EP1904716A1 - Erstellung eines rohrstrangs im untergrund - Google Patents

Erstellung eines rohrstrangs im untergrund

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Publication number
EP1904716A1
EP1904716A1 EP06752906A EP06752906A EP1904716A1 EP 1904716 A1 EP1904716 A1 EP 1904716A1 EP 06752906 A EP06752906 A EP 06752906A EP 06752906 A EP06752906 A EP 06752906A EP 1904716 A1 EP1904716 A1 EP 1904716A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elements
tubing string
pressure
fluid
expansion
Prior art date
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Granted
Application number
EP06752906A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1904716B1 (de
Inventor
Stefan Trümpi
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1904716A1 publication Critical patent/EP1904716A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1904716B1 publication Critical patent/EP1904716B1/de
Ceased legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • E21D9/005—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries by forcing prefabricated elements through the ground, e.g. by pushing lining from an access pit
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/205—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes without earth removal

Definitions

  • the invention relates to a method for creating a driven into the ground pipe string from frontally adjacent pipe elements in a soft, rocky and / or rocky ground, with a arranged in a press shaft or in an intermediate press station pressing device acts on the pipe string and end face in the joints the tubing arranged, fluid-filled expansion elements are used. Furthermore, the invention relates to applications of the method.
  • the pipe string is pressed by successive application of tubular elements in the soil, with a controllable headpiece shows the way.
  • the new pipe elements are lowered into a press shaft and propelled forward with a press device until the next pipe section can be used.
  • the pipe elements have a diameter of up to several meters, a pipe string of pipe elements, for example, 1 to 4 m in diameter can reach a length of 1 to 2 km or more.
  • the head of the pipe string can be removed and the necessary terminators and lines are added.
  • the required pre-pressing forces increase due to the skin friction of the pipe elements.
  • intermediate pressing stations or intermediate shafts can be created for other pressing devices, with which the range can be increased accordingly.
  • the removed from the conveyor head earth material must be dissipated in the opposite direction to the usually approximately horizontal pipe jacking, this can be done in a conventional manner with conveyor belts, rubble cars or the like. Furthermore, in the case of appropriate soil, it is possible to produce thin-flow conveyance in closed pipes.
  • the international patent application PCT / CH2005 / 000090 describes the propulsion of tubular elements for creating an elongated structure in soft, rocky and / or rocky, even monolithic underground.
  • the driving force whose eccentricity with respect to the neutral axis and / or the driving direction are determined.
  • fluid-filled expansion elements Between the individual Pipe elements are used frontally in the joints of the pipe string, fluid-filled expansion elements. In at least one part of the expansion elements distributed over the entire length of the pipe string, the fluid pressure and / or in part of the. Joint the deformation measured. From these parameters, the driving force. 'And their eccentricity calculated with respect to .the tube axis and the values stored and / or compared with stored standard values. According to a variant, the eccentricity is calculated and the values are converted into control commands for the pressing device and / or the individual fluid supply to or the individual fluid outflow from the expansion elements. After creating the pipe string, the elastic expansion elements remain in the joints.
  • the inventor has set itself the task of making the method described above more efficient and to expand the scope.
  • the object is achieved according to the invention in that the elastic expansion elements are removed from the joints after the construction of the pipe string.
  • Specific and further developing embodiments of the method are the subject of dependent claims.
  • elastic expansion elements starting from at least one front end of the tubing string and / or an intermediate pressing station, are removed individually or in groups, step by step
  • the gradual removal of the expansion elements can be done as mentioned with respect to the pressing direction from the front or from the back, for variants also simultaneously from both sides and / or at least one intermediate press station, done.
  • This beginning of the removal of expansion elements results from the skin friction, which includes the static friction and sliding friction.
  • the skin friction is cumulated for all pipe elements at the front end of the pipe string and lowest in the region of the intermediate press station.
  • two or more expansion elements can in each case cause a joint enlargement by increasing the pressure, again starting from one or both front ends of the pipe string or at least one intermediate press station. This is in itself more efficient than the pressure increase in each case an expansion element, but pushes quickly because of the mentioned static friction and sliding friction.
  • Expansion element "springs" a displaced pipe element slightly back, however, due to the rigid body displacement of the pipe elements relative to the
  • a pressure relief without permanent rigid body displacement at least one
  • a filled with a fluid, but non-pressure expansion element usually has a circular cross-section of an outer diameter D 0 of a few centimeters depending on various parameters, in practice less than 10 cm.
  • the expansion element is compressed to, for example, 20-50% of the original diameter D 0 .
