EP1126130A1

EP1126130A1 - Verfahren und Vorrichtung zum grabenlosen Verlegen von Rohren

Info

Publication number: EP1126130A1
Application number: EP00103197A
Authority: EP
Original assignee: Subtec AG
Current assignee: Herrenknecht AG
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-22

Abstract

Zur grabenlosen Verlegung von Rohren entlang einer vorgesehenen Verlegetrasse von einem Eintrittspunkt zu einem Austrittspunkt wird zunächst eine Pilotbohrung durchgeführt und danach entlang der Trasse ein Produktrohr eingebracht. Auf der Vorderseite des Produktrohrs wird eine Tunnelvortriebsmaschine montiert, die mit dem Bohrgestänge der Pilotbohrung verbunden wird. Zum Vorschub des Produktrohrs wird gleichzeitig das Bohrgestänge gezogen und das Produktrohr geschoben. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen von Rohren, bei dem Aspekte der beiden bekannten grabenlosen Verlegeverfahren, der gesteuerten Horizontalbohrtechnik (HDD) und der Tunnelvortriebstechnik, insbesondere der Mikrotunneltechnik (MT), kombiniert eingesetzt sowie durch zusätzliche, neue Aspekte ergänzt werden, sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

Ein solches Verfahren ist aus DE-A-198 08 478 bekannt. In diesem Dokument, auf das hier ausdrücklich Bezug genommen wird, sind auch Einsatzbereiche und Vorteile dieses Verfahrens eingehend dargelegt, so dass hier auf eine Wiederholung der dortigen Ausführungen verzichtet wird.

Bei den unbestrittenen Vorteilen dieses bekannten Verfahrens besteht jedoch ein gewichtiger Nachteil darin, dass die Gesamtlänge einer derartig verlegten Rohrleitung begrenzt ist, weil das Nach- oder Mitziehen der Schutzrohre und schliesslich des Produktrohrs nur auf eine begrenzte Länge möglich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Tunnel mit einem wesenlich grösseren Durchmesser gebohrt werden muss, als für das Produktrohr erforderlich, weil der Durchmesser vom grössten Schutzrohr bestimmt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverlegung vorzuschlagen, die nicht die genannten Nachteile aufweist.

Erfindungsgemäss wird dies durch ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den in den Ansprüchen definierten Merkmalen gelöst.

Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen

Fig. 1a - 1b: die Erstellung einer Pilotbohrung
Fig. 2a - 2c: die Verlegung eines Produktrohrs
Fig. 3a - 3b: die endgültige Lage des Produktrohrs

Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft die Verlegung eines Produktrohrs zur Unterquerung eines Flusses 1. Der Untergrund ist wie folgt aufgebaut: die beiden Ufer des Flusses bestehen aus Sand 2, der auf einer groben Kiesschicht 3 aufliegt, in welcher das Flussbett ausgeformt ist. Unter der Kiesschicht befindet sich mit Steinen durchsetzter Mergel 4. Die vorgesehene Rohrleitung verläuft durch alle drei Schichten. In der groben Kiesschicht kann die Stützung des Bohrloches nicht aufrechterhalten werden, so dass das herkömmliche HDD-Verfahren versagt.

Als erstes wird eine Pilotbohrung 5 erstellt. Diese Pilotbohrung erfolgt, wie in den Fig. la - 1b gezeigt, in konventioneller Weise mittels der bekannten gesteuerten Horizontalbohrtechnik (HDD) mit einem Bohrgerät 6 entlang einer vorgesehenen Verlegetrasse 7 von einem Eintrittspunkt 8 zu einem Austrittspunkt 9. Ein Bohrkopf 10 mit einem verhältnismässig kleinen Durchmesser von beispielsweise ca. 250 mm wird mit einem relativ kleinen HDD-Gerät 6 über ein Bohrgestänge 11 vorgetrieben.

Nachdem der Bohrkopf am Ende der vorgesehenen Trasse 7 angekommen ist, wird, wie in Fig. 2a - c gezeigt, beim Austrittspunkt 9 ein Widerlager 12 eingebracht und ein Ziehgerät 13 installiert. Das Ziehgerät ist für eine Zugkraft von ca. 2 000 kN ausgelegt. Auf der Eintrittsseite wird das HDD-Bohrgerät abgebaut, ein Widerlager 14 eingebracht und eine Schubvorrichtung 15 installiert. Alternativ kann anstelle eines speziellen Ziehgeräts 13 auch das HDD-Gerät als Ziehgerät eingesetzt werden.

