DE4421923A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Austauschen einer in der Erde verlegten Rohrleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austauschen einer in der Erde verlegten Rohrleitung aus Kunststoff gegen eine neue Rohrleitung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der EP 0 094 694 B1 ist ein Verfahren für den Austausch einer bestehenden Unterflurleitung gegen einen neue Leitung bekannt, bei dem die Unterflurleitung an Ort und Stelle zur Bildung von Einzelstücken aufgeteilt wird und die Einzel­ stücke radial auswärts bewegt werden, um die Bohrung der Leitung aufzuweiten und dadurch eine Passage zu bilden, in die die neue Leitung eingebracht wird. Das Aufreißen der Unterflurleitung und das Bilden der Passage erfolgt mit Hilfe eines Rammbohrgeräts, das durch die Unterflurleitung hindurch bewegt wird und ein kegelstumpfförmiges Teilstück hat, an dem ein Aufreißbauteil angebracht ist. Durch das Teilstück wird die Unterflurleitung aufgerissen und zer­ trümmert und die entstandenen Trümmer werden radial nach außen bewegt, um die Passage für die neue Rohrleitung zu bilden, die gleichzeitig mit Hilfe des Rammbohrgeräts ein­ gezogen wird. Dieses bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung eigenen sich zum Aufreißen von Rohren aus sprö­ dem und daher leicht brechendem Material wie Grauguß oder Steinzeug. Zum Aufreißen von in der Erde verlegten Kunst­ stoffrohren ist das bekannte Verfahren und die da zugehörige Vorrichtung jedoch wenig geeignet. Die glatte Oberfläche der aus Kunststoff bestehenden Rohre und die hohe Elastizi­ tät der hierzu verwendeten Kunststoffe macht ein Aufreißen nach dem bekannten Verfahren nahezu unmöglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das wirtschaftlich und zuverlässig durchführbar ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, daß die vorhandene, aus Kunststoff bestehende Rohrleitung in Längsrichtung in mehrere Streifen aufgetrennt wird, daß diese Streifen, ohne daß sie von der Rohrleitung abgetrennt werden, radial nach außen bewegt werden und daß das Ramm­ bohrgerät entgegen der Vortriebsrichtung an den Streifen abgestützt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die vorhandene Rohrleitung nicht in Einzelstücke zertrümmert, sondern es werden einzelne Streifen gebildet, die mit dem noch unver­ änderten Teil der Rohrleitung verbunden bleiben. Auf diese Weise ist es möglich, das Rammbohrgerät gegen die Vor­ triebsrichtung an diesen Streifen abzustützen, wodurch ein Zurückrutschen des Rammbohrgeräts nach jedem Schlag des Hammers vermieden wird. Hierdurch ist es möglich, die Schlagenergie wirksam auf die Rohrleitung zu übertragen und auch bei zähen Kunststoffen eine gute Schneid- und Aufweit­ leistung zu erzielen.

Eine Steigerung der Schneidleistung kann weiterhin dadurch erreicht werden, daß in die durch das Rammbohrgerät gebil­ dete Passage ein Gleitmittel injiziert wird, durch das die Reibung an der mit dem Rammbohrgerät gleichzeitig eingezo­ genen neuen Rohrleitung vermindert wird.

Zur Durchführung des Verfahrens ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen beste­ hend aus einem Gehäuse zur Aufnahme eines hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Rammbohrgeräts, wobei das Gehäuse an seinem, in Vortriebsrichtung vorderen Ende einen Messer­ kopf mit mehreren, sternförmig angeordneten Messern und auf den Messerkopf folgend einen Aufweitkörper trägt, dessen Querschnitt zur Gehäusemitte zunimmt und der auf seiner Mantelfläche entgegen der Vortriebsrichtung wirksame Schneiden von sägezahnartigem Querschnitt hat. Mit der beschriebenen Vorrichtung wird mit Hilfe des Messerkopfes die vorhandene Rohrleitung an mehreren Stellen in Längs­ richtung eingeschnitten oder vollständig durchtrennt. Anschließend wird mit Hilfe des Aufweitkörpers die Rohrlei­ tung aufgeweitet, wobei aus der Wand der Rohrleitung ein­ zelne Streifen gebildet werden, die sich beim Entlangglei­ ten des Aufweitkörpers voneinander entfernen. Durch den Widerstand, den die gebildeten Streifen dem Aufweiten ent­ gegensetzen und durch die Ausbildung der sägezahnartigen Schneiden auf der Mantelfläche des Aufweitkörpers wird der Aufweitkörper entgegen der Vortriebsrichtung an den Strei­ fen festgehalten, so daß er beim Zurückfahren des Hammers des Rammbohrgeräts nicht zurückgleiten kann und keine Schlagenergie verloren geht.

