(19)
(11)EP 3 400 371 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
08.04.2020  Patentblatt  2020/15

(21)Anmeldenummer: 17701714.2

(22)Anmeldetag:  27.01.2017
(51)Int. Kl.: 
E21D 9/13  (2006.01)
E21D 9/06  (2006.01)
(86)Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2017/051816
(87)Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2017/133986 (10.08.2017 Gazette  2017/32)

(54)

TUNNELBOHRVORRICHTUNG UND SYSTEM ZUM HYDRAULISCHEN ABFÖRDERN VON BOHRKLEIN SOWIE SYSTEM ZUM ERZEUGEN EINES STABILEN FLÜSSIGKEITSDRUCKS EINER BOHRFLÜSSIGKEIT IM BEREICH EINES SCHNEIDRADES DER TUNNELBOHRVORRICHTUNG

TUNNEL BORING DEVICE AND SYSTEM FOR THE HYDRAULIC REMOVAL OF CUTTINGS, AND SYSTEM FOR PRODUCING A STABLE FLUID PRESSURE FOR A BORING FLUID IN THE REGION OF A CUTTING DISK OF THE TUNNEL BORING DEVICE

TUNNELIER ET SYSTÈME D'ÉVACUATION PAR VOIE HYDRAULIQUE DE DÉBLAIS DE FORAGE ET SYSTÈME POUR ÉTABLIR UNE PRESSION STABLE D'UN LIQUIDE DE FORAGE DANS LA ZONE D'UNE ROUE DE COUPE DUDIT TUNNELIER


(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30)Priorität: 01.02.2016 DE 102016001032
01.02.2016 DE 102016001001

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
14.11.2018  Patentblatt  2018/46

(73)Patentinhaber: Herrenknecht AG
77963 Schwanau (DE)

(72)Erfinder:
  • GERHARDT, Tobias
    79331 Teningen (DE)
  • LUBBERGER, Michael
    77963 Schwanau (DE)

(74)Vertreter: Klickow & Wetzel PartGmbB 
Jessenstraße 4
22767 Hamburg
22767 Hamburg (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
DE-A1-102013 021 889
JP-A- S6 078 097
JP-A- 2007 031 947
JP-A- H 094 375
JP-A- H07 310 495
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft eine Tunnelbohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt im Boden entlang einer vorgegebenen Bohrlinie durch Vorschieben der Tunnelbohrvorrichtung zum Erstellen eines Tunnels oder zum Verlegen einer Rohrleitung im Boden mit einem Bohrwerkzeug zum Lösen des Bodens, mit wenigstens einer Speiseleitung zum Zuführen einer Bohrflüssigkeit zum Bohrwerkzeug, mit wenigstens einem an der Rückseite des Bohrwerkzeugs angeordneten Abschnitt zur Aufnahme des in Form von Bohrklein vorliegenden gelösten Bodens, wobei der Bereich des Bohrwerkzeugs und der wenigstens eine Abschnitt im Wesentlichen mit Bohrflüssigkeit gefüllt sind, und die Bohrflüssigkeit im Bereich des Bohrwerkzeugs und innerhalb des wenigstens einen Abschnitts mit einem im Wesentlichen dem im Boden an der Ortsbrust herrschenden Druck entsprechenden Druck vorgesehen ist, mit wenigstens einer Pumpe zum Abfördern der mit dem Bohrklein vermischten Bohrflüssigkeit aus dem Abschnitt, mit wenigstens einer Förderleitung zum Abfördern der mit Bohrklein vermischten Bohrflüssigkeit aus der Bohrung, die mit der Förderseite der wenigstens einen Pumpe verbunden ist, und wobei die wenigstens eine Pumpe mit dem wenigstens einen Abschnitt über wenigstens eine Saugleitung verbunden ist.

    [0002] Beim Auffahren von Bohrungen von einem Start- zu einem Zielpunkt entlang einer vorgegebenen Bohrlinie werden in Abhängigkeit des anstehenden Bodens bzw. Gesteins verschiedenartige Tunnelbohrmaschinen eingesetzt. Solche Tunnelbohrmaschinen kommen dann zur Verwendung, wenn die Tunnelbohrmaschine im Vorschub ohne Pilotbohrung oder dergleichen entlang der Bohrlinie fortbewegt wird. Der Fortbewegung kann entweder über ein Vordrücken gegen Widerlager im bereits erstellten Tunnel oder über ein Vorschieben bzw. Nachschieben der Rohrsegmente selber außerhalb des erstellten Tunnels erfolgen. Auch ganze Rohrleitungen können ggf. auch nur in teilweise vorbereiteter Form zum Vorschub verwendet werden. Ein solcher Vorschub erfolgt dann über eine Vorschubeinrichtung beispielsweise ein so genannter Pipe Thruster oder ein Pressenrahmen, wenn einzelne Rohrsegmente in den Boden gedrückt werden. Das Lösen des Bodens erfolgt dabei mit einem Bohrwerkzeug, beispielsweise einem Schneidrad. Das gelöste Bohrklein wird durch das Bohrwerkzeug hindurch in einen Bereich hinter dem Schneidrad gebracht und von dort abgefördert.

    [0003] Die Auswahl der Art der Tunnelbohrmaschine erfolgt in Abhängigkeit der Geologie. Besteht der Boden, in dem der Tunnel erstellt werden soll, im Wesentlichen aus nicht standfestem Gebirge, wird ein nasses Bohrverfahren eingesetzt, bei dem eine Ortsbruststützung zur Stabilisierung der Bohrung und des umliegenden Bodens zur Anwendung kommt. Dafür wird Bohrflüssigkeit im Bereich des Schneidrades eingebracht, und der Raum zwischen Ortsbrust und Schneidrad wird mit der Bohrflüssigkeit gefüllt. Die Bohrflüssigkeit, die im Bereich des Bohrwerkzeugs vorgesehen ist, wird unter Druck gesetzt, um dem im Gebirge herrschenden Druck des Wassers entgegenzuwirken und somit die Ortsbrust zu stabilisieren.

    [0004] Bekannt sind hierfür Tunnelbohrmaschinen, bei denen die Ortsbrust und der hinter dem Bohrwerkzeug angeordnete Abschnitt zur Aufnahme von Bohrklein mit einer Bohrflüssigkeit als Bohrspülung gefüllt sind. Bei der Bohrflüssigkeit handelt es sich meistens um eine Bentonitsuspension. Mittels einer Kreiselpumpe wird die mit dem Bohrklein vermischte Bohrflüssigkeit aus dem Abschnitt über eine Saugleitung angesaugt und durch den Tunnel hinter der Tunnelbohrmaschine durch eine Förderleitung zutage gefördert. Weiterhin ist eine Speiseleitung vorhanden, durch die ebenfalls über eine Pumpe Bohrflüssigkeit zur Ortsbrust zugeführt wird.

