EP0410304A2 - Device for injecting a suspension - Google Patents

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EP0410304A2
EP0410304A2 EP90113846A EP90113846A EP0410304A2 EP 0410304 A2 EP0410304 A2 EP 0410304A2 EP 90113846 A EP90113846 A EP 90113846A EP 90113846 A EP90113846 A EP 90113846A EP 0410304 A2 EP0410304 A2 EP 0410304A2
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EP
European Patent Office
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borehole
pressure
suspension
connecting piece
valve
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Application number
EP90113846A
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German (de)
French (fr)
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EP0410304B1 (en
EP0410304A3 (en
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Manfred Cartus
Werner Cartus
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Keller Grundbau GmbH
Original Assignee
Keller Grundbau GmbH
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Publication date
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Publication of EP0410304A3 publication Critical patent/EP0410304A3/en
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/001—Improving soil or rock, e.g. by freezing; Injections

Definitions

  • the invention relates to a method for producing bores and / or for introducing suspension, in particular cement suspension, under pressure into a borehole, the borehole being able to be produced in a conventional manner by drilling and, if appropriate, suspension subsequently being introduced, or the borehole using the soil concrete method or a similar method with simultaneous introduction of the suspension during the drilling process.
  • the object of the invention is to provide a method by means of which bores and / or injections are properly produced even under unfavorable conditions and the quality of soil areas or soil columns produced by injections or of in-situ concrete piles regardless of the chosen position, i.e. in particular also in the direction of the boreholes and those below the groundwater table, and the risk of missing parts or complete failure is significantly reduced.
  • the solution to this lies in a method of the type mentioned, which is characterized in that the opening of the borehole is sealed off from a drill or injection rod and the returning material is discharged in a controlled manner in a pressure or quantity-controlled manner from a return line connected to the borehole.
  • material stands for drilling fluid, suspension for soil consolidation and sealing, as well as soil material in all mixing ratios.
  • quantity-controlled supply of drilling fluid or suspensions controlled drainage can also consist of a quantitative check.
  • the suspension is preferably kept under a controllable pressure during drilling and / or injection in the borehole, which pressure can be set to a desired value.
  • gas or water bags which form at the highest point of the borehole are filled up by suspension under pressure during or after the hardening of the suspension, the water possibly being drawn off beforehand from water bags.
  • the risk of the formation of such gas or water bags is present in particular in the case of bores drilled at an incline upwards, but on the other hand also cannot be ruled out in bores which are inclined downwards and have a slight incline or poorly permeable soil / suspension mixture.
  • a suitable device for introducing suspension into a borehole under pressure according to the method described above is characterized by a sealable insert into the borehole or its casing Connection piece, a pinch or membrane valve connectable to the connection piece with a rigid piece with external pressure supply and an internal pressurizable sealing hose made of elastic material, an insertion funnel on the pinch or membrane valve, an insertion piece with a guide that can be inserted into the pinch or membrane valve via the insertion funnel - And sealing arrangement for a drill or injection rod, an axially movable drilling mast with a rod guide for the drill rod and an adjustable pressure maintenance device.
  • Characteristic of this device is the permanent connection of the connecting piece and the pinch and diaphragm valve with the borehole on the one hand and the connection of an insertion piece which can be inserted therein sealingly via an insertion funnel with a drilling and injection rod on the other hand. This makes it possible to prepare a plurality of boreholes for carrying out the method and then to carry out the drilling and injection method with a single drilling and injecting arrangement, or to prepare the injection method for boreholes which have already been produced.
  • the sealing connection of the connecting piece with the opening of the borehole is preferably made in that a plate closing the bottom region at the borehole is provided with a borehole, whether made of cement or concrete, or steel, with a borehole into which the Connection piece is used and, depending on the material, is concreted in, glued in or welded in.
  • the pinch or diaphragm valve connected to the connecting piece is preferably designed to be separable from it, so that it can be dismantled immediately after the process has ended while the connecting piece is opposed also remains at the borehole.
  • Pinch or diaphragm valves of the type mentioned are known components as such, in which the elastic hose can be pressurized with high pressure up to several bar after insertion of the connecting piece connected to the drilling and injecting arrangement, so that a secure seal takes place which occurs during the Injecting and curing can maintain the required pressure in the borehole.
  • a closable slide is provided in the connecting piece, which is to be closed before the pinch and diaphragm valve is dismantled after the drilling and injection rod has been pulled out.
  • the open end of the nozzle after dismantling can be provided in a further embodiment for the attachment of a closure cap.
  • an insertion opening can be provided with suitable sealing means for inserting a discharge and injection tube, via which gas or water bags at the rear end, i.e. are to be deducted in particular at the highest point of a column and to be filled up specifically with suspension which would not be possible by direct insertion from the borehole.
  • the tube can first be closed in a known manner with an end plug which is blown free by pressure.
  • the pressure holding valve referred to above can be arranged in a favorable embodiment on the insertion nozzle connected to the drilling and injection device. This has the advantage that the pressure-maintaining unit only has to be provided in a simple version and that floor columns created one after the other are created under the same pressure conditions. Regardless of that, it is also possible to provide the pressure control valve on the connection piece firmly connected to the borehole. Parts, which are preferably carried out on this connection piece in each case, are a connection with a repressing valve and a connection with a pressure measuring point. The pressure at this pressure measuring point can be used for a safety circuit of the suspension feed pump of the drilling and injection arrangement.
  • the pressure in the borehole can be kept constant until it hardens by means of appropriate connections.
  • the post-compression connections can be connected via a ring line and in this way guarantee consistent quality of all floor columns.
  • a return line connected to a compressed air boiler can also be provided as the pressure maintaining arrangement.
  • This compressed air boiler is then in turn connected to a pressure regulating device and possibly to a pressure generator.
  • Suitable guiding and sealing means for the drilling and injecting rods are to be provided on the insertion stub, since a closed system from the connection stub over the pinch and diaphragm valve to the insertion stub must be shown during the drilling and injecting process.
  • the device according to the invention can also be used for a customary drilling and injection method with free discharge of the excess or return quantity by opening the mechanical or pneumatically adjustable pressure holding valve.
  • FIG. 1 shows a sealing plate 7 which seals the bottom 28 and into which a connecting piece 8 is inserted in a sealing manner, for example is cemented in place.
  • a nozzle attachment 29 with a pressure measurement connection 12 with a valve is attached via a quick-release fastener 10, which leads to a pressure measurement point.
  • a pinch or membrane valve 13 with an internal sealing tube 14 and a compressed air supply 15 is flanged to the connecting piece 29.
  • the hose is in a relaxed position.
  • an insertion funnel 16 which serves to facilitate the insertion of an insertion socket 17, which is provided with an edge protector 18 in order to avoid damage to the closure tube.
  • the insertion nozzle 17 is by means of a fastening bracket 25 is attached to the drilling mast 6, which holds a drilling rod 3 in a rod guide 4, at the front end of which a nozzle head 2 and in front of it a drilling cone 1 with flushing outlet can be seen.
  • a so-called breaking device 5 with clamping jaws which is used to connect individual boom sections.
  • the drill pipe 3 is inserted sealingly into the insertion funnel, which is closed at the bottom, via a sealing arrangement 20.
  • Connection 21 is provided as a sealing liquid inlet.
  • a further refill or refill connection 19 with a valve is provided on the inlet connection 17, which can be regarded as an alternative to the first refill and refill connection 9 on the connection socket 8.
  • a return nozzle 24 is provided on the filler neck, which can be closed via a poppet valve 22, which comprises a controllable pressure control unit 23.
  • FIG. 2a the connecting piece 8 is shown in the same design as in FIG. 1, the attachments being dismantled starting with the connecting piece attachment 29 and the connecting piece 8 being closed off by means of the quick-release fastener 10 with a cover plate 11.
  • connection piece 8 is shown in the same design as in Figure 1, followed by a slide unit 26 is attached to it by means of the quick-release fastener 10, and behind the slide by means of a further quick-release fastener 30, in turn, a closure cover 11 can be seen, which has an insertion opening 27 for an exhaust pipe.
  • FIGS. 3 and 4 essentially the same parts as in FIG. 1 can be seen, but the insertion nozzle has not yet been inserted into the membrane valve, but this is shown in the closed position by pressure application via the pressure connection 15. Otherwise, the same individual parts are designated with the same numbers as in the previous figures.

