DE3122710C2 - Verfahren zum Verlegen von Rohren kleiner, nicht-begehbarer Innendurchmesser im Erdreich - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Vorpressen von Rohren kleinerer Innendurchmesser unter Anwendung des bekannten Rohrvorpreßverfahrens. Erfindungsgemäß wird zunächst im Rohrvorpreßverfahren eine vorläufige Arbeitsröhre (17) über die volle Vorpreßstrecke vorgepreßt, deren Innendurchmesser so gewählt ist, daß die Arbeitsröhre begangen werden kann und in der Arbeitsröhre Raum für die Unterbringung der erforderlichen Maschineneinrichtungen vorhanden ist. Anschließend wird die Arbeitsröhre (17) zu dem Ende der Vorpreßstrecke hin herausgeführt und auf der Vorpreßstrecke durch die endgültige Rohrleitung (25, 27) ersetzt, deren Innendurchmesser kleiner ist als derjenige der Außenröhre (17). Letztere ist wiederverwendbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen von Rohren kleiner, nicht-begehbarer Innendurchmesser im Erdreich unter Anwendung des Rohrvorpreßverfahrens.

Für das Verlegen von Rohrleitungen im Erdreich, wie vor allem Versorgungs- und Entsorgungsleitungen, ist das Rohrvorpreßverfahren gebräuchlich. Hierbei werden die z. B. aus Stahl oder Stahlbeton bestehenden Rohre von einer Baugrube oder einem Schacht aus mittels einer Vorpreßstation abschnittsweise in das Erdreich vorgepreßt, wobei der vorgepreßte Rohrstrang durch an seinem hinteren Ende angesetzte Rohrschüsse laufend verlängert wird. Bei größeren Vorpreßlängen werden in den Rohrstrang zusätzlich Zwischenpreßstationen eingeschaltet.

Das Rohrvorpreßverfahren hat sich in der Praxis bewährt. 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 zielgenaues Vorpressen solcher kleinen, nichi-begehbaren Rohre zu ermöglichen, ist es bekannt, bei dem herkömmlichen Rohrvorpreßverfahren auf die Rohrbegehung zu verzichten und den gesamten Rohrvorpreßvorgang von einer außerhalb des Vorpreßrohres liegenden Zentralstation aus zu steuern, wobei dem vorzupressenden Rohrstrang ein den Bohrkopf aufnehmendes Schildrohr vorgeschaltet wird, dessen Innendurchmesser etwas größer ist als derjenige der zu verlegenden Rohrleitung (DE-OS 30 09 837). Dabei ist es ferner bekannt, am Kopfende der vorzupressenden Rohrleitung einen mittels SteuerzylSnder verschwenkbaren Schneidkopf anzuordnen, der mittels einer 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.

Bei den vorgenannten Verfahren zum Vorpressen von Rohren kleiner 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. Stößt der Rohrstrang beim Vorpressen auf ein im Vorpreßweg liegendes Hindernis, z. B. einen Findling, so kann hierdurch die genannte Vorpreßarbeit blockiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, das an sich bekannte und bewährte Rohrvorpreßverfahren auch für das Verlegen von Rohren mit kleinen Innendurchmessern, bei denen eine Begehung nicht ohne weiteres möglich ist, zugänglich zu machen, zugleich aber die technischen Schwierigkeiten und wirtschaftlichen Nachteile einer vollständig ferngesteuerten Arbeitsweise zu vermeiden. Unter »nicht-begehbaren Rohren« sind hier Rohre mit einem Innendurchmesser zu verstehen, der auch unter Berücksichtigung der im vorzupressenden Rohrstrang anzuordnender Betriebseinrichtungen eine Begehung nicht mehr ohne weiteres ermöglicht. Es handelt sich hierbei um Rohre, deren Innendurchmesser im allgemeinen unter 1000 mm, im Regelfall bei 300 bis 800 mm, Hegt.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst auf voller Vorpreßstrecke im Rohrvorpreßverfahren eine vorläufige Arbeitsröhre mit einem begehbaren Innendurchmesser ir, das Erdreich eingebracht wird und daß anschließend die Arbeitsröhre abschnittsweise wieder ausgebaut und durch die endgültige Rohrleitung mit dem kleineren, nicht-begehbaren Innendurchmesser und einem Außendurchmesser, der sich nicht wesentlich von dem der Arbeitsröhre unterscheidet, ersetzt wird.

Bei dieser Arbeitsweise wird also zunächst im herkömmlichen Rohrvorpreßverfahren eine Arbeitsröhre vorgepreßt, deren Innendurchmesser zumindest gerade noch so groß bemessen ist, daß Platz für die Rohrbegehung und die Durchführung der verschiedenen Arbeitsvorgänge, wie vor allem den Abbau der Ortsbrust, die Bodenförderung, den Maierialtransport u.dgl.. vorhanden ist. Dabei ist es möglich, die für die Vortriebsarbeit herkömmlichen Abbaumaschinen, insbesondere Teilschnittmaschinen 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 Einrich-

tungen zugänglich, so daß sich die Rohrvorpreßarbeit auch unter schwierigen Arbeitsbedingungen zuverlässig und mit hohen Vorpreßleistungen durchführen läßt Die im Rohrvorpreßverfahren vorgepreßte Arbeitsröhre schafft den Einbauraum für das Einbringen der endgültigen Rohrleitung mit dem nicht-begehbaren Innendurchmesser. Da der Außendurchmesser diener Rohrleitung etwa gleich dem Außendurchmesser der Arbeitsröhre ist, werden auch Erdsetzungen vermieden.

