EP1332269B1

EP1332269B1 - Vorrichtung zum erzeugen einer umfangsbohrung

Info

Publication number: EP1332269B1
Application number: EP01988814A
Authority: EP
Inventors: Hans-Joachim Bayer
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: DE10053567B4; WO2002035050A1; EP1332269A1; AU2002221776A1; DE10053567A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Umfangsbohrung an einer im Erdreich verlegten Leitung mit Hilfe eines Erdbohrwerkzeugs und nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung 100 53 567.4 in Anspruch, auf die inhaltlich Bezug genommen wird.
Beim grabenlosen Erdbohren zum Ersetzen erdverlegter Leitungen ist es bekannt, die Leitung zu zerstören und in das seitliche Erdreich zu verdrängen oder die Altleitung aus dem Erdreich herauszuziehen. In beiden Fällen wird in dem bestehenden Erdkanal dann eine neue Leitung oder ein neues Rohr eingezogen. Zur Vereinfachung des Ersetzens der Altleitung als auch des Einziehens der Neuleitung, insbesondere einer Neuleitung mit vergrößertem Querschnitt ist es bekannt, zunächst das die Altleitung umgebende Erdreich zu entfernen und so einen Ringkanal um die Altleitung auszubilden.
In der DE 33 31 291 C2 ist ein rohrförmiges Bohrwerkzeug mit einem Antrieb bekannt, welches auf die Altteitung aufgesetzt wird und - sich mittels des Antriebs auf der Leitung fortbewegend - mit Hilfe von stirnseitig angeordneten Spüldüsen einen Ringraum um die Altleitung freispült. Ein ähnliches Gerät ist in der DE 32 28 637 C2 beschrieben. In einer Weiterentwicklung dieser bekannten Geräte wird der im Bohrwerkzeug vorgesehene Antrieb durch einen gestängevermittelten Hydraulikantrieb, wie in der DE 195 04 484 C1 beschrieben, ersetzt. Die aus der DE 195 22 579 C1 bekannte Vorrichtung bedient sich eines Überfahrkopfes, der die Altleitung auftrennt, überfährt und das Altrohr mit einem Hüllrohr überzieht. Der konisch ausgebildete Überfahrkopf verdrängt während des Vortriebs das das Altrohr umgebende Erdreich und bildet dadurch einen Hohlraum für das Hüll- bzw. Neurohr.
Die beschriebenen Vorrichtungen umgreifen die Altleitung ringförmig. Dies führt dazu, daß beim Vortrieb nicht nur ein hoher Kraftaufwand erforderlich ist, sondern Hindernisse entweder gar nicht oder nur unter erheblichen Schwierigkeiten überwunden werden können. Solche Hindernisse können insbesondere in Form von Muffen, Verdickungen oder Reparaturstellen am Rohr auftreten, aber auch durch Rohrabzweigungen oder Rohrkrümmungen gebildet sein. In der Praxis bringt zum Beispiel eine Rohrmuffe, wenn sie den Rohraußendurchmesser um mehr als den Innendurchmesser des rohrförmigen Bohrwerkzeugs überschreitet, den Bohrvorgang zum Stillstand.
In der DE 198 53 198 C1 ist ein Verfahren zum Rohrleitungsaustausch beschrieben, bei dem mehrere Bohrungen entlang und in der Nähe der Altleitung durchgeführt werden und ein Spülkopf durch diese Bohrungen zurückgezogen wird, um einen entsprechenden Ringraum um die Altleitung auszubilden. Dieses Verfahren ist zeit- und kostenaufwendig, da vor dem Leitungsaustausch zunächst mehrere Bohrschritte erforderlich sind.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die ein einfaches Freiräumen der im Erdreich verlegten Leitung erlaubt. Der Erfindung liegt femer die Aufgabe zugrunde, ein dafür geeignetes Verfahren zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird von einem Ringschluß des Bohrwerkzeugs abgesehen und damit ein Überfahren von Hindernissen am Rohr oder an der Leitung ermöglicht. Je nach Ausgestaltung des Bohrwerkzeugs kann eine erhebliche Verringerung des Vortriebswiderstandes und ein problemloses Überfahren oder Umfahren von Muffen, Schellen oder Krümmungen der Altleitung erreicht werden.
Vorzugsweise wird die Altleitung mit einem Bohrwerkzeug in Form einer offenen Manschette oder einer gekrümmten Schaufel zu mehr als 50%, vorteilhafterweise zu 60% umgriffen. Bei einer anderen Ausführungsform besitzt das Bohrwerkzeug eine schraubenförmige Ausgestaltung, die besonders für das Überfahren von Muffen und Abzweigungen geeignet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann Austrittsdüsen für eine Spülflüssigkeit aufweisen, die so ausgerichtet sein können, daß ein ringförmiger Spülraum entsteht. Die Düsen können dabei einen fächerförmigen Düsenkranz ausbilden, der trotz des fehlenden Ringschlusses des Bohrwerkzeugs zu einem vollständigen Freispülen des Altrohrs führt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Bohrwerkzeug eine Schneidfläche auf, mit der Hindernisse, wie beispielsweise Abzweigungen, abgetrennt werden können. Ferner kann die Vorrichtung eine Steuerfläche aufweisen, mit der Hindernisse gezielt angefahren und gegebenenfalls unter Wiederholung des Vorganges abgetrennt werden können.
Die besondere Geometrie der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlaubt es, Hindernisse ohne Schwierigkeiten zu umfahren und bei bevorzugter Ausgestaltung dem Verlauf des Altrohres zwangsweise zu folgen, so daß auch Krümmungsabschnitte des Rohres zielsicher überwunden werden, ohne daß das Bohrwerkzeug die Rohrtrasse verläßt.
Die Erfindung ist insbesondere für den Austausch langer Rohrabschnitte geeignet, da diese nun erstmalig ohne Behinderung freigeräumt werden, können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich für den Austausch von Altleitungen beliebigen Materials und erlaubt es, problemlos Neurohre des gleichen oder größeren Durchmessers in den Erdkanal einzuziehen.
Die Vorrichtung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1:: die Erfindung in manschetten- oder schaufelförmiger Ausgestaltung;
Fig. 2:: eine Seitenansicht der Ausführungsform der Fig. 1;
Fig. 3:: eine Vorderansicht auf die Stirnfläche der Ausführungsform der Fig. 1 und
Fig. 4:: eine schraubenförmige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs;
Fig. 5 bis 7:: weitere Ausführungsformen des Bohrwerkzeuges.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Bohrwerkzeug 1 mit Düsen 2 und einer Steuerfläche 3 auf. Durch die geometrische Ausgestaltung des in Fig. 1 dargestellten Bohrwerkzeugs weist dieses eine wannenförmige Innenfläche 6 auf, die an dem äußeren Altleitungs- oder Rohrumfang anliegt. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die am Außenmantel der Rohrleitung anliegende Führungsfläche durch die Innenfläche 6 des schraubenförmig ausgestalteten Bohrkopfes 1 ausgebildet. Das Bohrwerkzeug weist stimseitig eine Schneidkante 8 auf, mit der Hindernisse vom Außenmantel der Leitung entfernt werden können. Die offene Gestaltung des Bohrwerkzeugs erlaubt es aber auch, Hindernisse zu umfahren.
Bei den Düsen 2 handelt es sich vorzugsweise um Hochdruckdüsen, mit denen ein Wasserstrahl, eine Bentonitsuspension oder ein anderes Spülmedium in den Ringraum eingebracht wird. Die Düsen sind kranzförmig auf der Stirnseite des Bohrwerkzeugs 1 angeordnet und so ausgerichtet, daß das Altrohr vollständig umspült wird (Fig. 3).
Zum Auswechseln einer Altleitung wird das Bohrwerkzeug mit einem Schubgestänge verbunden und in einer Startgrube auf die dort freigelegte Altleitung aufgesetzt. Daraufhin wird das Werkzeug 1 unter Einsatz der Spüldüsen 2 an dem Rohr entlang mittels eines (nicht dargestellten) Schubantriebs vorangetrieben und das Rohr mit Hilfe des Spülmediums vollständig umspült. Beim Auftreffen auf ein Hindemis wird dieses entweder durch gezielte gestängevermittelte Rotation des Bohrwerkzeugs umfahren oder in einem oder in mehreren Schritten durch Aufbringen der erforderlichen Schubkraft zerstörend überwunden. Nach dem Freiräumen der Altleitung kann diese problemlos aus dem Erdreich entfernt und durch eine neue Leitung ersetzt werden.

