DE4217293A1 - Vorrichtung zum grabenlosen verlegen von kanalrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Kanalroh­ ren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie Vorrichtungen zur Durch­ führung dieses Verfahrens.

In der Zeitschrift "Hoch- und Tiefbau", 1983, Heft 12, Seiten 19 und 22, wird ein Verfahren dieser Art beschrieben, bei dem ein Rohrstrang mit Hilfe eines in einem Schacht angeordneten Vorpreßgerätes horizontal im Erdreich vorgepreßt wird. Am vorderen Ende des Rohrstranges ist ein rotierender Bohrkopf mit Hydraulikantrieb angeordnet, mit dem das anstehende Erdreich abgebaut wird. Das zerkleinerte Material wird mit Hilfe einer Was­ serstrahlpumpe durch eine im Inneren des Rohrstranges verlaufende Leitung zum Schacht gepumpt und dann mit Hilfe einer Fettstoff-Förderpumpe in eine außerhalb des Schachtes auf der Erdoberfläche installierte Wiederaufbe­ reitungsanlage gefördert. Die Wiederaufbereitungsanlage besteht aus mehrstu­ figen Absetzbecken, in denen Feststoffe und Wasser separiert werden, so daß das Wasser wieder für die hydraulische Förderung zur Verfügung steht.

Dieses bekannte Verfahren fordert einen hohen Installationsaufwand und läßt sich deshalb nur bei relativ großen Vorpreßlängen wirtschaftlich einsetzen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Unterbringung des Bohrkopfes mit dem Hydraulikantrieb einen gewissen Mindestdurchmesser der zu verle­ genden Rohre voraussetzt, da andernfalls nicht genügend Freiraum für die Abförderung des Materials zur Verfügung steht. Für das Verlegen von relativ kurzen Kanal-Hausanschlüssen mit Rohrdurchmessern in der Größenordnung von 20 cm ist dieses Verfahren deshalb wenig geeignet.

Bei reinen Vorpreßverfahren, bei denen auf einen Bohrkopf und die hydrauli­ sche Abförderung des Erdreichs verzichtet wird, ergibt sich ein sehr hoher Vorpreßwiderstand, so daß entsprechend schwere Vorpreßgeräte benötigt werden. Für die Installation dieser Geräte muß ein verhältnismäßig großer und tiefer Schacht ausgehoben werden, dessen Sohle etwa 1,5 m unterhalb der zu verlegenden Rohrleitung liegt. Auch der Einsatz dieser Verfahren lohnt sich deshalb zumeist nur bei größeren Bauvorhaben.

In dem DE GM 83 20 972 wird ein Rammverfahren beschrieben, bei dem der Rohrstrang mit Hilfe einer an das hintere Rohrende angesetzten Ramme in das Erdreich eingetrieben wird. Zur Verminderung des Eindringwiderstands ist am vorderen Rohrende ein Rammkopf angeordnet, der an eine Wasserlei­ tung angeschlossen ist und mit einem Kranz von Flüssigkeitsaustrittsöffnun­ gen versehen ist, so daß das Erdreich im Inneren des Rohres zumindest in den Umfangsbereichen fluidisiert wird und dem Rohrvortrieb einen geringe­ ren Reibungswiderstand entgegensetzt. Damit sich das Erdreich nicht im In­ neren des Rohres staut, ist zwischen dem hinteren Rohrende und der Ram­ me ein mit Austrittsöffnungen für das Erdreich versehenes Zwischenstück vorgesehen.

Bei diesem Verfahren kann jedoch die zur Fluidisierung des Erdreichs zuge­ setzte Flüssigkeitsmenge nicht beliebig erhöht werden, weil es sonst zu uner­ wünschten Ausspülungen im Erdreich käme. Außerdem läßt sich dieses Ver­ fahren nur bei Rohren einsetzen, die den beim Rammen auftretenden hohen Schlagenergien standhalten. Diese Voraussetzung ist beispielsweise bei Stein­ zeugrohren und bei den meisten Kunststoffrohren nicht erfüllt.