  • the propulsion remains a residual pressure in the expansion element.
  • the expansion element expands due to the increasing pressure back to suitably 60 - 80% of the original outside diameter D 0 , the joint between the adjacent pipe elements is widened accordingly.
  • the expansion element reduces again to 50 - 70% of the original outside diameter D 0 , the continuous joint width is dimensioned accordingly.
  • the joint width d between the tubular elements driven into the substrate is expediently increased by at least about 30%, preferably by at least about 50%, in particular by at least about 100%, which, as mentioned, is effected by appropriate fluid supply.
  • the fluid used is preferably a pressure-resistant liquid, but optionally other liquids, such as water, and even gases, such as air, may be used.
  • the expansion elements can in principle assume any geometric shape, but they are at least adapted to the cross-sectional shape of the tubular elements.
  • the most common shapes are ring elements and spirally inserted elements which extend over the end face of the tube elements.
  • annular expansion elements along the circumference are divided sectorally.
  • pressure increase can be brought about in all sectors, but also in only a part of the sectors. In principle, a pressure increase in a single sector.
  • the inventive method has the primary advantage that the expansion elements can be easily and undamaged drawn into the tube interior. Even this alone has a considerable economic and environmental value, designed for extremely strong pressure load expansion elements must not be purchased after use, but can be reused. Damaged expansion elements can be repaired or disposed of properly. , ,
  • the method according to the invention can also be applied by opening a secondary use in various ways:
  • the joints can be filled with a flowable, hardening, pressure-resistant construction material and thus the stability of the pipe string can be increased, for example with mortar.
  • the joints can be filled with an elastic material, such as silicone, which seals the pipe string with lasting elasticity.
  • the elastic material may be bag-shaped or tubular and may be filled with a fluid, i. a liquid or a gas to be filled. The tube or bag used for this is much cheaper than the previously removed expansion element.
  • the pipe string does not reach the specified length, it can be adjusted by widening a given number of joints.
  • joints of a pipe string with the expansion element removed can e.g. be filled with a flowable, hardening material for an underpinning or excavation pit, iris specific
  • - Fig. 1 is a vertical section through a press shaft with a
  • Fig. 2 shows the course of the pipe string below a road section
  • - Fig. 3 is an axial section through two frontally adjacent
  • Fig. 4 shows a detail of a joint connection of two pipe elements with a
  • Measuring and filling device according to IV of Fig. 3, and - Fig. 5 a pipe string with n elements four different stages of removal of the expansion elements.
  • a pipe string 14 is propelled, which runs approximately parallel to the earth surface 16 at a depth of a few meters.
  • the individual pipe elements 18 are lowered by means of a lifting device 20 in the press shaft 12.
  • An abutment 22 supporting pressing device 24 is aligned with the tubing string 14.
  • a pressure ring 26 presses the end face on the rearmost tubular element 18 and pushes the entire pipe string 14 in the feed direction 28 by the length I of a tubular element 18 forward. Then, the pressure ring 26 is withdrawn, a new tube member 18 is lowered and set with the interposition of an expansion element 44 (Fig. 3) precisely. Then the insertion takes place by a further tube length I. Simultaneously with the pressing of the tubing string 18 in the substrate 10, the displaced soil is reduced by a head piece 30 in a conventional manner.
  • the propulsion takes place as mentioned step by step.
  • One step involves the insertion of a tubular element 18, the advancement of the tubing string 14 by the length I of the tubular element 18 in the advancing direction 28.
  • the advancing force 40 (FIG. 3) is transferred from tube element to tube element 18 via the expansion elements 44 (FIG. 3) shown below transfer.
  • tubing string 14 generally runs approximately parallel to the earth's surface 16.
  • the tubing string 14 may, however, also run at any other angle.
  • eccentricities may occur during the advancement of a pipe string 18, as shown in detail in FIG. 3.
  • the head piece 30 usually has a locating device 36, so the position can be determined at any time and any necessary corrections made. Next can be precisely excavated at a possibly necessary repair or replacement of the head piece 30, an auxiliary shaft.
  • FIG. 2 an S-piece of a road 38 with underlying pipe string 14 is indicated.
  • the pipe string 14 is performed with the largest possible bending radius through the S-piece, the projected pipe path runs as straight as possible.
  • Measuring and process control according to the present invention may be Pipe string 14 follow the projected pipe path as far as possible.
  • Fig. 3 shows the end faces 42 of two tubular elements 18 in the rest position, on soft a propelling force has been exercised.
