DE4117575A1 - Verfahren und vorrichtung zur unterirdischen herstellung von kanaelen, stollen o. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur unterirdischen Herstellung von, vorzugsweise im wesentlichen horizontalen Kanälen, Stollen od. dgl. im Erdboden, wobei von einem, vorteilhaft etwa lotrechten, Arbeitsschacht ausgehend, etwa parallel zur Längsachse des herzustellenden Kanals od. dgl., insbesondere langgestreckte, Bohrgeräte od. dgl. zusammen mit einem davon unabhängigen, sie umschließenden Arbeitsrohr in Richtung des geplanten Kanals od. dgl. vorgeschoben werden und dem Arbeitsrohr, vorteilhaft unmittelbar, folgend die Wand des Kanalhohlraumes gesichert bzw. verfestigt wird, wozu insbesondere mit der Bewegungsgeschwindigkeit, beispielsweise im Rhythmus, des Vorschubs des Arbeitsrohrs diesem unmittelbar und zweckmäßig dicht folgend dem Kanalprofil angepaßte und den Kanal stützende Hohlfertigteile, vorzugsweise aus Beton, benutzt werden, sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren.

Seit langem besteht, vor allem im innerstädtischen Bereich, der Wunsch, Abwasserleitungen und sonstige Kanäle, Stollen od. dgl. auch dann in geschlossener Bauweise, d.h. weitestgehend ohne Aufgrabungen herzustellen, wenn es sich um nicht begehbare Querschnitte handelt. Es ergibt sich auch die Notwendigkeit, Altkanäle od. dgl. zu sanieren bzw. aufzuweiten, ohne Aufgrabungen im größeren Umfang durchführen zu müssen.

Die geschlossene bzw. unterirdische Bauweise bietet dann besondere Schwierigkeiten, wenn es sich um unrunde, also nicht kreisförmige Querschnitte bei Hohlräumen, Kanälen, Stollen od. dgl. handelt.

