DE3726191C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausin­ jizieren des Zwischenraumes zwischen einer Bohrlochwandung und einem Verpreßanker gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1, sowie eine Abdichtvorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Der Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Abdicht­ vorrichtung ist der Verpreßankerbau. Zur Verankerung von Bauteilen im Fels oder im Erdreich werden vorgespannte oder nicht vorgespannte Zuganker in ein vorbereitetes Bohrloch eingeführt. In gewissen Fällen wird nur der Be­ reich der Verpreßzone des Ankers mit der Injektionsmasse verpreßt werden. Dies geschieht dann, wenn die freie An­ kerlänge von der Verpreßzone des Verpreßankers abge­ grenzt werden soll; dadurch können Gebirgsbewegungen 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 Zementmör­ tel, wird dann in die Verpreßzone injiziert und, wenn diese mit der Injektionsmasse ausgefüllt ist, unter hohem Verpreßdruck abgeschlossen, oder, wenn das Gelänge für hohe Verpreßdrücke nicht geeignet ist, die Verpreßzone mittels Injektionsventilen in mehreren Etappen ausinji­ ziert.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der CH-PS 6 35 885 bekannt. Die Verpreßzone des Ankers wird dabei von einer flexiblen, mindestens für Flüs­ sigkeit durchlässigen Hülle umschlossen. Diese wird von einer Injektionsmasse gefüllt und gegen die Bohrwandung gepreßt. Das Einpressen der Injektionsmasse erfolgt über ein in der Hülle verlegtes separates Röhrensystem mit oder ohne Ventile. Ebenso ist ein Entlüftungsrohr eingebaut. Die Hülle bildet einen lose um das Schutzrohr gelegten Strumpf, der in Längsrichtung in mehrere Teilstücke unter­ teilt werden kann. Zur Stützung der Hüllse sind Verstär­ kungselemente wie Stäbe, Geflechte oder spiralförmige Kör­ per vorgesehen.

Der längliche Strumpf aus Gewebe ist über die gesamte Verpreßzone des Ankers gelegt, so daß hier nicht von eigentlicher Trennung der Verpreßzone von der freien An­ kerlänge gesprochen werden kann. Die Verankerung ist ins­ besondere für klüftigen Fels, blockigen Boden mit Hohlräu­ men oder kiesig sandiges Erdreich vorgesehen.

Wird diese Verankerung beispielsweise in nichtklufti­ gem Fels in Bohrlöchern mit glatter Bohrlochwandung ver­ wendet, so befindet sich beim fertig ausinjizierten Objekt immer die Hülle zwischen der Bohrlochwandung und dem Mör­ tel. Das Fehlen einer direkten Verbindung des Mörtels mit der Bohrlochwandung wirkt sich nachteilig auf die Veranke­ rungskraft aus.

In der AT-PS 3 69 507 ist ein Felsanker mit einem Bol­ zen und einem dessen Mantelfläche nahe seines einen Endes umgebenden und zur Abdichtung eines Bohrlochmundes vorge­ sehenen Verschlußteil offenbart. Der Verschlußteil, der mit dem Bolzen fest verbunden ist, umfaßt einen mit flüs­ siger Injektionsmasse aufblasbaren Balg, der von zwei zum Injizieren bzw. Entlüften dienenden Leitungen im wesentli­ chen axial durchsetzt ist. Beim Ausinjizieren des Bohrlo­ ches gelangt Injektionsmasse durch die erste Leitung in den Balg und von dort über die zweite Leitung in den In­ nenraum des Bohrloches. Der Balg wird dabei aufgeblasen und als Abdichtmittel gegen die Bohrlochwandung gedrückt.

Während des ganzen Injektionsvorganges ist die Injektions­ masse im Innern des Balges flüssig. Nachteilig bei diesem Felsanker, bei dem der Balg und die Verpreßzone gleich­ zeitig ausinjiziert werden, ist, daß der geforderte Ver­ preßdruck erst allmählich durch ständiges Nachinjizieren erreicht werden kann. Dies gilt insbesondere bei dessen Einsatz im nichtkluftigen Fels. Weiter nachteilig ist, daß je nach Beschaffenheit des Bohrloches und/oder des Balgmaterials Abwasser und Restluft nicht in jedem Falle zwangsläufig abführbar sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem eine gute direkte Verbindung der Injektionsmasse mit der Bohr­ lochwand auch bei dichter glatter Bohrlochwand gewährleistet werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei dieser erfindungsgemäßen Verfahrensführung ist also ein zweistufiges Ausinjizieren vorgesehen. Zuerst wird das Bohr­ loch abgedichtet, und erst danach die Verpreßzone zur Her­ stellung einer direkten Verbindung mit der Bohrlochwand mit der Injektionsmasse ausgepreßt.

