WO2008052612A1 - Method for laying a pipeline - Google Patents

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WO2008052612A1
WO2008052612A1 PCT/EP2007/007606 EP2007007606W WO2008052612A1 WO 2008052612 A1 WO2008052612 A1 WO 2008052612A1 EP 2007007606 W EP2007007606 W EP 2007007606W WO 2008052612 A1 WO2008052612 A1 WO 2008052612A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pipe
trench
pipeline
welding
pipe string
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/007606
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Jürgen JOHN
Original Assignee
John Hans Juergen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by John Hans Juergen filed Critical John Hans Juergen
Publication of WO2008052612A1 publication Critical patent/WO2008052612A1/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/024Laying or reclaiming pipes on land, e.g. above the ground
    • F16L1/028Laying or reclaiming pipes on land, e.g. above the ground in the ground
    • F16L1/036Laying or reclaiming pipes on land, e.g. above the ground in the ground the pipes being composed of sections of short length

Definitions

  • the present invention relates to a method for laying a pipeline composed of a plurality of separate pipe sections at a subterranean pipeline level along a pipeline route, comprising the steps:
  • Such methods are used, for example, to lay pipelines over land.
  • a working strip of about 20 to 22 m width.
  • the topsoil is cleared to the side in the working strip.
  • the individual pipe sections of the pipeline to be laid are then laid out in the working strip.
  • one or more mobile welding stations are set up in the area of the strip, in which the pipe sections are welded together to produce the complete pipeline on site. This welding process takes place within the
  • the welding station is moved along the pipeline route according to the construction progress, so that the pipe sections can be welded in each case at the intended installation location.
  • the excavated soil is reduced down to the desired level performed.
  • the tubing string is lifted into the excavated trench.
  • the soil filling is made, the topsoil reapplied and made a reclamation.
  • the present invention is therefore based on the task to improve the method for laying pipelines of the type mentioned in that the environment and agriculture are disturbed by the piping as little as possible, yet pipes can be made and laid over several kilometers.
  • This object is achieved according to the invention by welding in a method of the type mentioned stationary and the pipe string is introduced from the stationary welding station in the trench.
  • the pipe string is introduced from an excavation into the trench. This process steps is particularly advantageous if the welding takes place in a pit.
  • the pipe string is driven by thrust by means of a pusher.
  • the pusher can be arranged together with a welding station in a pit. The force required for the propulsion on the pipe string is then applied from this excavation, without further devices along the route are needed.
  • the pipe string is introduced by train into the trench, in particular by pulling by means of at least one driven in a Vortriebsbaugrube pulling device.
  • the pulling device can typically be attached to the tube tip of the
  • Pipe line which is to be driven, be recognized. Ropes, chains and or tie rods have proven to be particularly suitable pulling devices.
  • the pipe string is guided during introduction in an embodiment of the method according to the invention, in particular, the pipe string is guided or driven by drivable transport rollers.
  • the transport rollers may in particular be present on the tubular sole, ie at the bottom of the trench.
  • As a drive for the transport rollers are electric or hydraulic drives.
  • Another embodiment of the method according to the invention provides that the pipe string is lubricated during introduction. By this measure, the frictional resistance of the pipe string is reduced during propulsion.
  • all known lubricants can be used which do not attack the material of which the tubing string is made. For example, silt or clay dispersion can be used. Such lubricants are ecological and safe for agriculture.
  • the frictional resistance during propulsion can also be reduced by weight-relieving the pipe string during introduction.
  • the pipe string can be hung, for example, on a portal.
  • Piping, z. B. over several kilometers, is proposed in a further advantageous embodiment, that the pipe string is driven during introduction at several points. This measure is particularly useful whenever the friction of the pipe string is particularly large due to the nature of the soil.
  • reaction forces are intercepted stationary during insertion.
  • Mobile units can thus be dispensed with.
  • a synchronization of the drives during introduction of the pipe string is provided.
  • the tubing string is sealed during insertion at at least one point for trenching.
  • the pipe opening can be closed with a plastic lid in order to avoid that the interior of the pipe is contaminated during insertion.
  • the excavation pit is excavated as a starting excavation whose extension in the direction of the pipeline route is substantially the length of a separate pipe section plus a working length required for carrying out the welding; along the pipeline route, in addition to the starting excavation pit, at least one separate excavation excavation pit is excavated, which is spaced from the starting excavation pit and, if several excavation excavation basins are excavated, to adjacent propulsion excavation basins; in each case between two construction pits, a trench with a tubular sole is excavated along the pipeline route by tube excavation; the pipeline is successively lowered into sections of separate pipe sections in the starting pit; Each pipe section is welded to the previously lowered pipe section in the starting pit to a pipe string and then propelled into the trench.
  • the main advantage of this variant of the method according to the invention over the conventional method is that in comparison to the conventional method only a minimal excavation and only minimal surface usage is required.
  • only a starting excavation pit and a driving excavation pit are needed.
  • the welding process can be carried out in a single welding station. Carrying a welding station following the progress of pipeline construction, as in the conventional method, thus eliminates with great advantage. Rather, according to the invention, a single welding station can be installed in the appropriately dimensioned starting excavation at the line level.
  • a modern compact welding station in particular laser welding station, can be used in the starting excavation.
  • all known methods can be used.
  • the pipe jacking can be supported.
  • the distance of a propulsion pit to the starting excavation pit or to the adjacent further excavation excavation should be suitably chosen depending on the ground route, the pipe diameter, the weight of the pipes and similar parameters to ensure that the pipe jacking with the selected Rohrvortechnischsstoffn is easily feasible.
  • the welding of the pipe sections to the pipe string designed in an embodiment of the method particularly favorable if the pipe sections by orbital welding or by a laser welding method, preferably using an orbital welding device with a high-power fiber laser beam source and a laser welding head, and / or with a MAG welding process be welded together.
  • orbital welding devices are used to weld pipes along the circumference of the pipe.
  • Orbital welding can be used on a mobile basis.
  • There are welding systems for orbital welding which include mobile generators, mobile heat exchangers and portable fluid and gas tanks to be independent of the on-site infrastructure.
  • manual, partially or fully mechanized methods or combinations thereof may be considered as orbital welding methods.
  • Crucial for the usability in connection with the method according to the invention is that the welding process can be performed stationary in the starting pit or above ground.
  • an orbital welding device for laser welding, for example, an orbital welding device according to the publication WO 2005/056230 A1 can be used within the scope of the invention.
  • this orbital welding device is on the disclosure of the referenced document.
  • tubes which consist of a melt weldable material, in particular steel material or high alloyed, stainless steel and have a diameter of 50 mm to more than 4,000 mm with a wall thickness of 2.5 mm to over 25 mm, within a short time to connect with an orbital circulation.
  • MAG welding processes it is advantageous that these are widely used so that the operator has considerable experience in the application.
  • MAG welding for orbital welding, often only the root is welded in one operation, whereas the cover layers as well as the filler layers or the hotpass are welded by hand.
  • the use of MAG welding is advantageous due to the lower cost of acquiring a MAG welder compared to, for example, a laser welder.
  • Prerequisite for the applicability of MAG welding for carrying out the method according to the invention is always that the welding process in the starting pit is feasible.
  • a quality control of the weld preferably by means of ultrasound or X-ray diagnosis, is carried out.
  • these quality control methods can also be carried out without problems in the interior of the starting excavation at, for example, a welding station installed there for welding. It is thus advantageously avoided that a faulty welded joint between two pipe sections of the pipe string is driven into the trench. Instead, if quality defects are detected, the
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention provides that the welded joints are provided with a corrosion protection.
  • a corrosion protection Depending on the condition of the soil, the weather conditions and the medium to be transported in the finished pipeline, in the context of the invention for the production of the corrosion protection, a bitumen coating, a sintering, a cement coating and / or a lamination of the welded joint are possible.
  • the pipe string is driven by thrust by means of a pusher.
  • the thrust can be suitably transmitted in the starting pit and / or in one or more of the propulsion ditches on the pipe string.
  • the thrust for the introduction of the Pipe string by means of a pusher in the starting pit is possible immediately after welding to the existing pipe string.
  • this has the advantage that no communication on the progress of the welding work with the propulsion devices is required because the welding station and the thruster are in close proximity to each other within the same starting excavation ,
  • the pusher is arranged in one or more propulsion intake pits, higher thrust forces can be applied by the interaction of several pusher devices along the pipeline route.
  • longer and / or heavier and / or larger pipe strands can also be used, for example. be driven in trenches with particularly high friction.
  • the pipe string is gripped with jaws on a peripheral surface of the pipe string and, preferably hydraulically, pushed.
  • So-called “pipepushers” are available in the market to carry out this process step.
  • "Pipepushers” are used when the prefabricated pipeline is pulled into the borehole during the production of water crossings by means of HDD (Horizontal Directional Drilling) processes in the final operation , Since the traction forces of the HDD unit are not sufficient for long lengths, additional “pipepushers” are used, which push the pipe string into the borehole with hydraulic cylinders.These methods add the pulling force of the HDD rig to the thrust of the pipepusher a total driving force.
  • the "pipepushers” can be used both alone and in combination with several pipepushes in a plurality of propulsion intake pits as well as in connection with traction devices.
  • the trench is flooded. Also by this measure, both a reduction in friction during propulsion of the pipe string is achieved as well as a reduction in the risk of damage to the pipe string and in particular the welded joints.
  • the flooding of the pipe bottom is particularly suitable when the pipeline level is close to the groundwater level.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a construction site for laying an underground pipeline, in which the inventive method with a welding station in a
  • Figure 2 is a side sectional view of a construction site, in which according to an alternative embodiment of the method according to the invention, a welding station is arranged above ground;
  • FIG. 3 shows a vertical section along the line HI-III in FIG. 1;
  • FIG. 1 schematically shows a plan view of a construction site for a pipeline 1 to be laid over land, wherein the pipeline 1 is laid according to the method according to the invention.
  • the starting pit 3 has in the direction of the pipeline line 4 a
  • the longitudinal extent 5 of the starting pit 3 is composed of a working length, corresponding to the length of the laser orbital welding station, and a length of the pipe sections 6, so that they fit in a horizontal orientation in the starting pit 3, with the already in the pipe trench 18th driven tubular string to be welded by means of the housed in the starting pit 3 welding station 7.
  • a pipe section 6 in the interior of the starting excavation 3. Furthermore, in the starting excavation 3 there is a laser orbital welding station 7, which is indicated only schematically by a rectangle.
  • a pipe pusher 8 is accommodated within the starting excavation 3.
  • the pipe pusher 8, which is also shown only schematically, has a pair of jaws 9 for establishing a pressure connection with the pipe sections 6.
  • the jaws 9 are connected via a linkage 10 with an abutment 11.
  • the abutments 11 are supported in the soil of the starting pit 3 in the usual way.
  • each propulsion pit 13 a Rohrpusher 8 is installed in each case.
  • the Rohrpusher 8 correspond in structure to the Rohrpusher 8 in the starting pit 3.
  • the Rohrpusher 8 are supported in the two Vorretesbaugruben 13 on the rear walls 14 of the ground of the Vorretesbaugruben 13 with the abutments 11.
  • a pipe trench 18 is excavated, which also extends through the Vorretesbaugruben 13 and 3 Startbaugrube.
  • the pipe sections 6 are welded to each other at welds 16.
  • the pipe trench 18 is sealed with annular seals 21 against the starting pit 3 and the propulsion ditches 13.
  • the seals 21 surround the pipeline 1 annular.
