DE69912267T2 - Vorrichtung für eine felswand - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versiegeln einer Felswand, wobei die Vorrichtung eine Injektionsröhre aufweist, die angepasst ist, um in ein Bohrloch in der Felswand eingeführt zu werden, wobei beabsichtigt ist, durch die Injektionsröhre ein Füllmaterial in dieses Bohrloch zu injizieren.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Vorrichtung ebenso einen Verstärkungsstab aufweisen, z. B. eine herkömmliche Verstärkungsstange, so dass sowohl ein Versiegelungseffekt als auch ein Verstärkungseffekt durch die Verwendung der Vorrichtung erreicht wird. Die Erfindung wird beim Bau von Tunneln und anderen Felshohlräumen verwendet.
  • Stand der Technik
  • Beim Arbeiten in Felswänden, z. B. zum Bau von Tunneln oder Felshohlräumen, ist häufig eine Verstärkung der Felswand erforderlich, um die Festigkeit zu erhöhen, und das Versiegeln von. Rissen und dergleichen, um Wasser und Dampf daran zu hindern, in den Tunnel oder den Hohlraum einzudringen. Bekannte Verfahren der Verstärkung bestehen darin, die Felswand mit gleichmäßig verteilten Bohrlöchern zu versehen, die einen Durchmesser von etwa einem halben Dezimeter und eine Tiefe von etwa 1–6 Metern haben können.
  • Ein Verfahren zum Verstärken von Felswänden war und ist weiterhin das Einführen von zwei konzentrisch angeordneten Röhren verschiedenen Durchmessers in die Bohrlöcher. Der Raum zwischen den Wänden der Röhren wird mit Zement oder Beton bearbeitet bzw. gefüllt, worauf die Röhren nachfolgend herausgenommen werden, bevor das Füllmaterial ausgehärtet ist, und eine Verstärkungsstange kann in das mittlere Loch gesteckt werden. Ein Hauptnachteil dieses Verfahrens ist, dass das Füllmaterial und die Verstärkungsstange vergleichsweise häufig wieder aus dem Loch herausfallen, aus welchem Grund die Verstärkung häufig mehrere Male wiederholt werden muss, bevor sie erfolgreich ist. Wenn zusätzlich Wasser aus dem Fels in Risse sickert, die in das Bohrloch führen, kann das Füllmaterial ausgewaschen werden, bevor es aushärten kann. In diesem Fall muss der Fels stattdessen in einem ersten Schritt versiegelt werden, wobei üblicherweise ein Gummistopfen oder Gewinde (tap) bzw. Band in der Öffnung des Bohrlochs angebracht wird, und das Loch mit Beton oder Zement gefüllt wird, der sich dann verfestigen kann. Dem nachfolgend wird ein Loch in den Beton/Zement gebohrt, das auf die gleiche Weise verstärkt wird, wie vorstehend beschrieben. Es ist ersichtlich, dass dieses Verfahren mehrere Schritte umfasst, und es dennoch nicht vollkommen sicher ist, dass die Verstärkung am Platz verbleibt.
  • In einem moderneren bekannten System wird ein langer Bolzen in jedes Bohrloch eingeführt, wobei dieser Bolzen oben mit einer Spreizvorrichtung zum Verankern in dem Bohrloch versehen ist. In dem Ende des Bolzens, das aus dem Bohrloch herausragt, befindet sich eine Scheibe, die wie eine Abdeckung über dem Bohrloch liegt, und in deren Mitte eine Halbkugel angeordnet ist. Der Bolzen ragt ein Stück aus der Halbkugel heraus und wird da von einer Mutter umgeben, die angezogen wird, wenn die Spreizvorrichtung in dem oberen Bolzenende in dem Fels verankert werden soll. Dem Verankern folgend wird Zementpaste in die Halbkugel injiziert, um sich nach innen in das Bohrloch auszubreiten, zuerst innerhalb einer Plastikröhre, die den Bolzen umgibt, und dann außerhalb dieser Plastikröhre, bis die Zementpaste durch ein Loch in der Scheibe Scheibe austritt. Dieses System stellt sicher Verstärkung der Felswand bereit, aber keine zufriedenstellende Versiegelung wasserführender Risse und dergleichen. Probleme der Korrosion an dem Bolzen können auch auftreten, wenn sich Luftblasen in dem Zement am nächsten dazu bilden.