Von besonderem Vorteil ist dabei, daß das Verfahren wirt­ schaftlich und schnell durchführbar ist, daß keine Anpassung des Hüllrohres eines Verpreßankers erforderlich ist und daß das Verfahren mit sicherer Wirkung durchführbar ist. Von Vor­ teil ist ferner, daß die Verpreßzone unmittelbar nach dem Aufpressen der Vorrichtung ausinjiziert und auf den verlang­ ten Verpreßdruck gebracht werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Eine besonders bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 4 angegeben.

Bevorzugte Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 5 und 6 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezug­ nahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht im Schnitt eines ins Bohrloch eingeführten fallenden Verpreßankers mit einer Verpreßankerzone und einer freien Ankerlänge und der am Hüllrohr angebrachten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht teilweise im Schnitt, des die Form eines Strumpfes aufweisenden porösen Gewebes, wobei das Gewebe umgestülpt ist;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der am Hüllrohr angebrachten Abdichtvorrichtung, wobei das netzartige Ge­ flecht vor dem Auflegen auf die Gewebetasche dargestellt ist;

Fig. 4 eine Ansicht der fertigen am Hüllrohr ange­ brachten Vorrichtung in einem im Schnitt dargestellten Bohrloch oder Außenrohr, mit zwei Klammern;

Fig. 5 einen Teilschnitt der Vorrichtung entlang der Linie V-V der Fig. 4 im größeren Maßstab mit den Durch­ lässen 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 Zustand;

Fig. 8 einen Teilschnitt der Vorrichtung entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 7 im größeren Maßstab; und

Fig. 9 eine Teilansicht auf das Geflecht.

Die Abdichtvorrichtung besteht aus einem porösen, für Flüssigkeit durchlässigen und dehnbaren Gewebe 3. Das Ge­ webe hat die Form eines Strumpfes, der lose ein Zentral­ rohr 1 umschließt. Konzentrisch zu dem Zentralrohr 1 ver­ läuft ein Außenrohr 2.

Vor dem Anbringen des Gewebes in Form eines Strumpfes an das Hüllrohr 1 wird es umgestülpt, so daß eine Tasche 9 entsteht. Die freien Ränder 9c der Tasche 9 sind bis auf eine Einführungsöffnung 11 für einen Füllschlauch 4 z. B. durch Nähte zusammengeschlossen. Dann wird diese Tasche 9 an das Zentralrohr 1 gelegt, die freien Ränder 9c in Rich­ tung der zuzuführenden Injektionsmasse 6, wonach über die Gewebetasche 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 au­ ßerhalb des Hüllrohres 1 liegt. Der Füllschlauch 4 ist durch die Einführungsöffnung 11 zwischen den beiden Ta­ schenumschlägen annähernd bis zum Taschenboden durchge­ führt.

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

Durch das Zuführen der Injektionsmasse 6 über den Füllschlauch 4 wird die Gewebetasche 9 aufgeblasen und ge­ gen die Bohrlochwandung 2 angepreßt, wobei die Bereiche neben den Fäden 12 des Geflechtes 7 als Abwässerungsrillen 8 dienen. Bereits beim Aufpressen durch die Schwerkraft der Injektionsmasse 6 filtert sich die Vorrichtung aus, so daß das überschüs­ sige Wasser aus der Injektionsmasse 6 durch das poröse Ge­ webe 3 und das anliegende netzartige Geflecht 7 austritt. Beim Anpressen der Vorrichtung an die Bohrlochwandung 2 filtert sich weiter das Wasser aus der Injektionsmasse 6 aus, so daß die Injektionsmasse umgehend einen krusten­ artigen Körper bildet und als Dichtung sofort wirksam und betriebsbereit ist. Dadurch wird der Zwischenraum 10 zwi­ schen dem Hüllrohr 1 und den konzentrisch zu demselben verlaufenden Bohrlochwandung 2 so abgedichtet, daß nur noch die Durchgänge der durch das Geflecht gebildeten Ab­ wässerungsrillen offen bleiben.