  • lateral guide rollers 22 which guide the pipeline 1 during propulsion and prevent the pipeline from rubbing along the side walls of the trench 8.
  • the guide rollers can be arranged along the entire length of the trench. In the figure, only one pair is drawn.
  • support rollers 23 are present in the tube sole 17, ie at the bottom of the trench 18, whose axis is aligned horizontally. The support rollers 23 serve to support the pipeline 1 during propulsion. Support rollers may be used at various locations on the bottom 17 of the trench 18. In the figure, for reasons of clarity, only a single support roller 23 is shown by way of example.
  • the end of the pipeline 1 is sealed with a plastic lid 24.
  • FIG. 2 shows another construction site in a vertical sectional view, in which an alternative embodiment of the method according to the invention is used to lay a pipeline 1.
  • the tubular sole 17 can be seen in FIG. 2.
  • the tubular sole 17 corresponds to the bottom of the trench 18.
  • the laser orbital welding station 7 does not act as in the case of FIG 1 in the
  • the preparation area 20 is located in the figure 2 right of the beginning of the trench 18.
  • Between the preparation area 20 and the beginning of the trench 18 is an inclined plane 25 with one of those of the pipe trench 18 corresponding width.
  • the inclined plane 25 connects the terrain surface 2 with the pipe bottom 17, ie with the bottom of the pipe trench 18.
  • FIG. 3 shows a sectional view along the line III-III in FIG. 1.
  • the heap 19 can be seen to the right and left of the pipeline route 4, the pipeline route 4 being perpendicular to the plane of the drawing in FIG.
  • the heap 19 consists of the conveyed.
  • the conveyed material consists essentially of the topsoil, which is stored in a heap, and the other excavation, which must be stored separately.
  • the topsoil can be stored on the left in the figure heap 19 and the other excavation on the right in the figure heap 19.
  • FIG. 3 also shows a water level 27.
  • the support roller 23 can be seen schematically in plan view from the front.
  • the method according to the invention for laying a pipe is explained below with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the starting excavation pit 3 is first excavated.
  • an excavator can be used to lift the topsoil.
  • the starting excavation pit 3 is excavated so that its extension in the direction of the pipeline line 4 is substantially the length of a
  • Pipe section 6 plus the length of the laser orbital welding station 7 has.
  • a first propulsion ditch 13 is excavated at a distance 12 from the starting pit 3 in a manner similar to the starting pit 3.
  • the heap 19 is mounted to the right and left of the excavations 3, 13 on the terrain surface 2, wherein the topsoil is stored separately from the other excavation.
  • the trench 18 is excavated between the starting excavation pit 3 and the propulsion excavation pit 13.
  • any known method is suitable within the scope of the invention. It is excavated between all excavations 3, 13 along the pipeline 4 a continuous trench 18. In the context of the invention, it does not depend on the order in which the excavations or the trench are excavated.
  • a Rohrpusher is installed in the starting pit 3 and in each Vortriebsbaugrube 13.
  • the construction site is now ready to receive the pipe sections.
  • a first pipe section 6 is lowered into the starting pit 3.
  • the pipe section 6 is surrounded with the jaws 9 of the Rohrpushers 8 and advanced in the figures not shown hydraulic cylinder in the trench 18 along the pipeline line 4 in the direction of the first propulsion pit 13.
  • the propulsion of the first pipe section 6 takes place approximately as far as until the rear end of the pipe section 6 is in the region of the welding station 7.
  • a further pipe section 6 is lowered into the starting pit 3 until it is aligned horizontally and then arranged on the first pipe section 6 in the direction of the pipeline line 4.
  • the ends of the two pipe sections 6 are then welded together in a single operation.
  • a quality control of the welded connection between the pipe sections 6 is also carried out by means of ultrasound or X-ray analysis. If necessary, the weld is repaired.
  • the laser orbital welding method is therefore particularly well suited for carrying out the method according to the invention, since it can be carried out with a compact device which can be installed in the starting pit.
  • Pipe sections 6 built to build the entire pipeline. For this purpose, a minimum excavated soil in addition to the pipe trench 18 is required with great advantage only on isolated, spaced at intervals 12 excavations 3, 13, so that the environment and / or agricultural production areas are largely spared. Along the entire length of the pipeline line 4 only a slot-like pipe trench 18 must be excavated. A further relief of the environment results from the elimination of a very wide strip of work around the pipeline line 4 around.
  • the working strip can be omitted since the use of the laser orbital welder 7 in the starting excavation 3 eliminates welding of the pipe sections 6 along the trench 18. Instead, the welding takes place centrally exclusively in the starting pit 3, wherein in each case successively individual pipe sections 6 are welded to the already present in the trench 18 pipe string.
  • the use of the laser orbital welder 7 allows extremely short cycle times of about ten minutes for the welding process.
  • the interaction of a plurality of installed in Vorretesbaugruben 13 Rohrpushern 8 allows the propulsion of the pipe string in the trench 18 over several kilometers. It is particularly advantageous that the welding station 7 remains firmly in the starting pit 3, whereby welding operations are carried out in this starting pit 3 or in several pits.
  • a material delivery and / or storage, in particular of pipe sections 6, is carried out exclusively in the vicinity of the starting pit 3.
  • the environment and / or agricultural production areas are spared by this measure as far as possible.
  • a first method for laying a pipeline composed of a plurality of separate pipe sections along a pipeline route 4 is proposed, which ensures minimal excavation and minimal surface use, and is suitable for producing and driving pipelines over several kilometers.
  • Preparation area 20 set up on the terrain surface 2. Further, a feeder trench whose bottom has an inclined plane 25 is excavated. The bottom of the feed trench has the level of the terrain surface 2 in the preparation area 20 and extends along the inclined plane 25 in increasing depth to the level of the bottom 17 of the trench 18.
  • side guide rollers 22 can be installed in the pipe trench, which serve that the pipe string laterally not in contact with the side wall of the Pipe trench 18 device, but is performed while minimizing the friction of the lateral guide rollers 22.
  • support rollers 23 can be installed on the bottom 17 of the pipe trench 18 at suitably selected intervals, which support the pipe string in the vertical direction during propulsion and prevent direct abrasion of the pipe string at the bottom 17 of the pipe trench 18.
  • the trench 18 can be flooded. Due to the buoyancy of the pipe string and because of the lubrication by the flooding water thereby significantly reduces the resistance during propulsion. In order to prevent flooding of the trench 18, the starting pit and / or the Vorretesbaugruben are also flooded, the annular seals are provided around the pipe string.

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Abstract

In order to minimize the earth excavation and the utilization of the surface in a method for laying a pipeline which is composed of a pipeline which is composed of a multiplicity of separate pipe sections (6) on an underground line level (17) along a pipeline route (4), comprising the following steps: excavation of a ditch (18); production of the pipeline on site by welding the pipe sections (6) to one another; introduction of the pipeline into the ditch (18); filling of the ditch, it is proposed that the welding takes place in a stationary manner and the pipe run is introduced into the ditch (18) from the stationary welding station.

Description

Verfahren zum Verlegen einer Rohrleitung Method for laying a pipeline
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen einer aus einer Vielzahl von separaten Rohrabschnitten zusammengesetzten Rohrleitung auf einem unterirdischen Leitungsniveau entlang einer Rohrleitungstrasse, umfassend die Schritte:The present invention relates to a method for laying a pipeline composed of a plurality of separate pipe sections at a subterranean pipeline level along a pipeline route, comprising the steps:
- Ausheben eines Grabens;- digging a trench;
Herstellen der Rohrleitung vor Ort durch Verschweißen der Rohrabschnitte miteinander;Making the pipe on site by welding the pipe sections together;
Einbringen der Rohrleitung in den Graben;Placing the pipeline in the trench;
- Verfüllen des Grabens.- filling the trench.
Derartige Verfahren dienen dazu, beispielsweise Pipelines über Land zu verlegen. Üblicherweise wird zu diesem Zweck zunächst entlang des gesamten Verlaufs der Rohrleitungstrasse ein Arbeitsstreifen von ca. 20 bis 22 m Breite frei geräumt. Anschließend wird in dem Arbeitsstreifen der Oberboden zur Seite geräumt. In dem Arbeitsstreifen werden dann die einzelnen Rohrabschnitte der zu verlegenden Rohrleitung ausgelegt. Außerdem werden im Bereich des Arbeitsstreifens ein oder mehrere mobile Schweißstationen aufgestellt, in denen die Rohrabschnitte miteinander verschweißt werden, um die vollständige Rohrleitung vor Ort herzustellen. Dieser Verschweißvorgang erfolgt innerhalb desSuch methods are used, for example, to lay pipelines over land. Usually, for this purpose, initially cleared along the entire course of the pipeline route a working strip of about 20 to 22 m width. Subsequently, the topsoil is cleared to the side in the working strip. The individual pipe sections of the pipeline to be laid are then laid out in the working strip. In addition, one or more mobile welding stations are set up in the area of the strip, in which the pipe sections are welded together to produce the complete pipeline on site. This welding process takes place within the
Arbeitsstreifens an der Oberfläche. Dazu wird die Schweißstation entlang der Rohrleitungstrasse entsprechend dem Baufortschritt weiterbewegt, damit die Rohrabschnitte jeweils am vorgesehenen Einbauort verschweißt werden können. Anschließend wird bei dem herkömmlichen Verfahren entlang der geplanten Rohrleitungstrasse innerhalb des Arbeitsstreifens der Bodenaushub bis auf das gewünschte Leitungsniveau herab vorgenommen. Nach Fertigstellung des Grabens entlang der gesamten Länge des verschweißten Rohrleitungsstrangs wird der Rohrleitungsstrang in den ausgehobenen Graben gehoben. Im Anschluss daran wird die Bodenverfüllung vorgenommen, der Oberboden wieder aufgebracht sowie eine Rekultivierung vorgenommen.Work strip on the surface. For this purpose, the welding station is moved along the pipeline route according to the construction progress, so that the pipe sections can be welded in each case at the intended installation location. Subsequently, in the conventional method, along the planned pipeline route within the working strip, the excavated soil is reduced down to the desired level performed. Upon completion of the trench along the entire length of the welded tubing string, the tubing string is lifted into the excavated trench. Subsequently, the soil filling is made, the topsoil reapplied and made a reclamation.
