DE3726191A1 - Vorrichtung zum abdichten des zwischenraumes zwischen einem zentralrohr und einem aussenmantel und verwendung derselben - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Abdichten des Zwischenraumes zwischen einem Zentralrohr und einem konzentrisch zu demselben verlaufenden Aus­ senrohr, mit einem porösen, für Flüssigkeit durchläs­ sigen und dehnbaren Gewebe, das das Zentralrohr in Form eines Strumpfes lose umschliesst und mindestens eine Kammer aufweist, und einem Verstärkungsmittel für das Gewebe, welches Gewebe mittels einer über einen Füll­ schlauch zuzuführenden Injektionsmasse aufblasbar und gegen das Aussenrohr anpressbar ist, wobei der Füll­ schlauch ausserhalb des Zentralrohres liegt, sowie ei­ ner Verwendung der Vorrichtung zum Abdichten des Zwi­ schenraumes zwischen einem fallenden, steigenden oder waagrechten Verpressanker und der zugehörigen Bohrloch­ wandung, wobei das Zentralrohr dem Hüllrohr des Ver­ pressankers und das Aussenrohr der Bohrlochwandung ent­ spricht, welche Vorrichtung vor dem Einführen des Ver­ pressankers in das Bohrloch bzw. das durch ein Futter­ rohr ausgekleidete Bohrloch am Hüllrohr des Verpress­ ankers zwischen der Verpresszone und der freien Anker­ länge des Verpressankers befestigt und mit einem Ent­ lüftungsschlauch versehen wird.

Der Verwendungsbereich einer solchen Vorrichtung besteht zum Beispiel im Unterwasserbau bei der Repara­ tur von Gas- oder Oelleitung, bei welchem Polyproylen­ gewebeschläuche angewendet werden, um den "clamp shell" abzudichten, bevor dieser ringförmige Behälter mit Ze­ mentinjektionsmasse ausgepresst wird.

Ein anderer Verwendungsbereich, der der häufigste ist, ist der Verpressankerbau. Zur Verankerung von Bau­ teilen im Fels oder im Erdreich werden vorgespannte oder nicht vorgespannte Zuganker in ein vorbereitetes Bohrloch eingeführt. In gewissen Fällen wird nur der Bereich der Verpresszone des Ankers mit der Injektions­ masse verpresst werden. Dies geschieht dann, wenn die freie Ankerlänge von der Verpresszone des Verpressan­ kers abgegrenzt werden soll; dadurch können Gebirgsbe­ wegungen quer zur Ankerachse in der freien Ankerlänge des Verpressankers in der Grösse des freien Ringraumes um den Anker herum aufgenommen werden.

Eine Injektionsmasse, wie z.B. flüssiger Zement­ mörtel, wird dann in die Verpresszone injiziert und, wenn diese mit der Injektionsmasse ausgefüllt ist, un­ ter hohem Verpressdruck abgeschlossen, oder, wenn das Gelände für hohe Verpressdrücke nicht geeignet ist, die Verpresszone mittels Injektionsventilen in mehreren Etappen ausinjiziert.

In der CH-PS 6 35 885 ist eine Verankerung für Bau­ teile im Erdreich oder im Fels und ein Verfahren zur Herstellung dieser Verankerung beschrieben. Die Ver­ presszone des Ankers wird von einer flexiblen, minde­ stens für Flüssigkeit durchlässigen Hülle umschlossen. Diese wird von einer Injektionsmasse gefüllt und gegen die Bohrwandung gepresst. Das Einpressen der Injek­ tionsmasse erfolgt über ein in der Hülle verlegtes se­ parates Röhrensystem mit oder ohne Ventile. Ebenso ist ein Entlüftungsrohr eingebaut. Die Hülle bildet einen lose um das Schutzrohr gelegten Strumpf, der in Längs­ richtung in mehrere Teilstücke unterteilt werden kann. Zur Stützung der Hülle sind Verstärkungselemente wie Stäbe, Geflechte oder spiralförmige Körper vorgesehen. Der längliche Strumpf aus Gewebe ist über die ge­ samte Verpresszone des Ankers gelegt, so dass hier nicht von eigentlicher Trennung der Verpresszone von der freien Ankerlänge gesprochen werden kann.