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Abstract

Method of producing bores and/or of injecting a suspension, in particular cement suspension, into a borehole, in which the base opening of the borehole is sealed off from the boring or injection column, and returning material is discharged in a pressure- or volume-controllable manner from a return line connected to the borehole. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bohrungen und/oder zum Einbringen von Suspension, insbe­sondere Zementsuspension unter Druck in ein Bohrloch, wobei das Bohrloch in konventioneller Weise durch Bohren erstellt sein kann und ggfs. Suspension anschließend ein­gebracht wird oder wobei das Bohrloch im Soilcrete Ver­fahren oder einem ähnlichen Verfahren unter gleichzeitigem Einbringen der Suspension beim Bohrvorgang hergestellt sein kann.The invention relates to a method for producing bores and / or for introducing suspension, in particular cement suspension, under pressure into a borehole, the borehole being able to be produced in a conventional manner by drilling and, if appropriate, suspension subsequently being introduced, or the borehole using the soil concrete method or a similar method with simultaneous introduction of the suspension during the drilling process.

Es sind Anwendungsfälle bekannt, bei denen Bohrlöcher in horizontaler Lage oder im Vortrieb schräg nach oben aus­geführt werden. Beispielsweise ist dies bei einer Abdich­tung und Absicherung von Tunnelfirsten der Fall, bei denen Gruppen von Bohrungen im Firstbereich unter Neigung in Tunnellängsrichtung und einander überlappend ausgeführt werden. Hierbei fließt unter dem Einfluß der Schwerkraft Material aus dem Bohrloch ab, so daß die beabsichtigten Abdichtungen und Verstärkungen mängelhaft sind. Der Abfluß kann durch das Anstehen von gespanntem Wasser bzw. bei Arbeiten unter dem Grundwasserspiegel durch das andrängen­de Grundwasser verstärkt werden.Applications are known in which boreholes are carried out in a horizontal position or in an oblique upward direction. For example, this is the case with sealing and securing tunnel ridges, in which groups of bores in the ridge area are made with an inclination in the longitudinal direction of the tunnel and overlapping one another. Here, material flows out of the borehole under the influence of gravity, so that the intended seals and reinforcements are defective. The runoff can be increased by the presence of tense water or by the approaching groundwater when working below the water table.

