[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen von Bodenabschnitten, insbesondere
für Hebungsinjektionen, wobei ausgehend von beabstandeten Bohrungen in Verbindung
mit dem Einbringen von Injektionsmedien eine Hebungsinjektion, Bodenverfestigung,
Kluftinjektion oder Rohrschirminjektion erfolgt, dabei zunächst Bohrungen in den Boden
eingebracht und anschließend über ein mehrfach verpressbares Injektionsrohr ein Injektionsmedium
eingepresst wird.
[0002] Bei Hebungsinjektionen müssen im Vorfeld, z.B. bei Unterfahrungen von Gebäuden mit
einem Tunnel, mehrfach verpressbare Injektionsrohre (Manschettenrohre) unter dem Gebäude
eingebohrt werden. Dabei ist es zur Vermeidung von Setzungen extrem wichtig, dass
beim Einbohren der mehrfach verpressbaren Manschettenrohre kein Boden entzogen wird.
Nach dem Einbringen der mehrfach verpressbaren Manschettenrohre wird der Boden mit
einem erhärtenden Injektionsmedium vorvergütet. Danach werden die Injektionsrohre
gespült. Stellen sich während oder nach dem Tunnelvortrieb Setzungen ein, wird durch
die Manschettenrohre erneut verpresst, um die Gebäude wieder anzuheben. Des Weiteren
kann mit dem Verfahren eine Tunnelsicherung beim Vortrieb mittels eines Injektionsrohrsschirmes
hergestellt werden, wobei ausgehend von den beabstandeten Bohrungen in Verbindung
mit einer durch ein Injektionsmedium erfolgende Körperbildung ein zusammenhängendes
Bodentragwerk geschaffen wird, dabei zunächst Bohrungen in den Boden eingebracht und
anschließend über ein mehrfach verpressbares Injektionsrohr ein Injektionsmedium zur
Bildung eines Körpers eingepresst wird, der sich mit dem Körper der benachbarten Bohrung
überschneidet. Außerdem ist das Verfahren auch für Kluft- und Sohlinjektionen anwendbar.
Bodeninjektionen sind u. a. nötig, um den Baugrund, z. B. für höhere Belastungen zu
verbessern, den Boden oder die Klüfte im Fels abzudichten, Bauwerke, z. B. bei Unterfahrungen
mit Tunnelvortrieben wieder anzuheben, bestehende Bauwerke anzuheben oder durch eine
Unterfangungsinjektion zu sichern, gestörte Gebirgszonen mit z. B. Rohrschirmen zur
Sicherung von Tunnelvortrieben zu verfestigen, oder Baugrubenumschließungen und Baugrubensohlen
zu erstellen.
[0003] Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0004] Ein derartiges Verfahren, welches für Böden ohne drückendes Wasser Anwendung findet,
ist allgemein bekannt. Dabei erfolgt das Abbohren der Bohrung im Überlagerungsbohrverfahren,
indem ein Außenbohrgestänge und ein Innenbohrgestänge mit einem Doppeldrehkopf bis
auf die gewünschte Tiefe abgebohrt werden. Das Außenbohrgestänge beinhaltet eine Ringbohrkrone,
während das Innenbohrgestänge mit einer Vollbohrkrone ausgestattet ist, die in das
Außenbohrgestänge passt. Die Innenbohrkrone wird mit dem Innenbohrgestänge nach Erreichen
der Endtiefe zurückgebaut, ein Füllschlauch in die Bohrung eingeführt und diese beispielsweise
mit einem aus einer der Zementsuspension bestehenden, als Mantelmischung wirkenden
Bindemittel aufgefüllt. Auf Grund des erforderlichen großen Bohrdurchmessers kann
der Boden nicht verdrängt werden, sondern muss zwischen Außenbohrgestänge und Innenbohrgestänge
abgefördert werden. Dabei sollte nur der Boden ausgetragen werden, der dem Durchmesser
der Bohrung entspricht. Dies ist jedoch schwer steuerbar, weil durch die unabdingbare
Spülung der Bohrung leicht mehr Boden entzogen wird. Durch den großen Bodenentzug
entstehen Setzungen. Außerdem wird für den großen Bohrdurchmesser ein entsprechend
starkes und großes Bohrgerät benötigt. Nach dem Einbau der Mantelmischung wird in
dieser ein mehrfach verpressbares Injektionsrohr (Manschettenrohr) aus Stahl oder
PVC eingebaut, der Bohrlochmund verschlossen und das der Bodenverfestigung dienende
Injektionsmedium mittels eines Packers über die als Gummimanschetten ausgestalteten
Ventile des Injektionsrohres vorgenommen. Bei längeren Bohrungen werden mehrere Rohrschüsse
zeitaufwendig miteinander verklebt oder verschraubt. Dabei besteht die Gefahr, dass
der Kleber in das Rohr gelangt und es dann später bei der eigentlichen Injektion zu
Problemen beim Einbau des Doppelpackers kommen kann. Ist der Einbau der Injektionsrohre
abgeschlossen, so wird das Außenbohrgestänge gezogen. Auch hierbei kommt es zu Setzungen,
weil der Raum des aus dem Boden gezogenen Außenbohrgestänges nicht verfüllt wird und
dabei ein Hohlraum entsteht. Dieser Hohlraum wird allein mit Nachsackungen des umliegenden
Bodens ausgefüllt.
