DE3306070A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines unterirdischen rohrvortriebes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines unterirdischen rohrvortriebes

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DE3306070A1
DE3306070A1 DE19833306070 DE3306070A DE3306070A1 DE 3306070 A1 DE3306070 A1 DE 3306070A1 DE 19833306070 DE19833306070 DE 19833306070 DE 3306070 A DE3306070 A DE 3306070A DE 3306070 A1 DE3306070 A1 DE 3306070A1
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Fritz 3060 Stadthagen Wehling
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WITTE BOHRTECHNIK GmbH
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines unter-
  • irdischen Rohrvortriebes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Rohrvortriebes im Bereich unbegehbarer Rohrdurchmesser entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 4.
  • aei dem Erfordernis, zielgenau unterirdisch zu bohren, werden bisiang hochkomplizierte, mit einem Laserstrahl arbeitende Steuereinrichtungen eingesetzt, bei denen im Bereich der hier betroffenen unbegehbaren Rohrdurchmesser im Kopfbereich des vorgepreßten Abstützrohres, das die einzubringenden Produktrohre nach sich zieht, ein kompletter Steuerstand mit Meßinstrumenten und einer Zielscheibe für den Laserstrahl untergebracht wird, wobei der Laserstrahl von der Startgrube aus durch die Rohre hindurch auf die Zielscheibe gerichtet wird. Der Steuerstab und die Zielscheibe mit dem Auftreffpunkt des Laserstrahles, der als Richtstrahl wirkt, werden dabei laufend von einer ebenfalls im Kopfbereich des Abstützrohres untergebrachten kleinen Kamera fotografiert und in Art eines Fernsehbildes in die Startgrube übertragen, wo praktisch ein zweiter Steuerstand existiert, an dem dann von der Bedienungsperson unter Auswertung des Fernsehbildes die erforderlichen Steuervorgänge für die Verschwenkung des Steuerkopfes ausgelöst werden. Eine derartige Einrichtung arbeitet mit der gewünschten Zielgenauigkeit, ist jedoch so teuer, daß ihre Anschaffung für kleinere oder mittlere Tiefbauunternehmen nicht in Betracht kommt. Darüber hinaus erfordert schon vom Prinzip her diese Art der Steuerung einen Mindestdurchmesser für die Rohre, der bei ca. 500 mm liegt. Bei kleineren Rohrdurchmessern ist die Unterbringung der verschiedenen Aggregate vor Ort im Kopfbereich des Abstützrohres nicht mehr möglich. Gerade auch im Rohrdurchmesserbereich von 150 mm, der für die Herstellung von Hausanschlüssen wichtig ist, ist eine exakte, zielgenaue Steuerung bislang nicht möglich. Trotz des erheblichen Kostenaufwandes ist die bekannte Einrichtung insoweit störanfällig, als das Heraus leiten optischer und/oder elektrischer Signale vom Abstützrohr hin zur Startgrube insbesondere bei langen Rohrvortrieben problematisch werden kann, Bedienungsfehler durch die Bedienungsperson vorkommen können und bei langen Rohrvortrieben ja auch immer wieder bei jeder Rohrverlängerung die hydraulischen Schlauchleitungen für die Steuerung der Steuerzylinder zusammengefügt werden müssen. Gerade bei diesen Steuerleitungen aber führen die dabei auftretenden Lufteinschlüsse zu Steuerungenauigkeiten.