  • the two end faces 42 of the tubular elements 18 are connected at the end by an expansion element 44 designed as a hollow profile.
  • the cavity of the expansion element 44 is filled with a pressure-resistant fluid 46, the pressure p is in the present case about 80 bar.
  • the distance d between the end faces forming the joint 70 is 18 mm.
  • the connecting region of the two tubular elements 18 is covered with a sleeve 48, which has a guiding and sealing function.
  • the sealing function is supported by an inserted O-ring 50.
  • all the cavities of the expansion elements 44 are connected over the entire pipe string 14 via a pressure line 56, as shown in Fig. 4.
  • This pressure line 56 is connected via a filling cock 58 with the fitting 60 of each connected expansion element 54. With a lever 62, the filler cock 58 can be opened.
  • the fitting 60 is also equipped with a pressure gauge 64 and a vent cock 66 through which excess fluid 46 can be discharged into the interior of the tubing string 14.
  • the pressure p in the expansion element 44 according to FIG. 4 is greatly increased, as a result of which the expansion element 44 has assumed a somewhat less flattened, virtually circular cross-section. Accordingly, the left tubular member 18 is displaced in the direction of the arrow 52, the joint 70 has now assumed a predetermined increased width d '.
  • Fig. 5 shows a pipe string 14 between a press shaft 12 and an end shaft 12 '.
  • the tubing string 14 is present about 1, 5 km long. Not shown are any corresponding to the press shaft ⁇ 2
  • the pipe string 14 with n pipe elements 18 is created, between the individual pipe elements 18, the element 44 is arranged at the front side, which is under a residual pressure.
  • the first joint 70 has been widened by almost exactly twice the pressure in the first expansion element 44, the first tube element 18 has been pressed in the direction of the arrow 52 in the direction of the press shaft 12. It will be the moment of pressure relief in the joint 70 and the
  • the same process can be carried out from the end shaft 12 'to the press shaft 12.
  • the pressure can be increased simultaneously in two expansion elements 44 until the distance d 1 is reached in the two joints concerned, both expansion elements 44 simultaneously relieved and pulled into the tube interior.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Erstellen eines in den Untergrund (10) getriebenen Rohrstrangs (14) aus stirnseitig aneinanderliegenden Rohrelementen (18) in einen weichen, steinigen und/oder felsigen Untergrund beschrieben. Eine in einem Pressschacht (12) oder in einer Zwischenpressstation angeordnete Pressvorrichtung (24) wirkt auf den Rohrstrang ein. In den stirnseitigen Fugen (70) des Rohrstrangs (14) sind fluidgefüllte Dehnelemente (44) angeordnet. Diese elastischen Dehnelemente (44) werden nach dem Erstellen des Rohrstrangs (14) nach innen aus den Fugen (70) entfernt. Das Verfahren kann auch zur einstellbaren Verlängerung des Rohrstrangs (14) angewendet werden. Weiter können die Fugen (70) nach dem Entfernen des Dehnelements (44) mit einem fliessfähigen, erhärtenden, druckfesten Baumaterial einerseits, oder mit einem elastischen Material, auch einem mit einem Fluid gefüllten Beutel oder Schlauch andererseits gefüllt werden.

Description

Erstellung eines Rohrstrangs im Untergrund
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen eines in den Untergrund getriebenen Rohrstrangs aus stirnseitig aneinanderliegenden Rohrelementen in einen weichen, steinigen und/oder felsigen Untergrund, wobei eine in einem Pressschacht oder in einer Zwischenpressstation angeordnete Pressvorrichtung auf den Rohrstrang einwirkt und stimseitig in den Fugen des Rohrstrangs angeordnete, fluidgefüllte Dehnelemente eingesetzt werden. Weiter betrifft die Erfindung Anwendungen des Verfahrens.
Das klassische Verlegen von Rohrleitungen erfolgt in Gräben, wo sie Stück für Stück in ein Bett eingelegt, abgedichtet und wieder eingedeckt werden.
In einem überbauten, coupierten oder sonst wie im oberen Bereich schwierigen Gelände bietet sich als an sich bekannte Alternative an, aus einem abgeteuften Schacht einen Rohrstrang in das Erdreich zu treiben. Es wird ein möglichst ge- rade verlaufender Sollweg für den Rohrstrang projektiert, wobei allfällige Hindernisse in einem möglichst grossen Kurvenradius umgangen werden.
