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Verfahren und Vorrichtung zum Abteufen von Schächten Beim Abteufen
von Schächten und insbesondere von Bergwerksschächten in wasserführendem Gebirge
verfährt man heutzutage im allgemeinen entweder nach dem Zenientierverfahren oder
nachdem Gefrierverfahren.
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Das Zementierverfahren besteht darin, daß mit zunehmender Teufe in
die zu durchquerenden Gebirgsschichten sowohl in seitlicher Richtung als auch nach
unten zu Zement eingespritzt wird. Dieses Verfahren besitzt erhebliche Nachteile.
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Es bedingt einen großen Verbrauch an Zement, was oft einem reinen
Verlust gleichkommt, wenn man beim Abteufen auf Sand stößt, der den eingespritzten
Zement auslaufen läßt; bleibt dagegen der Zement an der Stelle, wo er eingespritzt
worden ist, so erfüllt er wohl seine Aufgabe, aber während er das seitliche Gebirge
verfestigt, bringt er zu gleicher Zeit die unmittelbar Barunterliegende Zone unnötig
zum Erhärten, was beim weiteren Abteufen die Arbeit erschwert.
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Das Gefrierverfahren besteht darin, daß zuvor ein senkrechter Zylinder
der Gebirgsmasse mit gleicher Achse wie der abzuteufende Schacht, jedoch mit größerem
Durchmesser zum Gefrieren gebracht wird. Das Abteufen erfolgt alsdann im festgefrorenen
Gebirge. Der Schacht erhält auf seiner ganzen .Höhe eine Auskleidung, die sich von
innen nach außen aus Tübbings und einer Betonwand zusammensetzt.
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Die beiden Bestandteile dieser Auskleidung besitzen eine Stärke, die
von der Erdoberfläche bis zur Schachtsohle derart zunimmt, daß sie den Gebirgsstößen
und dem Druck des Wassers nach dem Auftauen des Gebirges widerstehen können. Dies
bedingt natürlich ein beträchtliches Volumen an Materialaufwand. .
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Trotz der mächtigen Einfassung, die auf diese Weise zustande kommt,
ist man immer bestrebt gewesen, die Bodenschichten hinter der Auskleidung eines
nach dem Gefrierverfahren abgeteuften Schachtes auszuzementieren. Dies geschieht
nun entweder durch Einspritzen von Zement in die Bodenschichten durch die Gefrierlöcher
oder durch Einspritzen von Zement durch in der Schachtauskleidung ausgeführte Bohrungen
nach dem Auftauen.
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Das erste Verfahren hat sich als unwirksam erwiesen, denn im allgemeinen
lassen sich die Gefrierrohre sehr schwer herausziehen und der Ton des schweren Wassers,
dessen man sich beim Bohren der Gefrierlöcher hat bedienen
müssen,.
verstopft alle Poren für das Eindringen des- Zements.- -' Das zweite Verfahren erweist
sich als zu heikel in der Anwendung, weil das tfrrspritzen des - Zements gegen bedeutende
Wasserdrücke erfolgt, welche durch noch- beträchtlichere Einspritzdrücke überwunden
werden müssen; diese letzteren- können aber in ihrer Auswirkung auf die Tübbingsringe
ziemlich gefährlich sein, so daß die Zementierung hinter der Schachtatiskleidung
tatsächlich niemals durchgeführt wird.
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Zusammengefaßt kann also gesagt werden, daß das Gefrierverfahren das
Abteufen viiit dem geringsten Risiko auszuführen -gestattet, während das Zementieren
die Gebirgsschichten um den Schacht herum derart verfestigt, daß diesem das -Höchstmäß-än
Haltbarkeit und Lebensdauer gesichert wird, mit anderen Worten: das Gefrierverfahren
gewährleistet das Höchstmaß an Sicherheit während des Abteufens, das Z6nientierverfa-hren.-wiederum.
gewährleistet das Höchstmaß an Sicherheit nach dem Abteufen..
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Abteufen
Ton --Schächten, welches die Vorteile der bekannten Verfahren des Gefrierens und
des Auszementierens vereinigt, ohne die Nachteile dieser Verfahren aufzuweisen:
Dieses einfache, billige und jegliche Gefahr ausschließende Verfahren kennzeichnet
sich namentlich dadurch, daß der Schacht in einem gänzlich festgefrorenen -Gebirge
-abgeteuft wird, daß --gegen die Schachtwände eine :Auskleidung eingebaut wird,.