  • In Verbindung mit dem Versiegeln der Felswand, unter Verwendung von Zement oder Beton, der in Bohrlöcher gefüllt wird, gibt es ein Problem in Verbindung mit dem Durchsickern von Wasser durch Risse in der Felswand. Unseres Wissens nach gibt es keine vorhandene Vorrichtung, die verwendet werden kann, um Bohrlöcher unter positivem Druck des Füllmaterials zu füllen.
  • Herkömmliche Verfahren zum Versiegeln der Felswand umfassen z. B. arbeitsintensives und teures so genanntes "Auskleiden" der Felswand, d. h. Verkleiden mit Beton. Ein anderes bekanntes Verfahren verwendet ein Versiegelungsmaterial, das in die Felswand injiziert wird. Es ist herausgefunden worden, dass dies zu sehr großen Umweltnachteilen führt, da das Versiegelungsmaterial die toxische Substanz Acrylamid enthält, was sich in das Grundwasser ausbreiten kann.
  • SE-A-509139 (WO 98/45576) zeigt eine Vorrichtung zum Verstärken und Versiegeln einer Felswand, wobei die Vorrichtung eine Verstärkungsstange umfasst, der angepasst ist, um in ein Bohrloch in der Felswand eingeführt zu werden, wobei beabsichtigt ist, ein Füllmaterial in das Bohrloch zu injizieren. Die Vorrichtung umfasst ebenso ein Rückschlagventil für das Füllmaterial. Die Vorrichtung erfordert mehrere optionale Schritte für das Einführen in ein Bohrloch und das Füllen desselben. Demgemäß muss zuerst eine Injektionsdüse angewender werden, wonach der Bolzen selbst durch ein Loch in der Injektionsdüse eingefügt wird.
  • Kurze Übersicht der Erfindung
  • In dem Folgenden wird die Erfindung hauptsächlich in Verbindung mit einer Vorrichtung beschrieben, die angepasst ist, um eine Felswand sowohl zu verstärken als auch zu versiegeln. Es soll jedoch verstanden werden, dass die Erfindung ebenso eine Vorrichtung betrifft, die angepasst ist, um eine Felswand zu versiegeln, aber nicht zu verstärken, wobei in diesem Fall die Vorrichtung keinen Verstärkungsstab oder Verankerungsmittel aufweist.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verstärken und Versiegeln einer Felswand anzubieten, wobei durch die Vorrichtung die vorstehenden Nachteile vermieden oder zumindest minimiert werden, wobei es möglich ist, Verstärkung und Versiegelung der Felswand in nur einigen wenigen Schritten auszuführen, was bedeutet, dass die Verstärkung sicher am Platz verbleibt, wobei gleichzeitig das Versiegeln von wasserführenden Rissen, die in das Bohrloch führen, erreicht wird, und Luftblasen in dem Zement vermieden werden.
  • Dies wird erreicht durch eine Vorrichtung zum Verstärken und Versiegeln einer Felswand, wobei die Vorrichtung einen Verstärkungsstab umfasst, z. B. eine herkömmliche Verstärkungsstange, die gedacht ist, um in ein Bohrloch in der Felswand eingeführt zu werden, wobei dann ein Füllmaterial in das Bohrloch injiziert wird, wobei die Vorrichtung ebenso ein Rückschlagventil für das Füllmaterial umfasst. Das Rückschlagventil ist angepasst, um einem positiven Druck des Füllmaterials in dem Bohrloch zu widerstehen. Das Füllmaterial wird daher unter positivem Druck injiziert, bei dem alle Risse in dem Fels, die in das Bohrloch führen, versiegelt werden. Das Rückschlagventil besteht aus einer Hülle, die eine Injektionsröhre umschließt, die mit Auslassöffnungen versehen ist, wobei die Injektionsröhre bevorzugterweise mit der Verstärkungsstange oder einem Equivalent verbunden ist.