Auch mit Neigung nach unten in den Boden vorgetriebene Bohrungen, die ggfs. in konventioneller Weise oder im Soilcrete Verfahren mit Suspension verfüllt werden, zeigen ein unerwünschtes Abfließen von Material, wenn der Ansatz­ punkt unterhalb des Grundwasserspiegels liegt oder das Grundwasser im Bohrloch gespannt ist. In einem mit Suspen­sion verfüllten oder angereicherten Raum können beim Ab­binden der Suspension Mängel entstehen, wenn Suspension örtlich unter dem Einfluß der Schwerkraft oder des an­stehenden Wassers abfließen kann und/oder Gas oder Wasser aus der Suspension oder dem Boden austritt und sich sam­melnd die Suspension verdrängt, ohne daß ein einwandfreies Nachfließen von Suspension in der Phase des Abbindens sichergestellt ist. Die angestrebte Verfestigung des Bo­dens, bzw. die Erstellung einer Abdichtung ist hierbei mindestens partiell gefährdet.Even holes drilled into the ground with a downward slope, which may be filled with suspension in a conventional manner or in the Soilcrete process, show an undesirable flow of material when the approach point is below the groundwater table or the groundwater is spanned in the borehole. In a room filled or enriched with suspension, deficiencies can occur when the suspension sets, if the suspension can flow away locally under the influence of gravity or the water present and / or gas or water escapes from the suspension or the soil and displaces the suspension collectively, without ensuring that the suspension continues to flow properly in the setting phase. The desired consolidation of the soil or the creation of a seal is at least partially endangered.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­de, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Bohrungen und/oder Injektionen auch bei ungünstien Bedingungen ordnungsgemäß hergestellt und die Qualität von durch Injektionen verfestigten Bodenbereichen oder hergestellten Bodensäulen oder von Ortbetonpfählen unabhängig von der ge­wählten Lage, d.h. insbesondere auch bei nach den gerich­teten Bohrungen und solchen unterhalb des Grundwasserspie­gels verbessert werden kann und die Gefahr von Fehlstellen oder eines völligen Mißerfolges deutlich reduziert wird.Proceeding from this, the object of the invention is to provide a method by means of which bores and / or injections are properly produced even under unfavorable conditions and the quality of soil areas or soil columns produced by injections or of in-situ concrete piles regardless of the chosen position, i.e. in particular also in the direction of the boreholes and those below the groundwater table, and the risk of missing parts or complete failure is significantly reduced.

Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren der ge­nannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Öffnung des Bohrlochs gegenüber einem Bohr- bzw. Inji­ziergestänge abgedichtet wird und rücklaufendes Material druck- oder mengenregelbar kontrolliert aus einer mit dem Bohrloch verbundenen Rücklaufleitung abgelassen wird. Der Begriff Material steht hierbei für Bohrspülung, Suspension zur Bodenverfestigung und Bodenabdichtung, sowie Bodenma­terial in allen vorkommenden Mischungsverhältnissen. Bei mengenkontrollierter Zuführung der Bohrspülung oder Suspen­ sion durch das Bohr- oder Injiziergestänge kann das kon­trollierte Ablassen ebenfalls in einer mengenmäßigen Kontrolle bestehen. Bevorzugt wird jedoch die Suspension beim Bohren und/oder Injizieren im Bohrloch unter einem regelbaren Druck gehalten, der auf einen gewünschten Wert einstellbar ist.The solution to this lies in a method of the type mentioned, which is characterized in that the opening of the borehole is sealed off from a drill or injection rod and the returning material is discharged in a controlled manner in a pressure or quantity-controlled manner from a return line connected to the borehole. The term material stands for drilling fluid, suspension for soil consolidation and sealing, as well as soil material in all mixing ratios. With quantity-controlled supply of drilling fluid or suspensions controlled drainage can also consist of a quantitative check. However, the suspension is preferably kept under a controllable pressure during drilling and / or injection in the borehole, which pressure can be set to a desired value.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird während oder nach dem Aushärten der Suspension sich am höchsten Punkt des Bohrlochs bildende Gas- oder Wasser­säcke durch Suspension unter Druck aufgefüllt, wobei ge­gebenenfalls das Wasser aus Wassersäcken vorher abgezogen wird. Die Gefahr der Bildung derartiger Gas- oder Wasser­säcke ist insbesondere bei mit Neigung nach oben nieder­gebrachten Bohrungen gegeben, andererseits aber auch in nach unten geneigten Bohrungen mit geringer Steigung oder wenig durchlässiger Boden-Suspensions-Mischung nicht auszuschließen.According to a preferred embodiment of the method, gas or water bags which form at the highest point of the borehole are filled up by suspension under pressure during or after the hardening of the suspension, the water possibly being drawn off beforehand from water bags. The risk of the formation of such gas or water bags is present in particular in the case of bores drilled at an incline upwards, but on the other hand also cannot be ruled out in bores which are inclined downwards and have a slight incline or poorly permeable soil / suspension mixture.