Die in der US-PS 34 92 823 beschriebene Vorrich­ tung ist eine Hülle, die aus einem flexiblen porösen Material besteht und dehnbar ist. Diese Hülle wird mit einer Injektionsmasse über einen Schlauch mit Öff­ nungen gefüllt und an die Bohrwandung angepresst.

Auch hier wird keine eigentliche Trennung der Ver­ presszone von der freien Ankerlänge des Ankers ange­ strebt. Darüber hinaus weist die Hülle kein Verstär­ kungsmittel auf.

Im Prospekt der Firma DYWIDAG Systems Internatio­ nal, München, BRD, ist ein Erd- und Felsanker beschrie­ ben, der gegebenenfalls zur Abgrenzung der freien An­ kerlänge von der Verpresszone mit einem Injektionspak­ ker versehen werden kann. Für den Anker ist ein Füll­ schlauch für den Packer und Entlüftungsschlauch für die Verpresszone vorgesehen.

Das Material dieses Injektionspackers weist eben­ falls kein Verstärkungsmittel auf.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abdichten des Zwischenraumes zwischen einem Zentralrohr und einem konzentrisch zu demselben verlaufenden Aussenrohr zu schaffen, die wirtschaftlich herstellbar, schnell mon­ tierbar ist, keine Anpassung des Zentralrohres benötigt und sichere Wirkung hat; insbesondere bei Verwendung der Vorrichtung in Verbindung mit einem Verpressanker soll erzielt werden, dass die Verpresszone unmittelbar nach dem Aufpressen der Vorrichtung ausinjiziert und auf den verlangten Verpressdruck gebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk­ male der Patentansprüche 1 und 4 gelöst. Es ist von Vorteil, wenn die freien Taschenränder bis auf die Ein­ führungsöffnung für den Füllschlauch zusammengeschlos­ sen sind und der Füllschlauch durch die Einführungsöff­ nung zwischen den beiden Taschenumschlägen annähernd bis zum Taschenboden durchgeführt ist und wenn das netzartige Geflecht aus sich übereinander kreuzenden Fäden besteht und an einem Ende an der Gewebetasche bzw. am Zentralrohr befestigt ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispiels­ weise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht im Schnitt eines ins Bohrloch eingeführten fallenden Verpressankers mit einer Verpressankerzone und einer freien Ankerlänge und der am Zentralrohr angebrachten erfindungsgemässen Vor­ richtung,

Fig. 2 eine Ansicht teilweise im Schnitt, der die Form eines Strumpfes aufweisenden porösen Gewebes, wo­ bei das Gewebe umgestülpt ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der am Zen­ tralrohr angebrachten Vorrichtung, wobei das netzartige Geflecht vor dem Auflegen auf die Gewebetasche darge­ stellt ist,

Fig. 4 eine Ansicht der fertigen am Zentralrohr angebrachten Vorrichtung in einem im Schnitt darge­ stellten Bohrloch oder Aussenrohr, mit zwei Kammern,

Fig. 5 einen Teilschnitt der Vorrichtung entlang der Linie V-V der Fig. 4 im grösseren Massstab mit den Durchlässen zwischen den Kammern,

Fig. 6 einen Teilschnitt der Vorrichtung entlang der Linie VI-VI der Fig. 4 im grösseren Massstab mit der Schutzleiste,

Fig. 7 eine Ansicht und einen Teilschnitt längs den beiden Kammern der Vorrichtung im aufgepressten Zu­ stand,

Fig. 8 einen Teilschnitt der Vorrichtung entlang der Linie VII-VII der Fig. 7 im grösseren Massstab und

Fig. 9 eine Teilansicht auf das Geflecht.

Die Vorrichtung besteht aus einem porösen, für Flüssigkeit durchlässigen und dehnbaren Gewebe 3. Das Gewebe hat die Form eines Strumpfes, der lose ein Zen­ tralrohr 1 umschliesst. Konzentrisch zu dem Zentral­ rohr 1 verläuft ein Aussenrohr 2.

