DE3519508A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung unterirdischer rohrleitungen, insbesondere fuer den tiefbau - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung unterirdischer rohrleitungen, insbesondere fuer den tiefbau

Info

Publication number
DE3519508A1
DE3519508A1 DE19853519508 DE3519508A DE3519508A1 DE 3519508 A1 DE3519508 A1 DE 3519508A1 DE 19853519508 DE19853519508 DE 19853519508 DE 3519508 A DE3519508 A DE 3519508A DE 3519508 A1 DE3519508 A1 DE 3519508A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pipe elements
pipe
hole
sealing
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19853519508
Other languages
English (en)
Inventor
Ludwig 3500 Kassel Pfeiffer
Wilfried 3501 Zierenberg Werner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTS Minitunnelsysteme GmbH
Original Assignee
MTS Minitunnelsysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTS Minitunnelsysteme GmbH filed Critical MTS Minitunnelsysteme GmbH
Priority to DE19853519508 priority Critical patent/DE3519508A1/de
Publication of DE3519508A1 publication Critical patent/DE3519508A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03FSEWERS; CESSPOOLS
    • E03F3/00Sewer pipe-line systems
    • E03F3/06Methods of, or installations for, laying sewer pipes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/08Introducing or running tools by fluid pressure, e.g. through-the-flow-line tool systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/068Well heads; Setting-up thereof having provision for introducing objects or fluids into, or removing objects from, wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/208Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes using down-hole drives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtuitg zur Hnrstell«zng unterirdischer Rohr-
  • leitungen, insbesondere für den Tiefbau Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung entsprechend den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 11.
  • Ix Tiefbau werden unterirdische Rohrleitungen für die Wasser-, Gas- und Fernwärmeversorgung od. dgl. häufig mit 80 kleinen Querschnitten ausgeführt, daß diese nicht begeh bar sind. Daher sind bereits Vorrichtungen bekannt (Wirth-Technische Beschreibung des Rohrvortriebssystems HBG 700, Typ 1), die sich selbsttätig, d.h. ohne Mitführung einer Bedienungsperson durch das Erdreich arbeiten. Das Bedienungspersonal hat dabei lediglich die Aufgabe, von einer am Anfang der Durchbohrung ausgebildeten Preßgrube aus ein die Abbaueinheit führendes Arbeitsrohr in Richtung der entstehenden Durchbohrung vorzuschieben und dem Arbeitsrohr weitere, der Abstützung dienende Rohre oder Rohrelemente nachzuschieben.
  • Das Einbringen der Rohrelemente in die im wesentlichen horizontalen Durchbohrungen bereitet beträchtliche Schwierigkeiten. Um zu vermeiden, daß sich das über der herzustellenden Rohrleitung befindliche Erdreich senkt, was insbesondere bei der Herstellung von Rohrleitungen unter Straßen, d.h. unter dem fließenden Verkehr, oder unter bebautem Gelände vermieden werden muß, werden die Durchbohrungen in der Regel mit einem Querschnitt gebohrt, der dem Querschnitt der Rohrelenente in etwa entspricht. Dadurch ergeben sich beim Vortreiben der Rohrelemente beträchtliche Reibungskräfte, die einerseits durch die normale Reibung der Rohrwandungen an der Durchbohrungswand, andererseits durch die Auflast des über den Rohrelementen befindlichen Erdreichs bedingt sind. Ublicherweise wird davon ausgegangen, daß pro Quadratmeter Rohrwand eine Preßkraft von ca. einer Tonne für die am Anfang der Durchbohrung in einer Preßgrube angeordnete Vortriebseinheit benötigt wird. Bei der Verlegung von Rohren mit einem Außendurchmesser von beispielsweise 870 mm werden pro laufendem Meter Rohr somit ca. 2,7 Tonnen Preßkraft benötigt, was auf einer Gesamtlänge von 100 m Rohrleitung etwa 270 Tonnen ergibt. Diesem Druck müssen die eingebrachten Rohre, insbesondere die am Ende der Rohrleitung befindlichen Rohrelemente während des Verlegens standhalten können. Aus diesem Grund werden zur Herstellung von Rohrleitungen dieser Art in der Regel kostspielige Rohre aus Stahlbeton oder durch Glasfasern verstärkten Kunststoffen verwendet, obwohl diese Rohre nach dem Verlegen nur eine vergleichsweise kleine Druckfestigkeit aufweisen brauchen. Abgesehen davon lassen sich auf diese Art wegen der hohen erforderlichen Preßkräfte ohnehin nur Rohrleitungen von maximal etwa 100 m Länge herstellen, während bei der Herstellung längerer Rohrleitungen alle ca. 50 bis 100 m sog.
  • Zwischenpreßstationen eingerichtet werden müssen. Dies ist bei Arbeiten unter fließendem Verkehr, unter bebauten Grundstücken od. dgl. mit erheblichen Zusatzkosten verbunden und führt bei der Herstellung von Rohrleitungen mit nicht begehbaren Querschnitten zu praktisch kaum lösbaren Problemen.