Das Einbringen der endgültigen Rohrleitung nach ^rfolgtem Vorpressen der Arbeitströhre läßt sich in unterschiedlicher Weise durchrühren. Vorzugsweise wird die endgültige Rohrleitung mit dem nicht-begehbaren Innendurchmesser ebenfalls im Rohrvorpreßverfahren eingebracht indem sie dem zuvor eingepreßten Arbeitsrohr nachgepreßt wird. Das Verfahren wird in diesem Fall zweckmäßig so durchgeführt, daß nach dem Vorpressen der Arbeitsröhre über die vorgegebene Vorpreßstrecke die Rohre der endgültigen Rohrleitung mittels derselben Preßstation am hinteren Ende der Arbeitsröhre vorgepreßt und zugleich am anderen Rohrende die Teile der Arbeitsröhre ausgebaut werden. Beim schußweise Nachpressen der endgültigen Rohrleitung kann mit verhältnismäßig kleinen Preßkräften gearbeitet werden, da durch das Vorpressen der Arbeitsröhre der Preßweg für die endgültige Rohrleitung bereits geöffnet worden ist Aufgrund der geringeren Preßkräfte können für die endgültige Rohrleitung Rohre geringerer Druckfestigkeit insbesondere Betonoder Stahlbetonrohre, Verwendung finden. Auch lassen sich mit Vorteil druckempfindliche Beton- oder Stahlbetonrohre mit Keramikauskleidung od. dgl. nachpressen.

Andererseits läßt sich aber die endgültige Rohrleitung auch in Ortbeton erstellen. In diesem Fall kann das Verfahren so durchgeführt werden, daß nach dem Einbringen der Arbeitsröhre diese von ihrem einen Ende her abschnittsweise ausgebaut und an ihrem anderen Ende durch eine in Ortbeton erstellte endgültige Rohrleitung ersetzt wird. Dabei wird zweckmäßig so vorgegangen, daß die über die vorgegebene Vorpreßstrecke vorgepreßte Arbeitsröhre beim Ausbauen mittels einer sich gegen die Ortbeton-Rohrleitung abstützenden Vorpreßeinrichtung vorgepreßt wird.

Bei den vorgenannten Verfahrensweisen wird die Arbeitsröhre wiedergewonnen, so daß sie nach Beendigung des Rohrverle^evorgangs erneut zum Einsatz gebracht werden kann. Die Wiederverwendbarkeit der Arbeitsröhre macht es möglich, in die vorzugsweise aus Stahlrohren bestehende Arbeitsröhre die erforderlichen Maschinen und Betriebseinrichtungen, wie z. B. die Luft- und Energiezuleitungen, Gleise für Transportfahrzeuge u. dgl, fest einzubauen. Die Arbeitsröhre besteht vorzugsweise aus Stahlrohren, während die endgültige Rohrleitung, wie erwähnt, bevorzugt aus Betonrobren dickerer Wandstärke gebildet wird. Am Kopf der Arbeitsröhre wird zweckmäßig ein Schneidschuh angeordnet, der mittels hydraulischer Steuerzylinder winkelverstellbar ist, um eine gewisse Richtungslenkung des Rohrstranges zu ermöglichen.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 im Längsschnitt eine Rohrvorpreßeinrichtung mit der vorgepreßten Arbeitsröhre;

F i g. 2 ebenfalls im Längsschnitt die Arbeitsvorgänge beim Einbringen der endgültigen Rohrleitung und beim gleichzeitigen Ausbauen der zuvor eingebrachten Arbeitsröhre:

F i g. 3 im Längsschnitt eine geänderte Arbeitsweise, bei der die endgültige Rohrleitung in Ortbeton erstellt wird.

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 ge gen ein festes Widerlager 12 abstützen und die Vorpreßkraft über einen Druckring 13 auf den vorzupressenden Rohrstrang übertragen. Solche Vorpreßstationen sind allgemein bekannt

Am Ende der Vorpreßstrecke ist im Erdreich eine Baugrube oder ein Zielschacht 14 angelegt Die Vorpreßrichtung ist durch den Pfeil 15 angedeutet

Es sei angenommen, daß im Erdboden 16 eine Rohrleitung mit einem Innendurchmesser verlegt werden soll, der ein Begehen der Rohrleitung nicht mehr ohne weiteres zuläßt und bei dem das Unterbringen der üblichen Maschineneinrichtungen einschließlich der Abbau- und Fördereinrichtungen zumindest erheblich erschwert ist. Um Rohre mit solch kleinen, nicht-begehbaren 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. Am Kopf der Arbeitsröhre 17 befindet sich ein Schneidkopf 19, der mittels hydraulischer Steuerzylinder 20 nach allen Seiten hin gegenüber der Achse der Arbeitsröhre 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, ζ. 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 Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Förderwagen 22 erfolgen, die auf einem in der Arbeitsröhre 17 verlegten Gleis laufen.

