DE3823331A1 - Verfahren und vorrichtung zum einrammen von rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einrammen von Rohren in das Erdreich.

Das Einrammen von Stahlrohren, wie beispielsweise Schutz- oder Leitungsrohren, mit Hilfe einer Ramme, deren konische Schlagspitze direkt oder mittels eines Rammaufsatzes in das rückwärtige Ende eines auf Lagerböcken geführten Rohres mit einem das vordere Ende nach innen und außen übergreifenden Schneidschuh eingreift, hat sich in zunehmendem Maße in die Praxis eingeführt.

Allerdings ist es bei den bekannten Verfahren aufgrund der sehr hohen Schlagenergie der das Rammrohr in das Erdreich eintreibenden Ramme nicht möglich, Rohre die nicht wie Stahlrohr eine hohe Festigkeit und Zähigkeit besitzen, wie beispielsweise Kunststoff- oder Keramikrohre, direkt in das Erdreich einzurammen. Vielmehr wird in diesem Falle zu­ nächst ein Erdkanal mittels z.B. eines Rammbohrgerätes her­ gestellt und anschließend das Keramik- oder Kunststoffrohr in den Erdkanal eingezogen, bzw. das zu verlegende Rohr kann sogleich von dem Rammbohrgerät nachgezogen werden. Allerdings sind die mittels eines Rammbohrgerätes herzustel­ lenden Erdkanäle im Durchmesser begrenzt. Zum Verlegen ei­ nes Rohres von geringer Festig- und Zähigkeit ist es außer­ dem häufig erforderlich, zunächst ein Schutzrohr aus Stahl in das Erdreich einzubringen und erst danach das Kunst­ stoff- oder Keramikrohr in das Schutzrohr einzuziehen.

Da das Rammrohr vorne bzw. am Schneidschuh offen ist, dringt - abgesehen von den Schwierigkeiten bzw. dem Aufwand beim Verlegen eines Nicht-Stahlrohres - das Erdreich wäh­ rend des Rammens immer weiter in das Rohrinnere ein, wäh­ rend der Schneidschuh das das Rohr umgebende Erdreich ver­ dichtet und infolge seines im Vergleich zum Rohr größeren Durchmessers einen Erdkanal schafft, in dem sich das Ramm­ rohr unter den Schlägen der Ramme mit verhältnismäßig ge­ ringer Mantelreibung vorwärtsbewegt.

In dem Maße, wie sich das Rohrinnere bei zunehmendem Ramm­ fortschritt mit Erdreich füllt, erhöht sich auch die Erd­ reichreibung an der Rohrinnenwand; dies insbesondere, wenn sich das Erdreich im Rohrinnern unter dem Einfluß der Ramm­ schläge und des vom vorderen Rohrende eindringenden Erd­ reichs immer mehr verdichtet. Des weiteren wird das im Rohrinnern befindliche Erdreich bei der Vorwärtsbewegung des Rohrs zwangsläufig mitbeschleunigt. Auf diese Weise ergibt sich insgesamt ein zusätzlicher Energieaufwand.

Es sind eine Reihe von Verfahren zum Entfernen des Erd­ reichs aus dem Rohrinneren bekannt. So läßt sich das Erd­ reich beispielsweise mit Hilfe einer angetriebenen Schnecke aus dem Rohrinnern entfernen. Das erfordert aber ebenso wie ein Ausspülen des Erdreichs mit Hochdruckwasser einen zu­ sätzlichen, hohen apparativen Aufwand. Bei einem anderen Verfahren zum Entfernen des Erdreichs aus dem Rohrinnern wird nach Beendigung des Rammens in das vordere Rohrende eine an der Rohrinnenwandung dichtend anliegende Schubschei­ be eingesetzt und das in Rammrichtung vor der Scheibe liegende Rohrinnere unter Druckluft gesetzt, um mit Hilfe der sich unter dem Einfluß der Druckluft durch das Rohr bewegenden Schubscheibe das Erdreich gegen die Rammrichtung aus dem Rohrinnern herauszupressen. Dieses Verfahren ist ebenfalls aufwendig und läßt sich zudem angesichts der Erdreichreibung an der Rohrinnenwand nur bei kurzen Rohrlän­ gen und geringem Reibungswiderstand durchführen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zu schaffen, die ohne Schwierigkei­ ten das Einrammen von Rohren, die nicht aus Stahl bestehen, direkt in das Erdreich und außerdem das Entfernen des sich im Rohrinneren ansammelnden Erdreichs ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Verbund aus Rohren eingerammt wird. Hierbei empfiehlt es sich, die vorzugsweise konzentrisch ineinandergesetzten Roh­ re in ihrer Lage zueinander zu zentrieren und die Vor­ triebskraft vorzugsweise über das Innenrohr in den Rohrver­ bund einzuleiten. Indem von zwei Rohren das äußere im Erdreich verbleibt, lassen sich ohne zusätzlichen Arbeits­ gang Rohre direkt in das Erdreich einbringen. Die Rohre werden dabei von einer Startgrube aus bis zu einer Zielgru­ be eingerammt. Da die Rammrohre nur eine begrenzte Länge besitzen, läßt sich die Außenrohrleitung aus mehreren Ramm­ rohren zusammenstecken. Wenn die Vortriebskraft über das vorzugsweise aus Stahl bestehende Innenrohr aufgebracht wird, kann das Außenrohr insbesondere ein Kunststoff- oder Keramikrohr sein, das sich somit in das Erdreich einbringen läßt, ohne Beschädigungen durch die Schläge der Ramme zu erleiden. Entsprechend der Entfernung von der Start- bis zur Zielgrube, lassen sich mehrere einzelne Rohre bzw. Rohrschüsse zu einem Rohrstrang zusammenfügen.