Nach einer weiteren Fortbildung des Verfahrens wird beim Aushärten der Suspension diese unter einem kontrolliert eingestellten Vordruck gehalten, der gegebenenfalls nach Druckabfall durch Nachinjizieren wieder eingestellt wird. Das Prinzip des Nachinjizierens ist an sich bekannt, bei einem im Bohrloch aufrecht erhaltenen Vordruck ist jedoch die Tendenz zum Wegfließen von Suspension besonders groß, so daß sich eine besondere Notwendigkeit für die Kontrolle des Druckes und die Möglichkeit des Nachinjizierens beim vorliegenden Verfahren ergibt.After a further development of the method, when the suspension cures, it is kept under a controlled pre-pressure which, if necessary, is adjusted again by injecting after the pressure has dropped. The principle of post-injection is known per se, but if the upstream pressure is maintained in the borehole, the tendency for suspension to flow away is particularly great, so that there is a particular need for pressure control and the possibility of post-injection in the present method.

Eine geeignete Vorrichtung zum Einbringen von Suspension in ein Bohrloch unter Druck nach dem vorstehend beschrie­benen Verfahren ist gekennzeichnet durch einen in das Bohrloch oder desssen Einfassung dichtend einsetzbaren Anschlußstutzen, ein mit dem Anschlußstutzen verbindbares Quetsch- oder Membranventil mit einem starren Stutzen mit äußerer Druckzuführung und einem innenliegenden druckbe­aufschlagbaren Dichtschlauch aus elastischem Material, einen Einführtrichter am Quetsch- oder Membranventil, einen über den Einführtrichter in das Quetsch- oder Membranventil einführbaren Einführstutzen mit einer Führungs- und Dichtungsanordnung für ein Bohr- oder Injiziergestänge, einen axial verfahrbaren Bohrmast mit einer Gestängeführung für das Bohrgestänge und eine einstellbare Druckhaltevorrichtung. Charakteristisch für diese Vorrichtung ist die dauerhaft Verbindung des Anschlußstutzens und des Quetsch- und Membranventils mit dem Bohrloch einerseits und die Verbindung eines über einen Einführtrichter darin dichtend einführbaren Ein­führstutzens mit einem Bohr- und Injiziergestänge an­dererseits. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, eine Mehrzahl von Bohrlöchern für die Durchführung des Ver­fahrens vorzubereiten und mit einer einzigen Bohr- und Injizieranordnung dann das Bohr- und Injizierverfahren durchzuführen oder bei bereits erstellten Bohrlöchern das Injizierverfahren vorzubereiten.A suitable device for introducing suspension into a borehole under pressure according to the method described above is characterized by a sealable insert into the borehole or its casing Connection piece, a pinch or membrane valve connectable to the connection piece with a rigid piece with external pressure supply and an internal pressurizable sealing hose made of elastic material, an insertion funnel on the pinch or membrane valve, an insertion piece with a guide that can be inserted into the pinch or membrane valve via the insertion funnel - And sealing arrangement for a drill or injection rod, an axially movable drilling mast with a rod guide for the drill rod and an adjustable pressure maintenance device. Characteristic of this device is the permanent connection of the connecting piece and the pinch and diaphragm valve with the borehole on the one hand and the connection of an insertion piece which can be inserted therein sealingly via an insertion funnel with a drilling and injection rod on the other hand. This makes it possible to prepare a plurality of boreholes for carrying out the method and then to carry out the drilling and injection method with a single drilling and injecting arrangement, or to prepare the injection method for boreholes which have already been produced.

Die dichtende Verbindung des Anschlußstutzens mit der Öffnung des Bohrlochs ist in bevorzugter Weise dadurch herzustellen, daß eine den Bodenbereich am Bohrloch ab­schließende Platte mit einer Bohröffnung, sei es aus Zement oder Beton, sei es aus Stahl, mit einer Bohröffnung versehen ist, in die der Anschlußstutzen eingesetzt wird und dort je nach Material einbetoniert, eingeklebt oder eingeschweißt wird. Das mit dem Anschlußstutzen verbundene Quetsch- oder Membranventil ist bevorzugt trennbar von diesem ausgeführt, so daß es nach Abschluß des Verfahrens gleich demontiert werden kann, während der Stutzen gege­ benenfalls am Bohrloch verbleibt. Quetsch- oder Membran­ventile der genannten Art sind als solche bekannte Bau­teile, bei denen der elastische Schlauch nach Einführen des mit der Bohr- und Injizieranordnung verbundenen Ein­führstutzens mit hohem Druck bis zu mehreren bar beauf­schlagt werden kann, so daß eine sichere Abdichtung erfolgt, die während des Injizierens und Aushärtens den erforderlichen Druck im Bohrloch halten kann.The sealing connection of the connecting piece with the opening of the borehole is preferably made in that a plate closing the bottom region at the borehole is provided with a borehole, whether made of cement or concrete, or steel, with a borehole into which the Connection piece is used and, depending on the material, is concreted in, glued in or welded in. The pinch or diaphragm valve connected to the connecting piece is preferably designed to be separable from it, so that it can be dismantled immediately after the process has ended while the connecting piece is opposed also remains at the borehole. Pinch or diaphragm valves of the type mentioned are known components as such, in which the elastic hose can be pressurized with high pressure up to several bar after insertion of the connecting piece connected to the drilling and injecting arrangement, so that a secure seal takes place which occurs during the Injecting and curing can maintain the required pressure in the borehole.

