DE19941536C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verlegen von Rohrleitungen im Erdreich - Google Patents

Abstract

Beim grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen ergibt sich häufig die Notwendigkeit, zunächst eine im Erdreich verlegte Rohrleitung zu zerstören oder eine mit Hilfe eines Bohrwerkzeugs hergestellte Pilotbohrung herzustellen und/oder aufzuweiten. Dies geschieht mit Hilfe eines angetriebenen Werkzeugs, das gegebenenfalls Schneidkanten zum Zerstören einer Altleitung und stirnseitig Öffnungen zum Abfördern des von dem Werkzeug abgebauten Erdreichs und/oder Bruchstücke einer Altleitung besitzt. In diesem Werkzeug ist zudem das vordere Ende eines Fangschlauchs angeordnet, der das vom Werkzeug gelöste Material aufnimmt. Sobald der Zielpunkt erreicht ist, wird der Fangschlauch von dem Werkzeug getrennt, mindestens ein einem Ende verschlossen und in der einen oder der anderen Richtung aus der Erdbohrung oder einer mit Hilfe des Werkzeugs eingezogenen Rohrleitung herausgezogen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ver­ legen von Rohrleitungen im Erdreich, mit Hilfe eines Werkzeugs, das in der Lage ist, eine Pilotbohrung herzustellen, eine solche Pilotbohrung aufzuwei­ ten und/oder eine im Erdreich verlegte, sanierungsbedürftige Rohrleitung (Altleitung) zu zerstören, dabei gegebenenfalls das die Altleitung umgebende Erdreich zumindest teilweise zu verdrängen und gleichzeitig eine neue Rohrleitung einzuziehen.

Vorrichtungen dieser Art sind an sich bekannt; so beschreibt die EP 0 411 278 eine Vorrichtung zum Zerstören einer erdverlegten Rohrleitung mit Hilfe eines mit Schneidwerkzeugen ausgestatteten Vortriebs­ körpers sowie Durchtrittsöffnungen zwischen den Schneidwerkzeugen, die in einen hinter den Schneiden beginnenden peripheren Sammelraum münden. Das Werkzeug wird mit Hilfe eines selbstgetriebenen Rammbohrgeräts durch die Altleitung bewegt und ist mit einem Nachziehrohr in Gestalt der neuen Rohrleitung verbunden, in deren vorderem Ende das Rammbohrgerät ange­ ordnet ist.

Nachteilig ist bei dieser Art des Altrohrzerstörens, dass die Rohrscherben aus dem Sammelraum in die Neuleitung hineingelangen und mit Hilfe eines Räumgeräts oder mit Spülwasser aus der Neuleitung entfernt werden müssen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, schlägt die DE 195 38 215 A1 die Verwendung eines druckluftbetriebenen Bohrwerkzeugs vor, die die Altleitung schlagend zerstört und den dabei entstehenden Abraum pneumatisch in das Innere eines Rohrabschnitts fördert, der mit einem Nach­ ziehrohr in Gestalt der Neuleitung verbunden ist. In dem Rohrabschnitt befin­ det sich eine Förderschnecke zum Abfördern des Abraums durch das Innere der Neuleitung zurück in die Startgrube. Beide Verfahren sind ausserordent­ lich kosten- und zeitaufwendig und ausserdem mit dem Nachteil behaftet, dass die Altrohrscherben in der Ziel- oder der Startgrube lose anfallen. Bei den Vorrichtungen ist der weitere Nachteil gemeinsam, dass der Abraum durch das Innere der neuen Rohrleitung abgefördert wird. Das kann nicht nur zu einer Beschädigung der Rohrwandung durch scharfkantige Rohrscherben oder Steine führen, sondern ist auch mit einer erheblichen Verschmutzung verbunden, die vor der Inbetriebnahme eine gründliche Reinigung der neuen Rohrleitung erforderlich macht.

Auf dem Hintergrund dieses Standes der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde, die Bedingungen für das Abfördern des Abraums zu ver­ bessern.

Zur Lösung dieses Problems schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vor, bei der der Abraum kurz nach seinem Entstehen aufgefangen wird. Dies erlaubt eine Vorrichtung mit einem angetriebenen Werkzeug, das stirnseitig mit min­ destens einer Abförderöffnung versehen ist, der sich ein Fangschlauch zum Abfördern des Abraums anschliesst. Unter den Begriff "Fangschlauch" fallen im vorliegenden Zusammenhang auch entsprechend flexible Leitungen. Mit Hilfe des angetriebenen, beispielsweise gezogenen Werkzeugs lässt sich eine Erdbohrung herstellen und das sich in dem Fangschlauch sammelnde gelöste Erdreich nach einem Verschliessen mindestens eines der Schlau­ chenden das gesammelte Erdreich aus der Bohrung herausziehen. Ist das Werkzeug mit einem Nachziehrohr in Gestalt einer neuen Rohrleitung ver­ bunden, lässt sich der Fangschlauch besonders leicht aus der Rohrleitung in eine Start- oder Zielgrube oder bis zu einem Punkt an der Erdoberfläche her­ ausziehen. Das Erdreich kann dann aus dem Fangschlauch direkt in einen Transportbehälter entleert werden.