Das übliche Verfahren zum Verlegen von Kanalrohren für Hausanschlüsse und dergleichen besteht deshalb nach wie vor darin, einen Graben auszuheben, in den die Rohre eingelegt werden. Dieses Verfahren ist jedoch relativ arbeits­ aufwendig und hat zudem den Nachteil, daß die unvermeidlichen Störungen an der Erdoberfläche, wie aufgerissene Asphaltdecken, Störungen in der Ve­ getation und dergleichen, zumeist nicht wieder spurlos beseitigt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Verfahren und Vorrichtungen zum gra­ benlosen Verlegen von Kanalrohren anzugeben, die insbesondere auch bei stoßempfindlicheren Rohren wie Kunststoff- oder Steinzeugrohren mit klei­ neren Durchmessern einsetzbar sind und nur einen geringen Arbeitsaufwand und geringe Vorbereitungszeiten erfordern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den unabhängigen Patentan­ sprüchen angegebenen Merkmalen gelöst.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird während des Rohrvortriebs eine Spülflüssigkeit unter Druck zu einer Düse im Bereich des vorderen Rohrendes gefördert, und die Strahlenergie der aus der Düse austretenden Flüssigkeit wird zur Zerkleinerung des Kernmaterials im Inneren des Rohrstranges genutzt. Die Bildung von Ausspülungen vor dem Kopf des Rohrstranges wird dadurch verhindert, daß der Flüssigkeitsstrahl oder die Flüssigkeitsstrahlen schräg nach rückwärts auf die Rohrwand gerichtet sind. Hierdurch erhält das Erdreich zugleich einen Impuls in Richtung auf das rückwärtige Rohrende. Durch die Spülflüssigkeit wird das Erdreich derart verflüssigt, daß es aufgrund des natürlichen Kanalgefälles frei durch den Rohrstrang abfließt.

Nach Anspruch 1 läßt man die Flüssigkeitsstrahlen von Anfang an schräg nach hinten aus der Düse austreten. In diesem Fall wirken die Flüssigkeits­ strahlen als Schneidstrahlen, die das Erdreich zerkleinern.

Bei der Lösung nach Anspruch 5 läßt man die Flüssigkeit zunächst nach vorn aus der Düse austreten und lenkt die Flüssigkeitsstrahlen dann an einem Tur­ binenschaufelkranz eines drehbar gelagerten Schneidkopfes nach hinten um. In diesem Fall wird zumindest ein Teil der Strahlenergie zunächst zum An­ trieb des Schneidkopfes mit Hilfe der Turbinenschaufeln genutzt. Das durch den Schneidkopf vorzerkleinerte Erdreich wird dann durch die von den Tur­ binenschaufeln zurückprallenden Flüssigkeitsstrahlen abgefördert.

Da bei der Lösung nach Anspruch 1 durch die Zerkleinerungswirkung der Spülflüssigkeitsstrahlen der Vortriebswiderstand maßgeblich gesenkt wird, kann die Vortriebspresse sehr klein dimensioniert sein, so daß sich eine we­ sentliche Ersparnis bei den Aushubarbeiten ergibt. Bei leichten Bodenklassen oder bei Verwendung des rotierenden Schneidkopfes nach Anspruch 5 kann u. U. völlig auf eine Vortriebspresse verzichtet werden, da bereits durch den Rückstoß der Spülflüssigkeit eine erhebliche Vortriebskraft erzeugt wird, so daß es genügt, das Rohr mit der Hand nachzuschieben.

Als Düse kann in vielen Fällen eine handelsübliche Spüllanze oder Rotations­ düse eingesetzt werden, wie sie normalerweise zum Reinigen von Kanalroh­ ren verwendet wird. Ebenso können auch die in Verbindung mit solchen Spüllanzen üblicherweise eingesetzten Pumpaggregate zur Erzeugung des notwendigen Wasserdruckes benutzt werden. Da solche Spüleinrichtungen in Kanalbaubetrieben zumeist vorhanden sind, ergeben sich für die Vortriebsvor­ richtung nur geringe Investitionskosten.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung des Verfahrens wird die aus dem hinteren Rohrende austretende schlammführende Spülflüssig­ keit unmittelbar im Anfahrschacht gefiltert und wieder der Düse zugeleitet. Es hat sich gezeigt, daß eine ausreichende Filterleistung bereits mit einem relativ kleinen Filterbecken erzielt werden kann, das sich problemlos in ei­ nem für die Aufnahme einer leichten Vortriebspresse dimensionierten Schacht unterbringen läßt. Somit erübrigen sich aufwendige Installationen wie eine Dickstoffpumpe, überirdische Absetzbecken und dergleichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung vorgesehen Vorrichtungen zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau und eine einfache Handhabung und eine entsprechende Störungsunanfälligkeit aus und bieten die Möglichkeit, Kanalrohre mit kleineren Durchmessern auch über kürzere Verlegungsstrecken grabenlos zu verlegen, ohne daß die Vorteile dieses Ver­ fahrens durch unverhältnismäßig lange Rüstzeiten und hohe Anlagekosten zu­ nichte gemacht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Vortriebskopf;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt durch einen Vortriebskopf ge­ mäß einem anderen Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine Skizze der gesamten Vortriebsanlage; und

Fig. 5 eine Skizze einer Vortriebsanlage gemäß einem anderen Aus­ führungsbeispiel.