Ziel der Erfindung ist es vornehmlich, den unteridischen Kanal- bzw. Stollenbau auch bei nicht begehbaren Querschnitten von Kanälen, Stollen u.dgl., insbesondere dann, wenn diese im wesentlichen horizontal verlaufen sollen, ökonomisch und ohne weitgehend Störungen an der Erdoberfläche abzuwickeln. Demgemäß ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Herstellung von Kanälen, Stollen od. dgl. mit unrundem, z. B. ovalem oder eiförmigem, Querschnitt, mindestens zwei selbständige, voneinander getrennt parallel zur Achsrichtung des herzustellenden Kanals hin- und herbewegliche Bohrgeräte od. dgl. mit einer zur Längsachse des herzustellenden Kanals parallelen Achse, insbesondere Drehachse, bevorzugt schrittweise, in einem von den Bohrgeräten unabhängigen sowie unabhängig von diesen verschiebbaren Arbeitsrohr mit unrundem, z. B. ovalem oder eiförmigem, Querschnitt, verschoben bzw. vorgeschoben werden. Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, wenn mindestens zwei übereinander angeordnete Bohrgeräte im Arbeitsrohr mit unrundem Querschnitt vorgeschoben bzw. verschoben werden. Hohe Kanäle sind besser begehbar und können besser durchlüftet werden. Die Verfestigung der Kanalwände kann in der Weise erfolgen, daß die Wand des Kanalhohlraumes durch eine, insbesondere vermittels des unrunden Arbeitsrohres, erzeugte Gleitverpressung gesichert bzw. verfestigt und bzw. oder, z. B. mit Spritzbeton, ausgekleidet wird. Energieaufwand, Arbeitseffekt und Vortriebsgeschwindigkeit lassen sich günstig beeinflussen, wenn die Bohrgeräte od. dgl. im Kanal od. dgl. in bezüglich ihrer Bohrköpfe gestaffelter Anordnung zur Arbeit eingesetzt bzw. verschoben bzw. vorgeschoben werden. Der Reduktion des Energieaufwandes und der Beschleunigung des Arbeitsvorganges ist auch dienlich, wenn die Bohrgeräte od. dgl. mit zumindest zum Tei über den, insbesondere als Schneide ausgebildeten, beim Vortrieb vorderen Rand des unrunden Arbeitsrohres vorstehenden Bohrköpfen zur Arbeit eingesetzt bzw. vorgeschoben werden. Beim unterirdischen Arbeiten kann auch die Entfernung des Bohrgutes Probleme machen. Diese werden erfindungsgemäß günstigerweise dadurch gelöst, daß das Bohrgut von der Abraumstelle durch die bereits hergestellten Kanalteile, insbesondere zum Arbeitsschacht, gegen die Arbeits- bzw. Bewegungsrichtung der Bohrgeräte sowie des unrunden Arbeitsrohres befördert, vorzugsweise durch das Arbeitsrohr und durch gesicherte Kanalteile, beispielsweise durch dort eingebrachte Hohlfertigteile mt unrundem, z. B. ovalem oder eiförmigem, Querschnitt, zum Arbeitsschacht bzw. an die Erdoberfläche, zweckmäßig mit Saug- und bzw. oder Luftförderung, gebracht wird.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung mit gegenüber und in einem Arbeitsrohr in beiden Richtungen axial verschiebbaren Bohrgeräten zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren vornehmlich dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei selbständig, voneinander getrennte, parallel zur Achsrichtung des herzustellenden Kanals hin- und herbewegliche, insbesondere langgestreckte, Bohrgeräte od dgl. mit einer zur Längsachse des herzustellenden Kanals parallelen Achse, insbesondere Drehachse, vorteilhaft übereinander, in einem dem unrunden, z. B. ovalen oder eiförmigen, Querschnitt des herzustellenden Kanals, Stollens od. dgl. zumindest im wesentlich hinsichtlich seines Querschnitts angepaßten Arbeitsrohr angeordnet sind, wobei diese Bohrgeräte, vorteilhaft hydraulisch, antreibbar und, vorzugsweise außerdem hydraulisch, insbesondere mit dem Arbeitsrohr, vorschiebbar bzw. relativ zum Arbeitsrohr verschiebbar sind und die Gesamtvorrichtung bevorzugt, insbesondere von einer Zentralstelle her, steuerbar ist. Es ist dabei günstig, wenn erfindungsgemäß die Bohrgeräte unabhängig voneinander und unabhängig vom Arbeitsrohr vorschiebbar bzw. verschiebbar sind. Für die Praxis ergibt sich eine sehr günstige Abwicklung der Kanalherstellung, wenn eine, zweckmäßig im wesentlichen im Arbeitsschacht anzuordnende, Vortriebseinrichtung, vorteilhaft eine hydraulische Preßeinrichtung, vorgesehen ist, welche dem Vorschub von die Kanalwand stützenden Hohlfertigteilen mit unrundem, z. B. ovalem oder eiförmigem Querschnitt sowie gegebenenfalls des Arbeitsrohrs dient. Bei der Herstellung der Kanäle, Stollen od. dgl. ist anzustreben, die geschaffenen Kanäle od. dgl. vor Wasser, Verunreinigungen usw. zu schützen, die aus dem den Kanal u. dgl. umgebenden Erdreich u. dgl. in die Kanäle gelangen könnten. Um eine demgemäß erwünschte Abdichtung zu schaffen, ist es erfindungsgemäß von Vorteil, wenn die benachbarten Ränder der Hohlfertigteile mit unrundem Querschnitt sowie des Arbeitsrohres mit unrundem Querschnitt weitgehend dichtend ineinandergreifen, z. B. der Rand des ersten Hohlfertigteils den beim Vorschub hinteren Teil des Arbeitsrohres zum Teil untergreift und zweckmäßig auch die weiteren Hohlfertigteile dicht an die beim Vorschub vorangehenden Hohlfertigteile anschließbar sind, z. B. durch Über- bzw. Untergreifen der Ränder. Der Vortrieb wird erleichtert und damit der Energieaufwand zusätzlich reduziert, wenn der beim Vorschub vordere Rand des Arbeitsrohres mit unrundem Querschnitt als Schneide ausgebildet ist.

Die unrunde, z. B. ovale oder eiförmige, Querschnittsform der Kanäle, Stollen od. dgl. läßt sich auf verschiedene Weise erreichen: Einerseits können die Bohrgeräte od. dgl. bzw. ihre Bohrköpfe verschieden große, bei Verwendung von mindestens drei Bohrgeräten bzw. Bohrköpfen gegebenenfalls gleich große Durchmesser aufweisen. Andererseits können sie in verschiedener Weise übereinander, nebeneinander bzw. gestaffelt angeordnet sein, was die Anordnung ihrer Querschnitte betrifft. Auch Kombinationen dieser Maßnahmen können zum gewünschten Ziel, z. B. beliebig gestaltete Kanalquerschnitte, führen. Dabei können erfindungsgemäß bei Verwendung von übereinander angeordneten Bohrköpfen der Bohrgeräte mit verschieden großen Durchmessern die Drehachsen der Bohrköpfe etwa parallel zur Längsachse des (herzustellenden) Kanals od. dgl. angeordnet sein und bei Benutzung von mindestens drei Bohrgeräten der Bohrkopf mit größerem bzw. größtem Durchmesser zwischen Bohrköpfen mit kleinerem Durchmesser angeordnet sein. Im speziellen können die Längsachsen von zwei oder mehr Bohrgeräten etwa lotrecht übereinander angeordnet sein, wodurch sich ovale bzw. eiförmige Kanalquerschnitte mit lotrecht stehender Hauptachse ergeben.

