WO2002077512A1 - Vorrichtung, verfahren und verlegeeinrichtung zur hydraulischen stützung eines tunnels - Google Patents

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WO2002077512A1
WO2002077512A1 PCT/EP2002/001680 EP0201680W WO02077512A1 WO 2002077512 A1 WO2002077512 A1 WO 2002077512A1 EP 0201680 W EP0201680 W EP 0201680W WO 02077512 A1 WO02077512 A1 WO 02077512A1
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hose
tunnel
laying
laying device
spoke
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PCT/EP2002/001680
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Inventor
Peter Wilhelm De La Motte
Original Assignee
Peter Wilhelm De La Motte
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/162—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe
    • F16L55/165—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
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    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • E21D11/383—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating by applying waterproof flexible sheets; Means for fixing the sheets to the tunnel or cavity wall
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • 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
    • E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
    • E21D9/087—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
    • E21D9/0873—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L55/1652—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section the flexible liner being pulled into the damaged section
    • F16L55/1654—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section the flexible liner being pulled into the damaged section and being inflated

Definitions

  • the invention relates to a device for hydraulic support of a tunnel according to the preamble of claim 1, and a method and a laying device for laying it.
  • a tunnel is not bored through high-strength rock but through soil, it must be supported afterwards, otherwise it will quickly be closed again by subsidence, flushing in water-bearing layers or the like.
  • Devices not of the generic type e.g. in the case of a road tunnel, they have a supporting lining that can be laid behind the drill shield.
  • a product pipe e.g. a gas or water pipe is pushed directly behind a drill head and takes over the immediate support of the tunnel.
  • the tunnel is bored with suitable means and supported with pressurized liquid until the product pipe, cable or the like to be installed is finally inserted.
  • a drilling fluid in the form of a suspension of bentonite and water is used, which has a higher specific weight than water.
  • the drilling fluid is below the hydrostatic pressure of its filling level in the tunnel and supports it against the ground pressure and groundwater pressure.
  • the drilling fluid also makes it easier to later pull in a product tube, the whole or partially filled with air, with balanced buoyancy and thus can be pushed or pulled over long distances with little friction.
  • the hydraulically supported tunnel remains open until a product! ear, e.g. a gas or water pipe or e.g. Cables or the like are pulled.
  • a product! ear e.g. a gas or water pipe or e.g. Cables or the like are pulled.
  • the remaining cavity after the final installation is filled with the bentonite-containing drilling fluid, which solidifies by gelling or is exchanged for a suitable, solidifying material.
  • a tunnel with hydraulic support is usually created using HDD (horizontal directional drilling). Drilling is carried out with a direction-controlled narrow bore. Then a clearing head is drawn through this with a rod one or more times, which increases the diameter. Drilling fluid emerging at the clearing head or drill head is pressed in, which continuously flows through the tunnel, thereby taking away the overburden and providing support.
  • This method can also be used in particular when laying culverts under rivers or other inaccessible terrain, e.g. for crossing under bans or roads or buildings. This method is also inexpensive. However, it requires sufficient stable ground.
  • a disadvantage of the known device of the generic type, which hydraulically supports a tunnel, are the uncertain boundary conditions between the liquid body in the tunnel and the surrounding soil. If the soil conditions are unfavorable, the soil can sag. If heavily water-bearing layers are crossed, they can wash in larger amounts of water and sand and lay the tunnel. In the case of the known device of the generic type, however, it is also necessary to rinse continuously with expensive drilling fluid over a long period of time and with high use of material. This flushing must be maintained until the tunnel is finally completed, since the drilling fluid is infiltrated in fissures and passages in the floor or in porous soil and must therefore be constantly supplied. Another disadvantage is the formation of larger cavities in the area of the tunnel, which are created by the constant flushing.
  • a hose is laid around the actually supporting tunnel lining, namely the lining of the tubbing or the product ear, which in turn is supported on the actual tunnel support.
  • the hose itself is not used to support the tunnel.
  • a disadvantage of these known laying techniques is the advance of the tunnel support with the progress of the screed. Devices other than those supporting the tunnel, i.e. segments, pipes and the like, cannot be installed with this technology.
  • the technique of hydraulic support of the screed tunnel mentioned at the outset offers the advantage that the tunnel is only supported hydraulically for a long time, i.e. with liquid filling, so that egg seals to be laid therein, e.g. a product ear can also be moved later.
  • egg cross-sections of smaller cross-section which do not themselves have a supporting effect, can be installed, e.g. Bundles of cables or the like.
  • the object of the present invention is to provide a hydraulic tunnel support that keeps a tunnel open inexpensively, long-term and safely, regardless of the laying of a supporting pipe and which avoids the loss of expensive drilling fluid or its undesired penetration into the surrounding earth.
  • the device according to the invention provides a hose between the liquid filling the tunnel and the tunnel wall, which surrounds the liquid. This prevents the liquid from escaping into the surrounding soil and also prevents soil from entering the tunnel cross-section. FER The dual flow of the tunnel with groundwater is then avoided.
  • the hose thus prevents any contamination of the liquid in the hose with surrounding groundwater or soil. Expensive lowering of groundwater can be dispensed with.
  • the liquid which is closed on all sides, the liquid can be kept under a suitable pressure, which is slightly higher than the ground pressure or ground water pressure from the environment.
  • a drilling fluid can be used as the liquid, but this is not absolutely necessary. Simply water is enough.
  • the liquid is also used sparingly since it does not seep into the ground.
  • the tunnel can be securely supported for a longer period of time, being empty apart from the supporting liquid.
  • Devices to be installed such as pipes, cables or the like, can be installed at any time, both in accordance with the prior art at the same time as the drilling progress or also considerably later after the tunnel has been completed over the entire length and with the hose is supported.
  • the hose to be laid can be made extremely inexpensively. Soil settlement can be completely ruled out with the ruling according to the invention, even in very unfavorable soil conditions.
  • the hose surrounding the liquid in the tunnel must be under pressure to support the tunnel. To do this, it must not only be sealed over the length, but also be sealed at the ends.
  • This seal can be designed as a closure of the hose or can also consist of a hydrostatic seal, the hose as a whole or with a connected line being felt upwards, for example, by a construction pit, up to a height at which there is an open liquid level. which with sufficient hydrostatic height prevents the liquid under pressure from escaping in the hose.
  • the device according to the invention can also be used, for example, if an existing defective pipe is to be repaired by pulling in a smaller pipe.
  • the hose encloses thereby liquid, which serves as a lubricant and buoyancy aid for the new pipe, and prevents their escape through holes or branches of the old pipe.
  • the hose is advantageously designed to be stretch-proof with the circumference of the tunnel. This prevents the tunnel from breaking in at an unfavorable point in the event of a punctiform load or that the hose extends outside the desired tunnel diameter into any lateral cavities that may occur there.
  • Suitable hose material must be sufficiently elastic bendable for reasons of layability and also to adapt to unevenness in the tunnel and should be stretch-resistant for the reasons mentioned in claim 2. It must also keep the liquid in the hose pressure-proof to a sufficient extent so that the hose can develop its supporting effect.
  • the hose could consist of a suitable, completely waterproof plastic film. However, it preferably consists of slightly water-permeable material.
  • a hydrophilic material is used, and further preferably, according to claim 5, a fabric material, for example made of plastic fibers. This essentially achieves two advantages.
  • the water permeability of the hose which remains permanently laid around it after pulling in, for example, a production tube, enables the electrical flow of electricity between the product ear and the soil surrounding the tube, so that known egg seals with electrodes laid in the soil outside the tube for active corrosion protection prevent one Steel existing pipe can be used to protect the corrosion-sensitive pipe against corrosion by a corrosion-passivating tension between the pipe and the outer electrodes.
  • the low water permeability of the hose means that it is easy to use even during the laying work Leaching out of water so that when a bentonite suspension is used, a thickened bentonite cake settles on the inner surface of the hose and adheres securely there. This thickened bentonite layer offers excellent sliding properties when pulling in a PiOdukt pipe and makes the permeable hose pressure-tight by clogging its pores, so that it can support the tunnel in the long term without great loss of fluid.
  • the laying of the hose and the laying of an egg seal to be finally laid, e.g. of a product tube, as in the prior art mentioned at the beginning, can take place simultaneously.
  • the process according to Claim 6 is advantageously used.
  • the hose is first laid, for example until the entire tunnel is completed, which is kept open by the pressure-supported hose. Irrespective of this, at a later point in time, for example significantly later, the product tube can be pushed in. This allows the laying work to be simplified considerably and adapted to the circumstances.