Gemäß Fig. 1 ist auf die vordere Endmuffe 10 eines PVC-Kanalrohres 12 ein Vortriebskopf 14 aufgesteckt. Der Vortriebskopf 14 weist ein zylindrisches Gehäuse 16 auf, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der des Ka­ nalrohres 12. Am vorderen Ende des Vortriebskopfes 14, rechts in Fig. 1, ist ein ringförmiger Schneidkopf 18 angeordnet. Der Schneidkopf ist mit Hilfe eines Rollen- oder Kugellagers 20 unmittelbar in der zylindrischen Wand des Gehäuses 16 gelagert und bildet eine ringförmige, mit Sägezähnen 22 versehene Schneidkante 24, deren Durchmesser mit dem Außendurch­ messer des Gehäuses 16 übereinstimmt.

In der rückwärtigen Stirnfläche des Schneidkopfes 18 ist ein Kranz von Tur­ binenschaufeln 26 ausgebildet, die schräg, beispielsweise unter einem Win­ kel von etwa 30°, zum Axialrichtung angestellt sind und im Längsschnitt ge­ mäß Fig. 1 napfförmig ausgebildet sind.

Eine Düse 28 ist mit Hilfe einzelner radialer Stege 30 koaxial in dem Gehäu­ se 16 gehalten. Die Düse 28 ist über einen Schlauch 32 mit einer nicht ge­ zeigten Pumpe verbunden und gibt über Austrittsöffnungen 34 Wasserstrah­ len 36 ab, die schräg nach vorn und radial nach außen auf die Turbinenschau­ feln 26 gerichtet sind. Der Wasserdruck liegt etwa in der Größenordnung von 8 bis 35 MPa. Durch die auf die Turbinenschaufeln auftreffenden Wasserstrah­ len 36 wird der Schneidkopf 18 in rasche Drehung versetzt, so daß er sich leicht in das Erdreich einschneidet und Hindernisse wie Baumwurzeln oder dergleichen durchsägt. Das Wasser wird an den napfförmigen Turbinenschau­ feln 26 zur Innenwand des Gehäuses 16 umgelenkt, so daß es nicht nach vorn aus dem Gehäuse 16 austritt, sondern zum rückwärtigen Ende des Ka­ nalrohres 12 zurückströmt.

Ein Steg 38 ist diametral in dem Schneidkopf 18 angeordnet und bildet zwei schräg angestellte Flügel 40, mit denen der durch den Schneidkopf 18 aus­ geschnittene Erdkern in das Innere des Gehäuses 16 befördert wird. Die In­ nenfläche des Schneidkopfes 18 ist im Übergangsbereich zwischen der Schneidkante 24 und dem Schaufelkranz konisch gestaltet, so daß das zer­ bröckelnde Erdreich nahezu ungehindert in das Innere des Gehäuses eintre­ ten kann. Dort wird das Erdreich durch das in der Turbine verwirbelte und zum rückwärtigen Rohrende zurückströmende Wasser mitgenommen und zum rückwärtigen Rohrende mitgenommen. Im gezeigten Beispiel sind die Flügel 40 an den äußeren Enden leicht abgewinkelt, so daß das Erdreich in den äußeren Umfangsbereich in etwa parallel zu der konischen Innenfläche des Schneidrings 18 gefördert wird.

Zur Befestigung des Vortriebskopfes 14 an dem Kanalrohr 12 sind an dem hinteren Steg 30 ein oder mehrere Klemmteile 42 vorgesehen, mit Hilfe von Spannschrauben 44 radial nach außen spannbar sind, so daß sie von innen in die Muffe 10 des Kanalrohres 12 eingreifen und die Rohrwand am Mantel des Gehäuses 16 festspannen.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Vortriebskopfes 14, die besonders für Rohre 12 mit größerer Nennweite geeignet ist. Die Klemmteile 42 zur Befestigung des Gehäuses 16 greifen in diesem Fall von außen über die Muffe 10. Der Schneidkopf 18 weist bei dieser Ausführungsform eine axiale Welle 46 auf, die über die radialen Flügel 40 mit der ringförmigen Schneid­ kante 24 verbunden ist. Der durch die Leitschaufeln 26 gebildete Turbinen­ kranz ist am rückwärtigen Ende der Welle 46 ausgebildet. Der mittlere Teil der Welle 46 ist mit Hilfe eines Lagers 48 in einen ringförmigen Halter 50 gelagert, der koaxial zur Wand des Gehäuses 16 an den radialen Stegen 30 befestigt ist und mit der Wand des Gehäuses 16 einen ringförmigen Zwi­ schenraum für den Durchtritt des Erdreiches bildet.