[0005] Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, welches für Böden Anwendung findet, bei denen
gegen drückendes Wasser gearbeitet werden muss. Vor dem Bohren wird in einer Wand
(Bohrpfahl-, Schlitz- oder Spundwand) ein Preventer mit Flachschieber (Dichtung, Rückflussverhinderer)
montiert, damit durch den anstehenden Außenwasserüberdruck kein Boden neben dem Außenbohrgestänge
ausgetragen werden kann. Dann wird im Überlagerungsbohrverfahren ein Außenbohrgestänge
und ein Innenbohrgestänge mit einem Doppeldrehkopf bis auf die gewünschte Tiefe abgebohrt.
Damit durch den anstehenden Außenwasserüberdruck nicht ständig zwischen Innenbohrgestänge
und Außenbohrgestänge ein Bodenaustrag erfolgt, ist auf dem Innenbohrgestänge eine
Bohrkrone, die größer als das Außenbohrgestänge ist, mit einem Klinkverschluss montiert.
Die Bohrkrone hat einen konischen Dichtflansch, der zum Vermeiden von Bodenentzug
beim Bohren in das konische ausgestaltete Anfängerrohr des Außenbohrgestänges gezogen
wird. Kann der Boden beim Bohren nicht mehr verdrängt werden, wird, um den vor der
Bohrkrone verdichteten Boden auszutragen, die Bohrkrone mit dem Innenbohrgestänge
nach vorn geschoben und damit der Ringspalt zwischen der Bohrkrone des Innenbohrgestänges
und dem Anfängerrohr geöffnet. Der Boden wird dann im Ringspalt zwischen Innenbohrgestänge
und Außenbohrgestänge über eine Auswurfglocke oder einen Entlastungshahn am Preventer
entzogen. Dies kann jedoch auf Grund des Außenwasserüberdrucks nicht kontrolliert
erfolgen. Stellt sich auf Grund des Bodenentzugs der Bohrfortschritt wieder ein, wird
die Bohrkrone erneut im Dichtkonus des Anfängerrohres positioniert. Ist die erforderliche
Bohrtiefe erreicht, wird das Innenbohrgestänge unter Aufgabe der Bohrkrone (verlorene
Bohrkrone) gezogen, an dessen Stelle ein mehrfach verpressbares Injektionsrohr (Manschettenrohr)
eingebaut und beim anschließenden Ziehen des Außenbohrgestänges gleichzeitig der Einbau
der Mantelmischung realisiert, welche eine Ummantelung des Injektionsrohres und Abdichtung
des Bohrloches bewirkt sowie sicherstellt, dass die einzelnen Stufen (Manschetten)
des Injektionsrohres keine Verbindung miteinander haben. Das Außenbohrgestänge dient
damit zeitweise als Schutzrohr für das Injektionsrohr (Manschettenrohr).