  • the tube could be retracted into a previously created tunnel over the entire length, at least for a short period of time, and then placed under pressure.
  • the hose is advantageously laid with an egg seal according to Claim 7, that is to say it is emitted backwards from a laying seal leading in the tunnel.
  • This has the great advantage that the laying device can be guided directly behind a drill head or clearing head, for example in the case of the HDD method mentioned, and thus immediately after the final tunnel cross section has been laid, the supporting hose, which is already under pressure during the laying process and in Is kept under Dmck in the course of the laying.
  • the tunnel is supported immediately after its creation, so that a Laying in very unfavorable soil conditions, i.e. if the floor would sag immediately, is possible.
  • a suitable installation device could e.g. make the hose on site from a suitable plastic mixture and e.g. extrude with an annular die directly on site, i.e. on the tunnel wall.
  • the laying device is advantageously designed in accordance with Claim 8.
  • the hose in the laying device is removed from a supply in a manner known in principle from NO DIG 87 and NO DIG 88 and released to the rear.
  • the hose can e.g. be pulled off a wrap.
  • such a device can easily be pulled along by the clearing head during the last clearing step.
  • this laying device can be used well, e.g. if the tunnel is already lined, e.g. with an older pipe, e.g. is defective in places or has reached its age limit and in which a new pipe is to be installed.
  • the laying device follows a drill head or other soil removal head that creates the tunnel with a full cross-section and that has no other connection to the ground surface than through the tunnel created by it, then through this tunnel, i.e. through the interior of the hose to be laid Pipes, pipes and the like are required which remove the overburden, supply drilling energy and the like. These must be felt through the laying device up to the drill head. When working with pre-press, a pushing rod must act on the drill head through the laying device. In these cases, laying according to Claim 9 is advantageous.
  • the hose Mauate is arranged in an annular space on the circumference of the pipe housing of the laying device. Drainage pipes, transport lines and the like can pass through the interior of the hose that has already been laid and run through the interior of the laying device, i.e. through the supply to the drill head.
  • the hose is not produced in the laying device or drawn off from a stock provided there, but rather is continuously supplied to the laying device from the outside, specifically from the floor surface. This can be done by a suitable access from the floor surface to the laying equipment, e.g. B. by a wandering building dust or z. B. by a slot milling machine driving the laying device. In this way, the laying arrangement can be considerably simplified. Since it does not depend on a compassionate limited supply of hose, the laying device, to which the hose can now be fed continuously from above, can be used over very long distances.
  • the features of claim 11 can preferably be provided.
  • the laying device possibly with an upstream drilling or clearing head, is pulled by a pulling device from the other end of the already at least partially prefabricated tunnel.
  • the hose is fed from the laying device.
  • the laying device can be designed as a draw tube through which the tightly folded hose is continuously fed. If a chain or a linkage is used for pulling, the hose can be fed parallel to this to the laying device.
  • the hose with liquid must be placed under pressure. This can be done in a simple manner from one end of the hose, namely from its starting point, using suitable pumps, liquid-filled standpipes or the like.
  • the hose according to Claim 13 is placed under pressure from both ends, that is to say from its easily accessible beginning end and also from the device which is accessible from above, for example according to Claim 10.
  • Fig. 1 in section through a tunnel a first embodiment of the
  • FIG. 1 shows in section the laying device shown in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a variant of the invention in the representation according to FIG. 1, 4 in section a tunnel for a culvert line,
  • FIG. 8 shows a variant of FIG. 7.
  • Fig. 1 shows a tunnel 1, which is driven from a trench 2. In the example shown, it runs under a river 3, below which the bottom is particularly critical and e.g. is severely endangered by water ingress or flow.
  • the tunnel 1 is driven into the standing ground with a conventional type of drilling head 4 (not explained in more detail). As is shown in more detail in a section according to FIG. 2, this is supported from behind with a tube 5 which is pressed out of the building dust using means not shown.
  • a cable 6 for supplying power to the screed head and a pipe 7 for supplying flushing liquid are laid through the pipe 5 to the drill head 4.
  • the overburden accumulating when advancing the drill head 4 can be removed with the rinsing liquid through a further Rome or dmch pipe (not shown) to the building site 2.
  • a laying device 8 Arranged at the rear of the drill head 4 is a laying device 8 shown in detail in FIG. 2.
  • this consists of a tubular housing 9 which is fastened to the drill head 4 with a flange 9a or other fastening means, preferably for example uncouplable, in order to be pulled by the latter.
  • a hose 10 is arranged in a supply 11, which, as schematically indicated in the drawing, is folded in a close packing due to the corrugated-tube-like axial compression and from which the hose 10, as shown in FIG.
  • a rear inner flange 12 of the tubular housing 9 can be provided there in order to hold the Vonat 11, for example when transporting the laying device 8, and to provide a favorable annular withdrawal line for withdrawing the hose 10 with a circular cross section.
  • the supply 11 is arranged in a ring shape on the inner wall of the tube housing 9 and leaves a continuous interior space in which the tube 5 extends in the exemplary embodiment.
  • the tube 5 can, in contrast to the illustration, also end in front of the tube housing 9 and be coupled with a coupling rod or the like laid through this. As a result, the inside diameter of the supply 11 can be reduced and the supply increased.
  • Fig. 1 shows the laying device 8 with the drill head 4 in the interior of the piece 1 already finished.
  • the hose 10 lies against the tunnel wall and extends with its rear end 13 into the construction pit 2.
  • the rear end the hose 10 is sealed there on a pipe socket 14 with a clamp 15 or the like.
  • the pipe socket 14 is in turn sealed with an inner ring seal 16 on the pipe 5.
  • the hose is also attached at its front end at 17 all around.
  • the interior of the hose is therefore sealed off from the drill head 4 there as well.
  • the inside of the hose is sealed on all sides.
  • a Rome line 18 opens inside the ring seal 16, which can be placed with a liquid under a pressure, for example, via a pump 19 or a standpipe 20 of a suitable height shown in broken lines.
  • Existing water can preferably be used as the liquid.
  • the usual bentonite-containing drilling fluid or another suitable support medium can also be used, but this is not absolutely necessary.
  • the cable 6 shown there can also be designed as a tube or hose that opens out at 6a through the wall of the tube 5 into the space between the tube 5 and the tube 10. Supporting liquid can consequently be pressed into the intermediate space by such a tube 6, alternatively to the pressure supply from the standpipe 20 or additionally, in order to ensure pressure supply over a longer length from both ends of the tunnel.
  • the hose 10 lies through the internal pressure against the wall of the tunnel 1 and lines it.
  • the internal pressure is to be kept higher than the ground pressure and the groundwater pressure at every point of the tunnel.
  • the tunnel 1 created in this way and lined with the hose 10 also remains stable over longer laying sacks and laying times.
  • the tube 5 can thus be pushed over longer Vieiegestiecken without collapsing floor hindering the laying and by increasing the frictional resistance makes further pushing impossible or too difficult.
  • the hose 10 can consist of a suitable, inexpensive, low-strength material and, in particular, can consist of an elastic but non-stretchable material that is better resistant to point-to-point loads, such as a collapsing stone, and prevents damage from point-to-point loads and is able to point Convert loads into wing loads.
  • a slightly water-permeable material e.g. B. a suitable fabric, such as a plastic fabric used.
  • the material is preferably hydrophilic.
  • Water can seep out of such permeable material and, if suitable support Liquid, their fine-grain fraction or gellable fraction on the inner surface of the tube can create a layer which is formed by filtering and which reduces the friction of the tube 5 and lines the tube in a pressure-resistant manner. This layer adheres securely in the long term due to its hydrophilic properties.
  • the tube 5, which is used for advancing the laying device 8 and the screed head 4, can only be provided for advancement purposes and can be pulled out again through the hose 10 once the entire tunnel has been completely lined. Then the empty tunnel 1 is filled with support fluid and kept open and can remain well supported in this state for a long time until egg seals to be laid in the tunnel, such as cables or a product pipe, can be felt.
  • the tube 5 can also be the production tube itself, which is used for advancing and then remains in the tunnel.
  • FIG. 3 shows the same tunnel 1 with the laying device 8 in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 in the surrounding situation of FIG. 1.
  • the tunnel 1 has already been completed over its entire length.
  • the laying device 8 is here only with a pull rod 21 or e.g. pulled through the tunnel 1 with a rope to route the hose 10.
  • the pipe socket 14 is also indicated here, in an identical design to that shown in FIG. 1.