  • Weitere Merkmale und Aspekte der Erfindung werden aus den folgenden Ansprüchen und der detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • In der detaillierten Beschreibung der Erfindung wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, in welcher
  • 1 eine seitliche Ansicht, teilweise im Querschnitt, des Teils der Versiegelungs- und Verstärkungsvorrichtung darstellt, der der Öffnung des Bohrlochs benachbart angeordnet ist, und der das Rückschlagventil enthält;
  • 2 eine seitliche Ansicht, teilweise im Querschnitt, des Teils der Vorrichtung darstellt, der am weitesten in das Bohrloch positioniert wird, und der eine Spreizvorrichtung zum Verankern in dem Fels enthält;
  • 3 eine Aufsicht einer Sicherungsscheibe für die Spreizvorrichtung in 2 darstellt, bevor die Sicherungsscheibe für die Anwendung gebildet wird;
  • 4 eine seitliche Ansicht, teilweise im Querschnitt, des Bohrlochs und der Verstärkung während der Aushärtephase des Füllmaterials darstellt;
  • 5 eine seitliche Ansicht, teilweise im Querschnitt, der vollendeten Verstärkung in dem Fels darstellt;
  • 6 eine seitliche Ansicht, teilweise im Querschnitt, der Ausführungsform der Erfindung darstellt, die eine Versiegelungsvorrichtung ohne einen Verstärkungsstab ist, wobei die Figur die Vorrichtung innerhalb des Bohrlochs während der Aushärtephase des Füllmaterials zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Mit Bezug zuerst auf die 1 wird eine Verstärkungsstange, die einen Teil der Vorrichtung bildet, durch die Nummer 1 beschrieben. Aus Gründen der technischen Zeichnung ist in der Figur die Verstärkungsstange am oberen Ende weggeschnitten, hat in der Realität jedoch eine Länge von etwa 0,5–10 m, bevorzugt 1–7 m und sogar noch bevorzugter 2–5 m. In 1 und 2 ist die Vorrichtung gezeigt, während sie in einem vertikalen, nach oben gerichteten Bohrloch in der Decke des Tunnels oder Felshohlraums angeordnet ist, wobei diese Position in der weiteren Beschreibung verwendet wird. Es soll jedoch verstanden werden, dass die Vorrichtung ebenso gut in einem horizontalen Loch, einem angewinkelten bzw. schrägen Loch oder in einem vertikalen, abwärts gerichteten Loch verwendet werden kann. Die Verstärkungsstange 1 hat eine stark profilierte Oberfläche zum sicheren Befestigen in dem Zement oder Beton, im Weiteren als Füllmaterial bezeichnet, das dieselbe umschließen wird. Als eine Erweiterung der Verstärkungsstange ist an dem unteren Ende durch eine Kopplungsmanschette 2, die an beiden Enden fest verschweißt ist, eine Injektionsröhre 3 angebracht, die demgemäß einen inneren, longitudinalen Hohlraum aufweist, und an dem unteren Ende für die Verbindung mit einem Schlauch zum Füllen mit dem Füllmaterial offen ist.
  • Ein Stück unterhalb der Kopplungsmanschette für die Verstärkungsstange 1 und die Injektionsröhre 3 ist ein Rückschlagventil 4 angeordnet. Dieses Rückschlagventil 4 ist angepasst, um einem positiven Druck des Füllmaterials zu widerstehen, wenn dieses unter positivem Druch durch das Rückschlagventil in das Bohrloch injiziert wird. Dank dieses Rückschlagventils Läufe das Füllmaterial nicht aus dem Bohrloch, bevor es sich verfestigt, trotz des positiven Drucks. Das Rückschlagventil 4 weist bevorzugterweise eine Gummihülle 5 auf, die einen Teil der Injektionsröhre 3 umschließt. In dem Bereich der Gummihülle weist die Injektionsröhre eine Zahl von Auslassöffnungen 6 für das Füllmaterial auf. Die Gummihülle, die natürlich auch aus einem anderen, zu einem gewissen Grad elastischen, festen Material hergestellt werden kann, ist geeigneterweise als Mantel eines Kegelstumpfs gebildet, der einen ersten Durchmesser an dem unteren Ende und einen zweiten, kleineren Durchmesser an dem oberen Ende aufweist. An dem ersten Durchmesser ist die Gummihülle 5 fest an eine mit innerem Gewinde versehene Augenmutter 7 vulkanisiert, die wiederum fest auf einen mit äußerem Gewinde versehenen Ringbefestiger 8 geschraubt ist. Der Ringbefestiger 8 umschließt die Injektionsröhre 3 und ist fest an dieselbe geschweißt. Der Ringbefestiger 8 weist ebenfalls einen Flansch 9 an dem unteren Ende auf, wobei auf der oberen Oberfläche dieses Flanschs die Augenmutter 7 sitzt. Der obere, kleinere Durchmesser der Gummihülle 5 ist angepasst, um verschließend um die Injektionsröhre 3 zu enden. Zu diesem Zweck ist die Nase geeigneterweise mit einigen wenigen, z. B. zwei, inneren Lippendichtungen, bestehend aus O-Ringen, die in die Gummihülle gesetzt sind, versehen, oder durch einige wenige kontinuierliche Vorsprünge auf dem Inneren der Gummihülle in dem Endteil.