- die eine geringere Mächtigkeit-.aufweist-als. diejenige, welche berechnet worderi-ist,
-um-die- Lebensdauer des Schachtes zusichern (wodurch es möglich wird, den Abteufdurchmessey-
herab= zusetzen), .däß= alsdann das. Gebirge :auf .einer gewissen Mächtigkeit uni
-diese. ,Auskleidung herum: -,uni. Auftauen :gebracht,. gleichzeitig aber um die
aufgetaute Zone herum- eine in sich geschlossene Mauer - festgefrorener Bodenschichten
aufrechterhalten wird, welche praktisch unveränderlich und von ausreichender Stärke
ist, um .dem Druck .der Wassermassen standzuhalten, und daß -.schließlich unter
dem --Schutze . der - durch die festgefrorenen._Boderischichtpn gebildeten Sperrmauer
def ganze Teil des aufgetauten Cxebirges, ..der zwischen A et.; Sehgchtäuskleidung
und -den festgefrorenen. Bodens_chic-.hten liegt, systematisch - .und, gründlich-
guszeirlentiert wird.
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.- Nach -einem. - änderen.--Erfindungsmerkmal wird--nach erfolgtem
Auftauen zonenweise vom piezömetrischen. Niveau. ausge$end das .Wasser. abgezapft,
welche- J-' dem rngförmigen..Rguiu Zwilchen --.der .Schachtauskleidung und
der von den festgefrorenen Gebirgsschichten gebildeten Mauer enthalten ist, wobei
dieser Raum außerdem gewaschen wird, um ihn von natürlichen Sandschichten oder nach
dem Auftauen versandeten Bodenschichten zu befreien, worauf der auf diese Weise
vorbereitete ringförmige Raum sorgfältig auszementiert wird.
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Durch eine derartige Behandlung von oben nach unten bis zum Spiegel
-der wasserführenden Schicht- ist nun diese Wand in einer Breite vön beispielsweise
o,5o bis 0,75 m um die Schachtauskleidung herum von ihren nicht dichten Bestandteilen
befreit und wird um so wirksamer verfestigt als eine Auswaschung vorausgegangen
ist.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung
des besagten verbesserten Verfahrens sowie auf die Schächte, die nach diesem Verfahren
erzielt werden.
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- In .der nur - -beispielsweise beigefügten Zeichnung stellen dar
r Fig, t einen .schematischen Längsschnitt durch einen Schacht und das umliegende
Gebirge Während der Zementeinspritzperiode, Fig.2 in größerem Maßstabe einen senkrechten
teilweisen Schnitt durch den Schacht und das umliegende Gebirge während derselben
Periode, _ Fig. 3 einen entsprechenden waagerechten Schnitt, Fig; q. eine graphische
Aufzeichnung der Temperaturen entsprechend einem Halbmesser. des Schachtes,: Fig.-5
die Vorderansicht eines Teiles der Tübbings- des Schachtes und der Vorrichtung für
die Durchführung des Verfahrens, Fig.6 einen --waagerechten Schnitt durch diese
Schachtauskleidung mit der Draufsicht der besagten Vorrichtung, Fig. 7 .eine Einzelheit
des -Anschlusses der Vorrichtung- an die- Tübbings.
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Das Abteufen eines- Schachtes nach dem Verfahren ;gemäß der Erfindung
wird nachstehend eingehend beschriebe- n_ . -Es sei X-X (Fi& z, 2, 3) die senkrechte
Achse des abzuteufendeiz Schachtes. Man beginnt mit dem Gefrieren des Gebirges in
der üblichen Weise'-m' einem gewissen konzentrischen Abstande_ von der Achse
X -X,
indern--mgxn -in -eine Reihe von Rohren i (Fig. :z, 3), die- um -die
zylindrische Zone mit dein Schacht entsprechenden Halbmesser herum in das Gebirge
eingetrieben- werden, die Gefrierlauge leitet: Nach. erfolgtem- Festfrieren des
Gebirges teuft man 'den Schacht in der üblichen Weise ab und verdeckt die Schachtwände
mit einer Auskleidung, die sich zusammensetzt Einerseits aus tübbings 2,, bestehend
aus in der
üblichen Weise vereinigten Segmenten, von denen wenigstens-
einige (z. B. jeder zweite} ein Loch 3 mit Innengewinde (Fig. 5, 6, 7) aufweisen,
und andererseits aus einer Betonwand q. (Fig. i, 2, 3) konstanter oder im wesentlichen
konstanter und verhältnismäßig herabgesetzter Dicke.