Vor dem Ziehen des letzten Außenbohrgestänges aus der Dichtung (Preventer) muss der
Ringspalt zwischen z.B. Schlitzwand und Injektionsrohr abgedichtet werden. Abschließend
erfolgen der Verschluss des Bohrlochmundes mit Verschlussmörtel oder eine Enddichtung
sowie die eigentliche, der Bodenverfestigung dienende Einbringung des Injektionsmediums
unter Verwendung eines Packers/Doppelpackers über die als Gummimanschetten ausgestalteten
Ventile des Injektionsrohres.
[0006] Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist es, dass sich Steine zwischen den Dichtflächen
verklemmen können, so dass die vorgeschobene Bohrkrone nicht wieder dichtend am Anfängerrohr
aufgenommen werden kann. In diesem Fall erfolgt dann wiederum ein ständiger, Senkungen
nach sich ziehender Bodenentzug. Weist der Boden (Gebirge) beispielsweise Klüfte oder
Hohlräume auf, kann sich die Bohrkrone aus dem Klinkverschluss des Innenbohrgestänges
lösen und abfallen. Dann ist das Außenbohrgestänge komplett offen und sobald der Drehkopf
am Bohrlochmund vom Außenbohrgestänge abgeschraubt wird, wird der Boden durch den
ganzen Querschnitt des Außenbohrgestänges entzogen. Die Bohrung muss dann, um größere
Schäden zu vermeiden, verpresst und aufgegeben werden. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, dass die Bohrkrone bei jedem Nachsetzen eines Verlängerungsrohrschusses (Aufsatzrohr)
ausgeklinkt werden muss, und nach dem Aufsetzen des Verlängerungsrohres wieder eingefädelt
werden muss. Dies ist nicht nur sehr zeitaufwendig, sondern es kommt dabei oft zu
den o. g. Problemen beim Öffnen der Dichtung zwischen Anfängerrohr und Bohrkrone oder
gar zum Bohrkronenverlust. Beim Ausbauen des Innenbohrgestänges ist es als nachteilig
anzusehen, dass dann, wenn die Bohrkrone den Innenraum des Außenbohrgestänges nicht
wirksam abdichtet, neben dem damit sich einstellenden Bodenentzug, auch der Innenraum
des Außenbohrgestänges mit Boden gefüllt wird, so dass der nunmehr erforderliche Einbau
des Injektionsrohres nicht stattfinden kann. Außerdem ist beim Ziehen des Außenbohrgestänges,
welches auch als Schutzrohr für das Injektionsrohr wirkt, die Gefahr gegeben, dass
das Manschettenrohr durch eindringenden Boden zwischen Manschettenrohr und Außenbohrgestänge
verklemmt und mit dem Außenbohrgestänge mitgezogen wird, wodurch das Manschettenrohr
entweder zerstört und unbrauchbar wird oder die sich anschließende, über die Ventile
des Injektionsrohres vorzunehmende Einbringung des Injektionsmediums nicht in den
vorgesehenen Bereichen des Bodens abgesichert werden kann. Dadurch wird eine wirksame
Bodenverfestigung insgesamt in Frage gestellt. Nachteilig ist außerdem, dass bei nicht
vollständiger Abdichtung der Bohrkrone die Mantelmischung ausgespült werden kann.
Vor dem Ziehen des letzten Außenbohrgestänges aus dem Preventer muss außerdem zur
Unterbindung von Bodenentzug der Ringspalt zwischen z.B. Schlitzwand und Injektionsrohr
vor der Endabdichtung des Bohrlochmundes temporär abgedichtet werden. Dies ist zeit-
und kostenaufwendig und nicht immer erfolgreich, so dass es dabei öfters zu Bodenentzug
und daraus resultierenden Setzungen kommt. Letztlich wird für den großen Bohrdurchmesser
ein entsprechend leistungsstarkes und großes Bohrgerät benötigt.
[0007] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art im Sinne einer Verfahrensoptimierung, insbesondere beim Bohren
gegen drückendes Wasser, derartig weiterzubilden, dass bei Reduzierung der Anzahl
von Arbeitsgängen, kleinem Bohrdurchmesser und leistungsschwächerem Bohrgerät, ohne
aufwändigem Ausbau des Außenbohrgestänges vor der Injektion eine einen Bodenentzug
und damit Setzungen vermeidende Arbeitweise ermöglicht wird, die Einbaubarkeit des
Injektionsrohres (Manschettenrohres) uneingeschränkt abgesichert und durch die Gewährleistung
der Lagesicherung für das Injektionsrohr eine gezielte Einbringung des Injektionsmediums
im Boden vorgenommen sowie das Bohren auch unter engen räumlichen Verhältnissen (im
Bereich von Tunnelvortriebsmaschinen; in Röhren und Kellern o. ä.) gewährleistet werden
kann.