Zwecks ökonomischer Arbeitsweise sind vorteilhaft die, insbesondere langgestreckten, Bohrgeräte innerhalb des Arbeitsrohres in der Vorschubrichtung gesehen gestaffelt angeordnet, so daß die Bohrköpfe verschieden weit gegenüber dem beim Vorschub vorderen Rand des Arbeitsrohres vorstehen, wobei zweckmäßig das jeweils obere Bohrgerät gegenüber dem jeweils unteren Bohrgerät vorsteht. Eine für die Abraumtechnik günstige Gestaltung der Vorrichtung im zuletzt gezeichneten Rahmen wird erreicht, wenn bei übereinander angeordneten Bohrgeräten die unteren Kantenränder der Bohrköpfe etwa in einer gedachten Ebene angeordnet sind, die mit der Sohle des Kanals, Stollens od. dgl. einen zur Vorschubrichtung offenen spitzen Winkel, z. B. von etwa 65°, einschließt.

Bevorzugt ist der Querschnitt des Arbeitsrohres und damit des herzustellenden Kanals od. dgl. etwa elliptisch oder eiförmig.

Für die Herstellung der Kanäle, Stollen usw. ist es günstig, wenn gemäß der weiteren erfinderischen Gestaltung der Vorrichtung die, insbesondere hydraulische, Vortriebseinrichtung aus einer, z. B. mindestens zwei Hydraulik-Kolben aufweisenden, Preßanlage mit einem auf die Hohlfertigteile mit unrundem Querschnitt bzw. das Arbeitsrohr mit unrundem Querschnitt im Bereich von deren beim Vorschub hinteren Rand zur Wirkung gelangenden Druckring besteht. Das Gewicht der Vorrichtung läßt sich reduzieren, wenn das Arbeitsrohr mit unrundem Querschnitt, insbesondere innen, Versteifungsrippen aufweist, die vorteilhaft etwa in queraxialen Ebenen verlaufen.

Es ist vorteilhaft, wenn der Arbeitsrohrinnenraum innerhalb von Versteifungsrippen bzw. außerhalb des Bohrgeräte- bzw. Bohrkopfmantels frei ist. Es ist dann das Abraummaterial weitgehend durch den Rohrinnenraum, z. B. durch Absaugen oder Wasserspülung, leicht abzutransportieren.

Der JP-A-11 87 288 ist nur ein einzelner ovaler Schildbagger zu entnehmen. Mit dem ovalen Mantel dieses Baggers ist an dessen Stirnrand ein Schneidwerkzeug in Form eines biegsamen Kettenschneiders fest verbunden. An der mit dem gleichen Mantel fest verbundenen Querwand des Baggers sind weitere Schneidwerkzeuge befestigt. Es handelt sich um ein Paar Hauptschneider und um ein Paar Nebenschneider. Beim Aushöhlungs-Fortschritt werden ovale Segmente zur Bildung eines Tunnels hinter dem Mantel eingebracht. Demgegenüber stellt die vorliegende Erfindung die Weiterentwicklung einer Vorrichtung mit einem von den Bohrgeräten unabhängigen, sie umschließenden Arbeitsrohr dar. Dazu kommt, daß gemäß der Erfindung mindestens zwei selbständige, voneinander getrennt parallel zur Achsrichtung des herzustellenden Kanals hin- und herbewegliche Bohrgeräte od. dgl. mit einer zur Längsachse des herzustellenden Kanals parallelen Achse, insbesondere Drehachse, vorgesehen sind, die - bevorzugt schrittweise - in einem von den Bohrgeräten unabhängigen sowie unabhängig von diesen verschiebbaren Arbeitsrohr verschoben bzw. vorgeschoben werden. Demgegenüber werden gemäß der JP-PS 11 87 288 - wie oben bereits beschrieben - die Schneidwerkzeuge gleichzeitig mit dem fest damit in Verbindung stehenden Rohr bewegt. Beim Bekannten sind demgemäß nicht nur höhere Vorschub- und Bearbeitungs-Leistungen, sondern auch eine der Form nach genau festgelegte Abraumarbeit gegeben, wogegen bei der Erfindung im Hinblick auf die weitgehende Unabhängigkeit von Bohrgeräten und Arbeitsrohr - u.zw. was die Anordnung als auch die Beweglichkeit betrifft - große Freiheiten beim Einsatz der Vorrichtung bzw. bei der Verfahrensführung existieren, so daß nicht nur Energie gespart, sondern auch die Art der Abraumarbeit stark variiert werden kann. So ist es z. B. möglich, eine beliebige Staffelung der Bohrköpfe vorzunehmen. Je nach Bodenqualität sind die einzelnen Bohrgeräte getrennt und verschieden weit vorschiebbar. Sie können auch mit verschiedener Drehzahl betrieben werden. Während nach der vorzitierten Vorveröffentlichung der Rohrinnenraum hinter den Schneidwerkzeugen durch die vorerwähnte Querwand verschlossen ist, fehlt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein solcher Verschluß, so daß das Abraummaterial durch den Rohrinnenraum, z. B. durch Absaugen oder Wasserspülung, abtransportiert werden kann.