Im Anschlußstutzen ist in bevorzugter Ausführung ein ver­schließbarer Schieber vorgesehen, der zu schließen ist, bevor das Quetsch- und Membranventil nach dem Herausziehen des Bohr- und Injiziergestänges demontiert wird. Das nach dem Demontieren offene Stutzenende kann in weiterer Aus­gestaltung für die Anbringung eines Verschlußdeckels vor­gesehen sein.In a preferred embodiment, a closable slide is provided in the connecting piece, which is to be closed before the pinch and diaphragm valve is dismantled after the drilling and injection rod has been pulled out. The open end of the nozzle after dismantling can be provided in a further embodiment for the attachment of a closure cap.

In einem derartigen Deckel kann eine Einführöffnung mit geeigneten Dichtungsmitteln zum Einstecken eines Ab­zugs- und Injektionsrohres vorgesehen sein, über welches Gas- oder Wassersäcke am hinteren Ende, d.h. insbesondere am höchsten Punkt einer Säule abzuziehen sind und gezielt mit Suspension aufzufüllen sind, die über eine direkte Einführung vom Bohrloch nicht möglich wäre. Das Rohr kann hierbei in bekannter Weise zunächst mit einem Endstopfen verschlossen sein, der durch Druck freigesprengt wird.In such a cover, an insertion opening can be provided with suitable sealing means for inserting a discharge and injection tube, via which gas or water bags at the rear end, i.e. are to be deducted in particular at the highest point of a column and to be filled up specifically with suspension which would not be possible by direct insertion from the borehole. In this case, the tube can first be closed in a known manner with an end plug which is blown free by pressure.

Das oben bezeichnete Druckhalteventil kann in günstiger Ausgestaltung am mit der Bohr- und Injiziervorrichtung verbundenen Einführstutzen angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, daß die Druckhalteeinheit nur in einfacher Ausfertigung vorgesehen sein muß und daß nacheinander erstellte Bodensäulen unter den gleichen Druckbedingungen erstellt werden. Ungeachtet dessen ist es jedoch auch möglich, das Druckhalteventil am fest mit dem Bohrloch verbundenen Anschlußstutzen vorzusehen. Teile, die in jedem Fall vorzugsweise an diesem Anschlußstutzen ausge­führt werden, sind ein Anschluß mit einem Nachverpreß­ventil und ein Anschluß mit einer Druckmeßstelle. Der Druck an dieser Druckmeßstelle kann für eine Sicherheits­schaltung der Suspensionsförderpumpe der Bohr- und Inji­zieranordnung verwendet werden.The pressure holding valve referred to above can be arranged in a favorable embodiment on the insertion nozzle connected to the drilling and injection device. This has the advantage that the pressure-maintaining unit only has to be provided in a simple version and that floor columns created one after the other are created under the same pressure conditions. Regardless of that, it is also possible to provide the pressure control valve on the connection piece firmly connected to the borehole. Parts, which are preferably carried out on this connection piece in each case, are a connection with a repressing valve and a connection with a pressure measuring point. The pressure at this pressure measuring point can be used for a safety circuit of the suspension feed pump of the drilling and injection arrangement.

Auch nach Abbau des Quetsch- oder Membranventils ist hier mittels entsprechender Anschlüsse das Konstanthalten des Druckes im Bohrloch bis zur Aushärtung möglich. Die Nach­verpreßanschlüsse können über eine Ringleitung verbunden sein und auf diese Weise gleichbleibende Qualität aller Bodensäulen garantieren.Even after the pinch or diaphragm valve has been dismantled, the pressure in the borehole can be kept constant until it hardens by means of appropriate connections. The post-compression connections can be connected via a ring line and in this way guarantee consistent quality of all floor columns.

Als Druckhalteanordnung kann anstelle eines mechanischen, insbesondere federbelasteten Druckhalteventils auch ein mit einem Druckluftkessel verbundener Rücklauf vorgesehen sein. Dieser Druckluftkessel ist dann seinerseits mit einer Druckregelvorrichtung und gegebenenfalls mit einem eingenen Druckerzeuger verbunden.Instead of a mechanical, in particular spring-loaded pressure maintaining valve, a return line connected to a compressed air boiler can also be provided as the pressure maintaining arrangement. This compressed air boiler is then in turn connected to a pressure regulating device and possibly to a pressure generator.