Der Rohrstrang wird durch sukzessives Anlegen von Rohrelementen in das Erdreich gepresst, wobei ein steuerbares Kopfstück den Weg weist. Die neuen Rohrelemente werden in einen Pressschacht abgesenkt und mit einer Pressvorrichtung vorwärts getrieben, bis das nächste Rohrstück eingesetzt werden kann. Die Rohrelemente haben einen Durchmesser von bis zu mehreren Metern, ein Rohrstrang aus Rohrelementen von beispielsweise 1 bis 4 m Durchmesser kann eine Länge von 1 bis 2 km oder mehr erreichen.
In einem Zielschacht kann das Kopfstück des Rohrstrangs entnommen und die notwendigen Abschlussvorrichtungen und -Leitungen zugefügt werden. Mit zunehmender Vortriebslänge nehmen die erforderlichen Vorpresskräfte infolge der Mantelreibung der Rohrelemente zu. Je nach der Länge des Rohrstrangs und der anzuwendenden Presskraft können Zwischenpressstationen oder Zwischenschächte für weitere Pressvorrichtungen erstellt werden, mit welchen die Reichweite entsprechend erhöht werden kann.
Das vom Förderkopf abgetragene Erdmaterial muss in Gegenrichtung zum meist etwa horizontalen Rohrvortrieb abgeführt werden, dies kann in an sich bekannter Weise mit Förderbändern, Schuttwagen oder dgl. erfolgen. Weiter ist bei entsprechendem Erdreich eine Dünnstromförderung in geschlossenen Rohren möglich.
Die hohen Vortriebskräfte müssen möglichst gleichmässig und ohne lokale Spannungskonzentrationen stirnseitig von Rohrelement zu Rohrelement übertragen werden, was im Direktkontakt nicht ohne Beschädigungen möglich wäre. Es ist bekannt, dem Rohrquerschnitt entsprechende Druckübertragungsringe aus Holzwerkstoffen einzulegen.
Beim Pressvortrieb werden die Rohrelemente sowohl in axialer als auch in radialer Richtung stark beansprucht. Die Vorpresskräfte müssen den Brustwiderstand und die Reibung zwischen dem Rohrmantel und dem Erdreich überwinden. Richtungskorrekturen führen, neben einer Zunahme der Vorpresskräfte, vor allem zu einer ungleichförmigen Verteilung der Druckspannungen der Rohr- Stirnseiten und im Rohrelement selbst. Weitere Einwirkungen, wie z. B. Zwän- gungskräfte und Erddruck, beanspruchen die Rohre auch in radialer Richtung.
Die internationale Patentanmeldung PCT/CH2005/000090 beschreibt den Vortrieb von Rohrelementen zum Erstellen eines länglichen Bauwerks in weichem, steinigem und/oder felsigem, auch monolithischem Untergrund. Dabei werden die Vortriebskraft, deren Exzentrität bezüglich der neutralen Achse und/oder die Vortriebsrichtung ermittelt. Zwischen den einzelnen Rohrelementen werden stirnseitig in den Fugen des Rohrstrangs angeordnete, fluidgefüllte Dehnelemente eingesetzt. In wenigstens einem über die ganze Länge des Rohrstrangs verteilten Teil der Dehnelemente wird der Fluiddruck und/oder in einem Teil der. Fugen die Verformung gemessen. Aus diesen Parametern werden die Vortriebskraft.' und deren Exzentrität bezüglich .der Rohrachse berechnet und die Werte gespeichert und/oder mit gespeicherten Standardwerten verglichen. Nach einer Variante wird die Exzentrität berechnet und die Werte in Steuerbefehle für die Pressvorrichtung und/oder die individuelle Fluidzufuhr zu beziehungsweise dem individuellen Fluidabfluss von den Dehnelementen umgewandelt. Nach dem Erstellen des Rohrstrangs verbleiben die elastischen Dehnelemente in den Fugen.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, das eingangs beschriebene Verfahren rationeller zu gestalten und den Anwendungsbereich zu erweitern.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die elastischen Dehnelemente nach dem Erstellen des Rohrstrangs aus den Fugen entfernt werden. Spezielle und weiterbildende Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.
Das Entfernen der elastischen Elemente aus den Fugen erfolgt je nach Material, Fugenbreite, Klemmkraft, usw. nach Wahl. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden elastische Dehnelemente, ausgehend von wenigstens einem stirnseitigen Ende des Rohrstrangs und/oder einer Zwischenpressstation einzeln oder gruppenweise entfernt, indem schrittweise
- zur bleibenden Starrkörperbewegung mindestens eines Rohrelements in seiner Achsrichtung wenigstens einem Dehnelement unter Erhöhung des Drucks zusätzliches Fluid zugeführt wird, - nach der vorgegebenen Erhöhung der Fugenbreite auf einen vorgegebenen Wert das Fluid des betreffenden Dehnelements abgelassen, und - das Dehnelement in das Innere des Rohrstrangs entfernt, einer Wiederverwendung zugeführt oder entsorgt wird.
