EP3488079A1 - Vorrichtung zum erstellen eines hohlraums in einem boden - Google Patents

Vorrichtung zum erstellen eines hohlraums in einem boden

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EP3488079A1
EP3488079A1 EP17751257.1A EP17751257A EP3488079A1 EP 3488079 A1 EP3488079 A1 EP 3488079A1 EP 17751257 A EP17751257 A EP 17751257A EP 3488079 A1 EP3488079 A1 EP 3488079A1
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EP
European Patent Office
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nozzle
soil
receiving space
nozzles
jet
Prior art date
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Application number
EP17751257.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3488079B1 (de
Inventor
Steffen Praetorius
Tobias GERHARDT
Marc Peters
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Herrenknecht AG
Original Assignee
Herrenknecht AG
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Publication date
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Priority to EP20212422.8A priority patent/EP3822450A1/de
Priority to EP20194145.7A priority patent/EP3763914B1/de
Publication of EP3488079A1 publication Critical patent/EP3488079A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3488079B1 publication Critical patent/EP3488079B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • 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
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
    • 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
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
    • E21B10/61—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids characterised by the nozzle structure
    • 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
    • E21B7/18—Drilling by liquid or gas jets, with or without entrained pellets
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an apparatus for creating a cavity in a bottom of a starting point to a target point along a drilling line for introducing expansion for keeping open the cavity with a propellant head at the outer end of which at least one cutting element for releasing the bottom is provided, wherein the propellant head a Receiving space having an opening to which a discharge line is connected, and in which at least one first nozzle for discharging a liquid for removing the dissolved soil from the receiving space is provided, which is provided so that its discharge opening substantially in the direction of Abredtechnisch is aligned, the propulsion takes place via a feed device.
  • Such a device is known from DE 4 217 293 C2.
  • clay pipes are placed in the ground via a press frame from a starting pit.
  • a propulsion head In front of the stoneware pipes a propulsion head is arranged, which has at its outer end a cutting tool for releasing the soil.
  • the propellant head has a receiving space for the dissolved over the cutting ground.
  • a rotary nozzle In this receiving space, a rotary nozzle is arranged, the liquid emits radiant, wherein the orientation of the nozzle is provided in the direction of the stoneware pipes away from the cutting edge. The penetrating into the receiving space bottom is detected by the liquid jets and moved in the direction of the starting pit through the vitrified clay pipes.
  • the head with the nozzles is brought closer to the cutting edge (cohesive) or arranged away from this side (sandy soil).
  • a disadvantage, in particular in very cohesive soils, is here that the propellant head shown here can clog or the soil is dissolved like a gob of the cutting edge, without this reaches the beam area as such at all, so it does not lead to a resolution of the plug and thus can become constipated.
  • the object of the invention is therefore to overcome the aforementioned disadvantages.
  • At least a second nozzle is provided, which is arranged so that its discharge opening is directed substantially to the soil to be dissolved.
  • a further teaching of the invention provides that at least a third nozzle is provided, which is arranged so that its discharge opening is directed substantially on an opposite wall of the receiving space. As a result, the crushing and dissolution of the soil is further improved.
  • Another teaching of the invention provides that the at least one first, the at least one second and / or the at least one third nozzle are separately switchable. As a result, the use of liquid can be optimally adapted to the soil conditions.
  • a further teaching of the invention provides that the expansion involves jacking pipes, tunnel segments, pipe segments or pipelines.
  • At least one nozzle is a full-jet nozzle. This is understood to mean a nozzle which emits a focused beam, which essentially acts as a spot beam on an obstacle. This is the energy optimally delivered selectively. This is advantageous if larger objects are to be shredded targeted or to be moved.
  • the at least one first nozzle is designed as a full-jet nozzle. This is advantageous if larger objects are to be shredded targeted in the rear of the receiving space of the propellant head or to be moved.
  • a further teaching of the invention provides that at least one nozzle is a flat jet nozzle.
  • the at least one second and / or the at least one third nozzle is designed as a flat jet nozzle. This is understood to mean a nozzle which emits a jet which fanned out at least in one direction, as a result of which a broader cutting effect takes place on the subject of the object. The point energy of the jet is reduced, which reduces the depth of penetration into the soil, but at the same time a larger-scale crushing is effected.
