DE4401403A1 - Verfahren zum Verfestigen und Abdichten von Böden - Google Patents
Verfahren zum Verfestigen und Abdichten von BödenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen
und/oder Abdichten von Böden, insbesondere im untertägigen
Berg- und im Tunnelbau sowie im Tief- und Grundbau, bei dem
die nicht die ausreichende Standfestigkeit und/oder Dichtheit
aufweisenden Bodenbereiche durch Vermischen und Injizieren
von Zweikomponentenverfestigungsmaterial stabilisiert werden.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zur Durch
führung des Verfahrens mit Transportbehältern, Pumpen,
Schläuchen und Injektionslanzen oder -düsen.
Zur Verfestigung von gebrächen Zonen im Gesteinsbereich
werden nach bekannten Verfahren Zweikomponenten Polyurethan
und Zweikomponenten Mineralharze injiziert. Diese Verfahren
werden sowohl zur Verfestigung des Gesteins, wie auch der Koh
le im untertägigen Bergbau eingesetzt, wie auch um eine Was
serabdichtung im untertägigen Bergbau und in anderen Berei
chen zu erreichen. Die Verfestigung des Gebirges reduziert
die Gefahr von Ausbrüchen wesentlich, dient der Verminderung
von Unfallgefahren und ist gerade im untertägigen Steinkoh
lenbergbau unverzichtbar geworden, weil ansonsten der mecha
nisierte Abbau in der jetzigen Form nicht durchzuführen wäre.
Bei den Mineralharzsystemen reagiert Wasserglas und Iso
cyanat miteinander, nachdem sie miteinander gemischt sind,
innerhalb weniger Minuten zu einem für Mensch und Umwelt ge
fahrlosen Mineralharz. Von daher ist ein solches Material
auch im Grundwasserbereich unbedenklich einsetzbar. Dagegen
sind die Einzelkomponenten nicht unbedenklich, da Wasserglas
stark basisch mit einem ph-Wert von ca. 11 wirkt. Bei Haut
kontakten führt dies zu starken Verätzungen. Darüber hinaus
reagiert Isocyanat mit Wasser oder Wasserdampf, wobei schon
der feuchte Gehalt der Luft ausreicht, um entsprechende Kri
stalle zu bilden, so daß es letztlich sogar beim Einatmen zu
Problemen kommen kann.
Da sowohl die Mineralharze wie auch die Polyurethane als eine
Komponente Isocyanat haben, gibt es bei Einsatz beider Pro
dukte die beschriebenen Probleme. Bei Polyurethan kommt hin
zu, daß die zweite Komponente Polyol wegen der schlechten
Abbaubarkeit für den Wasserhaushalt insbesondere Probleme
hervorruft. Diese Polyole können bei falschem Handling oder
bei Transportschäden leicht in das Grubenwasser gelangen, wo
sie direkt, insbesondere aber beim Einleiten des Grubenwas
sers in die Vorfluter zu Umweltproblemen führen. Nachteilig
ist weiter, daß die Viskosität der Einzelkomponenten stark
temperaturabhängig ist. Hierdurch ist die Fließfähigkeit ein
geschränkt und damit die Einsetzbarkeit. Das Erwärmen der
Einzelkomponenten ist aufwendig und wirtschaftlich in der
Regel nicht tragbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein die
Umwelt schonendes Verfahren zum Verfestigen und gleichzeiti
gen Abdichten von lockeren Böden zu schaffen, das eine biolo
gische Abbaubarkeit oder auch ein Regenerieren der Dichtzone
ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
Gemisch von wäßriger, modifizierter Spezial-Gelatine, die
mit Kaltwasser polymerisierbar ist, mit einer geringen Menge
Härter gemischt eingesetzt wird.
