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Titel: Verfahren und Einrichtung zum Verlegen von
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Rohren kleinerer Innendurchmesser im Erdreich Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verlegen von Rohren kleinerer Innendurchmesser
im Erdreich unter Anwendung des Rohrvorpreßverfahrens.
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Für das Verlegen von Rohrleitungen, wie vor allem Versorgungs- und
Entsorgungsleitungen, im Erdreich ist das Rohrvorpreßverfahren gebräuchlich. Hierbei
werden die zeBv aus Stahl oder Stahlbeton bestehenden Rohre abschnittsweise von
einer Baugrube oder einem Schacht aus mittels einer Vorpreßstation in das Erdreich
vorgepreßtS wobei der vorgepreßte Rohrstrang durch an seinem hinteren Ende angesetzte
Rohrschüsse laufend verlängert wird.
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Bei größeren Vorpreßlängen werden in den Rohrstrang zuletzlich Zwischenpreßstationen
eingeschaltet.
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Das Rohrvorpreßverfahren hat sich in der Praxis bewährt.
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Es stößt Jedoch dann auf beträchtliche Schwierigkeiten, wenn Rohrleitungen
mit Innendurchmessern verlegt werden sollen, die keine Begehung der Rohre mehr zulassen
oder die Begehung und den Arbeitsbetrieb insbesondere beim Abbau und bei der Abförderung
des Bodenmaterials aufgrund der beengten Platzverhältnisse zumindest erheblich erschweren.
Um ein möglichst zlel;enaues Vorpressen solcher kleineren, nicht mehr begehbaren
Rohre zu ermöglichen,
ist es bekannt, am Kopf der vorzupressenden
Rohrleitung einen mittels Steuerzylinder verschwenkbaren Schneidkopf anzuordnen,
der über eine Fernsteuerung betätigt wird (DE-OS 29 32 279). Hierbei wird von der
Baugrube aus ein die Vorpreßrichtung festlegender Laserstrahl ausgesendet und auf
einen im Schneidkopf angeordneten Fotozellen-Empfänger gerichtet, dessen Fotodioden
über ein Rückmeldekabel mit einer den Auftreffpunkt des Laserstrahles auf dem Empfänger
wiedergebenden Anzeigevorrichtung verbunden sind. Die Betätigung der Steuerzylinder
des Schneidkopfes erfolgt über entlang der Vorpreßstrecke verlegte Druckschläuche
von der Baugrube aus entsprechend der Lagemeldung der Anzeigevorrichtung.
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Bei diesen bekannten Vorpreßeinrichtungen für Rohre kleinerer Nennweiten
kann der Abbau der Ortsbrust und die Abförderung des gelösten Bodenmaterials erhebliche
Schwierigkeiten bereiten. Die Förderung des Bodenmaterials läßt sich praktisch nur
auf hydraulischem Wege bewerkstelligen.
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Stößt der Rohrstrang beim Vorpressen auf ein im Vorpreßweg liegendes
Hindernis, z.B. einen Findling, so kann hierdurch die gesamte Vorpreßarbeit blockiert
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das an sich bekannte und bewährte Rohrvorpreßverfahren
auch für das Verlegen von Rohren kleinerer Innendurchmesser von vorzugsweise unter
1000 mm und im allgemeinen 300 bis 800 mm zugänglich zu machen, zugleich aber die
technischen Schwierigkeiten und wirtschaftlichen Nachteile einer vollständig ferngesteuerten
Arbeitsweise zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst im
Rohrvorpreßverfahren eine vorläufige Arbeitsröhre mit größerem Innendurchmesser
in das Erdreich eingebracht
wird, die anschließend abschnittsweise
wieder ausgebaut und durch Einbringen der endgültigen Rohrleitung kleineren Innendurchmessers
ersetzt wird.
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Bei dieser Arbeitsweise wird also zunächst im lkollventionellen Rohrvorpreßverfahren
eine Arbeitsröhre vorgepreßt, dessin Innendurchmesser zumindest gerade noch so groß
bemessen ist, daß Platz für die Rohrbegehung und die Durchführung der verschiedenen
Arbeitsvorgänge, wie vor allem Abbau der Ortsbrust, Bodenförderung, Materialtransport
u.dgl., vorhanden ist. Dies ermöglicht es, die für die Vortriebsarbeit herkömmlichen
Abbaumaschinen, insbesondere Teilschrlitt2naschinen mit schwenkbaren Fräsarmen,
einzusetzen und gleichermaßen den Bodentransport mittels herkömmlicher Fördermittel
durchzuführen. Während der Vorpreßarbeit bleiben die Ortsbrust und auch die in der
Arbeitsröhre befindlichen Maschinen und Einrichtungen zugänglich, so daß sich die
Rohrvorpreßarbeit auch unter schwierigen Arbeitsbedingungen zuverlässig und mit
hohen Leistungen durchttlhren läßt.