  • the tunnel 1, which is already finished before the hose 10 is laid, can, for example, be finished in a stable base and should now be secured over the long term by laying the hose 10 and hydraulic support until later, as shown in FIG. 3, the pipe 5 through the pipe socket 14 is pushed.
  • the tunnel 1 can be formed, for example, by an existing, previously laid pipeline which is to be renewed by pulling the pipe 5 in. Smaller disturbances and break-ins can be eliminated by pulling the laying device 8.
  • a clearing head (not shown) can also be connected upstream of the laying device 8.
  • FIG. 3 can also exist if the tunnel was created using the HDD method mentioned at the beginning.
  • a narrow bore is first driven from the construction site 2. This is then expanded with a clearing head with a rod laid through the bore and brought to the nominal diameter and, as shown in FIG. 3, the laying device 8 with the rod 21 is pulled through the tunnel 1.
  • the Veiiegeeimichtung shown in Fig. 3 8 can be designed according to the embodiment in Fig. 2 and contain the hose supply. However, as shown alternatively in FIG. 3, the hose 10 through the rod 21 in the form of a tube can also be continuously fed to the laying device 8 from the other end of the tunnel. This makes it possible to line very long tunnels without constantly having to carry the larger hose supply required.
  • Fig. 4 shows a longitudinal section of a tunnel 1, which is produced in this way between the two construction pits 2 under the river 3, for laying the pipe 5 as a culvert pipe.
  • the tunnel 1 is created under the floor surface 22.
  • a clearing head 23 is used, to which a slot milling cutter 24 is attached, which from Räumkopf 23 protrudes up to the floor surface 22 and transports the soil accumulating in the Räumkopf 23 up to the floor surface 22.
  • the advancement of the clearing head 23 with the slot milling cutter 24 can take place by a suitable device, not shown, running over the ground surface 22.
  • the clearing head 23 could, however, also be drawn with the slot milling machine 24 through a pilot boring or pushed through the completed tunnel 1 from behind.
  • another suitable device for removing the overburden from the clearing head 23 from the ground surface 22 could also be provided, for example a spray pipe or a suction pipe.
  • the clearing head 23 senses the laying device 8, which lay the hose 10 in the tunnel 1 created by the clearing head 23. At its rear end, the hose 10 is sealed in the same way as shown in Fig. 1 and pressurized with liquid, eg water.
  • FIG. 6 shows a variant in which the tunnel 1 is created starting from the construction pit 2 with a moving open installation pit 25.
  • the laying device 8 At the bottom of the laying pit 25 is the laying device 8, which delivers the hose 10 behind it.
  • the hose 10 is supplied with the pipe socket 14 in the manner shown in FIG. 1.
  • the installation pit 25 is continuously excavated in the direction of advance and backfilled behind it, that is to say via the installed hose 10 or the advanced installation device 8. To drive the vieiege issued 8, it can be towed by means not shown, or it is pressed forward hydrostatically by the inside pressure of the hose 10 or a push tube is moved forward.
  • the self-propulsion of the laying device 8 under the hydrostatic pressure of the liquid in the hose 10 can also be carried out in the other appointed laying processes.
  • the laying device 8 can be traversed behind the hydrostatic pressure or through a thrust pipe 5 without mechanical coupling to the clearing head 23.
  • the hose is closed or sealed at the end of the advance, that is to say in the laying device 8. At the rear end, as shown in FIG. 1, it is pressurized with the egg seals 19 and 20, whereby the standpipe 20, which may be provided, can be open at the top in order to hydrostatically pressurize the hose.
  • the hose 10 can be placed under pressure from its front end (outlet 6a). This is also possible in the installation cases in which the driving end of the hose on the laying device 8 is accessible from the outside, e.g. in the case of Fig. 3. It is indicated in the drawing that the hose 10 can be fed from the front through the pull rod 21 designed as a tube. Instead, support fluid can also be added under pressure from here.
  • hydraulic fluid can be supplied from above through the hose next to the tiller 24 and in the case of the embodiment of FIG. 6 also from above through the hose 10 through the installation pit 25.
  • the hose 10 supplied at the front above can be designed as a standpipe.
  • FIGS. 5 and 6 show how the hose 10 is fed continuously to the laying device 8 from above the bottom surface 22.
  • the hose 10 can e.g. are fed by a winding drum set up on the bottom surface 22, it being sealed at this point on the hose winding.
  • the hose can also be produced on-site with a device that moves with the moving laying pit 25 (FIG. 6) or the tiller 24 (FIG. 5).
  • the hose can, for example, be produced on site from a flat web which is fed by a winding.
  • the tube can be produced from a flat web by producing a seam which can be produced by sewing, gluing or welding.
  • the hose can be produced around a vertical pipe, in particular also around a pipe which, like the standpipe 20, which is shown in FIG. 1, contains a liquid column for generating the hydrostatic pressure in the hose 10.
  • the hose is advantageously closed at a level above the liquid level in the standpipe. In this way, the hose 10 can be fed continuously at the end on the drive side from above the bottom surface and at the same time be placed under pressure from this end.
  • FIG. 7 shows a variant in which the laying device 8 is designed as a bursting head which is conically shaped on the outside and is pulled through the tunnel by a pull pipe 25 in the arrow clearance, in which an old pipe 26 lies. As shown in FIG. 7, this is broken up by the bursting head 8. The remaining shards 27 are pushed aside into the ground. The hose 10 is continuously fed through the pull tube 25 and is released to the rear by the laying device 8 designed as a bursting head in the same way as, for example, in the construction of FIG. 2. At a later point in time, a Roma 5, for example a product ear, can be pushed become.
  • the pushed-in product pipe 5 has a slightly undersize compared to the installed hose 10, which is kept under pressure, so that an annular space filled with supporting liquid is formed between the product pipe 5 and the hose 10. If bentonite is used as the supporting liquid, it can then solidify and thus form a protective body between the product pipe 5 and the hose 10 after completion, which protects the product pipe 5 against the possibly sharp-edged fragments 27 in the long term. If these are pressed against the product pipe 5 during subsequent earth movements, this is protected from damage by the protective body.
  • a push rod e.g. in the form of the tube 5 are used so that the laying device can be pulled and pushed simultaneously, thereby ensuring that the bursting head runs straight.
  • a product tube itself can also be used as a push rod.
  • FIG. 8 shows an embodiment of the embodiment of FIG. 7 in which the bursting head 8 'is pulled by a tension member 25' which is not designed as a tube but, for example, as a linkage or chain.
  • the hose 10 is fed here similarly to the embodiment of FIG. 7, but parallel to the tension member 25 '.
  • the hose 10 is fed through an opening to the bursting head 8, which is, for example, somewhat eccentrically funnel-shaped, and can then open unfold the back of the bursting head after running through a seal that is not shown.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur hydraulischen Stützung eines Tunnels (1) mit einer diesen unter Druck füllenden Flüssigkeit ist dadurch gekennzeichnet, daß ein den Tunnel (1) auskleidender Schlauch (10) aus biegeelastischem, druckdichtem Material die Flüssigkeit umschließt.

Description

Voπichtung, Verfahren und Verlegeeinrichtung zur hydraulischen Stützung eines
Tunnels
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydraulischen Stützung eines Tunnels nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Verfahren und eine Verlegeeinrichtung zu deren Verlegung.
Wird ein Tunnel nicht durch hochstandfesten Fels sondern durch Erdreich gebohlt, so muß er anschließend ausgestützt werden, da er sonst von Bodensenkungen, Einspülungen an wasserführenden Schichten oder dergleichen schnell wieder geschlossen wird. Nicht gattungsgemäße Vomchtungen, z.B. bei einem Straßentunnel, weisen eine umnittelbar hinter dem Bohrschild verlegte stützende Auskleidung vor. Es kann auch ein Produktrohr, z.B. eine Gas- oder Wasserleitung unmittelbar hinter einem Bohrkopf nachgeschoben werden und die sofortige Abstützung des Tunnels übernehmen.
Bei gattungsgemäßen Vomchtungen wird der Tunnel mit geeigneten Mitteln gebohlt und bis zur endgültigen Einbringung des zu verlegenden Produktrohres, Kabels oder dergleichen mit unter Druck stehender Flüssigkeit gestützt. Üblicherweise wird dazu eine Bohrspülung in Form einer Suspension von Bentonit und Wasser verwendet, die ein höheres spezifisches Gewicht aufweist als Wasser. Die Bohrspülung steht unter dem hydrostatischen Dmck ihrer Füllhöhe im Tunnel und stützt diesen gegen den Bodendruck und Grundwasserdruck ab. Die Bohrspülung erleichtert auch das spätere Einziehen eines Produktrohres, das ganz oder teilweise luftgefüllt, mit austariertem Auftrieb und somit reibungsarm über längere Strecken vorgeschoben- oder gezogen werden kann.
