DE19526302A1

DE19526302A1 - Einrichtung und Verfahren zum Herstellen von Bohrungen in sanierte unterirdisch verlegte Rohre

Info

Publication number: DE19526302A1
Application number: DE1995126302
Authority: DE
Inventors: Helmar Haas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 1997-01-23

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und Verfahren zum nachträglichen Herstellen von Bohrungen in unterirdisch verlegte, vorzugsweise sanierte Rohre, wie beispielsweise Deponiesickerwasserrohre

Deponiesickerwasserrohre besitzen eine durchgehende Fließsohle und sind dieser gegenüberliegend über einen Umfangsbereich von etwa 1/3 bis 2/3 ihres Umfanges mit radialen Bohrungen zum Eintritt des Deponiesickerwassers versehen. Sind beispielsweise wegen Absenkungen in der Deponie derartige Sickerwasserrohre, die beispielsweise aus Steinzeug, Beton oder Kunststoff bestehen, beschädigt, müssen sie saniert werden. Dies erfolgt mit Hilfe eines sogenannten Inliners aus Kunststoff oder mit Hilfe von in das Rohr einbringbaren und aufweitbaren Hülsen. Mit dem Sanieren der Sickerwasserrohre sind in dem sanierten Bereich die Sickerbohrungen verschlossen. Um diese wieder zu öffnen und auch in diesem Bereich das Sickerwasserrohr seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch zuzuführen, müssen die Bohrungen wieder eingebracht werden. Entsprechendes gilt dann, wenn das Sickerwasserrohr im Bereich einer Abzweigung saniert worden ist. Auch hier muß der durch die Sanierung verschlossene Zulauf einer Abzweigung wieder zugänglich gemacht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bzw. dem nach einem Sanierungsvorgang die entsprechenden Bohrungen in unterirdisch verlegten Rohren wieder hergestellt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind eine Einrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14 vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, sanierte Sickerwasserrohre in dem sanierten Bereich wieder für Sickerwasser und/oder an Abzweigungen Seitenstränge eines Rohres zugänglich zu machen. Dies war bisher nicht möglich.

In Sickerwasserrohren, insbesondere in solchen, die in Mülldeponien verlaufen, treten entzündliche bzw. explosive Gase auf. Diese stellen bei der nachträglichen Herstellung von Bohrungen ein Problem dar. Um dieses zu vermeiden, sind gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung die im Anspruch 2 angegebenen Merkmale vorgesehen. Auf diese Weise kann der Arbeitsraum mit beispielsweise Wasser geflutet werden, so daß weder Funkenbildung noch auftretende Arbeitswärme zu einem Entzünden der betreffenden Gase führen kann. Dies bedeutet ein sehr sicherer Explosionsschutz.

Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß die Hubeinheit für den Arbeitsvorschub der Werkzeuge sorgt. Ein besonderer Werkzeugvorschub ist nicht erforderlich, was den konstruktiven Aufbau vereinfacht. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Merkmale gemäß Anspruch 4 vorgesehen sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Fahrantriebs bzw. des Arbeitsantriebs ergeben sich durch die Merkmale gemäß Anspruch 5 bzw. gemäß Anspruch 6.

In weiterer Ausgestaltung vorliegender Erfindung sind die Merkmale gemäß Anspruch 7 vorgesehen, mit denen eine einfache konstruktive Ausbildung der Abdichtvorrichtung erreicht ist.

Um eine Verspannung der Einrichtung innerhalb des Rohres während eines Bearbeitungsvorganges zu erreichen, können die Merkmale gemäß Anspruch 8 vorgesehen sein.

Der Werkzeugkopf kann je nach den herzustellenden Bohrungen bzw. Verbindungsöffnungen in einer Form gemäß den Merkmalen eines der Ansprüche 9 bis 12 ausgebildet sein.

Zur Zuführung der verschiedenen Arbeitsmedien sind die Merkmale gemäß Anspruch 13 vorgesehen.

