DE3639891C2

DE3639891C2 -

Info

Publication number: DE3639891C2
Application number: DE19863639891
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Geiger (Fh), 6450 Hanau, De; Wilhelm Dipl.-Ing. Lindemann (Fh), 6800 Mannheim, De; Rudolf Dipl.-Ing. Schmidt (Fh), 7573 Sinzheim, De; Hubert Dipl.-Ing. 6457 Maintal De Sobottka
Original assignee: Bilfinger und Berger Bau AG
Current assignee: Bilfinger SE
Priority date: 1986-11-21
Filing date: 1986-11-21
Publication date: 1990-07-26
Also published as: DE3639891A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Injektionsschirms zur Sicherung unterirdischer Hohlräume, bei dem die Injektionsbohrungen mittels eines äußeren Bohrrohres und einem in diesem geführten Bohrgestänge hergestellt werden und die Injektion durch das äußere Bohrrohr durchgeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein für das erfindungsgemäße Verfahren bestimmtes und geeignetes Bohrrohr.

Für die Auffahrung und Sicherung unterirdischer Hohlräume, beispielsweise von Tunneln, ist bekanntlich die sogenannte neue österreichische Tunnelbauweise ein häufig ange wandtes Verfahren. Bei dieser Bauweise wird die Eigentragfähigkeit des Gebirges möglichst er halten und in das Sicherungssystem des Tunnels mit einbezogen. Bei schwierigen Vorgaben, bei spielsweise dann wenn der Tunneldurchmesser größer ist als die mittragende Überdeckung, ferner bei stark geklüfteten Wechselfolgen von Ton- und Sand stein sowie bei gegebenenfalls teilweise notwendiger Dammschüttung im Anschlagbereich muß die Eigen tragfähigkeit des die Tunnellaibung umgebenden Materials durch Zusatzmaßnahmen hergestellt werden. Zu diesen Zusatzmaßnahmen gehört bekanntlich ins besondere auch der Einbau von Rohrschirmdecken. Dabei wird mit dem Einbau der Rohrschirme zunächst durch eine sogenannte Vorausinjektion das Gebirge verbessert, sowie durch die Längstragwirkung der einzelnen fast horizontal, also nur schwach geneigt liegenden wurzelpfahlähnlichen Bohrpfähle die Auf fahrung der Kalottenabschnitte ermöglicht.

Häufig werden auch mehrfache Rohrschirmreihen ange ordnet.

Bisher hat man nun die Erstellung der Rohrschirme bzw. Rohrschirmdecken in mehreren getrennten Verfahrens stufen ausgeführt, wobei im Bohrrohr sowohl ein Tragrohr als auch ein Injektionsrohr angeordnet war.

Zum Stand der Technik ist ferner folgendes auszuführen.

In der nachveröffentlichten DE-PS 36 05 221 wurde bereits eine Vorrichtung zum Verfestigen des Bodens vor einer Schildvortriebsmaschine mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust, einer durch eine Schottwand abgetrennten Abbaukammer, mittenfrei gelagertem und angetriebenem Schneidrad und hydraulischer Bodenabförderung für Lockerböden vorgeschlagen, welche Vorrichtung von einer in Schneidradmitte sphärisch gelagerten Einrichtung zum Herstellen von der Ortsbrust verlaufenden Injektions bohrlöchern mit einer Injektionseinrichtung gebildet und der Antrieb außerhalb der Abbaukammer im Schildraum angeordnet ist und zumindest aus einer am Schild abge stützten beidseitig beaufschlagbaren hydraulischen Presse, sowie einem Drehantrieb besteht.

Ferner ist zum Stand der Technik die DE-PS 9 33 328 zu nennen, die ein Verfahren zum Verbinden von Gesteins schichten mittels Gesteinsankern im Bergbau beschreibt, wobei das Bohren eines Ankerloches und das Setzen des Gesteinsankers in einem Arbeitsgang derart erfolgen, daß der Bohrer selbst nach dem Bohrvorgang im Gestein verankert wird, wobei der Bohrer aus einer Bohrstange und einer über der Bohrstange verschiebbar und drehbar angeordneten Hülse besteht.