Ein derartiges Verfahren ermöglicht zunächst auf relativ
einfache Art und Weise ein wirksames Verfestigen des gebrä
chen Bereiches und ein gleichzeitiges Abdichten, weil die
entsprechend modifizierte und mit Härter gemischte Gelatine
ein wirksames Bindemittel darstellt, das gleichzeitig auch
bei Wasserzufuhr so quillt, daß die gewünschte Abdichtung
sicher erreichbar ist. Das entsprechende Material kann biolo
gisch problemlos abgebaut werden, weil es aus entsprechenden
Einzelkomponenten besteht. Damit ist überraschend auch die
Möglichkeit gegeben, bei Bedarf ein solches einmal eingegebe
nes Gebirgsverfestigungsmittel praktisch wieder abzubauen,
was beispielsweise beim Tunnelbau oder Spezialtiefbau dann
zweckmäßig ist, wenn die während der Bauphase schädlichen
Wasserströmungen den Bau nicht mehr gefährden. Durch das Ab
bauen kann nach Beendigung der Baumaßnahmen die Wasserströ
mung wieder freigegeben werden, was dann erhebliche Vorteile
mit sich bringt. Vorteilhaft ist weiter, daß bei einem der
artigen Verfahren unter Normaltemperatur gearbeitet werden
kann, da die zum Einsatz kommenden Komponenten bei Normaltem
peratur eine ausreichende Viskosität aufweisen und miteinan
der reagieren, ohne daß eine Erwärmung oder ähnliches notwen
dig ist.
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung des Verfahrens ist
vorgesehen, daß ein biologisch abbaubares, wasserresistentes
Polymermaterial eingesetzt wird. Eine derartige Spezial-Gela
tine erbringt die weiter oben schon beschriebenen Vorteile
ganz deutlich und ist somit insbesondere für den Spezialtief
bau von erheblichem Vorteil. Dabei kann durch entsprechende
Einstellung des Polyinermaterials der Zeitpunkt, an dem der
Abbau beginnt und abgeschlossen ist, relativ sicher einge
stellt werden.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung sieht vor, daß ein
über Bakterien abbaubares, dauerhaftes und wasserresistentes
Polymermaterial verwendet wird. Hierbei wird der Beginn des
Abbaus durch Einsatz der Bakterien genau eingestellt und
durch die Zahl und die Art der Bakterien kann auch der Zeit
raum genau festgelegt werden, innerhalb dessen der Abbau ab
gewickelt wird. Nach Abbau des Polymermaterials, kommen die
Bakterien zur Ruhe und stellen keine weitere Behinderung mehr
dar, so daß ein derartiges Verfahren Vorteile dort aufweist,
wo insbesondere im oberflächennahen Bereich gearbeitet werden
kann und wo die Bakterien auch gezielt in den abzubauenden
Bereich eingeschleust werden können.
Durch Zugabe von Härter zu der Spezial-Gelatine kann der
Ablauf des Aushärtungsprozesses entsprechend beeinflußt und
auch die Endfestigkeit eingestellt werden. Dabei eignet sich
als dem Polymermaterial zuzugebener Härter insbesondere ein
Amino- und/oder Persulfat, wo beides zusammen dann injiziert
wird. Das Sulfat kann gleichmäßig und sicher mit dem Härter
vermischt werden, wobei es zweckmäßig ist, wenn die Gelatine,
der der Härter zugemischt wird, aus möglichst ungereinigtem
Eiweiß gewonnen wird. Die Verwendung von ungereinigtem Eiweiß
hat dabei auch den Vorteil, daß der Herstellungsprozeß ver
einfacht und verkürzt werden kann. Die Gelatine selbst, die
auf üblichem Wege hergestellt wird, kann vorteilhaft trans
portiert und dann wie beschrieben Übertage oder auch Unter
tage zum Einsatz kommen.
Für den Einsatz Untertage ist es von Vorteil, wenn die
wäßrige Gelatine als disperses System in zähelastischer Form
nach Untertage oder zum sonstigen Einsatzort transportiert,
dort mit Wasser als Dispersionsmittel gemischt und dann als
pumpfähiges Gemisch injiziert wird und daß der Härter erst
kurz vor oder in der Austrittsdüse zugegeben wird. Dieses
Verfahren ist für den Untertage-Einsatz insbesondere deshalb
vorteilhaft, weil die wäßrige Gelatine in der zähelastischen
Form ausgesprochen gut transportiert werden kann, um dann
Untertage gelagert und wie beschrieben eingesetzt zu werden.