  • the receiving space is designed conical. Alternatively, other shapes may be provided.
  • the cone is particularly suitable if the dissolved soil can be carried away by gravity.
  • the receiving space has in its wall a portion in which the nozzles are arranged. This makes it possible to provide a plurality of nozzles in one area, which are aligned differently.
  • Another teaching of the invention provides that at least two nozzles are provided, which are aligned in the direction of the opening, the wall and / or the bottom. As a result, the crushing and removal of dissolved soil are improved.
  • 1 a is a plan view of a device according to the invention
  • Fig. 1 b shows an alternative representation with liquid jets shown analog
  • FIG. 2a is a sectional view of Fig. 1a in section D,
  • FIG. 2b shows a further illustration to FIG. 2a with illustrated liquid jets from the first nozzles
  • FIG. 2c is another view of Fig. 2a with all liquid jets
  • 3a is a sectional view of the section B of FIG. 1 a
  • FIG. 3b is a supplementary view to Fig. 3a with liquid jets of the second nozzles
  • FIG. 3c shows a further illustration of FIG. 3a with all liquid jets
  • FIG. 4a is a sectional view according to section C of Fig. 1 a
  • FIG. 4b is another view of Fig. 4a with liquid jets of the third nozzle
  • Fig. 4c is another view of Fig. 4a with all liquid jets
  • Fig. 5 is a schematic representation of a propulsion system with inventive device.
  • the figures show a device 10 with a propellant head 1 1, at the outer end of a cutting element 12 is provided for releasing the bottom on the opposite side, the propellant head 1 1 a connection 13 for an expansion 14, which are jacking pipes, Tunnel segments, pipe segments or pipelines.
  • the propellant head 1 1 has a receiving space 15 which is conical. Alternatively, other shapes such as cylindrical or teilkonisch possible.
  • At the upper end of the receiving space 15 is connected to the cutting element 12.
  • At its lower end in the conical center of the receiving space 15 has an opening 16 to which a discharge line 17 is connected.
  • a pump 18 may be provided to promote the mixture triggered soil and liquid from.
  • a recess 20 which extends in a circle over the entire cone horizontally.
  • individual depressions may be provided at different points of the cone here.
  • a plurality of first nozzles 21 are provided, which are arranged so that the jet of liquid 31 discharged from the nozzle 21 is substantially parallel to the conical inner surface 19.
  • the nozzles are aligned so that these rays meet at a point 22 in the opening 16. Due to this advantageous embodiment, it is possible to crush the dissolved soil, which is located in this area of the receiving space 15, if this has not happened yet and at the same time to move along the inner surface 19 toward the opening 16.
  • a plurality of second nozzles 23 are provided in the recess 20, which are arranged so that the liquid jet 33 emitted by these is directed towards the cutting element 12.
  • the nozzles 23 are provided so that the Strahlen33 meet in a region 24 which is outside the propellant head 1 1 in the ground. Through these beams 334 a kind of burglary is effected in the area 24 in the ground, in which then the dissolved and displaced by the cutting element 12 can move in. This will release and Removal of the soil by the propellant head 1 1, especially in cohesive soils, easier.
  • third nozzles 25 are arranged in the recess 20, which are directed substantially onto the opposite inner surface 19 of the receiving space 15.
  • they are provided substantially at right angles, so that their rays 35 meet in a region 26.
  • This area is preferably at the level of the transition region 27 between the cutting element 12 and the receiving space 15.
  • the nozzles 21, 23, 25 are connected to a supply line 28, in which a pump 29 is provided. Via the feed line 28 via the nozzles 21, 23, 25 to be dispensed liquid.
  • FIG. 1 a shows a plan view of the device 10 according to the invention.
  • the propellant head 1 1 can be seen, with the cutting unit 12 and the receiving space 15.
  • the opening 16 is provided centrally in the receiving space 15.
  • the recess 20 is shown with the second nozzles 23.
  • Fig. 1 b shows an alternative view to Fig. 1 a with the respective of the nozzles 21, 23, 25 discharged liquid jets 31, 33 35.
  • the first nozzle 21st a liquid jet 31 as a full jet or spot beam.
  • the second nozzle 23 emits a surface jet 33.
  • the third nozzle also emits a liquid jet 35, which is also preferably a surface jet.