  • Unterhalb des Flanschs 9 wird die Injektionsröhre durch eine schmale Röhre 13 mit einem oberen Flansch 14 eingeschlossen, der nahe der unteren Oberfläche des Flanschs 9 liegt. Das obere, kurze Ende einer Dichtung in der Form einer Manschette 10, die geeigneterweise ebenso aus Gummi besteht, liegt an der unteren Oberfläche des Flanschs 14 an. Diese Gummihülle 10 schließt einen Teil des unteren Abschnitts der Injektionsröhre ein, die von der schmalen Röhre 13 umgeben ist, wobei ihr unteres, kurzes Ende an einer Scheibe 11 anliegt, die wiederum an einer Mutter 12 anliegt. In dem Bereich der Mutter 12 und ein Stück oberhalb unter der Gummihülle 10 ist die Injektionsröhre 3 und/oder die schmale Röhre 13 außen mit einem Gewinde versehen, mit der gleichen Gewindegröße wie die Mutter 12.
  • In dem oberen Teil der Vorrichtung, geeigneterweise an ihrer Spitze, ist ein oberes Stück, das eine Spreizvorrichtung bildet, angeordnet. Die Spreizvorrichtung ist in 2 gezeigt, die eine Weiterführung der in 1 gezeigten Vorrichtung bildet, wobei ein langes Teil der Verstärkungsstange 1 (nur teilweise gezeigt) den Teil gemäß 1 mit dem Teil gemäß 2 verbindet. Die Spreizvorrichtung ist durch ein manschettenförmiges Abstandsstück 21 mit der Verstärkungsstange verbunden, das fest an das untere Ende an dem Ende der Verstärkungsstange geschweißt ist, und das am oberen Ende ein inneres Gewinde enthält. In dieses Gewinde ist ein Kopplungsstift 22 geschraubt, der aus einem geraden Stift besteht, wobei wenigstens ein Stück an dem oberen Ende und ein Stück an dem unteren Ende mit äußerem Gewinde versehen ist. Am oberen Ende ist der Kopplungsstift 22 teilweise – in dem ungespreizten Zustand – in ein Loch geschraubt, das in einem Kernteil 23 mit einem inneren Gewinde versehen ist. Das Loch hier ist ausreichend lang, um weiteres Einschrauben zu gestatten, wenn das Verankern der Vorrichtung in den Fels ausgeführt werden soll, was genauer beschrieben werden wird. Der Kernteil 23 spitzt sich an dem oberen Ende zu einem kurzen konischen Stück 24 zu, und ist oberhalb dieses konischen Stücks mit einem äußeren Gewinde versehen, wobei ein oberer Kegel 25 das konische Stück 24 und einen Teil des oberen Abschnitts des Kernteils 23 einschließt. Der obere Kegel 25 hat an dem unteren Ende eine innere Abschrägung, die dem konischen Stück 24 des Kernteils 23 gemäß angepasst ist. Oberhalb des oberen Kegels ist eine obere Mutter 26 angeordnet, um den Kegel fest zu halten. Zwischen der inneren Abschrägung des oberen Kegels und des konischen Stücks 24 des Kernteils ist eine Anzahl, bevorzugterweise 1–10, geeigneterweise 2–6, Sicherungsscheiben 27 um das Kernteil 23 herum befestigt. Eine Sicherungsscheibe dieser Art ist in 3 in ihrem flachen Zustand gezeigt, und besteht aus einer Scheibe, die mit einer Anzahl von Schlitzen 41 versehen ist, bevorzugterweise 2–10, geeigneterweise 4–7. Wenn diese Sicherungsscheiben über das konische Stück 24 des Kernteils befestigt werden, nehmen sie die Form eines Mantels eines Kegelstumpfs an. Unter diesen Sicherungsscheiben, den oberen Teil des Kopplungsstifts 22 und den unteren Teil des Kernteils 23 umgebend, ist eine lose Manschette 28 mit einem nach innen gerichteten Flansch 29 angeordnet, der an dem unteren Ende angeordnet ist. Der Flansch 29 liegt an dem oberen kurzen Ende des Abstandsstücks 21 an.
