[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur unterirdischen Einbringung von Transportrohren
größerer Länge in das Erdreich, bei welchem ein die Medien leitendes aus hintereinander
engeordneten Einzelstücken zusammengesetztes Medien- oder Produktenrohr von einer
Preßgrube aus mittels einer hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Preßvorrichtung
in im wesentlichen horizontaler Richtung in das Erdreich eingepreßt wird.
[0002] Rohre dieser Art können vielfältige Aufgeben erfüllen, so können sie zum Beispiel
dem Transport von Erdöl, Erdgas oder dergleichen sowie von Zu- und Abwasser dienen,
sie können aber auch der Aufnahme und nachträglichen Einziehung von Kabeln, sei es
für elektrischen Strom oder für Telefonleitungen oder für Kommunikationsleitungen
anderer Art dienen, wobei sie gleichzeitig eine Schutzfunktion für derartige Leitungen
ausüben.
[0003] Rohre der genannten Art werden üblicherweise entweder unter Vorschaltung eines Bohrkopfes
durch die Preßvorrichtung vorgeschoben oder aber im einfacheren Fall mit einem Schneidring
an ihrem vorderen Ende versehen, welcher das Erdreich räumt oder auflockert, so daß
der Abtransport des abgeschnittenen Bodens mittels einer zur Preßgrube hinweisenden
Förderschnecke möglich wird.
[0004] Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist es, daß aufgrund der technisch begrenzten
Preßdrücke auch die Länge des in einem Arbeitsgang einstückig einbringbaren Rohres
begrenzt ist, weil die Reibung auf dar Außenseite des Rohres, also auf der Mantelfläche
zwischen Rohr und Erdreich eine Größe erreichen kann, die nur den Vortrieb einer bestimmten
Rohrlänge zuläßt. Dieser Reibungsbeiwert ist einerseits abhängig von der Größe der
Mantelfläche, die mit dem Erdreich in Verbindung steht, andererseits ist er aber auch
von der Zusammensetzung der Konsistenz des Erdreiches sowie von dem sogenannten Gebirgsdruck
abhängig, also von dem Druck, den das oberhalb des Rohres befindliche Erdreich auf
das Rohr ausübt.
[0005] Die obengenannte Begrenzung der Rohrlänge ergibt sich außerdem aus der mathematischen
Beziehung zwischen Rohrdurchmesser und Rohroberfläche, wobei sich bei durchschnittlichen
Reibungsbeiwerten (normales Erdreich) ergibt, daß mit den größten wirtschaftlich verwendbaren
Preßvorrichtung bei einem Rohrdurchmesser von 1.000 mm eine Rohrlänge von etwa 1.000
m in einem Arbeitsgang einbringbar ist.
[0006] Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist es weiter, daß bei ausgeprägt dünnen Rohren
diese in ihrer Länge deswegen begrenzt sind, weil sie einmal aufgrund des sogenannten
Brustwiderstandes zum Ausknicken neigen und weil sie zum anderen in einzelnen Bereichsabschnitten
unter Vorspannung gesetzt werden, die so groß werden kann, daß es zu einer Zerstörung
des Rohres kommen kann. Auch bei Rohren mit einem relativ kleinen Querschnitt ist
mithin die in einem Arbeitsgang einbringbare Länge begrenzt.
[0007] Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten
Art und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so auszubilden, daß trotz
der Verwendung der bekannten Preßvorrichtungen einstückige Rohre größerer Länge eingebracht
werden können.
[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in das Erdreich mittels der
Preßvorrichtung Hilfsrohre eingebracht werden, die aus einzelnen teleskopertig ineinander
eingreifenden Abschnitten bestehen, wobei der jeweilige Ausgangsabschnitt eine Länge
hat, die derjenigen Länge entspricht, die mit wirtschaftlichen und optimalen Bedingungen
gemäß dem bisherigen Stand der Technik erreichbar ist, während der jeweils folgende
Abschnitt eine Länge hat, die den jeweils vorangehenden Abschnitt um jene Ausgangslänge
überragt, wobei des Medien- oder Produktenrohr in einen Strang von auf diese Weise
zusammengesetzten Hilfsrohren eingreift und dann seinerseits den jeweiligen letzten
Hilfsrohrabschnitt um diese Ausgangslänge überragt.