  • Es sind ferner nichtsteuerbare Einrichtungen zum Vorpressen von Rohren zur Herstellung eines unterirdischen Rohrvortriebes bekannt, die entweder nach dem Prinzip der Bodenentnahme arbeiten, wonach der Steuerkopf ein Bohrwerkzeug trägt und das aufgebohrte Erdreich durch das Abstützrohr und die nachfolgenden Produktrohre durch eine Schnecke zur Startgrube zurücktransportiert wird, oder aber die nach dem Verdrängerprinzip arbeiten. Hier trägt der Steuerkopf einen Bohrkopf, der entweder nach dem Prinzip einer kleinen Ramme oder als spitzzulaufender Bohrkopf, ggf. noch mit korkenzieherartigen Verdrängergängen bestückt, das Erdreich nach außen verdrängt. Das Verdrängungsprinzip läßt sich im kleineren Rohrdurchmesserbereich bis zu ca. 150 mm überall dort gut anwenden, wo verdrängungsfähige Böden gegeben sind, insbesondere auch bei drohender Gefährdung des Rohrvortriebes durch Grundwasser ist die Anwendung des Verdrängungsprinzipes besonders vorteilhaft.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die es ermöglichen, bei verringertem baulichen Aufwand auch in kleineren Rohrdurchmesserbereichen als bisher besonders zielgenau einen Rohrvortrieb herstellen zu können.
  • Die erfindungsgemäße Lösung bezüglich des Verfahrens ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1, bezüglich der Vorrichtung aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 4.
  • Insbesondere durch die Verwendung der aktiven, selbst Steuerimpulse erzeugenden Zielscheibe ergibt sich ein gegenüber der bekannten Einrichtung derart vereinfachter, nur relativ wenige Einrichtungen umfassender Aufbau der Anlage, daß sich die Unterbringung dieser relativ wenigen Teile in sehr viel kleineren Rohrdurchmessern als bisher problemlos bewerkstelligen läßt. Die Umsetzung dieser Steuerimpulse direkt vor Ort im Abstützrohr in die der Zielscheibenauswanderung gegenläufige Steuerkopfverschwenkung stellt eine grundsätzliche Abkehr von der bisherigen Verfahrensweise bei der Zielsteuerung von Rohrvortrieben dar und trägt in besonderem Maße mit zum einfachen Aufbau der Anlage und zur besonderen Ziel- genauigkeit des Vorpressens insbesondere auch bei langen Rohrvortrieben bei. Weder müssen nun elektrische und/oder optische Signale durch lange Rohrstrecken hindurch zur Startgrube zurückgeführt werden, noch müssen entsprechend lange und zusammenzustückelnde elektrische und hydraulische Steuerleitungen durch die Rohre zur Startgrube geführt werden. Auch Bedienungsfehler sind nunmehr aus zuschließen, da sich auf diese Weise und mit dieser Vorrichtung eine automatische bei Abweichungen immer wieder erneut einsetzende Rücksteuerung auf die gewünschte und durch den Richtstrahl vorgegebene Vorpreßrichtung einstellt. Die Berücksichtigung der jeweils tatsächlichen Stellung des Steuerkopfes gewährleistet dabei auch ein Umfahren von Hindernissen auf kürzestmöglichem eg mit zielsicherer Wiederfindung der vorgegebenen Vorpreßrichtung.
  • Aufgrund der aufgezeigten Vorteile eignet sich das Verfahren in besonderem Maße für die Kombination mit dem bekannten Vorpressen nach dem Verdrängerprinzip. Die zugehörige Vorrichtung läßt sich tatsächlich im Inneren eines Abstützrohres unterbringen, das auf die Erstellung eines Rohrvertriebes von 150 mm Durchmesser ausgelegt ist.
  • Es ist damit erstmalig möglich, in diesem relativ sehr kleinen Rohrdurchmesserbereich unterirdisch zielgenau gesteuert vorzupressen, so daß insbesondere Hausanschlüsse, die zielgenau zu einem Sammler geführt werden müssen, ohne die sonst übliche, offene Baugrube hergestellt werden können. Man kann im Prinzip mit jedem bekannten, nach dem Verdrängerprinzip arbeitenden Bohrkopf arbeiten. Der nach dem Prinzip einer kleinen Ramme arbeitende Bohrkopf ist dabei im Hinblick auf die auftretenden Stöße für die hier vorgesehene elektronische Steuerung im Abstützrohr weniger geeignet.
  • Nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Bohrköpfe, die gedreht werden, lassen sich dagegen hier mit außerordentlichem Vorteil einsetzen. Auch schon bei nichtgesteuerten Verdrängungsbohrungen unter Verwendung eines drehenden Bohrkopfes besteht immer das große Problem des aufzufangenden Rückdrehmomentes. Dies führt insbesondere bei längerem Rohrvortrieb zu einem erheblichen Verdrehen der gesamten Rohrtour durch die Elastizität und/oder das notwendigerweise vorhandene Einbauspiel der Kupplungen, mit denen die einzelnen Rohre zusammengesetzt sind. Dies kann bei größeren Rohrlängen zu einer Verdrehung der Rohrtour von 900 und mehr führen. Eine Verfahrensweise, bei der die Meßwerte zwar vor Ort ermittelt, dann aber aus den Rohren heraus zur Startgrube geschickt und hier zu Betätigungen umgesetzt werden, deren Impulse dann wieder vor Ort geschickt werden müssen, würde bei einer derartigen Verdrängung sehr ungenau. Beim erfindungsgemäßen Verfahren dagegen geschieht die Umsetzung der Impulse sofort am Ort ihrer Erstehung im letztendlich die mechanische Bewegung des Steuerkopfes. Alle hier betroffenen Aggregate sitzen im Bereich des Abstützrohres und des Steuerkopfes in unmittelbarer Nähe zusammen und unterliegen damit, wenn überhaupt, der gleichen Verdrehung.
  • Hervorzuheben ist ferner die erfindungsgemäß vorgesehene Verwendung einer nach dem Verfahren hergestellten zielgenau gesteuerten unterirdischen Bohrung, insbesondere kleineren Rohrdurchmessers, als Pilotbohrung für das Vorpressen eines unterirdischen Rohrvortriebes grösseren Durchmessers. Man erzeugt hierbei zunächst mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, ohne an das Abstützrohr Produktrohre anzukoppeln, eine zielgenaue, relativ kleindurchmessrige Bohrung im Erdreich. Stösst man dabei auf ein effektiv unüberwindbares Hindernis, ist der verlorene Aufwand noch relativ gering.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Sie betreffen insbesondere die vorteilhafte Berücksichtigung weiterer Einflußgrößen, insbesondere des erforderlichen Vorpreßdruckes, eine spezielle, große Kraftentwicklung auf kleinem Raum ermöglichende Steuerzylinderanordnung im Steuerkopf, was mit zur Verwirklichung kleiner Rohrdurchmesser beiträgt, sowie auch vorteilhafte Ausgestaltungen von nach dem Verdrängerprinzip arbeitenden Bohrköpfen.
  • Ausführungsbeispiele werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 in vereinfachter, teilweise geschnittener Seitenansicht das Abstützrohr mit angelenktem Steuerkopf und Bohrkopf und mit den im Abstützrohr untergebrachten Steuer- und Betätigungsaggregaten einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die aktive Zielscheibe sowie die ihr zugeordnete aktive Servo-Zielscheibe der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 eine vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 abweichende Ausgestaltung des Bohrkopfes der Vorrichtung.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein Abstützrohr 1 auf, das in der üblichen Weise mittels eines in der Startgrube installierten und abgestützten hydraulischen Preßgestänges (nicht dargestellt) durch das Erdreich vorgepreßt werden kann. Dabei werden im J4ormalfall in der üblichen Weise die zu verlegenden Produktrohre, die im Erdreich verbleiben sollen, nach und nach entsprechend der Vortrieblänge über Kupplungen angekuppelt.
  • Am Kopfende des Abstützrohres 1 ist ein Steuerkopf 2 schwenkbeweglich angelenkt, durch dessen Verschwenkung etwaigen Auswanderungen des Abstützrohres 1 und der in ihm befindlichen Aggregate von einer vorgegebenen gewünschten Vorpreßrichtung gegengesteuert werden kann.
  • Im dargestellten Ausführunysbeispiel ist als die gewünschte Vorpreßrichtung vorgebender Richtstrahl ein Laserstrahl 3 vorgesehen, der von einem stabgrubenseitig installierten Lasergerät (nicht dargestellt) abgegeben wird, das so installiert ist, daß zweckmäßigerweise der Laserstrahl in der Mittellängsachse des Abstützrohres 1 und etwaiger daran angekuppelter Produktrohre liegt.