Das schrittweise Entfernen der Dehnelemente kann wie erwähnt bezüglich der Pressrichtung von vorne oder von hinten erfolgen, nach Varianten auch gleichzeitig von beiden Seiten und/oder von wenigstens einer Zwischen pressstation aus, erfolgen. Dieser Beginn des Entfernens von Dehnelementen ergibt sich aus der Mantelreibung, welche die Haft- und Gleitreibung umfasst. Die Mantelreibung ist für alle Rohrelemente kumuliert an dem stirnseitigen Ende des Rohrstrangs und im Bereich der Zwischenpressstation am geringsten. Wo die Haft- und Gleitreibung verhältnismässig niedrig ist, können - wiederum beginnend von einem oder beiden stirnseitigen Enden des Rohrstrangs oder wenigstens einer Zwischenpressstation - auch zwei oder mehr Dehnelemente durch Druckerhöhung je eine Fugenvergrösserung bewirken. Dies ist an sich rationeller als die Druckerhöhung in jeweils einem Dehnelement, stösst jedoch wegen der erwähnten Haft- und Gleitreibung rasch an Grenzen.
Durch die Verschiebung von wenn in geringem Mass elastischen Rohrelementen muss die Mantelreibung vom Rohrelement zum umgebenden
Erdreich überwunden werden. Nach der Druckentlastung des elastischen
Dehnungselements „federt" ein verschobenes Rohrelement etwas zurück, jedoch infolge der Starrkörperverschiebung der Rohrelemente gegenüber dem
Untergrund nicht vollständig in die ursprüngliche Position. Falls eine Druckentlastung ohne bleibende Starrkörperverschiebung mindestens eines
Rohrelements erfolgen würde, klemmte die Restkraft das Dehnelement ein, es könnte nicht aus der Fuge gezogen werden. Bei der erfindungsgemässen
Vergrösserung der Fugenbreite bleibt nach der Druckentlastung eine Restkraft, welche ein problemloses Hereinziehen des Dehnelements in das Rohrinnere erlaubt.
Ein mit einem Fluid gefüllten, jedoch druckloses Dehnelement hat in der Regel einen kreisförmigen Querschnitt von einem von verschiedenen Parametern abhängigen Aussendurchmesser D0 von wenigen Zentimetern, in der Praxis weniger als 10 cm. Beim Pressvortrieb wird das Dehnelement auf beispielsweise 20 - 50% des ursprünglichen Durchmessers D0 zusammengedrückt. Nach dem Vortrieb bleibt ein Restdruck im Dehnelement. Bei der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens erweitert sich das Dehnelement infolge des steigenden Drucks wieder auf zweckmässig 60 - 80% des ursprünglichen Aussendurchmessers D0, die Fuge zwischen den benachbarten Rohrelementen wird entsprechend verbreitert. Nach der Druckentlastung verkleinert sich das Dehnelement wieder auf 50 - 70% des ursprünglichen Aussendurchmessers D0, die dauernde Fugenbreite ist entsprechend dimensioniert.
Zum Entfernen der Dehnelemente wird die Fugenbreite d zwischen den in den Untergrund getriebenen Rohrelementen zweckmässig um wenigstens etwa 30%, vorzugsweise um wenigstens etwa 50%, insbesondere um wenigstens etwa 100% erhöht, was wie erwähnt durch entsprechende Fluidzufuhr erfolgt.
Das verwendete Fluid ist bevorzugt eine drucksteife Flüssigkeit, es können jedoch wahlweise auch andere Flüssigkeiten, wie Wasser, und sogar Gase, wie Luft, eingesetzt werden.
Die Dehnelemente können im Prinzip jede beliebige geometrische Form annehmen, sie sind jedoch zumindest an die Querschnittform der Rohrelemente angepasst. Die üblichsten Formen sind Ringelemente und spiralförmig eingelegte Elemente, welche sich über die Stirnfläche der Rohrelemente erstrecken.