  • Zusammengefaßt kann daher festgestellt werden, daß das Verlegen unterirdischer Rohrleitungen bisher nicht wirtschaftlich durchgeführt werden kann, weil außer teuren Rohrmaterialien große Preßkräfte und daher entsprechend große und aufwendige Hydraulikpressen bzw. Preßgruben für deren Montage benötigt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, daß die dem Arbeitsrohr nachzuschiebenden Rohrelemente erheblich kleineren Belastungen ausgesetzt werden und daher nicht nur preisgünstigere Rohre, sondern auch preisgünstige Vortriebseinheiten in Verbindung mit kleineren Preßgruben verwendet werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind ein Verfahren nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 11 vorgesehen.
  • Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die in die Durchbohrungen eingebrachten Rohrelemente einen kleineren Querschnitt als die Durchbohrungen aufweisen. Daher ist im wesentlichen nur die Reibung des denselben Querschnitt wie die Durchbohrungen aufweisenden Arbeitsrohrs zu berücksichtigen, da die Rohrelemente zumindest teilweise freiliegen und das fließfähige Medium in den übrigen Bereichen eine erhebliche Reduzierung der Reibkräfte zur Folge hat. Hinzukommt, daß durch Wahl der spezifischen Dichten des Mediums und/oder des Materials der Rohrelemente und/ oder der Dimensionen der Rohrelemente dafür gesorgt werden kann, daß diese im fließfähigen Medium schwimmen, schweben oder absinken. In jedem Fall wird das Gewicht der Rohre und daher auch die Reibkraft durch die Auftriebskraft des Mediums reduziert, so daß keine großen Kräfte zu überwinden. sind, um die Rohrelemente in der Durchbohrung vorzutreiben. Schließlich kann ein Absetzen oder auch Heben des über der Durchbohrung befindlichen Erdreichs dadurch verhindert werden, daß der Hohlraum zwischen den Rohrelementen und der Wand der Durchbohrungen mit einer Abdichthülle abgedichtet und das Medium in dem Zwischenraum unter einem vorausberechneten Druck gehalten wird.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung; Fig. 2 bis 4 Horizontalschnitte durch die Vorrichtung nach Fig. 1 bei unterschiedlichen Stellungen der Vortriebseinheit; und Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 2.
  • Nach Fig. 1 und 2 enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung unterirdischer Rohrleitungen ein in Richtung einer entstehenden Durchbohrung 1 vorschiebbares, eine Abbaueinheit 2 tragendes Arbeitsrohr 3. Die an sich beliebig gestaltete, vorzugsweise entsprechend der deutschen Patentanmeldung P 34 23 842 ausgebildete Abbaueinheit 2 wird von einem im Arbeitsrohr 3 angeordneten, nicht näher dargestellten Antrieb derart angetrieben, daß die hergestellte Durchbohrung 1 einen dem Außenquerschnitt des Arbeitsrohrs 3 genau entsprechenden Innenquerschnitt aufweist. Dem Arbeitsrohr 3 werden nacheinander mehrere Rohrelemente 4 nachgeschoben, deren Außenquerschnitte kleiner als die Außenquerschnitte des Arbeitsrohrs 3 sind, so daß zwischen der Wand der Durchbohrung 1 und dem Außenmantel der Rohrelemente 4 jeweils ein Hohlraum 5 entsteht. Bei zylindrischen Rohren, die in der nachfolgenden Beschreibung vorausgesetzt werden, beträgt die Durchmesserdifferenz beispielsweise einige Zentimeter.
  • Die Stirnseiten der Rohrelemente 4 sind nach Art von Muffen ausgebildet. Beispielsweise weist jedes Rohrelement 4 am einen Ende einen Abschnitt 6 mit einem vergrößerten Innenquerschnitt und am anderen Ende einen Abschnitt 7 mit entsprechend verringertem Außenq rschnitt auf, so daß die Abschnitte 6 und 7 aufeinander folgender Rohrelemente 4 jeweils muffenartig ineinander gesteckt und dadurch die zwischen diesen entstehenden Stoßfugen weitgehend abgedichtet werden können.
  • Am rückseitigen Ende des Arbeitsrohrs 3 ist ein Stahlring 8 befestigt, dessen Außenquerschnitt dem Außenquerschnitt der Rohrelemente 4 entspricht und der an seinem Hinterende einen Abschnitt 9 aufweist, dessen Innenquerschnitt dem Außenquerschnitt der Abschnitte 7 der Rohrelemente 4 entspricht, so daß das erste dem Arbeitsrohr 3 folgende Rohrelement 4 muffenartig in den Stahlring 8 gesteckt werden kann, um auch die zwischen diesen gebildete Stoßfuge abzudichten.