Der hydraulisch gestützte Tunnel bleibt solange offen, bis ein Produkt! ohr, z.B. eine Gas- oder Wasserleitung oder z.B. Kabel oder dergl. eingezogen werden. Der nach der endgültigen Verlegung verbleibende restliche Hohlraum ist mit der bentonithaltigen Bohrspülung gefüllt, die sich durch Gelieren verfestigt oder gegen geeignetes, sich verfestigendes Material ausgetauscht wird.
Ein Tunnel mit hydraulischer Abstützung wird üblicherweise mittels HDD (Horizontal-Direktional-Drilling) geschaffen. Dabei wird mit einer richtungsgesteuerten engen Bohrung vorgebohrt. Anschließend wird durch diese mit einem Gestänge ein oder mehrmals ein Räumkopf gezogen, der den Durchmesser vergrößert. Es wird am Räumkopf bzw. Bohrkopf austretende Bohrspülung eingedrückt, die ständig den Tunnel durchfließt, dabei den Abraum mitnimmt und die Ausstützung bewirkt. Dieses Verfahren läßt sich insbesondere auch bei der Verlegung von Dükern unter Flüssen oder unter sonstigem unzugänglichem Gelände verwenden, wie z.B. zur Unterquerung von Bannen oder Straßen bzw. von Gebäuden. Dieses Verfahren ist ferner kostengünstig. Allerdings setzt es ausreichend standfesten Boden voraus.
Nachteilig bei der gattungsgemäßen bekannten Vomchtung, die einen Tunnel hydraulisch stützt, sind die unsicheren Grenzverhältnisse zwischen dem Flüssigkeitskörper im Tunnel und dem umgebenden Boden. Es kann bei ungünstigen Bodenverhältnissen zum Nachsacken des Bodens kommen. Werden stark wasserführende Schichten gekreuzt, so können diese in größeren Mengen Wasser und Sand einspülen und den Tunnel verlegen. Bei der gattungsgemäßen bekannten Vomchtung muß aber auch über längere Zeit dauernd und unter hohem Materialeinsatz mit teurer Bohrspülung durchgespült werden. Diese Durchspülung muß bis zur endgültigen Fertigstellung des Tunnels aufrechterhalten werden, da die Bohrspülung in Klüften und Gängen des Bodens bzw. in porösem Boden versik- kert und somit ständig nachgeliefert werden muß. Femer von Nachteil ist u.U. die Entstehung größerer Hohlräume im Bereich des Tunnels, die durch die ständige Durchspülung geschaffen werden.
Aus der DT 2545020 AI ist es bekannt, in einem Tunnel, unmittelbar dem Bohrkopf folgend, Tübbingrohre vorzuschieben und zu deren Reibungsveπriinderung um diese einen Blechmantel vorzusehen, der am Bohrkopf während des Bohrfort- schrittes laufend in Form von Blechstreifen abgegeben und zu dem Mantel zusammengesetzt wird.
Aus der DE AS 1216915 ist es bekannt, bei einem mit dem Bohrfortschritt verlegten Tübbingausbau außen um diesen einen Folienschlauch vorzusehen, der wählend des Bohifortschrittes am Bohrkopf laufend abgegeben wird und der zur Abdichtung des Tunnels gegen von außen eintretendes Wasser dient.
Aus den Konferenzveröffentlichungen "pipe-jacking with the use of membrane wrapping" von S. Tohyama und S. Koiwa sowie "case study on pipe-jacking with membrane wrapping" von S. Tohyama und K. Matsui, veröffentlicht unter NO DIG 87 und 88 in Int. Exhibition/Conference of Trancheless Technology, Bd. 3, 1988, ist es bekannt, in einem Tunnel ein ProduktiOhr unmittelbar hinter dem Bohrkopf mit diesem vorzutreiben und dabei am Bohrkopf einen Kunststoffschlauch laufend abzugeben, der außerhalb des ProduktiOhres verlegt wird. Dabei wird laufend in den Ringraum zwischen Schlauch und ProduktiOhr ein Gleitmittel und außerhalb des Schlauches ein schnell verfestigendes Mittel zur Bodenverfestigung gedrückt. Allen diesen bekannten Konstmktionen ist es gemeinsam, daß um die eigentlich stützende Tunnelauskleidung nämlich den Tübbingausbau bzw. das ProduktiOhr hemm ein Schlauch verlegt wird, der sich seinerseits auf der eigentlichen Tun- nelabstützung abstützt. Der Schlauch selbst dient nicht der Tunnelsrützung. Nachteilig bei diesen bekannten Verlegetechniken ist der Vorschub der Tun- nelabstützung mit dem Bohlfortschritt. Andere als den Tunnel ausstützende Einrichtungen, also Tübbinge, Rohre und dergleichen können mit dieser Technik nicht verlegt werden.
Im Gegensatz dazu bietet die eingangs erwähnte Technik der hydraulischen Ausstützung des gebohlten Tunnels den Vorteil, daß der Tunnel über längere Zeit nur hydraulisch also mit Flüssigkeitsfüllung gestützt wird, so daß darin zu verlegende Eimichtungen, wie z.B. ein ProduktiOhr auch später verlegt werden können. Außerdem können auch Eimichtungen geringeren Querschnittes, die selbst nicht stützend wirken, verlegt werden, wie z.B. Kabelbündel oder dergleichen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hydraulische Tunnelstützung zu schaffen, die kostengünstig, langfristig und sicher einen Tunnel offenhält, und zwar unabhängig von der Verlegung eines stützenden Rohres und die den Verlust teuerer Bohrspülung bzw. deren unerwünschtes Eindringen in das umgebende Erdreich vermeidet.
Diese Aufgabe wird mit einer Vomchtung nach Anspruch 1, einem Verfahren nach Anspruch 6 sowie mit einer Verlegeeimichtung nach Anspruch 7 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht zwischen der den Tunnel füllenden Flüssigkeit und der Tunnelwand einen Schlauch vor, der die Flüssigkeit umschließt. Damit wird das Austreten der Flüssigkeit in den umgebenden Boden verhindert und ebenso das Eindringen von Boden in den Tunnelquerschnitt. Fer- ner wird die Dui'chströmung des Tunnels mit Grundwasser vermieden. Der Schlauch verhindert also jede Veimischung der im Schlauch befindlichen Flüssigkeit mit umgebendem Grundwasser oder Boden. Teure Grundwasserabsenkungen können entfallen. In dem allseits geschlossenen Schlauch kann die Flüssigkeit gezielt unter geeignetem Dmck gehalten werden, der etwas höher ist als der Bodendruck bzw. Gmndwasserdmck aus der Umgebung. Als Flüssigkeit kann eine Bohrspülung verwendet werden, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist. Es reicht einfaches Wasser. Die Flüssigkeit wird femer sparsam verwendet, da sie nicht im Boden versickert. Es ergeben sich somit erhebliche Materialeinsparungen. Wird für Aufrechterhaltung des Dmckes im Schlauch gesorgt, so kann der Tunnel über längere Zeit sicher gestützt werden, wobei er abgesehen von der stützenden Flüssigkeit leer ist. Zu verlegende Eimichtungen, wie Rohre, Kabel oder dergleichen können zu einem beliebigen Zeitpunkt verlegt werden, und zwar sowohl nach dem Stand der Technik gleichzeitig mit dem Bohrfort- schritt oder auch wesentlich später, nachdem der Tunnel über die gesamte Länge fertig gestellt und mit dem Schlauch abgestützt ist. Der zu verlegende Schlauch kann äußerst kostengünstig ausgeführt sein. Bodensetzungen können mit der erfindungsgemäßen Vomchtung auch bei sehr ungünstigen Bodenverhältnissen völlig ausgeschlossen weiden. Der die Flüssigkeit im Tunnel umgebende Schlauch muß zur Stützung des Tunnels unter Dmck stehen. Dazu muß er nicht nur über die Länge dicht sein, sondern auch an den Enden abgedichtet sein. Diese Abdichtung kann als Verschluß des Schlauches ausgebildet sein oder auch aus einer hydrostatischen Abdichtung bestehen, wobei der Schlauch als Ganzes oder mit einer angeschlossenen Leitung zum Beispiel durch eine Baugmbe nach oben gefühlt ist bis zu einer Höhe, in der ein nach oben offener Flüssigkeitspegel steht, der mit ausreichender hydrostatischer Höhe das Austreten der unter Dmck stehenden Flüssigkeit im Schlauch verhindert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise auch verwendet werden wenn ein bestehendes defektes Rohr durch Einziehen eines kleineren Rohres zu sanieren ist. Der Schlauch umschließt dabei Flüssigkeit, die als Gleitmittel und Auftriebshilfe für das neue Rohr dient, und verhindert deren Entweichen durch Löcher oder Abzweigungen des alten Rohres.