  • Wenn nicht anders angegeben, sind die Details bevorzugterweise aus so genanntem Nocken-Stahl (cam steel) hergestellt, der heiss-galvanisiert oder auf eine andere Weise oberflächengeschützt werden kann.
  • 3 zeigt, wie gesagt, eine Sicherungsscheibe 27 in ihrem flachen Zustand. Die Schlitze gehen von dem Umfang der Scheibe aus, und erstrecken sich fast, aber nicht ganz, nach innen in Richtung des inneren Durchmessers der inneren Bohrung der Scheibe und haben geeigneterweise eine bestimmte, sich nach innen verschmälernde Breite und einen Radius am weitesten innen. Der Durchmesser der inneren Bohrung der Scheibe ist geeigneterweise mit einem kurzen, geraden Stück 42 versehen, um die Scheibe daran zu hindern, sich zu drehen, wenn sie auf dem Kernteil 23 sitzt. Die Sicherungsscheiben sind geeigneterweise aus kaltgewalztem, gehärtetem Stahl einer Dicke von 0,1–1 mm, bevorzugterweise 0,2–0,7 mm und noch bevorzugter 0,3–0,45 mm hergestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Scheibe einen äußeren Durchmesser von etwa 60 mm und einen Durchmesser der inneren Bohrung von etwa 20 mm.
  • Die Funktion der Vorrichtung ist wie folgt. Ein Loch 30, 4, von mindestens der gleicher. Länge wie die Vorrichtung, wird in die Felswand gebohrt. Die Vorrichtung wird so weit in das Bohrloch eingeführt, dass die Scheibe 11 und Mutter 12 an der Öffnung des Bohrlochs angeordnet sein werden. Danach wird die Injektionsröhre 3 eine Anzahl von Umdrehungen. gedreht, geeigneterweise durch eine hydraulische Vorrichtung, die den Teil der Injektionsröhre greift, der aus der Bohrung ragt. Die Drehung erstreckt sich dadurch auf die Verstärkungsstange 1 und weiter auf das manschettenförmige Abstandsstück 21, das mit dem oberen Teil der Verstärkungsstange verbunden ist. Als Folge davon wird der obere Teil des Kopplungsstifts 22 weiter in das mit einem Gewinde versehene Loch in dem Kernteil geschraubt, an dem das obere, kurze Ende des Abstandsstücks auf den unteren Flansch 29 der Manschette 28 drückt, so dass die Manschette nach oben gegen die Sicherungsscheiben 27 gedrückt wird. Die Manschette 28 wird dann als eine Presseinrichtung auf die Sicherungsscheiben wirken, so dass deren Form eines Mantels eines Kegelstumpfs zumindest etwas abgeflacht wird. Der Umfang der Sicherungsscheiben wird hierdurch fest in die Wände des Bohrlochs gedrückt werden, so dass die gesamte Vorrichtung in dem Fels verankert wird. Der nächste Schritt ist, das Bohrloch mit der Vorrichtung, die an dem unteren Ende davon enthalten ist, zu versiegeln, indem die Mutter 12 angezogen wird, so dass die Gummihülle 10 in einer axialen Richtung komprimiert wird, woraufhin sie sich in radialer Richtung ausdehnt, um zwischen der Injektionsröhre 3 und den unteren Wänden des Bohrlochs zu dichten. 