Claims

Bohrvorrichtung zum Erzeugen einer Umfangsbohrung an einer im Erdreich verlegten Leitung, wobei ein Bohrwerkzeug mit einem Schubgestänge verbunden ist und mittels eines Schubantriebs über die Altleitung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrwerkzeug (1) die Leitung offen ohne Ringschluss 24 mehr als 50% umgreift.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet. daß diese die Leitung zu 60% umgreift.
Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden, gekennzeichnet durch die Form einer Schaufel oder einer offenen Manschette oder eines angeschnittenen Halbkegels.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2. gekennzeichnet durch eine schraubenförmige Ausgestaltung.
Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Austriftsdasen (2) für eine Spulflussigkeit.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet. daß die Austdttsdüsen (2) so ausgerichtet sind, daß ein ringförmiger spalraum entsteht.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 6. gekennzeichnet durch einen gebogenen fächerförmig aufgehenden Düsenkranz.
Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schneidfläche oder mehrere Schneidflächen (8).
Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerfläche (3).
Verfahren zum Erzeugen einer Umfangsbohrung um eine im Erdreich verlegte Altleitung und/oder zum Ersetzen und/oder Entfemen dieser Altleitung, gekennzeichnet durch
- Aufsetzen eines Bohrwerkzeugs (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf die Altleitung,

- Überfahren der Altleitung mit dem Bohrwerkzeug (1), wobei ein Schub von einem Schubantrieb über ein Schubgestänge auf das Bohrwerkzeug übertragen wird,

- Erzeugen eines mindestens einen Kreisabschnitt des Altleitungsumfangs erfassenden Raumes.
Verfahren nach Anspruch 10. gekennzeichnet durch
- gezieltes Anfahren von Hindernissen.

- Abtrennen der Hindernisse von der Altleitung.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11. gekennzeichnet durch
- Zuschalten einer Spütvonichtung.

- Freispülen eines Ringraumes

- Vorantreiben des Bohrwerkzeugs.