DE257682C

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Publication number: DE257682C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 257682 KLASSE 5 c. GRUPPE

ERNST STOCKFISCH in ESSEN, Ruhr.

Verfahren zum Auskleiden von Schächten. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Dezember 1908 ab.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Auskleiden von Schächten und Bohrlöchern mittels Beton ohne vorherige Verrohrung oder Verzimmerung unter Verwendung einer den Schacht füllenden Flüssigkeitssäule von hohem spezifischen Gewicht.

Die an sich beim Abbohren der Schächte und Bohrlöchern bekannte Dickspülungsflüssigkeit ist ersetzt durch eine Druckflüssigkeit, die betonbildende Schwerkörper enthält, welche mit dem später in besonderer Weise zugeführten Zement nach Absenkung des Senkschachtkörpers den Auskleidungsbeton bilden. Während des Einhängens des Senkschacht körpers muß dafür Sorge getragen werden, daß die Schwerkörper dauernd und über die ganze Wassersäule hin gleichmäßig im Wasser suspendiert bleiben, so daß das spezifische Gewicht auch im oberen Teil der Wassersäule genügend hoch bleibt. Dies wird gemäß der Erfindung durch zwei Mittel erreicht: einmal durch Erzeugung von Wirbeln im untersten Teil der Wassersäule, zunächst der Schachtsohle, die die darüberliegenden Flüssigkeitsteile in eine kreisende Bewegung versetzen, wodurch ein Absetzen der suspendierten Schwerkörper verhindert wird; außerdem durch Einführung von Luft in den unteren Teil der Flüssigkeitssäule, wobei die aufsteigenden Luftblasen, ohne das spezifische Gewicht der Flüssigkeit wesentlich zu verringern, die suspendier . ten Schwerkörper aufwärts tragen und schwimmend erhalten. Die Verwendung einer solchen Suspension von Schwerkörpern, wie Schwerspat, Gichtstaub u. dgl., bietet aber auch den Vorteil, daß diese Körper, ungleich dem Ton, vorzügliche Betonbildner sind, die zusammen mit dem später eingebrachten Zement die Betonschicht zwischen Schacht und Bohrwand bilden helfen. Dabei soll gemäß der Erfindung die Einführung des Zementbreies unter kräftigem Druck durch den Schacht und unter seinem Fuß hindurch in den zwischen ihm und der Bohrwand verbliebenen Zwischenraum erfolgen.

Eine beispielsweise Form der Ausführung des neuen Verfahrens wird durch die Zeichnung veranschaulicht.

In dem z. B. durch Spülbohrung niedergebrachten Schacht oder Bohrloch α wird auf die Sohle nach Beseitigung des Bohrmehls durch Einhänge rohre b_v b₂, b₃ usw. ein kräftiger Spülstrom geführt, sobald die während der Bohrarbeit unterhaltene Spülung unterbrochen ist. Gleichzeitig werden sich feinverteilende, spezifisch schwere Sammelkörper, welche zusammen mit Zement zu einem guten Beton abbinden, in den Schacht eingeschlämmt und, um die im Schacht befindlichen Wassermengen in kreisende Bewegung zu versetzen,' der Spülstrom in tangentialer Richtung eingeführt sowie ferner, entweder durch die zur Zuleitung des Spülstroms vorgesehenen Einhängerohre O₁, b₂, b_s usw. oder besondere Einhängerohre, gleichzeitig oder abwechselnd mit dem Spülstrom Luft aus feinen Öffnungen c zum Austritt gebracht. Die eingeschlämmten Sammelkörner werden dadurch entgegen ihrer Schwerkraft nach oben gerissen und in der Schwebe gehalten,

Während dieses Vorganges vollzieht sich das Einbringen des Schachtausbaues und die Gewinnung des Wasserabschlusses wie folgt:

Fig. 2 stellt den nun beginnenden Arbeitsabschnitt dar. Auf den Schachtboden e wird der Schachtausbau f in der bekannten Weise unter sorgsamer Abdichtung gegen eindringendes Wasser aufgesetzt. Unter Benutzung der Schwimmkraft wird die Schacht auskleidung

ίο nach Maßgabe des Arbeitsfortschritts durch Füllung des Inneren mit Wasser abgesenkt. Reicht Wasser nicht aus, so muß Sand oder andere Beschwerungsmittel zu Hilfe genommen werden. Zum Ablassen der zwischen den Schachtstößen und der Auskleidung f befindlichen Wassermengen wird im Bedürfnisfalle das in den Schachtboden e eingefügte Ausgleichsrohr g benutzt, welches durch Ventil k geöffnet werden kann.