  • sectional areas B-B, C-C and D-D are shown.
  • the sectional area B-B is shown in FIGS. 3a to 3c.
  • the sectional area C-C is shown in FIGS. 4a to 4c and the sectional plane D-D is shown in FIGS. 2a to 2c.
  • the sectional area CC is chosen such that it shows a section through two nozzles of the second nozzles 23.
  • the sectional plane BB is chosen so that it shows a section through two nozzles of the third nozzle 25.
  • the sectional plane BB is chosen so that it shows a section through two first nozzles 21.
  • the figures 2a, 3a and 4a respectively show the section through the propellant head 1 1 according to the invention without the representation of the respective liquid jets 31, 33, 35.
  • the figures 2b, 3b, 4b show in each case the section through the propellant head 1 1 according to the invention respective liquid jet 31, 33, 35 of the respective cut nozzles.
  • Figures 2c, 3c, 4c show the respective section through the propellant head 1 1 according to the invention with the liquid jets 31, 33, 35 of all nozzles.
  • FIG. 5 shows the device 10 according to the invention when creating a cavity in the floor 30.
  • the cavity (not shown) is ascended from a section 32, alternatively also from a start shaft or the like.
  • the route 32 is provided with an expansion 34 (here a tunnel extension).
  • a schematically illustrated press frame 36 with hydraulic cylinder 37 and a feed plate 38 is provided in the route 32.
  • the soil can be loosened and discharged from the nozzle 21 only by the cutting edge 12 in conjunction with a liquid jet 31.
  • Increases the strength of the soil can complement the second nozzle row 23 to improve the dissolving process of the soil and / or the third row of nozzles 25 in order to simplify here then the crushing of the soil and the release of the soil.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Erstellen eines Hohlraums in einem Boden von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt entlang einer Bohrlinie zum Einbringen von Ausbau zum Offenhalten des Hohlraums mit einem Vortriebskopf (11) an dessen äußeren Ende wenigstens ein Schneidelement (12) zum Lösen des Bodens vorgesehen ist, wobei der Vortriebskopf (11) einen Aufnahmeraum (15) aufweist, der eine Öffnung (16) aufweist, an die eine Abförderleitung (17) angeschlossen ist, und in dem wenigstens eine erste Düse (21) zum Abgeben einer Flüssigkeit zum Abtransport des gelösten Bodens aus dem Aufnahmeraum vorgesehen ist, die so vorgesehen ist, dass ihre Abgabeöffnung im Wesentlichen in Richtung der Abförderleitung ausgerichtet ist, wobei der Vortrieb über eine Vorschubeinrichtung erfolgt. Hierbei ist vorgesehen, dass wenigstens eine zweite Düse (23) vorgesehen ist, die so angeordnet ist, dass ihre Abgabeöffnung im Wesentlichen auf den zu lösenden Boden gerichtet ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Erstellen eines Hohlraums in einem Boden
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erstellen eines Hohlraums in einem Boden von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt entlang einer Bohrlinie zum Einbringen von Ausbau zum Offenhalten des Hohlraums mit einem Vortriebskopf an dessen äußeren Ende wenigstens ein Schneidelement zum Lösen des Bodens vorgesehen ist, wobei der Vortriebskopf einen Aufnahmeraum aufweist, der eine Öffnung aufweist, an die eine Abförderleitung angeschlossen ist, und in dem wenigstens eine erste Düse zum Abgeben einer Flüssigkeit zum Abtransport des gelösten Bodens aus dem Aufnahmeraum vorgesehen ist, die so vorgesehen ist, dass ihre Abgabeöffnung im Wesentlichen in Richtung der Abförderleitung ausgerichtet ist, wobei der Vortrieb über eine Vorschubeinrichtung erfolgt.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 4 217 293 C2 bekannt. Hier werden Steinzeugrohre über einen Pressenrahmen aus einer Startgrube in den Boden eingebracht. Vor den Steinzeugrohren ist ein Vortriebskopf angeordnet, der an seinem äußeren Ende ein Schneidwerkzeug zum Lösen des Bodens aufweist. Der Vortriebskopf weist einen Aufnahmeraum für den über die Schneide gelösten Boden auf. In diesem Aufnahmeraum ist eine Rotationsdüse angeordnet, die Flüssigkeit strahlenförmig abgibt, wobei die Orientierung der Düsen in Richtung der Steinzeugrohre weg von der Schneide vorgesehen ist. Der in den Aufnahmeraum eindringende Boden wird von den Flüssigkeitsstrahlen erfasst und in Richtung der Startgrube durch die Steinzeugrohre bewegt. Je nach Bindigkeit des zu lösenden Bodens wird der Kopf mit den Düsen näher an die Schneide herangebracht (bindig) oder von dieser Seite weg angeordnet (Sandboden). Nachteilig, insbesondere bei sehr bindigen Böden, ist hier, dass der hier gezeigte Vortriebskopf verstopfen kann bzw. der Boden pfropfenartig von der Schneide gelöst wird, ohne dass dieser den Strahlbereich als solches überhaupt erreicht, sodass es hier nicht zu einer Auflösung des Pfropfens und damit zur Verstopfung kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist daher, die vorgenannten Nachteile zu überwinden.
