WO2002088523A1 - Verfahren und vorrichtung zum bohren eines loches und zum festlegen einer verankerung in einem bohrloch - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bohren eines loches und zum festlegen einer verankerung in einem bohrloch Download PDF

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WO2002088523A1
WO2002088523A1 PCT/AT2002/000120 AT0200120W WO02088523A1 WO 2002088523 A1 WO2002088523 A1 WO 2002088523A1 AT 0200120 W AT0200120 W AT 0200120W WO 02088523 A1 WO02088523 A1 WO 02088523A1
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cladding tube
borehole
drill
drilling
drill bit
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PCT/AT2002/000120
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Josef Mocivnik
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Techmo Entwicklungs- Und Vertriebs Gmbh
Alwag Tunnelausbau Gesellschaft Mbh
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    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E21D21/004—Bolts held in the borehole by friction all along their length, without additional fixing means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts

Definitions

  • the present invention relates to a method for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, a hole in soil or rock material and establishing an anchorage in the hole, a drill hole being formed by a drill bit mounted on a drill pipe and at the same time the drill pipe in Is introduced into the surrounding cladding tube, as well as on a device for drilling, in particular impact or rotary impact drilling, holes in soil or rock material and for producing an anchorage, a drill bit mounted on a drill pipe forming a drill hole and the drill pipe at a distance surrounding and adjoining the drill bit cladding tube is provided.
  • the drill pipe can be formed on its outer circumference with additional ribs and grooves, so that if the drill pipe remains in the borehole and is subsequently filled in len a correspondingly good anchorage effect can be achieved.
  • a disadvantage of this known prior art is, on the one hand, the fact that the borehole must be produced in a first process step, whereupon after removal of the drilling tool together with the drill rod in a further procedural step, the anchor device is introduced into the borehole, which may have a large length, after which then by removing the corresponding holding device while widening the outer diameter, it is possible to make contact with the borehole wall. It is immediately apparent that not only the two separate work steps require a correspondingly increased amount of time, but that it may be difficult to subsequently insert such an anchor device of great length. that is.
  • the present invention therefore aims to provide a method and a device of the type mentioned at the beginning, with a simplified construction allowing at least provisional securing during the drilling process and anchoring to the inner wall of the borehole immediately after completion of a borehole is achievable.
  • the method according to the invention is essentially characterized in that the cladding tube formed with a longitudinal slot is at least partially introduced into contact with the borehole during drilling. Since the cladding tube formed with a longitudinal slot at least partially abuts the borehole wall during the production of the bore, it becomes possible to provide an at least provisional securing during the drilling process, the provision of the longitudinal slot ensuring that the cladding tube is sufficient is elastic or resilient, so that even with at least partial contact with the borehole wall, there is not an excessively large resistance to introduction against the cladding tube, for example by a tensile or impact load.
  • the cladding tube having a longitudinal slot that, immediately after completion of the bore, a corresponding anchoring can be achieved by at least partially abutting the borehole wall, so that the formation of such an anchorage saves time compared to known designs, whereby after completion of a bore the drill string was removed and a separate anchor was inserted into the borehole.
  • the method according to the invention can be used independently of the soil or rock material to be drilled through, since the cladding tube is inserted directly into the borehole when the borehole is drilled or formed, so that even with loose rock in which • if need be, at least after the drilling tool has been removed and before the anchoring has been introduced, there should be no fear of any difficulties as with anchoring to be subsequently produced, since the cladding tube introduced during drilling always maintains the free passage cross section of the borehole even when the rock is loose ,
  • the drilling tool can be at least partially removed with the drill pipe through the interior of the casing remaining in the borehole or the drill pipe together with the drilling tool can remain in the borehole to increase the anchorage effect, so that not only due to the installation of the Cladding tube on the inner wall of the borehole produces an anchoring effect, but the anchoring effect can also be increased by the drilling tool remaining in the borehole and the drill pipe.
  • an expandable element is introduced and expanded into the interior of the cladding tube.
  • the introduction of an expandable element in this way enables the cladding tube to be reliably fixed over partial areas, if necessary, to the inner wall of the borehole, so that the anchoring effect can be increased.
  • An expandable element can be fixed in a particularly simple manner in the interior of the cladding tube in that the expandable element is expanded by an impact load, as corresponds to a further preferred embodiment of the method according to the invention.
  • Such an expandable element not only provides a reliable contact of the cladding tube on the inner wall of the borehole available, but also counteracts a reduction in the clear cross-section of the cladding tube, for example in the event of a compressive stress due to surrounding material or a tensile stress in the longitudinal direction of the anchor formed by the cladding tube, since by providing the longitudinal slot in particular tensile stresses in the longitudinal direction of the cladding tube forming the anchoring otherwise could lead to a reduction in the anchor cross-section of the cladding tube, which would reduce the anchoring effect accordingly.
  • the jacket tube is introduced by a tensile stress via a • connection with the drill bit and / or an impact stress in the borehole becomes.
  • the cladding tube can thus be coupled in a suitable manner, for example to the drill bit, and can only be introduced into the borehole by a tensile load during the drilling process.
  • the cladding tube can additionally or alternatively be introduced into the borehole by means of an impact load at the same time as the drilling process, in order not to exert excessive forces on the drill bit need to bring in for taking the cladding tube.
  • a particularly simple loosening or separation of the predetermined breaking point is preferably carried out according to the invention by loosening or separating the predetermined breaking point by slightly pulling back at least the impact shoe and the cladding tube attached to it and loading the impact shoe. After completion of the bore, it can thus be done by slightly withdrawing at least the striking shoe and, if appropriate, the ring drill bit attached to it and then re-loading the striking shoe while the cladding tube is held or at least partially friction-locked in the borehole produced by widening the inside diameter of the cladding tube slit in the longitudinal direction by the impact shoe, for example by providing coordinated support surfaces in the region of the front end of the cladding tube, a separation or loosening of the predetermined breaking point can be achieved by widening or spreading out the front end of the cladding tube, so that overall a correct fit of the outer diameter of the expanded cladding tube the completed borehole wall can be achieved.
  • the interior of the cladding tube is filled in a manner known per se a hardening mass made becomes.
  • the hardening material can escape into the surrounding material, in particular in the front area and along the longitudinal slot of the expandable cladding tube, thereby improving the anchoring of the cladding tube.
  • a device of the type mentioned is characterized essentially in that the cladding tube has a longitudinal slot extending essentially in the longitudinal direction of the cladding tube.
  • an expandable element can be introduced into the interior of the cladding tube and can be expanded in contact with the inner wall of the cladding tube.
  • Such an expandable element which can be expanded in contact with the inner wall of the cladding tube, ensures that the cladding tube is securely anchored in the borehole. counteracts a reduction in cross-section of the cladding tube, in particular in the event of a tensile load on the anchoring formed by the cladding tube, and thus reliably maintains a desired anchoring effect.