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Die im Rohrvorpreßverfahren vorgepreßte Arbeitsröhre schafft den Einbauraum
für das Einbringen der endgültigen Rohrleitung, deren Innendurchmesser kleiner ist
als derwenige der Arbeitsröhre und deren Außendurchmesser vorzugsweise etwa gleich
dem Außendurchmesser der Außenröhre ist, um Erdsetzungen zu vermeiden.
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Das Einbringen der endgültigen Rohrleitung nach dem Vorpressen der
Arbeitsröhre läßt sich in unterschiedlicher Weise durchführen. Vorzugsweise wird
die endgültige Rohrleitung ebenfalls im Rohrvorpreßverfahren eingebracht, indem
sie dem zuvor eingepreßten Arbeitsrohr nachgepreßt wird.
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Hierbei tritt die Arbeitsröhre in einen am Ende der Vorpreßstrecke
befindlichen
Schacht oder eine Baugrube aus, wo sie abschnittsweise demontiert wird. Das schubweise
Nachpressen der endgültigen Rohrleitung kann mit Hilfe derselben Preßstation erfolgen,
mit der zuvor die Arbeitsröhre vorgepreßt wurde. Dabei kann mit verhältnismäßig
kleinen Preßkräften gearbeitet werden, da durch das Vorpressen der Arbeitsröhre
der Preßweg für das endgültige Rohr bereits geöffnet worden ist. Auf grund der geringeren
Preßkräfte können für die endgültige Rohrleitung Rohre geringerer Druckfestigkeit,
insbesondere Beton- oder Stahlbetonrohre, Verwendung finden. Auch lassen sich mit
Vorteil druckempfindliche Beton- oder Stahlbetonrohre mit Keramikauskleidung od.
dgl. nachpressen.
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Andererseits läßt sich aber das endgültige Rohr auch in Ortbeton erstellen.
In diesem Fall wird am Ende der vorgepreßten Arbeitsröhre eine Schalungsvorrichtung
angeordnet, mit deren Hilfe das Ortbetonrohr am Ende der vorgepreßten Arbeitsröhre
in dem Maße eingebracht und abschnittsweise verlängert wird, in welchem die Arbeitsröhre
am Ende der Vorpreßstrecke in die hier befindliche Baugrube bzw.
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den Zielschacht od. dgl. austritt.
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Bei den vorgenannten Verfahrensweisen wird die Arbeitsröhre wiedergewonnen,
so daß sie nach Beendigung des Rohrverlegevorgangs erneut zum Einsatz gebracht werden
kann.
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Die Wiederverwendbarkeit der Arbeitsröhre macht es möglich, in die,
vorzugsweise aus Stahlrohren bestehende Arbeitsröhre die erforderlichen Maschinen
und Betriebseinrichtungen, wie z.B. die LuSt- und Energiezuleitungen, Gleise für
Transportfahrzeuge u.dgl., fest einzubauen. Die Arbeitsröhre besteht vorzugsweise
aus Stahlrohren, während die endgültige Rohrleitung, wie erwähnt, vorzugsweise aus
Betonrohren dickerer Wandstärke gebildet wird. Am Kopf der
Arbeitsröhre
wird zweckmäßig ein Schneidschuh angeordnetp der mittels hydraulischer Steuerzylinder
winkelverstellbar ist, um eine gewisse Richtungslenkung des Rohrstranges zu ermöglichen.
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Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung
dargestellten Ausfilhrungsbeispiele?l näher erläutern. In der Zeichnung zeigt: Fig.
1 im Längsschnitt eine Rohrvorpreßeinrichtung mit der vorgepreßten Arbeitsröhre;
Fig. 2 ebenfalls im Längsschnitt die Arbeitsvorgänge bein Einbringen der endgültigen
Rohrleitung und beim gleichzeitigen Ausbauen der zuvor eingebrachten Arbeitsröhre;
Fig. 3 im Längsschnitt eine geänderte Arbeitsweise, bei der die endgültige Rohrleitung
in Ortbeton erstellt wird.