[0009] Bei diesem Verfahren wird also zunächst ein erstes Hilfsrohr in das Erdreich eingebracht,
das die obengenannte Ausgangslänge hat und mit dessen Einbringung die Leistung der
Preßvorrichtung optimal ausgenutzt wird, Anschließend wird der Bohrkopf durch das
erste Hilfsrohr zurückgezogen und des Bohrgut und der Boden mittels eines Schneckenförderers
oder anderer Bohrhilfsmittel entfernt wird. Sodann wird der zweite Hilfsrohrabschnitt
in den ersten Hilfarohrabschnitt eingebracht, wobei der Außendurchmesser des zweiten
Hilferohrabschnittes dem Innendurchmesser des ersten Hilfsrohrabschnittes derart angepaßt
ist, daß beide Hilfsrohrabschnitte mit einem ausreichenden Toleranzbereich ineinandergroifen,
so daß der zweite Hilfsrohrabschnitt im ersten leicht gleiten kann. Da der zweite
Hilferohrabschnitt etwa die doppelte Länge wie der erste hat, wird, nachdem er den
ersten Hilfsrohrabschnitt durchgriffen hat, sein vorderes Ende ebenso in des Erdreich
eingeführt wie der ursprüngliche erste Abschnitt, so daß nunmehr nach Einbringung
des zweiten Hilfarohrabschnittes etwa die doppelte Rohrlänge für das Produktenrohr
zur Verfügung steht.
[0010] In entsprechender Weise werden die weiteren Hilfsrohrabschnitte eingebracht, die
stets in den jeweils zuvor eingebrachten Hilfsrohrabschnitt eingreifen und die jeweils
den vorangehenden Hilfsrohrabschnitt um etwa die Ausgangslänge des ersten Hilfsrohrabschnittes
überragen, bis die gewünschte Rohrlänge für das Produktenrohr erreicht ist oder aber
das Verhältnis von Ausgangsdurchmesser des ersten Hilfsrohrabschnittes zum Innendurchmesser
des Produktanrohras die Länge des Produktenrohres begrenzt. Der Innendurchmesser des
Produktenrohres ist selbstverständlich abhängig von dem Medium, welches mit dem Produktenrohr
gefördert und transportiert oder durch dieses aufgenommen werden soll.
[0011] Die einzelnen Hilfsrohrabschnitte werden in an sich bekannter Weise ebenso von ihrer
Stirnseite her aus der Preßgrube heraus mit der dortigen Preßvorrichtung beaufschlagt
wie die bisherigen im Hinblick auf die Einbringungeart einstückigen Produktenrohre,
die als Ganzes in der beschriebenen Weise in das Erdreich eingebracht werden.
[0012] Die Hilfsrohrabschnitte können nach Fertigstellung der Rohrleitung im Boden verbleiben;
es besteht aber auch die Möglichkeit, sie wieder herauszuziehen, was arbeitsaufwendig
und mühsam ist.
[0013] Andererseits stellen die im Boden verbleibenden Hilfsrohre doch eine erhebliche Materialmenge
dar, die entsprechende Kosten verursacht, so daß der Erfindung die weitere Aufgabe
zugrundeliegt, diee Materialanhäufung, die für den Betrieb des Produktenrohres selbst
nicht erforderlich ist, klein zu halten.
[0014] Hierzu ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, daß die einzelnen Hilfsrohrabschnitte
etwa die gleiche Länge haben, die derjenigen Länge entspricht, die mir wirtchaftlichen
und optimalen Bedingungen gemäß dem bisherigen Stand der Technik erreichbar ist, wobei
die aufeinanderfolgenden Hilfsrohrabschnitte unterschiedliche Durchmesser haben, so
daß die jeweils vorangehenden Hilfsrohrabschnitte die nachfolgenden Hilfsrohrabschnittsenden
aufnehmen können, wobei sich die aneinander anschließenden Hilfsrohrabschnittsenden
nur geringfügig, nämlich so weit überlappen, wie es zur Stabilität der Verbindung
notwendig ist, und wobei jeweils ein Druck- oder Stützrohr, das zwischen das preßdruckseitige
Ende des vorangehenden Hilfsrohrabschnittes und die Preßvorrichtung eingesetzt ist,
vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser jeweils dem Außendurchmesser des jeweiligen
zu beaufschlagenden Hilfsrohrabschnittes entspricht und auf welches die Preßvorrichtung
wirkt.
