DE1634379C - Verfahren zum Unterqueren von Kanälen mit Rohrleitungen oder Kabeln und Einnch tung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Unterqueren von Kanälen, deren Wasserspiegel höher Hegt 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 dem Land liegendem Wasserspiegel. Die Geradführung 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. Leckgefa'hr, 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 beim 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 chemisches Dichtungsmittel in den Schlitz eingepumpt, das geliert und in Verbindung mit dem vorhandenen Bodenmaterial eine absolut sichere Abdichtung des Schlitzes herbeiführt.

Im Sohlenbereich des Kanals arbeitet dieses Einspülverfahren absolut einwandfrei. Anders ist es jedoch, 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 lecksicherei

Verfahren zum Unterqueren von Kanälen zu schaffen deren Wasserspiegel höher als das umgebende Lanc liegt oder die gegen das Versickern von Wasser durcl eine Dichtung geschützt sind.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäC 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 dem Einspülgerät zwischen den beiden Baugruben in die Kanalsohle eingespült, an der Baugrube am anderen Ufer vom Einspülgerät

ao 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 Schutzrohr 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 Gruben, 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 Flansch 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 Baugrubenwand eingeschnitten wird. Bei einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Mittelbohle der kanalseitigen Baugrubenwand des Spundwandkastens vor dem Einrammen mit der Durchgangsöffnung und einem 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

Fig. 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 verschen ist und von Testbrunnen überwacht wird,

Fig. 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 Fig. 3 dargestellten Kanals,

Fig. 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 ..'.-■

Fig. 6 einen Teil einer kanalseitigen Spundwand für die Ausführung des Verfahrens bei Kanälen mit unbefestigten Ufern.

In den Fig. 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 m unter die Kanalsohle reichen und mit ihren oberen Enden etwa 1 m über dem Wasserspiegel 2 des Kanals stehen. Eckbohlen 9 mit entsprechenden Schlössern geben dem Spundvvandkasten 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

ίο 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 m 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 Mitte* 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 60°-Rohrbogen aus, der in einem dem Flansch 15 entsprechenden Flansch 12 endet. Im unteren Bereich des Schutzrohres 13 ist eine mit dem Flans.cn 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 Mittelpunkt 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

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tritt durch die Durchgangsöffnung in das Schutzrohr 13 ein. Es dient gleichzeitig als Kühlmittel 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 kanalseitigcn Baugrubenwand 11 von einem Bagger eine Ansetzgrube 30 ausgehoben. Die Bohrwelle 17 wird von einem Taucher von dieser Ansetzgrubc 30 aus geborgen. Der Muffenschieber 19 wird geschlossen und verbleibt als verlorenes Bauteil in der Baugrube. 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 Kunststoffpianen werden an der Baustelle bereitgehalten.

. Sobald das Einspülgerät 40 in der Anlandegnibe 45 angekommen ist, wird das biegsame Rohr 31 aus dem I-inspülgerät 40 herausgenommen und von einem Taucher in die Durchgangsöffnung und das daran angeschlossene Schutzrohr 13 des Spundwandkastens eingefädelt und eingezogen. Danach wird das Einspulgerät 40 entfernt, und die Ansetz- und die Anlandcizriibc werden in ihrem unteren Bereich durch Taucher mit Ton verbaut und mit dem ausgebaggerten Bodensnit 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

ίο 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.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß in die an beiden Ufern (I, II) niedergebrachten Baugruben (6) gegen den Kanal abgedichtete Schutzrohre (13) zwischen der zum Kanalbett hingewandten, „ wasserberührten Baugrubenwand (11) in Verlegetiefe und einer über der Höhe des Kanal-Wasserspiegels (2) liegenden Uferstelle verlegt werden, worauf die Schutzrohre zum Kanalbett hin geöffnet werden, daß an einem Ufer (I) ein biegsames Rohr (31) durch das eine Schutzrohr (13) eingeführt, an der zugehörigen Baugrube an einem Einspulgerät (40) befestigt, mit dem Einspülgerät zwischen den beiden Baugruben in die Kanalsohle eingespült, an der Baugrube (6) am anderen Ufer (II) vom Einspülgerät gelöst und durch das andere Schutzrohr (13) herausgeführt wird, wonach die Baugruben (6) abgedichtet und verfüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der für die Durchgangsöffnung vorgesehenen Stelle der zum Kanalbett hingewandten Baugrubenwand (11) ein zum Schutzrohr (13) passender Flansch (15) befestigt wird, daß das untere Ende des Schutzrohres (13), das bogenförmig ausgebildet und ebenfalls mit einem Flansch (12) versehen ist. an den Flansch

(15) angeschlossen wird, worauf die Durchgangsöffnung in den Flansch (15) und die Baugrubenwand eingeschnitten wird.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß an seinem unteren F.nde abgebogenes, mit einem Flansch (12) versehenes Schutzrohr (13) vorgesehen ist. das am bogenförmigen Teil mit einer zum Rohrstutzen (12) koaxialen Buchse

(16) mit einem Mullenscliieber (19) versehen ist,

die zum Einführen eines Bohrwerkzeuges zum Einschneiden der Durchgangsöffnung ausgebildet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mittelbohle (26) der kanalseitigen Baugrubenwand (11) des Spund-

wandkastens vor dem Einrammen mit der Durchgangsöffnung und einem die Durchgangsöffnung auf der Kanalseite abdeckenden Blindflansch (28) versehen wird und daß nach dem Ansetzen des Schutzrohres (13) und dem Ausheben der Baugrube (6) der Blindflansch entfernt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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