Bei Verwendung der Vorrichtung zum Abdichten des Zwi­ schenraumes 10 zwischen einem fallenden, steigenden oder waagrechten Verpreßanker 20 und der zugehörigen Bohrloch­ wandung wird die Vorrichtung vor dem Einführen des Ver­ preßankers, welcher inwendig ein Injektionsrohr 22 ent­ hält, in das Bohrloch 21 am Hüllrohr des Verpreßankers 20 zwischen der Verpreßzone 18 und der freien Ankerlänge 19 des Verpreßankers 20 befestigt. Die Vorrichtung wird mit einem Entlüftungsschlauch 5 versehen, der zwischen dem Hüllrohr 1 des Verpreßankers 20 und der Gewebetasche 9 durchgeführt ist. Die Gewebetasche 9 ist am Hüllrohr 1 außerhalb der Verpreßzone 18 des Verpreßankers 20 be­ festigt.

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 Injektions­ masse 6 für die Vorrichtung. Da die an die Bohrlochwand 2 angepreßte Vorrichtung den Zwischenraum noch nicht ganz vollständig abdichtet, entweicht die noch verbleibende Restluft aus der Verpreßzone 18 des Verpreßankers 20 während der Injektion der Injektionsmasse in dieselbe durch die Rillen 8, die in diesem Fall auch als Entlüf­ tungsrillen dienen. Die Injektionsmasse aus der Verpreß­ zone 18 des Verpreßankers 20 füllt dann die der Injek­ tionsmasse zugewandten Abschnitte der Rillen 8 und ver­ stopft diese bei zunehmendem Injektionsdruck ebenfalls durch Ausfiltern des überschüssigen Wassers aus der In­ jektionsmasse der Verpreßzone 18.

Es hat sich gezeigt, daß beim Aufpressen der Vor­ richtung an derselben durch Bohrlochklüfte oder Fremdkör­ perteile Verletzungen entstehen können. Da sich jedoch, wie schon erwähnt, beim Aufpreßvorgang die Injektions­ masse 6 durch das wasserdurchlässige Gewebe 3 und das Ge­ flecht 7 auszufiltern beginnt, ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung in zwei oder mehrere Kammern unterteilt ist. Entsteht nun eine Verletzung der Vorrichtung, wie oben erwähnt, bleibt die unverletzte Kammer (oder Kammern) intakt, da die bereits steif gewordene Injektionsmasse 6 ihre Wirkung beibehält. Diese Maßnahme ergibt eine hohe Garantie der an die Vorrichtung gelegten Ansprüche. Die Unterteilung in Kammern kann z. B. durch eingenähte Bänder oder Plastikverschlüsse erfolgen, wobei Durchlässe 16 unter den Kammern 15 bleiben. Dabei verbleibt die steif gewordene Injektionsmasse 6 in den Kammern 15.

Im Füllschlauch 4, der in die eine Kammer 15 mündet, ist ein Druckventil 17 eingebaut, welches sich erst dann öffnet, wenn der Druck in der zuerst mit Injektionsmasse 6 gefüllten Kammer 15 gestiegen ist.

An beiden Enden der Vorrichtung sind Schutzleisten 13 zum Schutz der Vorrichtung gegen Verletzung beim Einführen des Verpreßankers 20 in das Bohrloch 21 vorgesehen. Sie können verschiedene Formen haben und aus verschiedenen Ma­ terialien bestehen. Auf der Seite, wo der Füllschlauch 4 in die Vorrichtung eindringt, ist die Schutzleiste 13 der­ art ausgebildet, daß sie auf diesem Gewebeteil beim Auf­ pressen der Vorrichtung als Druckentlastung für die Ein­ führungsöffnung 11 wirkt.