  • In dem Abstützrohr 1 ist zunächst eine aktive Zielscheibe 4 befestigt, und zwar so, daß ihr Mittelpunkt bei Lage des Abstützrohres 1 der gewünschten Vorpreßrichtung von dem Laserstrahl 3 getroffen wird. Einzelheiten der aktiven Zielscheibe 4 sind in Fig. 2 gezeigt. Die Zielscheibe 4 ist in Rasterfelder 5 unterteilt und jedem Rasterfeld ist ein auf den Laserstrahl ansprechender Impulsgeber, beispielsweise eine Diode 6, zugeordnet.
  • Die Dioden 6 der aktiven Zielscheibe 4 sind steuertechnisch mit einer elektronischen, programmierbaren Steuereinrichtung 7 verknüpft. In dieser Steuereinrichtung werden die von der Zielscheibe 4 kommenden Steuerimpulse in Steuersignale für eine vor der elektronischen Steuer- einrichtung 7 in dem Abstützrohr 1 befestigte Betätigungseinrichtung 8 für die Steuerzylinder des Steuerkopfes 2 umgewandelt, wozu die elektronische Steuereinrichtung 7 mit ihren Ausgängen mit der Betätigungseinrichtung 8, die als hydraulischer Steuerblock mit Positioniersteuerung ausgebildet sein kann, verknüpft ist.
  • Bei der programmierbaren elektrischen Steuereinrichtung 7 kann es sich beispielsweise um eine solche handeln, die in periodischen, sich über die ganze aktive Zielscheibe 4 erstreckenden Abfrage-durchlä.ufen, abtastet. Diejenige Diode 6, die von dem Laserstrahl 3 beauftragt ist, löst ein elektrisches Signal aus. Ist nun das Abstützrohr samt der Zielscheibe 4 von der durch den Richtstrahl 3 vorgegebenen Vorpreßrichtung abgewichen, ist der Mittelpunkt der Zielscheibe 4 aus dem Richtstrahl 3 herausgewandert.
  • Dieser trifft auf eine vom Mittelpunkt abweichende Diode, deren Signal von der Steuereinrichtung 7 verarbeitet und in eine zur Abweichung gegenläufige Schwenkbewegung des Steuerkopfes 2 umgewandelt wird.
  • Hierzu ist die Betätigungseinrichtung 8 ausgangsseitig über Druckölsteuerleitungen 9 im Abstützrohr 1 direkt mit Steuerzylindern 10 verbunden.
  • Um trotz ggf. relativ kleiner Rohrdurchmesser in der Größenordnung von ca. 150 mm, bei denen die üblichen, parallel zur Rohrmittenachse am Umfang des Rohres angeordneten Steuerzylinder in der hier für die Verschwenkung erforderlichen Größe nicht mehr unterzubringen sind, und genügend große Betätigungskräfte aufbringen zu können, sind in besonderer Ausgestaltung hier die Steuerzylinder 10 mit ihren Zylindermänteln 11 und ihren Kolben 12 quer zur Mittellängsachse des Abstützrohres 1 orientiert und sie sind dabei, beispielsweise über ihre Zylindermäntel 11, mit einem Hebelarm 13 verbunden, der seinerseits mit dem Steuerkopf 2 verbunden ist.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Steuerkopf 2 über den Hebelarm 13 mit einem vier Gelenke aufweisenden Kardangelenk mit dem Kopfende des Abstützrohres 1 schwenkbeweglich verbunden. Hierzu sind zunächst, wie aus Fig. 1 ersichtlich, am Abstützrohr 1 zwei einander diametral gegenüberliegende Gelenkzapfen 14 befestigt, auf denen um ihre gemeinsame Mittellängsachse ein inneres Rohrstück 15 drehen kann. An dem Rohrstück 15 sind dann wiederum nach innen weisende, einander diametral gegenüberliegende und senkrecht zu den Gelenkzapfen 14 liegende Gelenkzapfen 16 befestigt, auf denen der Hebelarm 13 seinerseits drehen kann. Das Gelenk insgesamt arbeitet somit in zwei Ebenen und der auf diese Weise angelenkte Steuerkopf 2 ist in seinen zwei Steuerebenen fixiert und sowohl im Stande, etwaig durch das zur Anwendung kommende Bohrwerkzeug auftretende Rückdrehmomente aufzunehmen, als auch auf das Werkzeug wirkende Vorpreßkräfte zu übertragen.