Weitere verfahrensgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 15 bis 17.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht eine Einrichtung zum Herstellen von Bohrungen in einem unterirdisch verlegten Rohr,

Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Pfeil II der Fig. 1 im Bereich des Bohrkopfes,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt, jedoch in Arbeitsstellung des Werkzeugkopfes, und

Fig. 5 bis 7 jeweils einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt, jedoch dreier weiterer Ausführungsbeispiele vorliegender Erfindung.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten, in Form eines Wagens ausgebildeten Einrichtung 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung sind an einem nur angedeuteten Fahrgestell 11 ein vorderes und ein hinteres Radpaar 12, 13 vorgesehen, von denen beispielsweise das in Fahrtrichtung A hintere Radpaar 13 über einen Hydraulikfahrantrieb 14 in beiden Richtungen antreibbar ist. Als Hydraulikmittel wird Öl verwendet, das über einen Schlauch 16 von außerhalb zugeführt wird. Die Räder der Radpaare 12 und 13 besitzen eine der Innenwandung 17 eines zu sanierenden Rohres 18 angepaßte Lauffläche 19. Die Antriebsverbindung zwischen dem hinteren Radpaar 13 und dem Hydraulikfahrantrieb 14 ist nicht im einzelnen dargestellt, kann jedoch über ein Zahnradgetriebe oder dergleichen erfolgen.

In einem Bereich zwischen den beiden Radpaaren 12 und 13 ist eine Arbeitseinheit 21 am Fahrgestell 11 gehalten, die einen austauschbaren Werkzeugkopf 22 mit vier, sechs, acht etc. Werkzeugen 23 und eine ölhydraulische Arbeitsantriebseinheit 24 zum rotierenden Bewegen der Werkzeuge 23 aufweist. Der Arbeitsantriebseinheit wird über einen Schlauch 25 das Hydraulikmittel zugeführt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Werkzeuge 23 vertikal angeordnete Bohrer; es können jedoch auch Fräser oder dergleichen Werkzeuge sein. Die Antriebsverbindung zwischen der Arbeitsantriebseinheit 24 und den Werkzeugen 23 erfolgt durch ein Zahnradgetriebe 26, wie dies für den Werkzeugkopf 22 in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Die Antriebsverbindung zwischen einer Abtriebswelle der Arbeitsantriebseinheit 24 und dem dem Werkzeugkopf 22 zugeordneten Getriebe 26 erfolgt beispielsweise über eine an einem der drehfest mit dem betreffenden Werkzeug 23 verbundenen Zahnrad 27 mittelbar in Eingriff befindlichem Schnecken- oder Kegelrad. Die Drehbewegungsübertragung vom Zahnrad 27 des einen Werkzeug 23 auf die anderen Werkzeuge 23 erfolgt über eine zentrales Zahnrad 28 auf die anderen Zahnräder 27 der übrigen Werkzeuge 23.

Der Arbeitsvorschub für den Werkzeugkopf 22 in Bearbeitungsposition erfolgt in der Weise, daß der Werkzeugkopf 22 gemäß Fig. 4 längs einer auf rechten Säule 29 in Richtung des Pfeiles B vertikal nach oben verfahren wird. Der Antrieb hierfür kann beispielsweise von dem Hydraulikfahrantrieb 14 über ein Getriebe 31 abgeleitet sein.

Der Wagen 10 besitzt ferner eine Abdichtvorrichtung 36, die in der Lage ist, den Raum 37, in welchem sich die Arbeitseinheit 27 und insbesondere der Werkzeugkopf 22 befinden, gegenüber dem vorne und hinten bzw. links und rechts anschließenden weiteren Raum 38 bzw. 39 des zu sanierenden Rohres 18 abzudichten. Hierzu besitzt die Abdichtvorrichtung 36 zwei aufblasbare Balge bzw. Verpreßkissen 41, 42, die am vorderen und hinteren Ende der selbstfahrenden Einrichtung 10 und hier vor bzw. hinter dem in Vorwärtsfahrtrichtung A gesehenen vorderen bzw. hinteren Radpaares 12, 13 angeordnet sind. Die Verpreßkissen 41, 42 sind beispielsweise an einem Flansch 45 einer Verlängerung des Fahrgestells 11 gehalten. Die zum Aufblasen der Verpreßkissen 41, 42 notwendige Druckluft wird über einen Schlauch 43 von außerhalb zugeführt. In aufgeblasenem Zustand der Verpreßkissen 41, 42, wie er gestrichelt dargestellt ist, legen diese sich an die Innenwandung 17 des zu sanierenden Rohres 18 flüssigkeitsdicht an, so daß der die Arbeitseinheit 21 aufnehmende Raum 37 zu beiden Seiten hin abgedichtet ist. Die in Fig. 1 angedeuteten Schläuche 16, 25 und 43 sind durch den hinteren Flansch 45 geführt.