    [0005] Ist standfestes Gebirge vorhanden, kann ohne Ortsbruststützung gearbeitet werden. Dieses bedeutet, dass der Bereich der Ortsbrust und der Abschnitt hinter dem Bohrwerkzeug nicht vollständig mit Bohrflüssigkeit gefüllt werden. Stattdessen wird die Bohrflüssigkeit zur Bindung von Staub und Bohrklein eingesetzt. Der Abtransport aus dem Abschnitt kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Unter anderem kommen dafür Schneckenförderer oder Förderbänder zum Einsatz.

    [0006] Eine weitere Möglichkeit zum Abtransport des gelösten Bohrklein stellt der Einsatz von Strahlpumpen dar, die im Abschnitt hinter dem Bohrwerkzeug direkt angeordnet sind. Das Bohrklein fällt in eine Art Trichter über der Strahlpumpe aus dem dann die Strahlpumpe das Bohrklein angesaugt. Das Bohrklein wird dann in der Mischkammer der Strahlpumpe mit einem Treibmedium zum Antrieb der Strahlpumpe (Treibflüssigkeit, meistens identisch mit der Bohrflüssigkeit) vermischt und dann abgefördert. Hierfür ist das Vorsehen einer Treibleitung notwendig, mit der dann das Treibmedium als solches der Strahlpumpe zugeführt wird. Der durch eine Düse in der Strahlpumpe beschleunigte, schnelle Strahl des Treibmediums reißt das Bohrklein aus dem Trichter mit. Bohrklein und Treibflüssigkeit vermischen sich in einer Mischkammer der Strahlpumpe und gelangen von dort über ein Mischrohr in die Förderleitung.

    [0007] Eine weitere Möglichkeit zur Ansaugung bei einer Strahlpumpe erfolgt über ein offenes Tanksystem, bei dem der Trichter als ein offenes Becken im Ansaugbereich der Strahlpumpe ausgeführt ist, in dem Bohrflüssigkeit vorgesehen ist. Während des Betriebs der Strahlpumpe wird dem Becken Bohrflüssigkeit zugeführt, so dass das Becken trotz des Ansaugens und Entnehmens durch die Strahlpumpe nicht trocken fällt. Das gelöste Bohrklein und der gebundene Staub fallen in das Becken und werden dort von der Strahlpumpe angesaugt. Eine solche Vorrichtung für standfestes Gebirge ist bekannt aus EP 0208816 B1. Weiterhin bekannt sind solche Vorrichtungen für standfestes Gebirge aus JP H04-49274 Y2, JP H09-132994 A, JP H02-32437 B, JP H07-6238 Y und JP 2001-182486 A.

    [0008] JP H07-6238 Y und JP 2001-182486 A offenbaren zusätzlich jeweils eine Tunnelbohrmaschine, deren Einsatz sowohl im standfesten Gebirge mit einem zuvor beschriebenen offenen System in Verbindung mit einer Strahlpumpe als alternativ auch in einem nicht standfesten Gebirge, das eine Ortsbruststützung durch eine Spülflüssigkeit benötigt, möglich ist. Hierbei ist vorgesehen, dass im standfesten Gebirge das Bohrklein über eine im Abschnitt hinter dem Bohrwerkzeug integrierte Strahlpumpe abgefördert wird. In nicht standfesten Gebirge, bei dem eine Ostbruststützung verwendet wird, wird stattdessen die Strahlpumpe verschlossen und es wird die Förderung über eine in der Speiseleitung angeordnete Kreiselpumpe, die in JP 2001-182486A außerhalb des Tunnels beispielsweise im Schacht oder über Tage angeordnet ist, durchgeführt. Die Kreiselpumpe pumpt die Speiseflüssigkeit in den Bohrbereich und dann die mit dem Bohrklein vermischte Bohrspülung über die Förderleitung aus dem Bohrbereich. Ein Einsatz einer Strahlpumpe im Nassbetrieb ist nicht gezeigt.

    [0009] DE 69708852 T2 offenbart, dass die Strahlpumpe explizit auf standfestes Gebirge bezogen durch eine Kreiselpumpe im trockenen Betrieb ersetzt werden kann. Laut DE 69708852 T2 ist eine Strahlpumpe im trockenen Betrieb im standfesten Gebirge nur bei kleinen Bohrdurchmessern effizient. Bei größeren Bohrdurchmessern kann die Strahlpumpe durch die in ihr auftretenden Verluste nicht wirtschaftlich betrieben werden. Weiterhin haben die Strahlpumpen gemäß diesem Dokument den Nachteil, dass die Fördermenge nicht variabel ist und nicht ohne weiteres auf einen größeren Wert erhöht werden kann, wenn dieses notwendig ist.

    [0010] JP H09-4375 A offenbart den Einsatz einer Jetpumpe beim Auffahren eines einfallenden Schachtes mit einer Vollschnittmaschine. Das beim Vortrieb anfallende Bohrklein wird am Schneidrad angesaugt und mit einer Strahlpumpe abgefördert.

    [0011] Die beschriebenen offenen Strahlpumpensysteme offenbaren weiterhin eine Abscheidung von Luft, die bedingt durch das offene System in der mit Bohrklein vermischten Bohrflüssigkeit vorhanden ist. Hierfür ist eine Separation bereits nach einer kurzen Distanz im Tunnel selber offenbart, auf die die Strahlpumpe fördert. Ist Luft in der Förderleitung vorhanden, kann sich das Bohrklein in Luftblasen spontan in der Förderleitung absetzen und diese verstopfen. Weiterhin ist es hierdurch möglich die hohen Druckverluste in der Strahlpumpe dadurch zu minimieren, dass, da nur geringe Förderlängen mit der Strahlpumpe überbrückt werden müssen, der Druck in der Treibleitung niedriger gehalten werden kann. Das Abfördern des Bohrkleins aus dem Separationstank erfolgt dann mit einer Kreiselpumpe.