Nach einer speziellen Ausführungsform . der Erfindung sind beispielsweise ringförmige Dehnelemente entlang des Umfangs sektoriell unterteilt. In diesem
Fall kann in allen Sektoren eine Druckerhöhung herbeigeführt werden, jedoch auch in nur einem Teil der Sektoren. Im Prinzip genügt eine Druckerhöhung in einem einzigen Sektor.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat den primären Vorteil, dass die Dehnelemente problemlos und unbeschädigt in das Rohrinnere gezogen werden können. Schon diese allein hat einen beachtlichen ökonomischen und ökologischen Wert, die für extrem starke Druckbelastung ausgelegten Dehnelemente müssen nach dem Gebrauch nicht neu angeschafft, sondern können wieder verwendet werden. Allenfalls beschädigte Dehnelemente können repariert oder fachgerecht entsorgt werden. . .
In der Regel werden alle Dehnelemente aus den Fugen entfernt, es ist jedoch auch eine gezielte Entfernung bestimmter Dehnelemente möglich.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch angewendet werden, indem es auf verschieden Weise einen sekundären Nutzen eröffnet:
- Die Fugen können mit einem fliessfähigen, erhärtenden, druckfesten Baumaterial gefüllt und damit die Stabilität des Rohrstrangs erhöht werden, beispielsweise mit Mörtel. - Die Fugen können mit einem elastischen Material, beispielsweise Silikon, gefüllt werden, was den Rohrstrang bei bleibender Elastizität abdichtet. Das elastische Material kann beutel- oder schlauchförmig ausgebildet sein und mit einem Fluid, d.h. einer Flüssigkeit oder einem Gas, gefüllt sein. Der dazu eingesetzte Schlauch oder Beutel ist wesentlich billiger als das vorher entfernte Dehnelement.
- Erreicht der Rohrstrang nicht die vorgegebene Länge, kann diese justiert werden, indem eine vorgegebene Anzahl von Fugen verbreitert wird.
- Die Fugen eines Rohrstrangs mit entferntem Dehnelement können z.B. für eine Unterfangung oder einen Baugrubenabschluss mit einem fliessfähigen, aushärtenden Material gefüllt werden, irisbesondere
Mörtel. Zusammen mit einer anschliessend angelegten externen Vorspannung können diese Rohrträger nach dem Vortreiben im Untergrund wie Balken von grosser Tragfähigkeit und kontrollierbaren mechanischen Eigenschaften eingesetzt werden.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:
- Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Pressschacht mit einem
Rohrstrang, - Fig. 2 den Verlauf des Rohrstrangs unterhalb eines Strassenabschnitts,
- Fig. 3 einen Axialschnitt durch zwei stirnseitig aneinander liegende
Rohrelemente
- Fig. 4 ein Detail einer Stossverbindung zweier Rohrelemente mit einer
Mess- und Fülleinrichtung, gemäss IV von Fig. 3, und - Fig. 5 einen Rohrstrang mit n Elementen vier verschiedene Stufen der Entfernung der Dehnelemente.
Im Untergrund 10, vom weichen Erdreich bis zum monolithischen Fels, wird ausgehend von einem Pressschacht 12 ein Rohrstrang 14 vorgetrieben, wel- eher in einigen Metern Tiefe etwa parallel zur Erdoberfläche 16 verläuft. Die einzelnen Rohrelemente 18 werden mittels einer Hebevorrichtung 20 in den Pressschacht 12 abgesenkt.
Eine sich auf ein Widerlager 22 abstützende Pressvorrichtung 24 ist auf den Rohrstrang 14 ausgerichtet. Vorliegend handelt es sich um Hydraulikpressen, es können jedoch auch pneumatische Pressen oder Hubspindeln eingesetzt werden. Ein Druckring 26 drückt stirnseitig auf das hinterste Rohrelement 18 und drückt den ganzen Rohrstrang 14 in Vorschubrichtung 28 um die Länge I eines Rohrelements 18 vorwärts. Dann wird der Druckring 26 zurückgezogen, ein neues Rohrelement 18 abgesenkt und unter Zwischenlage eines Dehnelements 44 (Fig. 3) präzis angesetzt. Dann erfolgt der Einschub um eine weitere Rohrlänge I. Gleichzeitig mit dem Einpressen des Rohrstrangs 18 in den Untergrund 10 wird durch ein Kopfstück 30 in an sich bekannter Weise das verdrängte Erdreich abgebaut. Dies erfolgt beispielsweise durch einen eingebauten Bagger 32, eine Fräse oder einem anderen im Tunnel- oder Bergbau bekannten Arbeitsgerät. Mit einem nicht gezeichneten Transportgerät wird das abgetragene Erdreich 34 in Richtung des Pressschachts 24, also entgegen der Vortriebsrichtung 28, gefördert.