  • Um für die Steuerung der Steuerkopfverschwenkung seine jeweilige tatsächliche Lage bzw. Schwenkstellung mit berücksichtigen zu können, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel am hinteren Ende des Steuerarmes 13 eine Leuchtdiode 17 befestigt, die also mit dem Steuerkopf verschwenkt. Ihr gegenüberliegend ist dabei in dem Abstützrohr 1 eine weitere, aktive Servo-Zielscheibe 18 befestigt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist auch die Servo-Zielscheibe 18 in einem der Zielscheibe 4 entsprechenden Raster mit Impulsgebern in Form von Dioden 19 bestückt.
  • Auch die Dioden 19 sind steuertechnisch mit der elektronischen Steuereinrichtung 7 verknüpft. Man benutzt die von ihnen abgegebenen Steuerimpulse durch einen Soll-Ist-Vergleich entsprechend dem eingegebenen Programm der elektronischen Steuereinrichtung 7 für die Beendigung des Ausschwenkens des Steuerkopfes 2. Wenn der Steuerkopf 2 gesteuert durch die Auswanderung der Mitte der Zielscheibe 4 aus dem Richtstrahl 3 gegenläufig zur Auswanderung ver- schwenkt, wandert der Leuchtpunkt der Leuchtdiode 17 auf der Servo-Zielscheibe 18 entsprechend dem Programm bis zu demjenigen Rasterfeld, das dem auf der Zielscheibe 4 durch den Richtstrahl 3 beaufschlagten Rasterfeld entspricht. Ist dieser Zustand durch einen Soll-Ist-Vergleich ermittelt, wird die Ausschwenkung des Steuerkopfes gestoppt. Reicht die durchgeführte Maßnahme nicht aus, wiederholt sich automatisch der beschriebene Vorgang für ein anderes, auf einem größeren Radius der Zielscheibe 4 liegenden Rasterfeld. Bei der automatisch erfolgenden Rückführung des Abstützrohres 1 zur Ideal linie entsprechend der vorgegebenen Vorpreßrichtung, geschieht sinngemäß genau das gleiche. Es ergibt sich somit ein gutes, enges Umfahren etwaiger Hindernisse und eine schnelle Rückführung in die vorgegebene Vorpreßrichtung.