Während dieser gesamten Phase stellt die wäßrige Gelatine
keinerlei Gefährdung dar. Abgesehen von der Verunreinigung
kann auch bei auftretenden Schäden oder gar einem völligen
Austreten der Gelatine aus den Transportbehältern kein Scha
den entstehen. Das Material wird dann durch Zugabe von Wasser
zu einem pumpfähigen Gemisch gemacht, das als solches ins
Gebirge injiziert werden kann. Erst kurz vor dem Injizieren
wird diesem pumpfähigen Gemisch der Härter zugeben, so daß
sichergestellt ist, daß das entsprechende Material auch bis
in die kleinsten Ritzen und Schlechten gelangen kann, bevor
es entsprechend aushärtet und dann als Bindemittel und Dicht
mittel dient.
Eine sichere und gleichmäßige Vermischung der wäßrigen
Gelatine mit dem Härter wird erreicht, wenn der Härter in die
vorbeiströmende, aufgewirbelte, wäßrige Gelatine eingedüst
wird. Es erübrigt sich dann ein aufwendiger Mischvorgang,
weil der Härter sich bei der beschriebenen Vorgehensweise
gleichmäßig in die Gelatine einmischt und mit dieser zusammen
dann auch ausgetragen wird. Statt oder ergänzend zum Amino
und/oder Persulfat o. a. Härtern kann es zweckmäßig sein, der
zähelastischen Gelatine das Untertage gesammelte Grubenwasser
zuzumischen und damit den ganzen oder einen Bruchteil des
Wasserbedarfes zu decken. Vorteilhaft ist weiter, daß man
sich damit das Heben des Wassers bis zu Tage ersparen kann.
Vielmehr wird das Wasser quasi als Träger mit in das Gebirge
eingepreßt, wo es dann mehr oder weniger durch die Gelatine
gebunden wird. Ein gewisser Prozentsatz kann und wird dabei
freigesetzt, was aber nicht zu Problemen führt, da es sich
dann allenfalls beim austretenden Wasser um normales Gruben
wasser handelt.
Wie schon erwähnt wird das Wasser, das zum Injizieren
der Gelatine benötigt wird, zumindest zeitweise in der Gela
tine gebunden, wozu eine Gelatine eingesetzt wird, die mit
Wasser auszufüllende große Gerüst-Zwischenräume und ausrei
chend stabile Zwischenwände aufweist. Über diese Vorgehens
weise ist sichergestellt, daß die zum Teil ausgetrocknete und
dabei die Gebirgsschichten zusammenheftende Gelatine bei Be
darf wieder aufquillt, nämlich dann wenn Wasser in diesen
Bereich eindringt, das dort nicht gewünscht wird. Die stabi
len Zwischenwände sorgen dafür, daß die großen Gerüst-
Zwischenräume auch erhalten bleiben, so daß sie ggf. wieder
Dispersionsmittel, d. h. Wasser oder Grubenwasser aufnehmen
können. Außerdem ist ein solches Gerüst für die zum Einsatz
kommende Gelatine deshalb von Vorteil, weil sie ihre Binde
funktion dann besonders gut erfüllen kann und zwar auch bei
auftretenden Gebirgs- bzw. Baumischungsbewegungen.
Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Einrichtung
vorgesehen, die Transportbehälter, Pumpen, Schläuche und In
jektionslanzen oder -düsen aufweist. Um die entsprechend
trockene oder zähflüssige Gelatine gut transportieren zu kön
nen und um sie auch sicher in die entsprechende pumpfähige
Phase zu bringen, ist vorgesehen, daß zwischen Transport- und
Lagerbehälter eine Wasserzumischkammer angeordnet ist und daß
der Lanzenkopf eine oder mehrere Zumischdüsen für den Härter
aufweist. Die den Transport und Lagerbehälter verlassende
Gelatine wird damit zunächst einmal mit Dispersionsflüssig
keit, d. h. Wasser so weit gemischt, daß dieses Material dann
weitergepumpt werden kann. Es gelangt dann in den Lanzenkopf,
wo es im Bereich der Zumischdüsen mit dem Härter in Verbin
dung gebracht wird bzw. mit diesem gemischt wird. Die Zu
mischdüsen sind dabei so angeordnet, daß eine gleichmäßige
Durchmischung mit der aufgewirbelten wäßrigen Gelatine si
cher ist. Beim weiteren Fördervorgang gelangt dann das Ge
misch über die Injektionslanze in den Bereich der Gebirgs
schichten, wo das Gemisch als solches sich dann in die Ritzen
und Schlechten setzt und den gewünschten Abdichtungs- und
Klebeeffekt entwickelt. Da der Härter erst im Lanzenkopf mit
der Gelatine in Verbindung gebracht wird, ist der übrige
Pumpvorgang völlig unbeeinflußt, während der anschließende
Förderweg so kurz ist, daß auch bei höheren Gehalten an Här
ter ein frühzeitiges Verklumpen und Festsetzen der Gelatine
nicht zu befürchten ist.
Soll eine möglichst späte Zumischung des Härters erfol
gen oder ist eine besonders intensive Vermischung gewünscht
und notwendig, so ist es von Vorteil, wenn die Injektionslan
ze einen Ringkanal aufweist, der mit der Härterpumpe und über
Bohrungen, die über die Länge der Lanze verteilt ausgebildet
sind, auch mit dem Innenkanal verbunden ist. Damit kann über
die gesamte Länge der Injektionslanze immer noch der Härter
zugemischt werden, wobei durch die Ausbildung und Anordnung
der Bohrungen eine zusätzliche Durchwirbelung mit der Spe
zial-Gelatine erreicht werden kann. Auch können die Bohrungen
gegenüberliegend angeordnet sein oder aber mit einer mit der
Förderrichtung übereinstimmenden Austrittsrichtung, so daß
gezielte Vermischungen erreichbar sind. Vorteilhaft ist da
bei, daß durch diese Ausbildung die Zumischung des Härters in
jeweils relativ kleinen Mengen erfolgen kann, so daß damit
gleichzeitig auch ein kontinuierlicher Mischvorgang gewähr
leistet ist.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung sieht vor, daß die
Injektionslanzen als im Bohrloch verbleibende Rohre ausgebil
det sind, die am freien Ende über einen lösbar angeordneten
Lanzenkopf verfügen. Bei einer derartigen Ausbildung ist es
möglich, im nachhinein über die Injektionslanzen weitere Ge
latine/Härter-Mischungen oder aber auch nur reines Wasser in
das Gebirge zu injizieren, um auf diese Art und Weise bei
spielsweise die Dichtwirkung wieder zu erreichen oder aber
gezielt zu erhöhen. Über das nachinjizierte Wasser kommt es
nämlich zu einem Aufquellen der im Gebirge bzw. in den Ritzen
zwischen den einzelnen Schichten und Blöcken befindlichen
Gelatine, so daß durch Volumenvergrößerung damit ein sicherer
Dichteffekt wiederum erreicht wird, der durch das zwischen
zeitliche Austreten oder aber durch eine entsprechend geringe
Zugabe von Wasser nicht mehr gewährleistet war.