[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei die zur Aufgabenlösung beitragende Vorrichtung
aus dem Patentanspruch 6 hervorgeht.
[0009] Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass auf den Einbau eines separaten Injektionsrohres
und ein erforderliches Schutzrohr für das Injektionsrohr verzichtet werden kann, da
dass Außenbohrgestänge das Anfängerrohr beinhaltet, welches fest mit der Bohrkrone
verbunden ist sowie gleichzeitig als Injektionsrohr ausgeführt ist und nach dem Erreichen
der Endtiefe beim Bohren im Boden als verlorenes Bohr- und Injektionsrohr verbleibt
oder auch zurückgebaut werden kann. Es kann sofort genutzt werden, lediglich das Innengestänge
muss zurückgebaut werden. Durch den geringen Durchmesser des Außenbohrgestänges, bei
dem ein eigenständiges Schutzrohr für das Injektionsrohr nicht erforderlich ist, kann
im Verdrängungsverfahren gebohrt und ein Bodenentzug und daraus resultierende Setzungen
vermieden werden.
Bedingt durch die feste Verbindung von Anfängerrohr und Bohrkrone ist es beim Nachsetzen
eines Verlängerungsrohrschusses (Aufsatzrohr) außerdem nicht mehr erforderlich, die
Bohrkrone gegenüber dem Außenbohrgestänge auszuklinken und nach dem Aufsetzen des
Verlängerungsrohres wieder einzuziehen, so dass ungewollter Bodenentzug wiederum verhindert,
ein vorzeitiger Verlust der Bohrkrone und die damit einhergehende Aufgabe der Bohrung
ausgeschlossen werden können. Durch die feste Verbindung von Anfängerrohr und Bohrkrone
besteht beim Ausbau des Innengestänges nicht die Gefahr, dass die Bohrkrone den Innenraum
des Außenbohrgestänges nur ungenügend abdichtet, dieser sich mit Boden füllt und ein
Bodenentzug einsetzt. Zusätzlich wird die Ausspülungsgefahr der Mantelmischung unterbunden.
Dadurch, dass das Außenbohrgestänge sowohl die Funktion eines Bohrgestänges als auch
gleichzeitig eines Injektionsrohres übernimmt, kann bei der Erfindung auf den sonst
erforderlichen Ausbau des Außenbohrgestänges vor der Injektion verzichtet werden.
Damit sind einhergehende Setzungen zur Auffüllung des Raumes des Außenbohrgestänges
unterbindbar und eine Hohlraumbildung, die sich dann mit Nachsackungen des umliegenden
Bodens ausgefüllt, kann ausgeschlossen werden.
In Abhängigkeit der Art der Bodenverfestigung (z.B. mit Gelen) besteht außerdem die
Möglichkeit, das Injektionsrohr nach erfolgter Injektion wieder zurückzubauen und
einer erneuter Verwendung zuzuführen. Damit geht eine erhebliche Kostenreduzierung
einher und es verbleiben keine, spätere Baumaßnahmen beeinträchtigende Hindernisse
im Boden.
[0010] Zusammenfassend wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, das Bodenentzug und damit
verbundene Setzungen wirksam unterbindet, mit einer geringen Anzahl an Arbeitschritten
(2 anstelle von 5 Schritten) bei niedrigen Herstellungskosten und kurzer Bauzeit auskommt,
lediglich ein kleines, leistungsschwächeres und billigeres Bohrgerät erfordert sowie
die Arbeit unter engen räumlichen Verhältnissen (z. B. in Tunnel) ermöglicht. Außerdem
können damit geringere Baustelleneinrichtungs- und Vorhaltekosten realisiert werden.
[0011] Vorteilhafte verfahrensmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen
2 bis 5 charakterisiert.
[0012] Bevorzugte vorrichtungstechnische Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Patentansprüchen
7 bis 12 hervor.