  • the expandable element is formed by a sleeve which can be expanded by introducing a conical element in particular by impact stress, in particular if a plurality is provided of expandable elements inside the cladding tube and for a suitable positioning thereof according to a further preferred embodiment it is proposed that the cladding tube is provided on its inner wall with elevations or projections for positioning the expandable element.
  • the cladding tube has at least one predetermined breaking point along its longitudinal slot running essentially in the longitudinal direction of the cladding tube.
  • the at least one predetermined breaking point along the longitudinal slot of the cladding tube according to the invention allows the cladding tube to be introduced into the borehole in a simple manner during the drilling process, while after completion of the borehole the at least one predetermined breaking point is loosened or separated around the cladding tube to the inner wall of the borehole for anchoring.
  • the at least one predetermined breaking point After completion of the hole, the at least one predetermined breaking point must be able to be solved by applying an appropriate force. In addition, however, the target fragments during the drilling process ensure sufficient strength of the longitudinal slot extending essentially over the entire length of the cladding tube.
  • the at least one predetermined breaking point is formed along the longitudinal slot of the cladding tube by a welding point for bridging the longitudinal slot. Appropriate positioning and training, as well as the number of welds as the predetermined breaking point, if necessary, can be taken into account in the case of different requirements, both with regard to the resistance during the drilling process and for the breaking or loosening of the predetermined breaking point after completion of the drilling.
  • the cladding tube is fixed at the end facing the drill bit on a striking shoe of the drill bit, as this corresponds to a further preferred embodiment of the device according to the invention.
  • an impact stress is exerted on the end of the cladding tube protruding from the borehole, this in particular for greater strength having cladding tubes is possible.
  • the cladding tube is formed from a pre-stressed material, in particular metal.
  • an anchoring plate can be fixed at the end protruding from the soil or rock material.
  • the cladding tube in the region of the end adjoining the drill bit, in a manner known per se, at least one passage opening for introducing the mined soil or rock material into the interior of the Has cladding tube, so that the mined material can also be discharged from the bore in the space defined between the drill pipe and the cladding tube, in particular an annular space.
  • FIG. 1 shows a schematic side view, partly in section, of a first embodiment of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic section on an enlarged scale, rotated along the line II-II of FIG. 1; 3 shows, in a representation similar to FIG. 1, a modified embodiment of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention; 4 shows a further modified embodiment of an inventive appropriate device for performing the method according to the invention;
  • FIG. 5a shows the process of producing a borehole with the method according to the invention in a representation similar to FIG. 1
  • FIG. 5b the removal of the Fig. 5c shows the insertion of an expandable element into the interior of the casing after completion of the borehole and removal of the drill rod
  • Fig. 5d shows the process of expanding the expandable element
  • FIG. 6 shows a schematic side view of a further modified embodiment of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 1 denotes a drilling tool or a drill bit, which (s) is connected to a drill rod 5 running inside a cladding tube 4 with the interposition of a connecting piece 2 and a striking shoe indicated schematically by 3.
  • the drill bit 1 is acted upon via the drill string 5 by a percussion or rotary impact drilling device, not shown, which is arranged outside of the soil or rock material to be processed and whose surface is designated by 6.
  • the inner contour of a borehole formed by the drilling tool or the drill bit 1 is indicated schematically by 7 in FIG. 1.
  • the cladding tube 4 has an essentially longitudinal slot 8, as can also be seen from the illustration in FIG. 2 can be seen.
  • the sleeve 4 is made of a prestressed material, in particular metal, the material in its relaxed state, shown with solid lines, having a larger outer circumference outside the borehole than in the one with dashed lines , Thin lines shown state in the borehole, the slot being designated 8 '.
  • the cladding tube 4 is thus introduced into the borehole under pre-tension, so that it is ensured that the cladding tube 4 lies at least partially in contact with the inner wall 7 of the borehole, in order to enable at least provisional securing during the drilling process.
  • the drill pipe 5 is provided with a central passage channel 9, through which a flushing fluid is introduced into the area of the drill bit 1, so that degraded material at least partially in the area of the outer circumference of the cladding tube 4 between the cladding tube 4th and the borehole inner wall 7 is brought out, wherein a lubricating or sliding effect can be achieved by introducing the flushing fluid at the interface between the outer circumference of the cladding tube and the borehole inner wall 7.
  • the frictional resistance between the outer circumference of the cladding tube 4 and the inner wall 7 of the borehole is correspondingly reduced during the drilling process, while after completion of the borehole 7 and thus an interruption of the flushing agent supply into the area of the drill bit 1 by a hardening -
  • Ten a frictional connection between the cladding tube 4 and the borehole inner wall 7 can be achieved.
  • the cladding tube 4 which has a conically tapering outer shape in the area 4' adjoining the drill bit 1, is brought about by a tensile stress which is introduced onto the cladding tube 4 via the impact shoe 3.
  • FIG. 1 denotes a transition sleeve which enables a drive device (not shown in more detail) for impact or rotary impact drilling to be fixed.
  • the cladding tube 4 is subjected to an impact stress in the area of the anchor head 6 via the transition sleeve 10, so that the cladding tube 4 is subjected to both a tensile and an impact stress is introduced into the interior of the borehole, again designated 7.
  • the cladding tube 4 in turn has a longitudinal slot 8 and is offset in partial areas of its outer circumference or is formed with a reduced cross-section, such separated partial areas being designated by 11 in FIG. 3. It is thus possible to achieve only a partial contact of the cladding tube 4, in particular during the insertion process, this being advantageous, for example, in the case of an expected high frictional resistance between the outer circumference of the cladding tube 4 and the borehole inner wall 7 in order to achieve correct drilling progress.
  • the cladding tube 4 has only one Impact stress on the anchor head 6 is introduced into the interior of the borehole 7 through the transition sleeve 10, while in this embodiment no pulling is carried out by connecting the cladding tube 4 to the drill bit 1.
  • Such an insertion of a cladding tube 4 by means of impact stress is possible in particular in the case of a correspondingly more solid cladding tube or a cladding tube 4 which has a higher strength.
  • FIG. 5a the formation or manufacture of the borehole 7 is shown in FIG. 5a, the cladding tube 4 being introduced, for example, similarly to the embodiment according to FIG. 4, by an impact load on the anchor head 6 , while no connection between the cladding tube 4 and the drill head 1 is provided.
  • an anchor plate 13 is indicated in the region of the end projecting from the soil or rock material 12.
  • the drill pipe 5 is removed from the borehole 7 according to the arrow 14, while the drill bit 1 remains in the borehole 7.
  • an expandable element is introduced into the interior of the casing tube 4 in accordance with the arrow 16 into the interior of the casing tube 4.
  • the expandable element 15 consists of a sleeve 17 which is conically tapered and at least partially has a longitudinal slot 18. has, wherein a conical element 19 can be introduced into the interior of the sleeve 17.
  • expandable element 15 ensures that a reduction in the cross-section of the cladding tube 4, for example due to a compressive stress caused by the surrounding material or when a tensile stress is exerted in the direction of an extension or release movement of the anchor, does not occur, so that the desired anchoring effect is reliably maintained is obtained.