Vorteilhaft ist der Schlauch gemäß Anspruch 2 dehnfest mit dem Umfang des Tunnels ausgebildet. Dadurch wird vermieden, daß bei' punktueller Belastung an einer ungünstigen Stelle der Tunnel einbrechen kann oder daß der Schlauch sich außerhalb des gewünschten Tunneldurchmessers in dort evtl. vorkommende seitliche Hohlräume ausdehnt.
Geeignetes Schlauchmaterial muß aus Gründen der Verlegbarkeit und auch zur Anpassung an Unebenheiten im Tunnel ausreichend elastisch biegbar sein und sollte aus den zu Anspruch 2 genannten Gründen dehnfest sein. Femer muß es in ausreichenden Maße die Flüssigkeit im Schlauch druckfest halten, damit der Schlauch seine Stützwirkung entfalten kann. Dazu könnte der Schlauch aus geeigneter vollständig wasserdichter Kunststoffolie bestehen. Vorzugsweise besteht er jedoch gemäß Anspruch 3 aus geringfügig wasserdurchlässigem Material. Vorzugsweise wird dabei gemäß Anspruch 4 ein hydrophiles Material verwendet sowie femer vorzugsweise gemäß Anspruch 5 ein Gewebematerial, z.B. aus Kunst- stoffasern. Dadurch werden im wesentlichen zwei Vorteile erreicht. Zum einen ermöglicht die Wasserdurchlässigkeit des Schlauches, welcher nach Einziehen z.B. eines Produktiohres dauerhaft um dieses verlegt bleibt, den elektrischen Stiomfluß zwischen dem ProduktiOhr und dem den Schlauch umgebenden Erdreich, so daß bekannte Eimichtungen mit im Erdreich außerhalb des Schlauches verlegten Elektroden zum aktiven Korrosionsschutz eines aus Stahl bestehenden Rohres anwendbar sind, um das konosionsempfindliche Rohr durch eine korrosi- onspassivierende Spannung zwischen dem Rohr und den äußeren Elektroden gegen Korrosion zu schützen. Zum anderen ergibt sich durch die geringe Wasserdurchlässigkeit des Schlauches bereits während der Verlegearbeiten ein leichtes Aussickern von Wasser, so daß bei Verwendung einer Bentonitsuspension sich ein verdickter Bentonitkuchen auf der inneren Oberfläche des Schlauches absetzt und dort sicher haftet. Diese verdickte Bentonitschicht bietet hervorragende Gleiteigenschaften beim Einziehen eines PiOduktrohres und macht den durchlässigen Schlauch durch Verstopfung seiner Poren druckdicht, so daß er langfristig ohne großen Flüssigkeitsverlust den Tunnel ausstützen kann.
Die Verlegung des Schlauches und die Verlegung einer darin endgültig zu verlegenden Eimichtung, wie z.B. eines Produktrohres können, wie nach dem eingangs genannten Stand der Technik, gleichzeitig erfolgen. Vorteilhaft wird jedoch nach dem Verfahren gemäß Anspmch 6 gearbeitet. Dabei wird zunächst der Schlauch verlegt, beispielsweise bis zur endgültigen Fertigstellung des gesamten Tunnels, der durch den dmckgestützten Schlauch offen gehalten wird. Unabhängig davon, zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise wesentlich später, kann das Produktrohr nachgeschoben werden. Dadurch lassen sich die Verlegearbeiten wesentlich vereinfachen und den Gegebenheiten anpassen.
Der Schlauch könnte bei wenigstens kurzfristig eigenstandfestem Boden in einen zuvor geschaffenen Tunnel nachträglich über die ganze Länge eingezogen werden und anschließend unter Dmck gesetzt werden. Vorteilhaft wird der Schlauch jedoch mit einer Eimichtung gemäß Anspmch 7 verlegt, wird also von einer im Tunnel vorlaufenden Verlegeeimichtung rückwärts abgegeben. Dies ergibt den großen Vorteil, daß die Verlegeeimichtung unmittelbai- hinter einem Bohrkopf oder Räumkopf z.B. bei der erwähnten HDD-Methode, geführt werden kann und somit unmittelbar nach Schaffung des endgültigen Tunnelquerschnittes den stützenden Schlauch verlegt, der während des Verlegevorgangs bereits unter Dmck steht und im Laufe der Verlegung unter Dmck gehalten wird. Dadurch wird der Tunnel schon unmittelbar nach seiner Erzeugung ausgestützt, so daß auch eine Verlegung bei sehr ungünstigen Bodenverhältnissen, wenn also der Boden sofort nachsacken würde, möglich ist.
Eine geeignete Verlegeeimichtung könnte z.B. den Schlauch an Ort und Stelle aus einer geeigneten Kunststoffmischung herstellen und z.B. mit einer Ringdüse direkt vor Ort, also an der Tunnelwand, extrudieren. Vorteilhaft ist die Verlegeeimichtung jedoch gemäß Anspmch 8 ausgebildet. Dabei wird in grundsätzlich aus NO DIG 87 und NO DIG 88 bekannter Weise der Schlauch in der Verlegeeimichtung von einem Vorrat abgenommen und nach hinten abgegeben. Der Schlauch kann z.B. von einem Wickel abgezogen werden. Beim HDD- Verfahren kann eine solche Veiiegeeünichtung problemlos beim letzten Räumschritt vom Räumkopf mitgezogen werden. Auch wenn ein sonstiger mit fertigem Sollquerschnitt vorhandener Tunnel abgestützt werden soll, läßt sich diese Verlegeein- richtung gut verwenden, z.B. wenn der Tunnel bereits ausgekleidet ist, beispielsweise mit einem älteren Rohr, daß z.B. stellenweise defekt ist oder seine Altersgrenze erreicht hat und in dem ein neues Rohr verlegt werden soll.
Folgt die Verlegeeimichtung jedoch einem Bohrkopf oder einem sonstigen Bodenabbaukopf, der den Tunnel mit vollem Querschnitt herstellt und der keine andere Verbindung zur Bodenoberfläche hat als durch den von ihm geschaffenen Tunnel hindurch, so sind durch diesen Tunnel hindurch, also durch das Innere des zu verlegenden Schlauches Leitungen, Rohre und dergleichen erforderlich, die den Abraum abführen, Bohrenergie zufuhren und dergleichen. Diese müssen durch die Verlegeeimichtung hindurch bis zum Bohrkopf gefühlt sein. Wenn mit Vorpreßdrack gearbeitet wird, muß ein vordrückendes Gestänge durch die Verlegeeimichtung hindurch auf den Bohrkopf einwirken. In diesen Fällen ist eine Verlegeeimichtung nach Anspmch 9 vorteilhaft. Dabei ist der Schlauchvoixat in einem Ringraum am Umfang des Rohrgehäuses der Verlegeeimichtung angeordnet. Drackgestänge, Transportleitungen und dergleichen können durch das Innere des bereits verlegten Schlauches und durch das Innere der Verlegeeimichtung, also durch den Vorrat hindurch bis zum Bohrkopf laufen.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspmches 10 vorgesehen. Bei dieser Verlegeeimichtung wird der Schlauch nicht in der Verlegeeimichtung hergestellt oder von einem dort vorgesehenen Vorrat abgezogen, sondern der Verlegeeimichtung von außen und zwar von der Bodenoberfläche her laufend zugefühit. Dies kann durch einen geeigneten Zugang von der Bodenoberfläche zur Verlegeeimichtung erfolgen, z. B. durch eine wandernde Baugmbe oder z. B. durch eine die Verlegeeimichtung voitreibende Schlitzfräse. Auf diese Weise läßt sich die Verlegeeimichtung wesentlich vereinfachen. Da sie nicht auf einem mitgefühlten begrenzten Schlauchvorrat angewiesen ist, läßt sich die Verlegeeimichtung, der nun der Schlauch endlos von oben zuführbar ist, über sehr lange Strecken einsetzen.
