DE102014005567A1

DE102014005567A1 - Verfahren zum grabenlosen Verlegen einer Rohrleitung

Info

Publication number: DE102014005567A1
Application number: DE102014005567.1A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen John
Original assignee: Rhone Trade And Consulting SA
Current assignee: Rhone Trade And Consulting SA
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2015-10-22
Also published as: US20150300528A1; CA2886295A1

Abstract

In einem Verfahren zum grabenlosen Verlegen einer Rohrleitung, dem Medienrohr (2), von einem Startort zu einem Zielort wird zunächst ein Schutzrohr (1) in einem grabenlosen Verfahren zwischen dem Startort und dem Zielort in den Untergrund (U) eingebracht. Ein Medienrohr (2), dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Schutzrohrs (1), wird ausgehend vom Startort in das Schutzrohr (1) eingeführt und bis zum Zielort vorbewegt. Das Medienrohr (2) wird in seiner räumlichen Lage in Bezug auf das Schutzrohr (1) in radialer Richtung stabilisiert. Das Schutzrohr (1) wird abschließend unter Beibehaltung der räumlichen Lage des Medienrohrs (2) wieder aus dem Untergrund (U) entfernt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen einer Rohrleitung in einem Untergrund.
Rohrleitungen aller Art, die ein Medium wie z. B. Gas, Wasser oder Öl führen und daher im Folgenden als Medienrohr bezeichnet sind, werden teilweise grabenlos verlegt. Dabei kommen nach dem gegenwärtigen Stand der Technik Rohrvortriebsmethoden wie Microtunneling, EasyPipe^® (siehe z. B. WO 2006/119797 A1 ), DirectPipe^® (siehe z. B. WO 2009/095046 A1 ), EasyLong^® oder HDD (Horizontal Directional Drilling) zum Einsatz. Bei all diesen Verfahren wird das zu verlegende Medienrohr durch einen Bohrkanal in die endgültige Position gezogen oder geschoben. Dabei wirken Reibungskräfte auf die Rohrumhüllung und den Korrosionsschutz und können diese partiell beschädigen. Auch können Einbrüche des Rohrkanals durch Instabilitäten wie Kiesnester, Steine oder Felsstücke die Rohraußenseite gefährden. Beim DirectPipe^®-Verfahren werden sogar die Rohrvortriebskräfte über die Rohrumhüllung auf das Rohr übertragen. Dabei treten hohe Scherkräfte auf, die den Verbund aus Rohr, Verklebung der Umhüllung und Umhüllung stark beanspruchen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen bzw. Medienrohren zu schaffen, bei dem die Rohraußenseite nicht beschädigt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen einer Rohrleitung, dem Medienrohr, im Untergrund (z. B. unter einem Hindernis hindurch) von einem Startort zu einem Zielort. Dabei wird zunächst ein Schutzrohr, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Medienrohrs, in einem grabenlosen Verfahren zwischen dem Startort und dem Zielort in den Untergrund eingebracht. Dazu kann jedes bekannte und geeignete Verfahren verwendet werden, z. B. eines der eingangs erwähnten Rohrvortriebsverfahren. Ausgangspunkt hierfür kann der Startort, aber auch der Zielort sein. Danach wird das Medienrohr, ausgehend vom Startort, in das Schutzrohr eingeführt und bis zum Zielort vorbewegt. Die Begriffe ”Startort” und ”Zielort” werden hier per definitionem in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Medienrohrs benutzt. Das Medienrohr wird in seiner räumlichen Lage in Bezug auf das Schutzrohr in radialer Richtung stabilisiert. Abschließend wird das Schutzrohr wieder aus dem Untergrund entfernt. Dabei wird die räumliche Lage des Medienrohrs möglichst unverändert beibehalten. Das heißt, das Medienrohr wird in Längsrichtung (d. h. in seiner Verlegerichtung) fixiert gehalten, damit es sich beim Entfernen des Schutzrohrs nicht verschiebt. Und es wird auch dafür gesorgt, dass sich die Lage des Medienrohrs in radialer Lage nicht nennenswert ändert, so dass das Medienrohr beim Ausbau des Schutzrohrs nicht beschädigt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also das Medienrohr in einem Schutzrohr verlegt. Daher kommt das Medienrohr nicht mit der Innenseite eines Bohrkanals in Kontakt, so dass sich Beschädigungen an der Außenseite des Medienrohrs, z. B. an einer Korrosionsschutzbeschichtung, zuverlässig vermeiden lassen. Das Schutzrohr wird nach der Verlegung des Medienrohrs wieder aus dem Untergrund entfernt und kann später an anderer Stelle wiederverwendet werden, was die Kosten des Verfahrens erheblich senkt. Auch bietet das Verfahren die Möglichkeit, das wiederverwendbare Schutzrohr besonders robust zu gestalten, wodurch es sich gegebenenfalls schneller verlegen lässt, ohne dass dabei die Materialkosten für das Schutzrohr insgesamt ins Gewicht fallen.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung wird das Medienrohr mit Abstandhaltern in radialer Richtung in dem Schutzrohr stabilisiert. Die Abstandhalter stützen das Medienrohr an der Innenseite des Schutzrohrs ab und verhindern, dass die Außenseite des Medienrohrs beim Einführen des Medienrohrs in das Schutzrohr oder beim Entfernen des Schutzrohrs beschädigt wird. Außerdem ermöglichen die Abstandhalter einen definierten Verlauf des Medienrohrs, wodurch sich zu starke Durchbiegungen des Medienrohrs in Längsrichtung vermeiden lassen. In Längsrichtung des Medienrohrs können die Abstandhalter in geeigneten Abständen zueinander angeordnet werden. Als Material für die Abstandhalter eignet sich z. B. Kunststoff, womit sich eine geringe Reibung zwischen Abstandhalter und Innenseite des Schutzrohrs erzielen lässt.