  • Zum Vortreiben des Arbeitsrohrs 3 und der nachfolgenden Rohrelemente 4 ist eine Vortriebseinheit 10 vorgesehen, die in einer am Anfang der Durchbohrung 1 errichteten Preßgrube 11 angeordnet ist. An der die Querbohrung 1 umgebenden Wand 12 der Preßgrube 11 ist ein Schleusenring 13 mit einer mittleren Öffnung dicht befestigt die zur Durchbohrung 1 koaxial angeordnet ist und Adenseiben huerschnitt wie diese aufweist. In die Wandung dieser Öffnung ist eine kreisringförmige Nut 14 (Fig. 3) geschnitten, in die ein Dichtungsring 15 eingelegt ist, der sich an den Außenmantel des jeweils letzten in die Durchbohrung 1 geschobenen Rohrelements 4 anlegt und dadurch den Hohlraum 5 nach außen flüssigkeitsdicht abdichtet. Nach vorn bzw.
  • innen ist der Hohlraum 5 durch das Arbeitsrohr 3 abgedichtet.
  • In Achsrichtung hinter dem Schleusenring 13 ist ein zweiter, mit ihm koaxialer Schleusenring 16 angeordnet, der ebenfalls eine denselben Querschnitt wie die Durchbohrung ;.aufySisende mittlere Öffnung, eine kreisringförmige Nut 17 g d einen in diese eingelegten Dichtungsring 18 aufweist. Die beiden Schleusenringe 13 und 16 sind durch einen flüssigkeitsdichten Balg 19 miteinander verbunden und bilden eine Schleuse.
  • Der Schleusenring 16 ist an -der Vortriebseinheit 10 befestigt, die beispielsweise zwei Zylinder/Kolben-Anordnungen 20 aufweist, deren Zylinder an der der Durchbohrung gegenüberliegenden Wand der Preßgrube 11 abgestützt und deren Kolbenstangen 21 mit einem radial äußeren Teil des Schleusenrings 16 verbunden sind. kn einem radial innen liegenden Teil des Schleusenrings 16 sind zwei Zahnstangen 22 befestigt. Diese stehen mit zwei Zahnrädern 23 im Eingriff, die mittels einer Freilaufkupplung an einer Brücke 24 derart drehbar befestigt sind, daß sie bei Bewegung der Zahnstangen 22 in Richtung von Pfeilen v (Fig. 2) stillstehen, bei entgegengesetzter Bewegung der Zahnstangen 22 in Richtung von Pfeilen w (Fig. 3) dagegen drehen.
  • Die Brücke 24 weist an ihrer Vorderseite ein Teil 25 auf, das genau in die Abschnitte 6 der Rohrelemente 4 paßt.
  • Der Schleusenring 13 ist mit einer radial durchgehenden Bohrung 27 (Fig. 1) versehen, die über eine Leitung 28 an einen Auslaß eines Vorratsbehälters 29 angeschlossen ist. Aus diesem Vorratsbehälter 29 kann mittels Schwerkraft ein fließfähiges Medium 30, z.B. Wasser, in den Hohlraum 5 gedrückt werden.
  • Die Dichtringe 15,18 bestehen, um ihren Verschleiß zu verringern, vorzugsweise aus durch ein Gas oder eine Flüssigkeit aufblasbaren Schläuchen, die über Steuerleitungen 31,32 (Fig. 2) an eine pneumatische oder hydraulische Steuervorrichtung 33 angeschlossen sind und mittels dieser wahlweise aufgeblasen und damit dichtend an die Rohrelemente 4 angelegt oder zusammengezogen werden können, um ein leichtes und verschleißfreies Durchschieben der Rohrelemente 4 zu ermöglichen.
  • In der Wand des Arbeitsrohrs 3 ist ein Magazin 35 in Form einer zylindrischen Ausnehmung 35 ausgebildet. Dieses Magazin 35 kann sich über einen größeren Teil der Länge des Arbeitsrohrs 3 erstrecken und ist auf der Seite der Abbaueinheit 2 durch die Wand des Arbeitsrohrs verschlossen. Das Magazin wird durch einen inneren, zylindrischen Wandabschnitt 36 und einen äußeren zylindrischen Wandabschnitt 37 gebildet. Dabei ist der innere Wandabschnitt 36 mit dem Stahlring 8 verbunden, während der äußere Wandabschnitt 37 kürzer als der innere Wandabschnitt 36 ist und dadurch zwischen dem Stahlring 8 und dem Wandabschnitt 37 einen ringförmigen Austrittsspalt 38 frei läßt.
  • Das Magazin 35 dient zur Aufnahme einer Abdichthülle 40, die in balgartig gefalteter Form in das Magazin eingelegt wird.
  • Dabei wird ein vorderer Endabschnitt 41 der Abdichthülle 40 umgefaltet, längs des Wandabschnitts 37 zurückgeführt und dann mit seinem Ende beispielsweise nahe dem Ringspalt 38 am äußeren Wandabschnitt 37 befestigt. Das andere Ende der Abdichthülle 40 ragt dagegen aus dem Ringspalt 38 ins Freie und kann dazu verwendet werden, die Abdichthülle 40 nach und nach aus dem Magazin 35 herauszuziehen.
  • Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst das Arbeit srohr 3 in der Preßgrube 11 derart in Stellung gebracht, daß sein Vorderende an der zu durchbohrenden Wand der Preßgrube anliegt und die Achse des Arbeitsrohrs 3 mit der Achse der herzustellenden Durchbohrung 1 übereinstimmt.
