DE3233063A1 - Verfahren zum unterirdischen durchpressen eines rohrs mit nicht begehbarem durchmesser - Google Patents

Description

• Verfahren zum unterirdischen Durchpressen eines Rohrs mit nicht begehbarer Durchmesser Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mnterirdischen Durchpressen eines Rohrs mit nicht begehbarem Durchmesser, bei dem der Boden mechanisch und/oder hydraulisch abgebaut und hydraulisch gefördert wird.
• Bekannt sind Durchpreßverfahren für Rohre mit nicht begehbarem Durchmesser, die im Prinzip dieselben Vortriebsmaschinen verwenden, wie sie auch für große Querschnitte benutzt werden, nur daß sie wegen der Nichtbegehbarkeit der Vortriebsrohre fernbedient sind.
• Eine Vielzahl komplizierter Armaturen ist bei diesen Maschinen vor Ort angeordnet. Sie benötigen Energiezuführungen vo Ort (Strom und/oder Drucköl und Druckluft). Bei unüberwindlichen Hindernissen oder Funktionsausfall sind die Xrortriebsmascninen ganz sie oder teilweise verloren oder müssen durch aufwendige Stichschächte von der Oberfläche her geborgen werden.
• Die erforderlichen Versorgungsleitungen müssen bei jedem Stoß des Vortriebsrohrs getrennt und gegebenenfalls gestoßen werden. Diese Verlängerungsarbeiten sind zeitaufwendige und damit kostspielige Vorgänge.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches .Nbbauvorfahren zu entwickeln, das vor Ort ein Minimum an ausfallgefährdeten bewegten Teilen und Vers<rgungsleitungen sowie eine wenig störungsanfällige Abbaumaschine aufweist. Zu Kontrollzwecken und bei unüberwindlichen Hindernissen und Schadensfällen soll ein einfacher Werkzeugwechsel und die Bergung des eingesetzten Gerätes ohne großen Aufwand möglich sein.
• Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, wie es im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben ist.
• Die Verfahrensiösung wird durch eine Abbaumaschine zur Durchführung des Verfahrens ergänzt, deren erkmale in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben sind. Die Abbsumaoch-ne erfordert zu ihrem Antrieb nur eine einfache Hohlwelle, die gleichzeitig als Leitung zur Abförderung des gelösten Bodens dient.
• Die Welle kann nach Erfordernis robust und unempfindlich ausgebildet werden. Alle warttulgsbedürftigen Antriebsaggregate sind zugänglich im Startschacht untergebracht.
• Über die Antriebswelle werden alle Arbeitsvorgänge der Abbaumaschine manipuliert und wird auch die Vortriebsbewegung gesteuert.
• Mit dem Vorrücken des Rohrvortriebs muß die Antriebswelle entsprechend der ohrverlängerung und zweckmäßig im gleichen Takt mit ihr verlängert werden. Bei jedem Verlängerungsvorgang müssen die Zu- und Abführungsleitung für die Flüssigkeit unterbrochen werden. Damit sich die im Vortriebsbereich liegenden Rohrteile nicht bei jedem Verlängerungsvorgang entleeren können, was große Flüssigkeitsverluste ergäbe und die Stützung der Ortsbrust unterbrechen würde, ist jeder Verlängerungsabschnitt der Hohlwelle mit einer kolbenartigen Manschette, die den Flüssigkeitsstand im Außenrohr hält, und einem ibsperrorgan, das in der Hohlwelle das Ausfließen der Flüssigkeit verhindert, ausgerüstet. Beide Elemente treten in Funktion, wenn der jweils nächstfolgende Verlängerungsabschnitt eingebaut wird. Es wird nur das jeweils schachtnächste Absperrventil in der Hohlwelle betätigt (vom Schacht aus).
• Ungleich hohe Nocken, die auf dem Mantel des Werkzeugs angeordnet sind und in entsprechende Ausnehmungen im Schneidkopf eingreifen, bringen den Schneid- kopf in eine abgelenkte Position zur Schildachse und üben dadurch beim weiteren Vortrieb eine Steuerwirkung aus. Die dabei nötige. Winkeländerung der Schneidkopfachse gegenüber der Achse des Vortriebsrohrs wird durch die gelenkartige Ausbildung der Halterung des Schneidkopfs am vorderen Ende des Vortriebsrohrs ermöglicht. Der Krummungsradius be Kurvenfahrten ist durch das Maß der elastischen Verformbarkeit des Vortriebsrohrs und der Welle begrenzt.