  • a cross-sectional reduction through the longitudinal slot 8 of the cladding tube 4 is possible, the anchoring effect being deteriorated with such a reduction in cross-section.
  • the expandable element 15 can also be brought directly into contact with the drill bit 1 remaining in the borehole 7, as is indicated in FIG. 5d.
  • a plurality of expandable elements 15 are introduced into the interior of the cladding tube 4 in order to to achieve appropriate support for the anchoring effect of the cladding tube 4 at different points.
  • Such multiple, expandable elements 15 can be arranged by appropriate design, in particular of the conical sleeve 17 and coordination with corresponding positioning projections 20.
  • the expandable elements 15 it can be provided to fill the interior of the cladding tube 4 with a hardening mass after completion of the borehole 7 and, if appropriate, removal of the drill pipe 5.
  • FIG. 6 in turn denotes 1 a drilling tool or a drill bit which, with the interposition of a connecting piece 2 and a striking shoe indicated schematically by 3, is connected to a drill rod 5 running inside a cladding tube 4 is, the drill bit 1 via the drill string 5 is acted upon by a percussion or rotary percussion drilling device, not shown, which is arranged outside the soil or rock material to be processed and whose surface is designated 6.
  • the inner contour of a drill hole formed by the drilling tool or the drill bit 1 is again designated 7 in FIG. 6.
  • the cladding tube 4 in turn has an essentially longitudinal longitudinal slot 8, at least one predetermined breaking point 29 being provided along the longitudinal extent of the longitudinal slot 8, this predetermined breaking point being formed, for example, by a welding point 29.
  • the cladding tube 4 is hiebei fixed on the impact shoe 3 via an intermediate element or is taken along by the impact shoe 3 during the drilling process, so that the cladding tube 4 formed with the longitudinal slot 8 is introduced into the borehole 7 directly during the drilling process.
  • a passage opening 31 is provided in the front region of the cladding tube 4 for the removal of the material removed by the drill bit 1, the passage opening 31 being formed with the formation of an enlarged, clear passage cross section of the longitudinal slot 8.
  • material removed by the drilling tool 1 reaches the space or annular space defined between the casing 4 and the drill string 5 and is discharged at the end facing away from the drill bit 1.
  • a second passage opening in the cladding tube 4 can be provided on the radially opposite part of the circumference.
  • the prestressed cladding tube 4 is widened by loosening or separating the welding point defining the predetermined breaking point 29, as a result of which the desired anchoring effect can be achieved.
  • the cladding tube 4 and at least the impact shoe 3 and parts of the drill bit mounted thereon are withdrawn slightly counter to the drilling or advancing direction 26, after which this is withdrawn repeated application of the impact shoe 3 over the Drill pipe 5 again takes place in the direction of the drilling process 26, whereby the predetermined breaking point 29 is released.

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Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Loches (7) in Boden- oder Gesteinsmaterial und Festlegen einer Verankerung in dem Loch, wobei durch eine an einem Bohrgestänge (5) gelagerte Bohrkrone (1) ein Bohrloch (7) gebildet wird und gleichzeitig ein das Bohrgestänge (5) in Abstand umgebendes Hüllrohr (4) eingebracht wird, ist vorgesehen, daß das mit einem Längsschlitz (8) ausgebildete Hüllrohr (4) wenigstens teilweise im wesentlichen in Anlage an das Bohrloch (7) während des Bohrens eingebracht wird, wodurch sich bei einfachem Aufbau eine zuverlässige Verankerung über das in Längsrichtung geschlitzte Hüllrohr (4) erzielen läßt.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BOHREN EINES LOCHES UND ZUM FESTLEGEN EINER VERANKERUNG IN EINEM BOHRLOCH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Loches in Boden- oder Gesteinsmaterial und Festlegen einer Verankerung in dem Loch, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone ein Bohrloch gebildet wird und gleichzeitig ein das Bohrgestänge in Abstand umgebendes Hüllrohr eingebracht wird, sowie auf eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial und zur Herstellung einer Verankerung, wobei eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone ein Bohrloch ausbildet und ein das Bohrge- stänge in Abstand umgebendes und an die Bohrkrone anschließendes Hüllrohr vorgesehen ist.
Im Zusammenhang mit der Herstellung eines Loches bzw. Bohrlochs in Boden- oder Gesteinsmaterial und einer nachträg- liehen Festlegung einer Verankerung bzw. einer Auskleidung in dem Bohrloch ist es beispielsweise aus der WO 98/21439 und der WO 98/58132 bekannt, während des Bohrvorgangs, beispielsweise einem Schlag- oder Drehschlagbohren, ein Hüllrohr in das Bohrloch einzubringen, worauf nach Fertigstel- lung der Bohrung gegebenenfalls ein Teil der Bohrkrone gemeinsam mit dem Bohrgestänge aus dem Bohrloch entfernt wird, während das Hüllrohr im Bohrloch verbleibt, so daß anschließend durch ein Verfüllen mit einer aushärtenden Masse ein Anker im Bohrloch ausgebildet wird. Gemäß der Ausbildung entsprechend der WO 98/58132 kann das Bohrgestänge an seinem Außenumfang mit zusätzlichen Rippen und Rillen ausgebildet sein, so daß bei einem Verbleib des Bohrgestänges im Bohrloch und einem nachträglichen Verfül- len eine entsprechend gute Ankerwirkung erzielt werden kann.