    [0012] Die Praxis hat gezeigt, dass es sinnvoll ist, Kreiselpumpen zur Abförderung von mit Bohrklein beladener Bohrflüssigkeit im Tunnel hinter dem Abschnitt vorzusehen, um eine kurze Absaugung zu haben und entsprechende hohe Förderleistungen, die beim Erstellen der Bohrung notwendig sind, zu erreichen. Gegebenenfalls ist es notwendig, weitere Pumpen im Tunnel bzw. in der Rohrleitung vorzusehen, um die Förderleistungen zu erhöhen. Gerade bei kleinen Durchmessern, die ggf. nicht begehbar sind, ist es schwierig, leistungsstarke Kreiselpumpen vorzusehen, die im ggf. begrenzten Durchmesser der Rohrleitung bauhöhenbedingt anordbar sind. Weiterhin sind Kreiselpumpen wartungsintensiv. Aus diesem Grund ist es seit Jahren bei Bohrungen mit kleinem Durchmesser üblich, Kreiselpumpen außerhalb des Bohrloches vorzusehen, um entsprechend eine Erreichbarkeit der Pumpe für Wartungszwecke zu ermöglichen bzw. hinreichende Fördermengen mit der Kreiselpumpe bereitstellen zu können. Dieses hat den Nachteil, dass die Vortriebslängen aufgrund der Beschränkung der Saugleistung der Kreiselpumpe begrenzt sind.

    [0013] JP 2007 031947 A offenbart eine Tunnelbohrmaschine mit einer Schottwand zur Ausbildung einer Druckkammer an der Ortsbrust des Tunnels.

    [0014] Aufgabe ist es, eine Tunnelbohrmaschine und ein System zum hydraulischen Abfördern von Bohrklein bereitzustellen, mit der gerade bei kleineren Durchmessern, insbesondere bei Durchmessern, die nicht begehbar sind, größere Vortriebslängen erreichbar sind.

    [0015] Weiterhin bekannt sind hierfür Tunnelbohrmaschinen, bei denen die Ortsbrust und der hinter dem Bohrwerkzeug angeordnete Abschnitt zur Aufnahme von Bohrklein mit einer Bohrflüssigkeit als Bohrspülung gefüllt sind. Bei der Bohrflüssigkeit handelt es sich meistens um eine Bentonitsuspension. Mit einer Speisepumpe wird über eine Speiseleitung die Bohrflüssigkeit in den Bereich der Ortsbrust eingebracht, und die Bohrflüssigkeit wird unter den notwendigen Druck zur Stützung der Ortsbrust gesetzt. Wichtig bei der Ortsbruststützung ist, dass der Ortsbruststützdruck konstant gehalten wird, insbesondere um bei geringer Überdeckung Ausbläser über Tage bei zu hohem Druck oder Einbrüche von Flüssigkeit aus dem Gebirge bzw. unkontrolliertes Nachfließen von Gebirge in die Bohrung zu vermeiden.

    [0016] U.A. aus der DE 42 13 987 A1 ist eine Tunnelbohrvorrichtung mit Ortsbruststützung bekannt, bei der der Abschnitt zur Aufnahme von Bohrklein hinter dem Schneidrad mit einer Wand in zwei miteinander in Fluidverbindung stehende Räume unterteilt wird. Der dem Schneidrad zugewandte Raum wie auch der Bereich der Ortsbrust sind mit Bohrflüssigkeit gefüllt. Der teilweise abgetrennte Raum wird nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt. In diesen Raum wird Druckluft als eine Art Kissen eingebracht. Dieses dient als Druckausgleich zum Konstanthalten des Ortsbrustdrucks. Auf diese Weise lässt sich der Ortsbrustdruck sehr fein regeln. Im Bereich des Schneidrades und im Abschnitt hinter dem Schneidrad sind entsprechend Sensorik zur Überwachung des herrschenden Drucks vorgesehen.

    [0017] Im Bohrbetrieb wird mittels einer Förderpumpe mit dem Bohrklein vermischte Bohrflüssigkeit aus dem Abschnitt über eine Saugleitung angesaugt und durch den Tunnel hinter der Tunnelbohrmaschine durch eine Förderleitung zutage gefördert. Ggf. werden bereits im Tunnel Aufbereitungsstufen zwischengeschaltet oder es werden auch mehrere Förderpumpen eingesetzt, um die gesamte Förderung bis über Tage zu gewährleisten. Als Förderpumpen werden Kreiselpumpen eingesetzt.

    [0018] Die Förderung des Bohrkleins und das Entnehmen von Bohrflüssigkeit aus dem Abschnittbeeinflusst direkt den Ortsbrustdruck. Es muss gewährleistet werden, dass wenigstens so viel Speiseflüssigkeit zugeführt werden kann, wie abgefördert wird. Auch hier dient das Vorsehen des Druckluftkissens als Druckausgleich. Es ist allerdings entsprechend notwendig, eine Druckluftversorgung vorzusehen.

    [0019] Eine Ortsbruststützung ist aber auch ohne das Vorsehen von Druckluft in Verbindung mit der Kammeraufteilung möglich. Hier ist es für den reibungslosen Bohrfortschritt notwendig, dass Fahrer der Tunnelbohrvorrichtung rechtzeitig auf Druckveränderungen reagiert. Dafür müssen die Vortriebsgeschwindigkeit, die Förderdrücke bzw. Fördermengen und die Speisedrücke und Speisemengen hinreichend überwacht und geregelt werden. Dieses erfordert von Maschinenfahrer sehr viel Erfahrung und Aufmerksamkeit.

    [0020] Eine weitere Aufgabe ist es, eine Tunnelbohrmaschine und ein System bereitzustellen, mit denen es möglich ist, auf einfachere Weise den Ortsbrustdruck der Bohrflüssigkeit konstant zu halten.

    [0021] Gelöst werden diese Aufgaben hinsichtlich der Tunnelbohrmaschine dadurch, dass die Pumpe eine Strahlpumpe ist, die mit einer Treibleitung verbunden ist, über die eine Treibflüssigkeit der Strahlpumpe zugeführt wird, dass die wenigstens eine Pumpe außerhalb des wenigstens einen Abschnitts angeordnet ist, und dass in der wenigstens einen Saugleitung wenigstens ein Absperrventil vorgesehen ist, über das die Saugleitung verschließbar ist.

    [0022] Im Hinblick auf die erste Aufgabe hat sich überraschender Weise gezeigt, dass es möglich ist, Strahlpumpen entgegen der herrschenden Meinung in der Fachwelt auch beim nassen Bohren mit einer Tunnelbohrmaschine mit Ortsbruststützung einzusetzen. Der Druck an der Ortsbrust bleibt stabil. Weiterhin ist es möglich, mit der Strahlpumpe eine Förderung der mit Bohrklein beladenen Bohrflüssigkeit über die Förderleitung bis zum Schacht bzw. bis Übertage vorzunehmen, ohne eine weitere Pumpe oder eine Zwischenstation vorzusehen.