4. Ein Rohr (nicht gezeigt) kann nun mit der Injektionsröhre verbunden werden, und das Füllmaterial 31A wird unter positivem Druck injiziert, bei dem das Füllmaterial aus den Auslassöffnungen 6 in der Injektionsröhre fließt und an dem oberen Durchmesser der Gummihülle 5 in das Bohrloch eindringt. Die Gummihülle 5 dient hier als ein Rückschlagventil, das in die Vorrichtung integriert ist, so dass das Füllmaterial, obwohlunter positivem Druck stehend, nicht mehr aus dem Bohrloch herauslaufen kann, bevor es aushärten kann. Nützlicherweise ist ebenso ein Kanal 35 mit kleinem Durchmesser angeordnet, z. B. vom einem hydraulischen Rohrtyp, der in den entferntesten Bereich des Bohrlochs 30 mündet. Bevorzugt endet er stromaufwärts bzw. oberhalb des Abstandsstücks 21. Der Kanal 35 ist angepasst, um als ein Entgasungskanal zu dienen, der Luft und Gase aus dem Bohrloch leitet, wenn das Füllmaterial eingeführt wird. Während des Einführens des Füllmaterials wird das offene, dem Eingang des Bohrlochs benachbarte Ende des Kanals 35 versiegelt, wenn Füllmaterial beginnt, kontinuierlich aus dem Kanal auszutreten, wonach die Einführung von Füllmaterial in das Bohrloch unter positivem Druck fortgesetzt werden kann.
  • Aufgrund des positiven Drucks wird ebenfalls bewirkt, dass Füllmaterial in jeden Riss 32 eindringt, der in das Bohrloch führt, obwohl diese Risse wasserführend sein können. Wenn der gewünschte positive Druck, der 100 bar positiven Druck oder geeigneterweise 50–80 bar positiven Druck erreichen kann, erreicht worden ist, kann die Rohrverbindung gelöst werden, woraufhin das Füllmaterial 31A belassen werden kann, unter positivem Druck auszuhärten, dank des Rückschlagventils 4 und der Gummihülle 10. Wenn das Füllmaterial ausgehärtet ist, wird die Mutter 12 abgeschraubt, die Scheibe 11 entfernt und die Gummihülle 10 wird aus dem Loch genommen, mittels der mit einem Flansch versehenen, schmalen Röhre 13.
  • Der Raum unterhalb des Flanschs 9 wird dann mit Füllmaterial 31B gefüllt (5), indem die Öffnung des Bohrlochs mit einer größeren Scheibe versehen wird (nicht gezeigt), mit einem Loch in einer Seite, zum Füllen mit Füllmaterial, und zum Evakuieren des Lochs durch ein Luftrohr. Wenn die Gefahr von Korrosion dagegen nicht groß ist, kann die mit einem Flansch versehene, schmale Röhre 13 aus der Vorrichtung weggelassen werden, wobei in diesem Fall die Gummihülle 10, die Scheibe 11 und die Mutter 12 stattdessen permanent an Ort und Stelle verbleiben können, nachdem die Vorrichtung auf das Bohrloch angewendet worden ist. Die Öffnung des Bohrlochs und seine unmittelbare Umgebung werden dann in einer herkömmlichen Weise mit einer Plattenscheibe oder Scheibe 33 abgedeckt, die durch eine Mutter 34, die auf den vorragenden Teil der Injektionsröhre geschraubt wird, gegen die Felswand gedrückt wird.
  • Durch die Erfindung wird eine vergleichsweise einfache und billige Konstruktion zum Versiegeln erreicht, und eine Rückschlagventilfunktion, die daher Füllmaterial gestattet, in ein Bohrloch injiziert zu werden, und unter einem vorteilhaften positiven Druck auszuhärten. Die vergleichsweise einfache und billige Konstruktion erlaubt ebenfalls, die Dichtung, das Rückschlagventil und die Spreizvorrichtung in das Bohrloch zu gießen, und dadurch ohne zu große Kosten ein zugegebenermaßen permanentes, aber nichtsdestrotz entfernbares Material zu bilden. Korrosion fördernden Luftblasen nahe der Verstärkungsstange wird entgegengewirkt, aufgrund des positiven Drucks. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist, dass sie verwendet werden kann, um Material mit variierender Viskosität oder Trockeninhalt zu füllen, gemäß den Umständen und dem Vorzug.