In der zuvor beschriebenen Weise lässt sich das erfindungsgemässe Werk­ zeug auch zur Erdreich abbauenden Vergrösserung einer Pilotbohrung, zum zerstörenden Ersetzen einer Altleitung gegebenenfalls mit gleichzeitigem Abbau des die Altleitung umgebenden Erdreichs verwenden.

Das Abbauwerkzeug kann so beschaffen sein, dass es Erdreich nicht nur abbaut, sondern auch seitlich verdrängt und dass gegebenenfalls im wesent­ lichen nur die Rohrscherben bzw. Teile der Altleitung in den Fangschlauch gelangen.

Vorzugsweise ist das Werkzeug mit winklig zu seiner Bewegungsrichtung verlaufenden Messerkanten, beispielsweise mit sternförmig um die Werk­ zeuglängsachse angeordneten Messerkanten versehen. Zwischen den Mes­ serkanten befinden sich dann Öffnungen, durch die der Abraum in den Fang­ schlauch gelangt. Besonders effektiv sind Schneidmesser mit scherenartig bzw. winklig zueinander verlaufenden Schneidkanten. Solche Schneidmes­ ser sind in der Lage, die besonders schwer zu zerstörenden Muffenverbin­ dungen zwischen zwei Rohrabschnitten gleichzeitig von innen und von aus­ sen zu zerstören.

Das Abbauwerkzeug kann mit einem Anschlussstück für ein Nachziehrohr verbunden sein, das mit der Austrittsöffnung einer Versorgungsleitung für Mörtel, ein Gleitmittel oder auch Spülwasser verbunden ist. Besonders gün­ stige Verhältnisse ergeben sich, wenn das Anschlussstück eine ringförmige Kammer besitzt, die den aufgekrempelten Fangschlauch aufnimmt und ent­ sprechend der Vorwärtsbewegung des Werkzeugs freigibt. Dies kann in der Weise geschehen, dass das von dem Werkzeug abgekehrte Schlauchende am Startpunkt, beispielsweise in einer Startgrube fixiert ist. Zu diesem Zweck kann das Schlauchende mit dem Zugseil einer Winde verbunden sein.

Das Werkzeug kann mit Hilfe eines Gestänges und/oder eines pneumatisch betriebenen Rammbohrgeräts im Schubbetrieb vorwärtsbewegt werden. In diesem Falle befindet sich das Gestänge oder das Rammbohrgerät im Innern des Fangschlauchs, so dass nach dem Erreichen der Zielgrube zunächst das Gestänge bzw. das Rammbohrgerät aus dem Fangschlauch entfernt werden muss, ehe der Fangschlauch mit dem Abraum entfernt wird. Andererseits ist es jedoch auch möglich, den Fangschlauch mit dem Gestänge aus der Erd­ bohrung herauszuholen.

Günstigere Verhältnisse ergeben sich jedoch, wenn das Abbauwerkzeug durch eine Pilotbohrung oder eine Altleitung gezogen wird, weil dem Werk­ zeug dann nur der Fangschlauch und gegebenenfalls eine Nachziehrohrlei­ tung folgt und sich der Fangschlauch mit dem Abraum nach einem Lösen von dem Werkzeug besonders einfach herausziehen lässt.

Das Zuggestänge besteht vorteilhafterweise aus einzelnen leiterartigen Ab­ schnitten, die über eine Steckkupplung miteinander verbunden sind. Das Ge­ stänge ist dann mit einem Zug-Schub-Antrieb verbunden, mit dessen Hilfe es möglich ist, das Gestänge zunächst durch eine Pilotbohrung oder durch eine alte Rohrleitung zu schieben, ehe es mit dem Abbauwerkzeug verbunden und mit Hilfe des Gestänges in Richtung des Antriebs zurückbewegt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen, bei dem ein Werkzeug durch eine Bohrung oder eine Rohr­ leitung gezogen und dabei Erdreich abgebaut und/oder die Rohrleitung zer­ stört bzw. vom Erdreich gelöst und der dabei anfallende Abraum von einem Fangschlauch aufgenommen wird. Dabei kann sich ein mit dem Werkzeug verbundener Fangschlauch während der Vorwärtsbewegung des Werkzeugs entfalten, nach der Beendigung der Werkzeugbewegung vom Werkzeug ge­ trennt, an mindestens einem Ende verschlossen und sodann geborgen wer­ den. Ist mit dem Werkzeug auch eine Nachziehrohrleitung verbunden, dann lässt sich der gefüllte Fangschlauch besonders einfach aus dieser Rohrlei­ tung herausziehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Start- und einen Zielschacht mit einem von einem Gestänge gezogenen Abbauwerkzeug in dem zwischen den beiden Schächten befindlichen Erdreich,