Vorzugsweise werden die Rohre schrittweise eingerammt, wo­ bei nach jedem Schritt das mit Erdreich gefüllte Innenrohr herausgezogen, entleert und wieder eingesetzt wird. Auf diese Weise lassen sich die Außenrohre bei gleichzeitiger Bodenentnahme in das Erdreich einbringen. Denn es läßt sich auf diese Weise eine Zwischen- bzw. Teilentleerung errei­ chen, wenn das innere Rohr, beispielsweise nachdem es zur Hälfte in das Erdreich eingerammt ist, aus dem äußeren Rohr herausgezogen und der darin befindliche Erdkern entfernt wird. Das Innenrohr läßt sich beispielsweise mit einem Greifzug oder einer Winde herausziehen. Aufgrund des schrittweisen Rohrvortriebs mit Zwischenentleerungen des Innenrohrs bildet sich nicht mehr wie bei bekannten Rammver­ fahren im Rammrohr ein der gesamten Länge des Rammrohres entsprechender und folglich mit zu beschleunigender Erdkern aus, so daß erfindungsgemäß demgegenüber geringere Vor­ triebskräfte zum Einrammen ausreichen. Nach jeder Zwischen­ entleerung wird das leere Innenrohr wieder in das Außenrohr geschoben. Nach jeder Teilentleerung ergibt sich auf ein­ fache Weise die Möglichkeit, eine Richtungskontrolle des Rohres vorzunehmen, beispielsweise mittels Laserstrahlen. Nachdem der Rohrverbund die Zielgrube erreicht hat, wird das Innenrohr mit dem darin befindlichen Erdkern aus dem Außenrohr herausgezogen, und im Erdreich verbleibt die fer­ tig erstellte Außenrohrleitung.

Ein in Rammrichtung vorne auf ein Außen- und ein darin vorzugsweise konzentrisch angeordnetes Innenrohr aufge­ setzter Schneidschuh kann die Rohre zentrieren. Auf diese Weise läßt sich ein zwar lösbarer, während des Einrammens jedoch fester Verbund der beiden Rohre erreichen, von denen das Außenrohr ein Kunststoff- oder Keramikrohr sein kann, d.h. ein Rohr, das sich wegen der stets akuten Bruchgefahr mit den üblichen Rammverfahren nicht direkt in das Erdreich einrammen läßt.

Der Schneidschuh läßt sich vorteilhaft mit einem Stufenkra­ gen versehen und besitzt einen Innendurchmesser, der nicht größer als der Außendurchmesser des Innenrohres ist. Der Stufenkragen erlaubt es, beide Rohre gleichzeitig zu zen­ trieren, und zwar umschließt der in Schlagrichtung vordere Abschnitt des Stufenkragens das gegenüber dem Außenrohr vorstehende Innenrohr, während der hintere Stufenabschnitt das Außenrohr umschließt. Mit der Begrenzung des Innendurch­ messers des Schneidschuhs wird erreicht, daß kein Erdreich in den Ringspalt zwischen dem Innen- und dem Außenrohr eindringt.

Wenn der Scheidschuh Austrittsöffnungen aufweist, läßt sich zur Verringerung der Reibung zwischen dem Erdreich und dem Außenrohr von der Startgrube aus eine Gleitflüssigkeit über diese Öffnungen zuführen.

Es empfiehlt sich, daß aneinandergesetzte Innenrohre an ihren Stoßstellen fest miteinander verbunden sind. Die Rohr­ stöße der bis zur Fertiglänge zusammengesetzten einzelnen Innenrohre lassen sich beispielsweise mit einem Gewinde versehen und miteinander verschrauben oder durch Ver­ schweißen dauerhaft miteinander verbinden.