Die Düse 28 ist bei dieser Ausführungsform einfach als am vorderen Ende of­ fenes Rohr ausgebildet, dessen Querschnitt teilweise mit den Turbinenschau­ feln 26 überlappt. Das Wasser wird axial nach vorn aus der Düse 28 abgegeben und wird durch die Turbinenschaufeln 26 in einen ringförmigen Zwischen­ raum zwischen der Düse 28 und dem Halter 50 umgelenkt. Das Wasser tritt dann durch die Zwischenräume zwischen den radialen Stegen 30 in die Muf­ fe 10 des Kanalrohres 12 ein und nimmt das Erdreich mit, das durch den Zwischenraum zwischen dem Halter 50 und der Außenwand des Gehäuses 16 in die Muffe 10 gelangt ist. Da das Gehäuse 16 nur eine geringe axiale Länge aufweist, kann das Erdreich diesen Zwischenraum aufgrund der Förderwir­ kung der schräggestellten Flügel 40 durchqueren, ohne daß ein allzu großer Reibungswiderstand auftritt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Welle 46 als Hohlwelle ausgebildet, durch die ein Teil des aus der Düse 28 austretenden Wassers axial nach vorn aus dem Schneidkopf 18 austritt. Auf diese Weise wird eine gewisse Locke­ rung des Erdreiches erreicht, bevor es von dem Schneidkopf 18 erfaßt wird. Durch geeignete Dimensionierung der Bohrung 52 der Hohlwelle 46 läßt sich verhindern, daß vor dem Schneidkopf 18 übermäßig große Hohlräume gebildet werden.

Abweichend von den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, statt der Düse 28 oder zusätzlich zu dieser eine oder mehrere Dü­ sen an der Innenwand des Gehäuses 16 anzuordnen. Durch mehrere einzeln abschaltbare Düsen kann so eine Steuerung bzw. Korrektur erreicht werden, beispielsweise indem bei Hindernissen wie Wurzeln oder dergleichen Düsen zugeschaltet werden, um die Antriebsleistung zu erhöhen.

In Fig. 4 ist ein schematischer Schnitt durch einen Anfahrschacht 54 für das Verlegen des Kanalrohres 12 gezeigt. Das hintere Ende des Kanalrohres liegt in einer im Querschnitt V-förmigen Nut eines Filtergehäuses 56, das so­ mit als Ziellafette für das Rohr 12 dient. Das Filtergehäuse 56, dessen Wände aus einem siebartigen Material oder Filtermaterial bestehen, taucht in einen Auffangbehälter 58 ein. In dem Auffangbehälter 58 ist außerhalb des Filterge­ häuses 56 eine Pumpe 60 angebracht, die über einen Schlauch 62 mit der Düse in dem Vortriebskopf 14 verbunden ist. Das von der Düse abgegebene und an den Turbinenschaufeln umgelenkte Wasser und das mitgeführte Erd­ reich treten in Form eines dünnflüssigen Schlammes am hinteren Ende des Rohres 12 aus und fließen über die als Grobfilter dienenden Siebwände der V-förmigen Nut in das Innere des Filtergehäuses 56. Die Wände des Filterge­ häuses bilden einen großflächigen Feinfilter, durch den das Wasser gefiltert wird, bevor es in den Auffangbehälter 58 gelangt und durch die Pumpe 60 angesaugt und erneut zum Vortriebskopf 14 gefördert wird. Durch die relativ große Oberfläche des Filtergehäuses 56 wird eine ausreichende Filterkapazi­ tät erreicht, so daß der erforderliche Wasserdurchsatz von beispielsweise 350 l pro Minute in einem geschlossenen Kreislauf gewährleistet werden kann.

Wahlweise kann das gefilterte Wasser auch zunächst in einen Tank gepumpt werden, aus dem es dann mit einer Pumpe, beispielsweise eines üblichen Ka­ nalspülwagens, wieder zum Vortriebskopf gepumpt wird.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Rohre, beispiels­ weise Steinzeugrohre 64, mit einer leichten hydraulischen Vortriebspresse 66 in das Erdreich vorgepreßt werden.

