DE10353442A1

DE10353442A1 - Verfahren und Vorrichtung zum platzsparenden grabenlosen Einziehen von Vortriebskörpern mittels eines flexiblen Zugmittels

Info

Publication number: DE10353442A1
Application number: DE2003153442
Authority: DE
Inventors: Bernd Richter; Peter Schrobback; Thomas Vogel
Original assignee: KANAL und ROHRTECHNIK GmbH; KANAL- und ROHRTECHNIK GmbH
Current assignee: KANAL und ROHRTECHNIK GmbH; KANAL- und ROHRTECHNIK GmbH
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2023-11-13
Also published as: DE10353442B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum platzsparenden grabenlosen Einziehen von Vortriebskörpern mittels eines flexiblen Zugmittels. DOLLAR A Das technische Problem, ein Verfahren zu schaffen, welches es erlaubt, die Verwendung von flexiblen Zugmitteln beim platzsparenden grabenlosen Einziehen von Vortriebskörpern mit einfachen Mitteln zu verbessern, wobei die Auswirkungen der Baugrundverhältnisse berücksichtigt und die Handhabung verbessert werden, und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, wird gelöst, indem über nur ein flexibles Zugmittel, welches mit einem Vortriebskörper und über eine lose Umlenkrolle mit einem steuerbaren, eine Hin- und Herbewegung ausführenden Antrieb in Verbindung steht, die Zugkraft in axial unterschiedlichen Bereichen des Vortriebskörpers, vorzugsweise in dessen vorderen und hinteren Bereich, aufgebracht wird. DOLLAR A Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einem Antrieb, an dem eine lose Umlenkrolle angeordnet ist, über die ein mit einem Vortriebskörper in axial unterschiedlichen Bereichen verbundenes flexibles Zugmittel geführt und umgelenkt wird (Figur 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum platzsparenden grabenlosen Einziehen von Vortriebskörpern mittels flexibler Zugmittel. Dabei sind unter Vortriebskörpern sowohl mit Vortriebköpfen wie Bohr-, Berst- und Aufweitköpfen, Backreamern oder Erdraketen verbundene geeignete Langkörper wie z.B. Rohre als auch Werkzeuge wie Reinigungs- oder Fräsköpfe zu verstehen. Sie findet insbesondere Anwendung bei der grabenlosen Erneuerung beschädigter Altrohrleitungen mittels des Berstlining- bzw. des Kaliber-Berstlining-Verfahrens.

Es ist bekannt, zum Einziehen von Berst- oder Aufweitköpfen, die mit nachzuziehenden Rohrsträngen verbunden sind, in ein vorhandenes Altrohr eine Zug- oder Schubkraft mit Hilfe eines Gestänges auf den in der Erde zu bewegenden Körper auszuüben. Dabei zwingt der Einsatz von nicht flexiblen Zug- oder Schubgestängen im wesentlichen zu einer gerätebedingten Plazierung des Gestängeantriebs. Ein solcher Antrieb, der hydraulisch oder pneumatisch ausgestaltet ist, kann somit entweder in einer dafür vorgesehenen, aufwendig zu erstellenden Ziel- oder Startgrube im Ausgangs- oder Eingangsbereich des Erdkanals angeordnet sein oder oberirdisch so angeordnet werden, daß das Gestänge in die Achse der vorhandenen Altrohrleitung nach einer bestimmten Krümmung eintritt, die jedoch durch die Starrheit des Gestänges eine bestimmte Baufreiheit im Umgebungsbereich erfordert.

Berst- oder Aufweitköpfe, die mit nachzuziehenden Rohrsträngen verbunden sind, lassen sich neuerdings platzsparend über vorhandene oder mit geringem Aufwand zu erstellende Schächte mit Hilfe hydraulischer Linearantriebe, wie z.B. der in der DE 100 11 994 A1 beschriebenen hydraulischen Seilzugvorrichtung in ein vorhandenes Altrohr einziehen.