Die Arbeitsweise der Einrichtung 10 und deren Arbeitszweck sind folgende: das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte unterirdisch verlegte Rohr 18 ist ein Sickerwasserrohr, das seiner durchgehenden Fließsohle 46 gegenüberliegend mit einer Vielzahl von Sickerbohrungen 47 versehen, die gleichmäßig über etwa 2/3 bis 3/4 des Umfanges verteilt angeordnet sind. In dem in Fig. 1 dargestellten Abschnitt 48 des Sickerwasserrohres 18 wurde zur Sanierung ein Inliner 49 oder eine aufweitbare Hülse eingebracht. Um diesen Abschnitt 48 des Sickerwasserrohres 18 wieder seinem bisherigen Zweck zuzuführen, wird die selbstfahrende Einrichtung 10 bzw. Wagen in diesen Sickerwasserrohrabschnitt 48 gebracht. Ist dies erfolgt, werden die Verpreßkissen 41, 42 mit Druckluft gefüllt, so daß sie den Raum 37, in welchem sich die Arbeitseinheit 21 befindet und innerhalb welchem es gilt, den Rohrabschnitt 48 mit neuen Sickerbohrungen zu versehen, sich befindet. Bevor das Bohren oder Fräsen der Sickerbohrungen beginnt, wird der Raum 37 mit einem flüssigen Medium, vorzugsweise Wasser, befüllt, das über einen Schlauch 44 von außerhalb und durch den Flansch 45 zugeführt wird. Nachdem der Raum 37 mit Wasser befüllt ist, werden die Werkzeuge 23 des Werkzeugkopfs 22 rotierend angetrieben und der Werkzeugkopf 22 in vertikaler Richtung gemäß Pfeil B angehoben, so daß gemäß Fig. 4 die neuen Sickerbohrungen 47n sowohl in den Inliner 49 als auch in die Wandung des Rohres 18 eingebracht werden können. Das Arbeiten in geflutetem Raum 37 verhindert Funkenbildung oder Wärmebildung, die zu einem Entzünden bzw. einer Explosion der sich in derartigen Deponiesickerrohren 18 befindlichen entzündlichen Gase führen könnte. Nach dem Herstellen der Bohrungen 47′ wird die Druckluft aus den Verpreßkissen 41, 42 über nicht dargestellte separate und nach außen geführte Entlüftungsleitungen abgelassen, so daß sich auch der geflutete Raum 37 entleeren kann. Die selbstfahrende Einrichtung 10 kann dann entweder innerhalb des Rohrabschnitts 48 weiterbewegt und für einen erneuten Bohr- bzw. Fräsvorgang vorbereitet werden oder wieder aus dem Rohr 18 entgegen der Richtung A ausgefahren werden.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist die Arbeitseinheit 21′ eines Wagens 10′ mit einem Werkzeugkopf 22′ versehen, der beispielsweise mit drei längs eines Dreiecks angeordneten Werkzeugen 23′ versehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Werkzeuge 23′ selbst jeweils mit einer Vorschubbewegung gemäß Doppelpfeil c beaufschlagt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Werkzeuge 23′ vertikal angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 kann sich das Fahrgestell 11′ über federbelastete Führungen 51 eine Abstützvorrichtung seitlich an der Innenwandung 17 des Rohres 18 abstützen. Die Führungen 51 besitzen eine mit einer Feder 52 beaufschlagte Gleitkufe 53 zu beiden Seiten des Fahrgestells 11′.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist die Arbeitseinheit 21′′ des Wagens 10′ mit einem Werkzeugkopf 22′′ versehen, dessen Werkzeuge 23′′ zu beiden Seiten jeweils geneigt angeordnet sind. Dabei kann zu jeder Seite eine hintereinanderliegende Reihe von Werkzeugen 23′′, die in Richtung der Doppelpfeile D bzw. D′ verfahrbar sind, vorgesehen sein. Im übrigen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5.

Mit den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 und 6 ist es möglich, die Werkzeugköpfe 22′ bzw. 22′′ auswechselbar an der Arbeitseinheit 21′, 21′′ vorzusehen, so daß es möglich ist, mit der selbstfahrenden Einrichtung 10′ zunächst eine Reihe von vertikal angeordneten Bohrungen gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und danach eine Reihe von zu beiden Seiten schräg gerichteten Sickerbohrungen gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 innerhalb eines sanierten Abschnitts 48′ eines Rohres 18′ vorzusehen bzw. einzuarbeiten.