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Um einen zahlenmäßigen Anhalt zu geben, kann das Gefrieren beispielsweise
folgendermaßen durchgeführt werden: a) Abstand der Gefrierbohrlöcher von der Schachtauskleidung:
am Gipfel der wasserführenden Zone 2,65 in, an der Sohle der wasserführenden
Zone 2,39 m; ' b} durchschnittliche Wasserhaltigkeit des Gebirges: 2o °/o
des Volumens; c) erforderliche Kältemenge zurr Herabsetzen der Temperatur eines
Kilogramms wasserführenden Gebirges von T° über Null auf t° unter Null:
Q - 0,289 T + 0,239 t + g.
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Diese zahlenmäßigen Angaben entsprechen einem im Abteufen begriffenen
Schacht in Faulquemont.
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Während des Abteufens wird eine gewisse Anzahl von Messungen vorgenommen;
die einzigen Punkte der festgefrorenen Zone, die dauernd zugänglich bleiben und
wo die Messungen jederzeit erfolgen können, sind die in den Gefrierrohren i gelegenen
Punkte.
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Ferner ist es möglich, beim Abteufen von cler Innenseite aus das Fortschreiten
der Frostmauer oder, genauer gesagt, der aus festgefrorenem Gebirge bestehenden
Mauer zu verfolgen.
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Es ist somit möglich, auf dem Experilnentalwege das Verhältnis zu
ermitteln, welches beim Gefrieren zwischen dem Abstand der Innenwandung der Frostmauer
von der Achse X-X des Schachtes und der Temperatur in den Gefrierbohrlöchern (insbesondere
der Temperatur der Gefrierlauge bei ihrem Eintritt und bei ihrem Austritt) besteht.
-Während " des Abteufens behält man sich auf verschiedenen Tiefen des -Schachtes
die Möglichkeit vor, die Temperaturen in den Gebirgsschichten -beispielsweise bis
auf i m hinter dem Rücken der Betonauskleidung g genau zu messen.
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Nach beendigter Herstellung der Auskleidung 2, q, muß das Gebirge
um die Betonauskleidung q. herum bei 5 (Fig. i bis 3) auf einer gewissen radialen
Stärke e1 (Fig.i bis 3) von beispielsweise 5o bis 75 cm aufgetaut werden, wobei
darauf zu achten ist, daß um die aufgetaute Zone 5 eine in sich geschlossene Frostmauer
-6 beibehalten wird. Diese an den Flächen 7 und. 8 -begrenzte Frostmauer 6 muß eine
radiale Stärke 02 besitzen, die ausreichend ist, um den Schacht und die ihn- -umgebende
aufgetaute Zone gegen die Masse der Grundwasser zu schützen und die wenigstens auf
einer kleineren Höhe dem Druck dieser Grundwasser standzuhalten vermag. Diese Stärke
e2 kann beispielsweise 2 Yn betragen.
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Wenn man nun nach einem Abteufen im Gefrierverfahren die Kältezufuhr
in das Gebirge und -außerdem Jeglichen Umlauf im Rohr i abstellt, erwärmt
sich die Frostmauer, die die Schachtauskleidung umgibt, in der sich die niedrigsten
Temperaturcri in der Nähe der durch die Gefrierbohrlöcher r gebildeten Zylinderfläche
befinden. Dieses Aufwärmen erfolgt lediglich durch die Wandungen von der Innenseite
aus durch .Zufuhr der Kalorien der im Schacht umlaufenden Luft, von der'Außenseite
aus durch den Ausgleich der Temperaturen mit der Gebirgsmasse; auf diese Weise verengt
sich die Frostmauer zu beiden Seiten des durch die Achsen der -Bohrlöcher -gebildeten
Zylinders, im allgemeinen jedoch_ unter Beibehaltung ihrer Geschlossenheit. r Gemäß
der Erfindung muß einerseits eine Wärmezufuhr in das Schachtinnere und andererseits
"eine Kältezufuhr in die Gefrierrohre i derart bewirkt werden, daß die Außenwandung
7 der Frostmauer beibehalten oder besser nach dem Innern zu zurückgedrängt 'wird,
während die Innenwandung 8 dieser-Frostmauer ihrerseits auf dem radialen Abstand
ei der Auskleidung q. beibehälttn wird.