Bei der DE-OS 34 21 704 handelt es sich ausschließlich um ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Modifizieren des Querschnittsprofils eines Stollens od. dgl., also nicht zu dessen Herstellung. Außerdem stehen dabei die Bohrgeräte nicht wie gemäß der vorliegenden Erfindung parallel, sondern quer zur Längsrichtung des Stollens und etwa lotrecht zur Stollenwand, also im Vergleich zur Erfindung um 90° gedreht. Die Bohrköpfe werden demgemäß in Richtung auf die Stollenwandung bewegt, also nicht wie nach der Erfindung etwa parallel dazu.

Die WO-A1-89 10 467 läßt nur ein Einzelgerät mit einem einzigen Bohrkopf mit mehreren verstellbaren Bohr- bzw. Schneid-Werkzeugen erkennen, der bzw. dessen Transporttrommel in Zylindern über Rollenlager gelagert ist. Es geht hier offenbar um die Herstellung von Stollen mit kreisförmigem Querschnitt, also nicht wie bei der vorliegenden Erfindung um solche mit unrundem Querschnitt. Es ist nur ein einziges Bohrgerät im Rohr bewegbar, es sind also nicht wie nach der vorliegenden Erfindung mindestens zwei, noch dazu selbständige, voneinander getrennt parallel zur Achsrichtung des herzustellenden Kanals hin- und herbewegliche Bohrgeräte in einem von den Bohrgeräten unabhängigen Arbeitsrohr angeordnet, das dazu zum Unterschied von dem zylindrischen Rohr nach dieser Veröffentlichung unrunden, insbesondere ovalen oder eiförmigen, Querschnitt aufweist. Es ist somit mit Hilfe des nach dieser PCT-Anmeldung vorbekannten Verfahrens bzw. Gerätes nicht möglich, unrunde Stollenquerschnitte überhaupt bzw. in so ökonomischer Weise wie nach der vorliegenden Erfindung herzustellen, zumal die Bohrwerkzeuge am Bohrkopf und dieser wieder im Rohr weitestgehend verankert sind. Es fehlen also neben einem unabhängigen und unrunden Arbeitsrohr mehrere Bohrgeräte sowie eine weitgehende Bewegungsfreiheit der Bohrgeräte zum sie umgebenden Rohr.

Auch die US-PS 49 15 543 kann nicht zur vorliegenden Erfindung führen: Denn dabei handelt es sich nur um eine einzelne Schild-Tunnel-Maschine, wobei es nicht um die Herstellung, sondern nur um die Erneuerung bzw. Aufweitung eines Tunnels geht. Das Schneidwerkzeug ist fix in der Vorderfront des Schildkörpers gelagert. Es ist weder von einem Arbeitsrohr mit unrundem Querschnitt noch von frei hierzu beweglichen mehreren Bohrgeräten die Rede.

Ein Prospekt Soltau vom Januar 1990 über RVS 250 A-System betrifft zwar die unterirdische Herstellung von Stollen od. dgl. mittels eines leistungsfähigen Kreiselbrechers, wobei anstelle der serienmäßigen Schneckenförderung auch eine Spülförderung als möglich bezeichnet wird. Auch wird von einem Start- und einem Ziel-Schacht gesprochen. Es geht aber offenbar um Stollen mit kreisrundem, also nicht wie nach der vorliegenden Erfindung um solche mit unrundem, insbesondere ovalem oder eiförmigem, Querschnitt, wobei wieder nur ein einzelnes Bohrgerät vorgesehen ist. Eine Brücke zur vorliegenden Erfindung ist somit wieder nicht feststellbar.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es werden verschiedene Vorrichtungen für die Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren veranschaulicht.

Dabei zeigen in schematischer Form die Fig. 1 und 2 eine Vorrichtung mit zwei Bohrgeräten im Längs- bzw. Querschnitt, die Fig. 3 bis 7 im Längsschnitt (Fig. 3), im Querschnitt (Fig. 4 und 5), in axionometrischer Darstellung (Fig. 6) und in einem Teil-Längsschnitt eine Vorrichtung mit zwei Bohrgeräten, die Fig. 8 im Teil-Längsschnitt ein Arbeitsrohr mit vorteilhaft gehärteter Schneide an dessen Stirnseite mit dem weitgehend dichten Anschluß an ein Beton-Stützrohr für den hergestellten Kanal und die Fig. 9 stark schematisch einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit vier Bohrgeräten bzw. Bohrköpfen, die Fig. 10 mit acht Bohrgeräten bzw. Bohrköpfen sowie entsprechend angepaßtem Arbeitsrohr bzw. entsprechend geformten Kanal-Querschnitt. Gleiche bzw. entsprechende Teile sind in den einzelnen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß den Fig. 1 und 2 sind zwei langgestreckte Bohrgeräte 1, 2 mit Bohrköpfen 3, 4 in einem Arbeitsrohr 5 einer Vorrichtung 6 zur unterirdischen Herstellung von horizontalen Kanälen 7 gegeneinander versetzt angeordnet, wobei das Arbeitsrohr und der (herzustellende) Kanal einen etwa eiförmigen Querschnitt aufweisen (Fig. 2). Hinter dem Arbeitsrohr 5 sind bereits die Wände des roh hergestellten Kanals 7 stützende, z. B. aus Beton bestehende, Hohlfertigteile 3, 9 eingebracht worden.