  • Sodann wird die Abbaueinheit 2 eingeschaltet, die beispielsweise einen Teilschnitt-Fräskopf aufweist, der das in seinem Wirkungsbereich befindliche Material ablöst. Durch geeignete Steuerungen wird das Abbauwerkzeug dann so in X-, Y- und Z-Richtung bewegt, daß ein Bohrloch mit allmählich größer werdendem Querschnitt entsteht. Das dabei abgelöste Material kann gleichzeitig mit an sich bekannten Mitteln von der momentanen Ortsbrust entfernt und beispielsweise in die Preßgrube transportiert werden.
  • Sobald ein ausreichend langer Abschnitt der Durchbohrung 1 fertiggestellt ist, wird das Arbeitsrohr 3 in diesen Abschnitt vorgeschoben, wobei gleichzeitig die Abbaueinheit 2 in das Vorderende des Arbeitsrohrs 3 zurückgezogen werden kann. Zum Vortreiben des Arbeitsrohrs 3 wird zunächst das Teil 25 der Brücke 24 auf dessen rückwärtiges Ende aufgeschoben. Danach wird der Schleusenring 16 durch entsprechende Beaufschlagung der Zylinder/Kolben-Anordnungen 20 vorgetrieben. Da in dieser Bewegungsrichtung der Freilauf der Zahnräder 23 gesperrt ist, wird die Brücke 24 von den Zahnstangen 22 mit demselben Hub vorgetrieben. Die Bewegung erfolgt in Richtung der Pfeile v in Fig. 2. Der maximale Hub ist durch die Länge des Balgs 18 bzw. den Abstand der Schleusenringe 13 und 16 gegeben (Fig. 3).
  • Sobald der Balg 19 vollständig zusammengedrückt ist, wird der Schleusenring 16 in entgegengesetzter Richtung (Pfeile w in Fig. 3) zurückbewegt. Dabei drehen sich die Zahnräder 23 aufgrund ihrer Freilaufkupplung frei durch, d.h. die Brücke 24 verbleibt in ihrer beim vorherigen Hub erreichten Stellung.
  • Nachdem ein weiterer Abschnitt der Durchbohrung 1 gebohrt ist, wird das Arbeitsrohr 3 um einen weiteren Hub vorgetrieben, indem wiederum der Schleusenring 16 in Richtung des Schleusenrings 13 bewegt wird. Diese schrittweise Arbeit wird fortgesetzt, bis sich die Brücke 24 entsprechend Fig. 4 dem Schleusenring 16 vollständig angenähert hat. Es kann dann noch ein weiterer Vorwärtshub in Richtung der Pfeile x vorgenommen werden.
  • Nach Durchführung des letzten Vorwärtshubs wird die in nicht näher dargestellten Führungen verschiebbar gelagerte Brücke 24 in ihre Ausgangsstellung nahe der hinteren Wand der Preßgrube 11 zurückbefördert, ein Rohrelement 4 an das Arbeitsrohr 3 angekoppelt und dann das Teil 25 in dem freien Ende des Rohrelements 4 angeordnet. Hinsichtlich des Vortriebs schließen sich nun dieselben Arbeitsschritte an, wie sie oben in Verbindung mit dem Arbeitsrohr 3 beschrieben wurden.
  • Bevor das erste Rohrelement 4 mit dem Arbeitsrohr 3 gekoppelt wird, wird das aus dem Ringspalt 38 herausragende Ende der Abdichthülle 40 in nicht näher dargestellter Weise am ortsfesten Schleusenring 13 befestigt (vgl. Bezugszeichen 42 in Fig. 3). Dies hat zur Folge, daß beim späteren weiteren Vortreiben des Arbeitsrohrs 3 die Abdichthülle 40 allmählich aus dem Magazin herausgezogen und um den Außenmantel der nachfolgenden Rohrelemente 4 gelegt wird. Mit anderen Worten werden die Rohrelemente 4 jeweils innerhalb der Abdichthülle 40 vorgetrieben, so daß diese zwischen den Außenmänteln der Rohrelemente 4 und der Wand der Durchbohrung 1 zu liegen kommt.
  • Während die Steuervorrichtung 33 beim Vortreiben des Arbeitsrohrs3 so geschaltet ist, daß beide Dichtungsringe 15 und 18 entlastet sind, wird vor dem Vortreiben des ersten Rohrelements 4 zunächst der Leitung 32 Druck zugeführt, so daß sich der Dichtungsring 18 mit Luft oder Wasser od. dgl. füllt und dadurch dicht an die Mantelfläche des ersten Rohrelements 4 anlegt. Anschließend wird mittels eines in die Leitung 28 geschal- (Fig. 1) teten Ventils 43 od. dgl./das fließfähige Medium 30 freigegeben, das nun durch die Bohrung 27 in den Hohlraum 5 strömt, der innen von dem Rohr element 4 und außen von der Abdichthülle 40 begrenzt wird. Der Druck des Mediums 30 kann durch die Höhenlage des Vorratsbehälters 29 oder sonstwie vorgewählt werden.
  • Während der ersten Vortriebsbewegung des Rohrelements 4 bleibt die Leitung 32 unter Druck, die Leitung 31 dagegen entlastet.