    [0023] Im Hinblick auf die weitere Aufgabe hat sich überraschender Weise gezeigt, dass es möglich ist, durch das Vorsehen einer Strahlpumpe in Verbindung mit wenigstens einem weiteren Regelungselement den Druck an der Ortsbrust auf besonders einfache Weise stabil zu halten. Weiterhin ist es möglich, mit der Strahlpumpe eine Förderung der mit Bohrklein beladenen Bohrflüssigkeit über die Förderleitung bis zum Schacht bzw. bis Übertage vorzunehmen, ohne eine weitere Pumpe oder eine Zwischenstation vorzusehen. Wird ein Druck an der Ortsbrust eingestellt und werden die Leistungen der Förderpumpe und der Speisepumpe wenigstens mit mehr Förderung eingestellt, als für die aktuelle Vortriebsgeschwindigkeit notwendig ist, so ergibt sich überraschender Weise die Möglichkeit, die Vortriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der geologischen Verhältnisse innerhalb des Bereichs nach oben oder nach unten zu variieren, ohne gleichzeitig die Fördermengen/Förderdrücke der Pumpen anpassen zu müssen. Der Ortsbrustdruck wird dadurch nicht relevant beeinflusst.

    [0024] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass zwischen Speiseleitung und Saugleitung eine Verbindungsleitung vorgesehen ist, die bevorzugt mit einem Absperrventil verschließbar ist. Durch das Vorsehen der Verbindungsleitung wird es möglich, beim Anfahren der Tunnelbohrvorrichtung Schwankungen bzw. große Druckspitzen oder Drucksenken an der Ortsbrust und damit am Ortsbruststützdruck zu vermeiden, die durch das abrupte Schließen und Öffnen der Absperrventile in Speise- und/oder Saugleitung entstehen können.

    [0025] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass in der Speiseleitung ein Absperrventil vorgesehen ist. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise der Bereich der Ortsbrust vom restlichen Leitungssystem abtrennen.

    [0026] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass in der Treibleitung eine Regelungsvorrichtung, bevorzugt ein Regelventil, vorgesehen ist, von dem die Speiseleitung abführt, über die der Volumenstrom der Bohrflüssigkeit in der Speiseleitung einstellbar ist. Hierdurch ist es möglich, nur mit einer Leitung und einer Pumpe die Versorgung der Strahlpumpe mit Treibflüssigkeit und gleichzeitig auch der Ortsbrust mit Speiseflüssigkeit vorzunehmen.

    [0027] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Pumpe über die Treibleitung mit einer Hochdruckpumpe verbunden ist. Durch das Bereitstellen von hohen Drücken in der Treibleitung wird es möglich, die Bohrflüssigkeit vermischt mit Bohrklein über größere Distanzen durch die Förderleitung zu fördern.

    [0028] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Bohrflüssigkeit und/oder die Treibflüssigkeit eine Bentonitsuspension ist. Diese ist insbesondere durch eine Separationsanlage aufbereitet, um diese im Kreislauf zu verwenden.

    [0029] Gelöst wird die erste Aufgabe hinsichtlich des System zum hydraulischen Abfördern von von einer Tunnelbohrvorrichtung, bevorzugt nach einer zuvor beschriebenen Tunnelbohrvorrichtung, gelöstem Bohrklein, wobei die Tunnelbohrvorrichtung zum nassen Bohren mit Ortsbrustdruckregelung ausgelegt ist und einen Abschnitt zur Aufnahme des gelösten Bohrklein aufweist, durch ein System mit einer Speiseleitung zum Zuführen von Bohrflüssigkeit zum Abschnitt, mit einer Saugleitung zum Abfördern von mit Bohrklein vermischter Bohrflüssigkeit, mit einer Strahlpumpe zum Abfördern der mit Bohrklein vermischten Bohrflüssigkeit, mit einer Treibleitung, die an den Treibleitungsanschluss der Strahlpumpe verbunden ist, wobei die Treibflüssigkeit mit einer Treibpumpe zur Strahlpumpe gefördert wird, mit einer Verbindungsleitung zwischen der Speiseleitung und der Saugleitung, wobei in der Saugleitung, der Speiseleitung und der Verbindungsleitung jeweils wenigstens ein Absperrelement vorgesehen ist.

    [0030] Gelöst wird die weitere Aufgabe hinsichtlich des System zum Erzeugen eines stabilen Flüssigkeitsdruck einer Bohrflüssigkeit im Bereich eines Schneidrades einer zum nassen Bohren ausgelegten Tunnelbohrvorrichtung, bevorzugt nach einer zuvor beschriebenen Tunnelbohrvorrichtung, , an einer Ortsbrust, die beim Erstellen einer Bohrung von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt im Boden entlang einer vorgegebenen Bohrlinie durch Vorschieben der Tunnelbohrvorrichtung zum Erstellen eines Tunnels oder zum Verlegen einer Rohrleitung vorliegt, wobei die Tunnelbohrvorrichtung einen Abschnitt zur Aufnahme des durch das Schneidrad gelösten Bohrkleins hinter dem Schneidrad, eine Speiseleitung zum Zuführen von Bohrflüssigkeit zur Ortsbrust, eine Saugleitung zum Abfördern von mit Bohrklein vermischter Bohrflüssigkeit aus dem Abschnitt, eine Strahlpumpe zum Abfördern der mit Bohrklein vermischten Bohrflüssigkeit, eine Treibleitung, die an den Treibleitungsanschluss der Strahlpumpe verbunden ist, wobei die Treibflüssigkeit mit einer Treibpumpe zur Strahlpumpe gefördert wird, eine Verbindungsleitung zwischen der Speiseleitung und der Saugleitung, wobei in der Saugleitung, der Speiseleitung und der Verbindungsleitung jeweils wenigstens ein Absperrelement vorgesehen ist, aufweist.

    [0031] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
    Fig. 2
    eine vergrößerte Darstellung zu Fig. 1,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
    Fig. 4
    eine vergrößerte Darstellung zu Fig. 3,
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
    Fig. 6
    an vergrößerte Darstellung zu Fig. 5,
    Fig. 7
    eine schematische Darstellung einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform, und
    Fig. 8
    eine vergrößerte Darstellung zu Fig. 7.


    [0032] Fig. 1 zeigt eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tunnelbohrvorrichtung 10. In Fig. 1 schematisch dargestellt ist ein Schacht 40. Des Weiteren dargestellt sind Übertageanlagen 30 sowie die bereits erstellte Bohrung und der darin errichtete Tunnel bzw. die darin eingebrachte Rohrleitung 50.