Das Steinzeugrohr 64 trägt am vorderen Ende einen Vortriebskopf 68, der mit einer Schneidkante zum leichteren Eindringen in das Erdreich versehen ist.

Das rückwärtige Ende des Steinzeugrohres 64 liegt auf einer durch zwei Schienen gebildeten Lafette 68 auf und stützt sich über eine Rohraufnahme 70 an einem mit der Kolbenstange der Vortriebspresse 66 verbundenen Preßstempel 72 ab. Zwischen der Rohraufnahme 70 und dem Preßstempel 72 besteht innerhalb eines begrenzten Spiels eine gelenkige Verbindung, da­ mit das Rohr 64 auch dann satt auf der Lafette 68 aufliegt und unter dem Preßdruck nicht verkantet, wenn das hintere Rohrende nicht völlig plan ist.

Auf das vordere Ende des Steinzeugrohres 64 ist ein Vortriebskopf 74 aus Stahl aufgesetzt, der mit einer Schneidkante zum leichteren Eindringen in das Erdreich versehen ist. Eine handelsübliche Rotationsdüse 76, die norma­ lerweise zum Reinigen von Kanalrohren dient, ist durch radiale Stege 78 der­ art in dem Vortriebskopf 74 gehalten, daß sie gegenüber dem vorderen Ende etwas zurückliegt. Die Rotationsdüse 76 ist über einen Schlauch 80, ein Ver­ teilerventil 82 und eine Druckleitung 84 mit einer nicht gezeigten, beispiels­ weise auf einem Spülwagen installierten Druckpumpe verbunden. Die Düsen­ öffnungen sind derart in einem drehbaren Mittelteil der Rotationsdüse 76 angeordnet, daß das unter Druck zugeführte Wasser in Form mehrerer Strah­ len 88 abgegeben wird, die entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung schräg auf die Innenwand des Vortriebskopfes 74 gerichtet sind und dabei auch eine tangentiale Komponente in bezug auf die Achse der Düse 76 aufweisen, so daß der Mittelteil der Düse durch Rückstoß in Drehung versetzt wird und au­ ßerdem die Düse insgesamt durch den Rückstoß des Wassers in Vortriebs­ richtung angetrieben wird. Das beim Vorpressen in den Vortriebskopf 74 eindringende Erdreich wird durch die Wasserstrahlen 88 zerkleinert und in Richtung auf das hintere Rohrende mitgerissen. Das Steinzeugrohr 64 weist - wie bei Kanalrohren üblich - ein leichtes Gefälle zum hinteren Rohrende auf. Aufgrund dieses Gefälles fließt das durch das Wasser zu einem flüssigen Schlamm verdünnte Erdreich zum hinteren Rohrende und läuft dort durch Austrittsöffnungen 90 der Rohraufnahme 70 in einen Filterbehälter 92, auf dem die Lafette 68 montiert ist.

Der Filterbehälter 92 weist eine sich über seinen gesamten Grundriß erstrec­ kende waagerechte Filterwand 94 auf. Von dem oberhalb der Filterwand 94 gebildeten Raum wird durch ein senkrechtes Lochblech 96 an einem Ende ein kleinerer Bereich abgeteilt. Die Filterwand 94 hat einen sandwichartigen Aufbau aus zwei Rosten oder Lochblechen 98, zwischen denen ein Filtermate­ rial, beispielsweise ein Vlies 100 eingefügt ist. Die in dem Schlamm enthalte­ nen Feststoffanteile 102 werden durch die Filterwand 94 und das Lochblech 96 zurückgehalten, während das Wasser durch einen Auslaß 104 in einen Auffangbehälter 106 abfließt. Aus dem Auffangbehälter 106 wird das gefilterte Wasser mit einer nicht gezeigten Tauchpumpe über eine Leitung 86 zu der Druckpumpe zurückgefördert, so daß sich ein sehr kurzer Wasserkreislauf ergibt und für den gesamten Vortriebsvorgang nur eine sehr geringe Wasser­ menge benötigt wird.