Alternativ ist es nach Herstellung eines Bohrlochs bekannt, das Bohrwerkzeug mit dem Bohrgestänge aus dem Bohrloch zu entfernen, woran anschließend ein Anker bzw. eine Ankervorrichtung in das Bohrloch eingebracht wird, wobei beispielsweise aus der EP-B 0 241 451, der -US-A 4,490,074, der DE-AS 21 05 888, der US-A 4,310,266, der EP-A 0 875 663 und wei- teren Literaturstellen Ausführungsformen bekannt sind, bei welchen die nachträglich einzubringende, rohrförmige Verankerung durch entsprechende Halteelemente auf einem gegenüber dem Endzustand verringerten Durchmesser gehalten wird, worauf sich nach vollständigen Einführen in das Bohrloch und Entfernen der Haltevorrichtungen das unter Vorspannung stehende Rohr, welches üblicherweise einen im wesentlichen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz aufweist, aufweitet und dadurch in Anlage an die Bohrlochwand zur Erzielung einer gewünschten Verankerungswirkung gelangt bzw. ange- preßt wird. Nachteilig bei diesem bekannten Stand der Technik ist einerseits die Tatsache, daß in einem ersten Verfahrensschritt das Bohrloch hergestellt werden muß, worauf nach Entfernen des Bohrwerkzeugs samt dem Bohrgestänge in einem weiteren Verf hrensschritt die Ankervorrichtung in das gegebenenfalls eine große Länge aufweisende Bohrloch eingebracht wird, wonach anschließend durch Entfernen der entsprechenden Halteeinrichtung unter Aufweiten des Außendurchmessers eine Anlage an die Bohrlochwand gelingt. Es ist unmittelbar einsichtig, daß nicht nur für die zwei vo - einander getrennten Arbeitsschritte ein entsprechend vergrößerter Zeitaufwand erforderlich ist, sondern daß gegebenenfalls ein nachträgliches Einbringen einer derartigen Ankervorrichtung mit großer Länge mit Schwierigkeiten verbun- den ist. Weiters ist davon auszugehen, daß ein Entfernen der Bohrvorrichtung samt dem Bohrgestänge und ein nachträgliches Einbringen der Verankerungsvorrichtung lediglich in vergleichsweise festem Boden bzw. Gestein durchführbar ist, bei welchem sichergestellt sein muß, daß nicht beispielsweise während das Bohrvorgangs oder nach dem Entfernen des Bohrwerkzeugs und vor dem endgültigen Einbringen der Verankerungsvorrichtung Material in das Bohrloch hereinbricht, so daß das Bohrloch blockiert wäre, wodurch ein Einbringen der Ankervorrichtung nicht mehr möglich ist.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei bei vereinfachter Konstruk- tion während des Bohrvorgangs eine wenigstens provisorische Sicherung ermöglicht wird und unmittelbar nach Fertigstellung eines Bohrlochs eine Verankerung an der Innenwand des Bohrlochs erzielbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist das erfindungsgemäße Verfahren ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Längsschlitz ausgebildete Hüllrohr wenigstens teilweise im wesentlichen in Anlage an das Bohrloch während des Bohrens eingebracht wird. Da das mit einem Längsschlitz ausgebildete Hüllrohr während der Herstellung der Bohrung wenigstens teilweise an der Bohrlochwand anliegt, wird es möglich, eine zumindest provisorische Sicherung während des Bohrvorgangs zur Verfügung zu stellen, wobei durch das Vor- sehen des Längsschlitzes sichergestellt wird, daß das Hüllrohr ausreichend elastisch bzw. nachgiebig ist, um selbst bei wenigstens teilweiser Anlage an der Bohrlochwand einen nicht übermäßig großen Widerstand gegenüber einem Einbrin- gen des Hüllrohrs beispielsweise durch eine Zug- oder Schlagbeanspruchung entgegenzusetzen. Darüber hinaus wird durch das einen Längsschlitz aufweisende Hüllrohr sichergestellt, daß unmittelbar nach der Fertigstellung der Bohrung eine entsprechende Verankerung durch wenigstens teilweise Anlage an die Bohrlochwand erzielbar ist, so daß sich zur Ausbildung einer derartigen Verankerung eine Zeitersparnis gegenüber bekannten Ausbildungen, wobei nach Fertigstellung einer Bohrung das Bohrgestänge entfernt und ein getrennter Anker in das Bohrloch eingebracht wurde, erzielen läßt. Darüber hinaus läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von dem zu durchbohrenden Boden- bzw. Gesteinsma- terial anwenden, da das Hüllrohr unmittelbar beim Einbringen bzw. Ausbilden des Bohrloches in das Bohrloch einge- bracht wird, so daß selbst bei lockerem Gestein, bei welchem • gegebenenfalls ein Hereinbrechen zumindest nach dem Entfernen des Bohrwerkzeugs und vor dem Einbringen der Verankerung befürchtet werden müßte, keinerlei Schwierigkeiten wie bei nachträglich herzustellenden Verankerungen zu be- fürchten sind, da das beim Bohren eingebrachte Hüllrohr immer selbst bei lockerem Gestein den freien Durchtrittsquerschnitt des Bohrloches aufrecht erhält. Nach der Fertigstellung des Bohrloches kann entweder das Bohrwerkzeug wenigstens teilweise mit dem Bohrgestänge durch das Innere des im Bohrloch verbleibenden Hüllrohrs entfernt werden oder es kann zur Erhöhung der Ankerwirkung auch das Bohrgestänge samt dem Bohrwerkzeug im Bohrloch verbleiben, so daß sich nicht nur durch die Anlage des Hüllrohrs an die Bohrlochinnenwand ein Verankerungseffekt ergibt, sondern auch durch das im Bohrloch verbleibende Bohrwerkzeug sowie das Bohrgestänge die Ankerwirkung erhöht werden kann. Beim Einbringen des Hüllrohrs, welches einen Längsschlitz aufweist, wenigstens teilweise in Anlage an die Bohrlochwand ist wei- ters davon auszugehen, daß bei einem an sich bekannten Einbringen eines Spülfluids in dem Bereich der Bohrkrone und einem damit erfolgenden Austragen von abgebautem Material auch im Bereich des Außenumfangs des Hüllrohrs eine ent- sprechend flüssige bzw. zähflüssige Materialschicht vorliegt, welche einen Schmier- bzw. Gleiteffekt beim Einbringen des Hüllrohrs ergibt. Nach Fertigstellung der Bohrung und somit Unterbrechung einer weiteren Zufuhr eines Spülfluids ist davon auszugehen, daß bei einem Aushärten des Materials im Bereich des Außenumfangs des Hüllrohrs eine entsprechende Erhöhung der Reibung zwischen dem Außenumfang des Hüllrohrs und der Bohrlochinnenwand auftritt, so daß sich eine entsprechend gute Verankerungswirkung des an der Bohrlochinnenwand anliegenden Hüllrohrs erzielen läßt.
Zur Unterstützung des Verankerungseffekts des wenigstens teilweise bereits beim Einbringen an der Bohrlochinnenwand anliegenden Hüllrohrs wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß nach Fertigstellung des Bohr- lochs und Entfernen des Bohrgestänges ein aufweitbares Element in das Innere des Hüllrohrs eingebracht und aufgeweitet wird. Ein derartiges Einbringen eines aufweitbaren Elements ermöglicht, daß das Hüllrohr über Teilbereiche gegebenenfalls an der Bohrlochinnenwand zuverlässig festgelegt wird, so daß sich der Verankerungseffekt erhöhen läßt.
In besonders einfacher Weise läßt sich ein aufweitbares Element im Inneren des Hüllrohrs dadurch festlegen, daß das aufweitbare Element durch eine Schlagbeanspruchung aufge- weitet wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht. Ein derartiges aufweitbares Element stellt nicht nur eine zuverlässige Anlage des Hüllrohrs an der Bohrlochinnenwand zur Verfügung, sondern wirkt auch einer Verringerung des lichten Querschnitts des Hüllrohrs, beispielsweise bei einer Druckbeanspruchung durch umliegendes Material oder einer Zugbeanspruchung in Längsrichtung des von dem Hüll- röhr gebildeten Ankers entgegen, da durch Vorsehen des LängsSchlitzes insbesondere Zugbeanspruchungen in Längsrichtung des die Verankerung bildenden Hüllrohrs andernfalls zu einer Verringerung des Ankerguerschnitts des Hüllrohrs führen könnten, wodurch die Verankerungswirkung ent- sprechend herabgesetzt würde.
