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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum unterirdischen Anschließen eines
Produktenrohres an einem Sammler im nicht begehbaren Bereich, bei dem
unter Verwendung einer Schutzverrohrung zunächst eine Erdbohrung erstellt
wird, nach Fertigstellung der Erdbohrung eine für das Produktenrohr in den
Sammler gebohrt wird und anschließend das Produktenrohr eingebracht
wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrensschrittes
dabei.
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Ein
derartiges Verfahren ist aus der
DE 38 05 160 A1 bekannt. Darin wird ein einfach
anwendbares, zuverlässiges
Verfahren angegeben, um im unterirdischen, nicht begehbaren Bereich
das vordere Ende eines Produktenrohres dicht an eine Kernbohrung
eines Sammlers anschließen
zu können.
Nachteilig an dem dort beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung
ist, dass bei Tätigkeiten
unterhalb des Grundwasserspiegels im Boden am Übergangsbereich zwischen Schutzverrohrung
und Sammler Verunreinigungen mit dem einströmenden Grundwasser in den Arbeitsbereich
eingespült
werden. Dies führt
häufig zu
Undichtigkeiten an den Dichtmitteln zwischen neu eingeführten Produktenrohr
und Kernbohrung im Sammler.
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Ferner
ist aus der
DE 36 22
167 C2 ein Verfahren zum unterirdischen wasserdichten Anschließen einer
unterirdischen Hausanschlussleitung an eine bestehende Hauptleitung
bekannt, bei dem zunächst
eine Bohrung zur Aufnahme der Hausanschlussleitung in Richtung auf
die Hauptleitung in den Boden eingebracht und mit einer provisorischen
Verrohrung versehen, bei dem ferner die Hauptleitung mittels einer
durch die provisorische Verrohrung angetriebenen Hohlbohrkrone angebohrt,
bei dem danach die Hohlbohrkrone gezogen und bei dem schließlich in
die provisorische Verrohrung die Hausanschlussleitung eingebracht
und mit ihrem vorderen Ende dicht an die Wandung der Hauptleitung
eingefügt
wird, wobei durch die provisorische Verrohrung hindurch vor dem
Anbohren der Hauptleitung ein Bodenbefestigungsmittel in den die
Hauptleitung umgebenden Boden im Bereich der Anschluss-Stelle injiziert
wird. Nachteilig ist jedoch, dass eine räumlich vollständige Durchdringung
des Bodenbefestigungsmittels schwierig zu erreichen ist, so dass
weiterhin unerwünschte
Grundwasserzuflüsse
im Bereich zwischen der provisorischen Verrohrung und dem Hauptleitungsrohr
zu Verschmutzungen und somit Dichtigkeitsproblemen beim Einführen der
Anschlussleitung führen.
Auch liefert eine Ausführungsvariante,
bei dem das Bodenbefestigungsmittel innerhalb einer allseitig geschlossenen
dehnbaren Folie verwendet wird, keine besseren Ergebnisse, da dieses
Gebilde nicht ausreichend dicht an der Hauptleitung anliegt und
schwer handhabbar ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher ausgehend von der
DE 38 05 160 A1 das Verfahren
so weiter zu bilden, dass eine Anwendung unterhalb des Grundwasserspiegels
leicht und zuverlässig
durchführbar
ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung für das Verfahren
anzugeben, mit der eine wirksame Injektion von einem Dichtmittel
möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch
gelöst,
dass vor dem Injizieren ein vorübergehendes
Abdichtmittel in der Schutzverrohrung möglichst dicht vor dem Übergangsbereich
zwischen Schutzverrohrung und Sammler gesetzt wird und ein bevorzugt
hydaulisch aushärtender
Dichtschaum hinter das Abdichtmittel in den Übergangsbereich zwischen Schutzverrohrung
und Sammler eingepreßt
wird. Der Dichtschaum härtet
in dem zwischen dem Abdichtmittel in der Schutzverrohrung und dem Sammler
aufgespannten Volumen bevorzugt hydaulisch aus und bildet somit
einen sicheren Schutz gegen eintretendes Grundwasser, womit auch
die Einspülungen
von Sanden und Steinen in diesem Bereich sicher vermieden wird.