Die Feststoffe 102 können bei Bedarf aus dem wannenförmigen Filterbehälter 92 herausgeschaufelt werden, wobei das obere Lochblech 98 eine Beschädi­ gung des Filtervlieses 100 verhindert. Der Filterbehälter 92 ist relativ flach gehalten, so daß sich ein großes Auffangvolumen bei geringer Bauhöhe ergibt. Die Sohle des Anfahrschachtes 54 braucht deshalb nur etwa 50 cm unter dem Kanalniveau zu liegen. Wenn sich in dem Filterbehälter eine größere Feststoffschicht angesammelt hat und der Durchfluß durch die waagerechte Filterwand 94 behindert wird, so kann das überstehende Wasser seitlich durch das Lochblech 96 abfließen und dann in dem von Feststoffen freigehal­ tenen Abteil gefiltert werden. Bei der Entnahme der Feststoffe 102 kann das Lochblech 96 entfernt werden, damit der Zugang zu dem Filterbehälter er­ leichtert wird.

Mit dem so konstruierten Filterbehälter 92 läßt sich eine hohe Filterleistung erzielen. In Versuchen hatte der Filterbehälter 92 eine Länge von etwa 135 cm (bei einer Länge der Steinzeugrohre 64 von 100 cm), eine Breite von et­ wa 80 cm und eine Höhe von etwa 27 cm. Es wurden Steinzeugrohre 64 mit einem Durchmesser von 150 mm in einem leichten Sandboden vorgetrieben. Dabei konnte die für den Betrieb der Düse 76 benötigte Wassermenge in dem Filterbehälter 92 problemlos wiederaufbereitet werden.

Wenn die in Fig. 5 gezeigte Vortriebsanlage in schwereren Böden eingesetzt wird, ist es zweckmäßig, den Vortriebskopf 74 durch einen Kopf auszutau­ schen, bei dem die Rotationsdüse 76 näher am vorderen Ende liegt, so daß das Erdreich früher von den Wasserstrahlen 88 erfaßt wird und der Ein­ dringwiderstand weiter gesenkt wird. Bei leichteren Boden ist dagegen ein größerer Abstand der Düse zum vorderen Ende des Vortriebskopfes vorzuzie­ hen, damit in der Umgebung des Vortriebskopfes keine Hohlräume ausge­ spült werden. Die zur Fixierung der Rotationsdüse 76 dienenden Stege 78 sind nicht zwingend erforderlich, da die Düse durch den Rückstoß in Vor­ wärtsrichtung angetrieben wird. Es genügt deshalb, den Schlauch 80 mit der Rotationsdüse 76 lose in den Rohrstrang einzulegen und die Position der Dü­ se dadurch zu steuern, daß man den Schlauch 80 entsprechend der Vor­ triebsbewegung nachläßt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel bildet das von der Druckpumpe geförderte Wasser zugleich das Druckmittel für die Vortriebspresse 66. Das Verteiler­ ventil 82 ist so angeordnet, daß es von außerhalb des Anfahrschachtes 54 be­ tätigt werden kann, und ist über eine Leitung 84′ mit der Vortriebspresse 66 verbunden. Mit Hilfe dieses Verteilerventils wird die Aufteilung des Druckmittels zwischen dem Pressenzylinder und der Düse 76 gesteuert. Wenn sich während des Rohrvortriebs die Bodenbeschaffenheit ändert und sich der Eindringwiderstand erhöht, weil das Kernmaterial mit Hilfe der Ro­ tationsdüse 76 nicht ausreichend abgebaut werden kann, so wird die Druck­ zufuhr zu der Vortriebspresse 66 gedrosselt und statt dessen die Wasserzu­ fuhr zur Düse erhöht. Wenn der Stau des Kernmaterials beseitigt ist, kann die Druckzufuhr zur Vortriebspresse wieder erhöht werden. Alternativ zu der Handsteuerung ist auch eine automatische Regelung anhand des Vortriebswi­ derstands möglich.

Die Vortriebspresse 66 ist mit Hilfe einer Stütze 108 auf dem Filterbehälter 92 montiert und ist somit stets korrekt in bezug auf die Lafette 68 ausgerich­ tet. Die Lafette 68 wird durch lösbare Schienen gebildet, die beispielsweise durch Unterlegen von Paßstücken an den jeweiligen Rohrdurchmesser ange­ paßt werden können. Außerdem sind diese Schienen der Lafette 68 so ge­ staltet, daß sie sich axial ein Stück in das Erdreich einschieben lassen, um dem Vortriebskopf 74 beim Beginn des Preßvorgangs so lange Führung zu ge­ ben, bis er vollständig in das Erdreich eingedrungen ist. Hierdurch wird die Zielgenauigkeit der Vorrichtung wesentlich verbessert.

