DE976188C

DE976188C - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen annaehernd horizontaler Filterkoerper im Erdreich

Info

Publication number: DE976188C
Application number: DEB15361A
Authority: DE
Inventors: Karl Bolze
Original assignee: GERTRUD BOLZE; HILTRUD BOLZE; KONRAD BOLZE
Current assignee: GERTRUD BOLZE; HILTRUD BOLZE; KONRAD BOLZE
Priority date: 1951-06-10
Filing date: 1951-06-10
Publication date: 1963-04-18

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen annähernd horizontaler Filterkörper im Erdreich Es ist bekannt, wasserführende Schichten mittels in radialer Richtung von einem vertikalen Schachtbrunnen ausgehender horizontaler Bohrungen zu erschließen und hierzu Filterrohre zu verwenden, die an ihrem äußeren Ende einen mit Spülöffnungen versehenen Bohrkopf tragen und mittels einer hydraulischen Presse in das Erdreich vorgetrieben werden. Diese Filterrohre dienen gleichzeitig als Bohrrohre und müssen zur Übertragung des Bohrdruckes starkwandig ausgebildet sein und aus hochwertigen Werkstoffen bestehen. Derartige hochwertige und starkwandige Filterrohre sind jedoch kostspielig und verteuern die Herstellung der Wassergewinnungsanlage erheblich, da von einem Schacht eine größere Anzahl horizontaler Bohrungen ausgeht, die vielfach eine beträchtliche Menge bis zu roo m und mehr haben.
Nach einem anderen bekannten Verfahren wird zunächst das Bohrloch mittels eines vollwandigen Bohrrohres hergestellt, in das das Filterrohr eingeführt wird, worauf das vollwandige Bohrrohr zurückgezogen wird. Da das Bohrrohr einen größeren Durchmesser hat als das Filterrohr, fällt die das Bohrloch umgebende entsandete Kiesschicht beim Zurückziehen des Bohrrohres in sich zusammen, wodurch deren Filterwirkung beeinträchtigt wird.
Auch dieses Verfahren erfordert hochwertige Filterrohre und hat den Nachteil eines großen Arbeitsaufwandes.
Die vorliegende Erfindung zeigt einen neuen Weg, um die Herstellung einer aus horizontalen Bohrungen bestehenden Wassergewinnungsanlage zu vereinfachen und zu verbilligen und damit wirtschaftlicher zu machen.
Nachdem in an sich bekannter Weise von einem vertikalen Schacht aus ein Bohrrohr in etwa hori- zontaler Richtung vorgetrieben worden ist und der das Bohrrohr umgebende Kies entsandet worden ist, wird gemäß der Erfindung beize Zurückziehen des Bohrrohres in die entsändete, das Bohrloch umgebende Kiesschicht zur Herstellung eines Betonfilters Zementmilch gedrückt und zur Porösmachung des Kiesbetons Preßluft geblasen. Hierdurch werden hochwertige Filterrohre vollkommen erspart, was die Kosten der Wassergewinnungsanlage bedeutend verringert.
Das Grundwasser hat im allgemeinen eine so geringe Strömungsgeschwindigkeit, daß die Zement= milch vor dem Erhärten des Betons nicht ausgespült werden kann, zumal man das Abbinden und Härten des Betons durch Beifügung von entsprechenden Chemikalien so beschleunigen kann, daß ein einwandfreier Betonfilter entsteht.
Um die Bildung des Betonfilters weiter sicherzustellen, wird im Sinne der Erfindung an dem den Bohrkopf tragenden Bohrrohr, das gleichzeitig als Entsandungsvorrichtung dient und zu diesem Zweck mit Durchtrittsöffnungen zum Einspülen des Feinsandes versehen ist, durch ein vollwandiges Rohrstück verlängert, das als Schälungsrohr zum Abstützen des Filters bis zu dessen Härtung wirkt.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Zeichnung, die eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Ausführungsbeispiel darstellt.
In der Zeichnung zeigt Fig. i einen Längsschnitt des vollständigen Gerätes mit Bohrkopf, Bohr- und Entsandungsrohr, Spül- und Einspritzvorrichtung, Fig. 2 einen Längsschnitt der als Schalungsrohr dienenden Verlängerung des Bohrrohres, Fig. 3 einen Längsschnitt des Halterohres, Fig. ¢ einen Querschnitt der Einspritzvorrichtung in vergrößertem Maßstab, Fig. 5 einen Längsschnitt in der Ebene V-V der Fig. 4, . .