Das Abdichtmittel wird nach dem Aushärten des Dichtschaums aus der Schutzverrohrung
entfernt, um anschließend
durch den ausgehärteten
Dichtschaum in die Wandung des Sammlers eine Kernbohrung zum Anschluss
des Produktenrohres auszuführen.
Die weiteren Verfahrensschritte entsprechen dem bekannten System, wobei
auch hier bevorzugt eine Zentriervorrichtung zum sicheren und zentrierten
Einführen
des Produktenrohres in die im Sammler gebohrte Kernbohrung gemäß
DE 38 05 160 A1 verwendet
wird.
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Vorrichtungsgemäß ist ein
innerhalb der Schutzverrohrung bedarfsweise dichtend einsetzbares
Abdichtmittel vorgesehen, wobei das Abdichtmittel einen Durchlass
für den
zu injizierenden Dichtschaum hat. Der Durchlass weist bevorzugt
einen Anschluss für
eine Schlauchleitung auf, so dass der zu injizierende Dichtschaum über eine
Pumpe von einem ferneren Ort zugeführt werden kann.
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Dadurch,
dass der Dichtschaum unter Hochdruck injiziert wird, wird eine ausreichende
Verdrängung
von etwaig bereits in den Hohlraum eingedrungenes Grundwasser und
eine Presswirkung zur Verbesserung der Dichtigkeit beim Andruck
an das umgebende Material, insbesondere an die Außenwandung
des Sammlers erreicht.
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Wenn
das vorübergehende
Abdichtmittel mittels Druckluft in der Schutzverrohrung dichtend aufgebläht wird,
wird ein an der Baustelle leicht verfügbares Medium, nämlich Druckluft,
zum Setzen des vorübergehenden
Abdichtmittels verwendet. Vorrichtungsgemäß ist daher das Abdichtmittel
ein aufblähbarer
Packer, der über
eine angeschlossene Leitung bedarfsweise Druck beaufschlagbar ausgebildet ist.
Aufblähbare
Packer bestehen im wesentlichen aus einem aufblähbaren Gummischlauchelement, das
sich Druck beaufschlagt an eine Umgebungswand, hier die Schutzverrohrung
anlegt. Packer sind für
andere Anwendungsbereiche in unterschiedlichen Dimensionen bekannt.
Statt einer Expansion mittels Druckluft könnte alternativ auch eine hydraulische
Betätigung
zum Aufblähen
des Packers gewählt werden.
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Nach
dem dichtenden Anschließen
des Produktenrohres in die Kernbohrung im Sammler wird bevorzugt
die Schutzverrohrung gezogen. Somit kann die Schutzverrohrung wiederum
für weitere
Anschlüsse
verwendet werden. Um das Ziehen der Schutzverrohrung nicht übermäßig zu erschweren, sollte
das Abdichtmittel möglichst
nahe dem zum Sammler gerichteten Ende der Schutzverrohrung angeordnet
werden, damit nur eine begrenzte Oberfläche der Schutzverrohrung mit
dem Dichtschaum in Verbindung gelangt.
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Bevorzugt
ist im Durchlass für
den Dichtschaum ein selbstschließendes Rückschlagventil eingesetzt.
Damit wird verhindert, dass bei nicht anstehendem Injektionsdruck
innerhalb der Zuführleitung
des Dichtschaumes Grundwasser in den Durchlass und den Injektionsschlauch
eindringt, was zu einer hydraulischen Härtung des Dichtschaumes führen würde, womit
Injektionsschlauch und Durchlass im Abdichtmittel unbenutzbar wären.
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Ein
besonders geeigneter Dichtschaum für das beschriebene Verfahren
ist ein hydraulisch härtendes
PUR-Injektionsschaumharz. Beispielsweise handelt es sich um ein
2-Komponenten PUR-Injektionsschaumharz der Firma Webac, das auch
für den Einsatz
im Trinkwasserbereich zugelassen ist.