Gelöst wird dieses dadurch, dass wenigstens eine zweite Düse vorgesehen ist, die so angeordnet ist, dass ihre Abgabeöffnung im Wesentlichen auf den zu lösenden Boden gerichtet ist.
Hierdurch ist vorteilhaft, dass der Boden bereits beim Lösen zerkleinert und mit der Flüssigkeit vermischt wird, wodurch eine bessere Abförderung gewährleistet wird und Verstopfungen vermieden werden. Weiterhin ist vorteilhaft, insbesondere für größere Durchmesser > 600mm, dass der Bohrkopf oder auch die Bohrrohre nicht gedreht werden müssen. Dadurch kann die notwendige Verfahrenstechnik wie Pressenrahmen etc. einfacher ausfallen.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass wenigsten eine dritte Düse vorgesehen ist, die so angeordnet ist, die so angeordnet ist, dass ihre Abgabeöffnung im Wesentlichen auf eine gegenüberliegende Wandung des Aufnahmeraums gerichtet ist. Hierdurch wird die Zerkleinerung und Auflösung des Bodens weiter verbessert.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine erste, die wenigstens eine zweite und/oder die wenigstens eine dritte Düse separat schaltbar sind. Hierdurch kann der Einsatz von Flüssigkeit optimal an die Bodengegebenheiten angepasst werden.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Ausbau um Vortriebsrohre, Tunnelsegmente, Rohrsegmente oder Rohrleitungen handelt.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei wenigstens einer Düse um eine Vollstrahldüse handelt. Hierunter wird eine Düse verstanden die einen gebündelten Strahl abgibt, der im Wesentlichen als Punktstrahl auf ein Hindernis auftritt. Hierbei wird die Energie optimal punktuell abgegeben. Dieses ist vorteilhaft, wenn größere Objekte gezielt zerkleinert werden sollen oder fortbewegt werden sollen.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine erste Düse als Vollstrahldüse ausgeführt ist. Dieses ist vorteilhaft, wenn größere Objekte gezielt im hinteren Bereich des Aufnahmeraums des Vortriebskopfes zerkleinert werden sollen oder fortbewegt werden sollen.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei wenigstens einer Düse um eine Flachstrahldüse handelt. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine zweite und/oder die wenigstens eine dritte Düse als Flachstrahldüse ausgeführt ist. Hierunter wird eine Düse verstanden, die eine Strahl abgibt, der sich wenigstens in ein Richtung auffächert, wodurch eine breitere Schneidwirkung am bedüsten Objekt erfolgt. Die Punktenergie des Strahls wird geringer, wodurch sich die Eindringtiefe in den Boden reduziert, gleichzeitig aber eine größerflächige Zerkleinerung bewirkt wird.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Aufnahmeraum konusförmig ausgeführt ist. Alternativ können auch andere Formen vorgesehen werden. Der Konus eignet sich insbesondere, wenn der gelöste Boden über die Schwerkraft abgefördert werden kann.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Aufnahmeraum in seiner Wandung einen Abschnitt aufweist, in dem die Düsen angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich in einem Bereich mehrere Düsen vorzusehen, die unterschiedlich ausgerichtet sind.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei Düsen vorgesehen sind, die in Richtung der Öffnung, der Wandung und/oder dem Boden ausgerichtet sind. Hierdurch werden die Zerkleinerung und die Abförderung des gelösten Bodens verbessert.