Fig. 6 einen Längsschnitt in der Ebene VI-VI der Fig. .4.
Für die Herstellung der Bohrung wird durch eine Öffnung der Schachtwand das in Fig, i dargestellte Bohrgerät eingeführt, das aus einem Bohrkopf 8 besteht, in-das drehbar ein Druckrohr 14 eingesetzt ist. Auf dieses wirkt eine hydraulische Presse, durch die der Bohrkopf 8 in das .Erdreich vorgetrieben wird. Der - Bohrkopf 8 ist : mit schräg verlaufenden Spülöffnungen 9. versehen, die bei einer bestimmten Stellung des Druckrohres 14 in Verbindung mit den in diesem angebrachten Löchern 5 stehen, wodurch infolge des hydrostatischen Drukkes des Grundwassers Feinsand in das Druckrohr 14 gespült und in den Schacht abgeführt wird.
Ai dem Bohrkopf 8 ist das Bohrrohr io befestigt, das gleichzeitig als Entsandungsrohr dient und zu diesem Zweck siebartig ausgebildet ist. Das hintere Ende des Bohrrohres io ist mit dem Druckrohr 14 mittels einer Haltevorrichtung i i verbunden, die mit Löchern 6 versehen ist, die beim Bohrvorgang durch eine an dem Druckrohr 14 befestigte Blende 7 verschlossen sind.
Sobald die Bohrung um die Länge des Bohrrohres. io fortgeschritten ist, wird die das Bohrloch umgebende Erdschicht entsandet, indem das Druckrohr 14 um 45° gedreht wird, wodurch die Spülöffnungen 9 des Bohrkopfes 8 in offene Verbindung mit dem Druckrohr 14 gelangen, so daß Feinsand durch den hydrostatischen Druck des Grundwassers durch die Öffnungen 9 in das Rohr 14 gespült wird. Bei Drehung des Druckrohres 14 um 9o° wird die Blende 7 so weit verschoben, daß die Öffnungen 6 der Haltevorrichtung i i freigegeben werden. Es kann dann Feinsand durch die siebartigen Öffnungen des Bohrrohres io gespült und in den Schacht abgeführt werden. Dieser Vorgang wird jeweils beim Vortreiben der Bohrung um die Länge des Bohrrohres io wiederholt, so daß um das Bohrloch ein sandfreies Kiesgerüst geschaffen wird.
Das Bohrrohr io setzt sich in einem kurzen Schalungsrohr 1a fort, das zweckmäßig nach dem Bohrkopf 8 hin etwas verjüngt und durch eine Halterung 13 fest mit dem Druckrohr 14 verbunden ist.
In das Schalungsrohr 12 ist eine Spritzvorrichtung 16 eingesetzt; die gemäß Fig. 5 und 6 aus zwei durch eine Trennwand gegeneinander abgeschlossenen Kammern 18 und 21 besteht. An die Kammer 18 ist eine vom Schacht kommende Rohrleitung 17 angeschlossen, die zum. Zuführen von Zementmilch dient. In der Zylinderwand der Kammer 18 ist eine größere Anzahl von Spritzdüsen i9 angebracht.
Die Kammer.21. steht in Verbindung mit einer vom Schacht kommenden Preßluftleitung 20 und ist mit Düsen 22 versehen. Die beiden Kammern 18 und 21 sind von den parallel zum Druckrohr 14 verlaufenden Rohren 23 durchsetzt, die eine ungehinderte Abführung der durch das Bohr- bzw. Entsandungsrohr io eingespülten Sandmengen ermöglichen.
An das kurze Schalungsrohr 12 ist ein aus mehreren Rohrschüssen -bestehendes, bis zur Schachtwand reichendes vollwandiges Stützrohr 15 angeschlossen, das durch die Haltevorrichtungen 13 mit dem Druckrohr 14 fest verbunden ist.