In Abhängigkeit von den Baugrundverhältnisses werden an den Einsatz der Zugkraft unterschiedliche Anforderungen gestellt. Häufig ist die beispielsweise zum Einziehen eines Rohres aufgrund der Mantelreibung oder zum Verdrängen einer Altrohrleitung erforderliche Zugkraft hoch. Dies erfordert starke Antriebsaggregate und birgt darüber hinaus bei bestimmten Materialien wie z.B. PE-Rohren die Gefahr einer Überdehnung des Rohres. Beim Durchqueren von Kammern, Schächten oder sonstigen Hohlräumen, aber auch bei feuchtem Baugrund ist die erforderliche Zugkraft geringer.

DE 101 25 869 C2 beschreibt ein Verfahren, welches es erlaubt, die Verwendung von flexiblen Zugmitteln in Erdkanälen zu verbessern und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen.

Dabei sollen mindestens zwei flexible Zugmittel zum Einziehen der Berst- oder Aufweitköpfe, die mit nachzuziehenden Rohrsträngen verbunden sind, eingesetzt werden, wobei die flexiblen Zugmittel axial in unterschiedlichen Bereichen fixiert werden. So kann ein flexibles Zugmittel im Kopfbereich und ein zweites flexibles Zugmittel im hinteren Bereich eines Rohres fixiert sein.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die flexiblen Zugmittel unabhängig antreibbar oder entkoppelbar. Sie lassen sich in diesem Fall besonders gut dazu einsetzen, sowohl einen Zug am vorderen Ende des Vortriebskopfes mit dem ersten flexiblen Zugmittel und einen Druck am hinteren Ende des Rohres durch den Zug des zweiten flexiblen Zugmittels aufzubringen. Letztere Verfahrensweise ist insbesondere für das Verlegen von Kurzrohren geeignet. Hierzu werden die jeweiligen Rohrabschnitte auf das hintere Ende des Produktrohres aufgesteckt und mit Hilfe des an einer Spannplatte fixierten schiebenden flexiblen Zugmittels miteinander verspannt und in die Erdbohrung eingezogen.

Erforderlich ist hierbei der Einsatz von aus dem Stande der Technik bekannten Antriebe oder Seilwinden, wobei zusätzlich zu dem einen bekannten Antrieb mindestens ein weiterer Antrieb vorgesehen wird, der das zweite oder weitere flexible Zugmittel antreibt. Um eine gleichmäßige Verteilung der auf die flexiblen Zugmittel ausgeübten Zugkraft. zu gewährleisten, muß die Vorrichtung mit einer Ausgleichsvorrichtung betrieben werden.

Diese Lösung erfordert jedoch einen hohen maschinellen Aufwand für den Antrieb und zusätzliche Hilfsvorrichtungen. Zudem sind die entsprechend der einzubringenden hohen Zugkräfte dimensionierten flexiblen Zugmittel schwer handhabbar und hemmen damit den Verfahrensablauf.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches es erlaubt, die Verwendung von flexiblen Zugmitteln beim platzsparenden grabenlosen Einziehen von Vortriebskörpern mit einfachen Mitteln zu verbessern, wobei die Auswirkungen der Baugrundverhältnisse berücksichtigt und die Handhabung verbessert werden, und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird über nur ein flexibles Zugmittel, welches mit einem Vortriebsköper und über eine lose Umlenkrolle mit einem steuerbaren, eine hin und her Bewegung ausführenden Antrieb in Verbindung steht, die Zugkraft in axial unterschiedlichen Bereichen des Vortriebskörpers, vorzugsweise in dessen vorderen und hinteren Bereich, aufgebracht.

Besteht der Vortriebskörper aus einem Vortriebskopf und einem mit diesem verbundenen Langkörper, wird ein Ende des flexiblen Zugmittels zum Einziehen des Vortriebskopfes und das andere Ende zum Einziehen des mit diesem verbundenen nachzuziehenden Langkörpers verwendet, wobei über die Enden des flexiblen Zugmittels die Zugkraft an der Spitze des Vortriebskopfes und am Ende des Langkörpers aufgebracht wird.