    [0033] Die Tunnelbohrvorrichtung 10 umfasst ein schematisch dargestelltes Schneidrad 11 als Bohrwerkzeug. Hinter dem Schneidrad 11 ist ein Abschnitt 12 vorgesehen, in dem sich das durch der Schneidrad 11 gelöste Bohrklein (nicht dargestellt) sammelt. Der Bereich des Schneidrades 11 und des Abschnitts 12 ist mit einer Bohrflüssigkeit (nicht dargestellt) hier beispielsweise in Form einer Bentonitspülung gefüllt.

    [0034] Der Bereich des Schneidrades 11 an der Ortsbrust (nicht dargestellt) und der Abschnitt 12 sind mit einer Speiseleitung 13 verbunden. Über die Speiseleitung 13 werden dem Bereich des Schneidrades 11 und dem Abschnitt 12 die Bohrflüssigkeit zugeführt. Weiterhin ist der Abschnitt 12 mit einer Saugleitung 14 verbunden. Die Saugleitung 14 ist mit einem Sauganschluss 16 einer Strahlpumpe 15 verbunden. In der Saugleitung 14 ist ein Absperrventil 17 vorgesehen. Am Förderanschluss 18 der Strahlpumpe 15 ist eine Förderleitung 19 vorgesehen. Des Weiteren weist die Strahlpumpe 15 einen Treibleitungsanschluss 21 für eine Treibleitung 20 auf.

    [0035] Die Speiseleitung 13 erstreckt sich von den Übertageanlagen 30 bzw. vom Schacht 40 durch die bereits eingebrachte Rohrleitung bzw. den bereits erstellten Tunnel 50. In der Speiseleitung 13 ist eine Speisepumpe 22 vorgesehen. Diese kann im Bereich der Übertageanlagen 30 oder im Schacht 40 vorgesehen sein. Mit der Treibleitung 20 ist eine Treibpumpe 23 verbunden, die als Hochdruckpumpe ausgeführt ist. Die Förderleitung 19 ist mit einer Separationsanlage 31 zum Trennen der Bohrflüssigkeit vom Bohrklein verbunden. Aus der Separationsanlage 31 werden die Speisepumpe 22 und die Treibpumpe 23 mit Bohrflüssigkeit versorgt, die diese wiederum dann über die Speiseleitung 13 bzw. Treibleitung 20 zum Schneidrad 11 bzw. zur Strahlpumpe 15 fördern.

    [0036] Im Betrieb werden der Bereich des Schneidrades 11 an der Ortsbrust und der Abschnitt 12 über die Speisepumpe 22 durch die Speiseleitung 13 mit Bohrflüssigkeit versorgt. Die Strahlpumpe 15 wird durch die Treibpumpe 23 über die Treibleitung 20 ebenfalls mit Bohrflüssigkeit versorgt. Die Treibflüssigkeit tritt durch den Treibleitungsanschluss 21 in die Strahlpumpe 15 ein. Die Treibflüssigkeit gelangt dann zur Treibdüse 24 und durch diese hindurch, wobei sie beschleunigt wird, in die Mischkammer 25. Durch die Beschleunigung in der Treibdüse 24 wird die Bohrflüssigkeit, die die Mischkammer 25 füllt, in ein Mischrohr 26 transportiert. Dabei reißt die so beschleunigte Bohrflüssigkeit die im Sauganschluss 16 befindliche Bohrflüssigkeit und damit korrespondierend auch die Bohrflüssigkeit, die sich in der Saugleitung 14 befindet, in die Mischkammer 25 mit, wodurch die Strahlpumpe 15 dann über die Saugleitung 14 aus dem Abschnitt 12 die Bohrflüssigkeit und das Bohrklein ansaugt. In der Mischkammer 25 wird dann die als Treibflüssigkeit vorliegende Bohrflüssigkeit mit der aus Bohrklein und Bohrflüssigkeit bestehenden Flüssigkeit aus der Saugleitung vermischt und über das Mischrohr 26 in die Förderleitung 19 transportiert.

    [0037] Zum Anfahren der Bohrvorrichtung wird zunächst das Absperrventil 17 in der Saugleitung 14 geschlossen. Anschließend wird die Bohrflüssigkeit in der Treibleitung 20 über die Treibpumpe 23 der Strahlpumpe 15 zugeführt. Durch die Beschleunigung, die die Bohrflüssigkeit in der Treibdüse 24 erfährt, wird die Bohrflüssigkeit in die Förderleitung und durch diese bis zur Separationsanlage 31 transportiert. Im Bereich des Ansauganschlusses 16 bildet sich, wenn der Betrieb der Pumpe sich eingeregelt hat, ein Unterdruck. Dieser bewirkt, dass, wenn das Absperrventil 17 geöffnet wird, die in der Saugleitung 14 befindliche Bohrspülung direkt in die Pumpe 15 angesaugt wird. Anschließend wird das bei Vortrieb der Tunnelbohrvorrichtung 10 gelöste Bohrklein in den Abschnitt 12 transportiert und im diesen mit der Bohrflüssigkeit vermischt. Die Mischung aus Bohrklein und Bohrflüssigkeit wird durch die Saugleitung 14 von der Strahlpumpe 15 entsprechend angesaugt.

    [0038] Zum Anfahren der Bohrvorrichtung wird auch zunächst das Absperrventil 17 in der Saugleitung 14 geschlossen. Die Speisepumpe 22 wird gestartet und dem Bereich des Schneidrades 11 wird Bohrflüssigkeit zugeführt, bis der gewünschte Druck an der Ortsbrust anliegt. Anschließend wird die Bohrflüssigkeit in der Treibleitung 20 über die Treibpumpe 23 der Strahlpumpe 15 zugeführt. Durch die Beschleunigung, die die Bohrflüssigkeit in der Treibdüse 24 erfährt, wird die Bohrflüssigkeit in die Förderleitung und durch diese bis zur Separationsanlage 31 transportiert. Im Bereich des Ansauganschlusses 16 bildet sich, wenn der Betrieb der Pumpe sich eingeregelt hat, ein Unterdruck. Dieser bewirkt, dass, wenn das Absperrventil 17 geöffnet wird, die in der Saugleitung 14 befindliche Bohrspülung direkt in die Pumpe 15 angesaugt wird. Der Druck an der Ortsbrust wird nach dem Öffnen des Absperrventils 17 über eine Regelung der Speisepumpe nachgeregelt, sofern erforderlich. Anschließend wird das bei Vortrieb der Tunnelbohrvorrichtung 10 gelöste Bohrklein in den Abschnitt 12 transportiert und im diesen mit der Bohrflüssigkeit vermischt. Die Mischung aus Bohrklein und Bohrflüssigkeit wird durch die Saugleitung 14 von der Strahlpumpe 15 entsprechend angesaugt. Dabei steigen die Dichte sowie die Reibungsverluste in der Förderleitung 19. Gleichzeitig sinkt die Saugleistung der Strahlpumpe 15, wenn der Druck an der Düse gleichbleibt. Aus diesem Grund muss entweder mit der Treibpumpe 23 der Druck und somit der Volumenstrom an der Treibdüse 24 gesteigert werden, was eine direkte Regelung erfordert, um den Ortsbrustdruck konstant zu halten, oder der durch die Treibpumpe 23 vorgesehene Druck wird größer als der entstehende Druckverlust gesetzt, so dass der Druckverlust kompensiert wird, so dass keine relevante Veränderung des Ortsbrustdrucks entsteht. Erfolgt eine Veränderung des Vortriebs ändert sich auch die Dichte des Gemisches aus Bohrflüssigkeit und Bohrklein. Es hat sich gezeigt, dass diese Dichteänderung keinen Einfluss auf den Ortsbrustdruck hat, und keine Anpassung der Fördervolumenstroms, des Förderdrucks, des Speisevolumenstroms oder des Speisedrucks notwendig macht. Die Förderparameter können dabei beispielsweise maximal in der Förderkennlinie der Förderpumpe erfolgen, was mit Energieverlusten beim Pumpen einhergeht, oder die Förderparameter werden unterhalb des Maximums aber oberhalb der normalerweise notwendigen Förderparameter (Druck und Volumenstrom) eingestellt, so dass ein entsprechender Spielraum vorhanden ist. Wird dann ein Grenzwert überschritten ist eine entsprechende Regelung erforderlich.