  • Nun Bezug nehmend auf 6 kann gesehen werden, dass die Ausführungsform der Erfindung, die eine Vorrichtung zum Versiegeln der Felswand ist, ohne sie zu verstärken, vollständig dem unteren Teil der in den 1, 4 und 5 gezeigten Vorrichtung entspricht. Demgemäß umfasst die Vorrichtung der Ausführungsform von 6 weder einen Verstärkungsstab noch Verankerungsmittel. Stattdessen endet die Injektionsröhre 3 gerade stromabwärts bzw. unterhalb des Rückschlagventils 4 mit einer blinden Endwand 3A. Mittels der Vorrichtung gemäß der Ausführungsform in 6 kann Füllmaterial unter einem positiven Druck in das Bohrloch eingeführt werden, und es kann unter einem aufrechterhaltenen positiven Druck aushärten, wodurch eine gute Versiegelung von Rissen 32 erreicht wird, die in das Bohrloch münden. Diese Ausführungsform der Erfindung wird bevorzugterweise in Felsen verwendet, die vergleichweise fest, aber wasserdurchlässig sind.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Patentansprüche variiert werden. Der Experte erkennt leicht, dass z. B. die Spreizvorrichtung zum Verankern der Vorrichtung in dem Fels auf eine Anzahl verschiedener Weisen ausgeführt werden kann, wovon einige zum Stand der Technik gehören. Die Versiegelungs- und Verstärkungsvorrichtung kann möglicherweise sogar vollständig ohne Verankerung verwendet werden. Das Rückschlagventil 4 und die Gummihülle 10 können ebenso vorstellbar auf andere Weise oder in anderen Materialien ausgeführt werden.

Claims (19)

  1. Vorrichtung zum Versiegeln einer Felswand, wobei die Vorrichtung eine Injektionsröhre (3) aufweist, die angepasst ist, um in ein Bohrloch (30) in der Felswand eingeführt zu werden, in welches ein Füllmaterial (31) durch die Injektionsröhre (3) injiziert zu werden beabsichtigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ebenso ein Rückschlagventil (4) für das Füllmaterial aufweist, wobei das Rückschlagventil eine Hülle (5) aufweist, welche die Injektionsröhre (3) umschließt, und dass die Injektionsröhre (3) mit Auslassöffnungen (6) im Bereich der Hülle (5) versehen ist.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (4) angepasst ist, um einem positiven Druck des Füllmaterials (31) im Bohrloch zu widerstehen, und in der Vorrichtung mit der Injektionsröhre (3) verbunden ist.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (5) aus Gummi hergestellt ist.
  4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (5) die Form eines Mantels eines Kegelstumpfes besitzt, ihr Umfang an ihrem engsten, kurzen Ende um die Injektionsröhre (3) verschließend angeordnet ist, und ihr Umfang an ihrem breitesten, kurzen Ende fest mit der Injektionsröhre (3) verbunden ist.
  5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung im Teil, welcher angepasst ist, um an die Öffnung des Bohrlochs (30) angrenzend angeordnet zu sein, mit einer Dichtung (10) versehen ist, die angeordnet ist, um gegen die Wände des Bohrlochs zu wirken.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (10) aus einer Hülle besteht, bevorzugt aus Gummi oder einem anderen starken, elastischen Material, welches die Injektionsröhre (3) in einer dem Rückschlagventil (4) vorgeschalteten Position umgibt, die Hülle einen Dichtungseffekt gegen die Wände des Bohrlochs (30) erreicht, indem sie sich in radialer Richtung ausdehnt, wenn sie in axialer Richtung komprimiert wird, wobei die Hülle (10) bevorzugt so angeordnet ist, um entfernt zu werden, wenn das Füllmaterial ausgehärtet ist, so dass der Raum, der von der Hülle eingenommen wird, stattdessen mit weiterem Füllmaterial gefüllt werden kann.