Der Zwischenraum zwischen dem Medienrohr und dem Schutzrohr kann leer sein. Er kann auch mit einem Füllmaterial gefüllt werden, das in Bezug auf die Innenseite des Schutzrohrs gleitfähig ist, z. B. mit Dämmer und/oder Bentonit. Dies hat den Vorteil, dass nach dem Entfernen des Schutzrohrs aus dem Untergrund kein großer Hohlraum außerhalb des Medienrohrs zurückbleibt. Vorzugsweise wird die Menge an einzubringendem Füllmaterial vorher anhand des Volumens des Zwischenraums zwischen Medienrohr und Schutzrohr berechnet. Ein nach dem Entfernen des Schutzrohrs verbleibender Hohlraum außerhalb des Medienrohrs kann bei Bedarf mit einem Füllmaterial gefüllt werden, z. B. mit Dämmer oder Bentonit, auch mit Zusatz von Bindemitteln. Besonders geeignet ist ein mit Bindemittel angereicherter Bentonit. Derartige Füll- oder Verfestigungsmaterialien und ihre Verarbeitung und Einbringung in Hohlräume sind im Stand der Technik bekannt. Danach liegt das Medienrohr gut in den Untergrund eingebettet und sicher an einer definierten Stelle, ohne beim Einbau je durch den Bohrkanal gefährdet worden zu sein.
Das Medienrohr kann auf eine aus dem Stand der Technik bekannte Art und Weise aufgebaut sein. Zum Beispiel kann es aus Sektionen zusammengesetzt werden, wobei eine jeweils hinzuzufügende Sektion außerhalb des Schutzrohrs an einen bereits vorhandenen Strang von Sektionen angefügt wird, vorzugsweise durch Schweißen. So kann das Medienrohr Sektion um Sektion verlängert und in das Schutzrohr hinein bewegt werden, z. B. in einer Baugrube am Startort. Es ist aber auch denkbar, bereits einen längeren Strang eines Medienrohrs am (bzw. vor dem) Startort vorzubereiten und anschließend als Ganzes in des Schutzrohr zu bewegen. Das Medienrohr lässt sich z. B. vom Startort her in das Schutzrohr einschieben oder auch mit Hilfe einer am Zielort montierten Zugvorrichtung in das Schutzrohr einziehen. Ein Einschwimmen, bei dem das Schutzrohr teilweise mit einem Auftriebsmittel (vorzugsweise Wasser) gefüllt wird, auf dem das Medienrohr aufschwimmt, ist ebenfalls denkbar.
Es kann vorteilhaft sein, das Schutzrohr während des Einführens in das Schutzrohr und des Vorbewegens in dem Schutzrohr zeitweise zu beschweren, insbesondere während einer nach unten gerichteten Bewegung oder um einen Auftrieb in einem Auftriebsmittel auszugleichen, z. B. mit Gewichten, Ketten oder Flüssigkeiten.
Wenn das Schutzrohr groß genug ist, um mehrere nebeneinander angeordnete Medienrohre aufzunehmen, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit mehreren Medienrohren durchgeführt werden. Dabei können die Medienrohre nach Verlegen des Schutzrohrs gleichzeitig oder nacheinander in das Schutzrohr eingeführt bzw. vorbewegt werden. Abschließend wird das Schutzrohr entfernt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
1 eine schematische Schnittansicht eines unter einem Hindernis hindurch grabenlos im Untergrund verlegten Schutzrohrs,
2 eine schematische Veranschaulichung, wie in dem Schutzrohr aus 1 ein Medienrohr verlegt wird,
3 einen Querschnitt durch das Medienrohr mit daran angeordneten Abstandhaltern,
4 eine Ansicht ähnlich wie 2, wobei das Medienrohr fertig verlegt ist,
5 eine schematische Veranschaulichung, wie das Schutzrohr aus dem Untergrund entfernt wird, und
6 eine schematische Schnittansicht, in der das fertig verlegte Medienrohr dargestellt ist.
In dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel wird eine Rohrleitung, die als ”Medienrohr” bezeichnet wird, grabenlos verlegt, und zwar im Ausführungsbeispiel unter einem als Fluss dargestellten Hindernis H hindurch.
Die 1 zeigt einen Zustand, nach dem unter dem Hindernis H hindurch bereits ein Schutzrohr 1 in den mit U bezeichneten Untergrund eingebracht wurde. Das Schutzrohr 1 erstreckt sich zwischen einem Startort A und einem Zielort B.
Es gibt viele Möglichkeiten, das Rohr zu verlegen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind und daher nicht näher erläutert werden müssen. Zum Beispiel kann das Schutzrohr mit Hilfe eines gerichteten Rohrvortriebs vom Startort A zum Zielort B oder auch ausgehend vom Zielort B zum Startort A hin eingebracht werden. Dabei kann zum Beispiel am vorderen Rohrende, gegebenenfalls über ein Zwischenstück, eine Schneideinrichtung angebracht sein, die zu einer Drehbewegung angetrieben wird, während vom hinteren Rohrende her das Schutzrohr 1 nach vorne geschoben und abschnittsweise verlängert wird. Im Ausführungsbeispiel ist das Schutzrohr 1 als eine Schweißkonstruktion aus Stahlrohren ausgebildet.
In der Darstellung gemäß 1 befinden sich der Startort A und der Zielort B an der Oberfläche. Eine Anordnung in einer jeweiligen Baugrube ist ebenfalls denkbar. Was für den Einzelfall am günstigsten ist, hängt auch von dem Verlauf des Medienrohrs vor und nach dem Hindernis H ab.
In der 2 ist veranschaulicht, wie in das fertig verlegte Schutzrohr 1 ein Medienrohr 2 eingebracht wird. Definitionsgemäß wird das Medienrohr 2 vom Startort A zum Zielort B verlegt.
Im Ausführungsbeispiel ist das Medienrohr 2 als Stahlrohr mit einer Rohrwand 3 ausgestaltet, siehe 3. An der Außenseite der Rohrwand 3 ist ein Korrosionsschutz aufgetragen, der bei der Verlegung des Medienrohrs 2 nicht beschädigt wird. Daher ist eine lange Lebensdauer des Medienrohrs gewährleistet.
Wie in den 2 und 3 zu erkennen, sind um den Umfang des Medienrohrs 2 verteilt an der Rohrwand 3 Abstandhalter 4 angebracht, und zwar im Ausführungsbeispiel sechs Stück, die gleichmäßig verteilt sind. In Längsrichtung des Medienrohrs gesehen, sind die Abstandhalter 4 in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen angeordnet, siehe auch 4. Die Abstandhalter gewährleisten, dass beim Einbringen des Medienrohrs 2 in das Schutzrohr 1 die Außenseite des Medienrohrs 2 nicht mit der Innenseite des Schutzrohrs 3 in Berührung kommen kann, wodurch die äußere Beschichtung des Medienrohrs 2 beschädigt werden könnte. Im Ausführungsbeispiel sind die Abstandhalter 4 aus Polypropylen gefertigt, wodurch die Reibungskräfte zwischen den Abstandhaltern 4 und der Rohrwand 3 gering sind. Über einen Umfang des Medienrohrs 2 sind gemäß 3 jeweils sechs Abstandshalter 4 mit Hilfe von Polypropylenbändern verbunden, was aber in 3 nicht dargestellt ist.
Im Ausführungsbeispiel wird das Medienrohr 2 vom Startort A her aus Stahlrohrabschnitten zusammengefügt, die untereinander verschweißt werden, und dann auf den Zielort B zu vorgeschoben. Dabei können die einzelnen Stahlrohrabschnitte zum Beispiel jeweils kurz vor dem Einschieben in das Schutzrohr 1 an das Ende des bereits montierten Medienrohrstrangs angeschweißt werden. Bei einer anderen Möglichkeit wird ein längerer Abschnitt des Medienrohrs 2 bereits im Gelände vor dem Startort A zusammengeschweißt. Was im Einzelfall kostengünstiger ist, hängt aber auch vom Gelände ab.