Demgegenüber liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsmäßigen Arten derart weiterzubilden, daß die Herstellung von Injektionsschirmen erheblich beschleunigt und zudem die Belastbarkeit der Injektionsschirme erhöht wird.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß nach dem Ausbau des Bohrgestänges das äußere Bohrrohr als Injektionsrohr verwendet wird, daß die Injektion über im äußeren Bohrrohr vorgesehene Injektionsöffnung erfolgt, wobei in der Injektionsphase die während des Bohr vorgangs geschlossene Injektionsöffnungen geöffnet werden und daß die Bohrrohre als statische Bewehrungs elemente im Boden belassen werden.

Das für dieses Verfahren gemäß vorliegender Erfindung vorgeschlagene Bohrrohr, nämlich das Bohrrohr für das Herstellen von Injektionsbohrungen, in welchem das Bohrgestänge geführt ist und durch welches die Injek tion durchgeführt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bohrrohr Injektionsöffnungen vorgesehen sind, die über den Injektionsöffnungen angepaßte Verschluß organe verschließbar sind, wobei nach einer bevorzug ten Ausführungsform die Injektionsöffnungen konisch von Innen nach Außen erweiternd ausgebildet sind und als Verschlußorgane den Injektionsöffnungen angepaßte Verschlußstopfen vorgesehen sind.

Das Wesen vorliegender Erfindung wird anhand der beiliegenden Fig. 1-6a, die beispielhaft be vorzugte Ausführungsformen darstellen, weiterhin erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 zeigt die Anordnung eines Rohrschirmes ober halb eines Tunnels.

Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt II-II durch Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen longitudinalen Schnitt durch das Bohr- und Injektionsrohr.

Fig. 4 zeigt die Wandung des mit Injektionsöffnungen versehenen noch verschlossenen Bohr- und Injektionsrohrs.

Fig. 5 zeigt die Wandung des mit Injektionsöffnungen versehenen geöffneten Bohr- und Injektionsrohrs.

Fig. 6 zeigt einen Longitudinalschnitt durch das Bohr- und Injektionsrohr mit Innengestänge und Bohrgerät.

Fig. 6a zeigt die Einzelheiten einer Gewindestoß verlängerung des Bohr- und Injektionsrohrs.

In allen Figuren sind die gleichen oder analogen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Zu diesen Fig. 1 bis 6a wird folgendes aus geführt:

Mit dem Bezugszeichen 1 ist die Spritzbetonsicherung der Tunnelsohle bezeichnet.

Mit dem Bezugszeichen 3 ist der geschaffene Tunnelhohlraum und mit 4 die Spritzbetonsicherung des Tunnelgewölbes be zeichnet. Der Tunnelscheitel trägt das Bezugszeichen 4 a; mit 4 b ist die Bohransatzfläche bezeichnet.

Das Bezugszeichen 4 c bezeichnet die Querschnitts aufweitung.

Mit den Bezugszeichen 5 a, 5 b und 5 c sind drei parallel zueinander angeordnete schräge Rohrschirm bohrungen gekennzeichent.

Mit dem Bezugszeichen 6 ist eine projektierte, d.h. noch nicht vorhandene Tunnelfortsetzung gekennzeichnet.

Der Scheitel des projektierten Tunnels 6 trägt das Bezugszeichen 6 a.

Das Bohr- und Injektionsrohr ist als Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet; mit 7 a ist die Bohr- und Injektionsrohr-Wandung gekennzeichnet.

Mit 8 sind sich nach außen erweiternde Injektions öffnungen im Mantel des Bohr- und Injektionsrohrs ge kennzeichnet.

Die Verschlußstopfen in diesen Injektionsöffnungen tragen das Bezugszeichen 9.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist eine Gesteinslage in unmittelbarer Nähe des Bohr- und Injektionsrohrs gekennzeichnet.

Mit dem Bezugszeichen 11 ist der Weg für den Injektions materialfluß in der Gesteinslage 10 bezeichnet.

Der Injektionsmaterialfluß im Weg 11 trägt das Be zugszeichen 12 a.

Der Injektionsmaterialfluß im Zwischenraum zwischen Außenwandung des Bohr- und Injektionsrohrs und Außen wandung der Gesteinslage 10 ist mit Bezugszeichen 12 b gekennzeichnet.

Das Bohrinnengestänge trägt das Bezugszeichen 13, das Bohrgerät das Bezugszeichen 14.

