DE3404111A1

DE3404111A1 - Verfahren zur herstellung und zum ausbau von nicht begehbaren langgestreckten hohlraeumen in geschlossener bauweise

Info

Publication number: DE3404111A1
Application number: DE19843404111
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.rer.nat. 4390 Gladbeck Cornely; Karl Dipl.-Ing. 4630 Bochum Kubicki; Bernhard Prof. Dr.-Ing. 4630 Bochum Maidl; Dietrich Dr.-Ing. Stein
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1984-02-07
Filing date: 1984-02-07
Publication date: 1985-08-14
Also published as: DE3404111C2; BE901651A; US4652174A; NL8500285A; JPS60188597A; FR2582717B1; FR2582717A1; GB8502679D0; GB2153881A; GB2153881B

Description

Patent- und Hilfsge-

brauchsmusteranmeldung 27. Januar 1984

A8/39/83 Ha/Gs

Verfahren zur Herstellung und zum Ausbau von nicht begehbaren, langgestreckten Hohlräumen in geschlossener Bauweise

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und zum Ausbau von nichtbegehbaren, langgestreckten Hohlräumen in geschlossener Bauweise, wobei der Vortrieb beispielsweise über eine ferngesteuerte Vortriebseinrichtung durchgeführt und der eingebrachte Ausbau als Produktleitung verwendet wird. Desweiteren bezieht sich die Erfindung auf die Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.

Bisher ist es üblich, beispielsweise innerstädtische Ver- und Entsorgungsleitungen mit nicht begehbaren Nennweiten, in offener Bauweise zu verlegen. Zu diesem Zweck werden Gräben ausgehoben, die Leitungen im Schutz der Böschung ver-

- 5 legt und anschließend die Gräben wieder verfüllt.

Da das Verlegen von Rohrleitungen nach der offenen Bauweise zunehmend, insbesondere im Bereich der Städte, beispielsweise durch wochenlange Sperrungen der entsprechenden Straßenabschnitte auf Widerstand gestoßen ist, hat man bevorzugt versucht, beim Verlegen von Rohrleitungen auf die geschlossene Bauweise überzugehen .

Dabei hat man zunächst in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Baugrundes von einem Startschacht ausgehend, den Hohlraum durch einen Verdrängungskopf oder einen Bohrkopf in Verbindung mit einer Förderschnecke oder durch Spülung herzustellen, und in den entstandenen Hohlraum, d. h. in den Abschnitt zwischen Startschacht und einem Zielschacht, beispielsweise in einer Maximallänge von 80 Metern, die Produktrohre vorwiegend aus Stahl einzupressen. In Abhängigkeit von der Länge des Hohlraumes ist für den Einpreßvorgang der Rohre eine entsprechend schwere Vorrichtung erforderlich, wobei ebenfalls die Produktrohre in Abhängigkeit der auf sie einwirkenden Preßkraft eine stark dimensionierte Wandung aufweisen müssen.

Der wesentliche Nachteil derartiger Verfahren zum Verlegen von Produktleitungen in geschlossener Bauweise besteht darin, daß hinsichtlich der Vortriebslänge und der Gradientenführung Anwendungsgrenzen vorhanden sind.

Die Entwicklung für die Herstellung von Hohlräumen in geschlossener Bauweise geht heute dahin, daß man steuerbare Vortriebsverfahren vorsieht, die mit Hilfe von entsprechenden Einrichtungen kontrolliert und ferngesteuert worden sind. Bei Anwendung derartiger steuerbarer Vor-

triebsverfahren bleibt insbesondere bei der Herstellung langgestreckter Hohlräume die große Schwierigkeit bestehen, derartige Hohlräume mit dem entsprechenden Ausbau zu versehen bzw. in die Hohlräume die Produktleitungen einzubringen.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung und zum Ausbau von nicht begehbaren, langgestreckten Hohlräumen in geschlossener Bauweise zu schaffen, bei welchem man sich zunächst der bekannten fernsteuerbaren Vortriebseinrichtungen bedient und mit Hilfe dieser Vortriebseinrichtungen die Möglichkeit schafft, große Vortriebslängen in wirtschaftlicher Weise aufzufahren, wobei die Auffahrung von geraden und gekrümmten Rohrleitungstrassen durchführbar ist, und bei welchem gleichzeitig unabhängig von der Beschaffenheit des Bodens und des Einflusses von Wasser korrosionssichere Produktleitungen herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch Injizieren eines Injektionsmittels unter Druck in den zwischen einer dem Vortrieb nachgeschalteten Schalung und dem Gebirge gebildeten Ringspalt mindestens eine endlose innere Schale hergestellt wird»'