Vorzugsweise kann ein auf einer Ramme angeordnetes, in das rückwärtige Ende des Innenrohres eingreifendes Zwischen­ stück einen das Innenrohr radial überkragenden, vorteilhaft als Mitnehmerkante ausgebildeten Mitnehmer aufweisen. Wäh­ rend das z.B. entweder auf der Schlagspitze oder dem rück­ wärtigen Ende der Ramme angeordnete Zwischenstück mit sei­ nem vorderen Abschnitt in das Rohr eingreift, bleibt die Mitnehmerkante außerhalb des Rohres und korrespondiert mit der Stirnfläche des Außenrohres. Im Betrieb der Ramme spreizt sich der in das Innenrohr eingreifende Abschnitt des Zwischenstücks radial auf und verbindet sich innig mit der Wandung des Innenrohres; die Schlagenergie wird somit in das Innenrohr eingeleitet, und die Kante nimmt das Außenrohr, ohne Schlagenergie auf dieses zu übertragen, mit.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. Beim horizontalen Rammen greift ein in einer Startgrube 1 auf einem Lagerbock 2 geführte Ramme 3 mit ihrer Schlag­ spitze 4 über ein Zwischenstück 5 in das rückwärtige Ende eines in das Erdreich 6 einzurammenden, auf Lagerböcken 7 geführten und am vorderen Ende mit einem Schneidschuh 8 versehenen Rohrverbundes 9 ein. Der Rohrverbund 9 besteht aus einem Außenrohr 10, beispielsweise aus Kunststoff oder Keramik, und einem Innenrohr 11, vorzugsweise aus Stahl.

Das konzentrisch in das Außenrohr 10 eingesetzte Innenrohr 11 ragt in Schlag- bzw. Rammrichtung 12 aus dem Außenrohr 10. Der dort auf den Rohrverbund 9 aufgesteckte Schneid­ schuh 8 zentriert gleichzeitig beide Rohre 10, 11, wozu er einen Stufenkragen 13 aufweist, der mit seinem in Schlag­ richtung 12 vorderen Stufenabschnitt das vorkragende Ende des Innenrohres 11 und mit seinem hinteren Stufenabschnitt 14, der einen größeren Durchmesser als der vordere Ab­ schnitt aufweist, das Außenrohr 10 umschließt. Der Innen­ durchmesser 15 des Schneidschuhs 8 ist nicht größer als der Außendurchmesser des Innenrohres 11, so daß kein Erdreich in den radialen Spalt 16 zwischen den konzentrisch ineinan­ dergesetzten Rohren 10, 11 eindringen kann. Außerdem ist der Schneidschuh 8 mit nach Art eines Ringkanals miteinan­ der verbundenen Austrittsöffnungen 17 versehen, von denen sich eine Gleitmittelleitung 18 durch das Zwischenstück 5 hindurch bis in die Startgrube 1 erstreckt. Am rückwärti­ gen, d.h. der Ramme 3 zugewandten Ende des Rohrverbundes 9 schließen die Rohre 10, 11 bündig ab, und das dort einge­ setzte Zwischenstück 5 leitet die Schlagkraft der Ramme 3 über seinen in das Innenrohr 11 eingreifenden Abschnitt in den Rohrverbund ein, während das Außenrohr 10 von einer als radialer Kragen des Zwischenstücks 5 ausgebildeten Mitneh­ merkante im wesentlichen ohne Kraftbeaufschlagung mitgenom­ men wird. Daher lassen sich insbesondere ansonsten unter Schlageinwirkung zerbrechende Rohre, wie insbesondere Kunst­ stoff- und Keramikrohre, über den Vortrieb des Innenrohres 11 direkt im Erdreich 6 verlegen, ohne zerstörenden Ein­ flüssen ausgesetzt zu sein.

Beim Einrammen des Rohrverbundes 9 in das Erdreich 6 wird das sich im Innenrohr 11 als Kern sammelnde Erdreich 6 zwischenentleert, z. B. nachdem der Rohrverbund 9 bis zur Hälfte in das Erdreich 6 eingerammt worden ist. Zum Entlee­ ren werden die Ramme 3 und das Zwischenstück 5 aus dem Rohr 10 gezogen, beispielsweise mittels einer nicht dargestell­ ten Winde; anschließend wird das Innenrohr 11 entleert und wieder in das Außenrohr 10 bis zur Anlage am Schneidschuh 8 eingeschoben sowie das Zwischenstück 5 und die Ramme 3 zum erneuten Einrammen in das rückwärtige Ende des Rohrverbun­ des 9 eingesetzt.

Claims (13)

1. Verfahren zum Einrammen von Rohren in das Erdreich, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbund von Rohren (10, 11) eingerammt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (10, 11) in ihrer Lage zueinander zentriert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vortriebskraft über das Innenrohr (11) in den Rohrverbund (9) eingeleitet wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Erdreich ge­ füllte Innenrohr (11) herausgezogen und entleert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Vortriebs des Außenrohres nach dem Herausziehen des Innenrohres kontrolliert wird.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Rammrich­ tung (12) vorne auf ein Außen- und ein Innenrohr (10, 11) aufgesetzter Schneidschuh (8) die Rohre (10, 11) zentriert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (15) des Schneidschuhs (8) nicht größer als der Außendurchmesser des Innenrohres (11) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schneidschuh (8) Austrittsöffnungen (17) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidschuh (8) einen Stufenkragen (13) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (10) aus Kunststoff oder Keramik besteht.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohre (11) an ihren Stoßstellen fest miteinander verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf einer Ramme (3) angeordnetes, in das rückwärtige Ende des Innenrohres (11) eingreifendes Zwischenstück (5) einen das Innenrohr (11) radial überkragenden Mitnehmer (19) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Mitnehmerkante (19) des Zwischenstücks (5).