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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten einer undichten Stelle, insbesondere einer Muffenverbindung, in einer nichtbegehbaren, unterirdisch verlegten Rohrleitung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einer Fernsehkamera zum Auffinden und Lokalisieren der schadhaften Stelle.
Während das Abdichten begehbarer Rohrleitungen im allgemeinen keine besonderen Probleme bildet, da solche Leitungen regelmässig inspiziert und allfällig auftretende Schäden sofort behoben werden können, bereitet das Abdichten nichtbegehbarer Leitungen grössere Probleme. Dabei gehört der grösste Teil der verlegten Rohrleitungen zu der letzteren Gattung ; der Durchmesser variiert beispielsweise für Abwasserleitungen zwischen 30 und 60 cm.
Die Abdichtung von solchen Rohrleitungen, insbesondere von Abwasserleitungen, ist von einiger Bedeutung ; es ist nicht so sehr die Gefahr der Verunreinigung des Grundwassers durch das durch die Leitung fliessende Abwasser als vielmehr das Eindringen von Niederschlagswasser (sogenanntes Meteorwasser) in die Rohrleitungen, so dass die hindurchfliessende Menge bedeutend zunimmt und damit beispielsweise eine Kläranlage am Ende der Rohrleitung überfüllen kann. Dieses eindringende Meteorwasser steht meist unter einem wesentlich höheren statischen Druck als das durch die Rohrleitung fliessende Abwasser.
Bisher war es lediglich bekannt, eine Fernsehkamera, die auf einem Wagen montiert war, durch die Rohrleitung zu schicken. Man konnte dann wenigstens von aussen her die schadhaften Stellen ausfindig machen. Dann blieb aber nichts anderes übrig, als diese Stellen genau zu lokalisieren und hierauf die Rohrleitung an diesen Stellen auszugraben, abzudichten, neu zu verlegen und die entstandene Grube wieder zuzuschütten. Abgesehen von den hohen Kosten solcher Arbeiten kommen auch noch allfällige Behinderungen des Verkehrs hinzu, da solche Leitungen namentlich in Städten meist unter den Strassen verlaufen.
Es wurde schon vorgeschlagen, zwecks Vermeidung des Freilegens die schadhaften Stellen dadurch auszubessern, dass man vorerst den betreffenden Rohrabschnitt mit Hilfe zweier Elemente in axialer Richtung zu isolieren trachtete. Jedes dieser Elemente besteht aus einem aufblasbaren Ringschlauch, der an seiner einen Stirnseite durch einen Deckel verschlossen ist, so dass also jedes Element als eine Art Schüssel oder offener Topf betrachtet werden kann. Durch Aufblasen legen sich diese Elemente dann an die Innenseite der Rohrleitung an. Durch einen der Deckel hindurch führt eine Leitung, die im Innern des nunmehr gebildeten Hohlraumes zwischen den beiden Elementen abgewinkelt ist und mit welcher nun Dichtungsmaterial gegen die defekte Stelle an der Rohrwand gespritzt werden kann.
Dieses Verfahren hat jedoch verschiedene Nachteile, namentlich bei Abwasserableitungen.
Diese Leitungen bestehen aus Zement, und dieser wird durch die hindurchfliessenden Abwässer in einem Ausmass korrodiert, dass von einer glatten Oberfläche, welche Voraussetzung für eine einwandfreie Abdichtung durch die Ringschläuche wäre, keine Rede mehr sein kann. Tiefe Krater und über längere Distanzen sich erstreckende poröse Stellen, die sich nach einiger Zeit infolge der aggressiven Substanzen in den Abwässern bilden, sind ein typisches Erscheinungsbild.
Auch bei relativ hohen Drücken, auf welche die Ringschläuche aufgepumpt werden, dringt daher ein beachtlicher Teil des eingespritzten Dichtungsmaterials durch die genannten Krater und porösen Stellen an den Ringschläuchen vorbei, womit die Abdichtung der schadhaften Stelle illusorisch wird. Auch die Verwendung anderer Materialien für die Abwasserleitungen schafft keine Abhilfe, da praktisch kein Material über längere Zeit einer chemischen Aggressivität widersteht.
Ausserdem tritt ein weiterer Nachteil auf. Wie ersichtlich, kann dieses Verfahren die Rohrleitungen nur von innen her abdichten, falls überhaupt eine Abdichtung zustande kommt. Nun wurde aber bereits darauf hingewiesen, dass der hydrostatische Druck meist von aussen nach innen wirkt. Das Dichtungsmaterial muss also an der Rohrleitung äusserst gut haften, wenn es nicht von diesem Druck abgesprengt oder weggedrückt werden soll. Daher müsste das Dichtungsmaterial so angebracht werden, dass es durch den Druck auf die Unterlage aufgedrückt wird. Im vorliegenden Fall bedeutet dies, dass die Abdichtung an der Rohraussenseite durchzuführen ist, die noch weniger zugänglich ist als die Rohrinnenseite, da sie im umliegenden Erdreich, gegebenenfalls in einer Kiesschicht, liegt.
Auf den ersten Blick scheint dies ohne eine kostspielige und zeitraubende Freilegung der Rohrleitung nicht möglich zu sein.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht nun aber gerade diese Abdichtung an der
Aussenseite der Rohrleitung. Es eignet sich insbesondere zum Abdichten von durchgehenden Ringspal- ten. Diese sind namentlich an den Übergangsstellen zweier angrenzender Rohre, also an den sogenannten Muffenverbindungen, vorhanden, da diese Muffenverbindungen keine Dichtungen aufweisen, und daher Zwischenräume vorhanden sein können, die entlang des Umfanges der
Rohrleitung von wenigen Zehntel- bis zu einigen Millimetern variieren können.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Rohrleitung vom
Rohrinnern her ein Loch durch die Rohrwand hindurch entweder an der schadhaften Stelle selbst oder mindestens in deren Nähe gebohrt wird, und dass hierauf durch dieses Bohrloch hindurch in das die Rohrleitung umgebende Erdreich ein Dichtungsmaterial eingespritzt wird, das sich an der Aussenseite des Rohres in Umfangs- und in Axialrichtung der Rohrleitung verbreitet, und so an der genannten Stelle eine Abdichtung bildet.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen oder mehreren auf einem
Wagen angebrachten, quer zur Bewegungsrichtung des Wagens beweglichen Bohrer (n), durch eine das Dichtungsmaterial auf dem Wagen laufend aus seinen Komponenten herstellende und es wegfördernde Einrichtung, durch wenigstens einen diese Einrichtung mit dem bzw. den Bohrer (n) verbindenden Leitungsstrang zum Eingeben des Dichtungsmaterials in das Bohrloch und durch eine Blockiervorrichtung zum Arretieren des Wagens während des Bohrens und des Eingebens des Dichtungsmaterials.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist ; es zeigen Fig. l schematisch einen Querschnitt durch eine Rohrleitung mit der darin befindlichen Vorrichtung bei Beginn des Verfahrens, Fig. 2 eine Phase in der Durchführung des Verfahrens, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Rohrleitung, mit in derselben angeordneter Vorrichtung, wobei sich ihre Steuerzentrale oberhalb des zur Rohrleitung führenden Schachtes befindet, Fig. 4 eine Längsansicht, teilweise im Schnitt, des Geräteteiles der Vorrichtung, und Fig. 5 eine stark vereinfachte Stirnansicht dieses Geräteteiles, zwecks Darstellung des Zylinderkolbenaggregates zur begrenzten Verdrehbarkeit der Hohlwelle, Fig. 6 eine Stirnansicht einer Einrichtung zum Spachteln der Rohrleitung, und Fig.
7 einen Längsschnitt durch diese Einrichtung entlang der Linie VII-VII in Fig. 6.
Fig. l zeigt eine Rohrleitung --1--, die im Boden oder Erdreich --2-- verläuft, und in welcher stark vereinfacht die Vorrichtung zur Abdichtung der Rohrleitung --1-- dargestellt ist ; hier sind nur diejenigen Teile dargestellt, die zum unmittelbaren Verständnis des nun zu erläuternden Verfahrens notwendig sind.
Die Rohrleitung-l-weist an irgendeiner Stelle eine oder mehrere undichte Stellen auf, von denen eine stark vergrössert dargestellt und mit --3- bezeichnet ist, und die nun durch das erfindungsgemässe Verfahren abgedichtet werden sollen. Zu diesem Zweck wird die Vorrichtung, die einen Wagen --4-- auf Rädern --5-- umfasst, bis zur betreffenden Stelle entlang der Rohrlei- tung-l-gefahren. Die Vorrichtung enthält ferner vier Bohrköpfe --6--, die in ebenfalls noch darzustellender Weise an radial abstehenden Stangen --7-- geführt sind. Die Stangen --7-sind auf einer Hohlwelle --8-- montiert. Jedem Bohrkopf --6-- ist ferner ein bogenförmiger Abdichtschild --9-- zugeordnet, der mit dem Bohrkopf --6-- radial verschiebbar ist.
Ist die schadhafte Stelle --3-- bzw. sind diese Stellen erreicht (meistens liegen sie wie erwähnt im Bereich einer Muffenverbindung und somit praktisch in einer Ebene senkrecht zur Rohrleitungsachse, also in der Zeichnungsebene), werden die Bohrköpfe --6-- radial ausgefahren. Die Bohrer --10-- bohren nun durch die Rohrleitungswand --11-- hindurch je ein radiales Bohrloch --12--, bis sie ins Erdreich --2-- hineinstossen, u. zw. entweder an den schadhaften Stellen - oder wenigstens in deren Nähe. Wenn die Bohrlöcher --12-- gebohrt sind, haben auch die Abdiehtschilde-9-die Rohrleitungswand-11-erreicht und legen sich an deren Innenseite so an, dass sie einen geschlossenen Ring bilden, wie dies in Fig. 2 zu erkennen ist.
Um den Bohrvorgang stabil durchführen zu können, sind eine obere und eine untere Andrückplatte-13, 14-als Blockiervorrichtung vorgesehen, die durch entsprechende Hydraulikzylin- der --15, 16-- ausführbar sind, bis sie sich dank ihrer gekrümmten Oberfläche an die Rohr-
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--11-- anlegenreich --2-- gepresst werden. Das Dichtungsmaterial dringt in das Erdreich --2-- ein und breitet sich um jedes Rohrloch --12-- herum nach allen Richtungen aus. Es ist vorzugsweise so beschaffen, dass es nach kurzer Zeit, gegebenenfalls unter Verbindung mit dem Erdreich, erstarrt.
Besonders geeignet für diesen Zweck ist ein Kunststoff-Gel. Das erstarrte Dichtungsmaterial bildet um jedes Bohrloch --12-- herum eine pilzförmige Abdichtung --18--. Die schadhaften Stellen --3-- sind damit abgedichtet.
Man erkennt nun auch die Bedeutung der Abdichtschilde --9--. Wären diese nicht vorhanden, würde der grösste Teil des Dichtungsmaterials wegen des hohen Druckes durch das Bohr- loch --12-- zurücklaufen und im Rohrinneren verspritzen.
Nun lässt sich allerdings nicht feststellen, ob die Abdichtungen --18-- sich derart ausgebreitet haben, dass sie einen zusammenhängenden Dichtungsmantel rings um den gesamten Rohrumfang herum bilden. Wenn dies nämlich nicht der Fall ist, wie in Fig. l dargestellt, so besteht namentlich an den Verbindungsstellen der Rohre die Gefahr, dass das im Erdreich --2-- vorhandene Meteorwasser die Abdichtungen --18-- an ihren Rändern zu unterwandern beginnt, so dass es schliesslich doch bis zur schadhaften Stelle --3-- vordringen kann. Deshalb wird aus Sicherheitsgründen nochmals eine Anzahl Löcher gebohrt, die zwischen die bereits gebohrten zu liegen kommen ; sie sind in Fig. 2 nicht dargestellt.
Zu diesem Zweck werden die Bohrer --10-- aus den ersten Bohrlöchern --12-- zurückgezogen und hierauf in einer Ebene vertikal zur Rohrleitungsachse, also in der Zeichnungsebene, um einen begrenzten Winkelbereich durch Rotieren der Hohlwelle --8-- verschwenkt. Der Winkelbereich beträgt zweckmässigerweise 450. Nunmehr können die weiteren Löcher gebohrt werden, durch die dann in derselben Weise Dichtungsmaterial gepresst wird. Die neu gebildeten Abdichtungen wachsen dann mit den bereits bestehenden zu einem Ring zusammen, der eine vollständige Abdichtung gewährleistet.
Man ersieht daraus, dass der grosse Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens vor allem darin besteht, dass das Dichtungsmaterial nicht an der Innenseite der schadhaften Rohrlei-
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musste es mit der Rohrleitung sehr gut verbunden sein, um nicht durch den Wasserdruck abgelöst zu werden.
Fig. 3 zeigt nun den Einsatz der Vorrichtung. Die Rohrleitung-l-ist im Längsschnitt dargestellt und weist an einer Stelle einen zur Oberfläche des Erdreiches --2-- führenden Kontrollschacht --19-- auf. Durch diesen kann die gesamte Vorrichtung hinuntergelassen werden. Zuerst wird ein kleiner Wagen --20-- hinuntergelassen, der eine Fernsehkamera --21-- und eine nicht dargestellte Lichtquelle trägt. Anschliessend daran folgt der Geräteteil der Vorrichtung mit dem
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nun durch eine Kupplung --22-- miteinander verbunden.
Weil die Rohrleitung-l-wegen ihres geringen Durchmessers nicht begehbar ist, muss das gesamte Abdichtverfahren, also das Hinfahren an die schadhaften Stellen, das Bohren und das Einspritzen des Dichtungsmaterials ferngesteuert erfolgen. Wegen der Feuchtigkeit (die Abdichtung kann unter Umständen sogar dann vorgenommen werden, wenn noch etwas Wasser durch die Rohrleitung hindurchfliesst) werden hydraulische Antriebe bevorzugt ; einzig für die Beleuchtung und die Fernsehkamera --21-- wird ein elektrisches Kabel --23-- benötigt. Die Fernsteuerung erfolgt von einem Fahrzeug --24-- aus, welches die Vorrichtung an Ort und Stelle gebracht hat ; dieses enthält in seinem Inneren einen Fernsehmonitor, eine hydraulische Druckerzeugungsgruppe und ein Steuerpult.
Diese Anlagen sind insgesamt mit --25-- bezeichnet und durch Schläuche --26-- mit der Vorrichtung in der Rohrleitung-l-verbunden. Die Schläuche --26-- müssen natürlich genügend lang sein, um einen Betrieb über ein längeres Rohrstück zu ermöglichen. Zweckmässig ist es, lediglich zwei Schläuche --26-- vorzusehen und auf dem Geräteteil entsprechende Ventile vorzusehen, durch welche das Hydraulikmittel nach Bedarf zum einen
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