  • Dadurch kann das Rohrelement 4 lose durch den Dichtungsring 15 gleiten, während gleichzeitig der Dichtungsring 18 fest gegen das Rohrelement 4 gedrückt bleibt, mit diesem vorgetrieben wird und dadurch zusammen mit dem Balg 18 den Hohlraum 5 nach außen abdichtet. Am Ende des Hubs des Schleusenrings 16 wird der Leitung 31 Druck zugeführt, während die Leitung 32 entlastet wird. Dadurch schließt sich der Dichtungsring 15 dicht um das Rohrelement 4 unter gleichzeitiger Abdichtung des Hohlraums 5, während sich der Dichtungsring 18 löst. Der Schleusenring 16 kann nun entsprechend der obigen Beschreibung in Richtung der Pfeile w (Fig. 3) zurücktransportiert werden, ohne daß dabei der Dichtungsring 18 durch Reibung od. dgl. übermäßig belastet wird. Hat der Schleusenring 16 seine hintere Endstellung erreicht, dann werden wiederum der Dichtungsring 18 geschlossen und der Dichtungsring 15 geöffnet, so daß das Rohrelement 4 erneut durch den Dichtungsring 15 gleiten kann, ohne diesen übermäßig zu belasten.
  • Die beschriebenen Arbeitsschritte werden nun fortgesetzt, bis die Brücke 24 wieder die Stellung nach Fig. 4 erreicht hat und der letzte Teilhub durchgeführt ist. Danach wird dann das nächste Rohrelement 4 eingelegt und zusammen mit den bereits in der Durchbohrung 1 befindlichen anderen Rohrelementen 4 und dem Arbeitsrohr 3 vorgetrieben. Die beschriebenen Arbeitsschritte wiederholen sich so oft, bis die Durchbohrung 1 fertiggestellt und mit Rohrelementen 4 abgestützt ist. Das Arbeitsrohr 3 wird schließiich durch eine am Ende der Durchbohrung 1 eingerichtete Arbeitsgrube entnommen.
  • Das in den Hohlraum 5 gedrückte Medium verteilt sich in diesem aufgrund seiner Fließfähigkeit nahezu gleichförmig. Hierdurch wird einerseits die zwischen den Außenmänteln der Rohrelemente 4 und der Wand der Durchbohrung 1 wirksame Reibung, die wegen des Vorhandenseins des Hohlraums 5 ohnehin schon kleiner als bei identischen Querschnitten der Rohrelemente 4 und der Durchbohrung 1 ist, noch weiter vermindert. Andererseits wird dem Rohr element 4 ein Auftrieb entsprechend der verdrängten Menge an fließfähigem Medium erteilt, wodurch das Gewicht der Rohrelemente 4 um die Auftriebskraft verringert und dadurch die Kraft, mit der die Rohrelemente 4 auf ihre Unterlage drücken, erheblich reduziert wird, so daß die Reibungsverhältnisse noch günstiger werden. Von der Vortriebseinheit 10 brauchen daher nur vergleichsweise kleine Preßkräfte aufgebracht werden, um die Rohrelemente 4 in die Durchbohrung 1 zu treiben.
  • Um zu vermeiden, daß sich das über der Durchbohrung 1 befindliche Erdreich aufgrund der unterschiedlichen Querschnitte der Durchbohrung 1 und der Rohrelemente 4 absetzt, wird der Druck des fließfähigen Mediums 29 im Hohlraum 5 zweckmäßig so groß gewählt, wie es den örtlichen Verhältnissen entspricht. Bei Bedarf kann im Einzelfall anhand von Messungen ermittelt werden, wie groß der durch das Erdreich bewirkte Druck im Bereich der Durchbohrung 1 ist. Es braucht dann lediglich der Vorratsbehälter 29 in einer entsprechenden Höhe angeordnet und dafür gesorgt werden, daß der Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter 29 im wesentlichen konstant bleibt, um auch unerwünschte Hebungen des Erdreichs auszuschalten.
  • Als Material für die Abdichthülle 40 eignen sich beispielsweise flüssigkeitsdichte Folien aus Weich-Polyvinylchlorid oder einem mit einer flüssigkeitsdichten Gummierung versehenen Polyamid-oder Polyestergewebe. Auch vulkanisierte Gummischläuche und andere faltbare sowie flüssigkeitsdichte Materialien sind brauchbar. An ihrer Außenseite sind die Abdichthüllen 40 zweckmäßig mit einer Schutzschicht, z.B. einem Vließ, versehen, um ihr Undichtwerden aufgrund spitzer Steine od. dgl. zu vermeiden.
  • Die Schutzschicht kann auch durch Bentonit, Porestakugeln od.
  • dgl. gebildet werden und aus einer dritten, separaten Schicht bestehen.
  • Nach dem Einbringen aller Rohrelemente 4 in die Durchbohrung 1 wird der Hohlraum 5 von der am Anfang derselben befindlichen Preßgrube 11 aus mit einem aushärtbaren Material, z.B. Beton, ausgespritzt, wodurch gleichzeitig das fließfähige Medium aus dem Hohlraum 5 verdrängt wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Hohlraum 5 mit einem stützenden Material gefüllt wird, so daß sich das darüber befindliche Erdreich auch auf Dauer nicht setzen kann.