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass sich die von den Düsen abgegebenen Flüssigkeitsstrahlen in einem Punkt schneiden. Hierdurch werden die Zerkleinerung und die Abförderung des gelösten Bodens verbessert. Weiterhin wird die Energie der Flüssigkeitsstrahlen in einem Punkt fokussiert. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die erste Düse so angeordnet ist, dass der abgegebene Flüssigkeitsstrahl im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Aufnahmeraums abgegeben wird. Hierdurch wird die Reinigungs- und Transportwirkung gegenüber der Wandung von dem gelösten Boden verbessert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 a eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 1 b eine alternative Darstellung mit dargestellten Flüssigkeitsstrahlen analog
Fig. 1 a,
Fig. 2a eine Schnittansicht zu Fig. 1 a im Schnitt D,
Fig. 2b eine weitere Darstellung zu Fig. 2a mit dargestellten Flüssigkeitsstrahlen aus den ersten Düsen,
Fig. 2c eine weitere Ansicht zu Fig. 2a mit sämtlichen Flüssigkeitsstrahlen,
Fig. 3a eine Schnittansicht des Schnitts B gemäß Fig. 1 a,
Fig. 3b eine ergänzende Darstellung zu Fig. 3a mit Flüssigkeitsstrahlen der zweiten Düsen,
Fig. 3c eine weitere Darstellung zu Fig. 3a mit sämtlichen Flüssigkeitsstrahlen,
Fig. 4a eine Schnittansicht gemäß Schnitt C aus Fig. 1 a,
Fig. 4b eine weitere Ansicht zu Fig. 4a mit Flüssigkeitsstrahlen der dritten Düsen,
Fig. 4c eine weitere Ansicht zu Fig. 4a mit sämtlichen Flüssigkeitsstrahlen, und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Vortriebsystems mit erfindungsgemäßer Vorrichtung.
Die Figuren zeigen eine Vorrichtung 10 mit einem Vortriebskopf 1 1 , an dessen äußeren Ende ein Schneidelement 12 zum Lösen des Bodens vorgesehen ist auf der gegenüberliegenden Seite weist der Vortriebskopf 1 1 einen Anschluss 13 für einen Ausbau 14 auf, bei denen es sich um Vortriebsrohre, Tunnelsegmente, Rohrsegmente oder Rohrleitungen handeln kann. Der Vortriebskopf 1 1 weist einen Aufnahmeraum 15 auf, der konisch ausgeführt ist. Alternativ sind andere Formen wie beispielsweise zylindrisch oder teilkonisch möglich. An oberen Ende ist der Aufnahmeraum 15 mit dem Schneidelement 12 verbunden. An seinem unteren Ende im konischen Zentrum weist der Aufnahmeraum 15 eine Öffnung 16 auf, an der eine Abförderleitung 17 angeschlossen ist. In der Abförderleitung 17 kann eine Pumpe 18 vorgesehen sein, um die Mischung ausgelösten Boden und Flüssigkeit ab zu fördern.
In der hierbei abschnittsweise konisch ausgeführten Innenfläche 19 des Aufnahmeraums 15 ist eine Vertiefung 20 vorgesehen, die sich kreisförmig über den gesamten Konus horizontal erstreckt. Alternativ können hier einzelner Vertiefungen an verschiedenen Stellen des Konus vorgesehen sein. In der Vertiefung 20 sind mehrere erste Düsen 21 vorgesehen, die so angeordnet sind, dass der von der Düse 21 abgegebene Flüssigkeitsstrahl 31 im Wesentlichen parallel zur konischen Innenfläche 19 verläuft. Vorteil der Weise sind die Düsen dabei so ausgerichtet, dass sich diese Strahlen in einem Punkt 22 in der Öffnung 16 treffen. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist es möglich, den gelösten Boden, der sich in diesem Bereich des Aufnahmeraums 15 befindet, zu zerkleinern, sofern dieses noch nicht geschehen ist und gleichzeitig entlang der Innenfläche 19 hin zur Öffnung 16 zu bewegen.