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Zu diesem Zweck beeinfiußt man einerseits die Temperatur und die Menge
der im Schacht umlaufenden Luft, andererseits die Temperatur und die -Menge der
in den Gefrierrohren i umlaufenden Gefrierlauge.
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Zwecks mengenmäßiger Bestimmung der aufzuwendenden. Wärmer und' Kälteeinheiten
wird von nachstehenden- theoretischen Erwägungen ausgegangen.
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Beim Gefriervorgang besitzt die Gefrierlauge im Gefrierröhr bei ihrer
Rückkehr zu einem gegebenen - Zeitpunkt und auf jeder Tiefe eine- Temperatur Ts
(siehe graphische Darstellung der Fig. q.).
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Von dieser Temperatur Ts ab steigen die Temperaturen mit zunehmendem
waagerechten Abstände entsprechend einem Halbmesser des Schachtes auf der -Innen-
und der-Atißenseite- der Fläche Y-Y der Bohrlöcher, und zwar verläuft die Temperaturzunahme
nach der in Fig. q. -dargestellten Kurve.
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Auf der Außenseite ist Te die Ten-iperatiir der Gebirgsmasse auf der
jeweiligen Höhe. Auf der Innenseite befindet sich dieTemperatur auf_ dem Schnittpunkt
zwischeix der. jeweiligen Flöhe und der Achse , X-X des Schäehtes; diese Temperatur
kann unter o° liegen.
Es sei nun die Außenseite betrachtet. Die
von dieser Seite durch den Umlauf der Gefrierlauge zugeführten Kälteeinheiten dringen
- durch das Gebirge; ein Teil derselben wird dazu benutzt, um die Temperatur in
jedem Punkte der der Kälte- ausgesetzten Zone herabzusetzen, die Frostwand 7 und
den Abstand, auf welchem wieder die normale Temperatur des Gebirges vorgefunden
wird, zurückweichen zu lassen,-während ein anderer Teil sich in der Gebirgsmasse
ohne sichtliche Wirkung verliert.
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Unter Zugrundelegung irgendeines Stadiums des Gefrierens werden das
Volumen der in Umlauf befindlichen Gefrierlauge und die Eintrittstemperatur dieser
letzteren - derart geregelt, daß das Gebirge in jeder Tiefe bei Berührung der zurückströmenden
- Gefrierlauge eine gleichbleibende Temperatur beibehält. - Wenn dieser .Zustand
verwirklicht ist, erleidet die- in' Fig. 4 dargestellte Kurve der in den Bodenschichten
herrschenden Temperaturen' und besonders die Stellung .der Fläche 7 des festgefrorenen
Teiles 6 keine Veränderungen, oder mit anderen Worten gesagt, die durch die .Gefrierlauge
zugeführte Kältemenge wird wirkungslos zur -Gebirgsmasse befördert. Auf 'diese Weise.
wird die Unveränderlichkeit der -Frostmauer an der Außenseite verwirklicht.
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Dies kann auf der Innenseite nicht der Fall seins wo die °-Gebirgsmasse
aufhört= und wo der endgültige- Ausgleich in der Herstellung ,der Temperatur Ts
in der ganzen Masse bestände, sofern- nicht an dieser Stelle eine Strömung hervorgerufen
wird,-die die Kälteeinheiten, abführen könnte: -Diese aufgewärmte Strömung gestattet
es nicht, die- Frostwirkung durchaus willkürlich zu 'unterbinden; denn die Verteilung
der Kälte einheitenüber- die beiden Flächen, an die diese vom Zylinder der Gefrierrohre
i ab heranströmen, hängt von -den relativen _Zuständen dieser- beiden Flächen ab.
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Es seit die Temperatur der rückkehrenden Gefrierlauge in dem. Augenblick;
in welchem bei fortschreitendem Festfrieren die Innenfläche 8 des festgefrorenen
- zylindrischen Kranzes sich 0,50m hinter-dem -Rücken der Auskleidung 4. befindet.
