DE3408558C2 - Vorrichtung zum Einbringen von Injektionsmasse in unter der Erdoberfläche oder der Oberfläche eines Bauwerkes befindliche Injektionszonen - Google Patents

Description

F i g. 1 eine in einer mit einem Führungsrohr ausgekleideten, einen. Kanal bildenden Bohrung angeordnete Injizier-Vorrichtung, wobei sich der Packer mit einem Dichtkörper im Stadium während des Absenkens oder unmittelbar nach dem Absenken und vor dem Aufwärtsbewegen befindet, im Schnitt,

Fig.2 die Vorrichtung nach Fig. 1, wobei sich der Packer im Stadium während des Aufwärtsbewegens oder unmittelbar nach einer Aufwärtsbewegung und der Dichtkörpei sich im Zustand eines vom Packer nachgezogenen Schleppgliedes befinden, im Schnitt, F i g. 3 den Dichtkörper in Ansicht und F i g. 4 das obere Ende des Führungsrohres mit einem aufgesetztem Verlängerungsrohr im Schnitt

Die Vorrichtung zum Einbringen von Injektionsmasse in mindestens eine unter der Erdoberfläche oder der Bauwerksoberfläche 15 befindliche Injektionszone 16 besteht aus einer Injektionsleitung 13, die in einem von der Erdoberfläche oder der Bauwerksoberfläche 15 ausgehenden, bis zu der mindestens einen Injektionszone 16 reichenden Kanal T angeordnet ist. Die Injektionsleitung 13 dient zur von der Erdoberfläche oder der Bauwerksoberfläche 15 her unter Druck erfolgenden Zufuhr der Injektionsmasse zu der mindestens einer, !njektionszone 16. Hierfür ist die Injektionsleitung 13 in nicht dargestellter Weise an ihrem von über Tage zugänglichen Ende mit einer Injektionspumpe, z. B. einer Zwei-Komponentenpumpe versehen. Die Injektionsmasse kann ein Verfestigungsmittel oder ein Dichtungsmittel sein, z. B. Zementleim oder -schlempe, Tongel oder -suspension, Kunstharz od. dgl. Die mindestens eine Injektionszone kann z. B. durch bestimmte Lockergesteinsbereiche, durch Bodenbereiche unter Bauwerken, durch in Schlitzwandlamellen aufweisenden Bauwerken befindliche Fugen, Risse oder andere Leckstellen od. dgl. gebildet sein; dabei kann es sich um unterirdische Bauwerke, z. B. Garagen, U-Bahnan!sgen oder um oberirdische Bauwerke, z. B. Wasserbecken handeln.

An dem — in bezug auf die Zufuhrrichtung der Injektionsmasse — vorderen Ende der Injektionsleitung 13 ist ein aus einem am vorderen Ende verschlossenen Injektionsrohr 14 bestehender Packer 10 angeschlossen, der Austrittsöffnungen 17 und an seinen beiden Enden den das Injektionsrohr 14 umgebenden Ringraum 18 abdichtende, gegen die Wandung des Kanals 7' anliegende äußere Dichtungen 11 aufweist, die jeweils durch ein oder mehrere z. B. napfartige Dichtringe gebildet sein könnzn.

Am vorderen Ende des Packers 10 ist außerhalb des abgedichteten Ringraumes 18 ein besonderer gegen die Wandung des Kanals T anliegender, durch die am vorderen Ende des Packers 10 angeordnete Dichtung 11 ungewollt bzv*. im Falle eines Versagens der letzteren hindurchgetretenes Injektionsmaterial abfangender Dichtkörper 12 befestigt.

Zur Bildung eines eine größere Menge an durch die am vorderen Ende des Packers 10 angeordnete Dichtung 11 hindurchgetretenem Injektionsmaterial aufnehmenden genügend großen Freiraumes 6 zwischen Pakker 10 und Dichtkörper 12 ist der Dichtkörper 12 durch ein beim Aufwärtsbewegen des Packers 10 mit Abstand von letzterem nachgezogenes Schleppglied gebildet. Hierfür ist der Dichtkörper 12 durch ein ausziehbares Zugglied 3 mit dem Packer 10 verbunden. Das Zugglied kann teleskopartig oder wie dargestellt durch ein flexibles Element, nämlich eine Schnur, eine Kette, einen Draht od. dgl. gebildet sein.
Zur Schaffung eines Min^iialfreiraumes 6a während des Herabbewegens des Packers 10 ist am vorderen Ende des Packers 10 ein gegen den Dichtkörper 12 bis zum Aufwärtsbewegen des Packers anliegender Abstandhalter 4 vorgesehen. Um eine Führung des Dichtkörpers 12 während des Herabbewegens sicherzustellen, ist der Abstandhalter 4 zur Aufnahme eines Axialfortsatzes 19 des Dichtkörpers 12 rohrförmig ausgebil- ■ deL Dabei ist auch das Zugglied 3 in dem rohrförmig ausgebildeten Abstandhalter 4 aufnehmbar.