Vor dem Anbringen des Gewebes in Form eines Strumpfes an das Zentralrohr 1 wird es umgestülpt, so dass eine Tasche 9 entsteht. Die freien Ränder 9 c der Tasche 9 sind bis auf eine Einführungsöffnung 11 für einen Füllschlauch 4 z.B. durch Nähte zusammenge­ schlossen. Dann wird diese Tasche 9 an das Zentral­ rohr 1 gelegt, die freien Ränder 9 c in Richtung der zuzuführenden Injektionsmasse 6, wonach über die Gewe­ betasche 9 ein Geflecht 7 gestülpt wird. Die Injek­ tionsmasse 6, z.B. ein flüssiger Zementmörtel, wird in die Vorrichtung über einen Füllschlauch 4 zugeführt, der ausserhalb des Zentralrohres 1 liegt. Der Füll­ schlauch 4 ist durch die Einführungsöffnung 11 zwi­ schen den beiden Taschenumschlägen annähernd bis zum Taschenboden durchgeführt.

Die Gewebetasche 9 ist mittels des netzartigen Geflechtes 7 verstärkt. Das Geflecht 7 besteht aus sich übereinander kreuzenden Fäden 12, durch welche Rillen 8 gebildet sind. Das Geflecht 7 überdeckt die gesamte Oberfläche 9 a sowie die Stirnseite 9 b und die Ränder 9 c der Gewebetasche 9. An seinen Enden ist das Geflecht 7 an der Gewebetasche 9 bzw. am Zentralrohr 1 z.B. durch Briden 14 befestigt.

Durch das Zuführen der Injektionsmasse 6 über den Füllschlauch 4 wird die Gewebetasche 9 aufgeblasen und gegen das Aussenrohr 2 angepresst, wobei die Fäden 12 des Geflechtes 7 als Abwässerungsrillen 8 dienen. Be­ reits beim Aufpressen durch die Schwerkraft der Injek­ tionsmasse 6 filtert sich die Vorrichtung aus, so dass das überschüssige Wasser aus der Injektionsmasse 6 durch das poröse Gewebe 3 und das anliegende netzartige Geflecht 7 austritt. Beim Anpressen der Vorrichtung an das Aussenrohr 2 filtert sich weiter das Wasser aus der Injektionsmasse 6 aus, so dass die Injektionsmasse um­ gehend einen krustenartigen Körper bildet und als Dich­ tung sofort wirksam und betriebsbereit ist. Dadurch wird der Zwischenraum 10 zwischen dem Zentralrohr 1 und dem konzentrisch zu demselben verlaufenden Aussenrohr 2 abgedichtet.

Bei Verwendung der Vorrichtung zum Abdichten des Zwischenraumes 10 zwischen einem fallenden, steigenden oder waagrechten Verpressanker 20 und der zugehörigen Bohrlochwandung wird die Vorrichtung vor dem Einführen des Verpressankers, welcher inwendig ein Injektions­ rohr 22 enthält, in das Bohrloch 21 am Hüllrohr des Verpressankers 20, welches Hüllrohr dem oben beschrie­ benen Zentralrohr 1 entspricht, zwischen der Verpress­ zone 18 und der freien Ankerlänge 19 des Verpressan­ kers 20 befestigt. Die Vorrichtung wird mit einem Ent­ lüftungsschlauch 5 versehen, der zwischen dem Hüllrohr 1 des Verpressankers 20 und der Gewebetasche 9 durchge­ führt ist. Die Gewebetasche 9 ist am Hüllrohr 1 ausser­ halb der Verpresszone 18 des Verpressankers 20 befes­ tigt.