[0013] Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen
näher erläutert werden.
Es zeigen:
[0014]
- Fig. 1
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens
- Fig. 2
- eine vergrößerte Schnittdarstellung des Injektionsrohres in der Seitenansicht
- Fig. 3
- eine Schnittdarstellung des Injektionsrohres entlang der Linie A - A der Fig. 2
- Fig. 4
- eine geschnittene Seitenansicht der bereits vorgekernten Wand (Bohrpfahl-, Schlitz-
oder Spundwand), in der ein Preventer (Dichtung, Rückflussverhinderer) positioniert
worden ist
- Fig. 5
- eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, wobei das einbohrfähige Injektionsrohr mit dem Innengestänge die Endeinbohrtiefe
erreicht hat
- Fig. 6
- eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, wobei das Innengestänge aus dem Injektionsrohr bereits entfernt worden
ist
- Fig. 7
- eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, wobei in das Injektionsrohr ein Doppelpacker zum Verpressen des Bodens
eingeführt worden ist
[0015] Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung, die besonders vorteilhaft beim
Bohren gegen drückendes Wasser Verwendung findet, besteht aus einzelnen zum Verlängern
miteinander verschraubbaren stählernen Außenbohrgestängen 1, einem koaxial zum Außenbohrgestänge
1 vorgesehenen Innengestänge 2, wobei nach Fig. 2 das erste bodenseitige Außenbohrgestänge
(Anfängerrohr) mit einer Bohrkrone 3 durch Aufschrauben oder Schweißen fest verbunden
und als mehrfach verpressbares, Injektionsrohr (Manschettenrohr) 4 ausgeführt ist.
Dieses Injektionsrohr 4 ist in seiner Längserstreckung beispielhaft mit drei beabstandeten
Aussparungen 5 und mehreren sich darin radial im Injektionsrohr 4 erstreckenden Durchbrechungen
6 ausgestattet, über denen abdichtend jeweils eine elastische Manschette 7 angeordnet
ist. Dabei sind die elastischen Manschetten 7 in die jeweilige Aussparung 5 am Injektionsrohr
4 eingelassen und außenseitig teilweise von vier Schutzblechen 8 so abgedeckt, dass
vorteilhafterweise der von den Schutzblechen 8 um die elastischen Manschetten 7 gebildete
Durchmesser mit dem Durchmesser des Injektionsrohres 4 / Außenbohrgestänges 1 deckungsgleich
ausgebildet ist. Nach Fig. 3 sind vorzugsweise in einer Aussparung 5 des Injektionsrohres
4 vier Durchbrechungen 6 angeordnet, die sich paarweise gegenüberliegen und dabei
so positioniert sind, dass diese sich in dem Bereich unter der elastischen Manschette
7 befinden, der dann von den vier, sich ebenfalls paarweise gegenüberliegenden Schutzblechen
8 nicht abgedeckt wird. Bei einer inneren Druckbeaufschlagung wirken die Durchsprechungen
6 in Verbindung mit der zugeordneten elastischen Manschette 7 als Ventile. In Abhängigkeit
der erforderlichen Bohrtiefe können auch die dem als Injektionsrohr 4 ausgebildeten
Anfängerrohr des Außenbohrgestänges 1 sich anschließenden Aufsatzrohre 1' ebenfalls
als ventiltragende Injektionsrohre (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Der Bohrkrone
3 ist injektionsrohrseitig ein Bajonettverschluss 9 oder eine nicht gezeigte Muffe
(Gleitführung) für die Kupplung mit dem Innengestänge 2 und Rückschlagventile 10 für
die Unterbindung von Bodeneintrag zugeordnet. Das Einbohren in den Boden wird mit
einer Bohranlage 11 vorgenommen (Fig.1).
