-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Unterqueren von Kanälen,
deren Wasserspiegel höher liegt als das umgebende Land oder die gegen das Versickern
des Wassers durch eine Dichtung geschützt sind, mit Rohrleitungen oder Kabeln, die
in die Kanalsohle eingebettet werden unter Verwendung einer am Ufer vorgesehenen,
bis auf die Verlegetiefe ausgehobene Baugrube, und auf eine Einrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens.
-
Es ist aus der Zeitschrift »Baumaschine und Bautechnik«, Heft
9, 1958, bekannt, in die Böschung eines Kanals eine Baugrube einzubringen,
von der aus dann Betonrohre unter dem Kanalbett durch Unterpressen hindurchgeschoben
werden. Es ist auch möglich, von derartigen Baugruben aus dem Kanal zu unterbohren.
Diese bekannten Verfahren beinhalten jedoch ein sehr großes Risiko hinsichtlich
des Leckwerdens der Kanalwandung bei über dein Land liegendem Wasserspiegel. Die
Geradfährung von langen Bohr- oder Preßrohren ist nämlich sehr stark von der Schichtung
des jeweiligen Bodenmaterials abhängig. Unterschiedliche Schichtungsfestigkeiten
können dann zu einem Verlaufen der Rohre führen, wobei dann im Extremfall die Bohrrohre
die Kanalabdichtung und die Kanalsohle durchbrechen.
-
Diese Gefahr besteht auch bei der Anwendung des Vibro-Einspülverfahrens,
das in der Zeitschrift »Rohre, Rohrleitungsbau, Rohrleitungstransport«, Heft 2,
1964, beschrieben ist. Solange wie in dem beschriebenen Fall der Wasserspiegel tiefer
als das umgebende Land liegt, ist die Leckgefal14 bei der das Kanalwasser über das
Land ausfließt, nicht gegeben. Das bekannte Vibro-Einspülgerät schlitzt den Gewässergrund
lediglich seiner Breite entsprechend auf. Das schneidenartige Vorderteil des Gerätes
ist hierzu im Untergrundbereich mit Düsen versehen, durch die das spülende Druckwasser
austritt. Damit entsteht vor dem Spülgerät ein aufgelockertes Boden-und Wassergemisch,
durch welches das Gerät mechanisch, unterstützt durch die vom Vibrator eingebrachten
Schwingungen, welche die Bodenreibung verringern, hindurchgezogen werden kann.
-
Der vor dem Gerät vorhandene Boden-Wasserüberdruck nimmt beini
Vormarsch des Gerätes an dessen Seiten bereits ab und ist hinter dem Gerät ,gleich
Null. Das Boden-Wasser-Gemisch wird somit im Sohlenbereich verbleiben und unmittelbar
hinter dem Gerät, im drucklosen Bereich, den Schlitz wieder verfüllen. Es findet
bei diesem Verfahren also lediglich eine Bodenumlagerung statt, bei der auch das
vorhandene Ton-Dichtungsmaterial nicht verlorengeht, sondern sich im Schlitz
hinter dem Gerät wieder anlagert.
-
An besonders gefährdeten Stellen wird sicherheitshalber unmittelbar
hinter dem Spülgerät ein chernisches Dichtungsmittel in den Schlitz eingepumpt,
das geliert und in Verbindung mit dem vorhandenen Bodenmaterial eine absolut sichere
Abdichtung des Schlitzes herbeiführt.
-
Ini Sohlenbereich des Kanals arbeitet dieses Einspülverfahren absolut
einwandfrei. Anders ist es je-
doch, wenn das Einspülen in der Böschung erfolgt
und der Wasserspiegel über dem umgebenen Land liegt. Dann können auch kleine Unregelmäßigkeiten
in der Deichwandung zu einem Leckwerden führen, wie es von Fluß- und Seedeichen
her bekannt ist, die leck werden, auch ohne daß der Deich bricht. Es ist Aufgabe
der Erfindung, -ein lecksicheres Verfahren zum Unterqueren von Kanälen zu schaffen,
deren Wasserspiegel höher als das umgebende Land liegt oder die gegen das Versickern
von Wasser durch eine Dichtung geschützt sind.