[0015] Dadurch ergeben sich um das Produktenrohr herum lediglich einwandige Hilfsrohrabschnitte
(von der Überlappung einmal abgesehen) nicht aber eine Materialanhäufung wie bei der
ersten Ausführungsform. Gegenüber dieser muß allerdings eine zusätzliche Vorrichtung
geschaffen werden, um die ineinander eingreifenden Hilfsrohrabschnitte in ihre jeweilige
Lage zu bringen, da ein direkter Druck der Preßvorrichtung auf die jeweilige Stirnseite
dann nicht möglich ist, wenn der jeweilige Hilfsrohrabschnitt innerhalb des dem Ausgangsabschnitt
zugewandten Endes von der Preßvorrichtung in der Regel nicht erreicht werden kann.
[0016] Zweckmäßig ist es weiter, wenn die preßgrubenseitigen Enden der einzelnen Hilfsrohrabschnitte
mit inneren Abschrägungen zur Erleichterung der Aufnahme der jeweils folgenden Hilfsrohrabschnittsenden
versehen sind.
[0017] Diese geringfügige Überlappung erleichtert die Rückführung der einzelnen Hilfsrohrabschnitte
ungemein, weil es sich jetzt um Hilfsrohrabschnitte handelt, die im Mittel um ein
Mehrfaches kürzer sind als diejenigen, die bei den bekannten Verfahren verwendet wurden
und die zu der oben beschriebenen Materialanhäufung führten.
[0018] Zweckmäßig ist es weiter, wenn die Druck- oder Stützrohre eine Länge haben, die etwa
der Länge der einzelnen Hilfsrohrabschnitte entspricht.
[0019] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die einzelnen Hilfsrohrabschnitte jeweils die
gleiche Länge haben, so daß auch das Einbringen der Hilfsrohrabschnitte in den Boden
sowie deren Lagerhaltung erleichtert wird.
[0020] Gleichwohl kann das Produktenrohr "einstückig" ausgebildet werden und in einem Arbeitsgang
über die gesamte, zum Teil also erhebliche Strecke in das Erdreich eingefahren werden,
weil nur sein vorderster Abschnitt Kontakt zum Erdreich bekommt, während die gesamte
rückwärtige Länge sich innerhalb der Hilfsrohre befindet.
[0021] Insbesondere bei dieser Ausführungsform, die ja eine besondere Führung der Rohrabschnitte
im jeweils letzten Bereich erzwingt, muß für einen guten Geradeauslauf Sorge getragen
werden. Steuerungen hierfür sind an sich bekannt, sie bestehen für die Vertikale aus
Neigungsgebern und für die Horizontale aus sogenannten gefesselten Kreisein, bei denen
der Umstand ausgenutzt wird, daß die einmal angestoßene Kreiselachse ihre Lage beibehalten
will.
[0022] Entsprechendes gilt steuerungstechnisch, wenn gegebenenfalls das einzuziehende Rohr
aus bestimmten Gründen einen Bogen oder dergleichen durchlaufen soll, sei es, daß
die Krümmung nun in der Horizontalen, sei es, daß sie in der Vertikalen oder dazwischen
liegt.
[0023] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt in schematischer Darstellung eine Rohrverlegungsanlage, auf die die Erfindung
Anwendung findet.
- Fig. 2
- zeigt im Schnitt einen Ausschnitt aus der Anlage nach Fig. 1.
- Fig. 3
- zeigt im Schnitt ein Anwendungsbeispiel für das Unterfahren eines Wattgebietes.
- Fig. 4
- zeigt in schematischer Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform der Teleskopeinrichtung.
- Fig. 5
- zeigt in schematischer Darstellung, teilweise geschnitten, eine Anordnugn zur Betätigung
und Erzeugung eines Rohrstranges nach Fig. 4.
[0024] Gemäß Fig. 1 ist in einer sogenannten Preßgrube 1 eine aus einem Druckring 2 oder
dergleichen bestehende Preßeinrichtung vorgesehen, die von einem Steuerstand 3 aus
bedienbar ist. Die Beaufschlagung des Druckringes 2 kann in verschiedener Weise, nämlich
pneumatisch, elektropneumatisch, mechanisch usw., vorzugsweise aber hydraulisch erfolgen.