In Abhängigkeit von dem umgebenden Material und somit auch von der Beschaffenheit des Hüllrohrs wird für ein Einbringen des Hüllrohrs während des Bohrvorgangs bevorzugt vorge- schlagen, daß das Hüllrohr durch eine Zugbeanspruchung über eine• Verbindung mit der Bohrkrone und/oder eine Schlagbeanspruchung in das Bohrloch eingebracht wird. Es kann somit erfindungsgemäß das Hüllrohr beispielsweise mit der Bohrkrone in geeigneter Weise gekoppelt sein und lediglich durch eine Zugbeanspruchung in das Bohrloch während des Bohrvorgangs eingebracht werden. Insbesondere bei einen größeren Materialquerschnitt und somit höhere "Festigkeit aufweisenden Hüllrohren, welche zur Bereitstellung einer entsprechend widerstandsfähigeren Verankerung eingesetzt werden, kann jedoch zusätzlich oder alternativ das Hüllrohr mittels einer Schlagbeanspruchung in das Bohrloch gleichzeitig mit dem Bohrvorgang eingebracht werden, um nicht übermäßige Kräfte auf die Bohrkrone für eine Mitnahme des Hüllrohrs einbringen zu müssen.
Für ein ordnungsgemäßes Einbringen des Hüllrohrs während des Bohrvorgangs wird in diesem Zusammenhang gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß nach Fertigstellung der Bohrung wenigstens eine von einer Sollbruchstelle definierte Verbindung entlang des im wesentlichen in Längsrichtung geschlitzten Hüllrohrs gelöst wird.
Ein besonders einfaches Lösen bzw. Trennen der Sollbruchstelle wird erfindungsgemäß- bevorzugt dadurch durchgeführt, daß das Lösen bzw. Trennen der Sollbruchstelle durch ein geringfügiges Zurückziehen zumindest des Schlagschuhes und des daran gelagerten Hüllrohres und ein Beaufschlagen des Schlagschuhes vorgenommen wird. Es kann somit nach Fertigstellung der Bohrung durch geringfügiges Zurückziehen zumindest des Schlagschuhs und gegebenenfalls der daran gelagerten Ringbohrkrone und nachfolgendes, nochmaliges Beaufschlagen des Schlagschuhs bei festgehaltenem bzw. wenig- stens teilweise reibschlüssig im hergestelltem Bohrloch gelagerten Hüllrohr durch ein Aufweiten des Innendurchmessers des in Längsrichtung geschlitzten Hüllrohrs durch den Schlagschuh beispielsweise durch Vorsehen von aufeinander abgestimmten Auflageflächen im Bereich des vorderen Endes des Hüllrohrs ein Auftrennen bzw. Lösen der Sollbruchstelle unter einem Aufweiten bzw. Aufspreizen des vorderen Endes des Hüllrohrs erzielt werden, so daß insgesamt eine ordnungsgemäße Anlage des Außendurchmessers des aufgeweiteten Hüllrohrs an der fertiggestellten Bohrlochwand erzielbar ist.
Zur weiteren Erhöhung der Verankerungswirkung, insbesondere bei losem Gestein bzw. im Zusammenwirken mit einer am aus dem Bohrloch vorragenden Ende gegebenenfalls festzulegenden Verankerungsplatte wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß nach Fertigstellung der Bohrung in an sich bekannter Weise ein Verfüllen des Inneren des Hüllrohres mit einer aushärtenden Masse vorgenommen wird. Das aushärtende Material kann hiebei insbesondere im vorderen Bereich sowie entlang des Längsschlitzes des aufweitbaren Hüllrohrs in das umgebende Material austreten, wodurch die Verankerung des Hüllrohrs verbessert wird. Durch ein Austreten des aushärtenden Materials und ein nachträgliches Verspannen mit einer am außenliegenden Ende des Hüllrohrs vorzusehenden Ankerplatte läßt sich darüber hinaus eine Befestigung von gegebenenfalls lose geschichtetem Boden- bzw . Gesteinsmaterial erzielen .
Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgaben ist darüber hinaus eine Vorrichtung der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr einen im wesentlichen in Längsrichtung des Hüllrohrs verlaufenden Längsschlitz aufweist. Durch Vorsehen eines mit einem Längsschlitz ausgebildeten Hüllrohrs wird sichergestellt, daß das Hüllrohr mit entsprechend geringem Reibungswiderstand in das Bohrloch und wenigstens teilweise in Anlage an die Bohrlochinnenwand während des Bohrvorgangs eingebracht werden kann, worauf nach Beendigung des Bohrvorgangs durch die unmittelbare, wenigstens teilweise Anlage des Hüllrohrs an der Bohrlochinnenwand eine entsprechende Verankerungswirkung erzielbar ist.
Zur Unterstützung der Verankerungswirkung wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß nach Fertigstellung des Bohrlochs und Entfernen des Bohrgestänges ein aufweitbares Element in das Innere des Hüllrohres einbringbar und in Anlage an die Innenwand des Hüllrohres aufweit- bar ist. Durch ein derartiges aufweitbares Element, welches in Anlage an die Innenwand des Hüllrohrs aufweitbar ist, wird eine sichere Verankerung des Hüllrohrs im Bohrloch erzielt, wobei ein derartiges aufweitbares Element beispiels- weise einer Querschnittverringerung des Hüllrohrs, insbesondere bei einer Zugbeanspruchung auf die durch das Hüllrohr gebildete Verankerung, entgegenwirkt und somit eine gewünschte Ankerwirkung zuverlässig aufrecht erhält.
Für eine besonders günstige Festlegung des aufweitbaren Elements im Inneren des Hüllrohrs wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das aufweitbare Element von einer Hülse gebildet ist, welche durch Einbringen eines insbesondere konischen Elements durch eine Schlagbeanspruchung aufweitbar ist, wobei insbesondere bei Vorsehen von einer Mehrzahl von aufweitbaren Elementen im Inneren des Hüllrohrs und für eine geeignete Positionierung derselben gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen wird, daß das Hüllrohr an seiner Innenwand mit Erhebungen oder Vorsprüngen zum Positionieren des aufweitbaren Elements versehen ist.
Für ein besonders einfaches Einbringen wird bevorzugt vor- geschlagen, daß das Hüllrohr entlang seines im wesentlichen in Längsrichtung des Hüllrohrs verlaufenden Längsschlitzes wenigstens eine Sollbruchstelle aufweist. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene, wenigstens eine Sollbruchstelle entlang des Längsschlitzes des Hüllrohrs läßt sich in ein- facher Weise das Hüllrohr während des Bohrvorgangs in das Bohrloch einbringen, während nach Fertigstellung des Bohrloches die wenigstens eine Sollbruchstelle gelöst bzw. aufgetrennt wird, um das Hüllrohr in Anlage an die Bohrlochinnenwand zur Erzielung der Verankerung zu bringen.