Während der Zeit des Absenkens wird die Spülung mit Nachdruck aufrechterhalten. Durch geeignete Anordnung der Einhängerohre und ihrer Austrittsöffnungen wird die Spülung so geleitet, daß unter dem Schachtboden eine intensive Wirbelbewegung entsteht. Diese bewirkt, daß die eingebrachten Schwerkörper zusammen mit den Luftbläschen hier mit ganz besonderer Heftigkeit in Bewegung gebracht werden und ein Absetzen der Schwerkörper mit Sicherheit vermieden wird. In dem zwischen den freien Schachtstößen und der.äußeren Wand der Schachtauskleidung befindlichen Raum wird der Spülstrom vermöge des durch Einsenken der Schachtauskleidung verengten freien Querschnitts eine Beschleunigung erfahren. Diese hat die Wirkung, daß die eingespülten Fremdkörper bis in die höchst gelegenen Schichten der Wassersäule mitgerissen werden, also auch hier ein großes spezifisches Gewicht erhalten wird. Falls infolge irgendeiner Störung in der Spüleinrichtung eine Gefährdung des hohen spezifischen Druckes eintreten sollte, so ist es überdies möglich, durch Einschlämmen eines geeigneten Materials während der Dauer der Störung jede Gefahr augenblicklich auf bequeme Weise zu beseitigen. Die austretende Trübe muß andauernd unter Gewichtskontrolle stehen.

Bevor die Schachtauskleidung bis' zu der gewünschten Teufe abgelassen ist und das feste Gebirge erreicht hat, auf dem sie verlagert und der Wasserabschluß erreicht werden soll, werden die Mündungen der Einhängerohre B₁, b₂, b₃ usw. in den freien Ringspalt zwischen f und dem Schachtstoß gedreht und die Spülung so lange fortgesetzt, bis sie völlig rein zutage tritt. In Fig. 3 ist dieser Arbeitsabschnitt kenntlich gemacht.

Nunmehr wird mit der Betonierung begonnen. Die erforderlichen Zementmengen werden durch das Ausgleichrohr g als Dickspülung unter den Schachtboden gepreßt. Die Hinterfüllung des Schachtausbaues erfolgt nach Fig. 4 durch das Ausgleichrohr, an. dessen Stelle bei großen Schachtquerschnitten auch mehrere treten können, von unten nach oben fortschreitend. Damit der zur Verlegung der Tübbingssäule vorgesehene Kranz das Einfüllen von Zement und vorher die Bewegung des Spülstroms nicht behindert, sind in seinen Wandüngen Ausschnitte i angebracht.

Mit der fortschreitenden Hinterfüllung von Zement u. dgl. werden die Einhängerohre, wie in Fig. 4 angegeben, nach oben gezogen. Die Spülung wird durch sie weiter unterhalten, wird also, während von unten her die Betonierung erfolgt, entsprechend dem Steigen der Betonsäule immer mehr in die höheren Schichten verschoben. Die Hebung der Rohre wird in der Weise bewirkt, daß durch die Spülung immer nur eine mäßige Beunruhigung des Betonspiegels stattfindet, die jedoch noch so groß ist, daß durch sie die Mischung der aufsteigenden Säule mit den unterhalb der Spülung sich ablagernden, zur Erhöhung des spezifischen Gewichts der Wassersäule eingebrachten Körpern unterstützt wird. Die unterhalb der Mündungen der Einhängerohre noch befindlichen Wasserpartien kommen in sehr kurzer Zeit zur Ruhe und bewirken, daß sich auf dem Spiegel der fortschreitenden Säule dauernd die bis dahin in Schwebe gehaltenen Fremdkörper ausscheiden.

Um über den Stand der Hinterfüllung allenthalben vom Umfang des Querschnittes vollkommen Gewißheit zu haben, wird das eine oder andere Einhängerohr gelegentlich durch Ausschaltung des Spülstroms und Ansetzen einer geeigneten Pumpvorrichtung als Prüfrohr benutzt.

Die zement führende Dickspülung wird so lange unterhalten, bis alle Einhängerohre abgebaut sind und die Spülung über den Schachtrand tritt. Damit ist der Abschluß des Gebirges beendet, und nach Ablauf der zum Abbinden der Betonfüllung benötigten Zeit wird der nunmehr fertige Schacht gesümpft.

Das beschriebene Verfahren kann mit gleichem Erfolge auch bei Bohrlöchern in Anwendung gebracht werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zum Auskleiden von Schächten und Bohrlöchern ohne vorherige Verrohrung oder Verzimmerung unter Verwendung einer den Schacht füllenden Flüssigkeitssäule von höherem spezifischen Gewicht, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckflüssigkeit eine wässerige Aufschwemmung feinverteilter, betonbildender Schwer-

körper verwendet und eine gleichförmige Mischung der Schwerkörper mit dem Wasser über die gesamte Höhe der Flüssigkeitssäule hin durch einen in Wirbeln zunächst der Schacht sohle eingeführten Spülstrom bzw. Preßluftstrom aufrechterhalten wird, und daß der zur Erzeugung der Betonauskleidung zwischen Senkschacht und Bohrwand bestimmte Zementbrei unter starkem Druck durch ein im Senkschacht angeordnetes, dessen Boden durchsetzendes Rohr und den durchbrochenen Tragring hindurch zwischen Senkschacht und Bohrwand aufwärts gepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülung oberhalb des aufsteigenden Zementzylinders durch Vermittlung von frei zwischen Senkschicht und Bohrwand hängenden, nach Maßgabe des Aufsteigens des Zylinders gehobenen Einhängerohren aufrechterhalten wird, die gleichzeitig zur Prüfung des Fortschritts und der Beschaffenheit der Betonierung benutzt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.