [0003, 0005]

Claims

Verfahren zum grabenlosen Verlegen von einer oder mehreren Neuleitungen (11), insbesondere Kabeln, entlang einer bereits verlegten Altleitung (8), insbesondere einem Kabel, dadurch gekennzeichnet, dass die Altleitung (8) mit einem Überbohrkopf (1), der mittels eines Bohrgestänges (6) schiebend vorgetrieben wird, überbohrt wird und nachfolgend die Neuleitungen (11) mit einem an dem Bohrgestänge (6) befestigten Einzugskopf eingezogen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überbohrkopf (1) auch als Einzugskopf verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überbohrkopf (1) über eine in einer ringförmigen Bohrkrone (2) des Überbohrkopfs (1) angeordnete Längsöffnung (3) auf die Altleitung (8) aufgesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsöffnung (3) nach dem Aufsetzen des Überbohrkopfs (1) auf die Altleitung (8) und vor dem Überbohren der Altleitung (8) mit einem Verschlusselement verschlossen wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bohrgestänge (6) und/oder ein Überbohrkopf verwendet wird, das/der zumindest einen biegeweichen Abschnitt aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein torsions- und schubsteifer, jedoch biegeweicher Schlauch (7) als Bohrgestänge (6) verwendet wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Überbohrkopf (1) eine Bohrspülung durch das Innere des Bohrgestänges (6) zugeführt wird.
Überbohrkopf (1) zum Überbohren einer im Erdreich verlegten Altleitung (8) mit einer ringförmigen Bohrkrone (2), die zum Aufsetzen auf die Altleitung (8) eine Längsöffnung (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsöffnung (3) über ein Verschlusselement verschließbar ist.
Überbohrkopf (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement einen nach außen verschwenkbaren Verschlussbügel (12) umfasst.
Überbohrkopf (1) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen biegeweichen Schaft (4).
Einzugskopf zum Einziehen einer oder mehrerer Neuleitungen (11) entlang einer bereits verlegten Altleitung (8), insbesondere einem Kabel, mit in Bewegungsrichtung rückseitigen Befestigungsmitteln zur Befestigung der Neuleitung(en) (11), gekennzeichnet durch eine Längsöffnung (3) zum Aufsetzen des Einzugskopfs auf die Altleitung (8).
Einzugskopf gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsöffnung (3) über ein Verschlusselement verschließbar ist.
Einzugskopf gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement einen nach außen verschwenkbaren Verschlussbügel (12) umfasst.
Einzugskopf gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch einen biegeweichen Schaft (4).
Bohrstrang mit einem Überbohrkopf (1) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 oder einem Einzugskopf gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14 und einem an dem Überbohrkopf (1) oder dem Einzugskopf befestigten Bohrgestänge (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrgestänge (6) zumindest einen biegeweichen Abschnitt aufweist.
Bohrstrang gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrgestänge (6) zumindest in einem Abschnitt als torsions- und schubsteifer, jedoch biegeweicher Schlauch (7) ausgebildet ist.