Am Einführstutzen sind geeignete Führungs- und Abdicht­mittel für das Bohr- und Injiziergestänge vorzusehen, da während des Bohr- und Injiziervorganges ein geschlossenes System vom Anschlußstutzen über das Quetsch- und Membran­ventil bis zum Einführstutzen dargestellt werden muß.Suitable guiding and sealing means for the drilling and injecting rods are to be provided on the insertion stub, since a closed system from the connection stub over the pinch and diaphragm valve to the insertion stub must be shown during the drilling and injecting process.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch Öffnen des mechanischen oder pneumatisch einstellbaren Druckhalte­ventils auch für ein übliches Bohr- und Injizierverfahren mit freiem Abfluß der Überschuß- oder Rücklaufmenge ver­wendet werden.The device according to the invention can also be used for a customary drilling and injection method with free discharge of the excess or return quantity by opening the mechanical or pneumatically adjustable pressure holding valve.

Eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt.

  • Fig. 1 zeigt eine vollständige Vorrichtung in Betriebs­stellung vor Schließen des Quetsch- und Membran­ventils.
  • Fig. 2a zeigt einen Anschlußstutzen mit Deckelverschluß in einer ersten Ausführung.
  • Fig. 2b zeigt einen Anschlußstutzen mit einem Deckelver­schluß und einem Schieber.
  • Fig. 3 zeigt einen Anschlußstutzen mit angesetztem Quetsch- und Membranventil und Einführtrichter.
  • Fig. 4 zeigt ein Bohr- und Injiziergestänge mit Einführ­stutzen und Druckhalteventil.
An embodiment of a device according to the invention is shown in the drawings.
  • Fig. 1 shows a complete device in the operating position before closing the pinch and diaphragm valve.
  • Fig. 2a shows a connecting piece with a lid closure in a first embodiment.
  • Fig. 2b shows a connection piece with a lid closure and a slide.
  • Fig. 3 shows a connection piece with attached pinch and membrane valve and insertion funnel.
  • Fig. 4 shows a drilling and injection rod with insertion nozzle and pressure control valve.

In Figur 1 ist eine den Boden 28 versiegelnde Abdicht­platte 7 dargestellt, in die ein Anschlußstutzen 8 ab­dichtend eingesetzt ist, beispielsweise einzementiert ist. An den Stutzen 8, der einen Nachverpreßanschluß 9 mit Ventil aufweist, ist über einen Schnellverschluß 10 ein Stutzenansatz 29 mit einem Druckmeßanschluß 12 mit einem Ventil angesetzt, das zu einer Druckmeßstelle führt. An den Stutzenansatz 29 ist ein Quetsch- oder Membranventil 13 mit einem innenliegenden Dichtschlauch 14 und einer Druckluftzuführung 15 angeflanscht. Der Schlauch ist in entspannter Position. Hieran wiederum schließt sich ein Einführtrichter 16 an, der dem erleichterten Einführen eines Einführstutzens 17 dient, der zur Vermeidung von Beschädigungen des Verschlußschlauches mit einem Kanten­schutz 18 versehen ist. Der Einführstutzen 17 ist mittels einer Befestigungskonsole 25 am Bohrmast 6 befestigt, der in einer Gestängeführung 4 ein Bohrgestänge 3 hält, an dessen vorderem Ende ein Düsenkopf 2 und davor eine Bohr­kone 1 mit Spülungsaustritt zu erkennen ist. Unmittelbar hinter der Gestängeführung 4 ist eine sogenannte Brech­vorrichtung 5 mit Klemmbacken vorgesehen, die dem Ver­binden einzelner Gestängeabschnitte dient. Das Bohrge­stänge 3 ist über eine Dichtungsanordnung 20 in den bodenseitig verschlossenen Einführtrichter dichtend eingeführt. An Anschluß 21 ist als Sperrflüssigkeitsein­lauf vorgesehen. Am Einführstutzen 17 ist eine weiterer Nachfüll- bzw. Nachverpreßanschluß 19 mit Ventil vor­gesehen, der als Alternative zu dem erstgenannten Nach­füll- und Nachverpreßanschluß 9 am Anschlußstutzen 8 angesehen werden kann. Darüberhinaus ist am Einfüllstutzen ein Rücklaufstutzen 24 vorgesehen, der über ein Tellerven­til 22 verschließbar ist, das eine regelbare Drucksteuer­einheit 23 umfaßt.FIG. 1 shows a sealing plate 7 which seals the bottom 28 and into which a connecting piece 8 is inserted in a sealing manner, for example is cemented in place. On the nozzle 8, which has a post-compression connection 9 with valve, a nozzle attachment 29 with a pressure measurement connection 12 with a valve is attached via a quick-release fastener 10, which leads to a pressure measurement point. A pinch or membrane valve 13 with an internal sealing tube 14 and a compressed air supply 15 is flanged to the connecting piece 29. The hose is in a relaxed position. This in turn is followed by an insertion funnel 16, which serves to facilitate the insertion of an insertion socket 17, which is provided with an edge protector 18 in order to avoid damage to the closure tube. The insertion nozzle 17 is by means of a fastening bracket 25 is attached to the drilling mast 6, which holds a drilling rod 3 in a rod guide 4, at the front end of which a nozzle head 2 and in front of it a drilling cone 1 with flushing outlet can be seen. Immediately behind the boom guide 4 is a so-called breaking device 5 with clamping jaws, which is used to connect individual boom sections. The drill pipe 3 is inserted sealingly into the insertion funnel, which is closed at the bottom, via a sealing arrangement 20. Connection 21 is provided as a sealing liquid inlet. A further refill or refill connection 19 with a valve is provided on the inlet connection 17, which can be regarded as an alternative to the first refill and refill connection 9 on the connection socket 8. In addition, a return nozzle 24 is provided on the filler neck, which can be closed via a poppet valve 22, which comprises a controllable pressure control unit 23.