Fig. 2 eine vergrösserte Herstellung des Werkzeugs mit seinem Antrieb,

Fig. 3 ein Startschacht und ein von einer Kette gezogenes Abbauwerkzeug,

Fig. 4 eine Stirnansicht des Abbauwerkzeugs,

Fig. 5 einen axialen Längsschnitt durch das Abbauwerkzeug nach der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Längsschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 4 und

Fig. 7 eine vergrösserte Darstellung eines Teils des Abbauwerkzeugs mit einem Fangschlauch.

Im Erdreich 1 ist eine sanierungsbedürftige Altleitung 2 zwischen zwei Kon­ trollschächten 3, 4 verlegt. In dem Kontrollschacht 3 (Startgrube) befindet sich ein Zug- und Schub-Antrieb 5 für ein Gestänge aus einzelnen leiterarti­ gen Abschnitten 6, die über eine Steckkupplung 7 miteinander bzw. mit einer drehbar in einem Abbauwerkzeug 8 gelagerten Kupplung 9 verbunden sind. Das Abbauwerkzeug 8 besteht im wesentlichen aus einer Führungsspitze 10, Schneidmessern 11 und einem Kupplungsstück 12. Die Schneidmesser be­ sitzen winklig zueinander verlaufende Schneidkanten 13, 14 und sind stern­ förmig um die Längsachse des Abbauwerkzeugs 8 angeordnet. Dabei erge­ ben sich zwischen den einzelnen Schneidmessern 11 Durchtrittsöffnungen 15 für den aus den Scherben 16 der alten Rohrleitung 2 und dem umgeben­ den Erdreich 1 bestehenden Abraum.

Den Schneidmessern 11 schliesst sich ein Trichter 17 mit peripheren ring­ förmigen Versteifungsringen 18, 19 und Leitkörpern 20, 21 für den Abraum an. Der Versteifungsring 19 kann an seiner vorderen Kante auch als Schneidkante ausgebildet sein. Des weiteren kann der Trichter 17 sowohl in seinem vorderen Teil zwischen den beiden Ringen 18, 19 als auch in seinem hinteren, konischen Teil als Käfig ausgebildet sein; er besitzt dann Öffnun­ gen, durch die Erdreich bzw. Abraum in das Werkzeuginnere eintreten kann. Dabei kann die vordere Kante des Rings 18 zumindest teilweise freiliegen und als Schneidkante ausgebildet sein.

Das Anschlussstück 12 besitzt im Innern eine ringförmige Schlauchkammer 22 mit einem aufgekrempelten bzw. in Falten gelegten Fangschlauch 23, dessen vorderes Ende mit dem Anschlussstück 12 und dessen hinteres Ende mit einer Zughülse 24 verbunden ist. Zwischen der Zughülse 24 und dem Mantel des Anschlussstücks 12 befindet sich ein Klemmring 25, der die Zughülse 24 in dem Anschlussstück 12 vorübergehend festhält.

Die Zughülse 24 greift mit ihrer Stirnkante in eine ringförmige Öffnung 26, durch die der Fangschlauch 23 die Schlauchkammer 22, verlassen kann, wenn die Zughülse 24 über ein Zugseil 27 mit der Trommel 28 einer Winde 29 verbunden ist.

Das Anschlussstück 12 ist mit einer Querbohrung 30 versehen, die über eine Mörtelleitung 30 oder 31 mit einem oberirdisch angeordneten Mörtelbehälter 32 verbunden ist. Die Mörtelleitung kann zu dem Startschacht 3 geführt sein (Fig. 1) oder zu dem Zielschacht 4 (Fig. 2).