Die Fig. 3 bis 7 lassen ein Ausführungsbeispiel mit drei Bohrgeräten 1, 2 und 10 sowie mit zugehörigen Bohrköpfen 3, 4 und 11 erkennen, die in einem Arbeitsrohr 5 mit etwa elliptischem Querschnitt gemäß den Fig. 4 und 5 gestaffelt angeordnet sind, wobei die Staffelung gemäß Fig. 7 so erfolgen kann, daß bei übereinander angeordneten Bohrgeräten 1, 2, 10 die unteren Kantenränder 13, 14, 15 der Bohrköpfe 3, 4, 11 etwa in einer gedachten Ebene 16 angeordnet sind, die mit der Sohle 17 des Kanals 7, Stollens od. dgl. einen zur Vorschubrichtung 18 offenen spitzen Winkel α, z. B. von etwa 65°, einschließt. Aus den Fig. 3 und 6 sind noch weitere stützende Hohlfertigteile 19, 20 ersichtlich. Die Fig. 3 und 6 zeigen außerdem den Arbeitsschacht bzw. Startschacht 21, die Fig. 3 darüber hinaus die vorteilhaft hydraulische Preßanlage 22 mit zwei Preßkolben 23, 24 und einen Druckring 25, der auf die Hohlfertigteile und damit auf den Arbeitsschacht vorschiebend wirkt (Pfeil 18!). Gemäß Fig. 5 kann im hergestellten Kanal 7, z. B. oben, ein Reserveraum freibleiben, der für verschiedene Zwecke, z. B. Wasserleitungen, Kabel usw., später zur Verfügung steht.

Die Fig. 8 veranschaulicht die dichtenden Kontaktflächen 26, 27 zwischen dem Arbeitsrohr 5 und dem anschließenden stützenden Hohlfertigteil 7, z. B. aus Beton. Das Arbeitsrohr 5 besitzt zwecks Intensivierung des Vortriebs eine verstärkte Schneide 28. Um das Arbeitsrohr dünn und leicht, aber dennoch widerstandsfähig auszuführen, können Verstärkungsrippen 29 od. dgl. vorgesehen werden.

Fig. 9 gibt noch schematisch den Querschnitt einer weiteren Ausführungsvariante mit vier Bohrgeräten 1, 2, 10, 30 bzw. Bohrköpfen 3, 4, 11, 31 und einem diese umhüllenden Arbeitsrohr 5 mit etwa dreieckigem Querschnitt mit gerundeten Ecken 32, 33, 34 wieder.

Wie ersichtlich, weisen bei sämtlichen Ausführungsformen die Bohrgeräte bzw. die Bohrköpfe verschieden große Durchmesser auf. Es lassen sich jedoch auch dann Kanäle u. dgl. mit unrundem Querschnitt herstellen, wenn die Durchmesser der Bohrgeräte bzw. Bohrköpfe u. dgl. gleich groß sind, wenn zwei oder mehr solche Geräte, z. B. gestaffelt bzw. gegeneinander versetzt, benutzt werden. Fig. 10 zeigt schematisch im Schnitt eine solche Ausführung im Querschnitt, wobei die Bohrvorrichtungen mit 1, 2 und 35 bis 41, das umhüllende Arbeitsrohr mit 42 bezeichnet wurden. Die Bohrköpfe können dabei gleich, aber auch verschieden groß sein.