Demgemäß erarbeitet das Verfahren zum Verfestigen bzw. Verpressen von Bodenabschnitten
derartig, dass beim Arbeiten gegen drückendes Wasser 12 vor dem Bohren in der bereits
vorgekernten Wand 13 (Bohrpfahl-, Schlitz- oder Spundwand) ein Preventer 14 mit Flachschieber
(Dichtung, Rückflussverhinderer) montiert wird (Fig. 4), damit später durch den anstehenden
Außenwasserüberdruck kein Boden 15 neben dem Außenbohrgestänge 1 ausgetragen werden
kann. Danach erfolgt im Schutz des Preventers 14 das Durchkernen der Wand 13. Anschließend
erfolgt der Einbau des mittels des stählernen, selbst als mehrfach verpressbares Injektionsrohr
4 (Manschettenrohr) ausgestalteten und bodenseitig mit einer Bohrkrone 3 ausgestatteten
Anfängerrohres des Außenbohrgestänges 1, welches direkt in den Boden 15 bis zur Endeinbohrtiefe
im Verdrängungsverfahren eingebohrt wird (Fig, 5) und im Boden 15 als verlorenes Bohr-
und Injektionsrohr 4 mit Bohrkrone 3 verbleibt oder nach den Injektionen wieder zurückgebaut
und einer erneuten Verwendung zugeführt wird.
Während des Bohrens erfolgt die Zuführung der in den Boden zu spülenden Bohrspülung
über das Innengestänge 2 in Verbindung mit den Bohrungen in der Bohrkrone 3, so dass
kein Druck auf die elastischen Manschetten 7 des Injektionsrohres 4 ausgeübt wird.
In Abhängigkeit der konkreten Rahmenbedingungen besteht außerdem die Möglichkeit,
die Mantelmischung 16 direkt beim Bohren oder nach dem Erreichen der Endeinbohrtiefe
über das Innengestänge 2 und die Bohrkrone 3 in den Ringspalt der Bohrung, der durch
den Freischnitt der Bohrkrone 3 entsteht, einzubringen. Alternativ kann die Mantelmischung
16 auch mittels Druckbeaufschlagung über die in Verbindung mit der elastischen Manschette
7 zusammenwirkenden Durchbrechungen 6 in den Ringspalt der Bohrung, der durch den
Freischnitt der Bohrkrone 3 entsteht, gepresst werden.
Nach dem Aushärten der Mantelmischung 16 werden Preventer 14 und Flachschieber ausgebaut
und die Endabdichtung 17 der Bohrung vorgenommen (Fig. 6). Nach dem Ziehen des Innengestänges
2 erfolgt das Verpressen des als Injektionsmedium 18 verwendeten Bindemittels, Gelen
oder Kunstharzlösungen in den einzelnen Stufen (elastische Manschetten 7 in Längserstreckung
des Injektionsrohres) mittels eines gemäß Fig. 7 in das Injektionsrohr 4 eingeführten
Packers 19, insbesondere eines Doppelpackers. Durch die abdichtende Positionierung
des Doppelpackers 19 beidseitig der jeweiligen elastischen Manschette 7 und dessen
unter Druckbeaufschlagung erfolgende Einspeisung des Injektionsmediums 18 in das Injektionsrohr
4 gelangt dieses über die Durchbrechungen 6 und die sich dann abhebende elastische
Manschette 7 in den Boden 15 oder die Klüfte, in denen es somit verpresst wird oder
eine gezielte Hebungsinjektion durchgeführt werden kann. Als Injektionsmedien werden
u. a. Kunstharze, Zemente, Feinstzemente, Wasserglase oder Gele verwendet. Nach Beendigung
der Verpressung und den damit verbundenen Druckabfall legt sich die Manschette 7 wieder
an das Injektionsrohr 4 an und dichtet dessen Durchbrechungen 6 von außen ab. Nach
der ersten Verpressung kann das Injektionsrohr 4 dann gereinigt und später neu verpresst
werden.