    [0039] Nach Beendigung des Bohrvortrieb wird die Strahlpumpe 15 solange weiterbetrieben, bis kein Bohrklein mehr in der Separationsanlage 31 anfällt. Anschließend wird das Absperrventil 17 geschlossen, die Förderung der Speisepumpe 22 eingestellt, und anschließend dann die Förderung der Treibpumpe 23 eingestellt, wodurch die Förderung der Bohrflüssigkeit durch die Förderleitung 19 dann beendet wird.

    [0040] Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1, 2 dadurch, dass die Speiseleitung 13 sich nicht mehr bis zum Schacht 40 erstreckt. Weiterhin ist keine Speisepumpe 22 vorgesehen. Stattdessen ist nur eine Treibpumpe 23 vorgesehen, die mit einer Treibleitung 20 mit der Strahlpumpe 15 verbunden ist. Im Bereich der Tunnelbohrvorrichtung 10 ist in der Treibleitung 20 ein Regelventil 27 vorgesehen, an dem die Speiseleitung 13 abgreift. Die Speiseleitung 13 ist wie bisher mit dem Bereich des Schneidrads 11 und dem Abschnitt 12 verbunden.

    [0041] Beim Anfahren wird die Bohrflüssigkeit von der Treibpumpe 23 der Strahlpumpe 15 über die Treibleitung 20 dem Treibleitungsanschluss 21 zugeführt. Das Regelventil 27 und das Absperrventil 17 sind dabei geschlossen, sodass die Bohrflüssigkeit, die von der Treibpumpe 23 zur Strahlpumpe 15 gefördert wurde, durch die Förderleitung 19 wieder der Separationsanlage 31 zugeführt wird. Zunächst wird das Regelventil 27 so weit geöffnet, dass der benötigte Volumenstrom an Bohrflüssigkeit, der im Bereich des Schneidrads benötigt wird, beispielsweise um den gewünschten Ortsbrustdruck bereitzustellen, und dem Abschnitt 12 zugeführt werden soll, zur Verfügung steht. Gleichzeitig wird dann das Absperrventil 17 geöffnet, sodass wie zuvor beschrieben die Förderung von Bohrflüssigkeit und Bohrklein durch die Saugleitung 14 erfolgt. Eine Anpassung des Speisevolumenstroms muss dabei über ein Einstellen/Justieren des Regelventils 27 erfolgen.

    [0042] Beim Beenden des Tunnelbohrvortriebs wird zunächst der Bereich des Schneidrads 11 und des Abschnitts 12 solange weiter mit Bohrflüssigkeit beaufschlagt, bis eine Separationsanlage 31 kein weiteres Bohrklein anfällt. Anschließen werden das Regelventil 27 und das Absperrventil 17 geschlossen, und die Förderung der Bohrflüssigkeit durch die Treibpumpe 23 eingestellt.

    [0043] Fig. 5, 6 zeigen eine alternative Ausgestaltung zur Ausführung der Fig. 1, 2. Hierbei ist in der Speiseleitung 13 einen Absperrventil 28 im Bereich des Abschnitts 12 vorgesehen. Analog dazu ist das Absperrventil 17 angeordnet. Zwischen der Speiseleitung 13 und der Saugleitung 14 ist in einem Abschnitt 29 zwischen Absperrventil 17 und Sauanschluss 16 eine Verbindungsleitung 32 vorgesehen, die ein Absperrventil 33 aufweist. Zum Anfahren und Vorbereiten des Bohrens sind die Absperrventile 17 und 28 geschlossen. Das Absperrventil 33 in der Verbindungsleitung ist offen. Die Treibpumpe 23 und die Speisepumpe 22 werden eingeschaltet und die Bohrflüssigkeit wird durch die Speiseleitung 13 und die Verbindungsleitung 32 zum Sauganschluss 16 der Strahlpumpe 15 transportiert. Die über die Treibleitung 20 zugeführte Bohrflüssigkeit und die über die Speiseleitung 13 zugeführte Bohrflüssigkeit verbinden sich in der Mischkammer 25 und werden über die Förderleitung 19 abtransportiert. Sobald sich das System eingeregelt hat, werden die beiden Absperrventile 17 und 28 geöffnet und das Absperrventil 33 in der Verbindungsleitung 32 geschlossen, sodass die Strahlpumpe 15 jetzt aus dem Abschnitt 12 durch die Saugleitung 14 ansaugt, wobei der Bereich der Ortsbrust bzw. des Schneidrades 11 und des Abschnitts 12 über die Speiseleitung 13 mit Bohrflüssigkeit entsprechend beaufschlagt wird.

    [0044] Die Speisepumpe 22 beschickt den Abbaubereich und die Ortsbrust, bis ein entsprechender Ortsbrustdruck vorherrscht. Ggf. ist ein Nachregeln über die Speisepumpe 22 erforderlich. Die Strahlpumpe 15 saugt jetzt aus dem Abschnitt 12 durch die Saugleitung 14 an, wobei der Bereich der Ortsbrust bzw. des Schneidrades 11 und des Abschnitts 12 über die Speiseleitung 13 die entnommene Bohrflüssigkeit entsprechend wieder zugeführt wird. Der Bohrbetrieb und das Konstanthalten des Ortsbrustdrucks erfolgt wie zuvor beschrieben.

