DE2116814A1

DE2116814A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bohren in von lockerem Erdreich bedeckte Gebirge

Info

Publication number: DE2116814A1
Application number: DE19712116814
Authority: DE
Inventors: Günter 5961 Rhode Klemm
Original assignee: Ing. Günter Klemm Spezialunternehmen für Bohrtechnik, 5961 Olpe-Rhode
Priority date: 1971-04-06
Filing date: 1971-04-06
Publication date: 1972-10-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bohren in von lockerem Erdreich bedeckte Gebirge Die Erfindung bezieht sich auf das Bohren in von lockeres Erdreich (überlagerungsschichten) bedeckte Gebirge und betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu diesem Zweck.
Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen von Erdbohrungen in Uberlagerungs-Bodenschichten wird ein Uberlagerungjsbohrgerät mit einem Außen- und einem Innenbohrwerkzeug verwendet, wobei mit beiden Bohrwerkzeugen gemeinsam zunächst d-.e Überlagerungsschicht sowie lose Gesteinsbrocken durchbohrt werden, woraufhin beim Erreichen von festem Gestein mit verlärgertem Innenbohrwerkzeug weitergebohrt wird, wobei das Außen--bohrgestänge zum Aufrechterhalten des Durchgangs durch die lockere Uberlagerungsschicht stehengelassen wird, bis mit dem Innenbohrwerkzeug die gewünschte Tiefe erreicht ist. Das Innenbohrwerkzeug wird dann aus dem Bohrloch herausgezogen, wobei das hohle Außenbohrgestänge als Verbindung zum festen Bohrloch im harten Gestein in der Ütberlagerungsschicht stehenbleibt. Danach wird nach Abmontieren des Schlagbohrgerätes und des Spülkopfes durch das hohle äußere Bohrgestänge ein Plastikschlauch in das Bohrloch eingeführt, durch welchen eine Sprengladung oder andere Materialen, z.B. Zement zur Bodenverfestigung, eingebracht werden können. schließlich werden der Plastikschlauch und das Außenbohrgestänge herausgezogen.
Dieses bekannte Verfahren ist kostspielig, da es zeit-und materialmäßig aufwendig ist. Es müssen hierbei ein Außen-und Innenbohrwerkzeug verwendet werden, um den Bohrkern herauszubekommen und ein Einfallen des Bohrloches in der lockeren Überlagerungsschìcht zu verhindern. Dies aber bringt einen erhöhten Verschleiß mit sich. Perner muß vor dem Einführen des Plastikschlauches das Bohraggregat vom Bohrgestänge abgenommen werden, was einen erhöhten Zeitaufwand bedeutet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche das Herstellen von Erdbohrungen in Überlagerungsschichten zum Einbringen von Sprengladungen oder anderen Materialien wesentlich vereinfacht und erleichtert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß mit einem entsprechend ausgebildeten Ringbohrwerkzeug unter Zertrümmerung des Bohrkerns das Bohrloch sowohl durch die Überlagerungsschicht(en) als auch durch festes Gestein hindurch bis auf gewünschte Tiefe vorgetrieben wird, wobei das Spülmittel in an sich bekannter Weise durch das hohle Bohrgestänge an die Bohrlochsohle gefördert und das Bohrgut zwischen Bohrgestänge und Bohrlochwand ausgetrieben wird, daß dann bei stehendem Bohrgestänge über eine beim Bohren verschlossene und nunmehr geöffnete Aussparung im oberirdischen Teil des Bohrgerätes ein Schlauch bis zur Bohrlochsohle eingeführt wird, und daß schließlich durch den Schlauch hindurch das in das Bohrloch einzubringende Material (Sprengstoff, Bodenanker, Beton o.dgl.) bis zur Bohrlochsohle vorgetrieben wird, wobei gleichzeitig das gesamte Bohrwerkzeug samt Schlauch entsprechend der Einfüllgeschwindigkeit aus dem Bohrloch herausgezogen wird.
Eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens weist ein hohles Bohrgestänge, eine Ringbohrkrone und einen am oberen Ende des Bohrgestänges angebrachten Spülkopf auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem hohlen Bohrgestänge verbundene zylindrische Verlängerung des Spülkopfes eine oder mehrere verschließbare radiale Ausparungen aufweist, und daß die Ringbohrkrone mit einem oder mehreren radial nach innen vorstehenden Kernzertrümmerungswülsten (exzentrischen Kernbrechern) ausgestattet ist.