F i g. 1 zeigt die Arbeitsröhre 17, nachdem sie über die volle Vorpreßstrecke vorgepreßt worden ist; der Schneidschuh 19 ist bereits in den Zielschacht 14 ausgetreten. Das Vorpressen der Arbeitsröhre 17 erfolgt, wie erwähnt, in herkömmlicher Weise von der Baugrube 10 aus, wobei die einzelnen Rohre 18 nacheinander in die Baugrube 10 abgesenkt und zusammen mit dem bereits verlegten Rohrstrang in Pfeilrichtung 15 vorgepreßt werden, bis der Betriebszustand nach F i g. 1 erreicht ist. Bei größeren Vorpreßwegen kann in die Arbeitsröhre 17 mindestens eine hydraulische Zwischenpreßstation 24 eingeschaltet werden, wie dies beim Rohrvorpreßverfahren ebenfalls bekannt ist.

Nachdem die Arbeitsröhre 17 um den vollen Vorpreßweg vorgepreßt und der Betriebszustand nach F i g. 1 erreicht worden ist, wird gemäß F i g. 2 die endgültige, nicht-begehbare Rohrleitung 25 eingebracht.

Diese Rohrleitung besteht aus einzelnen Betonrohren, insbesondere Stahlbetonrohren 26, deren Außendurchmesser 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 lü 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 Zielschacht 14. Durch die zuvor vorgepreßle ArbeiUröhre Ί7 isi bereits der Vürpreßweg 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 eier Rohrleitung 25 zu keinen Erdsetzungen kommen. Die Rohrverlegearbeit ist beendet, sobald dab 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.

Fig.3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die endgültige Rohrleitung mit dem nicht-begehbaren Innendurchmesser hinter der Arbeitsröhre 17 in Ortbeton hergestellt wird. Zu diesem Zweck ist am rückwärtigen 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 doppeltwirkende hydraulische Schubkolbengetriebe 31 gelenkig eingeschaltet. Außerdem ist die Stirnschalung 29 an mindestens eine Betonzuführungsleitung 32 angeschlossen, die zu dem Zielschacht 14 verlegt ist.

Nachdem die Arbeitsröhre 17 mit dem begehbaren Innendurchmesser gemäß F i g. 1 über die volle Vorpreßstrecke vorgepreßt worden ist, wird am rückwärtigen Ende der Arbeitsröhre die Schalungsvorrichtung 28 eingebaut und der erste Betonierabschniit hergestellt, iuucrii über die Leiiung 32 Bcion in den Schaiuiigsraum der Schalungsvorrichtung 28 eingebracht wird. Im Verlauf des weiteren Betoniervorgangs wird die Arbeitsröhre 17 abschnittsweise zu dem Zielschacht 14 hinge- zogen 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. Die in Ortbeton erstellte Rohrleitung 27 weist einen nicht-begehbaren Innendurchmesser auf, der je nach Ausführung des Innenkerns bzw. der Innenschalung 30 unterschiedlich eingestellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

31 22 7ίΟ Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verlegen von Rohren kleiner, nicht-begehbarer Innendurchmesser im Erdreich unter Anwendung des Rohrvorpreßverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf voller Vorpreßstrecke im Rohrvorpreßverfahren eine vorläufige Arbeitsröhre (17) mit einem begehbaren Innendurchmesser in das Erdreich eingebracht wird und daß anschließend die Arbeitsröhre (17) abschnittsweise wieder ausgebaut und durch die endgültige Rohrleitung mit dem kleineren, nicht-begehbaren Innendurchmesser und einem Außendurchmesser, der sich nicht wesentlich von dem der Arbeitsröhre unterscheidet, ersetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vorprersen der Arbeitsröhre (17) über die vorgegebene Vorpreßstrecke die Rohre (26) der endgültigen Rohrleitung (25) mittels derselben Preßstation (11) am hinteren Ende der Arbeitsröhre (17) vorgepreßt und zugleich am anderen Rohrende die Teile der Arbeitsröhre (17) ausgebaut werden.

3. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbringen der Arbeitsröhre (17) diese von ihrem einen Ende her abschnittsweise ausgebaut und an ihrem anderen Ende durch eine in Ortbeton erstellte endgültige Rohrleitung (27) mit kleinem, nicht-begehbarem Innendurchmesser ersetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die über die vorgegebene Vorpreßstrecke vorgepreßte Arbeitsröhre (17) beim Ausbauen mittels einer sich gegen die Ortbeton-Rohrleitung(27) abstützenden Vorpreßeinrichtung(31) vorgepreßt wird.