Der Dichtkörper 12 besitzt einen gegen die Wandung des Kanals T anliegenden Dichtring 1 mit im weseniJichen konstantem Durchmesser sowie einen sowohl gegen die Wandung des Kanals T als auch gegen die Innenwandung eines an das hintere Ende des Kanals 7' angeschlossenen, einen größeren Innendurchmesser als der Kanal T besitzenden Verlängerungsrohres 9 anliegenden Dichtring 2 mit veränderlichem Durchmesser. Dabei ist die weitere Ausbildung derart, daß der einen veränderlichen Durchmesser aufweisende Dichtring 2 kompressibe! ^:.st und beim Durchgang durch das Verlängerungsrohr 9 im aufgeblähten, d. h. aV.t komprimierten zustand gegen die Innenwandung dei Verlängerungsrohres 9 sowie beim Durchgang durch den Kanal T im komprimierten Zustand gegen die Wandung des Kanals T anliegt Damit wird auch bei Verwendung von Rohren, dia einen größeren Innendurchmesser haben als der Kanal T und bei denen die Packerdichtungen 11 nicht mehr anliegen, durch den Dichtkörper 12 ein Austreten von Injektionsmasse in den Kanal T verhindert, vgl. das Verlängerungsrohr 9 in F i g. 4. Dei einen veränderlichen Durchmesser aufweisende Dichtring 2 befindet sich vor dem einen konstanten Durchmesser aufweisenden Dichtring 1. Ferner besitzt der Dichtring 2 eine größere Länge und damit ein größeres Volumen als der Dichtring 1.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 ist das Verlängerungsrohr S gebogen ausgeführt und hierzu mit einer geringen Krümmung nach links versehen. Auch der Kanal T könnte gebogen ausgeführt sein. Die Krümmung und lichte Weite der gebogenen Rohr- bzw. Kanalabschnitte sind derart bemessen, daß diese gebogenen Abschnitte vom Packer 10 ohne Verklemmungen durchfahren werden können.

Desweiteren ist zur Vermeidung solcher Verklemmungen der rohrförmige Abstandhalter 4 mittels einer Gelenkverbindung 5 mit dem Packer 10 verbunden sowie die Injektionsleitung 13 flexibel, z.B. als Hochdruckschlauch ausgeführt. Aus dem gleichen Grund kann das Injektionsrohr 14 flexibel ausgebildet sein und/ oder das Injektionsrohr 14 besitzt wie dargestellt ein eine quer zur Längsachse des Injektionsrohres verlaufende Schwenkachse 20 aufweisendes Gelenk 21. Ebenso aus dem gleichen Grund ist das Zugglied 3 flexibel bzw. biegsam ausgebildet

Wie dargestellt ist der Kanal T durch eine in das Erdreich oder das Bauwerk geführte Bohrung gebildet, die mit einer Führungsrohr 7 ausgekleidet ist. Es ist auch möglich, daß der Kanal T als in einem Bauwerk angeordnetes Führungsrohr ausgebildet ist. Das Führungsrohr 7 beginnt oberhalb der Erdoberfläche oder Bauwerksoberfiäche 15,

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß das Führungsrohr 7 in seiner Wandung im Bereich der Injektionszonen 16 vorgesehene Verpreßventile 8 für den Durchtritt der dem Führungsrohr 7 mittels des Packers 10 zugeführten Injektionsmasse aufweist. Dabei ist das einen größeren Innendurchmesser als das Führungsrohr aufwehende Verlängerungsrohr 9 auf das hintere Ende des

Führungsrohres aufgesetzt. Damit ein einwandfreier Übertritt des Dichtkörpers 12 und des Packers 10 von dem einen größeren Innendurchmesser aufweisenden Verlängerungsrohr 9 in das Führungsrohr 7 sichergestellt ist, ist der Übergang 22 der Innenwandungen des s Verlängerungsrohres 9 und des Führungsrohres 7 nach Art eines Trichters konusförmig ausgebildet.