Nach Fertigstellung der Bohrung muß die wenigstens eine Sollbruchstelle bei Einbringen einer entsprechenden Kraft gelöst werden können. Darüber hinaus muß jedoch die Soll- bruchsteile während des Bohrvorganges eine ausreichende Festigkeit des sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Hüllrohrs erstreckenden Längsschlitzes sicherstellen. Zu diesem Zweck wird gemäß einer weiters bevorzugten Aus- führungsform vorgeschlagen, daß die wenigstens eine Sollbruchstelle entlang des Längsschlitzes des Hüllrohres von einer Schweißstelle zur Überbrückung des Längsschlitzes ausgebildet ist. Durch entsprechende Positionierung und Ausbildung sowie gegebenenfalls Anzahl von Schweißstellen als Sollbruchstelle kann hiebei unterschiedlichen Anforderungen sowohl betreffend die Widerstandsfähigkeit während des Bohrvorganges als auch für ein Auftrennen bzw. Lösen der Sollbruchstelle nach Fertigstellung der Bohrung Rechnung getragen werden.
Für ein ordnungsgemäßes Einbringen des Hüllrohrs während des Bohrvorganges wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß das Hüllrohr an dem zur Bohrkrone gewandten Ende an einem Schlagschuh der Bohrkrone festgelegt ist, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht. Neben einem derartigen Einbringen des Hüllrohrs durch eine Zugbeanspruchung durch Festlegung des Hüllrohrs an der Bohrkrone bzw. am Schlagschuh kann darüber hinaus vorgesehen sein, daß auf das aus dem Bohr- loch vorragende Ende des Hüllrohrs eine Schlagbeanspruchung ausgeübt wird, wobei dies insbesondere für eine größere Festigkeit aufweisende Hüllrohre möglich ist.
Zur Erzielung einer entsprechenden Verankerungswirkung des nach der Fertigstellung der Bohrung aufweitbaren Hüllrohrs wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Hüllrohr aus einem unter Vorspannung stehenden Material, insbesondere Metall, ausgebildet ist. Zur Fertigstellung des Ankers bzw. zur Erhöhung der Ankerwirkung insbesondere bei teilweise losen Schichten des Gesteinsmaterials wird darüber hinaus erfindungsgemäß bevor- zugt vorgeschlagen, daß nach Fertigstellung des Bohrlochs am Hüllrohr an dem aus dem Boden- oder Gesteinsmaterial vorragenden Ende eine Verankerungsplatte festlegbar ist.
Für einen ordnungsgemäßen Abtransport des abgebauten Ge- Steins wird darüber hinaus gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Hüllrohr im Bereich des an die Bohrkrone anschließenden Endes in an sich bekannter Weise wenigstens eine Durchtrittsöffnung zum Einbringen des abgebauten Boden- oder Gesteinsmaterials in das Innere des Hüllrohres aufweist, so daß das abgebaute Material auch in dem zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr definierten Freiraum, insbesondere Ringraum, aus der Bohrung ausgebracht werden kan .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform einer erfindungsge- mäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ;
Fig. 2 einen schematischen Schnitt in vergrößerter Darstellung gedreht entlang der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung eine abge- wandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verf hrens; Fig. 4 in einer wiederum zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ;
Fig. 5 unterschiedliche Stufen während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung einer er- findungsge äßen Vorrichtung, wobei Fig. 5a in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung den Vorgang einer Herstellung eines Bohrlochs mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt, Fig. 5b die Entfernung des Bohrgestänges nach der Fertigstellung des Bohrlochs zeigt, Fig. 5c das Einbringen eines aufweit- baren Elements in das Innere des Hüllrohrs nach Fertigstellung des Bohrlochs und Entfernung des Bohrgestänges zeigt, und Fig. 5d den Vorgang eines Aufweitens des aufweitbaren Elements zeigt; und Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer weiteren ab- gewandelten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verf hrens .
In Fig. 1 ist allgemein mit 1 ein Bohrwerkzeug bzw. eine Bohrkrone bezeichnet, welche (s) unter Zwischenschaltung eines Verbindungsstücks 2 sowie eines schematisch mit 3 angedeuteten Schlagschuhs mit einem im Inneren eines Hüllrohrs 4 verlaufenden Bohrgestänges 5 verbunden ist. Die Bohrkrone 1 ist über das Bohrgestänge 5 durch eine nicht näher dargestellte, außerhalb des zu bearbeitenden Boden- bzw. Gesteinsmaterials, dessen Oberfläche mit 6 bezeichnet ist, angeordnete Schlag- oder Drehschlagbohrvorrichtung beaufschlagt. Die Innenkontur eines von dem Bohrwerkzeug bzw. der Bohrkrone 1 ausgebildeten Bohrlochs ist in Fig. 1 schematisch mit 7 angedeutet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist das Hüllrohr 4 einen im wesentlichen in Längsrichtung verlaufenden Längsschlitz 8 auf , wie dies auch aus der Darstellung von Fig. 2 deutlich ersichtlich ist. Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 ist weiters ersichtlich, daß das Hülse 4 aus einem vorgespannten Material, insbesondere Metall, hergestellt ist, wobei das Material in seinem mit durchgezogenen Linien gezeigten, entspannten Zustand außerhalb des Bohrlochs einen größeren Außenumfang aufweist als in dem durch strichlierte, dünne Linien gezeigten Zustand im Bohrloch, wobei der Schlitz mit 8' bezeichnet ist. Es wird somit das Hüllrohr 4 in das Bohrloch unter Vorspannung eingebracht, so daß sicherge- stellt ist, daß das Hüllrohr 4 wenigstens teilweise in Anlage an der Bohrlochinnenwand 7 liegt, um derart eine zumindest provisorische Sicherung bereits während des Bohrvorgangs zu ermöglichen.
Aus Fig. 2 ist weiters ersichtlich, daß das Bohrgestänge 5 mit einem zentralen Durchtrittskanal 9 versehen ist, über welchen ein Spülfluid in den Bereich der Bohrkrone 1 eingebracht wird, so daß abgebautes Material wenigstens teilweise im Bereich des Außenumfangs des Hüllrohrs 4 zwischen dem Hüllrohr 4 und der Bohrlochinnenwand 7 ausgebracht wird, wobei sich durch das Einbringen des Spülfluids an der Grenzfläche zwischen dem Außenumfang des Hüllrohrs und der Bohrlochinnenwand 7 ein Schmier- bzw. Gleiteffekt erzielen läßt. Durch diesen Schmier- bzw. Gleiteffekt wird der Rei- bungswiderstand zwischen dem Außenumfang des Hüllrohrs 4 und der Bohrlochinnenwand 7 während des Bohrvorgangs entsprechend herabgesetzt, während nach einer Fertigstellung des Bohrlochs 7 und somit einem Unterbrechen der Spülmittelzufuhr in den Bereich der Bohrkrone 1 durch ein Aushär- ten eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Hüllrohr 4 und der Bohrlochinnenwand 7 erzielt werden kann. Bei der in Fig. 1 dargestellten' Ausführungsform erfolgt das Einbringen des Hüllrohrs 4, welches in dem an die Bohrkrone 1 anschließenden Bereich 4' eine sich konisch verjüngende Außenform aufweist, durch eine Zugbeanspruchung, welche über den Schlagschuh 3 auf das Hüllrohr 4 eingebracht wird.