Mit dem Bezugszeichen 15 ist der Spülring des Bohr geräts 14 gekennzeichnet, durch welchen Spülring die Zugabe von Wasser und/oder Luft erfolgt.

Die Gestängemuffe trägt das Bezugszeichen 16; mit dem Bezugszeichen 17 ist die Auswurföffnung des Bohrgeräts 14 gekennzeichnet, durch welche Spül mittel und gelöstes Bodenmaterial ausgeworfen wird.

Die Bohrkrone trägt das Bezugszeichen 18.

Die Austrittsöffnung für Luft und/oder Wasser ist mit dem Bezugszeichen 19 versehen.

Der Einzugsringspalt für durch die Bohrtätigkeit abgelöstes Material ist mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnet.

Mit dem Bezugszeichen 21 ist die Ringbohrkrone gekennzeichnet.

Die Gewindestoßverlängerung, die in Fig. 6a groß herausgezeichnet ist, trägt das Bezugszeichen 22.

Das Bohrgerät 14 dient zum sogenannten Doppelkopf drehbohren, wobei zwei gegenläufige Drehbewegungen des äußeren bzw. des inneren Geräteteils stattfinden.

Bezugszeichenliste

1 Spritzbetonsicherung der Sohle
2 Kalottensohle
3 Tunnelhohlraum
4 Spritzbetonsicherung des Tunnelgewölbes
4 a Tunnelscheitel
4 b Bohransatzfläche
4 c Querschnittsaufweitung
5 a Bohr- und Injektionsrohr
5 b Bohr- und Injektionsrohr
5 c Bohr- und Injektionsrohr
6 projektierte noch nicht vorhandene Tunnelfortsetzung
6 a Scheitel des projektierten Tunnels 6
7 Bohr- und Injektionsrohr
7 a Bohr- und Injektionsrohr-Wandung
8 sich nach außen erweiternde Injektionsöffnung im Mantel des Bohr- und Injektionsrohrs
9 Verschlußstopfen in den Injektionsöffnungen
10 Gesteinslage in unmittelbarer Nähe des Bohr- und Injektionsrohrs
11 Weg für den Injektionsmaterialfluß in der Gesteinslage 10
12 a Injektionsmaterialfluß im Weg 11
12 b Injektionsmaterialfluß im Zwischenraum zwischen Außenwandung des Bohr- und Injektionsrohrs und Außenwandung der Gesteinslage 10
13 Bohrinnengestänge
14 Bohrgerät
15 Spülring des Bohrgeräts 14 durch welchen die Zugabe von Wasser und/oder Luft erfolgt
16 Gestängemuffe
17 Auswurföffnung des Bohrgeräts 14 durch welche Spülmittel und gelöstes Bodenmaterial ausgeworfen wird
18 Bohrkrone
19 Austrittsöffnung für Luft und/oder Wasser
20 Einzugsringspalt für durch Bohren abgelöstes Material
21 Ringbohrkrone
22 Gewindestoßverlängerung, die in Fig. 6a nochmals groß herausgezeichnet ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Injektionsschirmes zur Sicherung unterirdischer Hohlräume, bei dem die Injek tionsbohrungen mittels eines äußeren Bohrrohres und einem in diesem geführten Bohrgestänge hergestellt werden und die Injektion durch das äußere Bohrrohr durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausbau des Bohrgestänges (13) das äußere Bohrrohr (5 a-5 c) als Injektionsrohr verwendet wird, daß die Injektion über im äußeren Bohrrohr (5 a-5 c) vor gesehene Injektionsöffnungen (8) erfolgt, wobei in der Injektionsphase die während des Bohrvorganges geschlos senen Injektionsöffnungen (8) geöffnet werden und daß die Bohrrohre (5 a-5 c) als statische Bewehrungselemente im Boden belassen werden.

2. Bohrrohr für das Herstellen von Injektionsbohrungen, in welchem das Bohrgestänge geführt ist und durch welches die Injektion durchgeführt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß im Bohrrohr (5 a-5 c) Injektionsöffnungen (8) vorge sehen sind, die über den Injektionsöffnungen angepaßte Verschlußorgane (9) verschließbar sind.

3. Bohrrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsöffnungen konisch von innen nach außen erweiternd ausgebildet sind und daß als Ver schlußorgane den Injektionsöffnungen (8) angepaßte Verschlußstopfen (9) vorgesehen sind.