Damit ist insgesamt ein sehr variabel einsetzbares Ver
fahren und eine vielseitige Einrichtung geschaffen, über die
der Einsatz einer wäßrigen, modifizierten Spezial-Gelatine
als biologisch abbaubares Polymermaterial möglich ist. Dabei
ist bei Verfahren und Vorrichtung nicht nur eine gleichmäßige
Verteilung dieses Klebe- und Dichtmittels im Gebirge bzw. im
Boden erreichbar, sondern diese Gelatine kann nach Erfüllung
ihrer Aufgabe auch entsprechend wieder abgebaut werden. Das
Verfahren und die Einrichtung geben die Möglichkeit ein um
weltfreundliches Produkt so einzusetzen, daß auch der Einsatz
und die Wirkung umweltschonend bleiben, während des gesamten
Transport und des Pumpvorgangs sowie auch während des Einsat
zes im Gebirge bzw. Boden ist das zum Einsatz kommende Poly
mermaterial ausgesprochen umweltfreundlich. Es ist umwelt
freundlich zu handhaben und es ist auch in seiner Wirkung
völlig umweltneutral, so daß es in allen Bereichen des unter
tägigen Berg- und Tunnelbaus sowie auch des Tief- und Grund
baues sicher eingesetzt werden kann. Das Verfahren und das
Produkt sind vor allem auch grundwasserschonend bzw. grund
wasserneutral, so daß der Einsatz in allen Bereichen gefahr
los möglich ist. Vorteilhaft ist weiter, daß mit diesem Pro
dukt auch ein zeitweises Abdichten bewirkt werden kann, wobei
durch Abbauen des Polymermaterials von dem Produkt nichts
mehr im Boden bleibt. Dies ist besonders für den Wasserbau
vorteilhaft, weil nach dem Bau von entsprechenden Leitungen
oder Tunnel der zunächst einmal sicherende und abdichtende
Schutzmantel rundum das Bauwerk wieder abgebaut werden kann,
ohne daß durch den Fortfall der Abdichtung oder das abgebaute
Material eine Umweltbeeinträchtigung zu befürchten ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen
standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der
zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbei
spiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen
dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine untertägige
Strecke, deren Firstbereich abgedichtet
und verfestigt wird,
Fig. 2 eine Injektionslanze, teilweise im
Schnitt,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Injektions
lanze und
Fig. 4 einen Längsschnitt der Injektionslanze.
Fig. 1 zeigt eine Strecke 2, in der eine Injektionsein
richtung 1 im Einsatz ist. Die einzelnen Teile sind jeweils
nur angedeutet. Sie sind auf der Streckensohle 3 positio
niert. Das für den Injektionsvorgang benötigte Wasser wird
hier über die Wasserleitung 4 herangeführt, wobei über ein
Ventil 5 eine Abnahme praktisch beliebiger Mengen möglich
ist.
In den Lagerbehältern 8 wird die mehr oder weniger zäh
flüssige oder feste Gelatine vorgehalten, wobei eine zähflüs
sige Ausbildung vorteilhaft ist, weil dann ein Entleeren der
Lagerbehälter 8 über eine kleine Pumpe möglich ist.
Den Lagerbehältern 8 ist eine Wasserzumischkammer 9 zu
geordnet, die ihrerseits über das Ventil 5 mit der Wasserlei
tung 4 in Verbindung steht. Über diese Wasserzumischkammer 9
kann nun ein gut pumpfähiges Material hergestellt werden, das
gleichzeitig auch eine solche Ausbildung aufweist, daß es
anschließend gut und sicher injiziert werden kann.
In den Verbindungsschlauch 10 ist eine Pumpe 11 geschal
tet, über die die nun leicht pumpfähige, modifizierte Gelati
ne in den Lanzenkopf 12 und dann in die Injektionslanze 13
gedrückt werden kann.
Der Lanzenkopf 12 ist so ausgebildet, daß einmal der
Verbindungsschlauch 10 einmündet und darüber hinaus ein zwei
ter Schlauch, der den Härterkanister 15 und die Härterpumpe
14 mit dem Lanzenkopf 12 verbindet. Der Härter wird dabei
durch entsprechende Beschleunigung mit Hilfe der Härterpumpe
14 quasi in die vorbeigleitende Gelatine eingesprüht, so daß
eine wirksame Vermischung erfolgt.
In Fig. 2 ist die Anordnung der Zumischdüsen 17, 18 bei
spielhaft wiedergegeben, wobei natürlich auch mehr als die
hier gezeigten beiden Mischdüsen 17, 18 vorgesehen sein kön
nen, je nachdem welche Mengen an modifizierter Gelatine je
weils eingepreßt wird.