Mit 10 ist in Fig. 1 eine Übergangsmuffe bezeichnet, welche eine Festlegung einer nicht näher dargestellten Antriebsvorrichtung für ein Schlag- oder Drehschlagbohren ermög- licht.
Bei der in Fig. 3 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform wird zusätzlich zu der durch den Schlagschuh 3 aufgebrachten Zugbeanspruchung das Hüllrohr 4 im Bereich des Ankerkopfs 6 über die Übergangsmuffe 10 einer Schlagbeanspruchung unterworfen, so daß das Hüllrohr 4 sowohl unter einer Zug- als auch einer Schlagbeanspruchung in das Inneren des wiederum mit 7 bezeichneten Bohrlochs eingebracht wird.
Das Hüllrohr 4 weist wiederum einen Längsschlitz 8 auf und ist in Teilbereichen seines Außenumfangs abgesetzt bzw. mit verringertem Querschnitt ausgebildet, wobei derartige abgesetzte Teilbereiche in Fig. 3 mit 11 bezeichnet sind. Es läßt sich somit eine lediglich teilweise Anlage des Hüllrohrs 4 insbesondere während des Einbringvorgangs erzielen, wobei dies beispielsweise bei einem zu erwartenden, hohen Reibungswiderstand zwischen dem Außenumfang des Hüllrohrs 4 und der Bohrlochinnenwand 7 zur Erzielung eines ordnungsge- mäßen Bohrfortschritts günstig ist.
Bei der weiteren abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist ersichtlich, daß das Hüllrohr 4 lediglich über eine Schlagbeanspruchung auf den Ankerkopf 6 durch die Übergangsmuffe 10 in das Innere des Bohrlochs 7 eingebracht wird, während bei dieser Ausführungsform keine Zugmitnahme durch eine Verbindung des Hüllrohrs 4 mit der Bohrkrone 1 vorgenommen wird. Eine derartige Einbringung eines Hüllrohrs 4 mittels Schlagbeanspruchung ist insbesondere bei einem entsprechend massiveren Hüllrohr bzw. einem Hüllrohr 4, welches eine höhere Festigkeit aufweist, möglich.
Bei den in Fig. 5 dargestellten, einzelnen Verfahrensschritten ist in Fig. 5a die Ausbildung bzw. Herstellung des Bohrlochs 7 gezeigt, wobei das Hüllrohr 4 beispielsweise ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 durch eine Schlagbeanspruchung auf den Ankerkopf 6 einge- bracht wird, während keine Verbindung zwischen dem Hüllrohr 4 und dem Bohrkopf 1 vorgesehen ist.
In Fig. 5 ist jeweils im Bereich des aus dem Boden- oder Gesteinsmaterial 12 vorragenden Endes eine Ankerplatte 13 angedeutet .
Nach der Fertigstellung des Bohrlochs 7 wird, wie dies in Fig. 5b dargestellt ist, das Bohrgestänge 5 entsprechend dem Pfeil 14 aus dem Bohrloch 7 entfernt, während die Bohr- kröne 1 im Bohrloch 7 verbleibt.
Nach Entfernung des Bohrgestänges wird in das Innere des Hüllrohrs 4 ein allgemein mit 15 bezeichnetes, aufweitbares Element entsprechend dem Pfeil 16 in das Innere des Hüll- rohrs 4 eingebracht. Das aufweitbare Element 15 besteht aus einer Hülse 17, welche sich konisch verjüngend ausgebildet ist und wenigstens teilweise einen Längsschlitz 18 auf- weist, wobei in das Innere der Hülse 17 ein konisches Element 19 einbringbar ist.
Nach Einbringen bzw. Einschieben des aufweitbaren, zweitei- ligen Elements 15 in das Innere des Hüllrohrs 4, beispielsweise in den Bereich von Anschlägen bzw. Vorsprüngen 20 zum Positionieren des aufweitbaren Elements, wird auf das konische Element 19 eine Schlagbeanspruchung über die Übergangsmuffe 10 ausgeübt, so daß das zweiteilige, aufweitbare Element 15 an der gewünschten Position im Inneren des Hüllrohrs positioniert und an der Innenwand des Hüllrohrs 4 festgelegt ist.
Dieses eingebrachte, aufweitbare Element 15 stellt sicher, daß eine Querschnittsverringerung des Hüllrohrs 4 beispielsweise durch eine Druckbeanspruchung durch umgebendes Material bzw. bei Ausübung einer Zugbeanspruchung in Richtung einer Auszieh- bzw. Lösebewegung der Verankerung nicht auftritt, so daß die gewünschte Verankerungswirkung zuver- lässig aufrecht erhalten wird. Bei einer Zugbeanspruchung auf den durch das Hüllrohr 4 gebildeten Anker wird für den Fall, daß das aufweitbare Element 15 nicht vorgesehen ist, eine Querschnittsverringerung durch den Längsschlitz 8 des Hüllrohrs 4 möglich, wobei bei einer derartigen Quer- Schnittsverringerung die VerankerungsWirkung verschlechtert wäre.
Anstelle eines Vorsehens von Positioniervorsprüngen 20 kann das aufweitbare Element 15 auch unmittelbar in Anlage an die im Bohrloch 7 verbliebene Bohrkrone 1 gebracht werden, wie dies in Fig. 5d angedeutet ist. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß eine Mehrzahl von aufweitbaren Elementen 15 in das Innere des Hüllrohrs 4 eingebracht wird, um an unterschiedlichen Stellen eine entsprechende Unterstützung der Verankerungswirkung des Hüllrohrs 4 zu erzielen. Derartige mehrfache, aufweitbare Elemente 15 können durch entsprechende Gestaltung insbesondere der konischen Hülse 17 und Abstimmung mit entsprechenden Positioniervorsprüngen 20 angeordnet werden.
Alternativ oder zusätzlich zum Einbringen der aufweitbaren Elemente 15 kann vorgesehen sein, nach Fertigstellung des Bohrlochs 7 und gegebenenfalls Entfernen des Bohrgestänges 5 das Innere des Hüllrohrs 4 mit einer aushärtenden Masse zu verfüllen.