    [0045] Nach Beenden des Bohrbetriebs werden wiederum, nachdem an der Separationsanlage 31 kein Bohrklein ankommt, die Abschlussventile 17, 28, 33 in umgekehrter Reihenfolge wieder geschaltet.

    [0046] Fig. 7, 8 zeigt eine alternative Ausführungsform zu Fig. 3, 4. Auch hier ist analog eine entsprechende Verbindungsleitung 32 mit Absperrventil 33 vorgesehen. Weiterhin weist die Speiseleitung 13 ebenfalls ein Absperrventil 28 auf. Bei geöffnetem Absperrventil 33 und entsprechend eingeregeltem Regelventil 27 wird die Treibpumpe 23 eingeschaltet, sodass der notwendige Treibvolumenstrom über die Treibleitung 20 am Treibleitungsanschluss 21 die Strahlpumpe 15 erreicht. Gleichzeitig fließt entsprechend der über das Regelventil 27 eingestellte Speisevolumenstrom durch die Verbindungsleitung 22 zum Sauganschluss 16 der Strahlpumpe 15. Hat sich das System eingeregelt, werden die Absperrventile 17, 28 geöffnet und das Absperrventil 33 der Verbindungsleitung 32 geschlossen. Dadurch wird der Speisevolumenstrom der Bohrflüssigkeit zum Schneidrad 11 bzw. Abschnitt 12 transportiert und gleichzeitig aus dem Abschnitt 12 entsprechend mit Bohrklein vermischt über die Saugleitung 14 zum Sauganschluss 16 der Strahlpumpe 15 gefördert. Die Bohrflüssigkeit zusammen mit dem Bohrklein tritt in die Mischkammer 25 der Strahlpumpe 15 ein, wird dort mit dem Volumenstrom aus der Treibleitung 20 vermischt und über das Mischrohr 26 und die Förderleitung 19 der Separationsanlage 31 zugeführt. Das Beenden des Bohrbetriebs bewirkt eine umgekehrte Schaltreihenfolge der Absperrventile 17, 28, 33. Der Ortsbrustdruck wird dabei entsprechend wie zuvor beschrieben konstant gehalten.

    [0047] Durch die Strahlpumpe als Förderpumpe ist es überraschender Weise möglich Dichteschwankungen durch das Aufnehmen/Ansaugen/Abfördern von Bohrklein mit der Bohrflüssigkeit innerhalb der Kennwerte zu kompensieren, so dass der Ortsbrustdruck im Wesentlichen konstant bleibt trotz Änderungen in der Vortriebsgeschwindigkeit oder der Dichte des Bohrkleins.

    [0048] Das Verbindungsleitung 32 und das Vorsehen der Absperrventile 17, 28, 33 bewirken eine entscheidende Verbesserung beim Anfahren der Tunnelbohrvorrichtung 10 dergestalt, dass die Strahlpumpe 15 sich bereits vollständig in einem geregelten Betrieb befindet und am Sauganschluss 16 kein Vakuum vorliegt. Werden jetzt die Absperrventile 17, 28, 33 geschaltet, so beginnt augenblicklich der direkte Transport der Bohrflüssigkeit in den Abschnitt 12 hinein bzw. aus diesem heraus. Da der Abschnitt 12 bereits entsprechend mit Bohrflüssigkeit gefüllt ist, wird hierdurch ein Auflösen des Vakuums, dass an dem Absperrventil 17 herrscht, wenn keine Verbindungsleitung 32 vorgesehen ist, vermieden. Das Auflösen des Vakuums durch Betätigen des Absperrventils 17 bewirkt einen schlagfertigen Druckanstieg im Bereich der Ortsbrust, was sich durch das Vorsehen der Verbindungsleitung 32 entsprechend vermeiden lässt.

    Bezugszeichenliste



    [0049] 
    10
    Tunnelbohrvorrichtung
    11
    Schneidrad/Bohrwerkzeug
    12
    Abschnitt
    13
    Speiseleitung
    14
    Saugleitung
    15
    Strahlpumpe
    16
    Sauganschluss
    17
    Absperrventil
    18
    Förderanschluss
    19
    Förderleitung
    20
    Treibleitung
    21
    Treibanschluss
    22
    Speisepumpe
    23
    Treibpumpe/HD-Pumpe
    24
    Treibdüse
    25
    Mischkammer
    26
    Mischrohr
    27
    Regelventil
    28
    Absperrventil
    29
    Abschnitt
    30
    Übertageanlagen
    31
    Separationsanlage
    32
    Verbindungsleitung
    33
    Absperrventil
    40
    Schacht
    50
    Rohrleitung/Tunnel



    Ansprüche

    1. Tunnelbohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt im Boden entlang einer vorgegebenen Bohrlinie durch Vorschieben der Tunnelbohrvorrichtung (10) zum Erstellen eines Tunnels oder zum Verlegen einer Rohrleitung (50) im Boden mit einem Bohrwerkzeug (11) zum Lösen des Bodens, mit wenigstens einer Speiseleitung (13) zum Zuführen einer Bohrflüssigkeit zum Bohrwerkzeug (11), mit wenigstens einem an der Rückseite des Bohrwerkzeugs (11) angeordneten Abschnitt zur Aufnahme des in Form von Bohrklein vorliegenden gelösten Bodens, wobei der Bereich des Bohrwerkzeugs (11) und der wenigstens eine Abschnitt im Wesentlichen mit Bohrflüssigkeit gefüllt sind, und die Bohrflüssigkeit im Bereich des Bohrwerkzeugs (11) und innerhalb des wenigstens einen Abschnitts mit einem im Wesentlichen dem im Boden an der Ortsbrust herrschenden Druck entsprechenden Druck vorgesehen ist, mit wenigstens einer Pumpe (15) zum Abfördern der mit dem Bohrklein vermischten Bohrflüssigkeit aus dem Abschnitt, mit wenigstens einer Förderleitung (19) zum Abfördern der mit Bohrklein vermischten Bohrflüssigkeit aus der Bohrung, die mit der Förderseite der wenigstens einen Pumpe (15) verbunden ist, und wobei die wenigstens eine Pumpe (15) mit dem wenigstens einen Abschnitt über wenigstens eine Saugleitung (14) verbunden ist, wobei die Pumpe (15) eine Strahlpumpe ist, die mit einer Treibleitung (20) verbunden ist, über die eine Treibflüssigkeit der Strahlpumpe (15) zugeführt wird, wobei die wenigstens eine Pumpe (15) außerhalb des wenigstens einen Abschnitts angeordnet ist, und wobei in der wenigstens einen Saugleitung (14) wenigstens ein Absperrventil (17) vorgesehen ist, über das die Saugleitung (14) verschließbar ist.
     