• Zur Steuerung sind folgende Maßnahmen erforderlich: Zuerst wird der Schneidkopf 6, nachdem die Nocken 16 des Werkzaugs 11 mit den Nuten 19 des Zwischenzylinders 10 zum Eingriff gebracht sind, durch Drehung der Hohlwelle 12 so verdreht, daß seine Nocken 24 in die Ebene (Steuerebene) zu liegen kommen, in der die Lenkbewegung der Abbaumaschine verlaufen soll Danach wird der Zwischenzylinder 10 durch Zurückziehen vom Schneidkopf 6 gelöst, mit den Steuernuten 23 so in die Steuerebene gedreht, daß beim Aufschieben der Steuernuten 23 auf die Nocken 24 des Schneidkopfs 6 eine Außermittigkeit der Schneidkopfachse zur Werkzeugachse in Richtung auf die gewünschte Auslenkrichtung hin entsteht.
• In den von der schildartigen Vorrichtung 5 gehaltenen Zwischenzylinder 10 können mit Hilfe der Hohlwelle für die vielfältigsten Anforderungen ausgebil- dete mechanisch angetriebene und hydraulisch wirkende Abbauwerkzeuge - beispielsweise drehbare Bohrkrone als Schildschneide, Hartinetallzahnkrone, schEeckenbohrer Löffelbohrer, Sandschappe, Spülköpfe und Felsmeißel - durch das vorgepreßte Rohr zur Ortsbrust eingeführt und bei Störungen ebenso einfach wieder zurückgezogen, ausgebaut und durch andere ersetzt werden. Durch zweckmäßige Kopplungsmechanismen ist es darüber hinaus ebenso möglich, mit der Antriebswelle einen werkzeugmäßig ausgebildeten Schneidkopf anzutreiben.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, durch die Hohlwelle Hilfsvorrichtungen, wie sie in Beispielen in Anspruch 7 aufgeführt sind, zur Ortsbrust vorzuschieben. Zu diesem Zweck wird die Anschlußkupplung der Förderleitung im Startschacht von der Hohlwelle gelöst. Muß der Flüssigkeitsdruck vor Ort bei diesen Maßnahmen erhalten bleiben, wird ein Schleusenrohr im Start schacht auf die Hohlwelle aufgesetzt, huber das die Hilfsvorrichtungen eingeführt werden.
• Die verhältnismäßig teuere Verrohrung wird als Hilfsrohr eingesetzt und nach schluß der Durchpressung un.d Einlegen der endFçultigen itohrieitwng mit geringerem Durchmesser in bekannter Weise wieder gewonnen, damit wird die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gesteigert, indem nur ein park weniger, wiederholt einsetzbarer Abbaumaschinen or' Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen für ein Ausführungsbeispiel erläutert.
• Es zeigen Fig. 1 das Beispiel einer erfindungsgemäßen Rohr durchpressung im Längsschnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Abbaumaschine, Fig. 3 eine Ansicht von vorn gegen den Schneidkopf der erfindungsgemäßen Abbauma schine Von einem Startschacht 1 wird ein Rohr 2 in das Erdreich 3 zum Zielschacht 4 vorgetrieben. Dem Rohr 2 ist eine zweiteilige schildartige Vorrichtung 5 vorgeschaltet. Sie besteht aus einem vorderen Teil, dem Schneidkopf 6, der mit seinem rückwärtigen kugelschalenförmigen Ende 8 kugelgelenkig das kugelförmige vordere Ende 9 des hinteren Vorrichtungsteils 7 umfaßt. Der Vorrichtungsteil 7 umfaßt einen Zwischenzylinder 10, in dem das Abbauwerkzeug 11 gelagert und geführt ist. Das Werkzeug 11 wird über eine Hohlwelle 12 angetr- eben, die zugleich als Leitung für die hydraulische Abförderung des gelösten Bodens diant. Die Welle 12 ist aus Abschnitten 12', 12'' ... 12n entsprechend den Verlängerungsschüssen 2' 2"... 211 des vorgepreßten Rohrs 2 aufgebaut. Jeder Verlängerungsteil der Hohlwelle 12', 12''... 12n umfaßt neben dem Hohlwel- lenstück ein Absperrorgan 13 und eine den Zwischenraum 14 zwischen Hohlwelle 12 und Rohr 2 kolbenartig abdichtende Manschette 15. Die Manschette 15 weist mindestens eine Rückschlagklappe 26 auf, die einen Durchfluß nur in Vortriebsrichtung gestattet.