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Dadurch,
dass zum Ein- und Ausführen
des Abdichtmittels eine Schiebestange am Abdichtmittel befestigt
ist, wird die Handhabung zum Einführen und Setzen des Abdichtmittels
an der richtigen Stelle in der Schutzverrohrung und nach Durchführung der Dichtschauminjektion
und Aushärtung
des Schaumes eine Bergung des Abdichtmittels vereinfacht.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
anhand der beiliegenden Zeichnung detailliert beschrieben.
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Darin
zeigt:
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1 eine
Anordnung der Vorrichtung bei einem Injektionsvorgang im schematischen
Querschnitt und
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2 die
Anordnung der 1 beim Einschieben des Produktenrohres.
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In
den 1 und 2 ist eine typische Baustelle
zum unterirdischen Anschließen
eines Produktenrohres 3 an einem Sammler 2 in
einem schematischen Querschnitt dargestellt. Unterhalb eines Geländeplanums
P ist ein Sammler 2, beispielsweise eine Hauptabwasserleitung,
verlegt, an die ein Produktenrohr 3, beispielsweise eine
Hausabwasserleitung unter Vermeidung der Freilegung der Verlegestrecke
und des Anschlusspunktes nachträglich
angeschlossen werden soll.
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Ausgehend
von einem Startschacht S wird daher eine horizontale bzw. mit leichtem
Gefälle
versehene Erdbohrung zum Sammler 2 ausgeführt. Die Erdbohrung
wird bevorzugt mit einem Stahlbohrrohr mit Schneckenförderer erzeugt,
wobei eine Schutzverrohrung 1 die Horizontalbohrung offen
hält. Die Schutzverrohrung 1 führt bis
an die äußere Wandung 21 des
Sammlers 2 heran. Da die Wandung 21 des Sammlers 2 entsprechend
einer Zylinderaußenfläche gewölbt ist
und der Rohranschluss häufig
nicht im rechten Winkel zur Längsachse
des Sammlers 2 ausgeführt
ist, bilden sich zum umgebenden Boden, wenigstens oberhalb und unterhalb
der Mittellinie durch Produktenrohr 3 bzw. Sammler 2 Freiräume X zwischen
dem vorderen Ende 1 1 der Schutzverrohrung 1 und
der Wandung 21 des Sammlers 2.
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Um
diese Freiräume
X zum umgebenden Boden, insbesondere beim Herstellen eines derartigen
Anschlusses unterhalb des Grundwasserspiegels zu ermöglichen,
wird nach Fertigstellung der Horizontalbohrung ein Abdichtmittel 4 nahe
des vorderen Endes 11 innerhalb der Schutzverrohrung 1 wie in 1 dargestellt
eingesetzt. Das Abdichtmittel 4 besteht aus einem scheibenförmigen Körper 41,
der einen kleineren Außendurchmesser
als der Innendurchmesser der Schutzverrohrung 1 aufweist.
An der Außenseite
des scheibenförmigen
Körpers 41 ist ein
kreisringförmig
umlaufender Dichtschlauch als Packer 43 angeordnet. An
dem Packer 43 ist eine Druckluftleitung 44 zum
Aufblähen
des Packers 43 angeschlossen. Die Druckluftleitung 44 führt zu einem
an der Baustelle aufgestellten Kompressor, der in 1 nicht
dargestellt ist. Ferner ist in dem scheibenförmigen Körper 41 ein Durchlass 42 im
wesentlichen senkrecht zur Scheibenfläche angeordnet, in dem ein
Rückschlagventil 45 eingesetzt
ist. An diesem Durchlass 42 ist eine Dichtschaumleitung 46 angeschlossen. Über die
Dichtschaumleitung oder -schlauch 46 wird der hydraulisch
abbindende Dichtschaum von einer Hochdruckpumpe 47 dem
zwischen Abdichtmittel 4 und Sammler aufgespannten Hohlraum
zugeführt.
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Zum
Einfahren und Entfernen des Abdichtmittels 4 ist eine Schiebestange 48 am
scheibenförmigen
Körper 41 befestigt.
Die Schiebestange 48 ist teilbar in handhabbare Segmente
ausgeführt.