Zusammenfassend ist somit zu resümieren: Die Erfindung beinhaltet ein Mehrlochbohrverfahren zur Herstellung von nicht kreisförmigen unterirdischen, vorzugsweise waagrechten, Öffnungen bzw. Kanälen mit solchen Querschnitten. Dies wird durch Bündelung von mehreren Bohrvorrichtungen und Vortriebsanlagen mit an sich kreisförmigem Querschnitt erreicht, die in längsaxialer Schreitbewegung den Vortrieb bewirken. Es wird hierdurch möglich, beispielsweise Eiprofile im Bohrverfahren herzustellen oder bzw. und diesen durch weitere Bohrung zu überlagern, die ihrerseits die Herstellung von Reserveräumen für zukünftige städtische Makro-Haustechniken oder weitere Haustechniken ermöglichen und somit auch einen Sammelkanal für Versorgungsleitungen ergeben können. Insbesondere geht es erfindungsgemäß um ein Verfahren zur unterirdischen Herstellung von vorzugsweise horizontalen Öffnungen bzw. Kanälen bzw. Stollen od. dgl. im Boden mit Querschnitten, die sich aus Kreisprofilen mit etwa 1000 mm Durchmesser erzeugen lassen. Dabei fährt von einem Aufnahmeschacht aus ein Bündel von mindestens zwei Bohrvorrichtungen und bzw. oder Vortriebsanlagen in längsaxialem Schreitrhythmus die Öffnung auf und der dadurch entstandene Hohlraum wird durch Versetzen oder Nachpressen von Fertigteilen vorzugsweise aus Beton, statisch gesichert. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann der entstehende Hohlraum bzw. Kanal od. dgl. mit Spritzbeton oder einer Gleitverpressung ausgekleidet bzw. verfestigt werden. Das Bohrgut wird mit Saug- und bzw. oder Luftförderung an die Oberfläche gebracht. Vorzugsweise dient das Verfahren dem Bau von Profilkanälen, wie sie im städtischen Tiefbau benötigt werden. Erfindungsgemäß wird hierfür ein Mehrlochbohrverfahren unter Einsatz von in der Praxis üblichen Bohrgeräten bis etwa 1000 mm Durchmesser angewendet. Damit ist es beispielsweise möglich, Öffnungen bzw. Kanäle unterirdisch herzustellen, die den bekannten Ei-, Maul- oder Sonderprofilen sehr nahe kommen und große hydraulische Vorzüge überall dort aufweisen, wo über längere Zeiträume mit dem Trockenwetterabfluß gerechnet werden muß. Der Wunsch, im innerstädtischen Bereich tiefliegende Abwasserleitungen in geschlossener Bauweise herzustellen, d.h. ohne Aufgraben der Straße, ohne lang andauernde Belästigung der Anrainer durch Staub, Schmutz und Lärm und ohne Behinderung der Durch- und Zufahrt das Kanalbauwerk zu errichten, ist durchaus verständlich, wenn man bedenkt, wieviele Kabel- und Rohrleitungen in der Straße liegen und wenn man bedenkt, wie die Bevölkerung und der Verkehr durch eine offene Bauweise tangiert werden. Große Querschnitte - d.h. vor allem begehbare Kanäle, Stollen usw. - werden schon seit langer Zeit auch im bergmännischen Vortrieb hergestellt, kreisförmige Kanäle im Bohrverfahren aufzufahren ist gleichfalls nicht neu. Gegenstand der Erfindung ist ein Mehrloch-Bohrverfahren, bei dem Bohrvorrichtungen und Vortriebsanlagen in gebündelter Form und steuerbare Vortriebsmaschinen für Kreisprofile zur Herstellung von nicht kreisförmigen, d.h. unrunden, verrohrten horizontalen Bohrungen im Boden eingesetzt werden. Die Bündelung mehrerer Bohrköpfe erfolgt, wie vor allem die Fig. 2, 4, 5, 9 und 10 zeigen, in einem Arbeitsrohr in der für den jeweils gewünschten Kanalquerschnitt erforderlichen Kombination von Bohrgeräten bzw. Bohrköpfen, u. zw. was deren Zahl und Durchmesser betrifft, für die Herstellung von Profilkanälen im Preßverfahren. Der Erfindung liegt u.a. die Aufgabe zugrunde, den technischen Aufwand durch die Verwendung von gängigen Bohrgeräten mit Durchmessern bis etwa 1000 mm zu mindern und dadurch die Kosten zu senken. Bei der Verbindung von z. B. zwei Bohrgeräten in einem Arbeitsrohr (Fig. 2) kann das Hauptbohrgerät eine vorgeschobene Position (Fig. 1) einnehmen. Die Anlagen im Arbeitsrohr können auch mit eigenbeweglichen Sub- bzw. Hilfswerkzeugen ergänzt werden, die der Sicherungstechnik dienen (Gleitverspressung). Im Rahmen dieser eigenständigen Vorrichtungen kann auch eine Führungseinrichtung für die Stellung der Bohrgeräte vorgesehen werden, wobei eigene Vorschubkräfte für die Verlagerung und Steuerung freigesetzt werden. Durch den Vor- und Rückzug der Geräte ergibt sich eine längsaxiale Schreitmöglichkeit, die das Zusammenwirken der Ober- und Unterseite regelt. Neben den sonstigen Installationen verbleibt genügend Freiraum für die Steuerung und Vermessung. Die Anlage im Bereich des Arbeitsrohres kann auch gegen Wasserzufluß abgeschottet werden (siehe z. B. Fig. 8!). Eine bevorzugte Form der Ausführung nach der Erfindung beinhaltet die Anordnung von drei Bohrgeräten beispielsweise nach den Fig. 3, 4, 5 und 7, deren Achsen in einer lotrechten Ebene übereinander liegen. Die mittlere und die untere Bohrung kann der Herstellung eines Ei-Profiles für die Abwasserleitung dienen, die obere Bohrung kann als Bypass- und Reserveraum (Fig. 5!) für zukünftige städtische Makro-Haustechniken oder noch weitere Haustechniken aufgefahren werden, wobei auch die Versorgung von Stadtteilen mit Nutzwasser erleichtert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtungen nach der Erfindung gestatten auch die unterirdische Wiederherstellung bzw. Sanierung einsturzgefährdeter Kanäle, indem in und über das vorhandene Profil ein neuer Kankal gebohrt wird. Dadurch kann bei Bedarf eine Profilerweiterung erreicht werden, ohne daß die Proportion des gegebenen Querschnittes wesentlich verändert werden muß. Für die Durchführung der Bohrarbeiten werden lediglich Arbeitsschächte (21, Fig. 3 und 6!) im Abstand von mehreren hundert Metern benötigt, je nach Querschnitt und Bodenart. Über diese Schächte erfolgt auch der Abtransport des Bohrgutes, das gegebenenfalls mit Luft- oder Saugförderung an die Oberfläche gebracht wird. Die Schächte werden schließlich als Einstiegs-, Revisions-, Kreuzungs- und Abzweigbauwerke ausgebaut und dienen somit als verbleibende betriebliche Einrichtung.