Alternativ können vorzugsweise die Merkmale des Anspmches 11 vorgesehen sein. Bei dieser Konstruktion wird die Verlegeeimichtung, gegebenenfalls mit einem vorgeschalteten Bohr- oder Räumkopf, von einer Zugeimichtung vom anderen Ende des bereits wenigstens teilweise vorgefertigten Tunnels gezogen. Der Schlauch wird dabei von der Verlegeeimichtung her zugeführt. Die Verlegeeinrichtung kann als Zugrohr ausgebildet sein, durch das der eng gefaltete Schlauch laufend zugefühit wird. Wird zum Ziehen eine Kette oder ein Gestänge verwendet, so kann der Schlauch parallel zu diesem der Verlegeeimichtung zugefühit werden.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspmches 12 vorgesehen. Mit einem solchen Berstkopf kann, ähnlich den bekannten Berstliningverfahren, ein im Tunnel bereits liegendes älteres ProduktiOhr aufgebrochen werden, der Tunnel auf den gewünschten Umfang erweitert werden und in dem so geschaffenen Tunnel der Schlauch verlegt werden. Der Schlauch kann dabei im Berstkopf als Vorrat ge- halten sein oder diesem z.B. durch ein Zuggestänge oder dergleichen von außen zugefühit werden.
Bei der erfindungsgemäßen Tunnelstützvoπichtung muß der Schlauch mit Flüssigkeit unter Dmck gesetzt werden. Dies kann auf einfache Weise von einem Ende des Schlauches her, nämlich von seinem Startpunkt her erfolgen und zwar über geeignete Pumpen, flüssigkeitsgefüllte Standrohre oder dergleichen. Vorzugsweise wird der Schlauch nach Anspmch 13 jedoch von beiden Enden her unter Dmck gesetzt, also von seinem leicht zugänglichen Anfangsende her und auch von der Veiiegeeünichtung her, die beispielsweise gemäß Anspmch 10 von oben zugänglich ist. Bei unter Drucksetzung von beiden Enden her, ergibt sich der Vorteil, das bei einem Verschluß der Schlauches z. B. durch Tunneleinbmch, sowohl der davor liegende als auch der dahinter liegende Bereich des Tunnel noch ausgestützt bleibt. Ist der Tunnel z. B. nur an einer sehr kurzen Stelle eingebrochen, so kann durch diese mit erhöhtem Kraftaufwand ein Produktiohr immer noch weiter geschoben werden, wobei nur an dieser kurzen Stelle erhöhter Kraftaufwand besteht, in den übrigen unter Dmck freigehaltenen Tunnelbereichen jedoch nur sehr geringe Reibung herrscht.
In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 im Schnitt durch einen Tunnel eine erste Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 2 im Schnitt die in Fig. 1 dargestellte Verlegeeimichtung,
Fig. 3 in Darstellung gemäß Fig. 1 eine Variante der Erfindung, Fig. 4 im Schnitt einen Tunnel für eine Düker-Leitung,
Fig. 5 - 7 in Darstellung gemäß Fig. 1 die Erfindung bei anderen Verlege- techniken und
Fig. 8 eine Variante zu Figur 7.
Fig. 1 zeigt einen Tunnel 1, der von einer Baugrabe 2 aus vorgetrieben wird. Er verläuft im dargestellten Beispiel unter einem Fluß 3, unter dem der Boden besonders kritisch ist und z.B. durch Wassereinbmch oder Wasserströmung stark gefährdet ist. Der Tunnel 1 wird in den stehenden Boden mit einem nicht näher erläuterten Bohrkopf 4 üblicher Bauart vorgetrieben. Dieser wird, wie näher in einem Ausschnitt gemäß Fig. 2 dargestellt ist, von hinten mit einem Rohr 5 abgestützt, das mit nicht dargestellten Mitteln aus der Baugmbe 2 nachgedrückt wird.
Durch das Rohr 5 sind bis zum Bohrkopf 4 ein Kabel 6 zur Stromversorgung des Bohlkopfes und ein Rohr 7 zur Zufühmng von Spülflüssigkeit verlegt. Der beim Vorüieb des Bohrkopfes 4 anfallende Abraum kann mit der Spülflüssigkeit durch ein weiteres nicht dargestelltes Rom- oder dmch das Rohr 5 zur Baugmbe 2 abgeführt werden.
Rückwärtig anschließend an den Bohrkopf 4 ist eine im einzelnen in Fig. 2 dargestellte Verlegeeimichtung 8 angeordnet. Diese besteht im Ausführungsbeispiel, wie Fig. 2 zeigt, aus einem Rohrgehäuse 9, das mit einem Flansch 9a oder sonstigen Befestigungsmitteln, vorzugsweise z.B. abkoppelbar, am Bohrkopf 4 befestigt ist, um von diesem gezogen zu werden. In dem Rohrgehäuse 9 ist ein Schlauch 10 in einem Vorrat 11 angeordnet, der, wie in der Zeichnung schematisch angedeutet, dmch wellrohrartige axiale Stauchung in enger Packung gefaltet ist und von dem der Schlauch 10, wie dies Fig. 2 zeigt, nach hinten abziehbar ist. Ein hinterer Innenflansch 12 des Rohrgehäuses 9 kann dort vorgesehen sein, um den Vonat 11, z.B. beim Transport der Verlegeeimichtung 8, zu halten und um eine günstige ringförmige Abzugslinie zum rückwärtigen Abziehen des Schlauches 10 mit Kreisquerschmtt zu ergeben.
Der Vorrat 11 ist ringförmig der Innenwand des Rohrgehäuses 9 angelegt und läßt einen Innenraum durchgehend frei, in dem im Ausf hrungsbeipiel das Rohr 5 verläuft. Das Rohr 5 kann, anders als dargestellt, auch vor dem Rohrgehäuse 9 enden und mit einer durch dieses verlegten Kupplungs Stange oder dergl. angekuppelt sein. Dadurch kann der Innendurchmesser des Vorrates 11 verringert und der Vorrat vergrößert werden.
Fig. 1 zeigt die Verlegeeimichtung 8 mit dem Bohrkopf 4 im Inneren des bereits über ein Stück fertiggestellten Tuimels 1. Von der Verlegeeimichtung 8 ab liegt der Schlauch 10 der Tunnelwand an und reicht mit seinem rückwärtigen Ende 13 bis in die Baugmbe 2. Das rückwärtige Ende des Schlauches 10 ist dort auf einem Rohrstutzen 14 mit einer Schelle 15 oder dergleichen abgedichtet. Der Rohrstutzen 14 ist seinerseits mit einer inneren Ringdichtung 16 auf dem Rohr 5 abgedichtet. Der Schlauch ist femer an seinem vorderen Ende bei 17 umlaufend befestigt. Das Innere des Schlauches ist also auch dort zum Bohrkopf 4 abgedichtet. Damit ist das Schlauchinnere allseitig abgedichtet.
Am Rohrstutzen 14 mündet innerhalb der Ringdichtung 16 eine Romleitung 18, die z.B. über eine Pumpe 19 oder ein gestrichelt dargestelltes Standrohr 20 geeigneter Höhe mit einer Flüssigkeit unter Dmck gesetzt werden kann. Als Flüssigkeit kann vorzugsweise kostengünstig vorhandenes Wasser verwendet werden. Es kann auch die übliche bentonithaltige Bohrspülung oder ein sonstiges geeignetes Stützmedium verwendet werden, was jedoch nicht unbedingt notwendig ist. Wie Fig. 1 zeigt, kann das dort dargestellte Kabel 6 auch als Rohr bzw. Schlauch ausgebildet sein, der bei 6a durch die Wand des Rohres 5 nach außen in den Zwischenraum zwischen dem Rohr 5 und dem Schlauch 10 mündet. Durch ein solches Rohr 6 kann folglich Stützflüssigkeit in den Zwischenraum gedrückt werden, und zwar alternativ zur Dmckversorgung aus dem Standrohr 20 oder zusätzlich, um auf größerer Länge eine Dmckversorgung von beiden Enden des Tunnels her zu gewährleisten.
Wie Fig. 1 zeigt, legt sich der Schlauch 10 durch den Innendmck gegen die Wand des Tunnels 1 und kleidet diese aus. Der Innendmck ist an jeder Stelle des Tunnels dabei höher zu halten als der Bodendruck und der Grundwasserdruck. Dadurch wird die Grenzfläche zwischen der den Schlauch ausfüllenden Flüssigkeit und dem umgebenden Boden durch den Schlauch stabil gehalten. Wassereinströmungen und Nachrutschen des Bodens wird sicher verhindert. Auch über längere Verlegesüecken und Veiiegezeiten bleibt der so geschaffene und mit dem Schlauch 10 ausgekleidete Tunnel 1 stabil. Das Rohr 5 kann also über längere Veiiegestiecken nachgeschoben werden, ohne daß einstürzender Boden die Verlegung behindert und durch Erhöhung des Reibwiderstandes das weitere Nachschieben unmöglich oder zu schwierig macht.