Die Aussparung oder Aussparungen der Spülkcpfverlängerung kann bzw. können mittels einer in Öffnungs- und Schließstellung arretierbaren Schiebehülse verschließbar sein.
In zweckmäßiger lsreiterbildung der Erfindung weist die Ringbohrkrne für den Austritt von Spülgut und Kerntrümmern eine oder mehrere radiale Ausnehmungen auf. Dabei werden die Ausnehmungen zweckmäßig unmittelbar hinter den Schneiden der Ringbohrkrone angeordnet.
Es werden vorteilhaft zwei sich diametral gegenüberliegende, in Achsrichtung oval ausgebildete Ausnehmungen in der Ringbohrkrone vorgesehen.
Schließlich ist ein rfindungsmerkmal noch darin zu sehen, daß der KernzertrümmerungswuIst bzw. die Eernzertrummerungswülste (exzentrischen Kernbrecher) in geschwungener Form in die zylindrische Innenfläche des llingbohrkronenschaftes übergeht bzw. übergehen. Dadurch wird das Einführen eines Plastikschlauches erleichtert.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben, und zwar zeigt Fig. 1 im teilweisen Längsschnitt das obere und untere Ende einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, während Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 etwas vergrößerte Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. l auf die Bohrkrone wiedergibt.
Die dargestellte Bohrvorrichtung ist ein Außenbohrwerkzeug eines Überlagerungsbohrgerätes, bei dem, wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, kein Innenbohrwerkzeug benötigt wird.
Die Vorrichtung weist eine Ringbohrkrone 1 auf, die zur Zertrümmerung des Bohrkerns einen radial nach innen gerichteten Kernzertrümmerungswulst (Kernbrecher) 2 aufweist, der, wie Fig. 1 deutlich erkennen läßt, sanft geschwungen in die zylindrische Innenfläche des Schaftes 3 der Ringbohrkrone 1 übergeht. Die Ringbohrkrone 1 ist in das untere Ende eines hohlen Bohrgestänges 4 eingeschraubt und kann auch mehr als einen Kernzertrümmerungswulst bzw. Kernbrecher 2 aufweisen.
Am oberen Ende des Bohrgestänges 4 befindet sich ein Spülkopf 5, der mit einer zylindrischen Verlängerung 6 auf das Bohrgestänge 4 aufgeschraubt ist. Der Spülkopf 5 weist einen Anschlußstutzen 7 für das Spülgut (Luft und/oder Wasser) auf.
Über dem Spülkopf 5 befindet sich ein Zapfen 8, auf den ein Bohrhammer (nicht dargestellt) aufgesetzt wird.
Die zylindrische Verlängerung 6 des Spülkopfes 5 weist mindestens eine seitliche Aussparung 9 auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei solcher Aussparungen 9 vorgesehen. Diese Aussparungen 9 können durch eine Schiebehülse 10, wie in Fig. 1 dargestellt, verschlossen werden. Die Schiebehülse 10 weist zwei Paare von sich diametral gegenüberliegenden Bohrungen 11 auf, in welche unter Federspannung stehende Arretierbolzen 12 eingreifen, und zwar in Geschlossenstellung der Schiebehülse 10 in das obere Paar von-Bohrungen 11 und in Offenstellung der Schiebehülse 10 (wie strichpunktiert angedeutet) in das untere Saar von Bohrungen 11.
In Geschlossenstellung der Schiebehülse 11 kann kein Spülmittel aus den Aussparungen 9 entweichen, sondern wird über die Bohrung 13 des Bohrgestänges 4 bis zur Ringbohrkrone 1 geleitet, wo es zwischen den Schneiden 14 derselben nach außen gelangt und das Bohrgut zwischen dem Bohrgestänge 4 und der Bohrlochwand aus dem Bohrloch fördert. Da der Kernzertrümmerungswulst bzw. Kernbrecher 2 nicht ganz bis in die Mitte der Ringbohrkrone 1 hineinragt, bildet sich beim Bohren in festes Gestein ein dünner Kern, der jedoch in kleine Stückchen zerbricht. Diese kleinen Stückchen können durch eine oder mehrere radiale ovale Ausnehmungen 15 in der Ringbohrkrone 1 nach außen gelangen und werden durch das Spülmittel mit dem übrigen Bohrgut aus d m Bohrloch herausbefördert.