In Figur 2a ist der Anschlußstutzen 8 in gleicher Ausfüh­rung wie in Figur 1 gezeigt, wobei die Anbauteile begin­nend mit dem Stutzenansatz 29 demontiert sind und der Anschlußstutzen 8 mittels des Schnellverschlusses 10 mit einer Deckelplatte 11 abgeschlossen ist.In FIG. 2a, the connecting piece 8 is shown in the same design as in FIG. 1, the attachments being dismantled starting with the connecting piece attachment 29 and the connecting piece 8 being closed off by means of the quick-release fastener 10 with a cover plate 11.

In Figur 2b ist ein Anschlußstutzen 8 in gleicher Ausfüh­rung wie in Figur 1 dargestellt, wobei im Anschluß daran mittels des Schnellverschlusses 10 eine Schiebereinheit 26 angebracht ist, wobei hinter dem Schieber mittels eines weiteren Schnellverschlusses 30 wiederum ein Verschluß­deckel 11 zu erkennen ist, der eine Einfuhröffnung 27 für ein Abzugsrohr aufweist.In Figure 2b, a connection piece 8 is shown in the same design as in Figure 1, followed by a slide unit 26 is attached to it by means of the quick-release fastener 10, and behind the slide by means of a further quick-release fastener 30, in turn, a closure cover 11 can be seen, which has an insertion opening 27 for an exhaust pipe.

In den Figuren 3 und 4 sind im wesentlichen die gleichen Teile wie in Figur 1 erkennbar, wobei jedoch der Einführ­stutzen noch nicht in das Membranventil eingeführt ist, dieses jedoch durch Druckaufgabe über den Druckanschluß 15 in geschlossener Stellung dargestellt ist. Im übrigen sind die gleichen Einzelteile mit gleichen Ziffern wie in den vorangegangenen Figuren bezeichnet.In FIGS. 3 and 4, essentially the same parts as in FIG. 1 can be seen, but the insertion nozzle has not yet been inserted into the membrane valve, but this is shown in the closed position by pressure application via the pressure connection 15. Otherwise, the same individual parts are designated with the same numbers as in the previous figures.

BezugszeichenlisteReference symbol list

  • 1 Bohrkrone mit Spülungsaustritt1 drill bit with irrigation outlet
  • 2 Düsenkopf2 nozzle heads
  • 3 Bohrgestänge3 drill pipes
  • 4 Gestängeführung4 boom guidance
  • 5 Brechvorrichtung5 breaking device
  • 6 Bohrmast6 drilling mast
  • 7 Abdichtplatte7 sealing plate
  • 8 Anschlußstutzen8 connecting pieces
  • 9 Nachverpreßanschluß mit Ventil9 Post-injection connection with valve
  • 10 Schnellverschluß10 quick release
  • 11 Deckelplatte11 cover plate
  • 12 Druckmeßanschluß mit Ventil12 pressure measuring connection with valve
  • 13 Quetschventil13 pinch valve
  • 14 Verschlußschlauch14 closure hose
  • 15 Druckanschluß15 pressure connection
  • 16 Einführtrichter16 insertion funnels
  • 17 Einführstutzen17 inlet connector
  • 18 Kantenschutz18 edge protection
  • 19 Nachverpreßanschluß mit Ventil19 Post-injection connection with valve
  • 20 Gestängedichtung20 rod seal
  • 21 Sperrflüssigkeitsanschluß21 sealing liquid connection
  • 22 Druckhalteventil22 pressure control valve
  • 23 Drucksteuereinheit23 pressure control unit
  • 24 Rücklaufstutzen24 return nozzle
  • 25 Befestigungskonsole25 mounting bracket
  • 26 Schiebereinheit26 slide unit
  • 27 Einfuhröffnung27 import opening
  • 28 Boden28 bottom
  • 29 Absatzstutzen29 sales spigot
  • 30 Schnellverschluß30 quick release