Der Schlauch 10 kann aus geeignetem kostengünstigem Material geringer Stärke bestehen und kann insbesondere aus elastischem aber nicht dehnbarem Material bestehen, das gegenüber punktf orangen Belastungen, z.B. dmch einen einbrechenden Stein, besser resistent ist und Schädigungen durch punktförmige Belastungen verhindert sowie in der Lage ist, punktförmige Belastungen in Flächenbelastungen zu wandeln. Vorzugsweise wird als Schlauchmaterial ein gering wasserdurchlässiges Material, z. B. ein geeignetes Gewebe, z.B. ein Kunststoffgewebe verwendet. Das Material ist vorzugsweise hydrophil. Aus solch durchlässigem Material kann Wasser aussickern und bei Verwendung geeigneter Stütz- flüssigkeit kann deren Feinkornanteil bzw. gelierfähiger Anteil auf der Innenfläche des Schlauches eine durch Ausfilterung entstehende Schicht schaffen, die die Reibung des Rohres 5 veπingert und den Schlauch druckfest auskleidet. Diese Schicht haftet wegen der hydrophilen Eigenschaften langfristig sicher.
Das Rohr 5, das zum Vorschieben der Verlegeeimichtung 8 und des Bohlkopfes 4 dient, kann lediglich zu Vorschubzwecken vorgesehen sein und nach fertiger Auskleidung des gesamten Tunnels durch den Schlauch 10 wieder herausgezogen werden. Dann ist der leere Tunnel 1 mit Stützflüssigkeit gefüllt und offen gehalten und kann in diesem Zustand längere Zeit gut abgestützt stehen bleiben, bis im Tunnel zu verlegende Eimichtungen, wie beispielsweise Kabel oder ein Produktrohr eingefühlt werden. In einem Sonderfall kann das Rohr 5 auch das Produktiohr selbst sein, das zum Vorschieben verwendet wird und anschließend im Tunnel liegen bleibt.
Fig. 3 zeigt in der Umgebungs Situation der Fig. 1 denselben Tunnel 1 mit der Verlegeeimichtung 8 in Ausfühmngsfoim gemäß Fig. 1 und 2. In dem in Fig. 3 dargestellten Fall ist der Tunnel 1 jedoch bereits auf seiner gesamten Länge fertiggestellt. Die Verlegeeimichtung 8 wird hier nur noch mit einem Zuggestänge 21 oder z.B. mit einem Seil durch den Tunnel 1 gezogen, um den Schlauch 10 zu verlegen. Es ist hier auch der Rohrstutzen 14 angedeutet, in identischer Ausführung wie in Fig. 1 dargestellt.
Der bereits vor Verlegen des Schlauches 10 fertige Tunnel 1 kann beispielsweise in gut standfestem Boden fertig ausgebildet sein und soll nun dmch Verlegen des Schlauches 10 und hydraulische Stützung langfristig gesichert werden, bis später, wie dies Fig. 3 zeigt, das Rohr 5 dmch den Rohrstutzen 14 nachgeschoben wird. Dabei kann der Tunnel 1 beispielsweise dmch eine vorhandene, früher verlegte Rohrleitung gebildet sein, die durch Einziehen des Rohres 5 erneuert werden soll. Kleinere Störungen und Einbräche können dabei dmch Hindurchziehen der Verlegeeimichtung 8 beseitigt werden. Es kann der Verlegeeimichtung 8 auch ein nicht dargestellter Räumkopf vorgeschaltet sein.
Die Veiiegesituation gemäß Fig. 3 kann auch vorliegen, wenn der Tunnel nach der eingangs erwähnten HDD-Methode geschaffen wurde. Dabei wird (gemäß Fig. 3) zunächst von der Baugmbe 2 aus eine enge Bohrung vorgetrieben. Diese wird dann mit einem durch die Bohrung verlegten Gestänge mit einem Räumkopf erweitert und auf den Solldurchmesser gebracht und gleichzeitig, wie Figur 3 darstellt, die Verlegeeimichtung 8 mit dem Gestänge 21 durch den Tunnel 1 gezogen.
Die in Fig. 3 gezeigte Veiiegeeimichtung 8 kann entsprechend der Ausfuhrungsform in Fig. 2 ausgebildet sein und den Schlauchvorrat enthalten. Es kann aber auch, wie in Fig. 3 alternativ dargestellt, der Schlauch 10 dmch das als Rohr ausgebildete Gestänge 21 vom anderen Ende des Tunnels her der Verlegeeimichtung 8 laufend zugeführt werden. Damit ist es möglich, sehr lange Tunnel auszukleiden, ohne den dazu benötigten größeren Schlauchvorrat ständig mitschleppen zu müssen.
Fig. 4 zeigt in einem Längsschnitt einen Tunnel 1, der auf diese Weise hergestellt zwischen den beiden Baugruben 2 unter dem Fluß 3 hindurch, zur Verlegung des Rohres 5 als Dükerleitung angeordnet ist.
Fig. 5 und 6 zeigen Veiiegevarianten unter Verwendung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Verlegeeimichtung 8.
Gemäß Fig. 5 wird unter der Bodenoberfläche 22 der Tunnel 1 geschaffen. Dazu dient ein Räumkopf 23, an dem eine Schlitzfräse 24 befestigt ist, welche vom Räumkopf 23 bis über die Bodenoberfläche 22 ragt und den im Räumkopf 23 anfallenden Boden nach oben bis über die Bodenoberfläche 22 transportiert. Der Vortrieb des Räumkopfes 23 mit der Schlitzfräse 24 kann dmch eine geeignete über der Bodenoberfläche 22 laufende, nicht dargestellte Vomchtung erfolgen. Der Räumkopf 23 könnte jedoch auch mit der Schlitzfräse 24 dmch eine Pilot- bohrang gezogen oder durch den fertiggestellten Tunnel 1 von hinten gedräckt werden. Anstelle der Schlitzfräse 24 könnte auch eine andere geeignete Vorrichtung zur Entfernung des Abraumes aus dem Räumkopf 23 von der Bodenoberfläche 22 her vorgesehen sein, z.B. ein Spühohr oder ein Saugrohr. Der Räumkopf 23 fühlt die Verlegeeimichtung 8 nach, welche in dem vom Räumkopf 23 geschaffenen Tunnel 1 den Schlauch 10 verlegt. An seinem rückwärtigen Ende ist der Schlauch 10 in derselben Weise wie in Fig. 1 dargestellt abgedichtet und mit Flüssigkeit, z.B. Wasser, unter Druck gesetzt.
Fig. 6 zeigt eine Veiiegevariante, bei der der Tunnel 1 ausgehend von der Baugrabe 2 mit einer wandernden offenen Verlegegrube 25 geschaffen wird. Am Boden der Verlegegrube 25 liegt die Verlegeeimichtung 8, die hinter sich den Schlauch 10 abgibt. In der den Startpunkt bildenden Baugrabe 2, ist der Schlauch 10 in der in Fig. 1 dargestellten Weise mit dem Rohrstutzen 14 versorgt.
Die Verlegegrube 25 wird laufend in Vortriebsrichtung ausgehoben und dahinter, also über dem verlegten Schlauch 10 bzw. der vorgeschobenen Verlegeeimichtung 8 wieder verfüllt. Zum Voitrieb der Veiiegeeinrichtung 8 kann diese mit nicht dargestellten Mitteln geschleppt werden oder sie wird vom Innendmck des Schlauches 10 hydrostatisch vorwärts gedrückt oder dmch ein Schubrohr nach vome bewegt.
Der Eigenvoitiieb der Verlegeeimichtung 8 unter dem hydrostatischen Dmck der Flüssigkeit in Schlauch 10 kann auch bei den anderen ernannten Verlegeverfah- ren verwendet werden. So kann beispielsweise gemäß Fig. 5 die Verlegeeimichtung 8 ohne mechanische Kopplung an den Räumkopf 23 hinter diesem dmch den hydrostatischen Dmck oder durch ein Schubrohr 5 nachgerahrt werden.
Bei allen in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausfül ingsformen ist der Schlauch am Vortriebsende, also in der Verlegeeimichtung 8, verschlossen bzw. abgedichtet. Am rückwärtigen Ende wird er, wie in Figur 1 dargestellt, mit den Eimichtungen 19 bzw. 20 unter Druck gesetzt, wobei das gegebenenfalls vorgesehene Standrohr 20 oben offen sein kann, um den Schlauch hydrostatisch unter Dmck zu setzen.