Bei diesem bekannten Verfahren der gattungsgemäßen Art wird mit Nachteil die Landschaft für einen Zeitraum von typischerweise drei bis vier Monaten empfindlich gestört, da entlang der gesamten Rohrleitungstrasse ein Arbeitsstreifen mit der genannten Breite offengelegt werden muss. Dies kann dazu führen, dass Landwirte in Ihrer Produktion unterbrochen werden, wenn die Rohrleitungstrasse über landwirtschaftliche Produktionsflächen verläuft. Verläuft die Rohrleitungstrasse über natürliches Gebiet, so wird durch das bekannte Verfahren die Ökologie gestört, was in zunehmendem Maße auf Widerstand bei der Bevölkerung oder gar auf gesetzliche Verbote stößt. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist, dass eine mobile Schweißstation ständig entlang der Rohrleitungstrasse mit dem Baufortschritt mitbewegt werden muß, um jeweils den Rohrleitungsstrang dort zu schweißen, wo er dann in den ausgehobenen Graben herabgelassen werden soll. Ein Transport eines an einem zentralen Ort geschweißten Rohrleitungsstranges kommt im allgemeinen nicht in Frage, da dies zu aufwendig wäre und zudem die Gefahr von Beschädigungen der Schweißstellen birgt.In this known method of the generic type is disadvantageously disturbed the landscape for a period of typically three to four months, since along the entire pipeline line a working strip with the said width must be disclosed. This can lead to farmers being cut off in their production if the pipeline route passes through agricultural production areas. If the pipeline route runs over natural territory, the ecology is disturbed by the known process, which increasingly encounters resistance from the population or even legal prohibitions. Another disadvantage of the known method is that a mobile welding station must be constantly moved along the pipeline route with the progress of construction in order to weld each of the pipe string where it is then lowered into the excavated trench. A transport of a welded at a central location pipe string is generally out of the question, because this would be too expensive and also carries the risk of damage to the welds.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, das Verfahren zu Verlegung von Rohrleitungen der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Umwelt und Landwirtschaft durch die Rohrleitungsverlegung möglichst wenig gestört werden, wobei dennoch Rohrleitungen über mehrere Kilometer hergestellt und verlegt werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem bei einem Verfahren der eingangs genannten Art das Verschweißen stationär erfolgt und der Rohrstrang von der stationären Schweißstation aus in den Graben eingebracht wird.The present invention is therefore based on the task to improve the method for laying pipelines of the type mentioned in that the environment and agriculture are disturbed by the piping as little as possible, yet pipes can be made and laid over several kilometers. This object is achieved according to the invention by welding in a method of the type mentioned stationary and the pipe string is introduced from the stationary welding station in the trench.
Wenn das stationäre Verschweißen oberirdisch durchgeführt wird, ist es nach der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der Rohrstrang über einen Abschnitt geneigt eingebracht wird. Ein fertiggestellter Rohrleitungsabschnitt wird dann über eine schiefe Ebene auf das endgültige Leitungsniveau geschoben, gezogen oder gepresst.If the stationary welding is carried out above ground, it is particularly advantageous according to the invention, when the pipe string is introduced inclined over a portion. A completed pipe section is then slid over an inclined plane to the final pipe level, pulled or pressed.
Alternativ kann in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Rohrstrang aus einer Baugrube in den Graben eingebracht wird. Dieser Verfahrensschritte ist besonders vorteilhaft, wenn das Verschweißen in einer Baugrube erfolgt.Alternatively, in an embodiment of the method according to the invention, the pipe string is introduced from an excavation into the trench. This process steps is particularly advantageous if the welding takes place in a pit.
In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohrstrang durch Schub mittels einer Schubvorrichtung vorgetrieben. Beispielsweise kann die Schubvorrichtung zusammen mit einer Schweißstation in einer Baugrube angeordnet werden. Die für den Vortrieb erforderliche Kraft auf den Rohrstrang wird dann von dieser Baugrube aus aufgebracht, ohne dass weitere Vorrichtungen entlang der Trasse benötigt werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the pipe string is driven by thrust by means of a pusher. For example, the pusher can be arranged together with a welding station in a pit. The force required for the propulsion on the pipe string is then applied from this excavation, without further devices along the route are needed.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohrstrang durch Zug in den Graben eingebracht, insbesondere durch Ziehen mittels mindestens einer in einer Vortriebsbaugrube angeordneten Zugvorrichtung vorgetrieben. Die Zugvorrichtung kann typischerweise an der Rohrspitze desAccording to another advantageous embodiment of the method according to the invention, the pipe string is introduced by train into the trench, in particular by pulling by means of at least one driven in a Vortriebsbaugrube pulling device. The pulling device can typically be attached to the tube tip of the
Rohrleitungsstrangs, welcher vorgetrieben werden soll, angesetzt werden. Als besonders geeignete Zugvorrichtungen haben sich Seile, Ketten und oder Zugstangen erwiesen. Zur Erleichterung des Vortriebs wird in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Rohrstrang beim Einbringen geführt, insbesondere wird der Rohrstrang durch antreibbare Transportrollen geführt bzw. vorgetrieben. Die Transportrollen können insbesondere an der Rohrsohle, also am Boden des Rohrgrabens, vorhanden sein. Als Antrieb für die Transportrollen eignen sich elektrische oder hydraulische Antriebe.Pipe line, which is to be driven, be recognized. Ropes, chains and or tie rods have proven to be particularly suitable pulling devices. To facilitate the propulsion, the pipe string is guided during introduction in an embodiment of the method according to the invention, in particular, the pipe string is guided or driven by drivable transport rollers. The transport rollers may in particular be present on the tubular sole, ie at the bottom of the trench. As a drive for the transport rollers are electric or hydraulic drives.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Rohrstrang beim Einbringen geschmiert wird. Durch diese Maßnahme wird der Reibungswiderstand des Rohrstrangs beim Vortrieb reduziert. Zum Schmieren können alle bekannten Schmiermittel verwendet werden, welche das Material, aus dem der Rohrstrang besteht, nicht angreifen. Zum Beispiel kann Schluff bzw. Tondispersion verwendet werden. Solche Schmiermittel sind ökologisch und für die Landwirtschaft unbedenklich.Another embodiment of the method according to the invention provides that the pipe string is lubricated during introduction. By this measure, the frictional resistance of the pipe string is reduced during propulsion. For lubrication, all known lubricants can be used which do not attack the material of which the tubing string is made. For example, silt or clay dispersion can be used. Such lubricants are ecological and safe for agriculture.
Alternativ lässt sich nach der Erfindung der Reibungswiderstand beim Vortrieb auch reduzieren, indem der Rohrstrang beim Einbringen gewichtsentlastet wird. Hierzu kann der Rohrstrang zum Beispiel an einem Portal aufgehängt werden.Alternatively, according to the invention, the frictional resistance during propulsion can also be reduced by weight-relieving the pipe string during introduction. For this purpose, the pipe string can be hung, for example, on a portal.
Um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch besonders langeTo be particularly long with the method according to the invention also
Rohrleitungen, z. B. über mehrere Kilometer, verlegen zu können, wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung vorgeschlagen, dass der Rohrstrang beim Einbringen an mehreren Stellen angetrieben wird. Diese Maßnahme ist insbesondere auch immer dann sinnvoll, wenn die Reibung des Rohrstrangs aufgrund der Bodenbeschaffenheit besonders groß ist.Piping, z. B. over several kilometers, is proposed in a further advantageous embodiment, that the pipe string is driven during introduction at several points. This measure is particularly useful whenever the friction of the pipe string is particularly large due to the nature of the soil.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden die Reaktionskräfte beim Einbringen stationär abgefangen. Auf mobile Einheiten kann somit verzichtet werden. Um Überlasten entlang des Rohrstrangs, welche zu Beschädigungen im Bereich der Schweißnähte zwischen den Rohrabschnitten führen könnten, zu vermeiden, erfolgt bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung eine Synchronisation der Antriebe beim Einbringen des Rohrstrangs.In a preferred embodiment of the invention, the reaction forces are intercepted stationary during insertion. Mobile units can thus be dispensed with. In order to avoid overloads along the pipe string, which could lead to damage in the region of the welds between the pipe sections, in a special embodiment of the invention, a synchronization of the drives during introduction of the pipe string.
In anderer günstiger Ausgestaltung der Erfindung wird der Rohrstrang beim Einbringen an mindestens einer Stelle zum Graben hin abgedichtet. Beispielsweise kann die Rohröffnung mit einem Kunststoffdeckel verschlossen sein, um zu vermeiden, dass beim Einbringen der Innenraum der Rohrleitung verschmutzt wird.In another favorable embodiment of the invention, the tubing string is sealed during insertion at at least one point for trenching. For example, the pipe opening can be closed with a plastic lid in order to avoid that the interior of the pipe is contaminated during insertion.
Gemäß einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung werden die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt: die Baugrube wird als Startbaugrube ausgehoben, deren Ausdehnung in Richtung der Rohrleitungstrasse im wesentlichen die Länge eines separaten Rohrabschnitts zuzüglich einer zur Durchführung des Verschweißens benötigten Arbeitslänge erhält; entlang der Rohrleitungstrasse wird zusätzlich zu der Startbaugrube mindestens eine von dieser getrennte Vortriebsbaugrube ausgehoben, welche von der Startbaugrube sowie, falls mehrere Vortriebsbaugruben ausgehoben werden, zu benachbarten Vortriebsbaugruben in einem Abstand angeordnet ist; jeweils zwischen zwei Baugruben wird entlang der Rohrleitungstrasse durch Rohraushub ein Graben mit einer Rohrsohle ausgehoben; die Rohrleitung wird sukzessive in Abschnitten von separaten Rohrabschnitten in die Startbaugrube herabgelassen; jeder Rohrabschnitt wird mit dem zuvor herabgelassenen Rohrabschnitt in der Startbaugrube zu einem Rohrstrang verschweißt und anschließend in den Graben vorgetrieben.According to a particularly favorable embodiment of the invention, the following method steps are carried out: the excavation pit is excavated as a starting excavation whose extension in the direction of the pipeline route is substantially the length of a separate pipe section plus a working length required for carrying out the welding; along the pipeline route, in addition to the starting excavation pit, at least one separate excavation excavation pit is excavated, which is spaced from the starting excavation pit and, if several excavation excavation basins are excavated, to adjacent propulsion excavation basins; in each case between two construction pits, a trench with a tubular sole is excavated along the pipeline route by tube excavation; the pipeline is successively lowered into sections of separate pipe sections in the starting pit; Each pipe section is welded to the previously lowered pipe section in the starting pit to a pipe string and then propelled into the trench.
Der wesentliche Vorteil dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem herkömmlichen Verfahren ist, dass im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren nur ein minimaler Bodenaushub und nur eine minimale Oberflächenbenutzung erforderlich ist. Im einfachsten Falle ist zusätzlich zu dem Graben lediglich eine Startbaugrube und eine Vortriebsbaugrube von Nöten. Außerdem ist es gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, das Schweißen für die gesamte Rohrleitung ausschließlich innerhalb der Startbaugrube durchzuführen. Bei kleinen Nennweiten der Rohrleitung mit geringer Wandstärke oder generell bei Einsatz moderner Laser-Schweißverfahren kann der Schweißvorgang in nur einer einzigen Schweißstation durchgeführt werden. Ein Mitführen einer Schweißstation dem Fortschritt des Rohrleitungsbau folgend, wie bei dem herkömmlichen Verfahren, entfällt somit mit großem Vorteil. Vielmehr kann gemäß der Erfindung eine einzige Schweißstation in der entsprechend dimensionierten Startbaugrube auf dem Leitungsniveau installiert werden. Beispielsweise kann eine moderne kompakte Schweißstation, insbesondere Laser- Schweißstation, in der Startbaugrube verwendet werden. Zur Erstellung des Grabens zwischen den einzelnen Baugruben können alle bekannten Verfahren verwendet werden. Mit Hilfe der Vortriebsbaugruben, welche gemäß der Erfindung entlang der Rohrleitungstrasse zur Erweiterung des Grabens ausgehoben werden, lässt sich der Rohrvortrieb unterstützen. Der Abstand einer Vortriebsbaugrube zu der Startbaugrube bzw. zu den benachbarten weiteren Vortriebsbaugruben sollte zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Bodentrasse, dem Rohrdurchmesser, dem Eigengewicht der Rohre und ähnlichen Parametern gewählt sein, um sicherzustellen, dass der Rohrvortrieb mit dem gewählten Rohrvortriebsmitteln problemlos durchführbar ist. Bei besonders hartem Boden, bei besonders großen Rohrdurchmessern sowie im Falle besonders großen Eigengewichts der Rohre wird man sinnvoller Weise einen geringeren Abstand zwischen den Vortriebsbaugruben untereinander bzw. zwischen einer Vortriebsbaugrube und der Startbaugrube wählen, als bei leichten Böden, geringen Rohrdurchmessern sowie geringem Eigengewicht der Rohre. Entscheidend ist stets, dass ausreichend Vortriebskräfte verfügbar sind, um den Rohrstrang problemlos bewegen zu können. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, sowohl gradlinige Rohrtrassen als auch mit einem bestimmen Biegeradius versehene Rohre zu verlegen. Zum Vortrieb der Rohre können alle bekannten Rohrvortriebsverfahren und Vorrichtungen zum Einsatz kommen.The main advantage of this variant of the method according to the invention over the conventional method is that in comparison to the conventional method only a minimal excavation and only minimal surface usage is required. In the simplest case, in addition to the trench, only a starting excavation pit and a driving excavation pit are needed. In addition, it is possible according to the inventive method to perform the welding for the entire pipeline exclusively within the starting excavation. In the case of small nominal widths of the pipe with a small wall thickness or generally with the use of modern laser welding methods, the welding process can be carried out in a single welding station. Carrying a welding station following the progress of pipeline construction, as in the conventional method, thus eliminates with great advantage. Rather, according to the invention, a single welding station can be installed in the appropriately dimensioned starting excavation at the line level. For example, a modern compact welding station, in particular laser welding station, can be used in the starting excavation. For the creation of the trench between the individual excavations, all known methods can be used. With the help of the Vortriebsbaugruben, which are excavated according to the invention along the pipeline route to expand the trench, the pipe jacking can be supported. The distance of a propulsion pit to the starting excavation pit or to the adjacent further excavation excavation should be suitably chosen depending on the ground route, the pipe diameter, the weight of the pipes and similar parameters to ensure that the pipe jacking with the selected Rohrvortriebsmitteln is easily feasible. With particularly hard ground, with particularly large pipe diameters and in case of particularly heavy weight of the pipes, it will make sense to choose a smaller distance between the propulsion ditches with each other or between a driving pit and the starting pit, as in light soils, low Pipe diameters and low weight of the tubes. It is always crucial that sufficient jacking forces are available to move the pipe string easily. In the context of the invention, it is possible to lay both straight pipe routes as well as with a certain bending radius provided pipes. For propulsion of the tubes all known Rohrvortriebsverfahren and devices can be used.
Das Verschweißen der Rohrabschnitte zu dem Rohrstrang gestaltet sich in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders günstig, wenn die Rohrabschnitte durch Orbitalschweißen bzw. mit einem Laserschweißverfahren, vorzugsweise unter Verwendung einer Orbitalschweißvorrichtung mit einer Hochleistungs-Faserlaserstrahlquelle und einem Laserschweißkopf, und/oder mit einem MAG-Schweißverfahren miteinander verschweißt werden. Beim Orbitalschweißen werden Vorrichtungen zum Schweißen von Rohren entlang des Rohrumfangs verwendet. Orbitalschweißverfahren lassen sich mobil anwenden. Es gibt Schweißanlagen für das Orbitalschweißen, welche mobile Generatoren, mobile Wärmetauscher und transportable Fluid- und Gastanks aufweisen, um von der Infrastruktur vor Ort unabhängig zu sein. Als Orbitalschweißverfahren kommen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens manuelle, teil- oder vollmechanisierte Verfahren oder Kombinationen davon in Frage. Entscheidend für die Verwendbarkeit im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass der Schweißvorgang stationär in der Startbaugrube oder oberirdisch durchgeführt werden kann.The welding of the pipe sections to the pipe string designed in an embodiment of the method particularly favorable if the pipe sections by orbital welding or by a laser welding method, preferably using an orbital welding device with a high-power fiber laser beam source and a laser welding head, and / or with a MAG welding process be welded together. In orbital welding, devices are used to weld pipes along the circumference of the pipe. Orbital welding can be used on a mobile basis. There are welding systems for orbital welding, which include mobile generators, mobile heat exchangers and portable fluid and gas tanks to be independent of the on-site infrastructure. Within the scope of the method according to the invention, manual, partially or fully mechanized methods or combinations thereof may be considered as orbital welding methods. Crucial for the usability in connection with the method according to the invention is that the welding process can be performed stationary in the starting pit or above ground.
Zum Laser-Schweißen kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise eine Orbitalschweißvorrichtung gemäß der Offenlegungsschrift WO 2005/056230 A1 verwendet werden. Bezüglich der Einzelheiten dieser Orbitalschweißvorrichtung wird auf den Offenbarungsgehalt der genannten Druckschrift verwiesen. Damit ist es gemäß der Druckschrift möglich, Rohre, die aus einem schmelzschweißbaren Werkstoff, insbesondere Stahlwerkstoff oder hoch legiertem, nicht rostendem Stahl bestehen und einen Durchmesser von 50 mm bis über 4.000 mm unter einer Wanddicke von 2,5 mm bis über 25 mm aufweisen, innerhalb kurzer Zeit mit einem Orbitalumlauf zu verbinden. Die Eignung von Laserschweißverfahren und insbesondere der genannten Orbitalschweißvorrichtung zum mobilen und autarken Einsatz macht dieses Verfahren bzw. diese Vorrichtung auch zur Herstellung von horizontal auf Land zu verlegenden Pipelines in einer Umgebung, in der nur eine schlechte oder keine Infrastruktur in Form einer festen Strom-, Wasser- oder Gasversorgung zur Verfügung steht, anwendbar. Ein besonderer Vorteil von Laser-Schweißverfahren im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass mittels nur eines einzigen Schweißvorgangs innerhalb kurzer Zeit das Fügen zweier Rohrenden im Feldeinsatz im autarken Betrieb möglich ist.For laser welding, for example, an orbital welding device according to the publication WO 2005/056230 A1 can be used within the scope of the invention. With regard to the details of this orbital welding device is on the disclosure of the referenced document. Thus, it is possible according to the document, tubes which consist of a melt weldable material, in particular steel material or high alloyed, stainless steel and have a diameter of 50 mm to more than 4,000 mm with a wall thickness of 2.5 mm to over 25 mm, within a short time to connect with an orbital circulation. The suitability of laser welding methods, and in particular of said orbital welding apparatus for mobile and self-sufficient use, also makes this method or apparatus suitable for producing pipelines to be laid horizontally on land in an environment in which there is only a poor or no infrastructure in the form of a fixed power, Water or gas supply is available, applicable. A particular advantage of laser welding method in connection with the inventive method is that by means of only a single welding operation within a short time the joining of two pipe ends in field use in autonomous operation is possible.
Im Falle von MAG-Schweißverfahren ist vorteilhaft, dass diese weit verbreitet sind, so dass bei dem Bedienpersonal ein beträchtlicher Erfahrungsschatz bei der Anwendung vorhanden ist. Bei der Verwendung von MAG-Schweißverfahren für das Orbitalschweißen wird häufig in einem Arbeitsgang nur die Wurzel geschweißt, wohingegen die Decklagen sowie die Fülllagen bzw. der Hotpass händisch geschweißt werden. Besonders in Niedriglohnländern ist die Verwendung von MAG-Schweißverfahren aufgrund der geringeren Anschaffungskosten einer MAG- Schweißvorrichtung im Vergleich zu beispielsweise einer Laserschweißvorrichtung von Vorteil. Voraussetzung für die Anwendbarkeit von MAG-Schweißen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist stets, daß der Schweißvorgang in der Startbaugrube durchführbar ist. Zur Vermeidung von unzulänglichen Schweißverbindungen zwischen den Rohrabschnitten ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass eine Qualitätskontrolle der Schweißung, vorzugsweise mittels Ultraschall- oder Röntgend iagnose, durchgeführt wird. Diese Qualitätskontrollverfahren lassen sich erfindungsgemäß auch problemlos im Innern der Startbaugrube an beispielsweise einer dort zur Schweißung installierten Schweißstation durchführen. Es wird somit mit Vorteil vermieden, dass eine fehlerhafte Schweißverbindung zwischen zwei Rohrabschnitten des Rohrstrangs in den Graben vorgetrieben wird. Stattdessen kann bei festgestellten Qualitätsmängeln dieIn the case of MAG welding processes, it is advantageous that these are widely used so that the operator has considerable experience in the application. When using MAG welding for orbital welding, often only the root is welded in one operation, whereas the cover layers as well as the filler layers or the hotpass are welded by hand. Especially in low-wage countries, the use of MAG welding is advantageous due to the lower cost of acquiring a MAG welder compared to, for example, a laser welder. Prerequisite for the applicability of MAG welding for carrying out the method according to the invention is always that the welding process in the starting pit is feasible. In order to avoid insufficient weld connections between the pipe sections, it is provided according to a preferred embodiment of the invention that a quality control of the weld, preferably by means of ultrasound or X-ray diagnosis, is carried out. According to the invention, these quality control methods can also be carried out without problems in the interior of the starting excavation at, for example, a welding station installed there for welding. It is thus advantageously avoided that a faulty welded joint between two pipe sections of the pipe string is driven into the trench. Instead, if quality defects are detected, the
Schweißverbindung unmittelbar im Anschluss vor Ort in der Startbaugrube mit Hilfe des gewählten Schweißverfahrens nachgebessert werden.Welded connection immediately after in the field in the starting pit with the help of the selected welding process to be improved.
Zur Verbesserung der Beständigkeit der Schweißverbindungen zwischen den Rohrabschnitten sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die Schweißverbindungen mit einem Korrosionsschutz versehen werden. Je nach der Bodenbeschaffenheit, den Witterungsbedingungen und dem in der fertiggestellten Rohrleitung zu transportierenden Medium kommen im Rahmen der Erfindung für die Herstellung des Korrosionsschutzes eine Bitumenumhüllung, eine Sinterung, eine Zementumhüllung und/oder eine Laminierung der Schweißverbindung in Frage.To improve the resistance of the welded joints between the pipe sections, a further preferred embodiment of the method according to the invention provides that the welded joints are provided with a corrosion protection. Depending on the condition of the soil, the weather conditions and the medium to be transported in the finished pipeline, in the context of the invention for the production of the corrosion protection, a bitumen coating, a sintering, a cement coating and / or a lamination of the welded joint are possible.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohrstrang durch Schub mittels einer Schubvorrichtung vorgetrieben. Der Schub kann in geeigneter Weise in der Startbaugrube und/oder in einer oder mehrerer der Vortriebsbaugruben auf den Rohrstrang übertragen werden.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the pipe string is driven by thrust by means of a pusher. The thrust can be suitably transmitted in the starting pit and / or in one or more of the propulsion ditches on the pipe string.
Insbesondere erfolgt in bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der Schub für das Einbringen des Rohrstrangs mittels einer Schubvorrichtung in der Startbaugrube. Hierdurch ist ein Vortrieb jedes neu in die Startbaugrube eingeführten Rohrabschnitts unmittelbar nach dem Anschweißen an den bereits vorhandenen Rohrstrang möglich. Insbesondere im Vergleich zu anderen Positionen einer Schubvorrichtung und auch im Vergleich zu alternativ denkbaren Zugvorrichtungen hat dies den Vorteil, dass keine Kommunikation über den Fortschritt der Schweißarbeit mit den Vortriebsvorrichtungen erforderlich ist, da sich die Schweißstation und die Schubvorrichtung in unmittelbare Nähe zueinander innerhalb derselben Startbaugrube befinden.In particular, in a preferred embodiment of the method according to the invention, the thrust for the introduction of the Pipe string by means of a pusher in the starting pit. As a result, a propulsion of each newly introduced into the starting pit pipe section is possible immediately after welding to the existing pipe string. In particular, compared to other positions of a pusher and also compared to alternative conceivable traction devices this has the advantage that no communication on the progress of the welding work with the propulsion devices is required because the welding station and the thruster are in close proximity to each other within the same starting excavation ,
Wenn in weiterer Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Schubvorrichtung in einer oder mehreren Vortriebsbaugruben angeordnet ist, können durch das Zusammenwirken mehrerer Schubvorrichtungen entlang der Rohrleitungstrasse höhere Schubkräfte aufgebracht werden. Hierdurch können auch längere und/oder schwerere und/oder größere Rohrstränge z.B. auch in Gräben mit besonders großer Reibung vorgetrieben werden.If, in a further improvement of the method according to the invention, the pusher is arranged in one or more propulsion intake pits, higher thrust forces can be applied by the interaction of several pusher devices along the pipeline route. As a result, longer and / or heavier and / or larger pipe strands can also be used, for example. be driven in trenches with particularly high friction.
In spezieller Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohrstrang mit Backen an einer Umfangsfläche des Rohrstrangs umgriffen und, vorzugsweise hydraulisch, geschoben. Auf dem Markt sind sog. „Pipepusher" zur Durchführung dieses Verfahrensschritts verfügbar. Derartige „Pipepusher" kommen zum Einsatz, wenn bei der Herstellung von Gewässerkreuzungen mittels HDD - (Horizontal Directional Drilling) - Verfahren im endgültigen Arbeitsgang die vorgefertigte Pipeline in das Bohrloch gezogen wird. Da bei großen Längen die Zugkräfte der HDD- Einheit nicht ausreichen, werden dort zusätzlich „Pipepusher" benutzt, welche den Rohrleitungsstrang mit Hydraulikzylindern in das Bohrloch hineinschieben. Bei diesen Verfahren addiert sich die Zugkraft des HDD- Riggs mit der Schubkraft des „Pipepushers" zu einer Gesamtvortriebskraft. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können die „Pipepusher" sowohl alleine als auch im Verbund mit mehreren Pipepushern in mehreren Vortriebsbaugruben als auch in Verbindung mit Zugvorrichtungen zum Einsatz kommen.In a specific embodiment of the method according to the invention, the pipe string is gripped with jaws on a peripheral surface of the pipe string and, preferably hydraulically, pushed. So-called "pipepushers" are available in the market to carry out this process step. "Pipepushers" are used when the prefabricated pipeline is pulled into the borehole during the production of water crossings by means of HDD (Horizontal Directional Drilling) processes in the final operation , Since the traction forces of the HDD unit are not sufficient for long lengths, additional "pipepushers" are used, which push the pipe string into the borehole with hydraulic cylinders.These methods add the pulling force of the HDD rig to the thrust of the pipepusher a total driving force. In the context of the method according to the invention, the "pipepushers" can be used both alone and in combination with several pipepushes in a plurality of propulsion intake pits as well as in connection with traction devices.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Graben geflutet. Auch durch diese Maßnahme wird sowohl eine Reibungsverminderung beim Vortrieb des Rohrstrangs erzielt als auch eine Verminderung der Gefahr von Beschädigungen des Rohrstrangs und insbesondere der Schweißverbindungen. Das Fluten der Rohrsohle bietet sich insbesondere an, wenn das Leitungsniveau in der Nähe des Grundwasserspiegels verläuft.In another embodiment of the method according to the invention, the trench is flooded. Also by this measure, both a reduction in friction during propulsion of the pipe string is achieved as well as a reduction in the risk of damage to the pipe string and in particular the welded joints. The flooding of the pipe bottom is particularly suitable when the pipeline level is close to the groundwater level.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.The invention will be described by way of example in a preferred embodiment with reference to a drawing, wherein further advantageous details are shown in the figures of the drawing.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.Functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:The figures of the drawing show in detail:
Figur 1 : eine schematische Draufsicht auf eine Baustelle zur Verlegung einer unterirdischen Rohrleitung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Schweißstation in einerFigure 1 is a schematic plan view of a construction site for laying an underground pipeline, in which the inventive method with a welding station in a
Baugrube eingesetzt wird;Excavation pit is used;
Figur 2: eine seitliche Schnittansicht einer Baustelle, bei der gemäß einer alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Schweißstation oberirdisch angeordnet ist;Figure 2 is a side sectional view of a construction site, in which according to an alternative embodiment of the method according to the invention, a welding station is arranged above ground;
Figur 3: einen vertikalen Schnitt entlang der Linie HI-III in der Figur 1 ; Die Figur 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Baustelle für eine über Land zu verlegende Pipeline 1 , wobei die Pipeline 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verlegt wird.FIG. 3 shows a vertical section along the line HI-III in FIG. 1; FIG. 1 schematically shows a plan view of a construction site for a pipeline 1 to be laid over land, wherein the pipeline 1 is laid according to the method according to the invention.
Rechts in der Figur 1 ist eine Startbaugrube 3 zu erkennen. Die Startbaugrube 3 hat in Richtung der Rohrleitungstrasse 4 eineOn the right in FIG. 1, a starting excavation 3 can be seen. The starting pit 3 has in the direction of the pipeline line 4 a
Längsausdehnung 5. Die Längsausdehnung 5 der Startbaugrube 3 setzt sich zusammen aus einer Arbeitslänge, entsprechend der Länge der Laser-Orbitalschweißstation, sowie einer Länge der Rohrabschnitte 6, damit diese in horizontaler Ausrichtung in die Startbaugrube 3 passen, um mit dem bereits in den Rohrgraben 18 vorgetriebenen Rohrstrang mittels der in der Startbaugrube 3 untergebrachten Schweißstation 7 verschweißt zu werden.Longitudinal extent 5. The longitudinal extent 5 of the starting pit 3 is composed of a working length, corresponding to the length of the laser orbital welding station, and a length of the pipe sections 6, so that they fit in a horizontal orientation in the starting pit 3, with the already in the pipe trench 18th driven tubular string to be welded by means of the housed in the starting pit 3 welding station 7.
Im Innern der Startbaugrube 3 befindet sich ein Rohrabschnitt 6. Ferner befindet sich in der Startbaugrube 3 eine nur schematisch durch ein Rechteck angedeutete Laser-Orbitalschweißstation 7. Außerdem ist innerhalb der Startbaugrube 3 ein Rohrpusher 8 untergebracht. Der Rohrpusher 8, welcher ebenfalls nur schematisch dargestellt ist, weist ein paar Backen 9 zum Herstellen einer Druckverbindung mit den Rohrabschnitten 6 auf. Die Backen 9 sind über ein Gestänge 10 mit einem Widerlager 11 verbunden. Die Widerlager 11 sind im Erdreich der Startbaugrube 3 in üblicher Weise gestützt.There is a pipe section 6 in the interior of the starting excavation 3. Furthermore, in the starting excavation 3 there is a laser orbital welding station 7, which is indicated only schematically by a rectangle. In addition, a pipe pusher 8 is accommodated within the starting excavation 3. The pipe pusher 8, which is also shown only schematically, has a pair of jaws 9 for establishing a pressure connection with the pipe sections 6. The jaws 9 are connected via a linkage 10 with an abutment 11. The abutments 11 are supported in the soil of the starting pit 3 in the usual way.
In einem Abstand 12 von der Startbaugrube 3 sind entlang der Rohrleitungstrasse 4 zwei Vortriebsbaugruben 13 zu erkennen. In jeder Vortriebsbaugrube 13 ist jeweils ein Rohrpusher 8 installiert. Die Rohrpusher 8 entsprechen bezüglich des Aufbaus dem Rohrpusher 8 in der Startbaugrube 3. Jedoch sind die Rohrpusher 8 in den beiden Vortriebsbaugruben 13 an den Rückwänden 14 des Erdreichs der Vortriebsbaugruben 13 mit den Widerlagern 11 gestützt. Entlang der Rohrleitungstrasse 4 ist ein Rohrgraben 18 ausgehoben, welcher auch durch die Vortriebsbaugruben 13 und die Startbaugrube 3 verläuft.At a distance 12 from the starting excavation 3, two propulsion ditches 13 can be seen along the pipeline route 4. In each propulsion pit 13 a Rohrpusher 8 is installed in each case. The Rohrpusher 8 correspond in structure to the Rohrpusher 8 in the starting pit 3. However, the Rohrpusher 8 are supported in the two Vortriebsbaugruben 13 on the rear walls 14 of the ground of the Vortriebsbaugruben 13 with the abutments 11. Along the pipeline line 4, a pipe trench 18 is excavated, which also extends through the Vortriebsbaugruben 13 and 3 Startbaugrube.
Die Rohrabschnitte 6 sind jeweils an Schweißstellen 16 miteinander verschweißt.The pipe sections 6 are welded to each other at welds 16.
Der Rohrgraben 18 ist mit ringförmigen Dichtungen 21 gegen die Startbaugrube 3 und die Vortriebsbaugruben 13 abgedichtet. Die Dichtungen 21 umgeben die Pipeline 1 ringförmig.The pipe trench 18 is sealed with annular seals 21 against the starting pit 3 and the propulsion ditches 13. The seals 21 surround the pipeline 1 annular.
In dem Rohrgraben 8 sind seitliche Führungsrollen 22, deren Achse vertikal orientiert ist, vorhanden, welche die Pipeline 1 beim Vortrieb führen und verhindern, daß die Pipeline entlang der Seitenwände des Rohrgrabens 8 reibt. Die Führungsrollen können entlang der gesamten Länge des Rohrgrabens angeordnet sein. In der Figur sind ist lediglich ein Paar eingezeichnet. Ferner sind in der Rohrsohle 17, also am Boden des Rohrgrabens 18, Stützrollen 23 vorhanden, deren Achse horizontal ausgerichtet ist. Die Stützrollen 23 dienen dazu, die Pipeline 1 beim Vortrieb zu stützen. Stützrollen können an verschiedenen Orten am Boden 17 des Rohrgrabens 18 verwendet werden. In der Figur ist aus Gründen der Übersichtlichkeit exemplarisch nur eine einzige Stützrolle 23 eingezeichnet. Das Ende der Pipeline 1 ist mit einem Kunststoffdeckel 24 abgedichtet.In the trench 8 there are lateral guide rollers 22 whose axis is vertically oriented, which guide the pipeline 1 during propulsion and prevent the pipeline from rubbing along the side walls of the trench 8. The guide rollers can be arranged along the entire length of the trench. In the figure, only one pair is drawn. Furthermore, support rollers 23 are present in the tube sole 17, ie at the bottom of the trench 18, whose axis is aligned horizontally. The support rollers 23 serve to support the pipeline 1 during propulsion. Support rollers may be used at various locations on the bottom 17 of the trench 18. In the figure, for reasons of clarity, only a single support roller 23 is shown by way of example. The end of the pipeline 1 is sealed with a plastic lid 24.
Figur 2 zeigt eine andere Baustelle in einer vertikalen Schnittansicht, bei welcher eine alternative Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt wird, um eine Pipeline 1 zu verlegen. Zusätzlich zu den in Figur 1 dargestellten und oben beschriebenen Merkmalen erkennt man in Figur 2 die Rohrsohle 17. Die Rohrsohle 17 entspricht dem Boden des Grabens 18. Weiter ist in Figur 2 zu erkennen, dass die Laser- Orbitalschweißstation 7 nicht wie im Falle der Figur 1 in der Startbaugrube 3 aufgestellt ist, sondern oberirdisch in einem Vorbereitungsbereich 20 auf der Geländeoberfläche 2. Der Vorbereitungsbereich 20 befindet sich in der Figur 2 rechts von dem Beginn des Rohrgrabens 18. Zwischen dem Vorbereitungsbereich 20 und dem Beginn des Rohrgrabens 18 befindet sich eine schiefe Ebene 25 mit einer jener des Rohrgrabens 18 entsprechenden Breite. Die schiefe Ebene 25 verbindet die Geländeoberfläche 2 mit der Rohrsohle 17, also mit dem Boden des Rohrgrabens 18. In der in Figur 2 gezeigten Situation befindet sich ein Rohrabschnitt 6 im Bereich der schiefen Ebene 25. In Figur 2 ist die Geländeoberfläche 2 im Bereich des Vorbereitungsbereich auf einem anderen Niveau als im Bereich des Rohrgrabens 18. Dies ist jedoch für die Erfindung unmaßgeblich. Die schiefe Ebene zur Verbindung der Geländeoberfläche 2 mit der Rohrsohle 17 ist bei einer unterirdisch zu verlegenden Pipeline in jedem Falle erforderlich, wenn die Schweißstation auf Niveau der Geländeoberfläche 2 aufgebaut wird.FIG. 2 shows another construction site in a vertical sectional view, in which an alternative embodiment of the method according to the invention is used to lay a pipeline 1. In addition to the features illustrated in FIG. 1 and described above, the tubular sole 17 can be seen in FIG. 2. The tubular sole 17 corresponds to the bottom of the trench 18. It can also be seen in FIG. 2 that the laser orbital welding station 7 does not act as in the case of FIG 1 in the The preparation area 20 is located in the figure 2 right of the beginning of the trench 18. Between the preparation area 20 and the beginning of the trench 18 is an inclined plane 25 with one of those of the pipe trench 18 corresponding width. The inclined plane 25 connects the terrain surface 2 with the pipe bottom 17, ie with the bottom of the pipe trench 18. In the situation shown in Figure 2 is a pipe section 6 in the region of the inclined plane 25. In Figure 2, the terrain surface 2 in the region of Preparation area at a different level than in the area of the pipe trench 18. However, this is irrelevant to the invention. The inclined plane for connecting the terrain surface 2 with the tubular sole 17 is required in any case in a pipeline to be laid underground, when the welding station is built at the level of the terrain surface 2.
Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie Ill-Ill in Figur 1. Zu erkennen ist das Haufwerk 19 rechts und links der Rohrleitungstrasse 4, wobei die Rohrleitungstrasse 4 in der Darstellung der Figur 3 senkrecht zur Zeichenebene steht. Das Haufwerk 19 besteht aus dem Fördergut. Das Fördergut besteht im wesentlichen aus dem Oberboden, der auf einem Haufen gelagert wird, und dem sonstigen Aushub, der separat davon gelagert werden muss. Beispielsweise kann der Oberboden auf dem in der Figur linken Haufwerk 19 und der sonstige Aushub auf dem in der Figur rechten Haufwerk 19 gelagert werden. In Figur 3 ist weiter ein Wasserniveau 27 eingezeichnet. Ferner ist die Stützrolle 23 in Draufsicht von vorne schematisch zu erkennen.FIG. 3 shows a sectional view along the line III-III in FIG. 1. The heap 19 can be seen to the right and left of the pipeline route 4, the pipeline route 4 being perpendicular to the plane of the drawing in FIG. The heap 19 consists of the conveyed. The conveyed material consists essentially of the topsoil, which is stored in a heap, and the other excavation, which must be stored separately. For example, the topsoil can be stored on the left in the figure heap 19 and the other excavation on the right in the figure heap 19. FIG. 3 also shows a water level 27. Furthermore, the support roller 23 can be seen schematically in plan view from the front.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Verlegen einer Rohleitung anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert. Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Schweißstation in einer Baugrube untergebracht wird, ist nachstehend anhand von Figur 1 erläutert. Zum Verlegen einer Rohrleitung 1 bestehend aus mehreren einzelnen Rohrabschnitten 6 wird zunächst die Startbaugrube 3 ausgehoben. Zum Ausheben der Startbaugrube 3 können im Rahmen der Erfindung alle gängigen Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden. Zum Beispiel kann zum Ausheben des Oberbodens ein Bagger verwendet werden.The method according to the invention for laying a pipe is explained below with reference to FIGS. 1 to 3. A first embodiment of the method according to the invention, in which the welding station is housed in a pit, is explained below with reference to FIG. For laying a pipe 1 consisting of several individual pipe sections 6, the starting excavation pit 3 is first excavated. For lifting the starting excavation 3 all common methods and devices can be used within the scope of the invention. For example, an excavator can be used to lift the topsoil.
Die Startbaugrube 3 wird so ausgehoben, dass deren Ausdehnung in Richtung der Rohrleitungstrasse 4 im wesentlichen die Länge einesThe starting excavation pit 3 is excavated so that its extension in the direction of the pipeline line 4 is substantially the length of a
Rohrabschnitts 6 zuzüglich der Länge der Laser-Orbitalschweißstation 7 aufweist.Pipe section 6 plus the length of the laser orbital welding station 7 has.
In einem weiteren Schritt wird im Abstand 12 von der Startbaugrube 3 eine erste Vortriebsbaugrube 13 auf ähnliche Weise wie die Startbaugrube 3 ausgehoben. In beiden Fällen wird das Haufwerk 19 rechts und links neben den Baugruben 3, 13 auf der Geländeoberfläche 2 gelagert, wobei der Oberboden separat von dem sonstigen Aushub gelagert wird. Außerdem wird zwischen der Startbaugrube 3 und der Vortriebsbaugrube 13 der Graben 18 ausgehoben. Zum Ausheben des Grabens 18 ist im Rahmen der Erfindung prinzipiell jedes bekannte Verfahren geeignet. Es wird zwischen allen Baugruben 3, 13 entlang der Rohrleitungstrasse 4 ein zusammenhängender Graben 18 ausgehoben. Im Rahmen der Erfindung kommt es nicht auf die Reihenfolge an, in der die Baugruben bzw. der Graben ausgehoben werden.In a further step, a first propulsion ditch 13 is excavated at a distance 12 from the starting pit 3 in a manner similar to the starting pit 3. In both cases, the heap 19 is mounted to the right and left of the excavations 3, 13 on the terrain surface 2, wherein the topsoil is stored separately from the other excavation. In addition, the trench 18 is excavated between the starting excavation pit 3 and the propulsion excavation pit 13. For excavating the trench 18, in principle any known method is suitable within the scope of the invention. It is excavated between all excavations 3, 13 along the pipeline 4 a continuous trench 18. In the context of the invention, it does not depend on the order in which the excavations or the trench are excavated.
Im nächsten Schritt wird die Laser-Orbitalschweißstation 7 in derIn the next step, the laser orbital welding station 7 in the
Startbaugrube 3 installiert. Außerdem wird in der Startbaugrube 3 sowie in jeder Vortriebsbaugrube 13 ein Rohrpusher eingebaut. Die Baustelle ist nun zur Aufnahme der Rohrabschnitte bereit. Dazu wird ein erster Rohrabschnitt 6 in die Startbaugrube 3 herabgelassen. Dort wird der Rohrabschnitt 6 mit den Backen 9 des Rohrpushers 8 umgriffen und über in den Figuren nicht näher dargestellte Hydraulikzylinder in den Graben 18 entlang der Rohrleitungstrasse 4 in Richtung der ersten Vortriebsbaugrube 13 vorgetrieben. Der Vortrieb des ersten Rohrabschnitts 6 erfolgt in etwa soweit, bis sich das hintere Ende des Rohrabschnitts 6 im Bereich der Schweißstation 7 befindet.Launch pit 3 installed. In addition, a Rohrpusher is installed in the starting pit 3 and in each Vortriebsbaugrube 13. The construction site is now ready to receive the pipe sections. For this purpose, a first pipe section 6 is lowered into the starting pit 3. There, the pipe section 6 is surrounded with the jaws 9 of the Rohrpushers 8 and advanced in the figures not shown hydraulic cylinder in the trench 18 along the pipeline line 4 in the direction of the first propulsion pit 13. The propulsion of the first pipe section 6 takes place approximately as far as until the rear end of the pipe section 6 is in the region of the welding station 7.
Anschließend wird ein weiterer Rohrabschnitt 6 in die Startbaugrube 3 herabgelassen, bis er horizontal ausgerichtet und an den ersten Rohrabschnitt 6 in Richtung der Rohrleitungstrasse 4 anschließend angeordnet ist. In der Laser-Orbitalschweißstation 7 werden dann die Enden der beiden Rohrabschnitte 6 in einem einzigen Arbeitsgang miteinander verschweißt. Wie in den Figuren nicht näher dargestellt, wird in der Laser-Orbitalschweißstation 7 ferner eine Qualitätskontrolle der Schweißverbindung zwischen den Rohrabschnitten 6 mittels Ultraschalloder Röntgenanalyse vorgenommen. Erforderlichenfalls wird die Schweißstelle nachgebessert.Subsequently, a further pipe section 6 is lowered into the starting pit 3 until it is aligned horizontally and then arranged on the first pipe section 6 in the direction of the pipeline line 4. In the laser orbital welding station 7, the ends of the two pipe sections 6 are then welded together in a single operation. As not shown in detail in the figures, in the laser orbital welding station 7, a quality control of the welded connection between the pipe sections 6 is also carried out by means of ultrasound or X-ray analysis. If necessary, the weld is repaired.
Wie ebenfalls in den Figuren nicht näher dargestellt, wird in der Laser- Orbitalschweißstation 7 außerdem ein Korrosionsschutz auf dieAs also not shown in detail in the figures, in the laser orbital welding station 7 also a corrosion protection on the
Schweißverbindung aufgebracht. Geeignet sind für den Korrosionsschutz eine Bitumenumhüllung, eine Sinterung, eine Zementumhüllung oder auch eine Laminierung.Welded connection applied. Suitable for corrosion protection a bituminous coating, sintering, a cement coating or a lamination.
Als Ergebnis dieses Verfahrensschritts gemäß der Erfindung sind zwei Rohrabschnitte 6 miteinander zu einem Rohrstrang verbunden. Dieser aus den beiden Rohrabschnitten 6 zusammengesetzte Rohrstrang wird nun wiederum mit Hilfe des Rohrpushers 8 entlang der Rohrleitungstrasse 4 in den vorgefertigten Graben 18 vorgetrieben. Sofern der Rohrstrang eine Länge aufweist, welche insgesamt betragsmäßig größer ist als der Abstand 12 zwischen der Startrohrgrube 3 und der Vortriebsbaugrube 13, wird der Rohrstrang auch von dem Rohrpusher 8 in der Vortriebsbaugrube 13 mit Hilfe der Backen 9 umgriffen und auch durch diesen Rohrpusher vorgetrieben. Die gesamte Vortriebskraft, welche auf den aus den beiden Rohrabschnitten 6 bestehenden Rohrstrang wirkt, entspricht der Summe der Vortriebskräfte der beiden Rohrpusher 8.As a result of this process step according to the invention, two pipe sections 6 are connected together to form a pipe string. This composite of the two pipe sections 6 pipe string is now in turn with the help of Rohrpushers 8 along the pipeline 4 in the prefabricated trench 18 is driven. If the pipe string a Length, which is a total of magnitude greater than the distance 12 between the starting pipe pit 3 and the propulsion pit 13, the pipe string is also encompassed by the Rohrpusher 8 in the Vortriebsbaugrube 13 by means of the jaws 9 and also driven by this Rohrpusher. The entire propulsion force, which acts on the existing of the two pipe sections 6 pipe string, corresponds to the sum of the propulsive forces of the two Rohrpusher. 8
Der Vortrieb des Rohrstrangs erfolgt wiederum in etwa bis das eine Ende des Rohrstrangs in etwa bündig mit einer Längskante der Startbaugrube 7 ist. Daraufhin wird ein weiterer Rohrabschnitt 6 in die Startbaugrube 3 herabgelassen und in der Laser-Orbitalschweißstation 7 auf die oben beschriebene Weise mit dem Rohrstrang verschweißt. Wiederum wird eine Qualitätskontrolle mit Ultraschall oder Röntgen durchgeführt und ein Korrosionsschutz auf die Schweißverbindung aufgetragen. Auch nach Fertigstellung dieser Schweißverbindung wird der nunmehr aus drei Rohrabschnitten 6 bestehende Rohrstrang mit Hilfe der Rohrpusher 8 entlang der Rohrleitungstrasse 4 in den Graben 18 vorgetrieben. Wenn die Gesamtlänge des Rohrstrangs aus den drei Rohrabschnitten 6 dafür ausreichend ist, wird der Rohrstrang nunmehr auch durch den in der zweiten Vortriebsbaugrube 13 vorhandenen Rohrpusher 8 umgriffen und vorgetrieben. In diesem Falle tragen sowohl der Rohrpusher 8 in der Startbaugrube 3, als auch der Rohrpusher 8 in der ersten Vortriebsbaugrube 13, als auch der Rohrpusher 8 in der zweiten Vortriebsbaugrube 13 zum Vortrieb des Rohrstrangs 3 bei.The propulsion of the pipe string is again approximately until one end of the pipe string is approximately flush with a longitudinal edge of the starting excavation 7. Then another pipe section 6 is lowered into the starting pit 3 and welded in the laser orbital welding station 7 in the manner described above with the pipe string. Again, a quality control with ultrasound or X-ray is performed and applied a corrosion protection on the welded joint. Even after completion of this weld the existing now three pipe sections 6 pipe string is driven by means of Rohrpusher 8 along the pipeline 4 in the trench 18. If the total length of the pipe string from the three pipe sections 6 is sufficient for this, the pipe string is now encompassed and driven by the existing pipe in the second Vortriebsbaugrube 13 Rohrpusher 8. In this case, both the Rohrpusher 8 in the starting pit 3, and the Rohrpusher 8 in the first propulsion pit 13, as well as the Rohrpusher 8 in the second Vortriebsbaugrube 13 for propulsion of the tubing 3 at.
Der Schweißvorgang in der Laser-Orbitalschweißstation 7 inklusiveThe welding process in the laser orbital welding station 7 included
Qualitätssicherung und nachlaufender Umhüllung bzw. Erstellung eines Korrosionsschutzes kann in einer Taktzeit von etwa zehn Minuten in einem einzigen Arbeitsgang vorgenommen werden. Im Unterschied dazu sind bei konventionellen Schweißverfahren auf Basis von MAG- Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen) üblicherweise mehrere Arbeitsgänge erforderlich, welche bei dem weiter oben geschilderten herkömmlichen Verfahren zum Verlegen von Pipelines in fünf bis sechs separaten, entlang der Rohrleitungstrasse 4 hintereinander aufgestellten Schweißstationen durchgeführt werden müssen.Quality assurance and subsequent coating or creation of a corrosion protection can be carried out in a cycle time of about ten minutes in a single operation. In contrast, in conventional welding processes based on MAG Welding (metal-active gas welding) usually requires several operations, which must be carried out in the above-described conventional method for laying pipelines in five to six separate, along the pipeline line 4 set up welding stations.
Das Laser-Orbitalschweißverfahren ist also besonders gut zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, da es mit einem kompakten Gerät durchgeführt werden kann, welches in die Startbaugrube eingebaut werden kann.The laser orbital welding method is therefore particularly well suited for carrying out the method according to the invention, since it can be carried out with a compact device which can be installed in the starting pit.
Auf die beschriebene Weise wird eine gewünschte Anzahl vonIn the manner described, a desired number of
Rohrabschnitten 6 zum Bau der gesamten Pipeline eingebaut. Hierzu ist mit großem Vorteil nur an isolierten, in Abständen 12 zueinander angeordneten Baugruben 3, 13 ein minimaler Bodenaushub zusätzlich zu dem Rohrgraben 18 erforderlich, so dass die Umwelt und/oder landwirtschaftliche Produktionsflächen weitestgehend geschont werden. Entlang der gesamten Länge der Rohrleitungstrasse 4 muß lediglich ein schlitzartiger Rohrgraben 18 ausgehoben werden. Eine weitere Entlastung der Umwelt ergibt sich durch den Wegfall eines sehr breiten Arbeitsstreifens um die Rohrleitungstrasse 4 herum.Pipe sections 6 built to build the entire pipeline. For this purpose, a minimum excavated soil in addition to the pipe trench 18 is required with great advantage only on isolated, spaced at intervals 12 excavations 3, 13, so that the environment and / or agricultural production areas are largely spared. Along the entire length of the pipeline line 4 only a slot-like pipe trench 18 must be excavated. A further relief of the environment results from the elimination of a very wide strip of work around the pipeline line 4 around.
Der Arbeitsstreifen kann wegfallen, da durch den Einsatz des Laser- Orbitalschweißgerätes 7 in der Startbaugrube 3 eine Verschweißung der Rohrabschnitte 6 entlang des Grabens 18 entfällt. Stattdessen erfolgt das Schweißen zentral ausschließlich in der Startbaugrube 3, wobei jeweils sukzessive einzelne Rohrabschnitte 6 an den bereits im Graben 18 vorhandenen Rohrstrang angeschweißt werden. Der Einsatz des Laser- Orbitalschweißgerätes 7 ermöglicht hierbei extrem geringe Taktzeiten von ca. zehn Minuten für den Schweißvorgang. Das Zusammenwirkung einer Vielzahl von in Vortriebsbaugruben 13 installierten Rohrpushern 8 ermöglicht den Vortrieb des Rohrstrangs in den Graben 18 auch über mehrere Kilometer. Besonders vorteilhaft ist, dass die Schweißstation 7 fest in der Startbaugrube 3 verbleibt, wobei Schweißvorgänge in dieser Startbaugrube 3 oder in mehreren Gruben -durchgeführt werden. Auch eine Materialanlieferung und/oder Lagerung, insbesondere von Rohrabschnitten 6, wird ausschließlich in der Umgebung der Startbaugrube 3 durchgeführt. Die Umwelt und/oder landwirtschaftliche Produktionsflächen werden durch diese Maßnahme weitestgehend geschont.The working strip can be omitted since the use of the laser orbital welder 7 in the starting excavation 3 eliminates welding of the pipe sections 6 along the trench 18. Instead, the welding takes place centrally exclusively in the starting pit 3, wherein in each case successively individual pipe sections 6 are welded to the already present in the trench 18 pipe string. The use of the laser orbital welder 7 allows extremely short cycle times of about ten minutes for the welding process. The interaction of a plurality of installed in Vortriebsbaugruben 13 Rohrpushern 8 allows the propulsion of the pipe string in the trench 18 over several kilometers. It is particularly advantageous that the welding station 7 remains firmly in the starting pit 3, whereby welding operations are carried out in this starting pit 3 or in several pits. A material delivery and / or storage, in particular of pipe sections 6, is carried out exclusively in the vicinity of the starting pit 3. The environment and / or agricultural production areas are spared by this measure as far as possible.
Auf diese Weise ist gemäß der Erfindung ein erstes Verfahren zum Verlegen einer aus einer Vielzahl von separaten Rohrabschnitten zusammengesetzten Rohrleitung entlang einer Rohrleitungstrasse 4 vorgeschlagen, welches minimalen Bodenaushub und minimale Oberflächenbenutzung sicherstellt, und geeignet ist, Pipelines über mehrere Kilometer herzustellen und vorzutreiben.In this way, according to the invention, a first method for laying a pipeline composed of a plurality of separate pipe sections along a pipeline route 4 is proposed, which ensures minimal excavation and minimal surface use, and is suitable for producing and driving pipelines over several kilometers.
Eine weitere bevorzugte Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der Figur 2 erläutert. Abweichend von der Situation gemäß Figur 1 entfällt hier das Ausheben einer Startbaugrube. Stattdessen werden der erste Rohrpusher 8 und die Schweißstation 7 außerhalb des Grabens 18 oberirdisch in einemA further preferred embodiment of the method according to the invention is explained below in connection with FIG. Notwithstanding the situation shown in Figure 1 eliminates the lifting of a starting excavation here. Instead, the first pipe pusher 8 and the welding station 7 outside the trench 18 above ground in a
Vorbereitungsbereich 20 auf der Geländeoberfläche 2 aufgestellt. Ferner wird ein Zuleitungsgraben, dessen Grund eine schiefe Ebene 25 aufweist, ausgehoben. Der Grund des Zuleitungsgrabens hat im Vorbereitungsbereich 20 das Niveau der Geländeoberfläche 2 und verläuft entlang der schiefen Ebene 25 in zunehmender Tiefe bis auf das Niveau des Bodens 17 des Rohrgrabens 18.Preparation area 20 set up on the terrain surface 2. Further, a feeder trench whose bottom has an inclined plane 25 is excavated. The bottom of the feed trench has the level of the terrain surface 2 in the preparation area 20 and extends along the inclined plane 25 in increasing depth to the level of the bottom 17 of the trench 18.
Nachdem der Zuleitungsgraben mit den beschriebenen Parametern ausgehoben worden ist, werden oberirdisch in der Schweißstation zwei Rohrleitungsabschnitte 6 in der oberirdisch angeordneten Schweißstation 7 miteinander zu einem Rohrleitungsstrang verschweißt. Anschließend wird dieser aus zwei Rohrleitungsabschnitten 6 bestehende Rohrleitungsstrang mit Hilfe des Rohrpushers 8 über die schiefe Ebene des Zuleitungsgrabens in den Rohrgraben 18 vorgetrieben. Aufgrund der Elastizität des Rohrleitungsstranges ist dies möglich. Der Vortrieb des Rohrleitungsstranges wird gestoppt, sobald das hintere Ende des hinteren Rohrleitungsabschnittes 6 innerhalb der Schweißstation 7 angelangt ist.After the feeder trench has been dug with the described parameters, two above ground in the welding station Pipe sections 6 in the above-ground welding station 7 welded together to form a pipeline strand. Subsequently, this consisting of two pipe sections 6 pipe string is driven by means of Rohrpushers 8 on the inclined plane of the feed trench in the pipe trench 18. Due to the elasticity of the tubing string this is possible. The propulsion of the pipe string is stopped as soon as the rear end of the rear pipe section 6 has arrived within the welding station 7.
In diesem Stadium wird ein weiterer Rohrleitungsabschnitt 6 von hinten (also in der Figur rechts) in die Schweißstation 7 eingeführt und mit dem Rohrleitungsstrang ausgerichtet. Anschließend wird der weitere Rohrleitungsabschnitt 6 mit dem Rohrleitungsstrang verschweißt. Außerdem werden oberirdisch - innerhalb oder außerhalb der Schweißstation 7 - die Qualitätskontrolle und die Korrosionsschutzmaßnahmen vorgenommen. Der auf diese weise verlängerte Rohrleitungsstrang wird anschließend mit dem Rohrpusher 8 über die schiefe Ebene 25 des Zuleitungsgrabens in den Rohrgraben vorgetrieben. Der Vorschubmechanismus entspricht dem in Zusammenhang mit Figur 1 erläuterten. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung erfolgt das Schweißen somit ebenfalls zentral ausschließlich in dem stationären Vorbereitungsbereich 20. Jedoch ist abweichend von der Situation gemäß Figur 1 die Schweißstation oberirdisch aufgebaut.At this stage, another pipe section 6 is inserted from the rear (ie in the figure on the right) in the welding station 7 and aligned with the pipe string. Subsequently, the further pipe section 6 is welded to the pipe string. In addition, above-ground - inside or outside the welding station 7 - the quality control and corrosion protection measures are made. The lengthened in this way pipe string is then advanced with the Rohrpusher 8 on the inclined plane 25 of the feed trench in the trench. The feed mechanism corresponds to that explained in connection with FIG. In this embodiment of the method according to the invention, the welding thus also takes place centrally exclusively in the stationary preparation area 20. However, deviating from the situation according to FIG. 1, the welding station is constructed above ground.
Sowohl bei der Verfahrensvariante gemäß Figur 1 als auch bei jener gemäß Figur 2 können erfindungsgemäß die folgenden Maßnahmen zur Erleichterung/Verbesserung des Vortriebs eingesetzt werden. Zur Erreichung einer seitlichen Führung könne im Rohrgraben 18 seitliche Führungsrollen 22 installiert werden, welche dazu dienen, daß der Rohrstrang seitlich nicht in Berührung mit der Seitenwand des Rohrgrabens 18 gerät, sondern unter Minimierung der Reibung von den seitlichen Führungsrollen 22 geführt wird.Both in the process variant according to FIG. 1 and in that according to FIG. 2, the following measures can be used according to the invention for facilitating / improving the propulsion. To achieve a lateral guide 18 side guide rollers 22 can be installed in the pipe trench, which serve that the pipe string laterally not in contact with the side wall of the Pipe trench 18 device, but is performed while minimizing the friction of the lateral guide rollers 22.
Ferner können am Boden 17 des Rohrleitungsgrabens 18 in geeignet gewählten Abständen Stützrollen 23 eingebaut werden, welche den Rohrleitungsstrang beim Vortrieb in vertikaler Richtung stützen und einen direkten Abrieb des Rohrleitungsstrangs am Boden 17 des Rohrgrabens 18 verhindern.Further, support rollers 23 can be installed on the bottom 17 of the pipe trench 18 at suitably selected intervals, which support the pipe string in the vertical direction during propulsion and prevent direct abrasion of the pipe string at the bottom 17 of the pipe trench 18.
Schließlich kann alternativ oder zusätzlich zu den oben erläuterten Maßnahmen zur Erleichterung des Vortriebs der Graben 18 geflutet werden. Aufgrund des Auftriebs des Rohrleitungsstranges und wegen der Schmierung durch das Flutungswasser verringert sich hierdurch der Widerstand beim Vortrieb beträchtlich. Um zu verhindern, daß beim Fluten des Grabens 18 die Startbaugrube und/oder die Vortriebsbaugruben ebenfalls geflutet werden, sind die ringförmigen Dichtungen um den Rohrstrang vorgesehen. Finally, as an alternative or in addition to the above-described measures for facilitating the propulsion, the trench 18 can be flooded. Due to the buoyancy of the pipe string and because of the lubrication by the flooding water thereby significantly reduces the resistance during propulsion. In order to prevent flooding of the trench 18, the starting pit and / or the Vortriebsbaugruben are also flooded, the annular seals are provided around the pipe string.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Pipeline1 pipeline
2 Geländeoberfläche2 terrain surface
3 Startbaugrube3 starting pit
4 Rohrleitungstrasse4 pipeline line
5 Längsausdehnung5 longitudinal extent
6 Rohrabschnitt6 pipe section
7 Laser-Orbitalschweißstation7 laser orbital welding station
8 Rohrpusher8 pipe pushers
9 Backen9 baking
10 Gestänge10 linkage
11 Widerlager11 abutments
12 Abstand12 distance
13 Vortriebsbaugrube13 propulsion pit
14 Rückwand14 rear wall
15 Schlitz15 slot
16 Schweißstelle16 weld
17 Rohrsohle17 tubular sole
18 Graben18 ditch
19 Haufwerk19 heap
20 Vorbereitungsbereich20 preparation area
21 ringförmige Dichtung21 annular seal
22 seitliche Führungsrolle22 lateral guide roller
23 Stützrolle23 support roller
24 Kunststoffdeckel24 plastic lids
25 schiefe Ebene25 inclined plane
26 Wasserniveau 26 water level

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Verlegen einer aus einer Vielzahl von separaten Rohrabschnitten (6) zusammengesetzten Rohrleitung (1) auf einem unterirdischen Leitungsniveau (17) entlang einer Rohrleitungstrasse (4), umfassend die Schritte:Method for laying a pipeline (1) composed of a multiplicity of separate pipe sections (6) on a subterranean pipeline level (17) along a pipeline route (4), comprising the steps:
Ausheben eines Grabens (18);Digging a trench (18);
- Herstellen der Rohrleitung vor Ort durch Verschweißen der Rohrabschnitte (6) miteinander;- Making the pipe on site by welding the pipe sections (6) together;
Einbringen der Rohrleitung in den Graben (18);Introducing the pipeline into the trench (18);
- Verfüllen des Grabens,- filling the trench,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen stationär erfolgt und der Rohrstrang von der stationären Schweißstation aus in den Graben (18) eingebracht wird.characterized in that the welding takes place stationary and the pipe string is introduced from the stationary welding station in the trench (18).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang über einen Abschnitt geneigt eingebracht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the pipe string is introduced inclined over a section.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang aus einer Baugrube in den Graben eingebracht wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the tubing string is introduced from a pit in the trench.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang durch Schub mittels einer Schubvorrichtung (8) vorgetrieben wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pipe string is driven by thrust by means of a pusher (8).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang durch Zug in den Graben eingebracht wird, insbesondere durch Ziehen mittels mindestens einer in einer der Vortriebsbaugruben (13) angeordneten Zugvorrichtung vorgetrieben wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pipe string is introduced by train in the trench, in particular by pulling means at least one traction device arranged in one of the propulsion intake pits (13) is propelled.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang beim Einbringen geführt wird, insbesondere daß der Rohrstrang durch antreibbare6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pipe string is guided during introduction, in particular that the pipe string by drivable
Transportrollen vorgetrieben wird.Transport rollers is driven.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang beim Einbringen geschmiert wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pipe string is lubricated during introduction.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang beim Einbringen gewichtsentlastet wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pipe string is weight relieved during introduction.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang beim Einbringen an mehreren Stellen angetrieben wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pipe string is driven during introduction at several points.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskräfte beim Einbringen stationär abgefangen werden.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reaction forces are intercepted stationary during insertion.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Synchronisation der Antriebe beim11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a synchronization of the drives at
Einbringen des Rohrstrangs erfolgt.Introduction of the pipe string is done.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang beim Einbringen an mindestens einer Stelle zum Graben hin abgedichtet wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tubing string is sealed during insertion at at least one point for digging.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
a. die Baugrube als Startbaugrube (3) ausgehoben wird, derena. the excavation is excavated as a starting excavation (3) whose
Ausdehnung in Richtung der Rohrleitungstrasse (4) im wesentlichen die Länge (5b) eines separatenExtension in the direction of the pipeline line (4) substantially the length (5b) of a separate
Rohrabschnitts (6) zuzüglich einer zur Durchführung des Verschweißens benötigten Arbeitslänge (5a) erhält;Pipe section (6) plus a working length (5a) required for carrying out the welding receives;
entlang der Rohrleitungstrasse (4) zusätzlich zu der Startbaugrube (3) mindestens eine von dieser getrennte Vortriebsbaugrube (13) ausgehoben wird, welche von deralong the pipeline line (4) in addition to the starting excavation (3) at least one of these separate excavation excavation pit (13) is excavated, which of the
Startbaugrube (3) sowie, falls mehrere Vortriebsbaugruben (13) ausgehoben werden, zu benachbarten Vortriebsbaugruben (13) in einem Abstand (12) angeordnet ist;Starting pit (3) and, if a plurality of propulsion ditches (13) are excavated to adjacent propulsion ditch (13) at a distance (12) is arranged;
- jeweils zwischen zwei Baugruben (3, 13) entlang der Rohrleitungstrasse (4) durch Rohraushub ein Graben (18) mit einer Rohrsohle (17) ausgehoben wird;- In each case between two construction pits (3, 13) along the pipeline line (4) by Rohraushub a trench (18) with a pipe bottom (17) is excavated;
- die Rohrleitung sukzessive in Abschnitten von separaten Rohrabschnitten (6) in die Startbaugrube (3) herabgelassen wird;- The pipeline is successively lowered in sections of separate pipe sections (6) in the starting pit (3);
- jeder Rohrabschnitt (6) mit dem zuvor herabgelassenen- Each pipe section (6) with the previously lowered
Rohrabschnitt (6) in der Startbaugrube (3) zu einem Rohrstrang verschweißt und anschließend in den Graben (18) vorgetrieben wird.Pipe section (6) in the starting pit (3) welded to a pipe string and then driven into the trench (18).
14. Verfahren nach Anspruch einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die14. The method according to claim one or more of the preceding claims, characterized in that the
Rohrabschnitte (6) durch Orbitalschweißen miteinander verschweißt werden und/oder die Rohrabschnitte (6) mit einem Laserschweißverfahren, vorzugsweise unter Verwendung einer Orbitalschweißvorrichtung (7) mit einer Hochleistungs- Faseriaserstrahlquelle und einem Laserschweißkopf, verschweißt werden und/oder die Rohrabschnitte (6) mit einem MAG- Schweißverfahren verschweißt werden.Pipe sections (6) are welded together by orbital welding and / or the pipe sections (6) with a Laser welding method, preferably using an orbital welding device (7) with a high-performance Faseriaserstrahlquelle and a laser welding head, welded and / or the pipe sections (6) are welded by a MAG welding process.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Qualitätskontrolle der Schweißung, vorzugsweise mittels Ultraschall- oder Röntgendiagnose, durchgeführt wird.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a quality control of the weld, preferably by means of ultrasound or X-ray diagnosis is performed.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißverbindungen mit einem Korrosionsschutz versehen werden.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the welded joints are provided with a corrosion protection.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schub für das Einbringen des Rohrstrangs mittels einer Schubvorrichtung (8) in der17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the thrust for the introduction of the pipe string by means of a pusher (8) in the
Startbaugrube (3) erfolgt und/oder in einer oder mehreren Vortriebsbaugruben (13).Start excavation pit (3) takes place and / or in one or more propulsion ditches (13).
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang mit Backen (9) an einer Umfangsfläche des Rohrstrangs umgriffen und, vorzugsweise hydraulisch, geschoben wird.18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pipe string with jaws (9) encompassed on a peripheral surface of the pipe string and, preferably hydraulically, is pushed.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graben geflutet wird. 19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the trench is flooded.
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