Die vom Antrieb erzeugte Zugkraft wird über die lose Umlenkrolle auf das flexible Zugmittel übertragen und bei automatischer Synchronität in den beiden Abschnitten des flexiblen Zugmittels jeweils zur Hälfte wirksam, wodurch sich einerseits eine Verringerung der Dimensionierung des flexiblen Zugmittels und andererseits dadurch bedingt eine bessere Handhabung desselben ergibt.

Trotzdem kann die gesamte Zugkraft des Antriebes für die Leistung genutzt werden da sie durch Befestigung am vorderen und hinteren Teil des Körpers wieder summiert wird.

Des weiteren wird ermöglicht, durch geeignete vorrichtungstechnische Maßnahmen die Zugkraft gezielt im vorderen, im hinteren oder im gesamten Bereich des Vortriebskörpers aufzubringen.

Je nach den konkreten Anforderungen kann das flexible Zugmittel ein Seil oder eine Kette oder ein anderes erfindungsgemäß einsetzbares Zugmittel sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Antrieb, an dem eine lose Umlenkrolle angeordnet ist, über die ein mit einem Vortriebskörper in axial unterschiedlichen Bereichen verbundenes flexibles Zugmittel geführt und umgelenkt wird.

Am Ende des Rohrstranges sind eine Druckplatte und eine mit dem flexiblen Zugmittel lösbar verbundene Verriegelungs- oder Klemmvorrichtung, welche die Zugkraft auf die Druckplatte überträgt, angeordnet.

Dadurch wird es ermöglicht, nach Lösen der Verriegelungs- oder Klemmvorrichtung und Entfernen der Druckplatte einen weiteren Rohrabschnitt an den Langkörper anzufügen, die Druckplatte wieder aufzusetzen, die Verriegelungs- oder Klemmvorrichtung auf dem flexiblen Zugmittel neu zu fixieren und den Vortriebskörper einen weiteren Abschnitt einzuziehen.

Durch die Verbindung der losen Umlenkrolle mit einer Sperrvorrichtung, d.h. bei Verwendung einer Kette als flexibles Zugmittel mittels Kettenrad und Klinke und bei Verwendung eines Seiles als flexibles Zugmittel mittels am Antrieb angeordneten Klemmbacken, wird die Möglichkeit geschaffen, durch den Antrieb über den mit dem Ende des Langkörpers verbundenen Abschnitt des flexiblen Zugmittels eine gleichmäßige und sichere Nachspannung des mit dem neu hinzugefügten Rohrabschnitt zu verbindenden Langkörpers vorzunehmen.

Nach dem Lösen der Sperrvorrichtung an der losen Umlenkrolle und dem Nachspannen der Verriegelungs- oder Klemmvorrichtung am Ende des Langkörpers kann der Vortriebskörper einen weiteren Abschnitt eingezogen werden.

Je nach Anordnung des Antriebes auf der Erdoberfläche, in der Vertikalen in einem Schacht oder in der Horizontalen auf der Ebene des Erdlochs können weitere Umlenkrollen angeordnet werden, die anstatt der oder ebenso wie die lose Umlenkrolle mit Sperrvorrichtungen versehen sind.