Nach dem oben beschriebenen Ausfiltrierungsvorgang der Vorrichtung kann dann sofort mit der Injektion der Verpresszone 18 des Verpressankers 20 begonnen werden. Die Injektionsmasse kann die gleiche sein wie die In­ jektionsmasse 6 für die Vorrichtung. Da die an die Bohrlochwand, die dem oben erwähnten Aussenrohr 2 ent­ spricht, angepresste Vorrichtung den Zwischenraum noch nicht ganz vollständig abdichtet, entweicht die noch verbleibende Restluft aus der Verpresszone 18 des Ver­ pressankers 20 während der Injektion der Injektionsmas­ se in dieselbe durch die Rillen 8, die in diesem Fall auch als Entlüftungsrillen dienen. Die Injektionsmasse aus der Verpresszone 18 des Verpressankers 20 füllt dann die der Injektionsmasse zugewandten Abschnitte der Rillen 8 und verstopft diese bei zunehmendem Injek­ tionsdruck ebenfalls durch Ausfiltern des überschüssi­ gen Wassers aus der Injektionsmasse der Verpresszo­ ne 18.

Es hat sich gezeigt, dass beim Aufpressen der Vor­ richtung an derselben durch Bohrlochklüfte oder Fremd­ körperteile Verletzungen entstehen können. Da sich je­ doch, wie schon erwähnt, beim Aufpressvorgang die In­ jektionsmasse 6 durch das wasserdurchlässige Gewebe 6 und das Geflecht 7 auszufiltern beginnt, ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung in zwei oder mehrere Kam­ mern unterteilt ist. Entsteht nun eine Verletzung der Vorrichtung, wie oben erwähnt, bleibt die unverletzte Kammer (oder Kammern) intakt, da die bereits steif ge­ wordene Injektionsmasse 6 ihre Wirkung beibehält. Diese Massnahme ergibt eine hohe Garantie der an die Vorrich­ tung gelegten Ansprüche. Die Unterteilung in Kammern kann z.B. durch eingenähte Bänder oder Plastikver­ schlüsse erfolgen, wobei Durchlässe 16 unter den Kam­ mern 15 bleiben. Dabei verbleibt die steif gewordene Injektionsmasse 6 in den Kammern 15.

Im Füllschlauch 4, der in der einen Kammer 15 mün­ det, ist ein Druckventil 17 eingebaut, welches sich erst dann öffnet, wenn der Druck in der zuerst mit In­ jektionsmasse 6 gefüllten Kammer 15 gestiegen ist.

An beiden Enden der Vorrichtung sind Schutzleis­ ten 13 zum Schutz der Vorrichtung gegen Verletzung beim Einführen des Verpressankers 20 in das Bohrloch 21 vor­ gesehen. Sie können verschiedene Formen haben und aus verschiedenen Materialien bestehen. Auf der Seite, wo der Füllschlauch 4 in die Vorrichtung eindringt, ist die Schutzleiste 13 derart ausgebildet, dass sie auf diesem Gewebeteil beim Aufpressen der Vorrichtung als Druckentlastung für die Einführungsöffnung 11 wirkt.