Erfindungsgemäß kann der Aufweitkörper die Form eines Kegelstumpfs oder eines regelmäßigen Pyramidenstumpfs haben. Weiterhin kann der Aufweitkörper sich in Längsrich­ tung erstreckende Nuten haben, die jeweils mit einem Messer des Messerkopfs fluchten. Durch diese Nuten werden zusätz­ liche Schneidkanten gebildet, die das Auftrennen der Rohr­ leitung in einzelne Streifen unterstützen, wenn die Messer des Messerkopfes die Rohrleitungswand noch nicht vollstän­ dig durchtrennt haben.

Weiterhin hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Rammbohrgerät entgegen der Vortriebsrichtung über eine Druckfeder am Gehäuse abge­ stützt ist. Hierdurch wird das Zurückprallen des Hammers des Rammbohrgeräts gedämpft und ein Zurückfedern des Ramm­ bohrgeräts im Gehäuse ermöglicht, wodurch ein Teil der Rückschlagenergie gespeichert und mit dem nächsten Hammer­ schlag auf das Gehäuse der Vorrichtung übertragen werden kann.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vor­ richtung an dem in Vortriebsrichtung hinteren Ende einen zweiten kegelstumpfförmigen Aufweitkörper aufweisen, wobei das Gehäuse zwischen den beiden Aufweitkörpern eingeschnürt ist. Der größte Durchmesser des zweiten Aufweitkörpers kann kleiner sein als der größte Durchmesser des ersten Aufweit­ körpers. Durch den zweiten Aufweitkörper wird eine gute Führung und Richtungsstabilität der erfindungsgemäßen Vor­ richtung erreicht. Die Einschnürung zwischen den Aufweit­ körpern vermindert die Reibung und ermöglicht das Durchfah­ ren von gekrümmten Rohrleitungsabschnitten. Zur Befestigung der neuen Rohrleitung weist erfindungsgemäß das hintere Ende des Gehäuses eine zylindrische Hülse auf, in deren Bohrung eine Bajonettkupplung zum Ankuppeln einer mit der neuen Rohrleitung verbindbaren Kupplungshülse vorgesehen ist. Die Kupplungshülse kann erfindungsgemäß eine radiale Injektionsbohrung zum Injizieren eines Gleitmittels in die aufgeweitete Bohrung aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt eine Vorrichtung zum Auftrennen und Aufweiten von dickwandigen Kunststoff- Drainagerohren, wie sie beispielsweise unter Mülldeponien verlegt sind. Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, das aus einer Kegelhülse 2, einem zylindrischen Mittelstück 3 und einer Federlagerhülse 4 gebildet ist, wobei die genannten Teile durch Gewinde miteinander verbunden sind. In dem Gehäuse 1 ist ein Rammbohrgerät 5 angeordnet, das mit seinem kegelstumpfförmigen Kopf an der Kegelhülse 2 anliegt. Über eine Druckfeder 6 ist das Rammbohrgerät 5 an der Federlagerhülse 4 abgestützt. Das Rammbohrgerät 5 kann hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein. Die Antriebsenergie wird durch nicht näher dargestellte Leitun­ gen durch die Bohrung der Federlagerhülse 4 an das Ramm­ bohrgerät 5 herangeführt.

Auf der Kegelhülse 2 ist ein kegelstumpfförmiger Aufweit­ körper 7 befestigt, der auf seiner kegeligen Mantelfläche mit durch ein sägezahnartiges Profil gebildeten Schneiden 8 versehen ist. Der Aufweitkörper 7 wird durch einen Messer­ kopf 9 gehalten, der an einem in die Kegelhülse 2 einge­ schraubten Zapfen 10 befestigt ist. Das freie Ende das Zap­ fens 10 ist mit einer Seiltasche 11 versehen, in der mit Hilfe einer eingegossenen Seilflasche 12 ein Zugseil 13 befestigt ist. Der Messerkopf 9 weist mehrere zur Längsachse des Gehäuses 1 radial ausgerichtete Messer 14 auf, die beim Vortrieb der Vorrichtung das Kunststoffrohr 15 zur Bildung einzelner Streifen durchtrennen. An dem hin­ teren Ende des Gehäuses 1 ist eine Hülse 16 befestigt, die einen kegelstumpfförmigen Abschnitt hat, der einen zweiten Aufweitkörpers 17 bildet. In der Bohrung 18 der Hülse 16 ist eine Bajonettkupplung 19 zum Ankuppeln einer Kupplungs­ hülse 20 ausgebildet. Die Kupplungshülse 20 weist im Abstand voneinander angeordnete Ankerplatten 21 auf, die beim Einstecken der Kupplungshülse 20 in die Bohrung 18 durch Aussparungen 22 in das Innere der Bohrung 18 gelan­ gen. Durch Drehen der Kupplungshülse 20 um den halben Tei­ lungsabstand der Ankerplatten 21 und Zurückziehen der Kupp­ lungshülse 20 gelangen die Ankerplatten 21 in die Ankerni­ schen 23, in denen sie formschlüssig gehalten sind. In die­ ser Position kann die Kupplungshülse 20 durch Einschrauben eines Bolzens 24 gesichert werden. Eine andere Sicherungs­ möglichkeit besteht in der Anordnung eines Spannrings in dem Zwischenraum zwischen der Hülse 16 und der Stufenfläche 25 an der Kupplungshülse 20.