-
Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs erwähnten
Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung in die an beiden Ufern niedergebrachten
Baugruben gegen den Kanal abgedichtete Schutzrohre zwischen der zum Kanalbett hingewandten,
wasserberührten Baugrubenwand in Verlegetiefe und einer über der Höhe des Kanal-Wasserspiegels
liegenden Uferstelle verlegt werden, worauf die Schutzrohre zum Kanalbett hin geöffnet
werden, daß an einem Ufer ein biegsames Rohr durch das eine Schutzrohr eingeführt,
an der zugehörigen Baugrube an einem Einspülgerät befestigt, mit,demEinspülgerät
zwischen den beiden Baugruben in die Kanalsohle eingespült, an der Baugrube am anderen
Ufer vom Einspülgerät gelöst und durch das andere Schutzrohr herausgeführt wird,
wonach die Gruben abgedichtet und verfüllt werden.
-
Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung läßt sich das Einspülverfahren
in vorteilhafter Weise auch für höher gelegene Kanäle einsetzen. In dem Bereich,
in dem das Einspülverfahren möglicherweise ein Leck verursachen könnte, ist dieser
Leckgefahr durch das Einführen einer Baugrube vorgebeugt, in die das einzuspülende
Rohr durch ein Schutzrohr eingeführt wird,' wobei das Schutzröhr während
des Einführvorganges von einem Bereich oberhalb des Wasserspiegels in das Kanalwasser
hineinführt.
-
Die Einführung eines Schutzrohres hat den weiteren Vorteil, daß die
Baugrube nur so groß gehalten zu werden braucht, wie es zur Anbringung des Schutzrohres
erforderlich ist. Die Grube ist damit wesentlich kleiner als alle bisher bekannten
Graben, von denen aus ein Unterqueren von Kanälen durchgeführt wurde.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung
wird an der für die Durchgangsöffnung vorgesehenen Stelle der zum Kanalbett hin
gewandten Baugrubenwand ein zum Schutzrohr passender Flansdh befestigt, und das
untere Ende des Schutzrohres, das bogenförmig ausgebildet ist und ebenfalls mit
einem Flansch versehen ist, wird an den Flansch angeschlossen, worauf die Durchgangsöffnung
in den Flansch und die Baugrabenwand eingeschnitten wird. Bei einer abgewandelten
Ausführungsform des Verfahrens wird eine Nfittelbohle der kanalseitigen Baugrubenwand
des Spundwandkastens vor demEinrammenmitderDurchgangsöffnungundeinem die Durchgangsöffnung
auf der Kanalseite abdeckenden Blindflansch versehen, und nach dem Ansetzen des
Schutzrohres und dem Ausheben der Grube wird der Blindflansch entfernt.
-
Zum Anbohren der Baugrubenwand wird für den Fall, daß der vorher angebrachte
Blindflansch nicht zum Einsatz kommt, eine Einrichtung benutzt, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß ein an seinem unteren Ende abgebogenes, mit einem Flansch versehenes Schutzrohr
vorgesehen ist, das am bogenförmigen Teil mit einer zum Rohrstutzen koaxialen Buchse
mit einem Muffenschieber versehen ist, die zum Einführen eines Bohrwerkzeugs zum
Einschneiden der Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Auf diese Weise läßt sich durch
das Schutzrohr hindurch die Baugrubenwand anbohren, ohne daß Wasser aus dem
Kanal
austreten kann. Nach Vollendung der Bohrung braucht nur das Bohrwerkzeug von einem
Taucher entfernt und der Muffenschieber geschlossen zu werden.
-
Es hat sich gezeigt, daß bei den nach dem Verfahren gemäß der Erfindung
durchgeführten Unterdükerungen der Grundwasserspiegel des umgebenden Geländes während
der Uferbauten und des Einspülvorganges keinen oder nur einen geringfügigen Anstieg
zeigt. Die Gefahr eines Wasserdurchbruches ist bei diesem Verfahren praktisch ausgeschlossen.
Die Uferbereiche, in denen eine nachhaltige Zerstörung der Dichtungsschicht erfolgt,
werden durch das Verfüllen des Spundwandkastens bzw. der Gruben wieder zuverlässig
abgedichtet. Die Erfindung ermöglicht somit die Anwendung des in bekannter Weise
vorteilhaften Einspülverfahrens auch bei Kanälen, bei denen wegen der erforderlichen
Abdichtung gegen. den Untergrund eine Unterdükerung bisher auf Schwierigkeiten stieß.