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Der Rohrvorpreßbetrieb erfolgt in bekannter Weise von einem Schacht
oder einer Baugrube 10 aus, in der sich eine hydraulische Vorpreßstation 11 befindet,
die mehrere hydraulische Pressen umfaßt, welche sich gegen ein festes Widerlager
12 abstützen und die Vorpreßkraft über einen Druckring 13 auf den vorzupressenden
Rohrstrang übertragene Solche Vorpreßstationen sind allgemein bekannt.
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Am Ende der Vorpreßstrecke ist im Erdreich eine Baugrube oder ein
Zielschacht 14 angelegt. Die Vorpreßriohtung ist durch den Pfeil 15 angedeutet.
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Es sei angenommen, daß im Erdboden 16 eine Rohrleiturlg mit einem
Innendurchmesser verlegt werden soll, der ein Begehen der Rohrleitung nicht mehr
zuläßt oder aber das
Begehen der Rohrleitung und das Unterbringen
der üblichen Maschineneinrichtungen einschließlich der Abbau- und Fördereinrichtungen
zumindest erheblich erschwert. Um Rohre mit solch kleinen Innendurchmessern dennoch
unter Anwendung des konventionellen Rohrvorpreßverfahrens in wirtschaftlicher Weise
und technisch zuverlässig zu verlegen, wird gemäß Fig. 1 zunächst eine Arbeitsröhre
17 über den vollen Vorpreßweg von der Baugrube 10 aus bis in den Zielschacht 14
vorgepreßt. Die vorläufige Arbeitsröhre 17 besteht aus einzelnen Stahlrohren 18,
deren Innendurchmesser für eine Begehbarkeit der Arbeitsröhre und für die Unterbringung
der erforderlichen Maschinen und Einrichtungen zumindest gerade noch ausreicht.
Beispielsweise haben die Stahlrohre 18 einen Außendurchmesser von 1200 mm und entsprechend
einen Innendurchmesser von etwa 1100 bis 1160 mm.
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Am Kopf der Arbeitsröhre 17 befindet sich ein Schneidkopf 19, der
mittels hydraulischer Steuerzylinder 20 nach allen Seiten hin gegenüber der Achse
der Ar'beitsröhre 17 abwinkelbar ist, um eine Richtungslenkung zu ermöglichen. Der
Innendurchmesser des Schneidkopfes 19 und der sich hieran anschließenden Arbeitsröhre
17 ist ausreichend groß, um im Schneidkopf 19 und in der Arbeitsröhre 17 eine Abbaumaschine,
z.B. eine an sich bekannte (nicht dargestellte) Teilschnittmaschine mit einem schwenkbaren
Schneidarm, ferner einen Förderer 21 für die Abförderung des'gelösten Bodenmaterials
und gegebenenfalls eine nachgeschaltete Fördereinrichtung unterzubringen, mit der
das Bodenmaterial zur Baugrube 10 hin gefördert wird. Dies kann bei dem dargestellten
AusSUhrungsbeispiel mit Hilfe von Förderwagen 22 erfolgen, die auf einem in der
Arbeitsröhre 17 verlegten Gleis laufen.