Zu diesem Zweck greifen an dem Druckring 2 vorzugsweise kreisförmig angeordnete Druckaggregate
4 an, die den Druckring 2 in Richtung des Pfailes 5 verschieben. Der Druckring 2 beaufschlagt
seinerseits Hilferohrs 11 bis 71 (vgl. Fig. 3), von denen die beiden ersten Hilfsrohre
11 und 21 in der Darstellung nach Fig. 1 bereits in das Erdreich 8 eingebracht sind.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, greifen die beiden Hilfsrohre 11 und 21 teleskopartig ineinander,
wobei das preßgrubenseitige Ende des zweiten Hilfsrohres 21 mit dem preßgrubenseitigen
Ende des ersten Hilfsrohres 11 bündig liegt.
[0025] Das nächste Hilferohr 31 gemäß Fig. 1 befindet sich gemäß der Darstellung noch Fig.
1 noch in einer Lage, in welcher es seinen Endpunkt noch nicht erreicht hat. Es ragt
demgemäß mit seinem rückwärtigen Ende nach rechts in Fig. 1 eine dem ersten Hilfsrohr
11 mit dem dort so gekennzeichneten Abschnitt 31a hinaus.
[0026] Fig. 2 zeigt diesen Vorgang nochmals im einzelnen und läßt erkennen, daß dort fünf
Hilfsrohre unterschiedlicher Länge teleskopartig zusammengefügt sind. Es handelt sich
hier um das jeweils äußere kurze Hilferohr 11, das nachfolgende Hilferohr 21, das
Hilfsrohr 31 und um ein Produktenrohr 41, welches in der Darstellung nach Fig. 2 gerade
eingefahren wird.
[0027] Die Länge 1 der Preßgrube 1 ist so gewählt, daß die üblichen Rohrlängen, d.h. die
Länge der Einzelstücke, aus denen die Rohre zusammengesetzt werden, zuzüglich der
Vortriebsaggregate von der Preßgrube aufgenommen werden können.
[0028] Fig. 3 zeigt eine beendigte Rohrverlegung unterhalb eines Wattgebietes 9, des mit
dar erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gänze unterfahren werden kann, ohne daß umweltschädliche
Aufbrüche nach oben hin vorgenommen werden müssen.
[0029] Das oberhalb des Wattgebietes auflaufende Wasser 10 wird damit ebenso geschützt wie
die Meeresflora und -fauns.
[0030] Die in Fig. 3 vorgenommenen Maßangaben lassen erkennen, in welchen großen Spennweiten
mit der erfindungsgemäßen Anordnung und dem erfindungegemäßen Verfahren gearbeitet
werden kann.
[0031] Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 hatte des jeweils nächste Hilfsrohr immer eine
solche Länge, daß, wie aus Fig. 3 ersichtlich, jedes Hilfsrohr vom jeweiligen linken
Ende in Fig. 3 bis zur Preßgrube 1 reichte. Die Nachteile der sich dadurch ergebenden
Materialanhäufung wurden oben beschrieben.
[0032] Fig. 4 zeigt nun eine Ausführungsform, bei welcher die Materialanhäufung vermieden
wird, indem die einzelnen Hilfsrohre 81, 91, 101 und 111 nur so weit ineinandergesteckt
sind, wie es für eine Stabilität der Anordnung erforderlich ist. Um bei dieser Anordnung
das Einfädeln zu erleichtern, können die preßgrubenseitigen Enden der einzelnen Hilfsrohre
mit Abschrägungen 12 oder dergleichen versehen sein.
[0033] Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform zur Einbringung der einzelnen kurzen Rohrabschnitte
noch Fig. 4. Bei dem Anwendungsbeispiel nach Fig. 5 sind Druckrohre 14 vorgesehen,
die von dem Druckring 2 (vgl. Fig. 1) in der beschriebenen Weise beaufschlagt werden
und damit die jeweils letzten Rohretücke 101 in ihre Position gemäß Fig. 4 bringen.
Die schon eingebrachten Rohrabschnitte 81 und 91 sind in Fig. 5 gegenüber ihren tatsächlichen
Abmessungen stark verzerrt dargestellt.