Der Vortrieb erfolgt wie erwähnt schrittweise. Ein Schritt beinhaltet das Einsetzen eines Rohrelements 18, den Vorschub des Rohrstrangs 14 um die Länge I des Rohrelements 18 in Vorschubrichtung 28. Die Vorschubkraft 40 (Fig. 3) wird über die nachstehend gezeigten Dehnelemente 44 (Fig. 3) von Rohrelement zu Rohrelement 18 übertragen.
Wie erwähnt, verläuft der Rohrstrang 14 in der Regel etwa parallel zur Erdoberfläche 16. Der Rohrstrang 14 kann aber auch in jedem beliebigen anderen Winkel verlaufen.
Aus verschiedenen Gründen kann es während dem Vorschieben eines Rohrstrangs 18 zu Exzentrizitäten kommen, wie dies in Fig. 3 im Detail dargestellt wird.
Das Kopfstück 30 weist meist ein Ortungsgerät 36 auf, so kann die Lage jeder- zeit festgestellt und allenfalls notwendige Korrekturen vorgenommen werden. Weiter kann bei einer allenfalls notwendigen Reparatur oder Auswechslung des Kopfstücks 30 ein Hilfsschacht präzis ausgehoben werden.
In Fig. 2 ist ein S-Stück einer Strasse 38 mit darunter liegendem Rohrstrang 14 angedeutet. Der Rohrstrang 14 wird mit möglichst grossem Biegeradius durch das S-Stück geführt, der projektierte Rohrweg verläuft möglichst gerade. Durch
Messen und Prozesssteuerung gemäss der vorliegenden Erfindung kann der Rohrstrang 14 dem projektierten Rohrweg weitestgehend folgen.
Fig. 3 zeigt die Stirnseiten 42 zweier Rohrelemente 18 in Ruhelage, auf weiche eine Vortriebskraft ausgeübt worden ist. Die beiden Stirnseiten 42 der Rohrelemente 18 sind stirnseitig durch ein als Hohlprofil ausgebildetes Dehnelement 44 verbunden. Der Hohlraum des Dehnelements 44 ist mit einem druckfesten Fluid 46 gefüllt, der Druck p beträgt vorliegend etwa 80 bar. Der Abstand d zwischen den zwischen den die Fuge 70 bildenden Stirnseiten beträgt 18 mm.
Der Verbindungsbereich der beiden Rohrelemente 18 ist mit einer Manschette 48 abgedeckt, welche eine Führungs- und Dichtungsfunktion hat. Die Dichtungsfunktion wird durch einen eingelegten O-Ring 50 unterstützt.
Vorzugsweise sind alle Hohlräume der Dehnelemente 44 über den ganzen Rohrstrang 14 über eine Druckleitung 56 verbunden, wie dies in Fig. 4 gezeigt wird. Diese Druckleitung 56 ist über einen Füllhahn 58 mit der Armatur 60 jedes angeschlossenen Dehnelements 54 verbunden. Mit einem Hebel 62 kann der Füllhahn 58 geöffnet werden. Die Armatur 60 ist auch mit einem Druckmessgerät 64 und einem Entlüftungshahn 66 bestückt, über welchen überflüssiges Fluid 46 in den Innenraum des Rohrstrangs 14 abgelassen werden kann. Gegenüber Fig. 3 ist der Druck p im Dehnelement 44 gemäss Fig. 4 stark erhöht, wodurch das Dehnelement 44 einen etwas weniger abgeflachten, nahezu kreisförmigen Querschnitt angenommen hat. Entsprechend wird das linke Rohrelement 18 in Richtung des Pfeils 52 verschoben, die Fuge 70 hat nun eine vorgegebene erhöhte Breite d' angenommen.
Fig. 5 zeigt einen Rohrstrang 14 zwischen einem Pressschacht 12 und einem Endschacht 12'. Der Rohrstrang 14 ist vorliegend etwa 1 ,5 km lang. Nicht dargestellt sind allfällige, dem Pressschacht Ϊ2 entsprechende
Zwischenpressstationen, deren Lage ist u.a. durch die maximale Presskraft der Pressvorrichtung 24 (Fig. 1 ) gegeben.
I. Der Rohrstrang 14 mit n Rohrelementen 18 ist erstellt, zwischen den einzelnen Rohrelementen 18 ist stirnseitig je ein den Element 44 angeordnet, welches unter einem Restdruck steht.