Beim Verpreß- oder Injiziervorgang wird der Packer 10 zunächst von oben bis an das Ende des Führungsrohres 7 eingeführt Der Dichtkörper 12 wird dabei durch den Abstandhalter 4 vor dem Packer 10 hergeschoben. Durch allmähliches Ziehen des Packers 10 werden nun die Verpreßventile 8 nacheinander angefahren und über den Packer verpreßt. Das ausziehbare Zugglied 3 dehnt sich dabei auf seine volle Länge aus. Hierdurch entsteht der Freiraum 6 zwischen dem Ende des Packers 10 und dem Dichtkörper 12.

Wenn nun die dem Dichtkörper 12 zugewandte Pak- ! rdichtung U versagt, tritt Injektionsmasse in den Freiraum 6 aus. tin weiteres Eindringen in das Hührungsrohr 7 wird durch den Dichtkörper 12 verhindert. Das Volumen des Freiraumes 6 ist durch eine ausreichende Länge des Zuggliedes 3 so groß, daß eine größere Menge von Injektionsmasse in den Freiraum austreten kann, bevor sich ein Überdruck aufbaut. Das Versa- gen der Packerdichtung 11 kann somit rechtzeitig am Druckabfall der Injektionspumpe erkannt werden, und es ist eine Unterbrechung des Verpreßvorganges und ein Austauschen der defekten Packerdichtung möglich.

Auch Injektionsmasse, die noch kurz nach dem Vorbeifahren des Packers 10 aus den Verpreßventilen 8 nach innen dringen kann, läuft nicht nach unten in das Führungsrohr 7, sondern in den Freiraum 6 und wird vom Dichtkörper 12 aufgefangen.

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere dann ein rascher und deutlich erkennbarer Druckabfall der Injektionspumpe beim Versagen der Packerdichtung 11 eintritt,

i:_ \r ο »:i_Ä ο -u D;i~i ui , *:i_Ä

wciiuuic ι ei μι CUTC1H11& D an iiu\.iv3\»iiiag vciiiiic ausgebildet sind und wie dargestellt in der Wandung des Führungsrohres 7 angeordnete Austrittsöffnungen 23 für die Injektionsmasse aufweisen, wobei im Bereich der Austrittsöffnungen 23 eine das Führungsrohr 7 unter Anlage umgebende elastische Bandage 24 vorgesehen ist Dabei sind die elastischen Bandagen 24 je aus einer inneren Massivgummimanschette 25 und einer auf diese aufgeklebten äußeren Moosgummimanschette 26 größerer Wandstärke geformt Hinsichtlich der Funktion der Verpreßventile 8 ist es zweckmäßig, wenn wie dargestellt die äußere Moosgummimanschette 26 an beiden Enden über die innere Gummimanschette 25 vorsteht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 2 Durchgang durch das Verlängerungsrohr (9) im Patentansprüche: nicht komprimierten Zustand gegen die Innenwan dung des Verlängerungsrohres (9) sowie beim

1. Vorrichtung zum Einbringen von Injektions- Durchgang durch den Kanal (7') im komprimierten masse in mindestens einer unter der Erdoberfläche 5 Zustand gegen die Wandung des Kanals (7') anliegt oder der Oberfläche eines Bauwerkes (15) befindli- 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ehe Injektionszone (16), bestehend aus einer in ei- gekennzeichnet, daß der einen veränderlichen nem von der Erdoberfläche oder der Bauwerksober- Durchmesser aufweisende Dichtring (2) vor dem eifläche (15) ausgehenden und bis zu der mindestens nen konstanten Durchmesser aufweisender Dichteinen Injektionszone (16) reichenden Kanal (7') an- io ring (1) vorgesehen ist

geordneten, zur unter Druck erfolgenden Zufuhr der 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Injektionsmasse dienenden Injektionsleitung (13), an 10, bei der der Kanal (7') gebogen ausgeführt ist, deren — in bezug auf die Zufuhrrichtung der Injek- dadurch gekennzeichnet, daß das der rohrförmige tionsmasse — vorderen Ende ein aus einem am vor- Abstandhalter (4) mittels einer Gelenkverbindung deren Ende verschlossenen Injektionsrohr (14) be- 15 (5) mit dem Packer (10) verbunden ist
stehender, mit Austrittsöffnungen (17) für die Injektionsmasse versehener Packer (10) angeschlossen ist,

der an seinen beiden Enden den das Injektionsrohr
(14) umgebenden Ringraum (18) abdichtende, gegen