    2. Tunnelbohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Speiseleitung (13) und Saugleitung (14) eine Verbindungsleitung (32) vorgesehen ist.
     
    3. Tunnelbohrvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (32) mit einem Absperrventil (33) verschließbar ist.
     
    4. Tunnelbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Speiseleitung (13) ein Absperrventil (28) vorgesehen ist.
     
    5. Tunnelbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Treibleitung (20) eine Regelungsvorrichtung vorgesehen ist, von dem die Speiseleitung (13) abführt, über die der Volumenstrom der Bohrflüssigkeit in der Speiseleitung (13) einstellbar ist.
     
    6. Tunnelbohrvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsvorrichtung ein Regelventil (27) ist.
     
    7. Tunnelbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (15) über die Treibleitung (20) mit einer Hochdruckpumpe (23) verbunden ist.
     
    8. Tunnelbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrflüssigkeit und/oder die Treibflüssigkeit eine Bentonitsuspension ist,
     
    9. Tunnelbohrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bentonitsuspension im Kreislauf als aufbereitete Bohrsuspension verwendbar ist.
     


    Claims

    1. Tunnel boring device for creating a bore from a starting point to a target point in the ground along a predefined boring line by advancing the tunnel boring device (10) in order to create a tunnel or in order to lay a pipeline (50) in the ground using a boring tool (11) to break up the ground, having at least one feed line (13) for supplying a boring fluid to the boring tool (11), having at least one section, arranged on the rear side of the boring tool (11), for receiving the broken-up ground which is present in the form of cuttings, wherein the region of the boring tool (11) and the at least one section are substantially filled with boring fluid, and the boring fluid is provided in the region of the boring tool (11) and within the at least one section with a pressure which substantially corresponds to the pressure prevailing in the ground at the heading face, having at least one pump (15) for removing, from the section, the boring fluid mixed with the cuttings, and having at least one conveying line (19) for removing, from the bore, the boring fluid mixed with cuttings, said line being connected to the delivery side of the at least one pump (15), and wherein the at least one pump (15) is connected to the at least one section via at least one suction line (14), wherein the pump (15) is a jet pump which is connected to a driving line (20) via which a driving fluid is supplied to the jet pump (15), wherein the at least one pump (15) is arranged outside the at least one section, and wherein at least one shut-off valve (17) via which the suction line (14) can be closed is provided in the at least one suction line (14).
     
    2. Tunnel boring device according to Claim 1, characterized in that a connection line (32) is provided between the feed line (13) and suction line (14) .
     
    3. Tunnel boring device according to Claim 2, characterized in that the connecting line (32) can be closed by a shut-off valve (33).
     
    4. Tunnel boring device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a shut-off valve (28) is provided in the feed line (13).
     
    5. Tunnel boring device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a regulating device from which the feed line (13) leads away is provided in the driving line (20) and via which the volumetric flow of the boring fluid in the feed line (13) can be set.
     
    6. Tunnel boring device according to Claim 5, characterized in that the regulating device is a control valve (27).
     
    7. Tunnel boring device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the pump (15) is connected to a high-pressure pump (23) via the driving line (20).
     
    8. Tunnel boring device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the boring fluid and/or the driving fluid are/is a bentonite suspension.
     
    9. Tunnel boring device according to Claim 8, characterized in that the bentonite suspension can be used as a processed boring suspension in a circulating arrangement.
     


    Revendications

    1. Tunnelier pour créer un trou de perçage dans le sol depuis un point de départ jusqu'à un point d'arrivée le long d'une ligne de perçage prédéfinie par avance du tunnelier (10) pour créer un tunnel ou pour poser un tuyau de canalisation (50) dans le sol avec un outil de perçage (11) pour ameublir le sol, avec au moins une conduite d'alimentation (13) pour alimenter un liquide de perçage à l'outil de perçage (11), avec au moins une section disposée au niveau du côté arrière de l'outil de perçage (11) pour recevoir le sol ameubli se présentant sous forme de déblais de perçage, la région de l'outil de perçage (11) et l'au moins une section étant sensiblement remplies avec du liquide de perçage, et le liquide de perçage dans la région de l'outil de perçage (11) et à l'intérieur de l'au moins une section étant à une pression correspondant essentiellement à la pression régnant dans le sol au niveau du front de taille, avec au moins une pompe (15) pour évacuer le liquide de perçage mélangé aux déblais de perçage hors de la section, avec au moins une conduite de refoulement (19) pour refouler le liquide de perçage mélangé aux déblais de perçage hors du trou de perçage, qui est raccordée au côté de refoulement de l'au moins une pompe (15) et l'au moins une pompe (15) étant raccordée à l'au moins une section par le biais d'au moins une conduite d'aspiration (14), la pompe (15) étant une pompe à jet qui est raccordée à une conduite d'entraînement (20), par le biais de laquelle un liquide d'entraînement de la pompe à jet (15) est acheminé, l'au moins une pompe (15) étant disposée à l'extérieur de l'au moins une section et au moins une vanne d'arrêt (17) étant prévue dans l'au moins une conduite d'aspiration (14), par le biais de laquelle la conduite d'aspiration (14) peut être fermée.
     
    2. Tunnelier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre la conduite d'alimentation (13) et la conduite d'aspiration (14) est prévue une conduite de raccordement (32).
     
    3. Tunnelier selon la revendication 2, caractérisé en ce que la conduite de raccordement (32) peut être fermée avec une vanne d'arrêt (33).
     
    4. Tunnelier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une vanne d'arrêt (28) est prévue dans la conduite d'alimentation (13).
     
    5. Tunnelier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un dispositif de réglage est prévu dans la conduite d'entraînement (20), depuis lequel part la conduite d'alimentation (13), par le biais duquel le débit volumique du liquide de perçage peut être ajusté dans la conduite d'alimentation (13).
     
    6. Tunnelier selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de réglage est une vanne de réglage (27).
     
    7. Tunnelier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pompe (15) est raccordée à une pompe haute pression (23) par le biais de la conduite d'entraînement (20).
     
    8. Tunnelier selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le liquide de perçage et/ou le liquide d'entraînement est une suspension de bentonite.
     
    9. Tunnelier selon la revendication 8, caractérisé en ce que la suspension de bentonite peut être utilisée en circuit en tant que suspension de perçage traitée.
     




    Zeichnung



























    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente