EP0546128A1

EP0546128A1 - Injektionsrohr und verfahren zum setzen eines gebirgsankers.

Info

Publication number: EP0546128A1
Application number: EP92911316A
Authority: EP
Inventors: Heinz Gruber
Original assignee: GD-ANKER GmbH; Gd Anker & Co KG GmbH
Current assignee: GD-ANKER GmbH; Gd Anker & Co KG GmbH
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1992-05-30
Publication date: 1993-06-16
Anticipated expiration: 2012-05-30
Also published as: US5653557A; EP0546128B1; ATE127187T1; JPH06501073A; AU650349B2; AU1924492A; JP3201413B2; CA2090430A1; WO1993001363A1

Description

B E S C H R E I B U N G

Injektionsrohr und Verfahren

zum Setzen eines Gebirgsankers

Die Erfindung bezieht sich auf ein Injektionsrohr entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Setzen eines Gebirgsankers entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 17.

Injektionsbohranker als solche sind bekannt. Sie entsprechen strukturell im wesentlichen Bohrstangen, bzw. Injektionsrohren, die nach Erstellung der Bohrung unmittelbar als Gebirgsanker benutzt werden und demzufolge als verlorenes Werkzeug innerhalb der Bohrung verbleiben.

Beispielsweise ist aus der DE 37 24 1G5 C2 ein Injektionsbohranker bekannt, der aus wenigstens einem, über seine gesamte Länge mit Außengewinde versehenen Anker Stangenabschnitt besteht, an dessen einem, der Bohrlochsohle zugekehrten Ende eine plattenartige, den Ankerstangenabschnitt radial Oberragende, mit Schneidkanten versehene Bohrkrone angeschweißt ist. Ein den Ankerstangenabschnitt axial durchziehender Längs kanal endet im Bereich der Bo hrkrone in einer axialen Spülbohrung, wobei in einem, der Bohrkrone unmittelbar benachbarten Bereich weitere, zu Spülzwecken dienende Querbohrungen vorgesehen sind. Ein solcher Injektionsbohranker ist grundsätzlich zum Erstellen von Bohrungen und anschließendem Setzen von Gebirgsankern geeignet, wobei zunächst unter Verwendung eines geeigneten Spülmediums eine

Bohrung erstellt wird, welches Spülmedium über die genannte Spülbohrung des Bohrkopfes sowie die genannten Querbohrungen austritt, das als Folge des Bohrvorgangs gelöste Gestein aufnimmt und in Richtung auf die Bohrlochmündung hin ausspült. Anschließend wird der Längskanal in Verbindung mit den Querbohrungen zum Einbringen eines aushirtbaren Mediums, z.B. einer Mörtelsuspension benutzt, welche im Bereich des Bohrkopfes in den Ringraum zwischen der Außenseite des Ankerstangenabschnitts und der Innenseite des Bohrloches eintritt und diesen, von der Bohrlochsohle bis zu dessen Mündung hin fortschreitend in der Folge ausfüllt. Während dieses Ausfüllens werden in den einzelnen Gebirgsschichten verbleibende Risse und Spalten ausgefüllt und auf diese Weise ein zuverlässiger Verbund zwischen Gebirgsanker und Gebirge hergestellt, welcher durch das, sich über die Außenseite des Ankerstangenabschnitts erstreckende Gewinde weiter verbessert wird.

Aus dem Prospekt "Riploy, Extension rod equipment", P. & V. (Mining & Engineering) Limited, Sheffield, England 1971 sowie der DE 34 00 182 C2 sind darüber hinaus aufschraubbare Bohrköpfe für Bohrstangen bzw. Bohranker bekannt .

Gebirgsanker dienen im Tunnel- und Stollenbau bekanntlich zur Stabilisierung von Hohlraumwandungen und werden darüber hina us auch zur Hang sicherun g eing esetzt. Ihre Wirkungsweise beruht im wesentlichen auf der Herstellung eines Verbundes zwischen den, in Längsrichtung des

Ankers aufeinanderfolgenden Gebirgsschichten. Schwierig gestaltet sich die Stabilisierung in allen den Fällen, in denen die miteinander zu verbindenden Schichten als kohäsionsarm anzusehen sind, so daß zur Erzielung einer zuverlässigen Verankerung stets besondere Maßnahmen erforderlich sind.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Injektionsrohr der eingangs bezeichneten Gattung insbesondere mit Hinblick auf eine Verwendung bei extrem kohäsionsarmem Gebirge zu verbessern. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Injektionsrohr durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach, daß der Rohrabschnitt mit einem Rückschlagventil ausgerüstet ist, welches eine Ausströmung aus dem zentralen Längskanal hinaus ermöglicht, jedoch eine Rückströmung sperrt. Dieses Rückschlagventil ist bestimmungsgemäß dazu nutzbar, um nach anfänglichem Mörteleinbringen in das Bohrloch den den Rohrabschnitt im Bereich dieses Verpreßventils umgebenden Mörtelkörper hydraulisch aufzusprengen und entsprechend dem Zuführungsdruck der Mörtelsuspension oder eines sonstigen aushärtungsfähigen Mediums volumenmäßig aufzuweiten. Angestrebt wird in jedem Fall eine nachträgliche Erweiterung des Gebirgsbereichs, der von der Mörtelsuspension durchdrungen wird und somit zur Verbundwirkung zwischen Gebirge und Injektionsrohr bzw. zur Verfestigung sowie Stabilisierung des Gebirges beiträgt. Es ergibt sich auf diese Weise eine, einem Spreizdübel vergleichbare Verankerungswirkung, die nach Maßgabe des Zuführungsdrucks der Mörtelsuspension sowie der Beschaffenheit des umliegenden Gebirges räumlich in einem hohen Maß ausdehnbar ist. Sobald die weitere Zuführung an Mörtelsuspension eingestellt wird, wird durch dieses Verpreßventil ein Rückströmen in den Längskanal des Injektionsrohres verhindert, so daß der Aushärtungsvorgang anschließend einsetzen kann. Entsprechend der unter Mitwirkung des/der Verpreßventile erzielten Aufweitung des, von der Mörtelsuspension erfaßten Bereiches ergibt sich auch bei kohäsionsarmem Gebirge eine zuverlässige Verbundwirkung zwischen Injektionsrohr und Gebirge. Das Injektionsrohr kann hiernach im einfachsten ein bohrlochsohlenseitig geschlossenes und mit wenigstens einem Verpreßventil ausgerüstetes Rohr sein, welches außenseitig eine durchgehende Profilierung trägt.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 ist das Injektionsröhr nach Art eines Injektionsbohrankers ausgebildet und bαhrlochsohlenseitig mit einer Bohrkrone ausgerüstet. Es ist dies der wesentliche, jedoch nicht ausschließliche Anwendungsfall des Erfindungsgegenstands.

Die Benutzung von Verpreßventilen entsprechend obigen Ausführungen setzt naturgemäß voraus, daß nach einem anfänglichen Verfüllen des erstellten Bohrlochs mit einer Mörtelsuspension unter Verwendung des innerhalb desselben befindlichen Injektionsbohrankers die ohnehin vorhandenen Austrittsöffnungen des Bohrkopfes sowie des bohrkopfnahen Bereiches des Ankerstangenabschnitts gesperrt werden können. Dies kann beispielsweise durch Einführen eines Verdrängungskörpers geschehen, durch dessen Einführung in den Längskanal die noch innerhalb desselben im Anschluß an das Verfüllen des Bohrlochs vorhandene Mörtelsuspension über die genannten Austrittsöffnungen verdrängt und in das Gebirge überführt wird. Dieser Verdrängungskörper verbleibt anschließend innerhalb des Längskanals und wird so weit in diesen eingeführt, daß in jedem Fall die Verpreßvertile innenseitig freigelegt sind. Eine andere Vofgehensweise wird bei Injektionsbohrankern entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 ermöglicht. Deren Wesensmerkmal ist ein, den Austrittsöffnungen der Bohrkrone sowie des bohrkronennahen Bereichs des Ankerstangenabschnitts zugeordnetes Ventil, welches in den Längskanal eingesetzt ist und nach Art eines Rückschlagventils ausgebildet ist. In dem, der Bohrsohle benachbarten Bereich befinden sich erfindungsgemäß somit zwei Ventile bzw. Gruppen von Ventilen, nämlich die bereits genannten Verpreßventile einerseits und die, den Austrittsöffnungen unter anderem der Bohrkrone zugeordneten Ventile andererseits, wobei beide Ventile sich hauptsächlich durch ihre Vorspannung unterscheiden, welches zur Folge hat, daß diese Ventile niemals gleichzeitig in Funktion treten. So ist die Vorspannung der Verpreßventile derart bemessen, daß diese erst bei einem, für das nachträgliche Verpressen ausreichenden Druck öffnen, nicht hingegen bei dem Druck, unter dem anfänglich Spülflüssigkeit während des Bohrens steht sowie die anfänglich zwecks Bohrlochverfüllung eingeführte Mörtelsuspension. Die der Bohrkrone bzw. dem bohrkronennahen Bereich zugeordneten Ventile sind demzufolge derart bemessen, daß diese bei einem solchen Druck bereits öffnen, unter dem die Spülflüssigkeit bzw. die anfänglich eingeführte Mörtelsuspension steht. Wesentlich ist somit, daß die beiden genannten Gruppen von Ventilen stets nacheinander, nämlich während unterschiedlicher Arbeitsphasen und damit niemals gleichzeitig öffnen. Wesentlich ist auch die Ausbildung beider Ventilarten nach Art von Rückschlagventilen, wodurch eine Strömung eines fließfähigen Mediums durch diese Ventile in lediglich einer Richtung, nämlich aus dem Längskanal heraus in den umliegenden Gebirgsraum hinein ermöglicht wird.

Das Verpreßventil ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 vorzugsweise lediglich in einem der Bohrkrone benachbarten Bereich angeordnet. Es kann sich hierbei beispielsweise um einen Bereich ausgehend von der Bohrkrone von bis zu 50% der Länge des der Bohrkrone benachbarten Ankerstangenabschnitts handeln. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß insbesondere der der Bohrlochsohle benachbarte Bereich eine Spreizwirkung und damit eine sichere Fixierung in dem umliegenden Gebirge erfährt. Es ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 jedoch auch denkbar, mehrere Verpreßventile entlang des Injektionsbohrankers vorzusehen, so daß die Verankerungswirkung in einem größeren räumlichen Bereich verbessert werden kann. Auch in diesem Fall sind die Verpreßventile vorzugsweise in einem solchen Längenbereich - beginnend mit der Bohrkrone - angeordnet, der höchstens 50% der Gesamtlänge des Injektionsbohrankers bzw. des/der Ankerstangenabschnitts/Ankerstangenabschnitte beträgt. Es kann dies im Einzelfall nach Maßgabe der vorgefundenen Beschaffenheit der zu verbindenden Gebirgsschichten festgelegt werden.

Die Merkmale der Ansprüche 8 und 9 sind auf eine besonders einfache und kostengünstig zu realisierende Ausführungsform der einzusetzenden Verpreßventile, insbesondere Rückschlagventile gerichtet. Diese Ventile können an beliebiger Stelle entlang der Ankerstangenabschnitte angeordnet werden. Sie bestehen im wesentlichen aus einem, aus einem elastischen Werkstoff bestehenden

Schlauchabschnitt, der über den Ankerstangenabschnitt geschoben wird und in seiner endgültigen Montageposition eine Querbohrung dichtend überdeckt. Die genannten

Arretierringe überragen radial den Schlauchabschnitt und sichern dessen axiale Position insbesondere während des Bohrens.

Anstelle einer Querbohrung - und zwar in gleichmäßiger Umfangsverteilung mehrere Querbohrungen vorgesehen sein, um ein möglichst gleichförmiges Austreten der Mörtelsuspension zu ermöglichen. Der Schlauchabschnitt kann besonders vorteilhaft aus einem faserverstärkten Gummiwerkstoff oder einem Werkstoff vergleichbarer Elastizität bestehen, die in jedem Fall dahingehend bemessen ist, daß während des anfänglichen Verfüllens des Bohrlochs die Ventile funktionslos bleiben, das heißt im Schließzustand verharren. Erst auf einen erhöhten Zuführungsdruck hin, wobei ein vorheriges Verschließen der Austrittsöffnungen des Bohrkopfes und sonstiger, zu

Spülzwecken benutzte Austrittsbohrungen beispielsweise mittels eines Verschlußkörpers vorausgesetzt wird, öffnen die Verpreßventile.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 ist für jede Bohrung des Ankerstangenabschnitts bzw. des Rohrelements des Verpreßventils ein Sperrkörper vorgesehen, der durch d en Hüllkörper in einer, die Bohrungen dichtend verschließenden Position gehalten ist. Der Hüllkörper bildet in diesem Fall, eine den Sperrkörper in der Schließposition haltende Rückstellfeder. Der Sperrkörper als solcher kann grundsätzlich eine beliebige Gestalt aufweisen und ist zum Beispiel als Kugel, Kegel, Kegelstumpf usw.

ausgebildet. Es diese Ausbildung eines Verpreßventils als besonders zuverlässig anzusehen und insbesondere für sehr hohe Drücke geeignet.

Die Merkmale der Ansprüche 11 und 12 sind auf unterschiedliche Varianten insoweit gerichtet, als der Sperrkörper als von dem Hüllkörper getrenntes oder mit diesem zusammenhängendes bzw. einstückiges Bauteil ausgebildet sein kann.

Die Merkmale der Ansprüche 13 bis 15 sind auf weitere Ausgestaltungen des Sperrkörpers sowie der, mit diesem zusammenwirkenden Bohrung gerichtet. Im Falle der Verwendüng einer Armierungseinlage ergibt sich eine hohe

Steifigkeit des Sperrkörpers, welche bei sehr hohen

Drücken von Vorteil sein kann. Die Bohrung weist eine sich einwärts verjüngende Gestalt auf und es ist der Sperrkörper an diese Gestaltung angepaßt. Auf diese

Weise ergibt sich bei Reduzierung des Druckes ein erleichtertes Einführen des Sperrkörpers in die Bohrung.

Besonders vorteilhaft kann das Verpreßventil als Zwischenelement zwischen zwei Rohrelementen ausgestaltet sein, wobei beispielsweise die, die Funktion von Arretierringen übernehmenden Rohrzylinder strukturell Ankerstangen entsprechen, so daß ein zentrales Rohrelement, welches beiderseits über die Rohrzylinder hinausragt als Einschraubende zur Anknüpfung an ein Ankerstangenende

benutzt werden kann. Es bringt dies den Vorteil mit sich, daß durch das Verpreßventil sich keinerlei aus der Ankerstange herausragende Strukturelemente ergeben, nachdem der genannte Hüllkörper praktisch bündig mit den Ronrzylinder bzw. Arretierringen ausgebildet ist. Diese vergleichsweise "glatte" Gestaltung der Ankerstangen begünstigt während des Bohrbetriebes das Abströmen einer mit Gesteinspartikeln befrachteten Spülflüssigkeit. Die Verbindung der Arretierringe mit dem Ankerstangenabschnitt kann entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 16 und 17 entweder durch Verschrauben oder Verschweißen erfolgen. Die eingangs geschilderte Aufgabe ist - bezogen auf ein gattungsgemäßes Verfahren durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 24 gelöst. Hiernach wird nach einem anfänglichen Einbringen von Mörtels uspension über den Längskanal des sich in dem Bohrloch befindlichen Injektionsbohrankers dieser Längskanal von der in diesem noch befindlichen Mörtelsuspension befreit, und zwar zumindest so weit, daß die Verpreßventile radial innenseitig freigelegt sind. Erforderlich ist ferner, daß aufgrund der endgültigen Position des Verdrängungskörpers sämtliche der herkömmlichen Austrittsöffnungen in geeigneter Weise verschlossen werden. In der Folge, das heißt frühestens nach einem anfänglichen Abbinden bzw. einer beginnenden Aushärtung des den Ankerstangenabschnitt umgebenden Mörtels wird dieser hydraulisch gesprengt. Dieser Vorgang kann durch Einführung eines flüssigen Mediums wie z.B. Wasser, jedoch auch durch Mörtelsuspension durchgeführt werden. Der während des Spülens bzw. des anfänglichen Mörteleinbringens herrschende Druck innerhalb des Längskanals beträgt weniger als 15 bar, während zum anschließenden Aufsprengen des Mörtels ein Druck von mehr als 15 bar insbesondere 60 bar bis 100 bar benötigt werden. Es ist demzufolge die Elastizität des Schlauchabschnitts der genannten Verpreßventile dahingehend bemessen, da diese erst bei dem erhöhtem Zuführungsdruck öffnen, der zum Aufsprengen des Mörtels benötigt wird, unterhalb dieses Druckes hingegen im Sperrzustand verharren. Nach erfolger Aufsprengung kann in der Folge Mörtelsuspension in auf diese Weise gebildete Spalte und Risse eingeführt und weiter in das umliegende Gebirge eingebracht werden. Als Folge des Eindringens kommt es entsprechend dem Zusammenhalt des Gebirges zu einem Auflockern desselben, so daß der Durchdringungsbereich von Mörtel und umliegenden Gebirgsschichten aufgeweitet wird. Im Ergebnis bildet sich nach Aushärtung des Mörtels ein aufgespreizter, das umliegende Gebirge tief durchdringender Verankerungsbereich aus, der eine sichere Verankerung für den Gebirgsanker bildet. Ein Entfernen der in dem Längskanal nach anfänglichem Verfüllen des Bohrlochs verbleibenden Mörtelsuspension kann gemäß den Merkmalen der Ansprüche 25 und 26 auf unterschiedliche Weise erfolgen. Zunächst einmal kann durch einen, in den Längskanal eingeführten Verdrängungskörper eine Verdrängungswirkung auf die noch flüssige Mörtelsuspension ausgeübt werden und diese über die im Bereich des Bohrkopfes befindlichen Austrittsöffnungen heraus in das umliegende Gebirge verdrängt werden. Dieser Verdrängungskörper verbleibt anschließend in dem Längskanal, und zwar in einer solchen Position, in der sämtliche Austrittsöffnungen des Bohrkopfes bzw. des bohrkopfnahen Bereiches des Ankerstangenabschnitts verschlossen sind. Er übt in Verbindung mit diesen

Austrittsδffnungen somit die Funktion eines Ventils aus und ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, daß sich bei einer Bewegung in Richtung auf das, dem Bohrkopf entfernt gelegene Ende des Injektionsbohrankers hin eine Sperrwirkung mit den Wandungen des Längskanals, somit eine Selbsthemmung ergibt. Es ist die Endposition des Verdrängungskörpers innerhalb des Längskanals ferner derart angelegt, daß die genannten Verpreßventile radial innenseitig freigelegt sind. Zweckmäßigerweise wird zwecks vollständiger Entfernung restlicher, nocn innerhalb des Längskanals befindlicher Mörtelsuspension dieser noch ausgespült. Anstelle d er na c hträ glic he n

E inf ü hru ng e ine s Verdrä ngu ngs körpers kann im Bereich der Bohrkrone, und zwar innerhalb des Längskanals auch ein Ventil vorgesehen sein, welches nach Art eines Rücks.chlagventils ausgebildet ist, welches Ventil den zu

Spülzwecken dienenden Austrittsöffnungen des Bohrkopfes vorgelagert ist. Dieses, unter Vorspannung stehende Ventil ist derart ausgelegt, daß es bei dem Druck öffnet, unter dem während des Bohrbetriebs Spülflüssigkeit und während des anfänglichen Bohrlochverfüllens die

Mörtelsuspension strömt. Es ist dies ein solcher Druck, bei dem die Verpreßventile im Sperrzustand verharren. Im Fall der Verwendung eines solchen Ventils findet ein Entfernen der nach anfänglichem Bohrlochverfüllen innerhalb des Längskanals noch verbliebenen Mörtelsuspension ausschließlich durch Sp ülu ng statt , wo bei dies es Ventil im S c hli e ßz u stan d verharrt, welches einen entsprechenden geringen Druck des Spülmediums voraussetzt.

Der Vorgang des mehrfachen hydraulischen Sprengens des erhärteten Mörtels oder sonstigen Mediums kann sinngemäß auch bei Injektionsrohren Anwendung finden, die hauptsächlich der Gebirgsverfestigung durch Mörteleinbringung dienen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Injektionsankers;

Fig. 2 eine Detaildarstellung der Einzelheit II der Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung; Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verdrängungskörpers;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispeil eines Verdrängungskörpers;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines dem Bohrkopf benachharten Bereiches des Injektionsbohrankers;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines dem Bohrkopf benachbarten Bereiches eines

Injektionsankers;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung der wesentlichen Teile einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines Verpreßventils;

Fig. 8 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Verpreßventils;

Fig. 9 eine Darstellung einer Variante eines Details IX der Fig. 7. Mit 1 ist in Fig. 1 ein Injektionsbohranker bzw. ein sogenannter selbstbohrender Injektionsanker bezeicnnet, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus den Ankerstangenabschnitten 2, 3 und 4 zusammengesetzt ist. Jeder Ankerstangenabschnitt ist in an sich bekannter Weise außenseitig über seine gesamte Länge mit einem Rundgewinde überzogen, welches unter an derem der Verbesserung es Formschlusses mit einem, ein Bohrloch ansonsten ausfüllenden Mörtel bzw. einem sonstigen aushärtungsfähigen Medium, z.B. Kunstharz dient.

Mit 5, 6 sind Verbindungsmuffen bezeichnet, in welche die Enden der einander gegenüberliegenden Ankerstangenabschnitte eingeschraubt sind und durch welche der

Zusammenhalt der Ankerstangenabschnitte gewährleistet ist. Die Verbindungsmuffen sind als rohrartige, mit innen- und außenseitigen gewindeartigen Verformungen ausgebildete Körper ausgestaltet und es ist die Verbindungsmuffe 5 mit mehreren Abstandhaltern 7 in der Gestalt von außenseitig angeschweißten Rundeisen ausgerüstet. Mit 8 ist eine plattenartige, durchmessermäßig den

Ankerstangenabschnitt 2. deutlich überragende, bohrlochsohlenseitig mit Kreuzschneiden bestückte Bohrkrone bezeichnet, die an dem Ankerstangenabschnitt 2 angeschweißt ist.

Mit 9 ist schließlich eine zum Aufschrauben auf das Ende des Ankerstangenabschnitts 4 sowie zum Zusammenwirken mit einer zeichnerisch nicht dargestellten, an sich bekannten Ankerplatte bestimmte Verspannmutter bezeichnet.

Die Ankerstangenabschnitte 2, 3 und 4 sowie die Bohrkrone 8 beinhalten einen zentralen, sich in Richtung der Achse 10 erstreckenden durchgehenden Längskanal, von dem im Bereich des Bohrkopfes weitere durchgehende Querkanäle abzweigen können. Grundsätzlich können Querkanäle auch im bohrkopfnahen Bereich des Ankerstangenabschnitts 2 vorgesehen sein. Der genannte Kanal sowie die Querbohrungen dienen in an sich bekannter Weise während des Erstellens einer Bohrung der Führung eines Spülmediums sowie nach erstellter Bohrung der Einführung einer Mörtelsuspension, eines Harzes oder eines vergleichbaren aushärtungsfähigen sonstigen, zur Herstellung eines Verbundes zwischen dem Injektionsanker 1 einerseits und den umliegenden Bohrlochwandungen andererseits geeigneten Mediums.

Der vordere, die Bohrkrone 8 tragende Ankerstangenabschnitt 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit zwei, untereinander gleich beschaffenen Verpreßventilen 11 ausgerüstet. Diese Verpreßventile 11 sind entlang eines Bereiches 12 angebracht, der - ausgehend von der Bohrkrone 8 höchstens 50% der Gesamtlänge des Injektionsbohrankers 1 beträgt. Die untereinander gleich beschaffenen Verpreßventile 11 sind derart ausgebildet, daß diese ausgehend von dem Längskanal des Bohrstangenabschnitts 2 unter Druck einen Mediendurchtritt in radial auswärtiger Richtung ermöglichen - in umgekehrter Richtung, nämlich radial einwärts gerichtet hingegen als Rückschlagventile wirken.

Zur Erläuterung einer möglichen konstruktiven Ausbildung eines solchen Verpreßventils 11 wird im folgenden auf die Darstellung der Fig. 2 Bezug genommen:

Der Ankerstangenabschnitt 2 ist an der Stelle des Verpreßventils 11 mit Arretierringen 15 versehen, die auf den Ankerstangenabschnitt aufgeschoben und unter Belassung eines Abstands 14 mit letzterem verschweißt sind. In Betracht kommt jedoch auch eine Verschraubung.

Innerhalb des Abstands 14 zwischen den Arretierringen 15 befindet sich eine Querbonrung 16, und zwar vorzugsweise im Mittelabschnitt zwiscnen den Arretierringen 15.

Ebenfalls vorzugsweise sind mehrere derartige QuerDonrungen 16 - in gleichmäßiger Umfangsverteilung - vorge sehen. Diese Querbohrungen bilden eine durchgehende

Verbindung zu dem genannten Längskanal und es wird ihre Bedeutung und Zweckbestimmung im folgenden noch erläutert werden. Mit 17 ist ein, den Ankerstangenabschnitt 2 dichtend umgebender Schlauchabschnitt aus einem elastischen

Werkstoff, beispielsweise Gummi bezeichnet, der sich zwischen den Arretierringen 15 erstreckt, durch welche dessen axiale Position gesichert wird. Die Dickenbemessung des Schlauchelements 17, welches zweckmäßigerweise aus einem gewebeverstärkten Gummi besteht, ist derart vorgenommen, daß dieses im wesentlichen bündig zu den Arretierringen 15 verläuft. Das System aus Arretierringen 15 und Schlauchabschnitt 17 bildet ein Verpreßventil, welches nach Art eines Rückschlagventils funktioniert, dessen Wirkungsweise im folgenden noch näher erläutert werden wird.

Der in den Zeichnungen dargestellte Injektionsbohranker ist für eine Verwendung in besonders gebrächem, kohäsionsarmem Gestein bestimmt und es wird dieser zum

Setzen zunächst wie eine Bohrstange benutzt, durch deren Längskanal während des Bohrvorgangs ein geeignetes

Spülmedium, z.B. Wasser strömt, welches durch die zentrale Spülbohrung der Bohrkrone 8 sowie gegebenenfalls die in diesem Bereich vorhandenen weiteren Spülbohrungen austritt, in der Folge das durch die Kreuzschneiden der Bohrkrone 8 gelöste Gesteinsmaterial aufnimmt und zwischen der Innenseite des gebildeten Bohrlochs und der Außenseite der Ankerstangenabschnitte 2, 3, 4 in rückwärtiger Richtung auf die Bohrlochmündung hin ausschwemmt Dabei wird der Fördervorgang durch die sich über die gesamte Länge des Injektionsbohrankers, einschließlich der Verbindungsmuffen 5, 6 erstreckende gewindeartige Verformung unterstützt. Entsprechend der Länge des

Bohrloches sowie des Bohrfortschritts werden die Bohrstangen unter Verwendung von Verbindungsmuffen 5, 6 sowie weiterer Ankerstangenabschnitte 3, 4 verlängert, bis die endgültige Bohrlochtiefe erreicht ist. In der Folge wird über den genannten Längskanal ein aushärtbares Medium, beispielsweise eine Mörtelsuspension eingeführt, welche ihrerseits über die genannten Spülbohrungen im Bereich des Bohrkopfs austritt und hierbei teilweise in das umgebende Gebirge eindringt und teilweise entlang der Außenseite des Injektionsankers in Richtung auf die Bohrlochmündung hin strömt, wobei der hier bestehende Hohlraum verfüllt wird. Während des Spülens sowie des Verfüllens des genannten Hohlraums steht die Spülflüssigkeit bzw. die Mörtelsuspension innerhalb des Längskanals der Ankerstangenabschnitte 2, 3, 4 unter einem Druck von weniger als 15 bar, das heißt unter einem solchen Druck, bei dem die Verpreßventile 11 jedenfalls im Sperrzustand verharren. Nach Abschluß dieser ersten Phase des Ankersetzens wird durch Einführung eines im folgenden noch strukturell zu erläuternden Verdrängungskorpers in den zentralen Kanal des Ankers der in diesem verbliebene Rest an Mörtelsuspension verdrängt, indem der genannte Verdrängungskörper in Richtung auf die Bohrkrone 8 innerhalb des Injektionsankers bewegt wird. Es wird der Verdrängungskörper in jedem Fall bis in einen solchen Bereich des Injektionsankers 1 verschoben, der zwischen der Bohrkrone 8 und dem vordersten Verpreßventil 11 gelegen ist. Wesentlich für die endgültige Position des Verdrängungskorpers ist ferner, daß sämtliche der üblichen Spülbohrungen durch letzteren verschlossen werden, so daß der Längskanal in dieser Arbeitsphase einen abgeschlossenen Raum bildet. Besonders zweckmäßig ist es nach Einführen des Verdrän- gungskörpers die restliche, in dem Längskanal gegebenen- falls noch vorhandene Mörtelsuspension durch ein Spülmedium auszuschwemmen.

In der Folgezeit, und zwar nach einem ersten Abbinden der Mörtelsuspension, beispielsweise nach wenigstens 6 h wird über den Längskanal erneut eine Mörtelsuspension unter Druck in den Injektionsanker 1 eingeführt, welche nunmehr über die Querbohrungen 16 der Verpreßventile 11 austritt und hierbei den Schlauchabschnitt 17 entsprechend elastisch aufweitet. Die austretende Mörtelsuspension übt auf den, im Bohrloch in diesem Bereich bereits befindlichen Mörtel eine Sprengwirkung aus bzw. dringt in die so gebildeten Spalte derselben ein, so daß als Folge dieses erneuten Mörtelaustretens im Bereich der Verpreßventile der bereits vorhandene Durchdringungsbereich von Mörtel und evtl. gelösten Gebirgsanteilen aufgeweitet bzw. vergrößert wird, eine erhebliche Spreizwirkung auf die Struktur des Gesamtsystems, bestehend aus Mörtel und Gebirgsanker ausgeübt wird und so zur weiteren Sicherung der Position des Injektionsbohrankers 1 in dem Bohrloch beigetragen wird.

Alternativ kann ein Aufsprengen des Mörtels auch mit Spülflüssigkeit, z.B. Wasser durchgeführt werden, so daß erst anschließend eine Mörtelsuspension eingeführt wird.

Insbesondere bei abwärts bzw. schräg nach unten orientierten Bohrlöchern kann nach Verfüllen des Bohrlochs und Einbringen des Verdrängungskörpers sowie nachträglicher Spülung des Längskanals die innerhalb desselben verbleibende Spülflüssigkeit belassen werden, so daß eine anschließende hydraulische Sprengung des, den

Injektionsbohranker innerhalb des Bohrlochs umgebenden Mörtels mittels Mörtelsuspension unter Zwischenanordnung der innerhalb des Längskanals befindlichen Flüssigkeits säule bestehend aus Spülflüssigkeit vorgenommen werden kann.

Ist der Aufweitungsvorgang im obigen Sinne beendet bzw. wird der Zuführdruck der Mörtelsuspension innerhalb des Injektionsankers 1 reduziert, wird durch die Elastizität der Schlauchabschnitte 17 ein Rückströmen von Mörtel in den Injektionsbohranker 1 verhindert, so daß die Verpreßventile insoweit als Rückschlagventile fungieren.

Der oben dargestellte Aufweitungsvorgang kann im Bedarfsfall mehrfach wiederholt werden. Ob der Aufweitungsvorgang zu wiederholen ist, hängt von dem Ergebnis der nach bekannten Verfahren vorgenommenen Messung der Fähigkeit des Gebirgsankers zur Aufnahme von Zugkräften ab. Zu diesem Zweck wird nach einem ersten Aufweitungsvorgang, und zwar unmittelbar im Anschluß an das Schließen der Verpreßventile 11 die restliche, in dem Längskanal noch befindliche Mörtelsuspension ausgespült. Dies kann beispielsweise mittels eines Schlauches durchgeführt werden, der in den Längskanal eingeführt wird, dessen Spülflüssigkeit, z.B. Wasser, die Mörtelsuspension aufnimmt und ausschwemmt. Es wird auf diese Weise der Längskanal bis zu dem genannten Verdrängungskörper, d.h. einschließlich der Verpreßventile 11 freigelegt. Anschließend d.h. nach einem zumindest anfänglichen Abbinden der Mörtelsuspension wird der oben bereits dargelegte Schritt des Aufweitens wiederholt, d.h. es wird der, den Ankerstangenabschnitt umgebende Mörtel hydraulisch gesprengt, um anschließend weitere Mörtelsuspension in das Bohrloch einzubringen. Es können die Verpreßventile 11 auch dazu benutzt werden, um gleichermaßen während des ersten Einbringens von Mörtelsuspension als Austrittsöffnungen für diese zur Verfügung zu stehen.

Um eine besonders zuverlässige Dichtwirkung des Verpreßventils 11 zu erreichen, kann dieses derart ausgestaltet sein, daß der Schlauchabschnitt 17 einen, aus einem relativ weichen vorzugsweise gummiartigen Werkstoff ausgebildeten Innenschlauch umgibt, der zum dichtenden Zusammenwirken mit dem Außengewinde des Ankerstangenabschnitts 2 geeignet ist und durch den äußeren Schlauchabschnitt 17 eine radiale Stützwirkung erfährt. Alternativ zur Anordnung eines Innenschlauches kann das, mit dem Schlauchabschnitt 17 zusammenwirkende Außengewinde durch Auftragen einer geeigneten Masse auch geglättet werden, wobei ein Aufvulkanisieren eines Gummiwerkstoffs grundsätzlich in Betracht kommt. Ein vergleichbarer Effekt wird erreicht, wenn an den Stellen des Ankerstangenabschnitts 2, die der Anbringung von Verpreßventilen 11 dienen, ein glatter Wandungsverlauf, somit ohne gewindeartige Verformung ansteht.

Das insoweit erfindungsgemäße Verfahren wie der zu dessen Ausführung dienende Injektionsbohranker führen somit im Ergebnis aufgrund der auf die Bohrlochwandungen ausgeübten Spreizwirkung zu einem besonders gesicherten Sitz des Ankers, gerade bei kohäsionsarmem Gebirge.

Die Fig. 3 und 4 zeigen lediglich beispielhaft mögliche Ausführungsformen eines zur Verwendung bei dem Injektionsanker bestimmten Verdrängungskörpers. So zeigt die Fig. 3 einenrim wesentlichen kugelförmigen Verdrängungskörper 18, der aus einem metallischen Kern 19 besteht, der seinerseits von einer Hülle 20 aus einem elastischen Werkstoff umgeben ist. Der Verdrängungskörpar ist derart bemessen, daß eine Verschiebung desselben innerhalb des Zentralkanals nur unter elastischer Verformung der Hülle 20 möglich ist, wodurch ein erheblicher Reibschluß mit den Innenwandungen der Ankerstangenabschnitte entsteht. Eine die Hülle 20 durchdringende Bohrung 21 dient dem erleichterten Verschieben des Verdrängungskörpers 18 mittels eines Stabes, der unmittelbar auf den metallischen Kern 19 einwirkt.

Fig. 4 zeigt einen Verdrängungs körper 22, der einen metallischen, zylindrischen Kern 23 und eine dies en konisch umgebende, rotationssymmetrische Hülle 24 aufweist, welch letztere wiederum aus einem elastisch verformbaren Kunststoff besteht. Hinsichtlich der Abmessungen gilt gleiches wie bei Fig. 3.

Es sind jedoch zahlreiche Abwandlungen des Verdrängungskörpers vorstellbar, insbesondere kann dieser auch außenseitig mit Borsten, Rippen oder dergleichen ausgerüstet sein, welche insbesondere in rückwärtiger Richtung in Verbindung mit der Innenseite des Längskanals eine Sperrwirkung entwickeln. Anstelle der Werkstoffpaarung Metall-Kunststoff kommt auch eine Werkstoffpaarung Hartkunststoff-Weichkunststoff in Betracht.

Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des, dem Bohrkopf 8 benachbarten Bereiches. Hierin ist mit 25 ein vergleichbar kurzes Teil eines Ankerstangenabschnitts bezeichnet, der mit der plattenartigen, mit zeichnerisch nicht näher dargestellten Kreuzschneiden bestückten

Bohrkrone 8 verschweißt ist. Der Ankerstangenabschnitt 25 ist seinerseits in eine Verbindungsmuffe 26 eingeschraubt und zusätzlich mit dieser verschweißt. Mit 28 ist eine zentrale, in Richtung der Achse 10 verlaufende Spülbohrung des Bohrkopfes 8 bezeichnet.

Die Verscnraubung der Verbindungsmuffe 26 mit dem Anker Stangenabschnitt 25 erfolgt derart, daß über radial orientierte Spülbohrungen 27 ein ungehinderter Austritt eines Spülmediums oder auch einer Mörtelsuspension möglich ist. Die Verbindungsmuffe 26 dient im übrigen in an sich bekannter Weise der innenseitigen Verschraubung mit weiteren Ankerstangenabschnitten.

Erfindungsgemäß ist ein im Sinne obiger Ausführungen zu verwendender Verdrängungskörper derart dimensioniert, daß er in den Querschnitt 29 des Ankerstangenabschnitts 25 derart einführbar ist, daß sämtliche Spülbohrungen 27, 28 verschlossen werden.

Es ist die gezeigte Ausbildungsform des der Bohrkrone 8 benachbarten Bereiches auch unter bohr- bzw. strömungstechnischen Gesichtspunkten sehr vorteilhaft, da sich unmittelbar hinter der Bohrkrone 8 eine relativ große Hinterschneidung 30 ergibt, durch welche ein Abführen des während des Bohrvorgangs gelösten Gesteinsmaterials begünstigt wird.

In Abweichung von obigen Ausführungen ist es für die Funktion der Verdrängungskörper 18, 22 jedoch auch ausreichend, wenn diese reibschlüssig in einem Bereich 31 der Verbindungsmuffe 26 festlegbar sind, der - in Richtung des durch den Pfeil 32 charakterisierten Flusses eines Spülmediums sämtlichen Spülbohrungen 27, 28 vorgelagert ist, da grundsätzlich insbesondere die als Radialbohrungen ausgebildeten Spülbohrungen 27 in einem bohrkopfnahen Bereich, und damit auch in der Verbindungsmuffe 26 vorgesehen sein können. Wesentlich ist in diesem Fall lediglich, daß durch das Einführen des

Verdrängungskorpers insoweit eine Ventilfunktion ausübbar ist, als durch diesen sämtliche der genannten Spülbohrungen verschließbar sind. Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform des bohrkopfnahen Bereichs des Injektionsbohrankers ist dahingehend abgewandelt, daß die Funktion des Sperrkörpers 18, 22 nunmehr durch einen fest eingebauten, die Funktion des Rückschlagventils erfüllenden Ventils 33 ersetzt ist. Es ist dieses Ventil - wie im folgenden noch näher dargelegt wird - derart ausgelegt, daß ein Fluß in Richtung des Pfeiles 32 ermöglicht wird, in Gegenrichtung zu dem Pfeil 32 hingegen gesperrt wird. Soweit ein Ventil zur Erfüllung dieser Funktionen geeignet ist, kann grundsätzlich jedes, wenn auch konstruktiv anders ausgebildete Ventil hier eingesetzt werden.

Das Ventil 33 besteht aus einem Ventilkörper 34, der seinerseits aus einem, zur weitestgehend dichtenden Verschraubung mit der Innenseite des Muffenteils 26 bestirnten Kopfteil 35 einerseits und einem einstückig mit dem Kopfteil 35 ausgebildeten außenseitig glatten Ansatzteil 36 andererseits besteht. Das Ansatzteil 36 weist einen bedeutend geringeren Radius als das Kopfteil 35 auf, so daß sich - um das Ansatzteil 36 herum - ein Ringraum 37 ergibt.

Der Ventilkörper 34 weist eine zentrale, sich koaxial zu der Achse 10 erstreckende Bohrung 38 auf, die an ihrem, der Bohrkrone 8 zugekehrten stirnseitigen Ende verschlössen ist.

Mit 39 ist ein, aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise einem gummielastischen Werkstoff ausgebildeter Schlauchabschnitt bezeichnet, der das rotationssymmetrisch ausgebildete Ansatzteil 36 dichtend umgibt und im entspannten Zustand Querbohrungen 40 desselben, die in die Bohrung 38 einmünden, verschließt. Wesentlich ist, daß der Schlauchabschnitt 39 durch seine Dickenbemessung und/oder eine zweckmäßige Werkstoffwahl derart ausgelegt ist, daß seine Elastizität wesentlich größer ist, als diejenige des/Schlauchabschnitte 17, so daß demzufolge das Ventil 33 eine Strömung in Richtung des Pfeiles 32 bei Drücken ermöglicht, bei denen die Verpreßventile 11 im Schließzustand verbleiben.

Es handelt sich hierbei - wie eingangs bereits erwännt um Drücke von beispielsweise weniger als 15 bar.

Der Gebrauch eines im Sinne von Fig. 6 ausgerüsteten Injektionsbohrankers gestaltet sich wie folgt: Es wird zunächst in an sich bekannter Weise über ein in Richtung des Pfeiles 32 strömendes Spülmedium der Injektionsanker als Bohrstange gebraucht, wobei das Spülmedium über das Ventil 33 strömt und über die Spülbohrungen 27, 28 austritt. Nach Erstellen des Bohrlochs wird in an sich bekannter Weise in Richtung des Pfeiles 32 eine Mörtelsuspension oder ein sonstiges aushärtungsfähiges Medium geführt, welches entsprechend seinem Druck ebenfalls ausschließlich über das Ventil 33 und nicht über die Verpreßventile 11 strömt, d.h. im Bereich der Spülbohrungen 27, 28 austritt und - von der Bohrlochsohle aus beginnend - das gesamte Bohrloch verfüllt.

Anschließend wird - mittels geringerem Druck - die innerhalb des Injektionsbohrankers verbliebene Mörtelsusp'ension ausgespült, wobei nunmehr aufgrund der die Außenseite des Schlauchabschnittss 39 beaufschlagenden Mörteisuspension das Ventil 33 einen weiteren Fluß in Richtung des Pfeiles 32 unterbindet, wohingegen der

Innenraum das Inj ektionsbohrankers bis zu dem Ventil 33 ausgespült ist. Es ist im übrigen dieser Spüldruck so bemessen, daß das Ventil 33 in keinem Fall öffnet.

Insoesondere bei nach unten bzw. schräg nach unten verlaufenden Bohrlöchern kann die, den Inj ektionsDonranker ausfüllende Spülflüssigkeit in diesem verbleiben, wooei nach erfolgtem Aushärten des Mörtels diese Flüssigkeit als hydraulisches Mittel zum Aufsprengen des den Bonranker umgebenden Mörtels mittels der Verpreßventile 11 benutzt werden kann. Es wird somit die innerhalb des Bohrankers verbliebene Flösssigkeitssäule durch sich an diese anschließenden Mörtel zum Aufsprengen benutzt, wobei der Mörtel schließlich über die Verpreßventile 11 austritt und die oben bereits geschilderte Wirkung entwickelt.

Es kann diese Ausführungsform naturgemäß auch derart benutzt werden, daß nach erfolgtem Ausspülen des Injektionsbohrankers ein Aufsprengen des Mörtels unmittelbar mittels einer Mörtelsuspension durchgeführt wird. Man erkennt anhand obiger Ausführungen, daß der erfindungsgemäße Injektionsbohranker im wesentlichen durch zwei Ventile bzw. Ventilgruppen gekennzeichnet ist, nämlich ein, dem Bohrkopf zugeordnetes erstes Ventil 33, welches dem Spülen sowie dem anfänglichen Verfüllen des Bohrlochs dient und welches bei einem vergleichsweise geringen Druck bereits öffnet, d. h. eine Strömung in Richtung des Pfeiles 32 ermöglicht. Dieses erste Ventil ist jedoch nach dem Verfüllen und Aushärten der Mörtelsuspension funktionslos und wirkt in der Folge als

Sperrkörper, der jeden weiteren Fluß über die genannten Spülbohrungen unterbindet. Es wirkt ferner während des Flusses von Spülmedium und anfänglicher Mörte lsu spension als Rückschlagventil, d.h. es unterbindet ein Rückströmen in Gegenrichtung zu dem Pfeil 32. Das genannte zweite Ventil bzw. die hier eingesetzte Gruppe von

Ventilen sind die Verpreßventile, die - in Richtung des Pfeiles 32 gesehen - dem ersten Ventil vorgelagert sind und der Steuerung des Flusses über radiale Bohrungen bzw. Querbohrungen 16 dienen. Von diesen Verpreßventilen können naturgemäß mehrere vorgesehen sein und es sind auch diese Verpreßventile nach Art von Rückschlagventilen ausgebildet, deren Wesensmerkmal jedoch darin besteht, daß sie in Abkehr von dem erstgenannten Ventil erst bei einem wesentlich höheren, innerhalb des Injektionsbohrankers anstehenden Druck öffnen, welcher größer als 15 bar, beispielsweise zwischen 50 bar und 100 bar beträgt. Diese Verpreßventile sind - wie oben bereits ausgeführt - während des Spülens sowie dem anfänglichen Verfüllen des Bohrlochs aufgrund ihres hohen Öffnungsdruckes völlig funktionslos, d.h. sie befinden sich während dieser Phase im Schließzustand. Man erkennt aus diesen Ausführungen ferner, daß beide Ventile bzw.

Ventilgruppen in Stömungsrichtung gesehen - als unter Federvorspannung stehende Ventile betrachtet werden können, deren Vorspannung unterschiedlich hoch bemessen ist. Es können demzufolge auch beliebige konstruktive Abwandlungen von Ventilen hier eingesetzt werden, die funktionell den dargestellten, unter Vorspannung stehenden Ventilen entsprechen.

Mit 41 ist in Fig. 7 eine Variante eines Verpreßventils bezeichnet, die aus einem mit Außengewinde versehenen Rohrelement 42 und einem, dieses koaxial umgebenden schlauchartigen Hüllkörper 43 besteht. Das Rohrelement 42 kann unmittelbar ein Teil einer Ankerstange sein - es kann sich jedoch auch um ein, zum Einbau zwischen zwei Ankerstangenabschnitte bestimmtes und ausgestaltetes Zwischenelement handeln. Der Hüllkörper besteht aus einem elastischen, vorzugsweise gummielastischen Werkstoff, der wiederum im Bedarfsfall eine Gewebeverstärkung aufweisen kann.

Mit 44 ist ein, sich radial einwärts konisch verjüngende Bohrung des Rohrelements bezeichnet, in die - durch den Hüllkörper 43 gehalten - ein kugelartiger Sperrkörper 45 eingesetzt ist. Man erkennt, daß der Sperrkörper 45 in Verbindung mit dem, diesen elastisch in die Bohrung 44 von der Außenseite des Rohrelements 42 her elastisch einpressenden Hüllkörper 43 ein federbelastetes Rückschlagventil bildet. Es ist die Federcharakteristik dieses Verpreßventils 41 durch eine entsprechende Bemessung bzw. Auslegung des Hüllkörpers 43 dahingehend

ausgelegt, daß der Sperrkörper 45 entgegen der elastischen Rückstellkraft des Hüllkörpers 43 erst bei einem erhöhten Druck in radial auswärtiger Richtung aus der Bohrung 44 verdrängt wird und ein Abströmen in den Außenraum ermöglicht, der zum nachträglichen Aufsprengen eines anfänglich erhärteten, die Ankerstange außenseitig

umgebenden Mörtelkörp ers erforderlich ist und im übrigen funktionslos bleibt, d.h. im Schließzustand verharrt.

Der Sperrkörper 45 kann aus Metall, z.B. Stahl bestehen. Er kann jedoch auch aus einem geeigneten Kunststoff ausgebildet sein. Auch ist die Kugelform des Sperrkörpers nicht zwingend und es kann in gleicher Weise auch ein konisch ausgebildeter Körper zu diesem Zweck Verwendung finden.

Zur axialen Sicherung des Hüllkörpers 43 können wiederum in Fig. 7 zeichnerisch nicht dargestellte Arretierringe vorgesehen sein, die auf die Außenseite des Rohrelements 42 aufgeschraubt sind und sich außenseitig im wesentlichen bündig zu dem Hüllkörper 43 erstrecken. Auch kann die endgültige Montageposition dieser Arretierringe durch Verschweißung mit dem Rohrelement 42 gesichert sein.

Das im obigen Sinne komplettierte Verpreßventil 41 kann im übrigen in gleicher Weise wie das in Fig. 2 beschriebene Verpreßventil Verwendung finden. Die in Fig. 8 gezeigte Variante eines Verpreßventils 46 ist wiederum durch ein zentrales Rohrelement 47 gekenn zeichnet, welches in gleicher Weise wie das Rohrelement 42 gemäß Fig. 7 ausgebildet ist. In Abweichung von dem Rohrelement 42 ist jedoch das Rohrelement 47 durch vier, entlang einer Mantellinie angeordnete Bohrungen 48

gleicher Größe charakterisiert, welche Bohrungen wiederum eine sich radial einwärts verjüngende Ausgestaltung haben. In gleicher Weise wie bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeder Bohrung 48 ein zeichnerisch nicht dargestellter Sperrkörper zugeordnet, der durch einen Hüllkörper 50 elastisch in der Bohrung gehalten ist. Alternativ können die Bohrungen 48 auch in unterschiedlichen Umfangswinkelpositionen zueinander angeordnet werden. Es sollten die Bohrungen 48 jedoch mit

Rücksicht auf die Festigkeit des Rohrelements 42 nicht in einer gemeinsamen Querschnittsebene angeordnet sein.

Mit 51, 52 sind Rohrzylinder bezeichnet, die innen- und außenseitig mit Gewinde versehen sind, auf das Rohrlement beiderseits des Hüllkörpers 50 aufgeschraubt sind und insoweit die Funktion von Arretierringen übernehmen. Im Bedarfsfall können die Rohrzylinder 51, 52 in der endgültigen Verschraubungsposition durch Verschweißung mit dem Rohrelement 47 gesichert werden.

Das Rohrelement 47 kann hierbei ein Teil einer Ankerstan- ge sein - es kann das Verpreßventil 46 in der in Fig. 8 gezeigten Ausführung prinzipiell jedoch auch als Zwischenelement zwischen zwei Ankerstangenenden betrachtet

werden.

Ist das Rohrelement 47 als Teil der Ankerstange anzusehen, kann dieses unter Verwendung einer üblichen Kupplungsmuffe mit einem anderen Ankerstangenende verbunden

werden. Es können jedoch auch die beiden, aus den Rohrzylindern 51, 52 herausragenden Enden des Rohrlements 47 als

Einschraubenden betrachtet werden, die in ein gegenüberliegendes Ankerstangenende eingeschraubt werden, welches .radiale Abmessungen und ein Außengewinde aufweist, die den Rohrzylindern 51, 52 entsprechen. In diesem Fall können die Rohrzylinder 51, 52 als Teil einer Ankerstange angesehen werden und es ergibt sich in diesem Fall eine Ankerstange, die im Bereich des Verpreßventils keinerlei außenseitig auftragende Strukturelemente

aufweist.

Fig. 9 zeigt einen Hüllkörper 53, der einstückig mit einem Sperrkörper 54 ausgebildet ist, der eine in etwa konische Gestalt aufweist. Der Sperrkörper 54 ragt wiederum in eine Bohrung 55 eines den Rohrelementen 42, 47 entsprechenden Rohrelements 56 hinein und wird in dieser Position elastisch unter Vorspannung stehend gehalten. Auch bei dieser Variante der Ausbildung des Sperrkörpers können mehrere solcher Sperrkörper in einer, beispielsweise der Fig. 8 entsprechenden Konfiguration vorgesehen sein.

Der Hüllkörper 53 besteht wiederum aus einem elastischen, gegebenenfalls durch Gewebeeinlagen verstärkten Kunststoff, beispielsweise einem gummiartigen Kunststoff und ist in seiner Dicke mit Hinblick auf die oben geschilderte Funktion eines Verpreßventils hin ausgestaltet.

Der Sperrkörper 54 ist in seiner Konizität in etwa an diejenige der Bohrung 55 angepaßt, kann jedoch a u ch eine halbkugelartige Gestalt aufweisen. Der Sperrkörper 54 ist in dem Ausführungsoeispiel gemäß Fig. 9 aus dem gleichen Werkstoff wie der Hüllkörper 53 ausgebildet. Zur Erhöhung der Steifigkeit des ersteren kann ein Armierungskörper in den elastischen Werkstoff eingebunden werden, beispielsweise in der Form einer Kugel oder auch Halbkugel.

Ein im Sinne der Fig. 7 bis 9 ausgebildetes Verpreßventil ist insbesondere für hohe Drücke geeignet, insbesondere wenn mehrere Verpreßvorgänge nacheinander durchgeführt werden sollen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Injektionsrohr bestehend aus wenigstens einem, mit einer durchgehenden Profilierung versehenen Rohrabschnitt, durch den hindurch sich ein zentraler, Längskanal erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt mit wenigstens einem, eine Strömung aus dem Längskanal heraus ermöglichenden Verpreßventil (11) versehen ist und daß das Verpreßventil (11) nach Art eines Rückschlagventils ausgestaltet ist, welches eine Rückströmung in Richtung des Längskanals sperrt.

2. Injektionsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzsichnet, daß der Rohrabschnitt ein mit einer durchgehenden Profilierung, insbesondere einem Gewinde versehener Ankerstangenabschnitt (2) eines Injektionsbonrankers (1) ist und daß der Längskanal in einer Bohrkrone (8) fortgeführt ist und in wenigstens einer Austrittsöffnung einmündet.

3. Injektionsrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der/den Austrittsöffnung (en) der Bohrkrone (8) und des bohrkronennahen Bereichs des Ankerstangenabschnitts (2) wenigstens ein Ventil (33) zugeordnet ist, welches nach Art eines Rückschlagventils ausgebildet ist, d.h. eine Strömung aus dem Längskanal heraus ermöglicht, eine Rückströmung in den

Längskanal hingegen sperrt.

4. Injektionsrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Verpreßventil (11) einerseits und das wenigstens eine Ventil (33) andererseits - in Strömungsrichtung gesehen - als unter Vorspannung stehende Ventile (11,33) ausgebildet sind, und zwar mit der Maßgabe, daß das Verpreßventil (11) bei höheren Drücken als das Ventil (33) öffnet.

5. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das der Bohrkrone (8) abgekenrte Ende des Ankerstangenabschnitts (2) in an sich bekannter Weise zum Anschrauben weiterer AnkerStangenabschnitte (3, 4) bestimmt ist. δ. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verpreßventil (11) in einem, der Bohrkrone (8) benachbarten Bereich angeordnet ist. 7. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verpreßventike (11) in einem, der Bonrkrone (8) benachöarten Bereich vorgesehen sind, wobei dieser Bereicn sicn ausgenend von der Bohrkrone (8) über eine Länge von- höchstens 50% der Gesamtlänge des Inj ektionsbohrankers (1) erstreckt.

8. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verpreßventil

(11,41,46) aus wenigstens einer Bohrung (44,48,55,17) eines Rohrelements (42,47,56) bzw. eines Ankerstangen- abschnitts (2,3,4,) besteht, welche außenseitig von einem Hüllkörper (43,50,53) bzw. einem Schlauchabschnitt (17) dichtend umgeben ist.

9. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß axial beidseitig des

Hüllkörpers (43,50,53) bzw. des Schlauchabschnitts (17) zur axialen Positionssicherungen koaxialer

Arretierringe (15) bzw. Rohrzylinder (51,52) vorgesehen sind.

10. Injektionsrorh nach einem der Anspruchs 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Bohrung (44,48, 55) ein Sperrkörper (45,54) angeordnet ist, der diese dichtend verschließt und durch den Hüllkörper (43,50, 53) in dieser Schließposition gehalten ist.

11. Injektionsrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (45) als getrenntes Teil ausgebildet ist und aus Metall bzw. Kunststoff besteht,

12. Injektionsrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (54) als mit dem Hüllkörper (53) zusammenhängendes Teil ausgebildet ist. 13. Injektionsrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (54) als mit dem Hüllkörper (53) werkstofflich homogenes Teil ausgebildet ist.

14. Injektionsrohr nach Anspruch 12 oder 13, dadurch

gekenzeichnet, daß der Sperrkörper (54) als mit dem Hüllkörper werkstofflich homogenes, jedoch mit Armierungseinlagen versehenes Teil ausgebildet ist.

15. Injektionsrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungseinlage die Gestalt einer

Kugel, Halbkugel, eines Kegels oder eines Kegelstumpfes oder dergleichen aufweist.

16. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 9 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierringe (15) und die mit diesen in Verbindung stehenden Teils des jeweiligen Ankerstangenabschnitts (2,3,4) untereinander in vorzugsweise unlösbarer Verbindung stehen, insbesondere miteinander verschweißt sind.

17. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 9 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierringe (15) mit den entsprechenden Abschnitten des Ankerstangenabschnitts (2,3,4) verschraubt sind.

18 . Inj ektionsrohr nach einem dsr vorangegangenen Ansprüche 8 bis 17, gekennzeichnet durch eine glattwandige Ausgestaltung des mit dem Schlauchabschnitt (17) zusammenwirkenden Bereichs des Ankerstangenabschnitts (2).

19. Iniektionsrohr nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 17, gekennzeichnet durch einen, aus weichem, gummiartigen Werkstoff bestehenden, innerhalb des Schlau chabs chnitts (17) angeordneten weiteren

Schlau chabs chnitts der zum dichtenden Anliegen auf αem Außengewinαe des Ankerstangenabschnitts (2)

bestimmt isi.

20. Injektionsrohr nach einem der vorangegangehen Ansprü che 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil

(33) aus einem, innerhalb des Längskanals - in Richtung der Strömung eines Spülmediums gesehen - vor den Austrittsöffnungen angeordneten Ventilkörper (34) besteht.

21. Injektionsrohr nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (34) aus einem zur Befestigung an der Innenseite des Ankerstangenabschnitts (2) bestimmten Kopfteil (35) und einem, von einem Schlauchabschnitt (39) aus einem elastischen Werkstoff dichtend umgebenen, vorzugsweise einstückig mit dem

Kopfteil (35) ausgebildeten Ansatzteil (36) besteht, daß der Ventilkörper (34) eine Längsbohrung aufweist, die mit Querbohrungen (40) zusammenwirkt, die durch den Schlauchabschnitt (39) gesperrt werden und daß die Längsbohrung an s onsten nur an einer Stirnseite offen ausgebildet ist.

22. Injektionsrohr nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (35) in den Ankerstangenabschnitt (2) eingeschraubt ist, daß der Ventilkörper

(34) rotationssymmetrisch ausgebildet ist und daß sich die Längsbohrung in Richtung der Achse (10) erstreckt.

23. Injektionsrohr nach Anspruch 21 oder 22, dadurch

gekennzeichnet, daß das Ansatzteil (36) radial derart bemessen ist, daß sich ein außenseitig durch die

Innenseite des Ankerstangenabschnitts (2) begrenzter Ringraum (37) ergibt.

24. Verf a hren zum Setzen eines Gebirgsankers unter Verwendung eines Injektionsbohrankers (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 23, wobei in einem ersten S chritt eine Bohrung unter Einsatz eines geeigneten Spülmediums erstellt wird und in einem zweiten Schritt über den Längskanal des Injektionsbohrankers (1) sowie dessen Austrittsbohrungen hindurch ein aushärtbares Medium, beisp ielsweise eine Mörtelsuspension in das Bohrloch eingeführt wird, welche den Ringraum zwischen der Innenseite des Bohrlochs einerseits und der Außenseite des Ankerstangenabschnitts (2,3,4) andererseits weitestgehend ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem dritten Schritt nach Verfüllen des Ringraumes die innerhalb des Längskanals verbliebene Mörtelsuspension entfernt wird, wobei das/die Verpreßventile (11) freigelegt werden und daß in einem vierten Schritt auf hydraulischem Wege über das wenigstens eine

Verpreßventil (11) eine Sprengwirkung auf den, den Ankerstangenabschnitt (2) umgebenden Mörtel ausgeübt wird und Mörtelsuspension in vorhandene Spalte, Risse oder dergleichen eingepreßt wird. 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Mörtelsuspension aus dem

Längskanal mittels eines Verdrängungskörpers (18,22) durchgeführt wird, mittels welchem die Mörtelsuspension Ober die Austrittsöffnungen der Bohrkrone (8) sowie des bohrkronennahen Bereiches des Ankerstangenabschnitts (2) verdrängt wird und daß nach Ausführung des dritten Schrittes der Verdrängungskörper innerhalb der Längsbohrung verbleibt.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Mörtelsuspension aus dem

Längskanal, insbesondere bei Verwendung eines Ventils (33) durch Ausspülen mittels einer geeigneten Spülflüssigkeit, z.B. Wasser durchgeführt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Einführung des Verdrängungskörpers (18,27) der Längskanal mittels einer geeigneten Spülflüssigkeit, z.B. Wasser ausgespült wird. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen des vierten Schrittes durch Einführen von Mörtelsuspension eine Sprengwirkung auf den, den Ankerstangenabschnitt (2,3,4)

umgebenden Mörtel ausgeübt wird und die Mörtelsuspension anschließend in vorhandene Spalte, Risse oder dergleichen eingepreßt wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen des vierten Schrittes durch Einführen einer Spülflüssigkeit, z.B. Wasser eine Sprengwirkung auf den, den Ankerstangenabschnitt (2,3,4) umgebenden Mörtel ausgeübt wird und anschließend eine Mörtelsuspension eingeführt und in vorhandenen Spalte, Risse oder dergleichen eingepreßt wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß bei mit Gefälle bzw. abwärts gerichteten Bohrlöchern die Spülflüssigkeit nach

Vollendung des Ausspülens des Längskanals innerhalb desselben verbleibt und daß das Einführen von Mörtelsuspension im Rahmen des vierten Schrittes unter

Zwischenanordnung der vorhandenen Flüssigkeitssäule bestehend aus Spülflüssigkeit erfolgt, über welche eine Sprengwirkung ausgeübt wird.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an den vierten Schritt die innerhalb des Längskanals verbliebene Mörtelsuspen sion in einem fünften Schritt ausgespült wird und der genannte vierte Schritt wiederholt wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die fünften und vierten Schritte wenigstens einmal wiederholt werden.