In 2 ist angedeutet, dass bereits vor dem Einführen des Medienrohrs 2 in das Schutzrohr 1 ein Füllmaterial 5 eingefüllt werden kann, das später, wenn das Medienrohr 2 fertig verlegt ist, den Ringraum zwischen dem Medienrohr 2 und dem Schutzrohr 1 ausfüllen soll. Als Füllmaterial eignen sich zum Beispiel Dämmer oder Bentonit oder Mischungen davon. Grundsätzlich sollte das Füllmaterial 5 nicht zu fest an der Innenseite der Rohrwand 3 des Schutzrohrs 1 anhaften, da das Schutzrohr 1 später entfernt wird (siehe unten). Vorzugsweise wird die Menge an Füllmaterial 5 so berechnet, dass bei fertig verlegtem Medienrohr 2 der erwähnte Ringraum vollständig oder praktisch vollständig ausgefüllt wird.
In 2 sind Gewichte 6 eingezeichnet, die das Einführen des Medienrohrs 2 erleichtern können, zumindest so lange, wie das Gefälle nach unten weist.
Nachdem das Medienrohr 2 fertig in dem Schutzrohr 1 verlegt ist, siehe 4, kann das Schutzrohr 1 entfernt werden. Denn das Schutzrohr 1, das die beschädigungsfreie Verlegung des Medienrohrs 2 wesentlich erleichtert hat, wird für den Schutz des Medienrohrs 2 nun nicht mehr benötigt. Im Ausführungsbeispiel wird das Schutzrohr 1 vom Zielort B her nach außen weggezogen, siehe 5, und dabei nach dem Austreten aus dem Untergrund U abschnittsweise zerlegt. Die Abschnitte des Schutzrohrs 1 lassen sich danach wiederverwenden.
Bei Bedarf kann ein nach dem Entfernen des Schutzrohrs 1 aus dem Untergrund U verbleibender Hohlraum außerhalb des Medienrohrs 2 mit einem Füll- oder Verfestigungsmaterial verfüllt werden, und zwar ausgehend vom Startort A und/oder vom Zielort B. Als Material dafür eignen sich zum Beispiel Dämmer oder Bentonit, auch unter Einsatz von Bindemitteln. Besonders vorteilhaft ist zum Beispiel ein mit Bindemitteln angereicherter Bentonit.
Die 6 zeigt das Medienrohr 2 in fertig verlegtem Zustand. Dabei verläuft das Medienrohr 2 vor dem Startort A und hinter dem Zielort B ebenfalls im Untergrund U. Ein oberirdischer Verlauf in diesen Bereichen ist jedoch ebenfalls denkbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2006/119797 A1 [0002]
WO 2009/095046 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum grabenlosen Verlegen einer Rohrleitung, dem Medienrohr (2), von einem Startort (A) zu einem Zielort (B), – wobei zunächst ein Schutzrohr (1), dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Medienrohrs (2), in einem grabenlosen Verfahren zwischen dem Startort (A) und dem Zielort (B) in den Untergrund (U) eingebracht wird, – wobei das Medienrohr (2), ausgehend vom Startort (A), in das Schutzrohr (1) eingeführt und bis zum Zielort (B) vorbewegt wird, – wobei das Medienrohr (2) in seiner räumlichen Lage in Bezug auf das Schutzrohr (1) in radialer Richtung stabilisiert wird, und – wobei das Schutzrohr (1) unter Beibehaltung der räumlichen Lage des Medienrohrs (2) wieder aus dem Untergrund (U) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Medienrohr (2) mit Abstandhaltern (4) in radialer Richtung in dem Schutzrohr (1) stabilisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen dem Medienrohr (2) und dem Schutzrohr (1) mit einem Füllmaterial (5) gefüllt wird, das in Bezug auf die Innenseite des Schutzrohrs (1) gleitfähig ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (5) mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: Dämmer, Bentonit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen des Schutzrohrs (1) aus dem Untergrund (U) ein verbleibender Hohlraum außerhalb des Medienrohrs (2) mit einem Verfestigungsmaterial gefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfestigungsmaterial mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: Dämmer, Bentonit, Bindemittel, mit Bindemittel angereicherter Bentonit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Medienrohr (2) aus Sektionen zusammengesetzt wird, wobei eine jeweils hinzuzufügende Sektion außerhalb des Schutzrohrs (1) an einen bereits vorhandenen Strang von Sektionen angefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Medienrohr (2) auf mindestens eine der aus der folgenden Gruppe ausgewählten Weisen in dem Schutzrohr (1) vorbewegt wird: Ziehen, Schieben, Schwimmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Medienrohr (2) während des Einführens in das Schutzrohr (1) und des Vorbewegens in dem Schutzrohr (1) zeitweise beschwert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (1) vom Startort (A) ausgehend mit einem Rohrvortriebsverfahren zum Zielort (B) hin in den Untergrund (U) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (1) vom Zielort (B) ausgehend mit einem Rohrvortriebsverfahren zum Startort (A) hin in den Untergrund (U) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Medienrohr in das Schutzrohr eingeführt und in dem Schutzrohr vorbewegt wird, wobei die Medienrohre nebeneinander angeordnet werden.