In diesem Augenbliclc.ist-_7-die Außenfläche dieses selben festgefrorenen Kranzes
(Fig.-i). = Man könnte in. -diesem - Augenblick bei geschlossenes Schacht die Kältezufuhr
derart regeln,: saß die Fläche 7 stationär -bleibt. Aber ein Teil F' dieser Kälteeinheiten
würde vom -Innenkern aufgenommen -werden und- die Wandung der Frostmauer würde einwärts-fortschreiten.
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Will man nun bei bewettert ein Schacht :die beiden- Seiten der Frostmauer
gleichzeitig in ihren diesbezüglichen Stellungen 7 und 8 stabilisieren, so muß der
innere Luftstrom eben die gesamte Menge der Kälteeinheiten F' aufnehmen. -Es soll
also letzten Endes erreicht werden: die Rückführung .der gleichwertigen Frostmauer
auf den Zustand, in welchem sie sich befand, als die Temperatur von o° die 0,5o
m hinter dem Rücken der Schichtauskleidung gelegene zylindrische Fläche 8 von innen
erreichte; die Beibehaltung der Frostmauer in diesem Zustande,. zu welchem Zweck
im Bohrloch Gefrierlauge und im Schacht ein gegebenenfalls aufgewärmter Luftstrom
in Umlauf versetzt wird.
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Die in 'den Bohrlöchern zu erreichende Temperatur ist- durch die während
des Gefrierens und des Abteufens vorgenommenen Messungen annähernd bekannt.
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Der- Zustand der Frostmauer wird durch die vorbereiteten Beobachtungen
der Temperaturen am Rücken der Schachtauskleidung verfolgt.
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In der Praxis zerfällt -dieser Vorgang in zwei Phasen.
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Während der ersten Phase ist der Schacht isoliert; - hierzu verfügt
man nur über die Strömung der Gefrierlauge. Es ist dies eine Periode des Abwartens,
in welcher es genügt, das Auftauen zu beschränken. Der Umlauf der Gefrierlauge wird
abgestellt und periodisch wieder in Gang gebracht, so daß man die Gewähr hat, -
daß es binnen 48 Stunden möglich -ist; die Frostverhältnisse so vorzufinden, daß@die
Temperaturen der Bohrlöcher um 2 bis 3° tiefer liegen als diejenige Temperatur,
die der Frostmauer entspricht, welche man wieder zurückzuerzielen wünscht.
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Während der zweiten Phase ist der Schacht bewettert. Unter Verwendung
einerseits des Gefrierlaugenstromes -und- andererseits des Luftstromes erzielt man
durch Abtasten den Ausgleich- der Frostmauer, so wie man ihn für den beabsichtigten
Arbeitsvorgang wünscht. .
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Der herzustellende Ausgleich läßt sich leicht.erzielen, denn die Wärmemenge,
die der Luftstrom heranführen kann, ist weit bedeutender als die Gesamtmenge an
Kälteeinheiten, die der Gefriervorgang -in den Sehacht im Stadium t hat eintreten
lassen, und um so mehr bedeutender als -der Teil dieser Kälteeinheiten, die von
.der Innenseite der Frostmauer abgegeben werden.
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Dies ergibt sich nämlich aus folgender thermischen @ilanz:-a) Wärmemengenabgabe
in 1 Stunde durch einen Luftstrom von ioo cbm in der Sekunde, dessen Temperatur
-um i ° abnimmt, trockene Luft etwa i02 ooo Kalorien, gesättigte Luft etwa-.263
000 Kalorien; 'b) _Wä.rmemengenaufnahme durch die gußeiserne
Tübbingsauskleidung,
um deren Temperatur um 1° zu steigern, etwa 1 268 ooo Kalorien; c) Wärmemengenaufnahme
durch die Betonauskleidung, um deren Temperatur um i ° zu steigern, etwa 3:224
000 Kalorien; d) Wärmemengenaufnahme; um die Temperatur des die Schachtauskleidung
umgebenden, vom Gebirge gebildeten Zylinders um 1 ° zu steigern (Zylinderstärke
o,5o m), gefrorenes Wasser etwa 3 500 000 Kalorien, aufgetautes Wasser
etwa 4 200 000 Kalorien; e) benötigte Wärmemenge, um das Schmelzen des Eises
in diesem Zylinder zu bewirken, 117 ooo ooo Kalorien.