Die Vorrichtung wird am Hüllrohr so angeordnet, daß keine Durchdringung des Hüllrohres entsteht, das heißt, daß keine Beeinträchtigung des Korrosionsschutzes des Verpreßankers eintritt. Die Vorrichtung kann unabhängig an dem fertigen Anker oder während seiner Fabrikation an demselben ohne Änderung des Ankers angebracht werden. Durch das Entweichen des Restwassers und/oder der Restluft aus der Verpreßzone des Verpreßankers wird eine voll­ ständige Verfüllung der Verpreßzone garantiert. Die Ver­ preßzone kann unmittelbar nach dem Aufpressen der Vor­ richtung ausinjiziert werden, wobei die Injektionsmasse in der Vorrichtung nicht vorerst ausgehärtet sein muß. Durch Unterteilung der Vorrichtung in mehrere Kammern wird bei einer möglichen Verletzung der Vorrichtung die Wirksamkeit derselben nicht beeinträchtigt, da durch das Ausfiltern des Wassers die Injektionsmasse steif wird und dadurch keine Verbindung zwischen den Kammern erfolgt. Die Her­ stellungskosten der Vorrichtung sind niedrig und die Mon­ tage derselben einfach und ohne Anpassung des Ankers.

Claims (5)

1. Verfahren zum Ausinjizieren des Zwischenraumes (10) zwischen einer Bohrlochwandung (2) und einem Verpreß­ anker (20), welcher von einem konzentrisch zum Bohrloch (2) verlaufenden Hüllrohr (1) umgeben ist, wobei eine Abdichtvorrichtung mit einem porösen, für Flüssigkeit durchlässigen dehnbaren Gewebe (3), das Hüllrohr in Form eines Strumpfes lose umschließt und mindestens eine Kammer oder Tasche bildet, und das Gewebe von einem Ver­ stärkungsmittel (7) umfaßt wird und wobei das Gewebe mittels einer über einen außerhalb des Hüllrohres an­ geordneten Füllschlauch (4) zuzuführenden Injektions­ masse (6) aufblasbar und gegen die Bohrlochwandung (2) anpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) in einem ersten Verfahrensschritt zum Bilden einer Abdichtung in einem axial verlaufenden Bereich zwi­ schen einer dem Bohrlochmund zugewandten freien Anker­ länge (19) und einer dem Bohrlochmund zugewandten Verpreßzone (18) Injektionsmasse unter Druck in die in diesem Bereich angeordnete Gewebekammer oder Tasche (9) eingefüllt wird, wobei das Gewebe gegen die Bohr­ lochwandung gepreßt wird und
• b) Wasser aus der Injektionsmasse durch das Gewebe hin­ durch ausgefiltert wird und durch Entwässerungsrillen (8), die durch das Verstärkungsmittel (7) zwischen der Bohrlochwandung (2) und dem Gewebe (3) gebildet werden, abfließt, wodurch die Injektionsmasse in der Gewebetasche (9) umgehend verkrustet und
• c) daß in einem zweiten Verfahrensschritt unmittelbar nach dem Bilden der Abdichtung Injektionsmasse über den Entlüftungs- bzw. Füllschlauch (5) in die Ver­ preßzone (18) gepreßt wird, wobei Wasser und/oder Restluft aus der Verpreßzone durch die noch offenen Entwässerungsrillen (8), welche erst nach dem Füllen der Verpreßzone (18) durch hindurchfließende Injek­ tionsmasse verstopft werden, abfließen kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an beiden Enden der Abdichtvorrichtung Schutzleisten (13) zum Schutz der Vorrichtung beim Ein­ führen des Verpreßankers (20) in das Bohrloch (21) vor­ gesehen werden, wobei eine der Schutzleisten zusätzlich beim Aufblasen der Gewebekammer als Druckentlastung der Einführungsöffnung (11) dient.

3. Abdichtvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (3) umgestülpt ist und eine das Hüllrohr (1) umschlie­ ßende Tasche (9) bildet, das die freien Ränder (9c) der Tasche (9) in Richtung der zuzuführenden Injektionsmasse am Hüllrohr (1) übereinanderliegend befestigt sind und daß das Verstärkungsmittel (7) ein netzartiges, aus sich übereinander kreuzenden Fäden bestehendes Geflecht ist, wobei die sich übereinander kreuzenden Fäden Abwässe­ rungsrillen (8) bilden, und daß das Geflecht die gesamte Oberfläche (9a) sowie die Stirnseiten (9b) und die freien Ränder (9c) der Gewebetasche (9) überdeckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die freien Taschenränder (9c) bis auf die Ein­ führungsöffnung (11) für den Füllschlauch (4) zusammenge­ schlossen sind und der Füllschlauch (4) durch die Einfüh­ rungsöffnung zwischen den beiden Taschenumschlägen an­ nähernd bis zum Taschenboden durchgeführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das netzartige Geflecht an seinen Enden an der Gewebetasche (9) bzw. am Hüllrohr (1) befestigt ist.