Es können beispielsweise Bohrgeräte verwendet werden, die den Geräten nach der DE-OS 301 921, DE-OS 35 05 505 und der DE-OS 35 37 379 ähnlich sind bzw. entsprechen.

Claims (20)

1. Verfahren zur unterirdischen Herstellung von, vorzugsweise im wesentlichen horizontalen Kanälen, Stollen od. dgl. im Erdboden, wobei von einem, vorteilhaft etwa lotrechten, Arbeitsschacht ausgehend, etwa parallel zur Längsachse des herzustellenden Kanals od. dgl., insbesondere langgestreckte, Bohrgeräte od. dgl. zusammen mit einem davon unabhängigen, sie umschließenden Arbeitsrohr in Richtung des geplanten Kanals od. dgl. vorgeschoben werden und dem Arbeitsrohr, vorteilhaft unmittelbar, folgend die Wand des Kanalhohlraumes gesichert bzw. verfestigt wird, wozu insbesondere mit der Bewegungsgeschwindigkeit, beispielsweise im Rhythmus, des Vorschubs des Arbeitsrohrs diesem unmittelbar und zweckmäßig dicht folgend dem Kanalprofil angepaßte und den Kanal stützende Hohlfertigteile, vorzugsweise aus Beton, benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Herstellung von Kanälen, Stollen od. dgl. mit unrundem, z. B. ovalem oder eiförmigem, Querschnitt, mindestens zwei selbständige, voneinander getrennt parallel zur Achsrichtung des herzustellenden Kanals hin- und herbewegliche Bohrgeräte (1, 2, 10, 30, 35-41) od. dgl. mit einer zur Längsachse des herzustellenden Kanals parallelen Achse, insbesondere Drehachse, bevorzugt schrittweise, in einem von der Bohrgeräten unabhängigen sowie unabhängig von diesen verschiebbaren Arbeitsrohr (5, 42) mit unrundem, z. B. ovalem oder eiförmigem, Querschnitt, verschoben bzw. vorgeschoben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei übereinander angeordnete Bohrgeräte (1, 2, 30, 35-41) im Arbeitsrohr (5, 42) mit unrundem Querschnitt vorgeschoben bzw. verschoben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Kanalhohlraumes durch eine, insbesondere vermittels des unrunden Arbeitsrohres (5, 12) erzeugte, Gleitverpressung gesichert bzw. verfestigt und bzw. oder, z. B. Spritzbeton, ausgekleidet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrgeräte (1, 2, 10) od. dgl. im Kanal od. dgl. in bezüglich ihrer Bohrköpfe (3, 4, 11) gestaffelter Anordnung zur Arbeit eingesetzt bzw. verschoben bzw. vorgeschoben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrgeräte (1, 2, 10) od. dgl. mit zumindest zum Teil über den, insbesondere als Schneide (28) ausgebildeten, beim Vortrieb vorderen Rand des unrunden Arbeitsrohres (5) vorstehenden Bohrköpfen (3, 4, 11) zur Arbeit eingesetzt bzw. vorgeschoben werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrgut von der Abraumstelle durch die bereits hergestellten Kanalteile, insbesondere zum Arbeitsschacht (21), gegen die Arbeits- bzw. Bewegungsrichtung der Bohrgeräte (1, 2, 10) sowie des unrunden Arbeitsrohres (5) befördert, vorzugsweise durch das Arbeitsrohr und durch gesicherte Kanalteile, beispielsweise durch dort eingebrachte Hohlfertigteile mit unrundem, z. B. ovalem oder eiförmigem, Querschnitt (8, 9, 19, 20), zum Arbeitsschacht (21) bzw. an die Erdoberfläche, zweckmäßig mit Saug- und bzw. oder Luftförderung, gebracht wird.