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Nach einer bestimmten Zeit ist schließlich das Gebirge in dem zwischen
der Auskleidung 4 und der Zylinderfläche 8 eingeschlossenen Raum 5 aufgetaut, in
welchem Zustande dieser alsdann nach den vorausgehenden Erwägungen und Angaben weiter
aufrechterhalten wird.
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Es bleibt nun noch die Durchführung des Wasserabzuges, der Auswaschung
und der Auszementierung des Zwischenraumes 5.
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Man verfährt in aufeinanderfolgender Reihenfolge in Abschnitten von
15 bis 25 m je nach den Gebirgsschichten, indem man vom piezometrischen Niveau aus
abwärts geht und wozu man beispielsweise die nachstehend beschriebene und in den
Fig.5 bis 7 dargestellte Apparatur benutzt.
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Nach diesem Ausführungsbeispiel werden die mit Innengewinde versehenen
Öffnungen 3 der Segmente 4 der Tübbings des betreifenden Abschnittes mit in diese
Öffnungen 3 abdichtend eingeschraubten Rohrstücken 9 (Fis. 6, 7) versehen. Jedes
Rohrstück 9 ist mit einem Durchlaßhahn 1o (Fis. 5, 6, 7) versehen, der ausreichend
ist, um einen Bohrer eines Bohrhammers hindurchzustecken.
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Auf jedem Rohr 9, zwischen dem Hahn io und der- Tübbings 2, gestattet
ein mit einem Hahn ii (Fig.7) versehenes Gewinde das Anbringen eines Manometers.
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Die auf derselben Höhe liegenden Rohre 9 sind mit einem Rohrkranz
12 verbunden, welcher mit dem einen Ende an ein senkrechtes Rohr. 13
und mit dem anderen Ende an ein senkrechtes Rohr 14 angeschlossen ist.
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Das Rohr-13 hat sein oberes Niveau etwa i,5o m über dem oberen Rohrkranz
12, und sein unteres Ende reicht mindestens um 2 m über das Niveau des unteren Rohrkranzes
hinaus. Es ist am oberen Ende offen. Das untere Ende kann durch einen Hahn 15 (Fis.
5) abgeschlossen werden. Es ist mit einem :Gummischlauch 16 versehen, der es gestattet,
das aus ihm austretende Wasser nach irgendeinem Punkte des Schachtquerschnittes
zu leiten. Das Rohr 14 ist an. seinem unteren Emde durch einen Hahn 17 abgesperrt;
es ragt 5 0 m oder noch mehr über dem oberen Rohrkranz 12 empor, und es besitzt
beispielsweise alle 1o m T-Stutzen 18 (Fig. 5), die es gestatten, dasselbe durch
einen Schlauch i9 o. dgl. an den Boden eines riecht dargestellten; am Ende eines
Kabels in den Schacht hineinhängenden Behälters mit Wasser oder Zementmilch anzuschließen.
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An jedem waagerechten Rohrkranz 12- ist ein Hahn 2o zwischen jedem
Rohrstück 9 vorgesehen. Jede der Verbindungen mit den Rohren 13 und 14 läßt sich
durch einen Hahn 21 bzw. 22 (Fig. 5, 6) abschließen.
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Für einen Abschnitt wie etwa a, b oder b, c
usw. (Fig.
i) des Schachtes ist der Arbeitsvorgang folgender: Durch jeden Hahn -9 und jede
Öffnung. 3 hindurch wird bis zu dem festgefrorenen Gebirgsteil 6 ein Sondenloch
gebohrt.
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Man bewirkt alsdann die Entleerung des dem ringförmigen Raum 5 entsprechenden
Teiles. Zu diesem Zweck öffnet man sämtliche Hähne, ohne jedoch das Rohr 1q. an
den Wasserbehälter anzuschließen. Man fängt und mißt das am unteren Ende des Rohres
13 austretende Wasser.
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Alsdann wird die Waschung vorgenommen. Zu diesem Zweck wird das Rohr
14 an den Wasserbehälter angeschlossen, welcher vollständig mit Wasser von annähernd
o° gefüllt gehalten wird. Um diese Temperatur mit Sicherheit zu-erzielen, läßt man
in dem Wasserbehälter dauernd Eisstücke schwimmen.