Mit 25 ist das freie Ende der Injektionslanze 13 be
zeichnet, das im Durchschnitt mit der weiterführenden Injek
tionslanze 13 übereinstimmt, nur daß hier das freie Ende 25
mit etwas vergrößertem Durchmesser gezeichnet ist. Die Injek
tionslanze 13 befindet sich in einem Bohrloch 23, das vorab
mit geeigneten Geräten in das Gebirge eingebracht wurde. Die
ses in das Gebirge 24 eingebrachte Bohrloch 23 weist einen
Durchmesser auf, der in der Regel deutlich größer ist als der
Durchmesser der Injektionslanze 13. Aus Festlegungsgründen
ist es aber zweckmäßig, die Durchmesser so abzustimmen, daß
möglichst wenig des Verpreßmaterials in den Zwischenraum zwi
schen Innenwand des Bohrloches 23 und Außenwand der In
jektionslanze 13 eingepreßt werden muß.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausbildung, wo statt
oder zusätzlich zum Lanzenkopf 12 mit den Zumischdüsen 17, 18
die Injektionslanze 13 mit einem Ringkanal 19 ausgerüstet
ist, um auf diese Art und Weise durch die Bohrungen 20 hin
durch in unterschiedlichen Höhen der Injektionslanze 13 Här
ter in den Innenkanal 21 gelangt, um sich dort mit der modi
fizierten Gelatine zu vermischen.
An Hand der Fig. 4 ist angedeutet, daß die Bohrlöcher
23 entweder in Förderrichtung schräg verlaufend oder entgegen
der Förderrichtung schräg verlaufend ausgebildet sein können,
einfach um den Durchmischungsprozeß auf die eine oder andere
Art und Weise zu verbessern. Auf jeden Fall bietet diese Aus
führung die Möglichkeit und Sicherheit, auch bei nur benötig
ten geringen Mengen an Härter auf jeden Fall diese Komponente
sicher in die erste Komponente, nämlich die modifizierte Spe
zial-Gelatine einzumischen.
Die Spezial-Gelatine ist kalt löslich, so daß für den
Mischvorgang und den Transportvorgang eine Erwärmung oder
sonstige Beeinflussung der Gelatine plus Härter nicht erfor
derlich ist. Dies hat vor allem auch dahingehend Vorteile,
daß so auf jeden Fall das Bilden von Klumpen o. ä. verhindert
werden kann.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein
zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin
dungswesentlich angesehen.
Claims (12)
1. Verfahren zum Verfestigen und/oder Abdichten
von Böden, insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau
sowie im Tief- und Grundbau, bei dem die nicht die aus
reichende Standfestigkeit und/oder Dichtheit aufweisenden
Bodenbereiche durch Vermischen und Injizieren von Zweikompo
nentenverfestigungsmaterial stabilisiert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Gemisch von wäßriger, modifizierter Spezial-Gelati
ne, die mit Kaltwasser polymerisierbar ist, mit einer gerin
gen Menge Härter gemischt eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein biologisch abbaubares, wasserresistentes Polymermate
rial eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein über Bakterien abbaubares, dauerhaftes und wasserre
sistentes Polymermaterial verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Polymermaterial als Härter ein Amino- und/oder Per
sulfat zugemischt und beides zusammen zugegeben oder inji
ziert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gelatine, der der Härter zugemischt wird, aus mög
lichst ungereinigtem Eiweiß gewonnen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wäßrige Gelatine als disperses System in zähelasti
scher Form nach Untertage oder zum sonstigen Einsatzort
transportiert, dort mit Wasser als Dispersionsmittel gemischt
und dann als pumpfähiges Gemisch injiziert wird und daß der
Härter erst kurz vor oder in der Austrittsdüse zugegeben
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Härter in die vorbeiströmende, aufgewirbelte, wäßrige
Gelatine eingedüst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zähelastischen Gelatine das Untertage gesammelte Gru
benwasser zugemischt und damit der ganze oder ein Bruchteil
des Wasserbedarfes gedeckt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Gelatine eingesetzt wird, die mit Wasser auszufül
lende große Gerüst-Zwischenräume und ausreichend stabile Zwi
schenwände aufweist.