1. Verfahren zur unterirdischen Einbringung von Transportrohren größerer Länge in das
Erdreich, bei welchem ein die Medien leitenden aus hintereinander angeordneten Einzelstücken
zusammengesetztes Medien- oder Produktenrohr von einer Preßgrube aus mittels einer
hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Preßvorrichtung in im wesentlichen
horizontaler Richtung in das Erdreich eingepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
in das Erdreich (8) mittels der Preßvorrichtung (2) Hilfsrohre (11 bis 61) eingebracht
werden, die aus einzelnen teleskopartig ineinander eingreifenden Abschnitten bestehen,
wobei der jeweilige Ausgangsabschnitt (11) eine Länge hat, die derjenigen Länge entspricht,
die mit wirtschaftlichen und optimalen Bedingungen gemäß dem bisherigen Stand der
Technik erreichbar ist, während der jeweils folgende Abschnitt (21 bis 71) eine Länge
hat, die den jeweils vorangehenden Abschnitt (11 bis 61) um jene Ausgengslänge überragt,
wobei das Medien- oder Produktenrohr (71) in einen Strang von auf diese Weise zusammengesetzten
Hilfsrohren (11 bis 61) eingreift und dann seinerseits den jeweiligen letzten Hilfsrohrabschnitt
(61) um diese Ausgangslänge überregt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein erstes Hilfsrohr
(11) in das Erdreich (8) eingebracht wird, welches die obengenannte Ausgangslänge
hat und mit dessen Einbringung die Leistung der Preßvorrichtung (2) optimal ausgenutzt
wird, worauf der Bohrkopf durch das erste Hilfsrohr (11) zurückgezogen und das Bohrgut
und der Boden mittels eines Schneckenförderers oder anderer Bohrhilfsmittel entfernt
wird, worauf der zweite Hilfsrohrabschnitt (21) in den ersten Hilferohrabschnitt (11)
eingebracht wird und wobei der Außendurchmesser des zweiten Hilfsrohrabschnittes (21)
dem Innendurchmesser das ersten Hilfsrohrabschnittes (11) derart angepaßt ist, daß
beide Hilfsrohrabschnitte (11,21) mit einem ausreichenden Toleranzbereich ineinandergreifen,
so daß der zweite Hilferohrabschnitt (21) im ersten (11) leicht gleiten kann.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfsrohrabschnitt
(21) etwa die doppelte Länge wie der erste Hilfsrohrabschnitt (11) hat, wobei der
zweite Hilfsrohrabschnitt (21), nachdem er den ersten Hilfsrohrabschnitt (11) durchgriffen
hat, mit seinem vorderen Ende in das Erdreich (8) eingeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Hilfsrohrabschnitte
eingebracht werden, indem sie stets in den jeweils zuvor eingebrachten Hilfsrohrabschnitt
eingreifen, wobei sie jeweils den vorangehenden Hilfsrohrabschnitt um etwa die Ausgangslänge
des ersten Hilfsrohrabschnittes (11) überragen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
einzelnen Hilfsrohrabschnitte (11 bis 61) von ihrer Stirnseite her aus der Preßgrube
(1) heraus mit der dortigen Preßvorrichtung (2) beaufachlagt werden wie die bisherigen
einstückigen Produktenrohre.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Hilfsrohrabschnitte
(81, 91) etwa die gleiche Länge haben, die derjenigen Länge entspricht, die mit wirtschaftlichen
und optimalen Bedingungen gemäß dem bisherigen Stand der Technik erreichbar ist, wobei
die aufeinanderfolgenden Hilfsrohrabschnitte (81, 91, 101, 111) unterschiedliche Durchmesser
haben, so daß die jeweils vorangehenden Hilfsrohrabschnitte die nachfolgenden Hilfsrohrabschnittsenden
aufnehmen können, wobei sich die aneinander anschliessenden Hilfsrohrabschnittsenden
nur geringfügig, nämlich so weit überlappen, wie es zur Stabilität der Verbindung
notwendig ist, und wobei jeweils ein Druck- oder Stützrohr (14), das zwischen das
preßdruckseitige Ende des vorangehenden Hilfsrohrabschnittes und die Preßvorrichtung
eingesetzt ist, vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser jeweils dem Außendurchmesser
des jeweiligen zu beaufschlagenden Hilfsrohrabschnittes entspricht und auf welches
die Preßvorrichtung wirkt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die preßgrubenseitigen Enden
der einzelnen Hilfsrohrabschnitte (81, 91, 101, 111) mit inneren Abschrägungen (12)
zur Erleichterung der Aufnahme der jeweils folgenden Hilfsrohrabschnittsenden versehen
sind.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- oder Stützrohre
(14) eine Länge haben, die etwa der Länge der einzelnen Hilfsrohrabschnitte (81, 91,
101, 111) entspricht.