II. Die erste Fuge 70 ist durch Druckerhöhung im ersten Dehnelement 44 auf das gut Doppelte verbreitert worden, das erste Rohrelement 18 ist in Richtung des Pfeils 52 in Richtung des Pressschachts 12 gedrückt worden. Es wird der Moment der Druckentlastung in der Fuge 70 und der
Entnahme des Dehnelements 44 dargestellt.
III. Der Druck des Fluids im Dehnelement 44 der zweiten Fuge 70 in der ehemaligen Vorschubrichtung 28 ist entsprechend Il bezüglich der ersten Fuge erheblich erhöht worden, wodurch das zweite Rohrelement 18 in Richtung des Pfeils 52 bzw. des Pressschachts 12 verschoben wird, bis der Abstand d" erreicht ist. Die beiden Abstände d und d" sind weitgehend gleich.
IV. Dieser Vorgang wird noch (n-3) mal wiederholt, bis alle Dehnelemente 44 entfernt sind.
Wahlweise kann der gleiche Vorgang vom Endschacht 12' zum Pressschacht 12 durchgeführt werden. Nach einer weiteren Variante kann der Druck gleichzeitig in zwei Dehnelementen 44 erhöht werden, bis der Abstand d1 in den beiden betreffenden Fugen erreicht ist, beide Dehnelemente 44 gleichzeitig entlastet und in das Rohrinnere gezogen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erstellen eines in den Untergrund (10) getriebenen Rohrstrangs (14) aus stimseitig aneinanderliegenden Rohrelementen (18) in einen weichen, steinigen und/oder felsigen Untergrund, wobei eine in einem Pressschacht (12) oder in einer Zwischenpressstation angeordnete Pressvorrichtung (24) auf den Rohrstrang einwirkt und stirnseitig in den Fugen (70) des Rohrstrangs (14) angeordnete, fluidgefüllte Dehnelemente (44) eingesetzt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die elastischen Dehnelemente (44) nach dem Erstellen des Rohrstrangs (14) aus den Fugen (70) entfernt werden.
2. Verfahren nach A1 , dadurch gekennzeichnet, dass elastische Dehnelemente (44) ausgehend von wenigstens einem stirnseitigen Ende des Rohrstrangs (14) und/oder einer Zwischenpressstation einzeln oder gruppenweise entfernt werden, indem
zur bleibenden Starrkörperbewegung mindestens eines Rohrelements (18) in seiner Achsrichtung (28) wenigstens einem Dehnelement (44) unter Erhöhung des Drucks (p) zusätzliches Fluid (46) zugeführt, nach der Erhöhung der Fugenbreite (d1) auf einen vorgegebenen Wert das Fluid (46) des betreffenden Dehnelements (44) abgelassen, und das Dehnelement (44) in das Innere des Rohrstrangs (14) entfernt, einer Wiederverwendung zugeführt oder entsorgt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fugenbreite (d) um wenigstens etwa 30% erhöht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fugenbreite (d) um wenigstens etwa 50%, insbesondere um wenigstens etwa 100% erhöht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von wenigstens einem stirnseitigen Ende des Rohrstrangs (14), schrittweise jeweils ein oder zwei Dehnelemente (44) entfernt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei entlang des Umfangs sektoriell unterteilten Dehnelementen (44) der Druck (p) in wenigstens einem Teil der Abschnitte erhöht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid (46) eine drucksteife Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, oder ein Gas, vorzugsweise Luft, verwendet wird.
8. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur einstellbaren Verlängerung des Rohrstrangs (14).
9. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Füllen der Fugen (70) mit einem fliessfähigen, erhärtenden, druckfesten Baumaterial für einen extern vorspannbaren Rohrstrang (14).
10. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Füllen der Fugen (70) mit einem elastischen Material, auch einem mit einem Fluid gefüllten Schlauch oder Beutel, für einen flexiblen Rohrstrang (14).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2505980A1 (de) * 1975-02-13 1976-08-19 Holzmann Philipp Ag Verfahren zum vortrieb von im wesentlichen ringfoermigen bauteilen, insbesondere fuer den hoch- und tiefbau
DE3414180A1 (de) * 1984-04-14 1985-10-24 Georg Prinzing GmbH & Co KG Betonformen- und Maschinenfabrik, 7902 Blaubeuren Dichtungseinrichtung fuer aneinanderstossende, zumindest etwa rohrfoermige bauteile, insbesondere fuer betonformteile
DE3815141A1 (de) * 1988-05-04 1989-11-16 Phoenix Ag Aktivierbare dichtung fuer vorpressrohre

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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