  • Während das Arbeitsrohr 3 aus Stahlbeton oder einem mit Glasfasern verstärkten Kunststoff bestehen sollte, können die Rohrelemente 4 aus preisgünstigen Materialien, z.B. Rüttelbeton, hergestellt sein, da sie beim Vortrieb weit geringeren Preßkräften als bisher ausgesetzt sind. Die Kosten für die Rohrelemente lassen sich dadurch auf ein Viertel der bisherigen Kosten vermindern.
  • Die Wirkung der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das in den Hohlraum 5 eingebrachte Medium einerseits eine Auftriebskraft erzeugt, durch/das scheinbare Gewicht der Rohrelemente 4 in diesem Medium wesentlich reduziert ist, während andererseits der Druck des Mediums in Verbindung mit der Abdichthülle 40 die bisher von den Rohrelementen 4 selbst zu bewirkende Abstützung des darüber befindlichen Erdreichs übernimmt. Bei einem praktischen Beispiel ergeben sich folgende Verhältnisse: Ein übliches Betonrohr von einem Meter Länge habe einen Innendurchmesser von 700 mm und einen Außendurchmesser von 870 mm.
  • Bei einer spezifischen Dichte des Beton von 2679 kg/m3 beträgt somit die Masse eines einen Meter langen Rohrelements 560 kg.
  • Die mittlere Dichte eines solchen Rohrelements beträgt 943 kg/m3, wobei unter mittlerer Dichte der Quotient aus der Masse des Rohrelements und seinem Außenvolumen verstanden wird. Wird nun als fließfähiges Medium Wasser verwendet, so ist dessen spezifische Dichte 1000 kg/m3 und damit größer als die mittlere Dichte des Rohrelements. Dies hätte zur Folge, daß das Rohrelement im Wasser schwimmen b und daher mit einer relativ kleinen Kraft, entsprechend einer geringfügig kleineren Masse von 34 kg pro laufendem Meter, gegen die Oberseite der Durchbohrung 1 gedrückt würde. Wird dagegen dasselbe Rohrelement mit einem Außendurchmesser von ca. 884 mm anstatt 870 mm hergestellt, dann ist seine mittlere Dichte gleich der spezifischen Dichte des Wassers mit der Folge, daß das Rohrelement im Wasser schwebt, d.h. an jeder Stelle der Durchbohrung im Gleichgewicht ist.
  • Für diesen Fall brauchen die Preßkräfte nur ausreichen, um das Rohrelement durch das Wasser zu schieben. Erhält dasselbe Rohrelement schließlich einen noch größeren Außendurchmesser, dann sinkt es im Wasser ab und legt sich entsprechend seinem verbleibenden, scheinbaren Gewicht auf den Boden der Durchbohrung auf. Auch die hierbei entstehenden Reibungskräfte sind jedoch erheblich kleiner als die, die ohne die Anwendung des fließfähigen Mediums auftreten würden. Vorzugsweise wird den Rohrelementen daher eine mittlere Dichte gegeben, die der spezifischen Dichte des verwendeten fließfähigen Mediums angenähert ist, was durch entsprechende Wahl der verwendeten Materialien und/oder der Dimensionen der Rohrelemente leicht erreicht werden kann.
  • Außer Wasser können andere fließfähige Medien verwendet werden.
  • Ist die mittlere Dichte der Rohrelemente nicht identisch mit der spezifischen Dichte des fließfähigen Mediums, dann werden diesem zweckmäßig noch Gleit- oder Schmiermittel, beispielsweise Bentonit, beigemengt, um dadurch die verbleibende Reibung möglichst klein zu halten.
  • Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das sich auf vielfache Weise abwandeln läßt.
  • Dies gilt insbesondere für die beschriebene Vortriebseinheit 10, die durch jede bekannte Vortriebseinheit ersetzt und bei Bedarf mit einer Schleuse entsprechend den Teilen 13 bis 19 oder mit irgendeiner anderen Schleuse versehen wird. Die beschriebene Vortriebseinheit 10 bietet allerdings den Vorteil, daß die Rohrelemente 4 schrittweise vorgetrieben werden können, indem die Kolbenstangen 21 mehrfach hin- und herbewegt werden, so daß die Preßgrube verhältnismäßig kurz ausgebildet werden kann. Anstelle des Vorratsbehälters 29 können andere Vorrichtungen vorgesehen sein, um den erwünschten oder erforderlichen Druck für das fließfähige Medium zu erzeugen. Schließlich könnte die Abdichthülle anders als beschrieben im Magazin 35 angeordnet und auch das Magazin selbst anders ausgebildet werden.
  • Die beschriebene Anordnung bietet jedoch den Vorteil, daß das fließfähige Medium zwischen die Abdichthülle 40 und beide Wandabschnitte 36 und 37 dringen und dadurch ein Festkleben der Abdichthülle vermieden werden kann.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist schließlich darin zu sehen, daß trotz reduzierter Preßkraft wesentlich längere Rohrleitungen als bisher hergestellt werden können.