Des Weiteren sind in der Vertiefung 20 mehrere zweite Düsen 23 vorgesehen, die so angeordnet sind, dass der von diesen abgegebene Flüssigkeitsstrahl 33 hin zum Schneidelement 12 gerichtet ist. Vorteilhafterweise sind die Düsen 23 dabei so vorgesehen, dass sich die Strahlen33 in einem Bereich 24 treffen, der außerhalb des Vortriebskopfes 1 1 im Boden befindet. Durch diese Strahlen 334 wird im Bereich 24 im Boden eine Art Einbruch bewirkt, in denen sich dann der durch das Schneidelement 12 gelöste und verdrängte Boden hineinbewegen kann. Hierdurch wird das Lösen und Abtransportieren des Bodens durch den Vortriebskopf 1 1 , insbesondere bei bindigen Böden, erleichtert.
Des Weiteren sind in der Vertiefung 20 dritte Düsen 25 angeordnet, die im Wesentlichen auf die gegenüberliegende Innenfläche 19 des Aufnahmeraums 15 gerichtet sind. Vorteilhafterweise sind sie dabei im Wesentlichen rechtwinklig vorgesehen, sodass sich deren Strahlen 35 in einem Bereich 26 treffen. Dieser Bereich liegt vorzugsweise auf der Höhe des Übergangsbereichs 27 zwischen Schneidelement 12 und Aufnahmeraum 15. Durch das vorsehen der dritten Düsen wird im Bereich 26 der eintretende Boden zerkleinert und gelöst durch die Flüssigkeitsstrahlen 35.
Die Düsen 21 , 23, 25 sind mit einer Zuführleitung 28 verbunden, in der eine Pumpe 29 vorgesehen ist. Über die Zuführleitung 28 wird die über die Düsen 21 , 23, 25 abzugebende Flüssigkeit zugeführt.
Fig. 1 a zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung 10. Zu sehen ist dabei der Vortriebskopf 1 1 , mit der Schneideinheit 12 und dem Aufnahmeraum 15. Mittig im Aufnahmeraum 15 ist die Öffnung 16 vorgesehen. Des Weiteren gezeigt ist die Vertiefung 20 mit den zweiten Düsen 23. Fig. 1 b zeigt eine alternative Ansicht zu Fig. 1 a mit den jeweiligen von den Düsen 21 , 23, 25 abgegebenen Flüssigkeitsstrahlen 31 , 33 35. Hierbei gibt die erste Düse 21 einen Flüssigkeitsstrahl 31 als Vollstrahl bzw. Punktstrahl ab. Die zweite Düse 23 gibt einen Flächenstrahl 33 ab. Die dritte Düse gibt ebenfalls einen Flüssigkeitsstrahl 35 ab, bei dem es sich hier ebenfalls bevorzugt um einen Flächenstrahl handelt. Weiterhin in den Figuren Fig. 1 a und Fig. 1 b dargestellt sind die Schnittflächen B- B, C-C und D-D. Die Schnittfläche B-B ist in den Figuren 3a bis 3c dargestellt. Die Schnittfläche C-C ist in den Figuren 4a bis 4c dargestellt und die Schnittebene D-D ist in den Figuren 2a bis 2c dargestellt.
Die Schnittfläche C-C ist dabei so gewählt, dass sie einen Schnitt durch zwei Düsen der zweiten Düsen 23 zeigt. Die Schnittebene B-B ist dabei so gewählt, dass sie einen Schnitt durch zwei Düsen der dritten Düsen 25 zeigt. Die Schnittebene B-B ist dabei so gewählt, dass sie einen Schnitt durch zwei erste Düsen 21 zeigt. Die Figuren 2a, 3a und 4a zeigen dabei jeweils den Schnitt durch den erfindungsgemäßen Vortriebskopf 1 1 ohne die Darstellung der jeweiligen Flüssigkeitsstrahlen 31 , 33, 35. Die Figuren 2b, 3b, 4b zeigen dabei jeweils den Schnitt durch den erfindungsgemäßen Vortriebskopf 1 1 mit dem jeweiligen Flüssigkeitsstrahl 31 , 33, 35 der jeweiligen geschnittenen Düsen. Die Figuren 2c, 3c, 4c zeigen den jeweiligen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Vortriebskopf 1 1 mit den Flüssigkeitsstrahlen 31 , 33, 35 aller Düsen.
Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 beim Erstellen eines Hohlraums im Boden 30. Dabei wird aus einer Strecke 32, alternativ auch aus einem Startschacht oder dergleichen, der Hohlraum (nicht dargestellt) aufgefahren. Die Strecke 32 ist mit einem Ausbau 34 (hier ein Tunnelausbau) versehen. In der Strecke 32 ist ein schematisch dargestellter Pressenrahmen 36 mit Hydraulikzylinder 37 und einer Vorschubplatte 38 vorgesehen.
Durch eine Öffnung 39 im Ausbau 34 hindurch erfolgt das Auffahren des Hohlraums. Dafür sind Rohrschüsse 14 vorgesehen, an deren vorderen Ende der Vortriebskopf 1 1 angeordnet ist. Die Öffnung 39 wird zwischen Ausbau 34 und entsprechendem Rohrschuss 14 über eine Dichtung 40 abgedichtet. Das Auffahren selber erfolgt nach dem bekannten Vorpressverfahren.
Je nach Beschaffenheit des Boden kann das Lockergestein lediglich durch die Schneide 12 in Verbindung mit einem Flüssigkeitsstrahl 31 aus der Düse 21 gelöst und abgefördert werden. Steigt die Bindigkeit des Bodens an, kann ergänzend die zweite Düsenreihe 23 zur Verbesserung des Löseprozesses des Bodens und/oder die dritte Düsenreihe 25 zu schalten, um hier dann das Zerkleinern des Bodens und das Lösen des Bodens zu vereinfachen.
*****
ßezugszeichenliste Vorrichtung
Vortriebskopf
Schneidelement
Anschluss
Ausbau
Aufnahmeraum
Öffnung
Abförderleitung
Pumpe
Innenfläche
Vertiefung
erste Düse
Punkt
zweite Düse
Bereich
dritte Düse
Bereich
Übergangsbereich
Zuführleitung
Pumpe
Boden
Flüssigkeitsstrahl der ersten Düse
Strecke
Flüssigkeitsstrahl der zweiten Düse
Ausbau
Flüssigkeitsstrahl der dritten Düse
Pressenrahmen
Hydraulikzylinder
Vorschubplatte
Öffnung
Dichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Erstellen eines Hohlraums in einem Boden von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt entlang einer Bohrlinie zum Einbringen von Ausbau zum Offenhalten des Hohlraums mit einem Vortriebskopf an dessen äußeren Ende wenigstens ein Schneidelement zum Lösen des Bodens vorgesehen ist, wobei der Vortriebskopf einen Aufnahmeraum aufweist, der eine Öffnung aufweist, an die eine Abförderleitung angeschlossen ist, und in dem wenigstens eine erste Düse zum Abgeben einer Flüssigkeit zum Abtransport des gelösten Bodens aus dem Aufnahmeraum vorgesehen ist, die so vorgesehen ist, dass ihre Abgabeöffnung im Wesentlichen in Richtung der Abförderleitung ausgerichtet ist, wobei der Vortrieb über eine Vorschubeinrichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zweite Düse vorgesehen ist, die so angeordnet ist, dass ihre Abgabeöffnung im Wesentlichen auf den zu lösenden Boden gerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigsten eine dritte Düse vorgesehen ist, die so angeordnet ist, dass ihre Abgabeöffnung im Wesentlichen auf eine gegenüberliegende Wandung des Aufnahmeraums gerichtet ist,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste, die wenigstens eine zweite und/oder die wenigstens eine dritte Düse separat schaltbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ausbau um Vortriebsrohre, Tunnelsegmente, Rohrsegmente oder Rohrleitungen handelt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei wenigstens einer Düse um eine Vollstrahldüse handelt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Düse als Vollstrahldüse ausgeführt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei wenigstens einer Düse um eine Flachstrahldüse handelt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite und/oder die wenigstens eine dritte Düse als Flachstrahldüse ausgeführt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum konusförmig ausgeführt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum in seiner Wandung einen Abschnitt aufweist, in dem die Düsen angeordnet sind.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Düsen vorgesehen sind, die in Richtung der Öffnung, der Wandung und/oder dem Boden ausgerichtet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die von den Düsen abgegebenen Flüssigkeitsstrahlen in einem Punkt schneiden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Düse so angeordnet ist, dass der abgegebene Flüssigkeitsstrahl im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Aufnahmeraums abgegeben wird.
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