Die Vorrichtung wird am Zentralrohr so angeordnet, dass keine Durchdringung des Zentralrohres entsteht, das heisst, dass keine Beeinträchtigung des Korosions­ schutzes des Verpressankers eintritt. Die Vorrichtung kann unabhängig an dem fertigen Anker oder während sei­ ner Fabrikation an demselben ohne Änderung des Ankers angebracht werden. Durch das Entweichen der Restluft aus der Verpresszone des Verpressankers wird eine voll­ ständige Verfüllung der Verpreßzone garantiert. Die Verpresszone kann unmittelbar nach dem Aufpressen der Vorrichtung ausinjiziert werden, wobei die Injektions­ masse in der Vorrichtung nicht vorerst erhärtet werden muss. Durch Unterteilung der Vorrichtung in mehrere Kammern wird bei einer möglichen Verletzung der Vor­ richtung die Wirksamkeit derselben nicht beeinträch­ tigt, da durch das Ausfiltern des Wassers die Injek­ tionsmasse steif wird und dadurch keine Verbindung zwi­ schen den Kammern erfolgt. Die Herstellungskosten der Vorrichtung sind niedrig und die Montage derselben ein­ fach und ohne Anpassung des Ankers.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Abdichten des Zwischenrau­ mes (10) zwischen einem Zentralrohr (1) und einem kon­ zentrisch zu demselben verlaufenden Aussenrohr (2), mit einem porösen, für Flüssigkeit durchlässigen und dehnbaren Gewebe (3), das das Zentralrohr (1) in Form eines Strumpfes lose umschliesst und mindestens eine Kammer aufweist, und einem Verstärkungsmittel (7) für das Gewebe (3), welches Gewebe mittels einer über einen Füllschlauch (4) zuzuführenden Injektionsmasse (6) auf­ blasbar und gegen das Aussenrohr (2) anpressbar ist, wobei der Füllschlauch (4) ausserhalb des Zentralroh­ res (1) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewe­ be (3) umgestülpt ist und eine das Zentralrohr (1) um­ schliessende Tasche (9) bildet, dass die freien Rän­ der (9 c) der Tasche (9) in Richtung der zuzuführenden Injektionsmasse am Zentralrohr (1) befestigt sind, und dass das Verstärkungsmittel (7) für das Gewebe (3) ein netzartiges, wenigstens Abwässerungsrillen bildendes Geflecht ist, über welche das überschüssige Wasser aus der Injektionsmasse entlang dem Aussenrohr (2) abflies­ sen kann, das die gesamte Oberfläche (9 a) sowie die der Injektionsmasse entlang dem Aussenrohr (2) abflies­ sen kann, das die gesamte Oberfläche (9 a) sowie die Stirnseite (9 b) und die freien Ränder (9 a) der Gewebe­ tasche (9) überdeckt.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die freien Taschenränder (9 c) bis auf die Einführungsöffnung (11) für den Füll­ schlauch (4) zusammengeschlossen sind und der Füll­ schlauch (4) durch die Einführungsöffnung (11) zwischen den beiden Taschenumschlägen annähernd bis zum Taschen­ boden durchgeführt ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das netzartige Geflecht (7) aus sich übereinander kreuzenden Fäden (12) besteht und an sei­ nen Enden an der Gewebetasche (9) bzw. am Zentral­ rohr (1) befestigt ist.

4. Verwendung der Vorrichtung nach Patentan­ spruch 1 zum Abdichten des Zwischenraumes (10) zwi­ schen einem fallenden, steigenden oder waagrechten Ver­ pressanker (20) und der zugehörigen Bohrlochwandung, wobei das Zentralrohr (1) dem Hüllrohr des Verpress­ ankers und das Aussenrohr (2) der Bohrlochwandung ent­ spricht, welche Vorrichtung vor dem Einführen des Ver­ pressankers in das Bohrloch (21) bzw. das durch ein Futterrohr ausgekleidete Bohrloch am Hüllrohr des Ver­ pressankers zwischen der Verpresszone (18) und der freien Ankerlänge (19) des Verpressankers (20) befes­ tigt und mit einem Entlüftungs- bzw. Füllschlauch (5) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüf­ tungs- bzw. Füllschlauch (5) zwischen dem Schutz­ rohr (1) des Verpressankers (20) und der Gewebeta­ sche (9) durchgeführt ist und die Gewebetasche (9) am Schutzrohr (1) ausserhalb der Verpresszone (18) befes­ tigt ist.

5. Verwendung der Vorrichtung nach Patentan­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Geflecht (7) gebildeten Rillen auch als Entlüftungsril­ len für die Restluft aus der Verpresszone (18) des Ver­ pressankers (20) während der Injektion der Injektions­ masse in dieselbe dienen.

6. Verwendung der Vorrichtung nach Patentan­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Injek­ tionsmasse zugewandten Abschnitte der Rillen (8) des Geflechtes (7) durch die Injektionsmasse aus der Ver­ presszone (18) füllbar sind.

7. Verwendung der Vorrichtung nach Patentan­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden der Vorrichtung Schutzleisten (13) zum Schutz der Vor­ richtung beim Einführen des Verpressankers (20) in das Bohrloch (21) vorgesehen sind, wobei eine der Schutz­ leisten (13) zusätzlich beim Aufpressen eine Druckent­ lastung der Einführungsöffnung (11) bewirkt.