Die Abstützung der - vorzugsweise zweistufigen - Vortriebspresse 76 erfolgt mit Hilfe eines Stempels 110 unmittelbar am rückwärtigen Ende des Pres­ senzylinders. Hierdurch wird eine leichte und kompakte Konstruktion er­ möglicht. Der Stempel 110 ist gelenkig mit einer zur Druckverteilung die­ nenden Stützplatte 112 verbunden. Aufgrund dieser gelenkigen Verbindung kann die Vortriebspresse 66 auch dann ihre ursprüngliche Richtung beibe­ halten, wenn die Stützplatte 112 nicht genau rechtwinklig zur Pressenachse orientiert ist.

Die Längswände des Anfahrschachtes 54 sind in üblicher Weise mit zwei an­ nähernd parallelen Verbauplatten 114 ausgekleidet, die durch waagerechte Stützen 116 auf Abstand gehalten werden. Die Verbauplatten 114 weisen an ih­ ren senkrechten Kanten einen Falz 118 auf, wie auf der rechten Seite in Fi­ gur 5 zu erkennen ist. Am entgegengesetzten Ende der Verbauplatte 114 wird durch eine in den Falz eingelegte Winkelleiste 120, die sich mit ihrem freien Schenkel am Erdreich abstützt, eine senkrechte Führungsnut 122 ge­ bildet. Die Stützplatte 112 ist Teil einer durch waagerechte Streben 124 ver­ steiften und an der Rückseite durch ein Blech verkleideten Abschlußwand 126, die mit ihren senkrechten Rändern in die Führungsnuten 122 der Ver­ bauplatten 114 eingeschoben ist. Auf diese Weise wird eine saubere Ausklei­ dung des Anfahrschachtes und zugleich eine stabile Abstützung der Vortriebs­ presse 66 ermöglicht. Da die Verbauplatten 114 durch die Stützen 116 nicht völlig starr miteinander verbunden sind, sind die Führungsnuten 122 so bemessen, daß die Abschlußwand 126 ein ausreichendes Spiel aufweist. Wahlweise können die Fugen zwischen der Abschlußwand 126 und den Ver­ bauplatten 114 jedoch durch Moosgummidichtungen oder dergleichen abge­ dichtet sein, so daß die Wasserhaltung in dem Anfahrschacht 54 wesentlich erleichtert wird.

Claims (29)

1. Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Kanalrohren (64), bei dem man den Rohrstrang von einem Anfahrschacht (54) aus axial im Erdreich vortreibt und das Kernmaterial mit Hilfe einer Spülflüssigkeit durch das Rohrinnere abfördert, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spülflüssigkeit unter Druck zu einer Düse (76) im Bereich des vorderen Rohrendes fördert und derart in Form eines oder mehrerer Flüssigkeitsstrahlen (88) aus der Düse austreten läßt, daß die Flüssigkeitsstrahlen schräg nach rückwärts auf die Rohrwand gerichtet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das vordere Rohrende einen rohrförmigen Vortriebskopf (74) aufsetzt, in dem die Düse (76) in einer gegenüber dem vorderen Ende des Vortriebskopfes zurückliegenden Position gehalten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Abstand der Düse (76) zum vorderen Ende des Rohres (64) bzw. des Vortriebskopfes (74) bei schwereren Böden verringert und bei leichteren Bö­ den vergrößert.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man als Düse (76) eine rückstoßgetriebene Rotationsdüse ver­ wendet.

5. Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Kanalrohren (12), bei dem man den Rohrstrang von einem Anfahrschacht (54) aus im Erdreich vortreibt und das Kernmaterial mit Hilfe einer Spülflüssigkeit durch das Rohrinnere abför­ dert, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spülflüssigkeit unter Druck zu einer Düse (28) im Bereich des vorderen Rohrendes fördert und mit einem oder mehreren aus der Düse austretenden Flüssigkeitsstrahlen (36) einen mit Turbinenschaufeln (26) versehenen drehbaren Schneidkopf (18) an­ treibt, wobei zumindest der überwiegende Teil der Flüssigkeitsstrahlen durch die Turbinenschaufeln in Richtung auf das hintere Rohrende umge­ lenkt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die aus dem hinteren Rohrende abfließende schlammfüh­ rende Spülflüssigkeit unmittelbar im Anfahrschacht (54) filtert und erneut der Düse (12; 76) zuführt.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohre (64) hydraulisch vorgepreßt werden und daß man Wasser als hydraulisches Druckmittel benutzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrauli­ sche Vortriebspresse (66) und die Düse (76) von einer gemeinsamen Druck­ quelle gespeist werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einem erhöhten Vorpreßwiderstand zeitweise die Vortriebskraft verrin­ gert und die Spülflüssigkeitszufuhr zu der Düse (76) erhöht.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, mit ei­ nem am vorderen Rohrende zu befestigenden zylindrischen Vortriebskopf (14), der eine Düse (28) für Spül- und Antriebsflüssigkeit aufnimmt und in dessen vorderem Ende eine ringförmiger Schneidkopf (18) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (18) mit Turbinenschau­ feln (26) versehen ist, die durch den aus der Düse (28) austretenden Flüssig­ keitsstrahl (36) beaufschlagt werden und die Flüssigkeit in Richtung auf das rückwärtige Ende des Vortriebskopfes umlenken.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (18) mit einer Sägezahnung (22) versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine An­ zahl radial, in gleichmäßigen Winkelabständen in dem Schneidkopf (18) an­ geordneter Flügel (40), die derart schräg zur Drehrichtung des Schneidkop­ fes angestellt sind, daß das durch den Schneidkopf gelöste Erdreich in das Innere des Vortriebskopfes befördert wird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düse (28) koaxial in dem Vortriebskopf angeordnet und mit schräg nach vorn und radial nach außen gerichteten Austrittsöffnungen (34) versehen ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schneidkopf (18) unmittelbar in der zylindrischen Wand (16) des Vortriebskopfes gelagert ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (18) eine axiale Welle (46) aufweist, die am rückwärtigen Ende die Turbinenschaufeln (26) und am vorderen Ende die Flügel (40) trägt und die in einem koaxial in dem Vortriebskopf befestigten Ring (50) gelagert ist, der mit den Wände (16) des Vortriebskopfes einen ringförmigen Zwischen­ raum bildet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ trittsöffnung der Düse (28) axial nach vorn gerichtet ist.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (28) als am vorderen Ende offenes Rohr ausgebildet ist, dessen Querschnitt teilweise mit dem Querschnitt des Kranzes der Turbinenschau­ feln (26) überlappt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (46) des Schneidkopfes als Hohlwelle ausgebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Düsen, die innen an der Umfangswand des Vor­ triebskopfes (14) angeordnet und auf die Turbinenschaufeln (26) gerichtet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­ stens eine der Düsen abschaltbar ist.

21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, gekenn­ zeichnet durch einen Auffangbehälter (58) für die aus dem verlegten Rohr­ strang austretende Spülflüssigkeit, eine in oder über dem Auffangbehälter an­ geordnete, als Filter für die Spülflüssigkeit ausgebildete Lafette (56) für den zu verlegenden Rohrstrang und eine Pumpe (60), die die gefilterte Flüssig­ keit aus dem Auffangbehälter ansaugt und über eine Schlauch- oder Rohrlei­ tung (62) wieder zu der Düse des Vortriebskopfes oder in einen Zwischen­ tank fördert.

22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, gekenn­ zeichnet durch einen wannenförmigen Filterbehälter (92), auf dem eine La­ fette (68) zur Abstützung der zu verlegenden Rohre (64) montiert ist und der im Inneren eine waagerechte, in Abstand über dem Boden angeordnete Fil­ terwand (94) aufweist und unterhalb der Filterwand mit einem Auslaß (104) versehen ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter­ wand zwei gitterförmige Platten (98) aufweist, die ein Filterelement (100) sandwichartig zwischen sich aufnehmen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum des Filterbehälters (92) oberhalb der Filterwand (94) durch eine perforierte vertikale Wand (96) in einen Aufnahmeraum für den Schlamm und einen seitlichen Entwässerungsschacht unterteilt ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lafette (68) durch verstellbar auf dem Filterbehälter (92) montierte und axial in das Erdreich eindrückbare Schienen gebildet wird.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, gekennzeichnet durch eine auf dem Filterbehälter (92) montierte Vortriebspresse (66), die an ihrem von dem Filterbehälter abgewandten Ende mit einem Stempel (110) zur Abstützung an der Wand des Anfahrschachtes (54) versehen ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stempel (110) gelenkig an einer Stützplatte (112) abstützt.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rohraufnahme (70) für das hintere Rohrende gelenkig mit der Vor­ triebspresse (66) verbunden ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, mit zwei durch waa­ gerechte Stützen (116) auf Abstand gehaltenen Verbauplatten (114) zur Aus­ kleidung des Anfahrschachtes (54), dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bauplatten (114) zumindest an dem in Vortriebsrichtung rückwärtigen Ende mit vertikalen Führungen (122) für eine Abschlußwand (126) versehen sind, an der sich die Vortriebspresse (66) abstützt.