Wenn die Bohrung -durch das unter der Wirkung der hydraulischen Presse stehende Druckrohr 14 auf die gewünschte Länge vorgetrieben und die Entsandung in der oben beschriebenen Weise durchgeführt worden ist, wird -Zementmilch vom Schacht aus durch das Rohr 17 in die.- Kammer 18 gedrückt und durch die Düsen ig in die die Bohrung umgehende Kiesschicht gespritzt, während das ganze Bohrgerät (Fig. i) zurückgezogen wird. Gleichzeitig wird Preßluft mittels der Leitung2o in die Kammer 21 geleitet und durch die Düsen 22 in die Betonschicht geblasen, so daß um das Bohrloch ein poröses Betonfilter entsteht.
Der Abstand der Einspritzvorrichtung 16 von dem Bohrkopf 8 bzw. die Länge des Schalungsrohres 12 wird so bemessen, daß das Betonfilter während des Zurückziehens des Bohrgerätes durch das vollwandige Schalungsrohr i2 an der Innenseite so lange abgestützt wird, bis es gehärtet und abgebunden ist. Das Abbinden und Härten kann durch der Zementmilch zugesetzte Chemikalien so beschleunigt werden, daß das Schalungsrohr nur kurze Zeit den Betonfilter abzustützen braucht. Da sich dieses nach dem Bohrkopf 8 hin kegelförmig verjüngt, kann der Schwund des Betonfilters während des Abbindens und Härtens unbehindert erfolgen.
Um einen Einbruch des Grundwassers in den Schacht zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Preßluftzuführung in einer bestimmten Entfernung vom Schacht, z. B. auf einer Strecke von etwa 3 m, abzustellen, wodurch ein massives Betonrohr entsteht, das eine feste Verbindung des Betonfilterrohres mit der Schachtwand gewährleistet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. herfahren, zum Herstellern annähernd hori- zontaler Filterkörper im Erdreich durch Vor- treiben eines Bohrrohres in etwa horizontaler Richtung vorn einem Schacht aus rund Entsanden des das Bohrrohr umgebenden Kieses, dadurch gekennzeichnet, daß beirre Zrsriickzieliern des Bohr- rohres (1o) in die das Bohrrohr umgebende Kiesschicht zur Herstellung eines Betonfilters Zementmilch gedrückt und zur Porösmachung des Kiesbetons Preßluft geblasen, wird. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von Preßluft an dem dem Schacht zugewendeten Endteil des Bohrloches zur Bildung eines das Betonfilter mit der Schachtwand verbindenden massiven Betonrohres eingestellt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingespritzten Zementmilch Chemikalien zur Beschleunigung des Abbindens und Härtens des Betonfilters zugesetzt werden. q.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Betonfilter während seiner Abbindungs- und Härtungszeit von einer als Schalung dienenden Verlängerung (12) des Bohrrohres (io) abgestützt wird, das nach dem Erhärten des Betonfilters vollständig zurückgezogen wird. 5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das mit siebartigen Durchtrittsöffnungen für die Entsandung versehene, den Bohrkopf (8) mit Spülöffnungen (9) tragende Bohrrohr (10) mit einem in das Erdreich vorgetriebenen Druckrohr (14) gekuppelt ist und sich in einem vollwandigen Rohr (12) fortsetzt, das durch eine Haltevorrichtung (13) mit dem Druckrohr (14) gekuppelt ist und eine Einspritzvorrichtung (16) enthält, an die eine Zuführungsleitung (17) für Zementmilch und Preßluftleitung (2o) angeschlossen ist und die mit Spritzdüsen (1g, 22) versehen ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzvorrichtung (16) in zwei Kammern (18, 21) unterteilt ist, von denen die Kammer (18) mit der Zuführungsleitung (17) für Zementmilch und die Kammer (2i) mit der Preßluftleitung (2o) in Verbindung steht. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (18,21) mit der Einspritzvorrichtung von Rohren (23) durchsetzt sind, die zum Abführen des durch das Bohrrohr (io) eingespülten feinen Sandes dienen. Inn Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschri f ten Nr. 638 744, 687 o49, 822 o8o, 870 527; schweizerische Patentschrift Nr. 9o 630; Zeitschrift »Glückauf«, 1g. z938, S. 385, 388; »Deutsche Bauzeit-iing«, Jg. 1927, Nr. 25 und 99; Lrsegers, »Lexikon der gesamten Technik«, Berlin, 1926, 1. Band, S. 483, Zeile 2o.