-
Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen
Querschnitt durch einen Kanal, der mit einer Dichtungsschicht versehen und an beiden
Ufern von je einem Testbrunnen überwacht ist, F i g. 2 einen Kanal,
dessen Wasserspiegel höher liegt als das umgebende Land und der gleichfalls mit
einer Dichtungsschicht versehen ist und von Testbrunnen überwacht wird, F i
g. 3 im Schnitt und in der Draufsicht den Beginn der Unterdükerung eines
Kanals, dessen Ufer durch Spundwände gebildet sind, F i g. 4 im Schnitt und
in der Draufsicht das Ende der Unterdükerung des in F i g. 3 dargestellten
Kanals, F i g. 5 im Schnitt und in der Draufsicht eine vergrößerte Darstellung
eines Teiles der Baugrubenwand mit einem Schutzrohr entsprechend der Einrichtung
nach der F i g. 4 und F i g. 6 einen Teil einer kanalseitigen Spundwand
für die Ausführung des Verfahrens bei Kanälen mit unbefestigten Ufern.
-
In den F i a. 1 und 2 sind Kanäle dargestellt, in deren Bett
eine Dichtungsschicht 1, beispielsweise eine Tonschicht, vorgesehen ist.
Der Wasserspiegel 2 liegt bei dem Kanal gemäß der F i g. 1 unterhalb und
bei dem Kanal gemäß der F i g. 2 oberhalb des umgebenden Geländes.
-
Vor Beginn der Unterdükerung wird an beiden Ufern mindestens
je ein Testbrunnen 4 niedergebracht, der mit einer Anzeigevorrichtung
3 für den Grundwasserspiegel 5 versehen ist. Die dauernde überwachung
dieser Anzeige stellt sicher, daß etwaige Durchsickerungen des Wassers sofort erkannt
werden.
-
Im folgenden wird an Hand der F i g. 3 und 4 die Unterdükerung
eines Kanals näher beschrieben. Das Verfahren ist mit geringfügigen Änderungen sowohl
für Kanäle mit Spundwandufern als auch für Kanäle mit unbefestigten Ufern geeignet.
-
An dem einen Ufer I wird ein Spundwandkasten (F i g. 3) aus
Spundbohlen so gerammt, daß diese mit ihren unteren Enden 7 etwa
3 bis 4 in unter die Kanalsohle reichen und mit ihren oberen Enden etwa
1 in über dem Wasserspiegel 2 des Kanals stehen. Eckbohlen 9 mit entsprechenden
Schlössern geben dem Spundwandkasten die notwendige Dichtigkeit. Bei Kanälen mit
Spundwandufern dient die Uferwand selbst als kanalseitige Wand des Spundwandkastens,
während bei Kanälen mit unbefestigten Ufern ein vollständiger Spundwandkasten gerammt
wird. Der Spundwandkasten umschließt eine Baugrube 6; die kanalseitige Baugrubenwand
11 ist unmittelbar vom Wasser berührt.
-
In den Spundwandkasten wird ein vorzugsweise aus Stahl bestehendes
Schutzrohr 13 eingeführt und an seinem unteren Ende an eine in der kanalseitigen
Baugrubenwand 11 hergestellte Durchtrittsöffnung angeschlossen; das obere
Ende des Schutzrohres 13
liegt über dem Wasserspiegel 2.