Um die Ableitungskräfte des Antriebes bei unsicherem Baugrund in tragfähigen Boden zu gewährleisten, kann zur Aufnahme des Antriebes ein zusätzlicher Stützschacht aus Stahlringen mit einer lastverteilenden Bodenplatte in den Zielschacht eingefügt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Hierbei zeigen:
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht
2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Draufsicht
3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Ansicht von rechts
Wie in 1 ersichtlich, ist ein Antrieb 1 auf einem in den Zielschacht 14 eingebrachten Stützschacht 15 angeordnet . Durch den Einsatz des Stützschachtes 15 wird die Widerlagerkraft auf die Baugrubensohle und die Stirnwand verteilt. Das ist vorteilhaft, da die hohe Belastung an der Stirnwand reduziert wird. Bei den bekannten Verfahren, bei denen sich die Kräfte an der Stirnwand abstützen, bestand die Gefahr der Zerstörung der Schächte. Aufwendige Widerlagerkonstruktionen können somit vermieden werden.
Der Antrieb führt eine steuerbare vertikale hin- und her Bewegung 18 aus.
Die lose Umlenkrolle 2 ist auf einer Welle frei drehbar gelagert. Ein flexibles Zugmittel 3, hier als Kette dargestellt, wird durch den Erdkanal 16 und über die Umlenkrollen 10 und 2 eingezogen. Über die Umlenkrolle 11 wird das flexible Zugmittel 3 wieder zum Ausgangspunkt zurückgeführt. Die Umlenkrollen 10 und 11 sind unabhängig voneinander drehbar gelagert, um eine freie Rotation zu ermöglichen.
Das hier als Kette dargestellte flexible Zugmittel 3 kann auch als Seil ausgebildet sein. Ein Ende des flexiblen Zugmittels 3 wird an der Spitze des aus einem Vortriebskopf 5 und einem mit diesem verbundenen Langkörper 4 bestehenden Vortriebskörper 6 befestigt. Das andere Ende wird durch den Vortriebskörper 6 hindurch gezogen. Am Ende des einzuziehenden Langkörpers 4 ist eine Druckplatte 7 angeordnet. Auf dem flexiblen Zugmittel 3 wird hinter der Druckplatte 7 mittels einer Verriegelungs- oder Klemmvorrichtung 8 ein Festpunkt geschaffen, welcher die Zugkraft auf die Druckplatte 7 überträgt. Durch die Zugbewegung des Antriebes 1 wird die Zugkraft nun mittels der losen Umlenkrolle 2 je zur Hälfte auf den Vortriebskopf 5 und auf das Ende des Langkörpers 4 übertragen.
Dadurch wird eine gleichmäßig verteilte Belastung des Vortriebskopfes 5 und des Langkörpers 4 erreicht. Durch die Summierung der Kräfte an den Körpern erfolgt der Einzugvorgang jedoch mit der gesamten Zugkraft des Antriebes 1.
Dabei kann auch nach dem Vorspannen des flexiblen Zugmittels 3 mittels der Zugbewegung des Antriebes 1 die lose Umlenkrolle 2 durch eine Sperrvorrichtung 9 gesperrt werden, um gezielt ein Ausgleichen der beiden Enden des flexiblen Zugmittels 3 zu verhindern. Das kann insbesondere dann notwendig werden, wenn die Gegenkraft am Vortriebskopf 5 so gering ist, daß durch den Kraftausgleich die Gefahr besteht, daß der Vortriebskopf 5 vom Langkörper 4 abgezogen wird.
Die Sperrung der losen Umlenkrolle 2 kann beispielsweise beim Durchfahren von Hohlräumen wie Baugruben oder Schächten erforderlich werden. Weiterhin kann im Bedarfsfall auch mittels Rollensperre 12 die Rolle 10 oder mittels Rollensperre 13 die Rolle 11 gesperrt werden, um gezielt die Kräfte entweder auf den Vortriebskopf 5 oder auf das Ende des Langkörpers 4 zu leiten. So kann beispielsweise durch Sperrung der Rolle 11 ein vom Vortriebskopf 5 abgezogener Langkörper 4 wieder herangeführt werden oder durch Sperrung der Rolle 10 der Vortriebskopf 5 im Zielbereich vom Langkörper 4 abgezogen werden.
Ein separates Zusammenziehen und Nachspannen der Langkörperabschnitte, wie bei schon bekannten Verfahren praktiziert, ist nicht notwendig, da dies mit dem Seilausgleich über die lose Umlenkrolle 2 erreicht wird. Das ist vorteilhaft, da dafür keine zusätzlichen Geräte notwendig sind.
Nach Einzug eines Langkörperabschnittes wird der Antrieb 1 zurückbewegt, die Verriegelungs- oder Klemmvorrichtung 8 kann gelöst und die Druckplatte 7 kann entnommen werden. Danach kann ein weiterer Langkörperabschnitt über das Ende des flexiblen Zugmittels 3 herangeführt und eingezogen werden.
Der Längenausgleich des flexiblen Zugmittels 3 nach dem Einzugvorgang eines Langkörperabschnittes wird durch Zurückziehen des flexiblen Zugmittels 3 gegen die Einzugrichtung 17 erreicht. Die Verriegelungs- oder Klemmvorrichtung 8 wird auf dem flexiblen Zugmittel 3 verschoben und wieder hinter der Druckplatte 7 verriegelt.
Ein großer Vorteil der Vorrichtung ergibt sich daraus, daß es auch möglich ist, mehrere Langkörperabschnitte nacheinander einzuziehen, ohne die Verriegelungs- oder Klemmvorrichtung 8 vom flexiblen Zugmittel 3 lösen zu müssen. Der Abstand zwischen Oberkante Stützschacht 15 und Oberkante der Umlenkrollen 10 und 11 wird dabei für den Längenausgleich des flexiblen Zugmittels 3 genutzt. Nach dem Zurückbewegen des Antriebes 1 wird dabei jeweils nur die Druckplatte 7 entnommen, um einen weiteren Langrohrkörperabschnitt heranzuführen. Dies führt zu einer erheblichen Zeiteinsparung.

Claims

Verfahren zum platzsparenden grabenlosen Einziehen von Vortriebskörpern mittels eines flexiblen Zugmittels, welches mit dem Vortriebskörper und einem steuerbaren, eine hin und her Bewegung ausführenden Antrieb in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß vermittels dieses einen flexiblen, über eine mit dem Antrieb (1) verbundene lose Umlenkrolle (2) geführten Zugmittels (3) die Zugkraft in axial unterschiedlichen Bereichen aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Enden des flexiblen Zugmittels (3) die Zugkraft im vorderen und hinteren Bereich des Vortriebskörpers (6) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des flexiblen Zugmittels (3) zum Einziehen eines Vortriebskopfes (5) und das andere Ende zum Einziehen eines mit diesem verbundenen Langkörpers (4) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels weiterer, einzeln sperrbarer Umlenkrollen (10, 11) über die Enden des flexiblen Zugmittels (3) die Zugkraft gezielt im vorderen oder hinteren Bereich des Vortriebskörpers (6) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als flexibles Zugmittel (3) ein Seil verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als flexibles Zugmittel (3) eine Kette verwendet wird.
Vorrichtung zum platzsparenden grabenlosen Einziehen von Vortriebskörpern mittels eines flexiblen Zugmittels, welches mit einem Vortriebskörper und einem Antrieb in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Antrieb (1) eine lose Umlenkrolle (2) angeordnet ist, über die ein mit einem Vortriebskörper (6) in axial unterschiedlichen Bereichen verbundenes flexibles Zugmittel (3) geführt und umgelenkt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Langkörpers (4) eine Druckplatte (7) und eine mit dem flexiblen Zugmittel (3) lösbar verbundene Verriegelungs- oder Klemmvorrichtung (8), welche die Zugkraft auf die Druckplatte (7) überträgt, angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lose Umlenkrolle (2) mit einer Sperrvorrichtung (9) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1) horizontal an der Erdoberfläche angeordnet ist, und das flexible Zugmittel (3) über je zwei weitere Umlenkrollen zur Richtungsänderung an die Befestigungspunkte geführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Umlenkrollen (10, 11) mit jeweils einer Sperrvorrichtung (12, 13) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1) vertikal in einem Schacht angeordnet ist und über zwei weitere Umlenkrollen (10, 11) zur Richtungsänderung an die Befestigungspunkte geführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Umlenkrollen (10, 11) mit jeweils einer Sperrvorrichtung (12, 13) versehen sind.
Vorrichtung nach einem der Anspruche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1) auf einem im Zielschacht (14) eingebrachten Stützschacht (15) angeordnet ist.