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Man versucht an dem unteren Rohrkranz 12 allein alle Kombinationen
für den Durchtritt des Wassers von Öffnung 3 zu Öffnung 3 an der Rückseite der Tübbings
2 und der Auskleidung 4. Man verändert den Wasserspiegel des Behälters je nachdem
ob der Durchtritt des Wassers mehr oder weniger leicht vor sich geht: Derselbe Vorgang
wird alsdann an dem vorletzten Rohrkranz 12 von unten aus durchgeführt, alsdann
zwischen diesem und dem zuvor behandelten letzten Kranz. Man verfährt in der gleichen
Weise mit dem dritten Rohrkranz in der Richtung nach oben, alsdann zwischen diesem
und den beiden darunter befindlichen Röhrkränzen und in dieser Weise weiter bis-
zum obersten Rohrkranz 12, wobei man nach Möglichkeit die dem Wasser gebotenen Durchlässe
vervielfältigt.
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Es ist der abgeführte Sand sorgfältig zu sammeln und abzumessen: Endlich
geht man' zum Zementieren über. Die Zementmilch wird durch 'den unteren Rohrkranz
12 geschickt, wobei .diese nache'inander durch die übrigen Rohrkränze bis zum höchstgelegenen
Rohrkranz emporsteigt. Man
läßt--abstelLee;:prüft den oberen -Spiegel
des Zements nach und -man beginnt von. diesem Spiegel ab wieder reit demselben Arbeitsvorgang.
_- ; - -- .. _ Man .läßt wieder abstehen und beginnt wieder mit dem Zementieren
vön - j edem:. Rohrkranz-aus; der sich -über: dem- zustande- kommenden- Zementspiegel
=befindet und--verfährt auf -diese Weise bis zum .oberen Teil.- -Es ist zu bemerken,
däß jede .Verbindung mt@der hinter .dem festgefrorenen -Teil 6 gelegerien Wassermasse
infolge einer--Undichtheit :dieses Teiles 6 von den. Manometern, die an -den--Röhren
-9 angeordnet sind,-oder einfacher, von. der Abfiuflwei<se.des Wassers- angezeigt
-würde, so =däß -mari unmittelbar darauf- die :Wäschnng abstellen- könnte; - .
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Das Zementieren müßte -- -alsdann . unter einer» höheren Druck als,
dem des Wassers erfolgen. -
Die einzelnen Rohre müssen natürlich Die diesen
-- Druckbeanspruchungen -standhalten können.
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-Die Ausführungszeit-. des .Zementierungsw organges -selbst ist- _
kurz. (einige Tage für einen Abschnitt); das -erforderliche Material ist von: angemessenem--Preise._
- - -Man muß dagegen über eine ausreichende Ventilation-verfügen. Es ist, nötig,
die Gefrieranlage im Betrieb zu schon die-wasserführenden Gebirgsschichten durchquert
sind. Die: durch die Auf'rechterhaltung des Gefrierens verursachten Kosten beeinträchtigen
die Wirtschaftlichkeit des Arbeitsvörganges_ - .
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Wen4 aber tatsächlich mehr- -Zeit zwischen dem Augenblick, in welchem
die dem Zementieren günstige Cxefrierperiode.abgeläufen ist, und dem Ende des Abteüfens
in. wasserführenden :Gebirgsschichten vergeht als. zwischen diesem Augenblick und-der
Eröffnung des Be> wctterungskreislaufes, so sind praktisch nur wenig oder überhaupt
keine.Kälteeinheiten zu -verausgaben..' Dies. kann in den meisten Fällen eintreten..
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Ferner. 'gestattet. die - Möglichkeit" .der Anwendung des Zementierverfahrens
bei - Verfestigung des Gebirges.. eine Herabsetzung der Stärke der Betonauskleidung,
- wodurch der Preis dieser Zementierung und.- ihre. Dauer sehr. weitgehend .ausgeglichen
wird.. .
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Der =Arbeitsvorgang .birgt- keine Gefahr. Die Durchfuhrurig - des
Verfahrens (besön-,ders der Waschurig); die 'von der Bodenbesch`affeaheit abhängt,.:
erfolgt in einer Zone, wo die Sicherheit absolut ist. _-Die Vorteile .des -Gefrierverfahrens
werden außerdem..beibehalten: Man spart den ganzen Zement, der'sich beim Zementierverfahren
in den Bödenschichten im.-Uinkreise. des abzuteufenden Schachtes verliert; - außerdem
-gewinnt man an -Zeit- an'. der Dauer des.4bteufens.
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Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf das
dargestellte -und beschriebene Ausführungsbeispiel.