  • In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, bei der Umsetzung der Steuerimpulse für die Steuerkopfverschwenkungen auch die Größe des aufzubringenden Vorpreßdruckes zu berücksichtigen. Hierzu ist beispielsweise der elektronischen Steuereinrichtung 7 eine zusätzliche, abschaltbare Steuereinrichtung zugeordnet, die auf den Vorpreßdruck anspricht und mit der das Verhältnis der Meßwerte der Zielscheibe 4 und der Servo-Zielscheibe 18 zueinander beim Soll-Ist-Vergleich veränderbar ist. Es können hierdurch beispielsweise die korrespondierenden Radien der beiden Zielscheiben vertauscht werden. Wandert die Zielscheibe 4 somit bis zu einem ersten Radius aus, läßt man den Steuerkopf 2 bis zu einem zweiten Radius der Servo-Zielscheibe 18 weiter verschwenken. Es ergibt sich somit eine von einem erhöhten Vorpreßdruck abhängige stärke Gegenmaßnahme gegen das Ausweichen. Umgekehrt kann man bei geringem Vorpreßdruck für ein geringeres Ausweichen Sorge tragen. Die Steuerung berücksichtigt damit auch die jeweils angetroffene Bodenbeschaffenheit.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem Steuerkopf 2 ein nach dem Verdrängerprinzip arbeitender Bohrkopf 20 befestigt. Zwar kann die vorstehend geschilderte Vorrichtung mit Vorteil auch bei Einrichtungen zum Vorpressen von Rohren, die mit dem Prinzip der Bodenentnahme arbeiten, eingesetzt werden, wenn dafür Sorge getragen wird, daß die Herausförderung des Bodens zur Startgrube hin nur im unteren Bereich des Anschlußrohres und der nachfolgenden Produktrohre erfolgt, so daß im oberen Bereich Platz für diese Einrichtung verbleibt, doch bringt der Einsatz im Zusammenhang mit dem Vorpressen von Rohren nach dem Verdrängerprinzip besondere Vorteile. Der gesamte innere Rohrdurchmesser steht zur Unterbringung der Einrichtung zur Verfügung, so daß bis hin zu kleinen Rohrdurchmessern, beispielsweise 150 mm, zielgenau gesteuert werden kann, weil sich die geschilderte Einrichtung auch dann noch unterbringen läßt. Der nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Bohrkopf kann im Prinzip beliebig ausgestaltet sein. Ein nach Art einer kleinen Ramme vorstossender Bohrkopf eignet sich unter Umständen womöglich jedoch weniger, da die Stöße die Arbeitsweise insbesondere der elektronischen Steuereinrichtung 7 nachteilig beeinflussen könnten. Zweckmäßig wird daher beispielsweise ein Bohrkopf 20 (Fig. 1) eingesetzt, der in Art eines ohne spitzzulaufenden Korkenziehers ausgebildet ist und der drehend angetrieben ist, wozu im Steuerkopf 2 ein hydraulischer Antrieb 21 untergebracht ist. Hierbei auftretende Rückdrehmomente werden über das geschilderte viergelenkige Kardangelenk auf das Abstützrohr 1 übertragen und führen zu dessen Verdrehung, wobei es auch insbesondere bei schon langem Rohrvortrieb mit vielen angekuppelten-Produktenrohren insgesamt zu einer erheblichen Verdrehung der Rohrtour kommen kann. Auf die zielgenaue Steuerung selbst hat dieses dabei aber nur einen geringen Einfluß, weil alle entscheidenden Vorrichtungsaggregate vor Ort unmittelbar nebeneinander im Abstützrohr 1 liegen und sich ggf. gemeinsam verdrehen.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verfolgt die aktive Zielscheibe selbst die Steuerimpulse und diese werden direkt vor Ort im Abstützrohr in zur Zielscheibenauswanderung gegenl äufige Steuerkopfverschwenkungen umgesetzt. Ferner erfolgt die Berücksichtigung der tatsächlichen Stellung des Steuerkopfes und die Berücksichtigung dieser Meßwerte bei der Steuerkopfverschwenkung ebenfalls direkt vor Ort. Bedienungsfehler sind hierdurch ausgeschaltet und es müssen insbesondere nicht etwa optische und/oder elektrische Signale durch die Rohrtour zur Startgrube zurückgeführt werden und dann die Betätigungsimpulse für die Steuerzylinder über nach und nach bei Verlängerung der Rohrtour zusammenzusetzende Steuerleitungen zu den Steuerzylindern vor Ort zurückgeführt werden. Es genügt hierbei vielmehr, außen am Anschlußrohr 1 in problemloser Weise eine Niederspannungsstromversorgung 22 für die Steuerung, eine Druckhöheversorgungsleitung 23 für die hydraulische Betätigungseinrichtung 8 sowie ggf. bei Einsatz eines entsprechenden Bohrkopfes am Steuerkopf 1 eine Druckölversorgungsleitung 24 zu dem hydraulischen Antrieb 21 mitzuführen.