Claims (20)

  1. Ansprüche 1) Verfahren zur Herstellung unterirdischer Rohrleitungen, insbesondere für den Tiefbau, bei dem eine unterirdische Durchbohrung gebildet und in diese hintereinander eine Vielzahl von die Rohrleitung bildenden Rohrelementen geschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbohrung (1) mit einem im Vergleich zum Außenquerschnitt der Rohrelemente (4) größeren Querschnitt gebohrt, der Hohlraum (5) zwischen der Wand der entstehenden Durchbohrung (1) und den Außenmänteln der nach und nach vorgeschobenen Rohrelemente (4) mit einem fließfähigen Medium (30) gefüllt und der Vorschub der Rohrelemente (4) unter Ausnutzung des durch das Medium bewirkten Auftriebs vorgenommen wird.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein fließfähiges Medium mit einer der mittleren Dichte der Rohrelemente (4) angenäherten spezifischen Dichte verwendet wird.
  3. 3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Dichte des fließfähigen Mediums so gewählt wird, daß die Rohrelemente (4) in dem Medium schweben oder absinken.
  4. 4) Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Absetzen des über der Durchbohrung (1) befindlichen Erdreichs mittels einer Abdichthülle (40) und durch Wahl des Drucks des Mediums im Hohlraum (5) verhindert wird.
  5. 5) Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Medium mit einem Gleit-oder Schmiermittel vermischt wird oder aus einem Gleit- oder Schmiermittel besteht.
  6. 6) Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Rohrelemente (4) mit einer der spezifischen Dichte des fließfähigen Mediums angenäherten mittleren Dichte verwendet werden.
  7. 7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dichte der Rohrelemente (4) durch Wahl ihrer Wandstärke an die spezifische Dichte des fließfähigen Mediums angenähert wird.
  8. 8) Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (5) gegen das umgebende Erdreich mittels einer Abdichthülle (40) abgedichtet wird.
  9. 9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite der Abdichthülle (40) eine Schutzschicht vorgesehen wird.
  10. 10) Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (5) nach dem Einbringen der Rohrelemente (4) mit einer härtbaren Masse ausgespritzt wird.
  11. 11) Vorrichtung zur Herstellung unterirdischer Rohrleitungen, insbesondere für den Tiefbau, mit einem in Richtung der entstehenden Durchbohrung vorschiebbaren, eine Abbaueinheit tragenden Arbeitsrohr und einer am Anfang der Durchbohrung angeordneten Vortriebseinheit zum Vortreiben des Arbeitsrohrs und einer Vielzahl von nacheinander in die Durchbohrung eingeführten, die Rohrleitung bildenden Rohrelementen, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenquerschnitt des Arbeitsrohrs (3) größer als der Außenquerschnitt der Rohrelemente (4) ist, daß das Arbeitsrohr (3) ein Magazin (35) für eine aus diesem herausziehbare Abdichthülle (40) aufweist und eine Einrichtung (27,28,29) zum Auffüllen des zwischen der Abdichthülle (40) und den Außenmänteln der Rohrelemente (4) entstehenden Hohlraums (5) mit einem fließfähigen Medium (30) vorgesehen ist.
  12. 12) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Medium (30) eine der mittleren Dichte der Rohrelemente (4) angenäherte spezifische Dichte aufweist.
  13. 13) Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (27,28,29) eine Vorrichtung zur Steuerung des Drucks des fließfähigen Mediums im Hohlraum (5) aufweist.
  14. 14) Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichthülle (40) aus einem flüssigkeitsdichten Weich-Polyvinylchlorid oder einem flüssigkeitsdichten Polyamid- oder Polyestergewebe besteht.
  15. 15) Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichthülle (40) mit einer flüssigkeitsdichten Schicht versehen ist.
  16. 16) Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichthülle (40) balgförmig gefaltet im Magazin (35) angeordnet ist.
  17. 17) Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichthülle (40) auf ihrer Außenseite mit einer Schutzschicht versehen ist.
  18. 18) Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebseinheit (10) eine dem Anfang der Durchbohrung (1) zugeordnete Schleuse (13 bis 19) zum Abdichten des Hohlraums (5) nach außen aufweist.
  19. 19j Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse einen ersten, am Anfang der Durchbohrung (1) zu befestigenden Schleusenring (13) und einen zweiten, mit diesem durch einen Balg (19) verbundenen Schleusenring (16) aufweist, die beide je eine zum Durchschieben eines Rohrelementes (4) bestimmten Durchgang und je einen Dichtring (15,18) aufweisen.
  20. 20) Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (15,18) aus mit einem Gas oder einer Flüssigkeit aufblasbaren Schläuchen bestehen.
