DE10031663A1 - Filterrohr und dessen Verwendung - Google Patents

Abstract

Ein Filterrohr (1) für den Einsatz in geschlossener Bauweise besteht aus Beton und/oder Kunststoff sowie gegebenenfalls Fasern, insbesondere Glasfasern. Es weist im Mantel mit Filterkörpern (6) bestückte Öffnungen (5) auf. Dieses Filterrohr (1) wird unter anderem für das Mikrotunneling mit Hilfe einer mit Rückzugselementen (9) versehenen Vortriebsmaschine verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterrohr für den Einsatz in geschlossener Bauweise und eine Verwendung solcher Filter­ rohre.

Filterrohre meint im Rahmen der Erfindung Filtereigen­ schaften aufweisende kreisförmige Rohre zum Ein- und Austragen von Flüssigkeiten und/oder Gasen in umgebendes Erdreich, Deponiematerial oder dergleichen. Als Beispiele seien genannt Drainagen, Versickerung von Wässern im Erd­ reich, Eintrag von Sauerstoff in Deponien und Gasgewinnung aus Deponien.

Für die genannten Einsatzzwecke konzipierte, aus der Praxis bekannte Filterrohre bestehen regelmäßig aus einem porösen Material und sind wenig gestaltfest. Sie werden daher üblicherweise nur in offener Bauweise oder in vertikalen Brunnen verwendet, wobei sie in zuvor mit Stahlrohren ver­ rohrte Bohrungen eingehängt und die Stahlrohre nach Ver­ füllen des gebildeten Ringraumes mit Filterkörnungen gezogen werden. Alles das ist verhältnismäßig aufwendig. So sind für die Abteufung von vertikalen Brunnen für wirksame Ein- und Austräge von Flüssigkeiten und/oder Gasen oftmals enge Rasterungen und/oder große Tiefen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Filterohre der genannten Art so auszubilden, dass sie mit verhältnismäßig geringem Aufwand in geschlossener Bauweise mehr oder weniger horizontal verlegt werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass das Filterrohr aus Beton und/oder Kunststoff sowie gegebenenfalls Fasern, insbesondere Glasfasern, besteht und in seinem Mantel mit Filterkörpern bestückte Öffnungen aufweist.

Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis aus, dass den Filterrohren für eine erheblich verbesserte Manipulier­ fähigkeit gleichsam ein gestaltfestes Grundgerüst gegeben werden muss, dessen Öffnungen für die Filterfunktion heran­ gezogen werden. Auf diese Weise ist es möglich, auf die Filterrohre hohe axiale Kräfte auszuüben, ohne dass diese zerstört werden.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Er­ findung mehrere Möglichkeiten. So machen die Öffnungen vor­ zugsweise 10 bis 30% der Mantelaußenfläche aus; optimal sind 15 bis 25%. Günstig ist es auch, wenn die Öffnungen als zur Rohrachse senkrechte und zum Rohrinneren hin konisch zulaufende Kreisausnehmungen ausgeführt sind. Die Filterkörper bestehen vorzugsweise aus miteinander ver­ klebten Körnungen, insbesondere Sandkörnungen, der Sieb­ linie 3 bis 5 mm und/oder 5 bis 8 mm. Im übrigen empfiehlt es sich zur Vermeidung von Beschädigungen im Zuge der Rohr­ manipulation, die Filterkörper mit einem Schattenabstand zumindest von der Mantelaußenfläche in die Rohrwandung ein­ zubetten. Die dadurch gebildeten Leerräume verfüllt man zum Schutz gegen Verklebung zweckmäßigerweise mit einem bei Wasserzutritt aufweichenden und ausspülbaren Schutzschicht­ material, z. B. in Form eines Gels oder Tensides.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfin­ dungsgemäßen Filterrohre für das insbesondere horizontale Microtunneling mit Hilfe einer für einen Rückzug mit Rück­ zugselementen ausgebildeten Vortriebsmaschine, bei der auf die übliche Zielbaugrube verzichtet werden kann, oder für den Rohrvortrieb. Bei der Ausführungsform für das Micro­ tunneling empfiehlt es sich, die Vortriebsmaschine zum Zwecke der Verhinderung eines Wasserzutrittes von hinten mit einer abdichtenden hinteren Schottwand und außerdem mit einer Steuereinrichtung mit einem Kreiselkompass und einem Sensorenpaket, nämlich Inklinometern für die Messung von Neigung, Verrollung und Höhe, auszurüsten, da in Vortriebs­ maschinen ansonsten übliche Steueraggregate versagen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert; Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Filterrohres,

Fig. 2 einen Schnitt A-A durch den Gegenstand der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 eine Vortriebsmaschine im Längsschnitt, und

Fig. 4 in einem schematischen Vertikalschnitt eine Drainage sowie

Fig. 5 eine Bodenbelüftung.