• Auf das vordere Ende der Hohlwelle 12 ist das *rerkzeug 11 montiert. Es weist diametral angeordnete Nocken 16 auf, mit denen es von hinten in die Nut 17 des Zwischenzylinders 10 eingeführt und bis zum Anschlag in der Ringnut 18 vorgeschoben wird. In der Ringnut 18 kann das Werkzeug 11 frei im Zwischenzylinder 10 rotieren. Auf entsprechende Weise kann das Werkzeug 11 wieder aus dem Zwischenzylinder 10 zurückgezogen werden.
• Durch bajonettverschlußartiges Eindrehen der Nocken 16 in die Ausnehmungen 19 ist das Werkzeug 11 zug-, druck- und torsionsfest im Zwischenzylinder 10 verankerbar. In dieser Stellung des Werkzeugs 11 ist der Zwischenzylinder 10 manipulierbar. Mittelbar über die Hohlwelle 12 und das Werkzeug 11 kann es gedreht und vor- und zurückgeschoben werden. Der Zwischenzylinder 10 ist mit alnglagern 20 im ninteren Teil 7 der schildartigen Vorrichtung 5 gelagert. n seinem vorderen Teil 1 sind iim 90 gegeninander versetzte Nutenpaare 22, 23 vorgeselen, die alternativ auf keilförmig anlaufende Nok- krri 24 auf der innenseite des Schneidkopfs 6 aufschiebbar sind. Das Nutenpaar 22 weist gleiche Tiefe der Ausnehmung auf, während die Nuten des Paares 23 unterschiedlich tief sind, jedoch ist die Summe der Tiefen bei beiden Nutenpaaren gleich.
• Der Innenradius des Schneidkopfs 6 und der Außenradius des Zwischenzylinders 10 differieren um ein geringes festgelegtes Maß, so daß ein Ringspalt 25 entsteht, der eine Verschiebung des im Normalfall konzentrisch zur Vortriebsachse und zum Zwischenzylinder 10 angeordneten Schneidkopfs 6 zuläßt.
• Nach Entfernung des Anschlusses 27 der Förderleitung 28 im Startschacht 1 können Hilfseinrichtungen verschiedenster Art durch die offene Hohl' welle 12 eingeführt werden. Muß der Flüssigkeitsdruck vor Ort erhalten bleiben, wird vor Einführung der Hilfseinrichtungen ein Schleusenrohr auf die Hohlwelle aufgesetzt.
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Claims (5)

1. Verfahren zum unterirdischen Durchuressen eines Rohrs mit nicht begehbarem Durchmesser Patentansprüche 1. Verfahren zum unterirdischen Durchpressen eines Rohrs mit nicht begehbarem Durchmesser, bei dem der Boden mechanisch und/o-der hydraulisch abgebaut und hydraulisch gefördert wird, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein mechanisch und/oder hydraulisch die Ortsbrust abbauendes Werkzeug (11) mittels einer sich vom Startschacht (1) bis zum Werkzeug (11) erstreckenden, abschnittsweise mit dem Fortschritt des Vortriebs verlLgerbaren Hohlwelle (12) zagänglich vom Startschacht (1) aus angetrieben wird und manipulierbar ist und daß die Hohlwelle (12) als Leitung für die Abförderung des mit Hilfe der im Vortriebsrohr (2) zugeführten Spül- und/ oder Förderflüssigkeit gelösten Bodens ausgebildet ist.