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß in den Ringspalt ein aufschäumendes Injektionsmittel, beispielsweise ein reaktives Kunstharz wie Polyurethan, injiziert wird und in Abhängigkeit des den Ringspalt umgebenden Gebirges durch den Injektions- und Aufschäumdruck zusätzlich eine äußere mit der inneren Schale einen Verbund bildende Schale hergestellt wird.

Mit Hilfe der Injektionstechnik wird dort, wo eine Injektion des umgebenden Gebirges möglich ist, ein Verbundsystem zwi-

sehen der inneren und äußeren Schale, also zwischen tragendem, verfestigtem und/oder abgedichtetem Gebirge und tragender und/oder wasserundurchlässiger Schicht ein endgültiger Ausbau hergestellt.

Erfindungsgemäß ist es möglich, zur Herstellung der inneren Schale zusätzlich den Ringspalt mit nicht bindigem Lockergestein, Füllstoffen oder Fasern zu versetzen. Der Einbau dieser Materialien in den Ringspalt zwischen Schalung und angrenzendem Gebirge kann vor der Injektion oder gemeinsam mit dem Injektionsmittel erfolgen. Als Füllstoffe können beispielsweise Lockergestein, Gesteinsmehl oder Elektrofilterasche oder ähnliche Stoffe und als Fasern Stahlfasern, Kunststoffasern, Glasfasern oder vergleichbare Fasern verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen darin, daß mit der Vortriebseinrichtung verbunden, eine am hinteren Ende gegenüber der verfestigten inneren Schale abstützbare und mit dem Gebirge einen Ringspalt bildende, vollflächige Schalung vorgesehen ist, die stirnseitig mit einer Stirnschalung und über die Länge mit mindestens einem Anschluß für das Injektionsmittel· versehen ist.

Die Scha^ng kann als Gleit- oder Umsetzschalung ausgebildet sein.

Erfindungsgemäß ist es möglich, die Schalung an dem der Vortriebseinrichtung zugewandten Ende zusätzlich beispieisweise an der Vortriebseinrichtung und/oder

über zusätzliche Abstützzylinder abstützbar zu gestalten.

Die Länge einer derartigen Schalung ist abstimmbar auf die Vortriebsgeschwindigkeit der verwendeten Vortriebseinrichtung und auf die Verfestigungszeit des Injektionsmittels.

Der technische Portschritt der Erfindung ist im wesentlichen darin begründet, daß zunächst unter Reduzierung allgemeiner Umweltbelastungen bei der Herstellung langgestreckter, nicht begehbarer Hohlräume in geschlossener Bauweise die Möglichkeit geschaffen wird, derartige Hohlräume über große Längen zielgenau aufzufahren und gleichzeitig einen Ausbau einzubringen der den zu stellenden Ansprüchen genügend kontinuierlich eingebracht werden kann und als Produktleitung verwendet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im nachfolgenden anhand eines in der Zeichnung schematisierten Ausführungsbeispieles beschrieben.

In der im Schnitt gezeigten schematisierten Darstellung ist der Vortriebsbereich eines nicht begehbaren, langgestreckten Hohlraumes 1 wiedergegeben. Innerhalb des in dem umgebenden Gebirge 2 niedergebrachten Hohlraumes 1 ist mit 3 eine nicht gezeigte Vortriebseinrichtung, beispielsweise eine ferngesteuerte Vortriebsmaschine, angedeutet. Von der selbstschreitenden Vortriebseinrichtung 3 gezo-