Es wurde bereits zu Fig. 1 erwähnt, daß der Schlauch 10 von seinem vorderen Ende her (Auslaß 6a) unter Dmck gesetzt werden kann. Dies ist auch möglich in den Einbaufällen, in denen das Vortriebsende des Schlauches an der Verlegeein- richtung 8 von außen zugänglich ist, also z.B. im Falle der Fig. 3. Es ist dort zeichnerisch angedeutet, daß der Schlauch 10 hier von vorn durch das als Rohr ausgebildete Zuggestänge 21 zugefühit werden kann. Stattdessen kann von hier auch Stützflüssigkeit unter Dmck zugefühit werden.
Im Falle der Ausführungsform der Figur 5 kann Druckflüssigkeit von oben durch den Schlauch neben der Bodenfräse 24 zugefühit werden und im Falle der Aus- führangsfoim der Figur 6 ebenfalls von oben durch den Schlauch 10 dmch die Verlegegrube 25. In den Ausführangsfällen der Figuren 5 und 6 kann dazu der vorn oben zugeführte Schlauch 10 als Standrohr ausgebildet sein.
In den beiden geschilderten Fällen kann an Stelle der Verlegeeimichtung 8 mit durch diesen an den Schlauch 10 angeschlossenem Standrohr auch eine Zufüh- reimichtung für den Schlauch 10 von oberhalb der Bodenoberfläche 22 vorgesehen sein, so daß der Vonat in der Verlegeeimichtung 8 nicht benötigt wird. In den Figuren 5 und 6 ist dargestellt, wie jeweils der Schlauch 10 von oberhalb der Bodenfläche 22 der Verlegeeimichtung 8 laufend zugefühit wird.
Dabei kann der Schlauch 10 z.B. von einer auf der Bodenoberfläche 22 aufgestellten Wickeltrommel zugefühit werden, wobei er an dieser Stelle auf dem Schlauchwickel abgedichtet ist.
In alternativer Ausführung dazu kann der Schlauch auch mit einer mit der wandernden Verlegegrube 25 (Figur 6) oder der Bodenfräse 24 (Figur 5) mitlaufenden Vorrichtung vor Ort hergestellt werden. Der Schlauch kann dazu beispielsweise vor Ort aus einer Flachbahn hergestellt werden, die von einem Wickel zugefühit wird. Dabei kann der Schlauch aus einer Flachbahn durch Herstellen einer Naht erzeugt werden, welche dmch Nähen, Kleben oder Verschweißen herstellbar ist. Die Herstellung des Schlauches kann um ein senkrecht stehendes Rohr herum erfolgen, und zwar insbesondere auch um ein Rohr herum, das wie das Standrohr 20, das in Fig. 1 dargestellt ist, eine Flüssigkeitssäule zur Erzeugung des hydrostatischen Druckes im Schlauch 10 enthält. Das Schließen des Schlauches erfolgt dabei vorteilhaft auf einer Höhe oberhalb des Flüssigkeitspegels im Standrohr. Auf diese Weise kann der Schlauch 10 am voitriebsseitigen Ende von oberhalb der Bodenfläche her endlos zugefühit und gleichzeitig von diesem Ende her unter Dmck gesetzt werden.
Fig. 7 zeigt eine Ausführangsvaiiante, bei der die Verlegeeinrichtung 8 als außen konisch ausgebildeter Berstkopf ausgebildet ist, der von einem Zugrohr 25 in Pfeillichtung durch den Tunnel gezogen wird, in dem ein Altrohr 26 liegt. Dieses wird, wie Fig. 7 zeigt, von dem Berstkopf 8 aufgebrochen. Die verbleibenden Scherben 27 werden zur Seite in das Erdreich gedräckt. Durch das Zugrohr 25 wird der Schlauch 10 laufend zugefühit und von der als Berstkopf ausgebildeten Verlegeeimichtung 8 in derselben Weise nach hinten abgegeben, wie beispielsweise bei der Konstruktion der Fig. 2. Zu einem späteren Zeitpunkt kann ein Rom- 5, beispielsweise ein ProduktiOhr, nachgeschoben werden.
Das nachgeschobene Produktrohr 5 hat etwas Untermaß gegenüber dem verlegten, unter Dmck gehalten Schlauch 10, so daß sich zwischen dem Produktrohr 5 und dem Schlauch 10 ein mit Stützflüssigkeit gefüllter Ringraum bildet. Wenn als Stützflüssigkeit Bentonit verwendet wird, so kann sich dieses anschließend verfestigen und dadurch zwischen dem Produktrohr 5 und dem Schlauch 10 nach Fertigstellung einen Schutzkörper bilden, welcher das Produktrohr 5 langfristig gegen die möglicherweise scharfkantigen Scherben 27 schützt. Wenn diese bei anschließenden Erdbewegungen gegen das Produktrohr 5 gedrückt werden, so wird dieses durch den Schutzköiper vor Beschädigungen geschützt.
Bei der Ausführungsfomi der Fig. 7 kann zum Voitrieb der als Berstkopf ausgebildeten Verlegeeimichtung 8 auch ein Schubgestänge, z.B. in Form des Rohres 5, verwendet werden, so daß die Verlegeeimichtung gleichzeitig gezogen und geschoben werden kann, wodurch der Geradeauslauf des Berstkopfes gesichert wird. Als Schiebegestänge kann auch ein Produktrohr selbst verwendet werden.
Fig. 8 zeigt eine Ausfuhrangs Variante zu Fig. 7, bei der der Berstkopf 8' von einem nicht als Rohr sondern z.B. als Gestänge oder Kette ausgebildeten Zugglied 25' gezogen wird. Die Zuführung des Schlauches 10 erfolgt hier ähnlich wie bei der Ausführungsfoim der Figur 7, jedoch parallel neben dem Zugglied 25'. Der Schlauch 10 wird hier durch eine Öffnung dem Berstkopf 8, der beispielsweise etwas exzentiisch tiichterförmig ausgebildet ist, zugefühit und kann sich dann auf der Rückseite des Berstkopfes nach Dmchlaufen einer nicht daigestellten Dich- tungseimichtung entfalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Vomchtung zur hydraulischen Stützung eines Tunnels (1) mit einer diesen unter Dmck füllenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Tunnel (1) auskleidender Schlauch (10) aus biegeelastischem, drackdich- tem Material die Flüssigkeit umschließt.
2. Vonichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (10) dehnfest und mit dem Umfang des Tunnels (1) ausgebildet ist.
3. Vonichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (10) aus geringfügig durchlässigem Material ausgebildet ist.
4. Vomchtung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material hydrophil ausgebildet ist.
5. Vomchtung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (10) aus einem Gewebematerial besteht.
6. Verfahren zur Verlegung eines Produktrohres (5) in einem Schlauch (10) gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Produktrohr (5) unabhängig von der Verlegung des Schlauches (10) zu einem späteren Zeitpunkt in diesem verlegt wird.
7. Eimichtung zur Verlegung des Schlauches (10) nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegeeimichtung (8) im Tunnel (1) in Verlege- richtung vorlaufend und dabei den unter Innendrack gehaltenen Schlauch (10) rückwärts abgebend ausgebildet ist.
8. Verlegeeimichtung nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Voiiauf ichtung vom geschlossenes Rohrgehäuse (9) einen eng gepackten Vonat (11) an Schlauch (10) umschließt und eine Eimichtung zur Abdichtung des Schlauches sowie an seinem rückwärtigen Ende eine Einrichtung zur Abgabe des Schlauches aufweist.
9. Verlegeeimichtung nach Anspmch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrat (11), als dem Rohrgehäuse (9) anliegende, dicht gepackte Anordnung ausgebildet ist, wobei der Schlauch (10) am vorderen Ende des Vorrates (11) geschlossen ist.
10. Verlegeeimichtung nach Anspmch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (10) der Verlegeeimichtung (8) von der Bodenoberfläche (22) durch einen Zugang (24, 25) laufend zuführbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspmch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Zugeimichtung (25) gezogene Verlegeeimichtung (8) von der Zug- einrichtung (25) mit dem Schlauch (10) versorgt ist.
12. Vorrichtung nach Anspmch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegeeimichtung als Berstkopf (8) zum Aufbrechen eines Altionres (26) ausgebildet ist.
13. Vonichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (10) mit beiden Enden an druckerzeugende Einrichtungen (19, 20) angeschlossen ist.
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