die Wandung des Kanals (7') anliegende Dichtungen 20 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbrin-(11) aufwejsi, dadurch gekennzeichnet, gen von Injektionsmasse in mindestens eine unter dar daß am vorderen Ende des Packers (10) außerhalb Erdoberfläche oder der Oberfläche eines Bauwerkes des abgedichteten Ringraumes (18) ein besonderer befindliche Injektionszone, bestehend aus einer in eigegen die Wandung des Kanals (7') anliegender, nem von der Erdoberfläche oder der Bauwerksoberflädurch die am vorderen Ende des Packers angeordne- 25 ehe ausgehenden und bis zu der mindestens einen Injekte Dichtung (11) hindurchgetretenes Injektionsmate- tionszone reichenden Kanal angeordneten, zur unter rial abfangender Dichtkörper(£2) vorgesehen ist Druck erfolgenden Zyfuhr der Injektionsmasse dienen-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- den Injektionsleitung, an deren — in bezug auf die Zuzeichnet, daß der Dichtkörper (12) zur Bildung eines fuhrrichtung der Injektionsmasse — vordere Ende ein durch die am vorderen Ende des Packers (10) ange- 30 aus einem am vorderen Ende verschlossenen Injektionsordnete Dichtung (11) hindurchgetretenes Injek- rohr bestehender, ra/t Austrittsöffnungen für die Injektionsmaterial aufnehmenden Freiraumes (6) durch tionsmasse versehener Packer angeschlossen ist, der an

!! ein beim Aufwärtsbewegen des Packers (10) mit Ab- seinen beiden Enden den das Injektionsrohr umgeben- |1 stand von letzterem narJigezogenes Schleppglied den Ringraum abdichtende, gegen die Wandung des Kali gebildet ist 33 nals anliegende Dichtungen aufweist
ja

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Eine derartige Vorrichtung zum Einbringen von Inj| gekennzeichnet, daß der Diehikörper (12) durch ein jektionsmasse ist für Bodenvenesiigungen durch die \i ausziehbares Zugglied (3) mit dem Packer (10) ver- DE-OS 32 13 041 bekannt Die an den Enden des Injek-H bunden ist tionsrohres angeordneten Ring-Dichtungen sollen den \i

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 40 Kanal frei von Injektionsmasse halter«. Es kann indessen 'Π dadurch gekennzeichnet daß am vorderen Ende des z. B. infolge zu hoher Preßdrücke für die Zufuhr der ι Packers (10) ein gegen den Dichtkörper (12) bis zum Injektionsmasse oder infolge Verschleiß oder Beschädi- Y't Aufwärtsbewegen des Packers anliegender Ab- gung zu einem Versagen der Dichtungen kommen, so % standhalter (4) vorgesehen ist daß bei einem Versagen der vorderen Dichtung Injek-H

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 45 tionsmasse in den Kanal austreten kann, war zur Folge |jj zeichnet, daß der Abstandhalter (4) zur Aufnahme hat, daß der ordnungsgemäße Injektionsablauf gestört \% eines Axialfortsatzes (19) des Dichtkörpers (12) wird und ein gewünschtes, zu einem späteren Zeitpunkt r| rohrförmig ausgebildet ist erfolgendes Nachverpressen nicht mehr möglich ist

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5, dadurch Die Erfindung, wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet gekennzeichnet, daß auch das Zuglied (3) in dem 50 ist, löst in Ausräumung der vorgenannten Nachteile die rohrförmig ausgebildeten Abstandhalter (4) auf- Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art nehmbar ist . zu schaffen, bei der verhindert ist, daß bei einem Versa-

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gen der Dichtung des den Packer bildenden Injektionsdadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (12) rohres Injektionsmasse in den Kanal gelangen kann,
einen gegen die Wandung des Kanals (7') anliegen- 55 Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im den Dichtring (1) mit im wesentlichen konstantem wesentlichen darin zu sehen, daß nunmehr bei einem Durchmesser aufweist Versagen der vorderen Packerdichtung der vorgeschal-

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, tete Dichtkörper die Dichtwirkung übernimmt und die dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (12) durch die defekte Dichtung hindurchgetretene Injekeinen sowohl gegen die Wandung des Kanals (7') als ω tionsmasse beim Aufwärtsbewegen des Packers mit auch gegen die Innenwandung eines an das hintere nach oben und aus dem Kanal heraus transportiert. So-Ende des Kanals (7') angeschlossenen, einen größe- mit wird der Kanal sauber gehalten, so daß einer späteren Innendurchmesser als der Kanal (7') besitzenden ren Nachverpressung nichts im Wege steht.
Verlängerungsrohres (9) anliegenden Dichtring (2) Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in mit veränderlichem Durchmesser aufweist. 65 den Unteransprüchen angegeben und nachstehend er-

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- läutert.

zeichnet, daß der einen veränderlichen Durchmesser In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfin-

aufweisende Dichtring (2) kompressibel ist und beim dung dargestellt. Es zeigt