7. Vorrichtung mit gegenüber und in einem Arbeitsrohr in beiden Richtungen axial verschiebbaren Bohrgeräten zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei selbständig, voneinander getrennte, parallel zur Achsrichtung des herzustellenden Kanals hin- und herbewegliche, insbesondere langgestreckte, Bohrgeräte (1, 2, 10) od. dgl. mit einer zur Längsachse des herzustellenden Kanals parallelen Achse, insbesondere Drehachse, vorteilhaft übereindander, in einem dem unrunden, z. B. ovalen oder eiförmigen, Querschnitt des herzustellenden Kanals (7), Stollens od. dgl. zumindest im wesentlichen hinsichtlich seines Querschnitts angepaßten Arbeitsrohr (5, 42) angeordnet sind, wobei diese Bohrgeräte, vorteilhaft hydraulisch, antreibbar und, vorzugsweise außerdem hydraulisch, insbesondere mit dem Arbeitsrohr, vorschiebbar bzw. relativ zum Arbeitsrohr verschiebbar sind und die Gesamtvorrichtung bevorzugt, insbesondere von einer Zentralstelle her, steuerbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrgeräte (1, 2, 10) unabhängig voneinander und unabhängig vom Arbeitsrohr (5) vorschiebbar bzw. verschiebbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine, zweckmäßig im wesentlichen im Arbeitsschacht (21) anzuordnende, Vortriebseinrichtung, vorteilhaft eine hydraulische Preßeinrichtung (22) vorgesehen ist, welche dem Vorschub von die Kanalwand stützenden Hohlfertigteilen mit unrundem , z. B. ovalem eiförmigem, Querschnitt (8, 9, 19, 20) sowie gegebenenfalls des Arbeitsrohrs (5) dient.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Ränder (26, 27) der Hohlfertigteile mit unrundem Querschnitt (8, 9, 19, 20) sowie des Arbeitsrohres mit unrundem Querschnitt (5) weitgehend dichtend ineinandergreifen, z. B. der Rand des ersten Hohlfertigteils (8) den beim Vorschub hinteren Teil des Arbeitsrohres (5) zum Teil untergreift und zweckmäßig auch die weiteren Hohlfertigteile (9, 19, 20) dicht an die beim Vorschub vorangehenden Hohlfertigteile anschließbar sind, z. B. durch Über- bzw. Untergreifen der Ränder.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Vorschub vordere Rand des Arbeitsrohres mit unrundem Querschnitt als Schneide ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrgeräte od. dgl. (1, 2, 10, 30) bzw. ihre Bohrköpfe (3, 4, 11, 31) verschieden große, bei Verwendung von mindestens drei Bohrgeräten bzw. Bohrköpfen gegebenenfalls gleich große Durchmesser aufweisen und bzw. oder in verschiedener Weise übereinander, nebeneinander bzw. zueinander gestaffelt angeordnet sind, was die Anordnung ihrer Querschnitte betrifft.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß übereinander angeordnete Bohrköpfe (3, 4, 11) der Bohrgeräte (1, 2, 10) verschieden große Durchmesser aufweisen, wobei die Drehachsen der Bohrköpfe etwa parallel zur Längsachse des (herzustellenden) Kanals od. dgl. angeordnet sind und bei Benutzung von mindestens drei Bohrgeräten (1, 2, 10) der Bohrkopf mit größerem bzw. größtem Durchmesser (4) zwischen Bohrköpfen mit kleinerem Durchmesser (3, 11) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen von zwei oder mehr Bohrgeräten (1, 2, 10) etwa lotrecht übereinander angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die, insbesondere langgestreckten, Bohrgeräte (1, 2, 10) innerhalb des Arbeitsrohrs (5) in der Vorschubrichtung gesehen gestaffelt angeordnet sind, so daß die Bohrköpfe verschieden weit gegenüber dem beim Vorschub vorderen Rand (28) des Arbeitsrohres vorstehen, wobei zweckmäßig das jeweils obere Bohrgerät gegenüber dem jeweils unteren Bohrgerät vorsteht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei übereinander angeordneten Bohrgeräten (1, 2, 10) die unteren Kantenränder (13, 14, 15) der Bohrköpfe (3, 4, 11) etwa in einer gedachten Ebene (16) angeordnet sind, die mit der Sohle (17) des Kanals (7), Stollens od. dgl. einen zur Vorschubrichtung (18) offenen spitzen Winkel (α), z. B. von etwa 65°, einschließt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Arbeitsrohres (5, 42) und damit des herzustellenden Kanals od. dgl. etwa elliptisch oder eiförmig ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die, insbesondere hydraulische, Vortriebseinrichtung aus einer, z. B. mindestens zwei Hydraulik-Kolben (23, 24) aufweisenden, Preßanlage (22) mit einem auf die Hohlfertigteile mit unrundem Querschnitt bzw. das Arbeitsrohr mit unrundem Querschnitt im Bereich von deren beim Vorschub hinteren Rand zur Wirkung gelangenden Druckring (25) besteht.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsrohr mit unrundem Querschnitt, insbesondere innen, Versteifungsrippen (29) aufweist, die vorteilhaft etwa in queraxialen Ebenen verlaufen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Arbeitsrohrinnenraum innerhalb von Versteifungsrippen (29) bzw. außerhalb des Bohrgeräte- bzw. Bohrkopfmantels frei ist.