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der nachfolgenden
Ansprüche, mit Transportbehältern, Pumpen, Schläuchen und
Injektionslanzen oder -düsen,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Transport- und Lagerbehälter (8) eine Wasserzu
mischkammer (9) angeordnet ist und daß der Lanzenkopf (12)
eine oder mehrere Zumischdüsen (17, 18) für den Härter auf
weist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Injektionslanze (13) einen Ringkanal (19) aufweist,
der mit der Härterpumpe (14) und über Bohrungen (20), die
über die Länge der Lanze verteilt ausgebildet sind, auch mit
dem Innenkanal (21) verbunden ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 und Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Injektionslanzen (13) als im Bohrloch (23) verblei
bende Rohre ausgebildet sind, die am freien Ende (25) über
einen lösbar angeordneten Lanzenkopf (12) verfügen.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999022083A1 (de) * | 1997-10-23 | 1999-05-06 | Betomax Kunststoff- Und Metallwarenfabrik Gmbh & Co. Kg. | Dichtungsmaterial |
DE19842072C1 (de) * | 1998-09-15 | 1999-10-28 | Martin Schoenberger | Verfahren zur Abdichtung und/oder Verfestigung von Bodenbereichen im Tiefbau |
DE10325040B3 (de) * | 2003-06-02 | 2004-04-08 | Karl Hamacher Gmbh | Untertägiger Lagerbehälter für insbesondere pulverförmige Baustoffe |
CN110080781A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-02 | 济南轨道交通集团有限公司 | 一种盾构隧道多区间、小净距、交叠下穿高架桥施工方法 |
EP4338826A1 (de) * | 2022-09-15 | 2024-03-20 | BAUER Spezialtiefbau GmbH | Vorrichtung und verfahren zum mischen eines weichgelmediums |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT8422466A0 (it) * | 1984-08-30 | 1984-08-30 | Fip Ind | Procedimento di chiodatura ad aderenza continua per il consolidamento di ammassi rocciosi, disturbati da operazioni di scavo, nonche' apparecchiatura utilizzata. |
FI874966A (fi) * | 1987-11-11 | 1989-05-12 | Tampella Oy Ab | Saett och anlaeggning foer uppfyllning av borrhaol. |
DE4125343A1 (de) * | 1991-07-31 | 1993-02-04 | Willich F Berg Bautechnik | Verfahren zur verarbeitung reaktionsfaehiger komponenten untertage und anlage |
-
1994
- 1994-01-19 DE DE19944401403 patent/DE4401403C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999022083A1 (de) * | 1997-10-23 | 1999-05-06 | Betomax Kunststoff- Und Metallwarenfabrik Gmbh & Co. Kg. | Dichtungsmaterial |
DE19842072C1 (de) * | 1998-09-15 | 1999-10-28 | Martin Schoenberger | Verfahren zur Abdichtung und/oder Verfestigung von Bodenbereichen im Tiefbau |
EP0987399A1 (de) | 1998-09-15 | 2000-03-22 | Martin Schönberger | Verfahren zur Abdichtung und/oder Verfestigung von Bodenbereichen im Tiefbau |
DE10325040B3 (de) * | 2003-06-02 | 2004-04-08 | Karl Hamacher Gmbh | Untertägiger Lagerbehälter für insbesondere pulverförmige Baustoffe |
CN110080781A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-02 | 济南轨道交通集团有限公司 | 一种盾构隧道多区间、小净距、交叠下穿高架桥施工方法 |
EP4338826A1 (de) * | 2022-09-15 | 2024-03-20 | BAUER Spezialtiefbau GmbH | Vorrichtung und verfahren zum mischen eines weichgelmediums |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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