Mit der Schiebestange 48 wird das Abdichtmittel 4 an
die in 1 dargestellte Position nahe des vorderen Endes 11 in
der Schutzverrohrung 1 gebracht und durch Druckluftbeaufschlagung
der Druckluftleitung 44 der am scheibenförmigen Körper 41 umlaufend
angeordnete Packer 43 aufgebläht, womit eine dichtende Festlegung
des Abdichtmittels 4 in der Schutzverrohrung 1 erreicht
wird. Nun wird von der Hochdruckpumpe 47 das hydraulisch
reaktive 2-Komponenten PUR-Injektionsschaumharz über die
Dichtschaumleitung 46 über
den Durchlass 42 mit Rückschlagventil 45 in
den Hohlraum gepumpt.
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Der
2-Komponentenschaum reagiert mit dem dort befindlichen Grundwasser,
verdrängt
Wasser und Schmutz und bildet eine den Hohlraum zwischen Abdichtmittel 4 und
Sammler 2 vollständig ausfüllende Schaummasse.
Nach der hydraulischen Aushärtung
des Dichtschaumes wird die im Packer 43 eingeschlossene
Druckluft über
Druckluftleitung 44 entspannt, so dass das Abdichtmittel 4 über Schiebestange 48 aus
der Schutzverrohrung 1 entnommen werden kann.
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Nunmehr
wird der Kernbohrer innerhalb der Schutzverrohrung 1 an
die zu fertigende Anschluss-Stelle herangeführt und eine Kernbohrung 22 durch
den ausgehärteten
Dichtschaum und die Wandung 21 des Sammlers 2 eingebracht.
Der Bohrkern kann nach durchgeführter
Bohrung zusammen mit der Kernbohrvorrichtung gezogen werden. Die
so erzeugte Anschlussbohrung 22 ist durch das ausgehärtete, aufgeschäumte Dichtmittel
vollständig
von dem umgebenden Grundwasser abgeschirmt. Das Dichtschaumharz
verhindert somit wirkungsvoll, dass über die Freiräume X Grundwasser
in die Erdbohrung und insbesondere in die Kernbohrung 22 einfließt und Sand
und Steine mitspült.
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In 2 ist
die Kernbohrung 22 in der Wandung 21 des Sammlers 2 bereits
ausgeführt.
Das Produktenrohr 3 mit seinem Anschlussbereich und Dichtmanschette 31 wird
zum dichten Anschluss an die Kernbohrung 22 vorgeschoben.
Beim Einschieben des Anschlussbereichs 31 mit Dichtmanschette in
die Kernbohrung 22 sind aufgrund der vollständigen und
sicheren Abdichtung mit dem Dichtschaum keine Fremdstoffe eingespült, die
eine dichtende Verbindung stören
könnten.
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Mit
diesem zusätzlich
eingeführten
Verfahrensschritt können
unterirdische Anschlüsse
eines Produktenrohres 3 an einen Sammler 2 im
nicht begehbaren Bereich auch unterhalb des Grundwasserspiegels
in einfacher Ausführung
und hoher Zuverlässigkeit
dicht ausgeführt
werden. Das Einströmen eines
hydraulisch aushärtenden
Dichtschaumes in den kritischen Übergangsbereich
zwischen Schutzverrohrung 1 und Sammler 2 erlaubt
eine zuverlässige
Abdichtung dieses Bereiches vom Grundwasser. Unerwünschte Einströmungen und
Einspülungen von
Schmutzpartikeln können
damit sicher vermieden werden.
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- 1
- Schutzverrohrung
- 11
- vorderes
Ende
- 2
- Sammler
- 21
- Wandung
- 22
- Kernbohrung
- 3
- Produktenrohr
- 31
- Anschlussbereich
- 4
- Abdichtmittel
- 41
- scheibenförmiger Körper
- 42
- Durchlass
- 43
- Packer,
Dichtschlauch
- 44
- Druckluftleitung
- 45
- Rückschlagventil
- 46
- Dichtschaumleitung
- 47
- Hochdruckpumpe
- 48
- Schiebestange
- P
- Planum
- S
- Startschacht
- X
- Freiraum