Die Kupplungshülse 20 ist mit einem Injektionsnippel 26 versehen, der über einen Schlauch 27 mit einer Pumpe zum Zuführen eines Stütz- und Gleitmittels, beispielsweise einer Bentonitsuspension, verbindbar sind. An der Kupp­ lungshülse 20 ist mit Hilfe eines Flanschrings 28 und Schrauben 29 die neu zu verlegende Rohrleitung 30 befe­ stigt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die beschriebene Vorrichtung in eine in der Erde verlegte Rohr­ leitung aus Kunststoff eingeführt und das Rammbohrgerät 5 mit Schlagenergie versorgt. An dem Zapfen 10 wird ein Zug­ seil eingehängt, über das eine definierte Zugkraft auf das Gehäuse 1 übertragen wird. Beim Eindringen in die Rohrlei­ tung durch die Messer 14 die Rohrleitung zunächst in Strei­ fen geschnitten, die von dem nachfolgenden Aufweitkörper 7 radial nach außen gegen das sie umgebende Material gedrückt und zur Bildung einer Passage für die nachfolgend eingezo­ gene neue Stahl- oder Kunststoffleitung aufgeweitet werden. Ein Zurückgleiten der Vorrichtung, bedingt durch das Rück­ federn der Rohrleitung und die Rücklaufenergie des Schlag­ kolbens, wird durch die Schneiden 8 an dem Aufweitkörper 7 verhindert, die sich in die Innenfläche der gebildeten Streifen einkerben und dadurch die Übertragung einer hohen Stützkraft ermöglichen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Austauschen einer in der Erde verlegten Rohrleitung aus Kunststoff gegen eine neue Rohrleitung, wobei mit einem Rammbohrgerät die vorhandene Rohrlei­ tung aufgetrennt, ihre Bohrung aufgeweitet und dadurch eine Passage gebildet wird, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der neuen Rohrleitung und wobei die neue Rohrleitung gleichzeitig mit dem Aufwei­ ten der vorhandenen Rohrleitung in die gebildete Pas­ sage eingezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhandene, aus Kunststoff bestehende Rohrleitung in Längsrichtung in mehrere Streifen aufgetrennt wird, daß diese Streifen, ohne daß sie von der Rohrleitung abge­ trennt werden, radial nach außen bewegt werden und daß das Rammbohrgerät entgegen der Vortriebsrichtung an den Streifen abgestützt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die durch das Rammbohrgerät gebildete Passage ein Gleitmittel injiziert wird, durch das die Reibung an der mit dem Rammbohrgerät gleichzeitig eingezogenen neuen Rohrleitung vermindert wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1) zur Aufnahme eines hydraulisch oder pneuma­ tisch angetriebenen Rammbohrgeräts (5), wobei das Gehäuse (1) an seinem, in Vortriebsrichtung vorderen Ende einen Messerkopf (9) mit mehreren, sternförmig angeordneten Messern (14) und auf den Messerkopf (9) folgend einen Aufweitkörper (7) trägt, dessen Quer­ schnitt zur Gehäusemitte zunimmt und der auf seiner Mantelfläche entgegen der Vortriebsrichtung wirksame Schneiden (8) von sägezahnartigem Querschnitt hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitkörper (7) die Form eines Kegelstumpfs oder eines regelmäßigen Pyramidenstumpfs hat.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitkörper (7) sich in Längsrichtung erstreckende Nuten hat, die jeweils mit einem Messer (14) des Messerkopfs (9) fluchten.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rammbohrgerät (5) entgegen der Vortriebsrichtung über eine Druckfeder (6) am Gehäuse (1) abgestützt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in Vortriebs­ richtung hinteren Ende ein zweiter kegelstumpfförmiger Aufweitkörper (17) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zwischen den beiden Aufweitkörpern (7, 17) eingeschnürt ist und daß der größte Durchmesser des zweiten Aufweitkörpers (17) kleiner ist als der größte Durchmesser des ersten Aufweitkörpers (17).

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Gehäuses (1) eine zylindrische Hülse (16) aufweist, in deren Bohrung (18) eine Bajonettkupplung (19) zum Ankuppeln einer mit der neuen Rohrleitung (30) verbind­ baren Kupplungshülse (20) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (20) eine radiale Injektionsboh­ rung (26) zum Injizieren eines Gleitmittels in die auf­ geweitete Bohrung aufweist.