2. 2. Abbaumaschine zur Durchführung d.es Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß dem durchzupressenderen Rohr (2) eine zweiteilige schildarbige Vorrichtung (5) vorgeschaltet ist, deren vorderer Teil, der Schneidkopf (6),mit s£'inem kugeiscbalenfö.rmig ausgebildeten rückwärtigen imide (8) das kugel- törmige vordere Ende (9) des hinteren xiorrizhtungsteils (7) kugelgelenkartig umfaßt und mit ihm drehbar, aber zug- und druckfest verbunden ist und mittelbar in der Vorrichtung (5) das Werkzeug (1 1) drehbar -und längsverschieblich gelagert ist.
3. 3. Abbaumaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, . daß im hinteren Vorrichtungsteil (7) ein Zwischenzylinder (10) in mindestens zwei Ringlagern (20) gelagert ist und daß durch geeignete bekannte Hilfsmittel -beispielsweise in Nuten (17), (18), (19) und weiter (22), (23) eingreifende Nocken (16 bzw. 24) - das vom Startschacht (1) aus bewegbare und manipulierbare Werkzeug (11) wahlweise so einstellbar ist, daß es einmal in dem Zwischenzylinder (lo) längsverschieblich und/oder drehbar, um anderen mit dem Zwischenzylinder (io) fest verbindbar ist, so daß Längs-und Drehbewegungen der Hohlwelle (12) über das Werkzeug (11) auf den Zwischenzylinder (10) und bei entssrechender Stellung der Zwischenglieder (2.9 bzw. 23 und 214) Drehbewegungen aut den Schneidkopf (6) übertragbar sind.
4. 4. .Abbaumaschine nach Ansprüchen 2 und 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß znfischen dem Außendurchmesser des Zwischen- zylinders (10) und dem Innendurchmesser des Schneidkopfs (6) ein Zwischenraum (25) vorgesehen ist, innerhalb dessen die Achse des Schneidkopfs (6) gegenüber der Achse des Zwischenzylinders (10) bzw. der Vortriebsachse begrenzt verschiebbar und damit Steuerbewegungen der Abbaumaschine einleitbar sind, indem im vorderen Teil (21) des Zwischenzylinders (10) außen gegeneinander um 900 versetzte Paare einander diametral zugeordneter Nuten (22 und 23) angeordnet sind, die alternativ auf keilförmig anlaufende Nocken (24) des Schneidkopfs (6) aufschiebbar sind und den Schneidkopf (6) konzentrisch bzw.

   exzentrisch zum Zwischenzylinder (10) einstellen.
5. 5. Abbaumaschine nach Ansprüchen 1 bis 4, d a -d u r c k g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Verlängerungsabschnitt (12', 12'' ...12n) der Hohlwelle (12) für den Antrieb des zeugs (11) mit je einer den Raum (14) zwischen Welle t19) und Rohr (2) kolbenartlg abdichtende Manschette (15) mit mindestens einer Rückschlagkappe (26), die nur Flüssigkeit in Richtng auf die Ortsbrust durchtreten läßt, sowi.ç^ mit einem geeiegnet Absperrorgan rgarl ( 1 3) für die Hohlwelle (12) ausgerüstet ist.

   b. Abbaumaschine nach Anspruche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Rohr (2) nach vorn zum Werkzeug (11) gedrückte Stütz- und Förderflüssigkeit nur mit einem Teil in die Abbaukammer eingeleitet, mit dem anderen Teil als Treibstrahl unmittelbar hinter dem Werkzeug (11j in die Hohlwelle (12) eingeleitet wird.

   . Abbaumaschine nach Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch die Hohlwelle (12) nach Entfernung der Anschlußkupplung (27) der Förderleitung (28) iiilfsvorrichtungen bis zur Ortsbrust verschiebbar sind, zur Beispiel: . ein Absperrballon, mit dessen Hilfe ein Flüssigkeitsdruck zur Stützung der Ortsbrust vor dem Ballon haltbar ist, . ein Vermessungswagen, . eine TO-Kamera zur Inspektion, . eine Ortungssonde und . Vorrichtungen für Sonderbehandlungen der Ortabrust, beispielsweise Sprengung, Vereisung, chemische Verfestigung, Ausschäumung