  7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entgasungskanal (35) in Verbindung mit der Vorrichtung angeordnet ist, wobei der Entgasungskanal (35) angepasst ist, um Luft und Gase aus dem Bohrloch (30) auszulassen, wenn das Füllmaterial (31) in das Bohrloch injiziert wird.
  8. Vorrichtung zum Verstärken und Versiegeln einer Felswand, wobei die Vorrichtung eine Verstärkungsstange (1) aufweist, die angepasst ist, um in ein Bohrloch (30) in der Felswand eingeführt zu werden, wobei in das Bohrloch ein Füllmaterial (31) injiziert zu werden beabsichtigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ebenso ein Rückschlagventil (4) für das Füllmaterial aufweist, wobei das Rückschlagventil (4) eine Hülle (5) aufweist, welche eine Injektionsröhre (3) umschließt, die mit Auslassöffnungen (6) im Bereich der Hülle (5) zur Verfügung gestellt wird, wobei die Injektionsröhre mit der Verstärkungsstange (1) verbunden ist.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (4) angepasst ist, um einem positiven Druck des Füllmaterials (31) im Bohrloch zu widerstehen, und in der Vorrichtung permanent mit der Verstärkungsstange (1) verbunden ist, bereits bevor die Vorrichtung in das Bohrloch (30) eingeführt wird.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial angeordnet ist, um unter positivem Druck injiziert zu werden, wobei alle Risse (32), die ins Bohrloch führen, durch das Füllmaterial versiegelt werden.
  11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsröhre permanent mit der Verstärkungsstange verbunden ist.
  12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (5) aus Gummi hergestellt ist.
  13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (5) die Form eines Mantels eines Kegelstumpfes besitzt, ihr Umfang an dem engsten, kurzen Ende um die Injektionsröhre (3) verschließend angeordnet ist, und ihr Umfang an ihrem breitesten, kurzen Ende fest mit der Injektionsröhre (3) verbunden ist.
  14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung im Teil, welcher angepasst ist, um an die Öffnung des Bohrlochs (30) angrenzend angeordnet zu sein, mit einer Dichtung (10) versehen ist, die angeordnet ist, um gegen die Wände des Bohrlochs zu wirken.
  15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (10) aus einer Hülle besteht, bevorzugt aus Gummi oder einem anderen starken, elastischen Material, welches die Injektionsröhre (3) in einer dem Rückschlagventils (4) vorgeschalteten Position umgibt, wobei die Hülle einen Dichtungseffekt gegen die Wände des Bohrlochs (30) erreicht, indem sie sich in radialer Richtung ausdehnt, wenn sie in axialer Richtung komprimiert wird, die Hülle (10) bevorzugt so angeordnet ist, um entfernt zu werden, wenn das Füllmaterial ausgehärtet ist, so dass der Raum, der von der Hülle eingenommen wird, stattdessen mit weiterem Füllmaterial gefüllt werden kann.
  16. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entgasungskanal (35) in Verbindung mit der Vorrichtung angeordnet ist, wobei der Entgasungskanal (35) angepasst ist, um Luft und Gase aus dem Bohrloch (30) auszulassen, wenn das Füllmaterial (31) in das Bohrloch injiziert wird.
  17. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt in dem Teil, welcher angeordnet ist um am weitesten in das Bohrloch positioniert zu werden, mit einer Spreizvorrichtung für das Verankern im Fels versehen ist, wobei die Spreizvorrichtung bevorzugt angeordnet ist, um durch Rotation der Verstärkungsstange (1) gespreizt zu werden.
  18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizvorrichtung Sicherungsscheiben (27) aufweist, welche mit Schlitzen versehen sind, und die um die Verstärkungsstange (1) oder um ein mit der Verstärkungsstange verbundenes Oberteil (23) angeordnet sind, wobei die Sicherungsscheiben vor der Spreizung die Form eines Mantels eines Stumpfkegels annehmen.
  19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizvorrichtung eine Presseinrichtung (28) aufweist, welche zur Spreizung der Spreizvorrichtung angeordnet ist, um gegen die Sicherungsscheiben (27) zu pressen, so dass deren Form eines Mantels eines Stumpfkegels wenigstens etwas abgeflacht wird, wodurch die Sicherungsscheiben in ihrem Umfang in den Wänden des Bohrlochs verankert sind.
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