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von Bohrungen und/oder zum Einbringen von Suspension, insbesondere Zementsus­pension in ein Bohrloch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bodenöffnung des Bohrlochs gegenüber dem Bohr- bzw. Injiziergestänge abgedichtet wird und rück­laufendes Material druck- oder mengenregelbar kontrol­liert aus einer mit dem Bohrloch verbundenen Rücklauf­leitung abgelassen wird.1. Method for producing bores and / or for introducing suspension, in particular cement suspension, into a borehole,
characterized,
that the bottom opening of the borehole is sealed off from the drill or injection rod and returning material is discharged in a controlled manner in a pressure or quantity-controlled manner from a return line connected to the borehole. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Suspension beim Bohren und/oder Injizieren im Bohrloch unter einem regelbaren Druck gehalten wird.2. The method according to claim 1,
characterized,
that the suspension is kept under a controllable pressure during drilling and / or injection in the borehole. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß während oder nach dem Aushärten sich am höchsten Punkt des Bohrloches bildende Gas- und/oder Wasser­säcke durch Suspension unter Druck aufgefüllt werden und gegebenenfalls dabei zuvor Gas und/oder Wasser abgezogen wird.3. The method according to claim 1 or 2,
characterized,
that during or after hardening, gas and / or water bags forming at the highest point of the borehole are filled up by suspension under pressure and, if appropriate, gas and / or water is drawn off beforehand. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Suspension zum Aushärten unter einem kontrol­liert eingestellten Vordruck gehalten wird, der gege­benenfalls durch Nachverpressen nachgestellt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
characterized,
that the suspension for curing is kept under a controlled set pressure, which is adjusted if necessary by re-pressing. 5. Vorrichtung zum Herstellen von Bohrungen und/oder zum Einbringen von Suspension in ein Bohrloch nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4,
gekennzeichnet durch einen in das Bohrloch oder dessen Einfassung dichtend einsetzbaren Anschlußstutzen (8) ein mit dem Anschlußstutzen (8) verbindbares Quetsch- oder Membranventil (13) mit einem starren Stutzenteil mit äußerer Druckzuführung (15) und einem innenliegenden druckbeaufschlagbaren Dichtschlauch (14) aus elastischem Material, einen Einführtrichter (16) am Quetsch- oder Membranventil (13), einen über den Einführtrichter (16) in das Quetsch- oder Membranventil einführbaren Einführstutzen (17) mit einer Führungs- und Dichtungsanordnung (24) für ein Bohr- und/oder Injiziergestänge (3), einen axial verfahrbaren Bohrmast (6) mit einer Gestängeführung (4) für das Bohrgestänge (3) und eine einstell- oder regelbare Druckhaltevorrichtung (22, 23).5. Device for producing bores and / or for introducing suspension into a borehole according to the method according to claims 1 to 4,
characterized by a connecting piece (8) which can be inserted sealingly into the borehole or its surround, a pinch or membrane valve (13) which can be connected to the connecting piece (8) and has a rigid connecting piece part with an external pressure supply (15) and an internal pressurizable sealing hose (14) made of elastic Material, an insertion funnel (16) on the pinch or membrane valve (13), an insertion nozzle (17) which can be inserted into the pinch or membrane valve via the insertion funnel (16) with a guide and sealing arrangement (24) for a drilling and / or Injection rod (3), an axially movable drilling mast (6) with a rod guide (4) for the drilling rod (3) and an adjustable or adjustable pressure maintaining device (22, 23). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Druckhalteventil (22) als Druckhaltevor­richtung am Einführstutzen (17) angeordnet ist.6. The device according to claim 5,
characterized,
that a pressure maintaining valve (22) is arranged as a pressure maintaining device on the inlet connection (17). 7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Rücklaufleitung (24) am Einführstutzen (17) mit einem Druckluftkessel verbunden ist.7. The device according to claim 5,
characterized,
that a return line (24) on the inlet connection (17) is connected to a compressed air boiler. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Nachverpreßanschluß (9) mit einem Ventil - insbesondere am Anschlußstutzen (8) - vorgesehen ist.8. Device according to one of claims 5 to 7,
characterized,
that a post-compression connection (9) with a valve - in particular on the connecting piece (8) - is provided. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Druckmeßanschluß (12) mit einem Ventil - insbesondere am Anschlußstutzen (8) - vorgesehen ist.9. Device according to one of claims 5 to 8,
characterized,
that a pressure measuring connection (12) with a valve - in particular at the connecting piece (8) - is provided. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schieberanordnung (26) am Anschlußstutzen (8) angebracht ist.10. The device according to one of claims 5 to 9,
characterized,
that a slide arrangement (26) is attached to the connecting piece (8). 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlußstutzen (8) mit einem Verschlußdeckel (11) verschließbar ist.11. The device according to one of claims 5 to 10,
characterized,
that the connection piece (8) can be closed with a closure cover (11). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verschlußdeckel (11) eine Einführöffnung (27) zum Einführen eines Abzugs- und/oder Injektionsrohres aufweist.12. The device according to claim 11,
characterized,
that the closure cover (11) has an insertion opening (27) for inserting a trigger and / or injection tube.
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