-
Im folgenden wird das Einbringen und Anschließen des Schutzrohres
13 zunächst für den Fall beschrieben, daß es sich um einen Kanal mit einem
Spundwandufer handelt. Zunächst wird mit einem Bagger ein Erdkeil bis etwa 2 in
unter der Kanalsohle aus dem Spundwandkasten ausgehoben, so daß ein Arbeitsraum
entsteht, dessen unterer Bereich tiefer liegt als die Kanalsohle. Um den Arbeitsraum
trocken zu halten, kann eine Pumpvorrichtung 10 vorgesehen sein, die das
sich im Arbeitsraum ansammelnde Wasser in den Kanal pumpt. Dann wird in der Nfitte
der kanalseitigen Baugrubenwand 11 an der Stelle, wo eine Durchtrittsöffnung
hergestellt werden soll, ein mit Stiftschrauben versehener Flansch 15 an
die Innenseite 8 einer Spundbohle angeschweißt. Dies ist genauer aus F i
g. 5 zu erkennen. Das Schutzrohr 13,
das in den Spundwandkasten eingebracht
und an die herzustellende Durchgangsöffnung angeschlossen werden soll, läuft an
seinem unteren Ende in einem 601-Rohrbogen aus, der in einem dem Flansch
15
entsprechenden Flansch 12 endet. Im unteren Bereich des Schutzrohres
13 ist eine mit dem Flansch 12 koaxiale Buchse 16 eingeschweißt, die
als Führung für eine Bohrwelle dient. Vor dem Anschließen des Schutzrohres
13 wird durch den Flansch 12 eine Bohrwelle 17 mit einer Bohrscheibe
20 eingeschoben. Die Bohrscheibe 20 ist ähnlich einem Glockenfräser ausgebildet
und in ihrem Nfittelpunkt mit einem Zentrierbohrer 21 versehen. Am antriebsseitigen
Ende der Bohrwelle 17 ist ein Morsekegel angedreht, auf den eine Bohrmaschine
22 aufgesetzt werden kann. Am freien Ende der Buchse 16 ist ein Muffenschieber
19 aufgesetzt; vor dem Muffenschieber liegt eine O-Ringdichtung
18 für die Bohrwelle 17. Die Bohrwelle 17 wird in die Buchse
16 so weit eingeschoben, daß der Fräser nicht mehr aus dem Gegenflansch vorsteht;
dabei ist der Muffenschieber 19 vollständig geöffnet. Danach wird das Schutzrohr
13 mit seinem Flansch 12 unter Zwischenlage einer Dichtung 23 auf
den Flansch 15 an der Baugrubenwand 11 aufgesetzt und mit dem Flansch
15 verschraubt. Dann wird auf dem Morsekegel am Ende der Bohrwelle
17, das aus der Buchse 16 vorsteht, die Bohrmaschine 22 aufgesetzt,
die sich mittels einer Vorschubspindel 24 an einem Widerlager 25 abstützt.
Die Bohrmaschine 22 wird nun in Gang gesetzt und mit Hilfe der Vorschubspindel 24
in Richtung auf die Spundbohle vorbewegt. Dabei bohrt der Zentrierbohrer 21 zunächst
durch die Spundbohle ein Loch von etwa 16 bis 20 mm Durchmesser und dient
dann als Führungszapfen für die Bohrscheibe 20, deren Schneidzähne dann eine Scheibe,
deren Durchmesser dem Innendurchmesser des angeschweißten Flansches 15 entspricht,
aus der Spundbohle herausfräsen und dadurch die Durchgangsöffnung erzeugen. Das
außerhalb des Spundwandkastens stehende Wasser
tritt durch die Durchgangsöffnung
in das Schutzrohr 13 ein. Es dient gleichzeitig als Kühh-nittel für den Fräser.
Da das obere Ende des Schutzrohres 13 höher liegt als der Wasserspiegel 2
des Kanals, kann das in das Schutzrohr 13 eintretende Wasser höchstens bis
zum Niveau des Kanalspiegels ansteigen. Nun wird vor der kanalseitigen Baugrubenwand
11 von einem Bagger eine Ansetzgrube 30 ausgehoben. Die Bohrwelle
17 wird von einem Taucher von dieser Ansetzgrube 30 aus geborgen.
Der Muffenschieber 19 wird geschlossen und verbleibt als verlorenes Bauteil
in der Baugrabe. Der Spundwandkasten wird an seinem Grunde mit einer Tonschicht
abgedichtet, in die auch das Schutzrohr 13 zum Teil eingebettet wird. Soweit
erforderlich, kann bei bestimmten Bodenarten der untere Bereich des Spundwandkastens
auch mit Kontraktorbeton verfüllt werden.
-
Am gegenüberliegenden Ufer II wird in gleicher Weise eine umspundete
Baugrube 6 mit eingebautem Stahlschutzrohr 13 gebaut und eine Anlandegrube
45 ausgehoben.