Beim Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung wird zunächst das Ge­ stänge 6 von dem Startschacht 3 aus in Richtung auf den Zielschacht 4 durch die alte Rohrleitung 2 geschoben und sodann in dem Zielschacht 4 mit dem Abbauwerkzeug 8 gekuppelt. Gleichzeitig wird das vordere Ende des durch die neue Rohrleitung 33 eingezogenen Zugseils 27 mit der Zughülse 24 verbunden. Sodann wird der Antrieb 4 von Schub- auf Zugbetrieb umge­ schaltet und das Gestänge 6 zusammen mit dem Abbauwerkzeug 8 und ei­ ner neuen Rohrleitung 33 in Richtung auf den Startschacht 3 durch das Altrohr 2 gezogen. Dabei zerstören die entgegen der Bewegungsrichtung des Abbauwerkzeugs 8 ansteigenden unteren Schneidkanten 14 die Altleitung von innen heraus, während die oberen Schneidkanten 13 erst dann zur Wir­ kung kommen, wenn das Werkzeug auf eine Rohrmuffe 34 trifft. Diese wird dann zwischen den beiden Schneidkanten 13, 14 von innen und von aussen her zerstört.

Während der Vorwärtsbewegung des Abbauwerkzeugs 8 bewegt sich der Fangschlauch 23 mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Werkzeug aus der Schlauchkammer 22, wenn das rückwärtige Schlauchende über das Zugseil 27 mit der feststehenden Trommel 28 der Winde 29 verbunden ist. Solange sich das Werkzeug 8 noch vorwärts bewegt, befindet sich das rück­ wärtige Ende des Fangschlauchs 22 in dem Zielschacht 4 im Bereich des Beginns der Erdbohrung. Sobald das Abbauwerkzeug 8 den Startschacht 3 erreicht hat, wird das vordere Ende des Fangschlauchs von dem Werkzeug gelöst, verschlossen und die Trommel 28 der Winde 29 in Rotation versetzt, um den Fangschlauch aus der neuen Rohrleitung 33 herauszuziehen.

An die Stelle des Gestänges 5 kann auch eine Kette 35 treten, die ausser­ halb des Startschachts 3 auf eine Trommel 36 gewickelt wird (Fig. 3). Diese Kette muss dann zunächst mit Hilfe eines Seils oder eines Gestänges von dem Startschacht durch das Altrohr 2 in den Zielschacht 4 gezogen und dort mit dem Abbauwerkzeug 8 verbunden werden. Ansonsten läuft der Betrieb genauso ab, wie im Zusammenhang mit dem anderen Ausführungsbeispiel geschildert.

Der Zug-Schub-Antrieb und Einzelheiten des Gestänges sind in der DE 196 08 980 C1 beschrieben, deren Inhalt Bestandteil der vorliegenden Beschreibung ist.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen (33) mit

• - einem angetriebenen Werkzeug (8),
• - einer Öffnung (15) zum Abfördern von Abraum an der Stirnseite des Werkzeugs und
• - einem Fangschlauch (22), dessen offenes Ende im Bereich der Öffnung angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Aufweitwerk­ zeug (8).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Werk­ zeug (8) mit winklig zur Bewegungsrichtung verlaufenden Messerkanten (13, 14).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mes­ serkanten (13, 14) sternförmig mit je einer Abförderöffnung (15) zwischen je zwei Messerkanten am Abbauwerkzeug angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Schneidmesser (11) mit scherenartig zueinander verlaufenden Messer­ kanten (13, 14).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, dass das Werkzeug mit einem Anschlussstück (12) für eine Nach­ ziehrohrleitung (33) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das An­ schlussstück (12) an eine Zuleitung (30, 31) angeschlossene Öffnung (30) besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu­ leitung (30, 31) mit einer Mörtelquelle (32) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, dass sich in dem Anschlussstück (12) eine Schlauchkammer (23) befindet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, dass der in der Schlauchkammer (23) befindliche Fangschlauch (22) über ein Zugseil (27) mit einer Winde (29) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Werkzeug (8) mit einer Führungsspitze (10) verse­ hen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Führungsspitze (10) mit einer Kupplungshälfte (9) versehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch, ein an der Füh­ rungsspitze (10) angreifendes, mit einem Zug-Schub-Antrieb verbunde­ nes Gestänge (6).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ge­ stänge (5) aus Leiterabschnitten (6) besteht.

15. Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen, bei dem ein Werkzeug durch eine Bohrung oder eine Rohrleitung gezogen und dabei Erdreich abgebaut und/oder die Rohrleitung zerstört und der dabei an­ fallende Abraum von einem Fangschlauch aufgenommen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein mit dem Werkzeug verbundener Fangschlauch während der Vorwärts­ bewegung des Werkzeugs entfalten, nach der Beendigung der Werk­ zeugbewegung vom Werkzeug getrennt, an mindestens einem Ende verschlossen und sodann geborgen werden kann.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Fang­ schlauch aus einem mit dem Werkzeug verbundenen Nachziehrohr her­ ausgezogen wird.