DE19853519508 1985-05-31 1985-05-31 Verfahren und vorrichtung zur herstellung unterirdischer rohrleitungen, insbesondere fuer den tiefbau Ceased DE3519508A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853519508 DE3519508A1 (de) 1985-05-31 1985-05-31 Verfahren und vorrichtung zur herstellung unterirdischer rohrleitungen, insbesondere fuer den tiefbau

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853519508 DE3519508A1 (de) 1985-05-31 1985-05-31 Verfahren und vorrichtung zur herstellung unterirdischer rohrleitungen, insbesondere fuer den tiefbau

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3519508A1 true DE3519508A1 (de) 1986-12-11

Family

ID=6272080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853519508 Ceased DE3519508A1 (de) 1985-05-31 1985-05-31 Verfahren und vorrichtung zur herstellung unterirdischer rohrleitungen, insbesondere fuer den tiefbau

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3519508A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0611914A1 (de) * 1993-02-19 1994-08-24 Richard Lionel Biegsames Rohr das am Ende einer mobilen Bohrmaschine unten am Boden eingelegt wird
DE10019663A1 (de) * 2000-04-19 2001-10-31 Huettner Beteiligungs Und Verm Verfahren zur Erkennung der drohenden Überschreitung der zulässigen Belastungswerte von Kunststoff-Rohren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1222442B (de) * 1962-01-05 1966-08-04 Richard Schulz Verfahren zur Verminderung des Gleitwiderstandes beim Vortreiben oder Absenken von Baukoerpern oder Bauhilfs-vorrichtungen im Erdreich und Vortriebs- oder Absenkkoerper zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE2545020A1 (de) * 1975-10-08 1977-04-14 Peiner Masch Schrauben Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines tunnelrohres mit mantelreibungsminderung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1222442B (de) * 1962-01-05 1966-08-04 Richard Schulz Verfahren zur Verminderung des Gleitwiderstandes beim Vortreiben oder Absenken von Baukoerpern oder Bauhilfs-vorrichtungen im Erdreich und Vortriebs- oder Absenkkoerper zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE2545020A1 (de) * 1975-10-08 1977-04-14 Peiner Masch Schrauben Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines tunnelrohres mit mantelreibungsminderung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0611914A1 (de) * 1993-02-19 1994-08-24 Richard Lionel Biegsames Rohr das am Ende einer mobilen Bohrmaschine unten am Boden eingelegt wird
DE10019663A1 (de) * 2000-04-19 2001-10-31 Huettner Beteiligungs Und Verm Verfahren zur Erkennung der drohenden Überschreitung der zulässigen Belastungswerte von Kunststoff-Rohren
DE10019663C2 (de) * 2000-04-19 2002-02-14 Huettner Beteiligungs Und Verm Verfahren zur Erkennung der drohenden Überschreitung der zulässigen Belastungswerte von Kunststoff-Rohren

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2811212A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ausrichten und anschliessen von rohrleitungen an einem produktionskopf von unterwasser- tiefbohrungen
DE3718480C1 (de) Bohrvorrichtung fuer ein Hochdruck-Injektions-Bohrverfahren
DE3415627A1 (de) Rohrpruefgeraet
DE3535320A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum setzen eines stab-, draht- oder rohrfoermigen einbauteils in eine bodenformation mit drueckendem wasser
DE2053725A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abdich ten einer Leckstelle in Leitungen
CH640623A5 (de) Verfahren und vorrichtung zum abdichten einer undichten stelle in einer nichtbegehbaren, unterirdisch verlegten rohrleitung.
DE3421389C2 (de)
DE1945092A1 (de) Verfahren zum Einbringen einer Verrohrung in ein Bohrloch und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens
DE3733463C1 (en) Process and apparatus for exchanging pipes
DE3626988C2 (de)
DE2505668B2 (de) Vorrichtung zum ueberlagerungsbohren
DE3818998C3 (de) Verfahren zum Verlegen von Versorgungsleitungen
DE3519508A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung unterirdischer rohrleitungen, insbesondere fuer den tiefbau
DE2505980A1 (de) Verfahren zum vortrieb von im wesentlichen ringfoermigen bauteilen, insbesondere fuer den hoch- und tiefbau
DE1301286B (de) Haengevorrichtung fuer Rohrstraenge in Unterwasserbohrungen und Einfuehrungswerkzeugdazu
DE3729560A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer rohrleitung in einer im erdreich ausgebildeten durchbohrung
DE2063201A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ausschachten von Tiefbauten in schlech tem und insbesondere wasserreichem Boden
DE2250635B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Tunnels
DE3412198A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum gesteuerten unterirdischen vortrieb von rohren im unbegehbaren durchmesserbereich
DE69304486T2 (de) Verbesserte Bodenbearbeitungsvorrichtung mit rotierenden Strahlen
DE2109384C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen röhrenförm iger Tunnel, Stollen od.dgl. im Schildvortrieb mit einer Auskleidung aus Ortbeton
DE3543059A1 (de) Verfahren zum verfestigen von bodenabschnitten
AT398594B (de) Verfahren zur herstellung von flächenartigen bodentragwerken
DE10114625B4 (de) Verfahren zur hydraulischen Stützung eines tunnelförmigen, unterirdischen Hohlraumes zur Verlegung von Rohren und/oder Kabeln
AT382003B (de) Verfahren und vorrichtung zum abdichten einer undichten stelle in einer nichtbegehbaren rohrleitung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection