DE3442871C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verlegen eines aus Einzelrohren bestehenden Rohrstranges im Erdreich gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Verlegen eines aus Einzelrohren bestehenden Rohrstranges im Erdreich gemäß Oberbegriff des Anspruches 7.

Es ist bekannt, zum Verlegen eines aus Einzelrohren be­ stehenden Rohrstranges im Erdreich die Rohre einzeln in einen Arbeitsschacht in den Untergrund abzusenken, an einen Rohrstrang anzusetzen und mittels hydraulischer und an Widerlagern abgestützter Pressen durch das Erdreich (Unter­ grund) vorzupressen. Bei der hierzu bekannten Einrichtung befindet sich an dem in Vorschubrichtung vorderen Ende des Rohrstranges ein gelenkig angesetzter, steuerbarer Vor­ triebsschild, auch Schneidschuh genannt, in dessen Schutz der Boden im Vortriebsbereich abgebaut wird. Der so gelöste Boden wird zunächst durch entsprechende Transportmittel in den vorderen Abschnitt des Rohrstranges und dann durch den Rohrstrang hindurch zu dem am hinteren Ende des Rohr­ stranges befindlichen Arbeitsschacht und von dort nach oben gefördert.

Dieser sogenannte geschlossene Rohrvortrieb erfordert eine gewisse Mindestüberdeckung des Erdreiches über dem Rohr­ scheitel und ist daher nur bei einer gewissen Mindesttiefe anwendbar, da sonst die Gefahr besteht, daß das Erdreich über der Abbaustelle an der Ortsbrust einstürzt. Beispiels­ weise ist bei einem solchen Vortrieb unter Druckluft im Grundwasser, wo ein Einbruch der Ortsbrust besonders schwere Folgen haben kann, eine Mindestüberdeckung vom 1,5- bis 2fachen des Rohrdurchmessers erforderlich. Nachteilig ist ferner, daß insbesondere bei kleinen Rohrdurchmessern im allgemeinen nur kleine und wenig leistungsfähige Abbau­ geräte eingesetzt werden können, und daß der Abtransport des gelösten Materials von der Abbaustelle durch den Rohr­ strang und durch den Arbeitsschacht nach oben erfolgt, wobei meistens verschiedene ineinandergreifende Transport­ systeme notwendig sind. Beim Ausfall eines dieser Trans­ portmittel ist meist die gesamte Transportkette betroffen, so daß in solchen Fällen nur geringere Abbauleistungen er­ reicht werden, als wenn oberirdisch abgebaut wird.

Beim oberirdischen Abbau wird in der Regel zunächst ein Graben ausgehoben, der abgeböscht wird oder bei dem durch geeignete Verbaumaßnahmen die Seitenwände gestützt werden. In diesen Graben werden dann die Rohre von oben eingebracht und miteinander zu einem Rohrstrang verbunden. Hierbei muß jedoch, je nach den Untergrundverhältnissen, ein besonderes Auflager für die Rohre hergestellt werden. Nach dem Verle­ gen der Rohre muß der Bereich der Leitungszone unter Beachtung der bekannten Normen und Richtlinien sehr sorg­ fältig und arbeitsaufwendig hinterfüllt werden, wobei eine eventuell vorhandene Verbauung entsprechend dem Fortschritt der Hinterfüllungsarbeiten entfernt werden muß. Zudem ist Voraussetzung hierfür, daß die örtlichen Verhältnisse die Einrichtung einer derartigen verkehrsbehindernden Linien­ abbaustelle erlauben. Gemäß dem im Gattungsbegriff des An­ spruches 1 als bekannt vorausgesetzten Stand der Technik (DE-PS 24 37 012) hat man bereits beim offenen Verlegen einer Rohrleitung zur Sicherung der Grabenwände anstelle einer Verbauung mittels Spundwänden, Grabenschilden oder dgl. sogenannte Rohrverlegekästen verschiedenster Kon­ struktion verwendet. Die aus dieser Druckschrift bekannte Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem mit einer oberen Rohreinsenköffnung und einer rückwärtigen Rohr­ durchgangsöffnung versehenen Rohrverlegekasten und einem damit verbundenen, mittels Pressen vordrückbaren Verbau­ schild. Derartige oben offene Rohrverlegekästen umschließen somit das vordere Ende des bereits verlegten Rohrstranges und bilden sozusagen einen wandernden Baugrubenverbau, in dessen Schutz die einzelnen Rohre auch im Grundwasser an den verlegten Rohrstrang angebaut werden können. Die Rohr­ verlegung mittels solcher Verlegekästen vermeidet zwar die Einrichtung einer verkehrsbehindernden Linienbaustelle mit hohem Platzbedarf, hat aber den Nachteil, daß die einzelnen Rohrabschnitte innerhalb der Verlegeeinrichtung ins Erd­ reich eingebracht werden müssen, so daß zum einen die Verlegeeinrichtung verhältnismäßig groß baut und somit teuer und aufwendig ist, zum anderen müssen sämtliche Einrichtungen zum Absenken der Rohrabschnitte im Bereich der Vortriebsstelle angeordnet sein, was besonders auf­ wendig ist, da die Vortriebsstelle entsprechend dem Vortrieb ständig wandert. Des weiteren sind mobile Trans­ portmittel zum Transport der Rohrabschnitte von einem Lagerplatz zur Verlegevorrichtung erforderlich. Schließlich müssen für die in den Graben einzusetzenden Rohre besondere Rohrauflager hergestellt werden, und es ist darüber hinaus ein sorgfältiges und arbeitsaufwendiges Hinterfüllen erforderlich.

Aus der "Schweizerischen Bauzeitung", 92. Jahrgang, Heft 3, vom 17. 1. 1974, S. 35 bis 41 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zunächst auf der ganzen Strecke, auf der das Rohr ver­ legt werden soll, ein offener Aushub etwa bis zur Mitte des Kanalprofiles geschaffen wird. Von einem bereits ausgebau­ ten Restschacht wird dann das Rohr mittels Preßrohrvortrieb durch die offene Baugrube getrieben, wobei durch eine an der Vorderseite des Rohres befindliche Schneide der untere Teil des Rohrprofils innerhalb des Erdreiches abgetragen wird. Hierdurch werden zwar teilweise die obenerwähnten Nachteile vermieden, andererseits besteht aber der Nach­ teil, daß oberirdisch eine Linienbaustelle entsteht, die in der Regel nur im Freiland durchgeführt werden kann. Weiter­ hin sind umfangreiche Aushubarbeiten erforderlich, da der Aushub in der Breite aufgrund des erforderlichen Böschungs­ winkels erheblich größer als die Rohrdurchmesser sein muß.

Ausgehend von einer Einrichtung nach dem gattungsgemäßen Stand der Technik (DE-PS 24 37 012) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche gattungsgemäße Einrichtung zu schaffen, mit der einerseits die Nachteile der Linienbau­ stelle bei gleichzeitig geringem Erdaushub vermieden sind.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung werden die beschrie­ benen Nachteile vermieden; an der Spitze des Rohrvortriebes entsteht nur eine verhältnismäßig kleine, punktuelle Bau­ stelle, da das Erdreich über dem bereits verlegten Teil des Rohres sofort wieder angeschüttet und verfestigt wird. Die Einrichtung selbst baut verhältnismäßig klein, da ein Ab­ senken von Rohrabschnitten hier nicht vorgesehen ist und lediglich die Abstützung des Erdreiches und die Förderung des Materials gesichert sein muß. Weitere vorteilhafte Aus­ bildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausbildung gemäß Anspruch 4, da eine solche ein Arbeiten auch unterhalb des Grundwasserspiegels erlaubt, ohne daß eine oft problema­ tische Grundwasserabsenkung erforderlich ist.

Mit dem im Anspruch 7 angegebenen Verfahren werden die Nachteile bei dem eingangs beschriebenen Verfahren nach der Literaturstelle "Schweizerische Bauzeitung" vermieden, wobei zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 7 insbe­ sondere die erfindungsgemäße Einrichtung nach den Ansprü­ chen 1 bis 6 geeignet ist. Das im Anspruch 7 gekennzeich­ nete Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß nur eine punktuelle Baustelle erforderlich ist, daß keine Förderarbeiten innerhalb des Rohrstranges notwendig sind, und daß schließlich die gesamte auszu­ hebende Erdmenge verhältnismäßig klein ist, da aufgrund der Abstützung nur der Bereich über dem Rohrstrang ausgehoben wird und keine Böschung angelegt werden muß.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, welches in

Fig. 1 im Längsschnitt, in

Fig. 2 im Querschnitt und in

Fig. 3 in Draufsicht wiedergegeben ist.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen schematisch den Verfahrensablauf.

Bei der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 ist ein Vortriebs­ schild 1, ein sogenannter Haubenschild, mit kreisförmigem Querschnitt (Fig. 2) dargestellt, dessen Schneide 11 (vgl. Fig. 1) im unteren Bereich bei 11′ vertikal verläuft und im oberen Bereich bei 11′′ unter einem Winkel entsprechend der Standsicherheit des Erdreiches gegenüber der Horizontalen geneigt ist. Schildquerschnitt, Schneidenform und Schnei­ denneigung können je nach den gegebenen Verhältnissen beliebig ausgeführt sein.

Beispielsweise sind Vortriebsschilde oder Schneidschuhe mit nicht kreisförmigem Querschnitt oder mit Zwischen­ bühnen einsetzbar. Das Vortriebsschild 1 ist an dem vorzupressenden Rohr 4 gelenkig angeschlossen, damit der Vortriebsschild (Schneidschuh) vorne beweglich ist und eine Steuerbarkeit für den Rohrstrang gegeben ist. An das vordere Rohr 4, das mit dem Schild 1 verbunden ist, schließen sich - in der Zeichnung nicht dargestellte - weitere Rohre des einzupressenden Rohrstranges an. Nach Vorpressen eines Rohres wird, wie üblich, jeweils ein neues Rohr am hinteren Ende des nicht in der Zeichnung darge­ stellten Rohrstranges von oben her eingebracht und an den Rohrstrang angeschlossen.

Hinter der Schneide 11 ist nach der Erfindung im oberen Bereich des Vortriebsschildes 1 eine Öffnung 2 vorge­ sehen, durch die ein geeignetes oberirdisch befindliches Abbau- bzw. Fördergerät (nicht dargestellt), z. B. ein Aushubbagger mit Greifer oder dgl., das Erdreich an der Ortsbrust 3 lösen kann. Das gelöste Erdreich wird dann durch die Öffnung 2 nach oben herausgefördert. Die Ab­ messungen der Aushuböffnung 2 richten sich nach dem je­ weils einzusetzenden Aushub- bzw. Fördergerät. Da das Erd­ reich seitlich des Aushubbereiches abzustützen ist, sind zu beiden Seiten der Aushuböffnung 2 zwei mit dem Schild 1 vorteilhaft schubfest verbundene, vertikale Verbauwände 6, 6′ angeordnet. Diese Verbauwände 6, 6′ können aus Einzel­ teilen, die aufeinandergesetzt werden und aus beliebigem Material bestehen, um je nach den Erfordernissen eine An­ passung an unterschiedliche Geländehöhen zu ermöglichen. Beispielsweise können für die Verbauwände Holzbohlen in der Art eines Berliner Verbaus oder aufeinandergesetzte Beton- oder Stahlplatten verwendet werden. Wie erwähnt, stützen die aufrecht angeordneten Verbauwände 6, 6′ das Erdreich seitlich der Aushuböffnung 2 oberhalb des Rohr­ profiles ab und gewährleisten, daß in ihrem Schutz über dem nachfolgenden Rohrstrang hinter der Öffnung 2 Boden bis zur ursprünglichen Höhe in einfacher Weise wieder eingebaut werden kann. Hierbei sind Verbauwände 6, 6′, die aus Einzelelementen bestehen und im Steck­ system aufeinandergesetzt werden, wegen ihrer Anpassung an unterschiedliche Geländehöhen besonders geeignet.