gen ist eine durch eine Stirnschalung 11 verschlossene Gleitschalung 4 vorgesehen. Der Innendurchmesser der Gleitschalung 4 entspricht der geforderten Nennweite der endgültigen Produktleitung. Die Schalung 4 ist mit mindestens einem Anschluß 8 für die Versorgungsleitung 9 versehen, über welche das Injektionsmittel unter Druck, beispielsweise bis zu 15 bar, in den Ringspalt 5 eingepreßt wird. Die Schalung 4 stützt sich mit dem von der Vortriebseinrichtung 3 abgewandten Ende an der bereits verfestigten Schale 6 ab. Die Länge der Schalung 4 ergibt sich aus der Abstimmung der Vortriebsgeschwindigkeit der Vortriebseinrichtung 3 und der Festigkeitsentwicklung des Injektionsmittels. Der Injektionsdruck wird so gestaltet, daß zum einen der Ringspalt 5 satt verfüllt wird und zum anderen beim injizierfähigen Gebirge ein bestimmter Bereich als äußere Schale 7 mitverfestigt wird. Die innere Schale 6 und die äußere Schale 7 ermöglichen ein Verbundsystem zwischen tragendem, verfestigtem und/oder abgedichtetem Gebirge 2 und tragender und/oder wasserundurchlässiger Innenschale 5. Die Innenschale 5 findet Verwendung als fertige Produktleitung.

Bei der Herstelllung der Innenschale 5 kann, wie bereits erwähnt, zusätzlich ein Versetzen des Injektionsmittels mit nichtbindigem Lockergestein, Fasern oder Füllern erfolgen.

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-ΙΟΙ Hohlraum

2 Gebirge

3 Vortriebseinrichtung

4 Schalung

5 Ringspalt

6 Schale (innere)

7 Schale (äußere)

8 Anschluß

9 Versorgungsleitungen

10 Länge

11 Stirnschalung

Claims

Patent- und Hilfsge- brauchsmusteranmeldung 27. Januar 1984 A8/39/83 Ha/Gs Verfahren zur Herstellung und zum Ausbau von nicht begehbaren, langgestreckten Hohlräumen in geschlossener Bauweise Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung und zum Ausbau von nichtbegeh-' baren, langgestreckten Hohlräumen in geschlossener Bauweise, wobei der Vortrieb beispielsweise über eine ferngesteuerte Vortriebseinrichtung durchgeführt und der eingebrachte Ausbau als Produktleitung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Injizieren eines Injektionsmittels unter Druck in den zwischen einer dem Vortrieb nachgeschalteten Schalung und dem Gebirge gebildeten Ringspalt mindestens eine endlose innere Schale hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringspalt ein aufschäumendes Injektionsmittel, beispielsweise ein reaktives Kunstharz wie Polyurethan, injiziert wird und in Abhängigkeit des den Ringspalt umgebenden Gebirges durch den Injektions- und Aufschäumdruck zusätzlich eine äußere, mit der inneren Schale einen Verbund bildende, Schale hergestellt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Injektionsmittel in einen durch das Gebirge und eine vollflächige Gleit- oder Umsetzschalung gebildeten Ringraum unter Druck injiziert wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt durch Injizieren eines Injektionsmittels unter Druck und durch Zusetzen von Zuschlagund Füllstoffen verfüllt wird.

5. Vorrichtung zur Herstellung und zum Ausbau von nicht begehbaren, langgestreckten Hohlräumen in geschlossener Bauweise und zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei der Vortrieb beispielsweise über eine ferngesteuerte Vortrxebsexnrichtung durchführbar und der eingebrachte Ausbau als Produktleitung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Vortrxebsexnrichtung (3) verbunden, eine am hinteren Ende gegenüber der verfestigten inneren Schale (6) abstützbare und mit dem Gebirge (2) einen Ringspalt (5) bildende vollflächige Schalung (4) vorgesehen ist, die stirnseitig mit einer Stirnschalung (11) und über die Länge mit mindestens einem Anschluß (8) für das Injektionsmittel versehen ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung (4) als vollflächige Gleit- oder Umsetzschalung ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung (4) an dem der Vortriebseinrichtung (3) zugewandten Ende zusätzlich beispielsweise an der Vortriebseinrichtung (3) und/oder über Abstützzylinder abstützbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (10) der Schalung (4) abstimmbar ist auf die Vortriebsgeschwindigkeit der Vortriebseinrichtung (3) sowie die Verfestigungszeit des Injektionsmittels.