Anschliessend wird, wie in den Fig 2a - 2c gezeigt, ein Produktrohr 16 eingebracht. Das vorgesehene Produktrohr 16 wird in ganzer Länge vorbereitet (z.B. geschweisst) und liegt auf Rollböcken 17 vor dem Eintrittspunkt 8. Die Rollböcke laufen auf einer Schienenanordnung 18, die der Rohrlänge entsprechend vor dem Eintrittspunkt 8 eingerichtet ist.

Die Schubvorrichtung 15 dient dem Vorschub des Rohrs 16 und ist für eine Schubkraft von ca. 8 000 kN ausgelegt.

An der Vorderseite des Produktrohrs 16 wird eine Microtunnel-Maschine 19 angekoppelt, deren Energieversorgung von einem mobilen Energiestand 20 erfolgt, der am Ende des Produktrohrs auf der Schienenanordung 18 mitfährt. Ebenfalls an dieser Seite des Produktrohrs angekoppelt sind eine mobile Pumpenanordnung 21 für die Spülflüssigkeit und eine ebenfalls mobile Aufbereitungsanlage 22 zur Reinigung der Spülflüssigkeit.

Die Microtunnel-Maschine 19 wird mit dem Bohrgestänge des HDD-Geräts verbunden und anschliessend vom Ziehgerät 13 über das Bohrgestänge durch den Boden gezogen. Durch das Ziehen ist die exakte Führung der MD-Maschine gewährleistet. Die Verbindung zwischen Mikrotunnelmaschine 19 und dem Bohrgestänge 5 des HDD-Geräts ist vorzugsweise zentrisch, kann aber auch exzentrisch sein.

Gleichzeitig wird das Produktrohr 16 vom Schubgerät in den Boden geschoben. Zug- und Schubkraft werden von einem Steuerstand 23 aus aufeinander abgestimmt. Zusammen können sehr hohe Kräfte in der Grössenordnung von ca.10 000 kN aufgebracht werden.

Wie in Fig. 3a - 3b gezeigt, liegt das Produktrohr 16 in seiner endgültigen Position entlang der vorgesehenen Trasse 7. Das Produktrohr wird an der Austrittsseite nach Demontage der Microtunnel-Maschine und des Ziehgeräts durch Rohrbogen mit einer weiterführenden Leitung verbunden. Auf der Eintrittsseite wird das Rohrende nach Demontage der Geräte im elastischen Bogen abgesenkt und ebenfalls mit einer weiterführenden Leitung verbunden.

Die beschriebene Verlegetechnik ist nahezu unbegrenzt einsetzbar. Verlegelängen von mehr als 500m sind ohne weiteres möglich. Gegenüber der bekannten HDD-Technik hat sie den Vorteil, dass sie auch in schwierigen Baugründen, wie z.B. Kies, Steine etc. einsetzbar ist. Das Risiko von Spülungsausbrüchen oder von Bohrlocheinstürzen ist prakttisch eliminiert.

Anders als bei der herkömmlichen Tunnelvortriebstechnik kann der Rohrbau unabhängig vom Bohrvorgang erfolgen. Dies bringt mehrere Vorteile mit sich, z.B. dass die komplett vorbereitete Rohrleitung vor dem Einbringen druckgeprüft werden kann oder dass das Einbringen des Produktrohrs ein kontinuierlicher Vorgang ist.

Es werden keine Baugruben mit allen damit verbundenen Problemen benötigt. Ausserdem entfällt wegen der Führung der Vortriebsmaschine durch das Pilotrohr die sonst notwendige Vermessung des Rohrvortriebs.

Claims

Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Rohren, bei dem entlang einer vorgesehenen Verlegetrasse von einem Eintrittspunkt zu einem Austrittspunkt eine Pilotbohrung durchgeführt und danach entlang der Trasse ein Produktrohr eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorderseite des Produktrohrs eine Tunnelvortriebsmaschine montiert und das Bohrgestänge, mit dem die Pilotbohrung vorgetrieben wird, anschliessend am Eintrittspunkt mit der dem Produktrohr vorgesetzten Tunnelvortriebsmaschine verbunden wird und dass zum Vorschub des Produktrohrs gleichzeitig das Bohrgestänge gezogen und das Produktrohr geschoben wird.
Verlegeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Bohrgestänge und der Tunnelvortriebsmaschine zentrisch erfolgt.
Verlegeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Bohrgestänge und der Tunnelvortriebsmaschine exzentrisch erfolgt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verlegeverfahrens nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch ein am Eintrittspunkt der Verlegetrasse angeordnetes Schubgerät zum Schieben des Produktrohrs, eine am Austrittspunkt der Trasse angeordnetes Ziehgerät zum Ziehen des Bohrgestänges einer vorgängig angelegten Pilotbohrung und eine an der Vorderseite des Produktrohrs angeordnete Tunnelvortriebsmaschine, die mit dem Bohrgestänge verbunden ist.