  • Zweckmäßig ist ferner die elektronische Steuereinrichtung 7 darauf ausgelegt, ein codiertes Signal zu erzeugen, das über einen entsprechenden Leiter in der Stromversorgungsleitung 22 zu einem in der Startgrube installierten Sichtgerät geleitet werden kann, um womöglich den cxtremfall anzuzeigen, daß eine so starke Auswanderung stattgefunden hat, daß der Richtstrahl 3 die Zielscheibe 4 überhaupt nicht mehr trifft.
  • Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines nach dem Verdrängungsprinzip arbentenden, in Art eines konischen KorKenziehers arbeitenden, drehenden Bohrkopf ist zusätzlich in besonderer Weise dafür Sorge getragen, daß kaum Rückdrehmomente auftreten können. Hierzu besteht der Bohrkopf aus einem kleineren Bohrer 20', der sich über etwa 2/3 des Bohrdurchmessers erstreckt und einem koaxial dazu liegenden ringförmigen Bohrer 20".
  • Die Bohrer 20', 20" sind in ihrem Angrenzungsbereich mit einer das Antriebsgetriebe schützenden Dichtung 25 versehen. Die beiden Bohrer 2.0', 20" werden gegenläufig zueinander angetrieben, und zwar durch ein zwischengeschaltetes kleines Planetengetriebe, wobei auf der Antriebswelle 26 für den Bohrer 20' ein Zahnkranz 27 sitzt, der mit mehreren Planetenrädern 28 in Eingriff steht, die ihrerseits drehbar auf einem in der Stirnwand des Abstützrohres 1 festgelegten Steg 29 gelagert sind und ihrerseits mit einem Innenzahnkranz 30 in treibender Verbindung stehen, der an dem Bohrer 20" befestigt ist.
  • Durch den zueinander gegensinnigen Umlauf der beiden Bohrer 20', 20" kann das Rückdrehmoment äußerst gering gehalten werden.
  • Eine auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellte zielgenaue Bohrung im Erdreich, bei deren Herstellung dann allerdings an das Abstützrohr keine Produktrohre angekoppelt werden, kann mit großem Vorteil als zielgenaue und exakte Pilotbohrung für einen beabsichtigten Bohrvortrieb größeren Durchmessers verwendet werden.
  • Der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten zielgenauen Pilotbohrung folgt dann in einer zweiten Verfahrensstufe eine zwar zwangsgeführte, im übrigen aber ungesteuerte Aufweitbohrung in Verbindung mit dem Vorpressen der zu verlegenden Rohre. Die Einrichtung für das im iibrigen ungesteuerte Vorpressen der Rohre wird dann mit einem Führungsrussel ausgerüstet, der sich in der zielgenauen Pilotbohrung abstützt und dabei die Führung der Aufweitbohrung übernimmt. Man kann dabei auch den Verlauf der Aufweitbohrung durch die Pilotbohrung hindurch beobachten. Auf diese Weise wird das Bohrrisiko erheblich verringert, da ja die zielgenau gesteuerte Bohrung nur einen verhältnismäßig geringen Durchmesser aufweist und somit der verlorene Aufwand bei Auftreffen auf ein unüberwindliches Hindernis, d. h. beim Scheitern der Bohrung, relativ gering bleibt.