In Fig. 6 ist bei einer weiteren abgewandelten Ausführungs- form wiederum mit 1 ein Bohrwerkzeug bzw. eine Bohrkrone bezeichnet, welche (s) unter Zwischenschaltung eines Verbindungsstücks 2 sowie eines schematisch mit 3 angedeuteten Schlagschuhs mit einem im Inneren eines Hüllrohrs 4 verlaufenden Bohrgestänge 5 verbunden ist, wobei die Bohrkrone 1 über das Bohrgestänge 5 durch eine nicht näher dargestellte, außerhalb des zu bearbeitenden Boden- bzw. Gesteinsmaterials, dessen Oberfläche mit 6 bezeichnet ist, angeordnete Schlag- oder Drehschlagbohrvorrichtung beaufschlagt wird. Die Innenkontur eines von dem Bohrwerkzeug bzw. der Bohrkrone 1 ausgebildeten Bohrloches ist in Fig. 6 wiederum mit 7 bezeichnet.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich, weist das Hüllrohr 4 wiederum einen im wesentlichen in Längsrichtung verlaufenden Längs- schlitz 8 auf, wobei wenigstens eine Sollbruchstelle 29 entlang der Längserstreckung des Längsschlitzes 8 vorgesehen ist, wobei diese Sollbruchstelle beispielsweise von einer Schweißstelle 29 gebildet ist. Das Hüllrohr 4 ist hiebei am Schlagschuh 3 über ein Zwischenelement festgelegt bzw. wird vom Schlagschuh 3 während des Bohrvorganges mitgenommen, so daß unmittelbar während des Bohrvorganges das mit dem Längsschlitz 8 ausgebildete Hüllrohr 4 in das Bohr- loch 7 eingebracht wird.
Für einen Abtransport des durch die Bohrkrone 1 abgebauten Materials' ist im vorderen Bereich des Hüllrohrs 4 eine Durchtrittsöffnung 31 vorgesehen, wobei die Durchtrittsöff- nung 31 unter Ausbildung eines vergrößerten, lichten Durchtrittsquerschnitts des Längsschlitzes 8 ausgebildet wird. Durch diese Durchtrittsöffnung 31 gelangt durch das Bohrwerkzeug 1 abgebautes Material in den zwischen dem Hüllrohr 4 und dem Bohrgestänge 5 definierten Freiraum bzw. Ringraum und wird am von der Bohrkrone 1 abgewandten Ende ausgebracht. Falls erforderlich, kann beispielsweise symmetrisch zur Durchtrittsöffnung 31 eine zweite Durchtrittsöffnung im Hüllrohr 4 am radial gegenüberliegenden Teilbereich des Um- fangs vorgesehen sein.
Nach Fertigstellung der Bohrung erfolgt durch ein Lösen bzw. Auftrennen der die Sollbruchstelle 29 definierenden Schweißstelle ein Aufweiten des unter Vorspannung stehenden Hüllrohrs 4 , wodurch die gewünschte Verankerungswirkung er- zielbar ist .
Nach Fertigstellung der Bohrung werden das Hüllrohr 4 und zumindest der Schlagschuh 3 sowie daran gelagerte Teile der Bohrkrone, beispielsweise die Ringbohrkrone bei Vorsehen einer zentralen Bohrkrone und einer radial umgebenden Ringbohrkrone, geringfügig entgegen der Bohr- bzw. Vortriebsrichtung 26 zurückgezogen, worauf nach diesem Zurückziehen ein nochmaliges Beaufschlagen des Schlagschuhs 3 über das Bohrgestänge 5 wiederum in Richtung des Bohrvorgangs 26 erfolgt, wodurch die Sollbruchstelle 29 gelöst wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Loches (7) in Boden- oder Gesteinsmate- rial und Festlegen einer Verankerung in dem Loch, wobei durch eine an einem Bohrgestänge (5) gelagerte Bohrkrone (1) ein Bohrloch (7) gebildet wird und gleichzeitig ein das Bohrgestänge (5) in Abstand umgebendes Hüllrohr (4) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Längsschlitz (8) ausgebildete Hüllrohr (4) wenigstens teilweise im wesentlichen in Anlage an das Bohrloch (7) während des Bohrens eingebracht wird.
2. Verfahren nach- Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Fertigstellung des Bohrlochs (7) und Entfernen des
Bohrgestänges (5) ein aufweitbares Element (15, 17, 19), in das Innere des Hüllrohrs (4) eingebracht und aufgeweitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aufweitbare Element (15, 17, 19) durch eine Schlagbeanspruchung aufgeweitet wird.
4. Verfahren nach Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Hüllrohr (4) durch eine Zugbeanspruchung über eine Verbindung mit der Bohrkrone (1) und/oder eine Schlagbeanspruchung in das Bohrloch (7) eingebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß nach Fertigstellung der Bohrung (7) wenigstens eine von einer Sollbruchstelle (29) definierte Verbindung entlang des im wesentlichen in Längsrichtung geschlitzten Hüllrohrs (4) gelöst wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösen bzw. Trennen der Sollbruchstelle (29) durch ein geringfügiges Zurückziehen zumindest des Schlagschuhes (3) und des daran gelagerten Hüllrohres (4) und ein Beaufschlagen des Schlagschuhes (3) vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach Fertigstellung der Bohrung (7) in an sich bekannter Weise ein Verfüllen des Inneren des Hüllrohres (4) mit einer aushärtenden Masse vorgenommen wird.
8.' Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern (7) in Boden- oder Gesteinsmate- rial und zur Herstellung einer Verankerung, wobei eine an einem Bohrgestänge (5) gelagerte Bohrkrone (1) ein Bohrloch (7) ausbildet und ein das Bohrgestänge (5) in Abstand umgebendes und an die Bohrkrone (1) anschließendes Hüllrohr (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (4) einen im wesentlichen in Längsrichtung des Hüllrohrs (4) verlaufenden Längsschlitz (8) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach Fertigstellung des Bohrlochs (7) und Entfernen des Bohrgestänges (5) ein aufweitbares Element (15, 17, 19) in das Innere des Hüllrohres (4) einbringbar und in Anlage an die Innenwand des Hüllrohres (4) aufweitbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aufweitbare Element (15) von einer Hülse (17) gebildet ist, welche durch Einbringen eines insbesondere konischen Elements (19) durch eine Schlagbeanspruchung aufweitbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (4) an seiner Innenwand mit Erhebungen oder Vorsprüngen (20) zum Positionieren des auf- weitbaren Elements (15, 17, 19) versehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (4) entlang seines im wesentlichen in Längsrichtung des Hüllrohrs (4) verlaufenden Längsschlitzes (8) wenigstens eine Sollbruchstelle (29) aufweist .
13'. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Sollbruchstelle (29) entlang des Längsschlitzes (8) des Hüllrohres (4) von einer Schweißstelle zur Überbrückung des Längsschlitzes (8) ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (4) an dem zur Bohrkrone
(1) gewandten Ende an einem Schlagschuh (3) der Bohrkrone (1) festgelegt ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (4) aus einem unter Vorspannung stehenden Material, insbesondere Metall, ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens nach Fertigstellung des
Bohrlochs (7) am Hüllrohr (4) an dem aus dem Boden- oder Gesteinsmaterial vorragenden Ende eine Verankerungsplatte (13) festlegbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (4) im Bereich des an die Bohrkrone (1) anschließenden Endes in an sich bekannter Weise wenigstens eine Durchtrittsöffnung zum Einbringen des abgebauten Boden- oder Gesteinsmaterials in das Innere des Hüllrohres (4) aufweist.
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