Die Aussteifungen 12 der Aushuböffnung und der Verbauwände können den jeweiligen Erddruckverhältnissen angepaßt werden. Dadurch kann auch in größeren Verlegetiefen, in denen an sich ein konventioneller, geschlossener Rohrvortrieb mit unterirdischem Bodenabbau möglich wäre, ein Vortriebsschild mit oberirdischem Bodenabbau eingesetzt werden, wenn dies aufgrund der örtlichen Verhältnisse möglich und vorteilhaft ist.

Damit das über dem nachfolgenden Rohrstrang wieder einge­ baute Bodenmaterial 13 während des Rohrvortriebes nicht wegen des fehlenden bzw. zu geringen Kontaktes zum ge­ wachsenen Boden mitgezogen wird, ist quer zwischen den seitlichen Verbauwänden 6, 6′ (Fig. 3) eine, vorzugsweise horizontal verschiebliche, vertikale Rückhalteplatte 7 oder dergl. vorgesehen. Diese Rückhalteplatte kann ver­ drehungssteif geführt und mit Hilfe von Hydraulikzylindern 8, 8′ gestützt werden. Die Rückhalteplatte 7 kann ein­ stückig oder mehrteilig aus Stahl, Beton oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen und einen beliebigen, geeigneten Aufbau haben.

Die Hydraulikzylinder 8, 8′ werden beim Rohrvortrieb so betätigt, daß ihr Hub dem Vortriebsweg angepaßt ist und die Rückhalteplatte 7 ständig mit einem erforderlichen Mindestdruck gegen das wieder eingebaute Erdreich 13 gedrückt wird.

Denkbar ist auch, daß die Rückhalteplatte 7 starr mit den Verbauwänden 6, 6′ verbunden ist. Sie wird jedoch be­ vorzugt horizontal verschieblich ausgeführt, um auch während des Vortriebs ständig einen erforderlichen Mindest­ druck gegen das über dem Rohrstrang 4 wieder eingebaute Material aufbringen zu können. Anstelle von Hydraulik­ zylindern 8, 8′ können auch andere Vorrichtungen, bei­ spielsweise Gewindespindeln oder dergl., verwendet werden.

Um den Raum 9 über dem Rohrstrang 4 wieder mit Erdreich zu verfüllen, wird während der Vortriebspausen die Rück­ halteplatte 7 in Vortriebsrichtung vorgezogen (vgl. Fig. 1).

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Fig. 4 bis Fig. 6 in einem Phasenablaufplan schematisch dargestellt. Dabei zeigt Fig. 4 die erste Phase mit Rohrvortrieb, Bodenabbau, Boden­ aushub sowie Sicherung des Bodens über dem Rohrstrang. Während der Vortriebspausen wird in der zweiten Phase die Rückhalteplatte mit Hilfe der Hydraulikzylinder oder dergl. jeweils in Vortriebsrichtung (vgl. Pfeil V in Fig. 5) vorgezogen. Hierdurch entsteht ein Freiraum 9 (Fig. 5) über dem Rohrstrang 4, in den der Boden wieder eingebaut werden kann. Diese dritte Phase ist in Fig. 6 verdeutlicht.

Bei der Erfindung wird das über dem Rohr 4 im Graben ein­ gebaute Bodenmaterial nicht infolge des Rohrvortriebes mit­ gezogen. Der Grabenverbau selbst dient nicht, wie in anderen Fällen, zur Verlegung einer Rohrleitung, sondern er hat lediglich die Aufgabe, eine Arbeitsöffnung für die Vor­ triebsarbeiten an der Ortsbrust 3 zu sichern.