Claims (12)

  1. Patentansprüche ii Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Rohrvortriebes im Bereich unbegehbarer Rohrdurchmesser, mit einem Vorpressen eines Abstützrohres mit schwenkbeweglich daran gelagerten Steuerkopf, bei dem die gewünschte Vorprerichtung mittels eines Richtstrahles vorgegeben wird und einem Ausweichen des Abstützrohres aus der Vorpreßrichtung durch ein gegenläufiyes Verschwenken des Steuerkopfes dadurch gegengesteuert wird, daß man das Ausweichen auf einer am Abstützrohr vorgesehenen Zielscheibe registriert und dies als Steuergröße für die Steuerkopfverschwenkung verwendet, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwendung einer aktiven, selbst Steuerimpulse erzeugenden Zielscheibe (4) und durch die Umsetzung dieser Steuerimpulse direkt vor Ort im Abstützrohr (1) in die gegenläufigen Steuerkopfverschwenkungen, wobei man ferner auch die tatsächliche Stellung des Steuerkopfes (2) registriert und diesen Meßwert vor Ort im Abstützrohr (1) als Steuergröße für das Ausmaß und die Richtung der Steuerkopfverschwenkung mit benutzt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umsetzung der Steuerimpulse der aktiven Zielscheibe (4) in die Steuerkopfverschwenkungen auch die Größe des anstehenden Vorpreßdruckes berücksichtigt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorpressen in an sich bekannter Weise nach dem Verdrängerprinzip erfolgt.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Abstützrohr, an dessen Kopfende ein Steuerkopf angelenkt ist, der mittels im Kopfbereich des Abstützrohres angeordneter Steuerzylinder verschwenkbar ist, sowie mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Richtstrahles, mit einer am Abstützrohr befestigten Zielscheibe für den Richtstrahl und einer Einrichtung zum Registrieren der Auswanderung der Zielscheibe aus dem Richtstrahl und zum Umsetzen der registrierten Werte in eine gegenläufige Steuerkopfverschwenkung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an dem Abstützrohr (1) eine aktive, in einem vorgegebenen Raster mit auf den Richtstrahl (3) ansprechenden Steuerimpulsgebern (6) bestückte Zielscheibe (4) befestigt ist, in dem Abstützrohr (1) ferner eine mit den Impulsgebern (6) verknüpfte elektronische Steuereinrichtung (7) befestigt ist, deren Ausgänge mit einer Betätigungseinrichtung (8) für die Steuerzylinder (10) des Steuerkopfes (2) verknüpft sind, wobei an dem Steuerkopf (2) eine Einrichtung (17) zur Erzeugung eines Steuerstrahles befestigt ist, für den am Abstützrohr (1) eine ebenfalls aktive Servo-Zielscheibe (18) befestigt ist, über deren Steuerimpulsgeber (19) das Ausmaß und die Richtung der Steuerkopfverschwenkung steuerbar sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine programmierbare elektronische Steuereinrichtung (7) vorgesehen ist, die auf einen Soll-Ist-Vergleich der Meßwerte der Zielscheibe (4) und der Servo-Zielscheibe (18) ausgelegt ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronischen Steuereinrichtung (7) eine zusätzliche, abschaltbare Steuereinrichtung zugeordnet ist, die auf den anstehenden Vorpreßdruck anspricht und mit der das Verhältnis der Meßwerte der Zielscheibe (4) und der Servo-Zielscheibe (18) zueinander beim Soll-Ist-Veraleich veränderbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Steuerkopf (2) vorderseitig ein nach dem Verdrängerprinzip arbeitender Bohrkopf (20,20',20") befestigt ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (20,20',20") in Art eines konisch zulaufenden Korkenziehers ausgebildet und mittels eines im Steuerkopf (2) angeordneten hydraulischen Antriebes (21) drehend antreibbar ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (20,20') aus zwei zueinander koaxial angeordneten, sich gemeinsam über den Bohrdurchmesser erstreckenden Bohrern (20' und 20") gebildet ist, die gegensinnig zueinander rotierend angetrieben sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerzylinder (10) für die Verschwenkung des Steuerkopfes (2) quer zur Mittellängsachse des Abstützrohres (1) angeordnet sind und mit dem Ende eines Hebelarmes (13) verbunden sind, der sich von dem Steuerkopf (2) über die Anlenkung am Abstützrohr (1) hinauf in das Abstützrohr (1) hineinstreckt.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Steuerkopf (2) befestigte Hebelarm (13) am Kopf des Abstützrohres (1) mit einem vier Gelenke aufweisenden Kardangelenk (14,15,16) angelenkt ist.
  12. 12. Die Verwendung einer nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellten kleindurchmessrigen, unterirdischen Erdreichsbohrung als Pilotbohrung für eine nachfolgende Ausweitbohrung größeren Durchmessers mit Vorpressen von Rohren entsprechend dieses größeren Durchmessers.
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