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Fig. 1 zeigt die Arbeitsröhre 17, nachdem sie über die volle Vorpreßstrecke
vorgepreßt worden ist; der Schneidschuh 19
ist bereits in den Zielschacht
14 ausgetretene Das Vorpressen der Arbeitsröhre 17 erfolgt, wie erwähnt, in herkömmlicher
Weise von der Baugrube 10 aus, wobei die einzelnen Rohre 18 Ilacheinander in die
Baugrube 10 abgeserlkt und zusammen mit dem bereits verlegten Rohrstrang in PSe11-richtung
15 vorgepreßt werden, bis der Betriebszustand nach Fig. 1 erreicht ist. Bei größeren
Vorpreßwegen kann in die Arbeitsröhre 17 mindestens eine hydraulische ZAschenpreßstation
24 eingeschaltet werden, wie dies beim Rohrvorpreßverfahren ebenfalls bekannt ist0
Nachdem die Arbeitsröhre 17 um den vollen Vorpreßweg Gror gepreßt und der Betriebszustand
nach Fig. 1 erreicht worden ist, wird gemäß Fig. 2 die endgültige Rohrleitung 25
eingebracht. Diese Rohrleitung besteht aus einzelnen Betonrohren, insbesondere Stahlbetonrohren
26, deren AuBendurchmesser dem Außendurchmesser der Rohre 18 der Arbeitsröhre entspricht
und deren Innendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Arbeitsröhre
17 und z.B. 500 bis 800 mm beträgt. Die vorgefertigten Betonrohre 26 werden nacheinander
in die Baugrube 10 gebracht und mit Hilfe der Vorpreßstation 11 in Pfeilrichtung
15 vorgepreßt, wobei zugleich die Arbeitsröhre 17 mit dem Schneidschuh 19 in Pfeilrichtung
15 nachgepreßt wird, so daß diese in den Zielschacht 14 austritt und hier abschnittsweise
demontiert werden kann. Das Vorpressen der Rohre 26 erfolgt also im gleichen Arbeitsgang
mit dem Nachpressen und Herauspressen der Arbeitsröhre 17 in den Zielsohacht 14.
Durch die zuvor vorgepreßte Arbeitsröhre 17 ist bereits der Vorpreßweg für das Vorpressen
der Rohrleitung 25 geöffnet, so daß sich das Vorpressen der Rohrleitung 25 über
den vollen Vorpreßweg rasch und mit verhältnismäßig geringen Preßkräften bewerkstelligen
läßt. Da die Rohre 26 denselben Außendurchmesser aufweisen wie die Rohre 18, kann
es beim Einbringen der Rohrleitung 25 zu keinen bdsetzurlt3en kommen. Die Rohrverlegearbeit
ist
beendet, sobald das erste Rohr 26 der Rohrleitung 25 den Zielschacht 14 erreicht.
Die Arbeitsröhre 17 kann anschließend erneut zum Einsatz kommen. Die Wiederverwendbarkeit
der Arbeitsröhre 17 und des Schneidschuhes 19 bietet die Möglichkeit, die erforderlichen
Betriebseinrichtungen fest in den Rohren 17, 18 anzuordnen, so daß sie mit diesen
eine Transporteinheit bilden.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die endgültige Rohrleitung
hinter. der Arbeitsröhre 17 in Ortbeton hergestellt wird. Zu diesem Zweck ist am
ruckwärtigen Ende der Arbeitsröhre 17 im hinteren Rohr 18 derselben eine Schalungsvorrichtung
28 angeordnet, die in einer Baueinheit eine Stirnschalung 29 und eine Kern- oder
Innenschalung 30 umfaßt. Die Schalungsvorrichtung 28 gleitet mit dem Umfang der
Stirnschalung 29 in dem letzten Rohr 18 der Arbeitsröhre 17. Zwischen der Schalungsvorrichtung
28 und der Arbeitsröhre 17 sind doppeft,wirkende hydraulische Schubkolbengetriebe
31 gelenkig eingeschaltet. ;Außerdem ist die Stirnschalung 29 an mindestens eine
Betonzuführungsleitung 32 angeschlossen, die zu dem Zielschacht 14 verlegt ist.
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Nachdem die Arbeitsröhre 17 gemäß Fig. 1 über die volle Vorpreßstrecke
vorgepreßt worden ist, wird am rückwärtigen Ende der Arbeitsröhre die Schalungsvorrichtung
28 eingebaut und der erste Betonierabschnitt hergestellt, indem über die Leitung
32 Beton in den Schalungsraum der Schalungsvorrichtung 28 eingebracht wird. Im Verlauf
des weiteren Betoniervorgangs wird die Arbeitsröhre 17 abschnittsweise zu dem Zielschacht
14 hingezogen und hier abschnittsweise ausgebaut. Die Bewegung der Arbeitsröhre
17 zu dem Zielschacht 14 hin kann auch mit Hilfe oder mit
Unterstützung
der hydraulischen Schubkolbengetriebe 31 erfolgen, die sich hierbei über die Stirnschalung
29 an der bereits betonierten,Rohrleitung 27 abstützen. Der Innendurchmesser der
in Ortbeton erstellten Rohrleitung 27 ist ebenfalls kleiner als der Innendurchmesser
der Arbeitsröhre 17 und kann Je nach Ausführung des Innenkerns bzwO der Innenschalung
30 unterschiedlich eingestellt werden0
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