Gemäß einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist die Arbeitseinheit mit einem Werkzeugkopf versehen, der derart verschwenkbar gehalten ist, daß er längs der Innenwandung und quer zur Fahrtrichtung um etwa 180° verschwenkt werden kann, welche Verschwenkbewegung ebenfalls hydraulisch gesteuert ist. Auf diese Weise kann mit einem ein oder mehrere Werkzeuge aufweisenden Werkzeugkopf in entsprechenden Verschwenkschritten eine Vielzahl von Sickerbohrungen längs des betreffenden Umfangsbereichs des Rohrabschnittes und/oder Bohrungen an Rohr-Abzweigungen eingebracht bzw. eingebohrt oder eingefräst werden.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 lediglich unterschiedlich, daß nicht die einzelnen Werkzeuge, sondern der gesamte Werkzeugkopf 22′ über eine sich an der Sohle des Rohres 18 über eine Platte 55 abstützende hydraulische Hubeinheit 54 mit dem Vorschub gemäß Doppelpfeil c′ beaufschlagt werden kann.

Bei allen vorgenannten Ausführungsbeispielen ist es möglich, die Abstützvorrichtung mit Hydraulikzylindern auszutauschen.

Claims

1. Einrichtung zum nachträglichen Herstellen von Bohrungen in unterirdisch verlegte, vorzugsweise sanierte Rohre, wie beispielsweise Deponiesickerwasserrohre, gekennzeichnet durch einen mit einem Hydraulikfahrantrieb (14) versehenen Wagen (10);
einen auf dem Wagen (10) auswechselbar gehaltenen Werkzeugkopf (22);
einen Hydraulikarbeitsantrieb (24) für das oder die Werkzeuge (23) am Werkzeugkopf (22);
eine Abstützvorrichtung (51) zum im wesentlichen zentrischen seitlichen Abstützen des Wagens (10).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine aufblasbare Abdichtvorrichtung (36) zum beidendigen Abschließen eines den Werkzeugkopf (22) beinhaltenden Arbeitsraumes (37) gegenüber den anschließenden Rohrbereichen (38, 39).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufblasbare Abdichtvorrichtung (36) durch zwei Verpreßkissen (41, 42) gebildet ist, die in Fahrtrichtung vor bzw. hinter den Radsätzen (12, 13) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Wagens (10) eine hydraulische Hubeinheit (54) für den Werkzeugkopf (22) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Hubeinheit (54) sich über eine Platte (55) an der Sohle des Rohres (18) abstützt.

6. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikfahrantrieb (14) im Bereich einer vorzugsweise hinteren Radachse (13) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikarbeitsantrieb (24) durch einen ölhydraulischen Antrieb gebildet ist.

8. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützvorrichtung kraftbeaufschlagte Führungselemente besitzt, die vorzugsweise hydraulisch verspannbar sind.

9. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (22) mit mehreren vertikal ausgerichteten Bohrern (23), Fräsern oder dergleichen bestückt ist.

10. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (22) mit mehreren geneigt ausgerichteten Bohrern (23), Fräsern oder dergleichen bestückt ist.

11. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (22) um eine vertikale Achse drehbar ist.

12. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem Bohrer (23), Fräser oder dergleichen versehene Werkzeugkopf (22) um eine horizontale Achse schwenkbar ist.

13. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Arbeitsmedien-Zuführschläuchen (16, 25, 43, 44) für der Abdichtvorrichtung (36) zuzuführenden Druckluft und/oder für dem Hydraulikfahrantrieb (14) zuzuführendes Wasser und/oder für dem Hydraulikarbeitsantrieb (24) zuzuführendes Medium und/oder für Wasser, mit dem der Arbeitsraum (37) zu fluten ist, versehen ist.

14. Verfahren zum nachträglichen Herstellen von Bohrungen in unterirdisch verlegte, vorzugsweise sanierte Rohre, wie beispielsweise Deponiesickerwasserrohre, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Einfahren eines mit einem Hydraulikfahrantrieb versehenen und mit einem Werkzeugkopf versehenen Wagens in das Rohr und zu dem betreffenden Rohrabschnitt;
Abdichten des Rohrabschnittes gegenüber den benachbarten Rohrbereichen;
Fluten des Rohrabschnittes;
Herstellen von Bohrungen mittels am Werkzeugkopf vorgesehener Werkzeuge.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichten des Rohrabschnittes durch Aufblasen von Verpreßkissen vorgenommen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluten des Rohrabschnittes mittels Wasser erfolgt.

17. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen der Bohrungen die Verpreßkissen abgelassen werden.