Mit der dargestellten Vorrichtung wird sowohl durch die lockereluberlagerungsschicht hindurch als auch in das nachfolgende feste Gestein gebohrt, wobei die sonst bei normalem Überlagerungsbohren mit Innen- und Außenbohrgestänge als Auswurföffnungen für das Spül- und Bohrgut dienenden Aussparungen 9 durch die Schiebehülse 10 verschlossen sind.
Nach dem Erreichen der gewünschten Bohrlochtiefe werden die Aussparungen 9 (von denen auch eine genügt) durch Verschieben der Schiebehülse 10 (nach Entriegelung der Bolzen 12) nach oben geöffnet, so daß durch die Aussparung bzw. durch eine der Aussparungen 9 ein strichpunktiert angedeuteter Plastikschlauch 16 in das hohle Bohrgestänge 4 bis zur Bohrlochsohle eingeführt werden kann. Durch diesen Plastikschlauch 16 kann dann Sprengstoff eingebracht werden, oder es können auch andere -Materialien, z.B. Zement zur Bodenverfestigung, oder flexible Zuganker eingeführt werden. Beim Einbringen der Materialien wird das Bohrgestänge 4 samt Schlich 16 progressiv aus dem Bohrloch herausgezogen.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der in den beiliegenden Patentansprüc-hen 1 und 2 umrissenen Ausführungsform und betrifft insbesondere auch sämtliche'Erfindungsmerkmale, die im einzelnen -- oder in Kombination -- in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1 Verfahren zum Herstellen von Erdbohrungen, insbesondere in von lockerem Erdreich (Überlagerungsschichten) bedecktem Gebirge, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem entsprechend ausgebildeten Ringbohrwerkzeug (1, 2) unter Zertrümmerung des Bohrkerns das Bohrloch sowohl durch die Überlagerungsschicht(en) als auch durch festes Gestein hindurch bis auf gewünschte Tiefe vorgetrieben wird, wobei das Spülmittel in an sich bekannter Weise durch das hohle Bohrgestänge (4) an die Bohrlochsohle gefördert und das Bohrgut zwischen Bohrgestänge (4) und Bohrlochwand ausgetrieben wird, daß dann bei stehendem Bohrgestänge (4) über einem beim Bohren verschlossene und nunmehr geöffnete Aussparung (9) im oberirdischen Teil des Bohrgerätes ein Schlauch (16) bis zur Bohrlochsohle eingeführt wird, und daß schließlich durch den Schlauch (16) hindurch das in das Bohrloch einzubringende Material (Sprengstoff, Bodenanker, Beton o.dgl.) bis zur Bohrlechsohle vorgetrieben wird, wobei gleichzeitig das gesamte Bohrwerkzeug (1,4) samt Schlauch (16) entsprechend der Einfüllgeschwindigkeit aus dem Bohrloch herausgezogen wird.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem hohlen Bohrgestänge, einer Ringbohrkrone und einem am oberen Ende des Bohrgestänges angebrachten Spülkopf, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem hohlen Bohrgestänge (4) verbundene zylindrische Verlängerung des Spülkopfes eine oder mehrere verschließbare radiale Aussparungen (9) aufweist und daß die Ringbohrkrone (1) mit einem oder mehreren radial nach innen vorstehenden Kernzertrümmerungswülsten bzw. Kernbrechern (2) ausgestattet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung oder Aussparungen (9) der Spülkopfverlängerung (6) mittels einer in Öffnungs- und Schließstellung arretierbaren Schiebehülse (10) verschließbar ist bzw. sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbohrkrone (1) für den Austritt von Spülgut und Kerntrummern eine oder mehrere radiale Ausnehmungen (15) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (15) unmittelbar hinter den Schneiden (14) der Ringbohrkrone (1) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch.gekennzeichnet, daß zwei sich diametral gegenüberliegende, in Achsrichtung oval ausgebildete Ausnehmungen (1C) in der Ringbohrkrone (1) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernzertrümmerungswulst' (2) bzw. die Kernzertrümmerungswülste in geschwungener Form in die zylindrische Innenfläche des Ringbohrkronenschaftes (3) übergeht bzw.

übergehen.