-
In die Ansetzgrube 30 wird das Einspülgerät 40 eingesetzt.
In den Kabelkanal dieses Einspülgerätes wird von einem Taucher ein biegsames Rohr
31 aus Kunststoff eingelegt, das sich durch die in die Baugrubenwand
11 gebohrte Durchgangsöffnung und das Schutzrohr 13 erstreckt. Das
Einspülgerät 40 ist nach Aufbau und Wirkungsweise bekannt und wird hier nicht näher
beschrieben; es wird langsam von einem Ufer I zum anderen Ufer II bewegt. Das die
Dichtungsschicht 1 des Kanals durchdringende Einspülgerät 40 schneidet diese
Dichtungsschicht nur in einem sehr schmalen Schlitz ohne Bodenentnahme, ein. Das
am vorderen Ende des Gerätes durch die dort angebrachten Düsen austretende Druckwasser
erzeugt ein Boden-Wasser-Gemisch, das dem fortbewegten Spülgerät den Durchtritt
erlaubt. Am hinteren Ende des Gerätes ist kein Wasserüberdruck mehr vorhanden; der
von dem Gerät gezogene Graben fällt dort wieder zusammen, und der in den Graben
einlaufende normale Wasserdruck wäscht die seitlich des Spülgerätes liegenden Bestandteile
der Dichtungsschicht 1 wieder in den Graben hinein, so daß die Dichtungsschicht
wieder verwächst. Dieser Vorgang kann durch Taucher beobachtet und unterstützt werden.
Zur Wiederherstellung der Dichtungsschicht kann, wenn erforderlich, in bekannter
Weise ein Dichtstoff in den Grabenschlitz eingebracht werden.
-
Falls im Bereich der Ansetzgrube 30 und der Anlandegrube 45
übermäßig starke Versickerungen auftreten, steigt der Grundwasserspiegel in den
Testbrunnen 4 an. Sobald dieser Zustand eintritt, können die Gruben 30 bzw.
45 rechtzeitig abgedichtet werden, beispielsweise mit Hilfe von Kunststoffplanen,
die von einem Taucher ausgelegt werden. Solche Kunststoffplanen werden an der Baustelle
bereitgehalten.
-
Sobald das Einspülgerät 40 in der Anlandegrube 45 angekommen is4 wird
das biegsame Rohr 31 aus dem Einspillgerät 40 heraus-enornrnen und von einem
C CD
Taucher in die Durchgangsöffnung und das daran angeschlossene Schutzrohr
13 des Spundwandkastens eingefädelt und eingezogen. Danach wird das Einspülgerät
40 entfernt, und die Ansetz- und die Anlandegrube werden in ihrem unteren Bereich
durch Taucher mit Ton verbaut und mit dem ausgebaggerten Bodengut wieder verfüllt.
Die verfüllten Gruben werden auf beiden Kanalseiten mit bewehrten Betonplatten abgedeckt,
damit das wieder eingebrachte Bodengut vor dem Schraubenwasser passierender Schiffe
geschützt ist.
-
Wenn der zu unterquerende Kanal nicht mit Spundwandufern, sondern
mit unbefestigten Ufern versehen ist, wird ein vollständiger Spandwandkasten gerammt.
In diesem Fall wird in der Bohle, die als Mittelbohle 26 der kanalseitigen
Baugrubenwand 11 dienen soll, vor dem Einrammen die Durchgangsöffnung angebracht.
Wie aus F i g. 6 zu ersehen ist, wird die Durchgangsöffnung von einem in
die Mittelbohle 26 eingeschweißten Verstärkungsflansch 27 gebildet,
der nach der Außenseite durch einen Blindflansch 28 dichtgesetzt ist. Nachdem
diese so vorbereitete Spundbohle gerammt ist, wird nach dem Ausbaggern des Spundwandkastens
das Schutzrohr 13
von innen an den Verstärkungsflansch 27 angesetzt
und verschraubt. Die Spundwandgrube wird dann in der oben beschriebenen Weise abgedichtet
und verbaut. Nach dem Ausbaggern der Ansetzgrube 30
bzw. der Anlandegrube
45 wird der Blindflansch 28
von einem Taucher losgenommen und geborgen.