Das erfindungsgemäße Rohrvortriebsverfahren mit oberirdischem Bodenabbau stellt keine Anforderungen an die Mindestüber­ deckung über dem Rohrscheitel und löst somit auch das Problem des hydraulischen Rohrvortriebs im oberflächennahen Bereich. Es ist möglich, nach der Montage der Verbau­ elemente 6, 6′, 12 und dem Schließen der Aushuböffnung 2 auch einen konventionellen, geschlossenen Vortrieb durch­ zuführen.

Gegenüber der Rohrverlegung mit Verlegekästen hat das erfindungsgemäße Verfahren den weiteren Vorteil, daß der Bodenabbau getrennt ist von der Rohreinbaustelle. Damit wird der Platzbedarf für die wandernde Punktbaustelle gegenüber jenem Verfahren weiter vermindert.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Verlegen eines aus Einzelrohren be­ stehenden Rohrstranges im Erdreich, mit einem eine Schneide aufweisendem Vortriebsschild, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsschild (1) im oberen Bereich mit einer Öffnung (2) zum Aushub des gelösten Erdreiches versehen ist, daß seitlich der Aushuböffnung (2) vertikale oder schräge Verbauwände (6, 6′) vorgesehen sind und daß zur flächigen Abstützung des wieder eingebauten Bodens (13) eine entsprechend dem Vortrieb verschiebbare Rückhaltevorrichtung (7) vorgesehen ist, die von mindestens einer Anpreßvor­ richtung (8) abgestützt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbauwände (6, 6′) mit dem Vortriebsschild (1) verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückhaltevorrichtung (7) eine Rückhalteplatte (7) vorgesehen ist, die vorzugsweise mittels einer hydraulischen Presse abgestützt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Vor­ triebsschildes (1) gegen den Rohrstrang (4) einzelne einsetzbare Schotts (5) vorgesehen sind, die einen mindestens teilweisen dichten Verschluß des Schildes (1) gegen den Rohrstrang (4) bilden.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhalteplatte (7) zwischen den vertikalen Verbauwänden (6, 6′) ver­ drehungssteif geführt und mit Hydraulikzylindern (8, 8′) gestützt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbauwände (6, 6′) aus Einzelelementen bestehen, die zwecks Anpassung an unterschiedliche Geländehöhen über dem Rohrscheitel im Stecksystem aufeinandersetzbar sind.

7. Verfahren zum Verlegen eines aus Einzelrohren be­ stehenden Rohrstranges im Erdreich, bei dem die Rohre von einer Vortriebsstelle aus taktweise auf­ einanderfolgend mittels einer Vortriebsvorrichtung und unter Verwendung eines Vortriebsschildes durch das Erdreich vorgetrieben werden, wobei das Erdreich in einem Aushubbereich oberhalb des Schildes und im Querschnittsbereich des vorzupressenden Rohrstranges abgebaut und der Rohrstrang vorgepreßt wird, und bei welchem das Erdreich im Vortriebsbereich durch die Seiten­ wände des Schildes gestützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Vor­ pressen des Rohrstranges (4) der Freiraum (9) über dem Rohrstrang (4) wieder verfüllt wird, daß ent­ sprechend den Untergrundverhältnissen der Vortriebs­ schild (1) gegen den Rohrstrang (4) zumindest teil­ weise abgeschottet und abgedichtet wird, und daß der über dem bereits verlegten Rohrstrang (4) wieder eingebaute Boden (13) an der jeweiligen Einbaustelle während des Vorschubes des Rohrstranges gegen Auf­ lockern oder Verschieben gehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützung des wieder eingebauten Bodens (13) mittels Hydraulikzylindern (8, 8′) und Rückhalteplatte (7) erfolgt, derart, daß die Hydraulikzylinder beim Rohrvortrieb so betätigt werden, daß ihr Hub dem Vortriebsweg angepaßt ist, wobei der Haltedruck gegen das Erdreich mindestens einem erforderlichen Mindestdruck entspricht.