DE102019106962A1

DE102019106962A1 - Verfahren zum Injizieren von geschlossenen Bohrlöchern

Info

Publication number: DE102019106962A1
Application number: DE102019106962.9A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Desoi; Uwe Flügel
Original assignee: Desoi GmbH
Current assignee: Desoi GmbH
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Injizieren von geschlossenen Bohrlöchern (1) mit Verästelungen (2) zu schaffen, bei dem die Verästelungen (2) komplett mit Injektionsmaterial gefüllt werden.Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Luft aus dem geschlossenen Bohrloch (1) gesaugt wird und dass anschließend Injektionsmaterial in das geschlossene Bohrloch (1) gepresst wird. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Injizieren von geschlossenen Bohrlöchern (1) mit Verästelungen (2), insbesondere von Bohrlöchern im Tunnelbau.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Injizieren von geschlossenen Bohrlöchern, insbesondere von geschlossenen Bohrlöchern im Tunnelbau.
Es ist oft erforderlich, Bohrlöcher mit Verästelungen in Wänden vollständig durch Verfüllen bzw. Injizieren mit Injektionsmaterial zu schließen. Das kann beispielsweise erforderlich sein, wenn erwartet wird, dass Wasser in die Verästelungen und Bohrlöcher eindringen kann.
Aus dem Katalog Nummer 15 aus dem Jahre 2018 der Firma „DESOI GmbH“, Seite 52, sind Stahlpacker und auf Seite 147 Blähpacker bekannt, die einen Kanal zur Entlüftung aufweisen. Durch diese Kanäle kann die Luft, die sich im Bohrloch bzw. den Verästelungen befindet, entweichen, wenn Injektionsmaterial in das Bohrloch eingepresst wird. Über einen Materialanschluss wird also das Injektionsmaterial in das Bohrloch gepresst und über den separaten Entlüftungsanschluss entweicht die Luft aus dem Bohrloch. Der Entlüftungsanschluss bzw. die Entlüftungsleitung kann je nach Bedarf verlängert werden, beispielsweise bei einem nach oben verlaufenden Bohrloch wird die Entlüftungsleitung bis nahezu an den höchsten Punkt gelegt, so dass ein großer Teil der Luft aus dem Bohrloch entweichen kann. Dieser Vorgang hat sich aber in der Praxis nicht bewährt, da in den Verästelungen des Bohrlochs immer noch ein gewisser Teil an Restluft verbleibt, so dass das Injektionsmaterial nicht in alle Hohlräume gelangt, selbst dann nicht, wenn die Luft komprimiert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Injizieren von geschlossenen Bohrlöchern zu schaffen, bei dem auch Verästelungen im Bohrloch komplett mit Injektionsmaterial gefüllt werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nach Absaugen der Luft aus dem geschlossenen Bohrloch mit möglichen Verästelungen der Hohlraum vollständig mit Injektionsmaterial gefüllt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen

1: einen in einem geschlossenen Bohrloch mit Verästelungen gespannten Packer mit Kugelhahn und Flachkopfnippel,
2: eine Darstellung aus 1 mit einem ersten Anschluss und
3: eine Darstellung aus 1 mit einem zweiten Anschluss.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein in einem geschlossenen Bohrloch 1 mit Verästelungen 2 gespannter Packer 3 mit Kugelhahn 4 und Flachkopfnippel 5 dargestellt. Geschlossenes Bohrloch 1 heißt, dass es nur eine einzige Öffnung nach außen hat, und zwar die, in der der Packer 3 sitzt und in die injiziert wird, wobei das Bohrloch 1 auch Verästelungen 2 aufweisen kann. Der Flachkopfnippel 5 mit einem Querschieber 6 ist über den Kugelhahn 4 mit dem Packer 3, der in einem Bohrloch 1 gespannt ist, verbunden. Bei geöffnetem Kugelhahn 4 und geöffnetem Querschieber 6 entsteht ein durchgehender Kanal 10 bis ins Bohrloch 1. Üblicherweise wird das Bohrloch 1 mit oder ohne Verästelungen 2 über den Kanal 10 mit einem Injektionsmaterial verfüllt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass es nicht immer gelingt, das Bohrloch 1 komplett zu verfüllen, insbesondere wenn es noch Verästelungen 2 aufweist, da nicht die gesamte Luft aus dem Bohrloch 1 entweichen kann. Es wurde nun gefunden, dass durch Herstellen eines Vakuums im Bohrloch 1 und anschließendem Injizieren das gesamte Bohrloch 1 mit eventuellen Verästelungen 2 mit Injektionsmaterial verfüllt ist. Zur Ermittlung der Menge des zu injizierenden Injektionsmaterials wird die Luftmenge, die aus dem Bohrloch 1 und den Verästelungen 2 gesaugt wird, gemessen. Es ist also vor der Injektion bekannt, wieviel Injektionsmaterial in das Bohrloch 1 injiziert werden kann. Umfangreiche Praxisversuche an diversen geschlossenen Bohrlöchern 1 mit oder ohne Verästelungen 2, haben ergeben, dass dieses Verfahren sehr sicher ist. Das ist besonders im Tunnelbau, aber auch im Gebirge, wichtig, da in die kleinsten verbliebenen Luftlöcher Wasser eindringen kann. Je nach der Art bzw. Zusammensetzung des Tunnel- oder Gebirgsgesteins kann ein Eindringen von Wasser zu unaufhaltsamen Schäden führen.
2 zeigt die Darstellung aus 1 mit einem Anschluss 7. Der Anschluss 7 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem ersten Kupplungsstück 8 und einem daran angeschlossenen Schlauch 11, der in diesem Ausführungsbeispiel mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden ist. Die Vakuumpumpe zieht die Luft über den Kanal 10 aus dem Bohrloch 1 und den Verästelungen 2. Der am Packer 3 angeschlossene Kugelhahn 4 ist dabei geöffnet, ebenso der Querschieber 6 von dem mit dem Kugelhahn 4 verbundenen Flachkopfnippel 5. Sobald das Vakuum gezogen ist, wird der Kugelhahn 4 geschlossen und der Anschluss 7, hier das erste Kupplungsstück 8, vom Flachkopfnippel 5 abgenommen. Anschließend erfolgt die Injektion mit Injektionsmaterial.
3 zeigt die Darstellung aus 1, ebenfalls mit einem Anschluss 7. Der Anschluss 7 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem zweiten Kupplungsstück 9 und dem daran angeschlossenen Schlauch 11, der in diesem Ausführungsbeispiel mit einer nicht dargestellten Injektionspumpe verbunden ist. Die Injektionspumpe pumpt Injektionsmaterial über den Kanal 10 in das Bohrloch 1 und die Verästelungen 2, bis diese vollständig gefüllt sind. Der am Packer 3 angeschlossene Kugelhahn 4 wird dazu vor Beginn der Injektion geöffnet, ebenso der Querschieber 6 von dem mit dem Kugelhahn 4 verbundenen Flachkopfnippel 5.
In diesen Ausführungsbeispielen wird über den Kanal 10 sowohl das Vakuum gezogen als auch die Injektion durchgeführt. Das Vakuum kann aber auch über einen separaten Kanal gezogen werden, beispielsweise wenn ein Bohrlochverschluss eine Berstscheibe enthält.
Zum Ziehen des Vakuums oder zur Injektion können sowohl das erste Kupplungsstück 8 oder das zweite Kupplungsstück 9 oder auch andere Kupplungsstücke verwendet werden. Die in den Ausführungsbeispielen verwendeten Kupplungsstücke 8, 9 haben sich in der Praxis besonders bewährt.
Kann kein Vakuum erzeugt werden, heißt das, dass es sich nicht um ein geschlossenes Bohrloch 1 handelt, sondern um ein Bohrloch, das weitere Öffnungen nach außen hat. Hier wird nach dem Stand der Technik injiziert. Unter Umständen kann aber aus einem offenen Bohrloch ein geschlossenes Bohrloch 1 werden, wenn mehrere Bohrlöcher durch die Verästelungen 2 miteinander verbunden sind. Da meist eine Vielzahl von Bohrlöchern in unmittelbarer Nähe mit Injektionsmaterial zu injizieren sind, befinden sich in allen Bohrlöchern gleichzeitig Packer 3. Durch Schließen der Injektionskanäle der Packer 3 in naheliegenden Bohrlöchern, in den Ausführungsbeispielen also durch Schließen des Kanals 10 mittels der Kugelhähne 4, kann ein geschlossenes Bohrloch 1 entstehen. Wenn beispielsweise das erste Bohrloch offen ist, die Verbindung aber nur zu einem zweiten oder eventuell dritten Bohrloch geht, könnten dort die Kugelhähne 4 bzw. die Injektionskanäle geschlossen werden; dann wäre das auch ein geschlossenes Bohrloch 1 bzw. geschlossenes System. Geschlossen ist ein Bohrloch 1, wenn ein Vakuum erzeugt werden kann, auch wenn dieses Verästelungen 2 enthält.
Bezugszeichenliste

1: Bohrloch
2: Verästelung
3: Packer
4: Kugelhahn
5: Flachkopfnippel
6: Querschieber
7: Anschluss
8: erstes Kupplungsstück
9: zweites Kupplungsstück
10: Kanal
11: Schlauch

Claims

Verfahren zum Injizieren von geschlossenen Bohrlöchern (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Luft aus dem geschlossenen Bohrloch (1) gesaugt wird und dass anschließend Injektionsmaterial in das geschlossene Bohrloch (1) gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Menge des zu injizierenden Injektionsmaterials die Luftmenge, die aus dem geschlossenen Bohrloch (1) gesaugt wird, gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass offene Bohrlöcher, die eine innere Verbindung zu weiteren offenen Bohrlöchern haben, durch Schließen der Injektionskanäle der weiteren Bohrlöcher geschlossen werden, wodurch offene Bohrlöcher zu geschlossenen Bohrlöchern (1) werden.