Das Filterrohr 1 gemäß den Fig. 1/2 wird gemäß den be­ kannten Merkmalen und Normen (ATV 161) handelsüblicher Vor­ triebsrohre mit Spitzende 2, Führungsring 3 und Zwischen­ lage 4, z. B. aus Holz, am Rohrstoß hergestellt. Der Grund­ körper dieser Rohre wird aus Polymerbeton oder glasfaser­ verstärktem Kunststoff im Schleuderverfahren oder Faser­ zement in geeigneten Schalungen nach bekannten Verfahren, beispielsweise in Rohrwerken, hergestellt. In diese Roh­ linge werden kreisrunde, zur Rohrachse konisch zulaufende Öffnungen 5 gefräst, gebohrt, gesägt oder durch geeignete Schalungen bewerkstelligt. In der Regel betragen diese Öffnungen 5 etwa 20% der Rohraußenfläche. Anschließend werden in diese Öffnungen 5 vorgefertigte Filterkörper 6 von Hand eingeklebt oder in automatisierten Fertigungs­ prozessen eingegossen oder bereits als funktionsfähige Ele­ mente in die Schalung integriert und gleichzeitig mit dem Gießen oder Schleudern der Rohlinge fixiert. Hierbei wird der einzelne Filterkörper 6 derart in die Rohrwandung ge­ bettet, dass jeweils ein kleiner Schatten zur Rohraußen- und Rohrinnenfläche entsteht. Dieser kleine, nach innen zur Rohrwandung orientierte Versatz verhindert außen ein Ver­ kleben mit beispielsweise tönigen, schluffigen Böden und im Rohrinneren ein Verhaken der Vortriebsmaschine beim Rück­ zug. Die Filterkörper 6 bestehen aus abgestuften, ver­ klebten Körnungen, die speziell auf die vorhandenen in Situ angetroffenen Bodenverhältnisse abgestimmt sind. In der Regel werden Körnungen der Sieblinie 3 bis 5 mm und 5 bis 8 mm eingesetzt. Zusätzlich sind die Filter an der Außen­ seite, wo sie mit dem Erdreich in Berührung kommen, mit einem Gel oder einem Tensid gegen Verklebung geschützt. Die aufzutragenden Mittel 7 werden mit zunehmendem Wassereintritt bzw. Wasserangriff aufgeweicht und ausgespült. Diese Additive sind umweltverträglich, ihre Anwendung ist wasser­ rechtlich unbedenklich.

Für das Microtunneling wird die Vortriebsmaschine gemäß Fig. 3 eingesetzt, die eine Verspannvorrichtung 8 und Rück­ zugselemente 9 sowie ein Schneidrad in Form eines Gelenk­ schneidkopfes 10 aufweist, das, in Segmenten 11 gegliedert, gelenkig angeordnet ist. Während des Rohrvortriebs der Filterrohre 1 ist diese Vortriebsmaschine fest in einem Aufdoppelmantel 12 in Form einer kreisrunden Stahlschweiß­ konstruktion kraftschlüssig verspannt. Nach dem Erreichen der Zielkoordinaten des Vortriebes der Filterstrecke wird die Verspannvorrichtung 8 gelöst und die Vortriebsmaschine mit einem Antrieb durch die neu hergestellte Filterstrecke mit Hilfe des Rückzugselementes zurückgezogen, wobei die Verspannvorrichtung 8 eingefahren ist und die Segmente 11 des Gelenkschneidkopfes 10 in eine Position geklappt sind, die den Rückzug in die Rohrleitung ermöglichen. Mit einem nordsuchenden Kreiselkompass 13 und einem nicht darge­ stellten Sensorenpaket bestehend aus Inklinometern, die die Neigung und Verrollung sowie Höhe der Maschine (elektro­ nische Wasserwaage) vermessen, und der wasserdichten Kapse­ lung der Vortriebsmaschine mittels einer hinteren Schott­ wand 14 ist eine sichere Lagebestimmung mit ausreichenden Werten zur Steuerung der Vortriebsmaaschine gegeben. Dieses Sensorenpaket und der Kreiselkompass 13 sind im druck­ wasserdichten Bereich der Vortriebsmaschine angeordnet, so dass mögliche Filtrationen von Wasser in die Filterrohre 1 keinen Schaden an der Vermessung und Steuerung bewirken können. Diese entscheidenden Details ermöglichen das Auffahren der neuen Filterrohre 1 unter Grundwasserzutritt sowohl bei Start-Zielgruben-Verfahren als auch als Sack­ lochbohrung.

Fig. 4 entnimmt man eine in der beschriebenen Art und Weise hergestellte Drainage mit Startbaugrube bzw. Schacht 16 und Pumpe 17 und Fig. 5 eine Bodenbelüftung bzw. -belebung mit Schacht 16 und Luftaufbereitung 18.

Claims (9)

1. Filterrohr für einen Einsatz in geschlossener Bauweise, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Beton und/oder Kunststoff sowie gegebenenfalls Fasern, ins­ besondere Glasfasern, besteht und in seinem Mantel mit Filterkörpern (6) bestückte Öffnungen (5) aufweist.

2. Filterrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (5) 10 bis 30%, insbesondere 15 bis 25%, der Mantelaußenfläche ausmachen.

3. Filterrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Öffnungen (5) als zur Rohrachse senk­ rechte und zum Rohrinneren hin konisch zulaufende Kreisaus­ nehmungen ausgeführt sind.

4. Filterrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkörper (6) aus miteinander verklebten Körnungen, insbesondere Sandkörnungen, der Sieb­ linie 3 bis 5 mm und/oder 5 bis 8 mm bestehen.

5. Filterrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkörper (6) mit einem Schattenabstand zumindest von der Mantelaußenfläche in der Rohrwandung gebettet sind.

6. Filterrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Schattenabstand gebildeten Leerräume mit einem bei Wasserzutritt aufweichenden und ausspülbaren Schutzschichtmaterial (7) verfüllt sind.

7. Filterrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzschichtmaterial (7) aus einem Gel oder Tensid besteht.

8. Verwendung von Filterrohren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für das insbesondere horizontale Microtunneling mit Hilfe einer für einen Rückzug mit Rückzugselementen (9) ausgebildeten Vortriebsmaschine oder für den Rohrvortrieb.

9. Verwendung nach Anspruch 8 in der Ausführungsform für das Microtunneling, wobei die Vortriebsmaschine eine ab­ dichtende hintere Schottwand (14) und eine Steuereinrich­ tung mit einem Kreiselkompass (13) und einem Sensorenpaket aufweist.