[0016] Bezugszeichenliste
- 1
- Außenbohrgestänge
- 1'
- Aufsatzrohr
- 2
- Innengestänge
- 3
- Bohrkrone
- 4
- Injektionsrohr
- 5
- Aussparung
- 6
- Durchbrechung
- 7
- Manschette
- 8
- Schutzblech
- 9
- Bajonettverschluss
- 10
- Rückschlagventil
- 11
- Bohranlage
- 12
- drückendes Wasser
- 13
- Wand
- 14
- Preventer
- 15
- Boden
- 16
- Mantelmischung
- 17
- Endabdichtung
- 18
- Injektionsmedium
- 19
- Packer (Doppelpacker)
1. Verfahren zum Verfestigen von Bodenabschnitten, insbesondere für Hebungsinjektionen,
wobei ausgehend von beabstandeten Bohrungen in Verbindung mit dem Einbringen von Injektionsmedien
eine Hebungsinjektion, Bodenverfestigung, Kluftinjektion oder Rohrschirminjektion
erfolgt, dabei zunächst Bohrungen in den Boden eingebracht und anschließend über ein
mehrfach verpressbares Injektionsrohr ein Injektionsmedium eingepresst wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein stählernes, selbst als mehrfach verpressbares Injektionsrohr (Manschettenrohr)
(4) ausgestaltetes und bodenseitig mit einer Bohrkrone (3) ausgestattetes Außenbohrgestänge
(1) direkt in den Boden (15) eingebohrt wird, eine Mantelmischung (16) direkt beim
Bohren oder nach dem Erreichen der Endeinbohrtiefe über das Innengestänge (2) und
die Bohrkrone (3) eingebracht, das Innengestänge (2) gezogen und anschließend das
Verpressen des Injektionsmediums (18) in den einzelnen Stufen (elastische Manschetten
in Längserstreckung des Injektionsrohres) mittels eines, in das Injektionsrohr (4)
eingebauten Packers (19) vorgenommen wird, wobei das Injektionsrohr (4) im Boden (15)
als verlorenes Bohr- und Injektionsrohr (4) mit Bohrkrone (3) verbleibt oder nach
der Injektion zurückgebaut wird.
2. Verfahren zum Verfestigen von Bodenabschnitten nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bohren im Verdrängungsverfahren erfolgt.
3. Verfahren zum Verfestigen von Bodenabschnitten nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zuführung der Bohrspülung während des Bohrens über das Innengestänge (2) in Verbindung
mit der Bohrkrone (3) erfolgt.
4. Verfahren zum Verfestigen von Bodenabschnitten nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mantelmischung (16) direkt beim Bohren oder nach dem Erreichen der Endeinbohrtiefe
über das Innengestänge (2) und die Bohrkrone (3) in den Ringspalt der Bohrung, der
durch den Freischnitt der Bohrkrone (3) entsteht, eingebracht wird.
5. Verfahren zum Verfestigen von Bodenabschnitten nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mantelmischung (16) mittels Druckbeaufschlagung über die in Verbindung mit der
elastischen Manschette (7) zusammenwirkenden Durchbrechungen (6) in den Ringspalt
der Bohrung, der durch den Freischnitt der Bohrkrone (3) entsteht, eingebracht wird.
6. Vorrichtung zum Verfestigen von Bodenabschnitten, bestehend aus einzelnen zum Verlängern
miteinander verschraubbaren Außenbohrgestängen, einem koaxial zum Außenbohrgestänge
vorgesehenen Innengestänge, einer Bohrkrone und einem mehrfach verpressbaren Injektionsrohr
(Manschettenrohr), welches in seiner Längserstreckung mit beabstandeten und mehreren
sich radial im Injektionsrohr erstreckenden Durchbrechungen ausgestattet und über
denen abdichtend jeweils eine elastische Manschette angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Außenbohrgestänge (1) mit der Bohrkrone (3) fest verbunden ausgebildet und dabei
das Außenbohrgestänge (1) selbst als stählernes, mehrfach verpressbares Injektionsrohr
(Manschettenrohr) (4) ausgeführt ist, an dem die elastischen Manschetten (7) in Aussparungen
(5) am Außenbohrgestänge (1) eingelassen und außenseitig teilweise von Schutzblechen
(8) abgedeckt ausgestaltet sind.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der von den Schutzblechen (8) um die elastischen Manschetten (7) gebildete Durchmesser
mit dem Durchmesser des Außenbohrgestänges (1) deckungsgleich ausgebildet ist.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Aussparung (5) des Injektionsrohres (4) vier Durchbrechungen (6) angeordnet
sind, die sich paarweise gegenüberliegen.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aussparung (5) des Injektionsrohres (4) von vier, sich paarweise gegenüberliegenden
Schutzblechen (8) abgedeckt ist.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Patentansprüchen 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchbrechungen (6) so positioniert sind, dass diese sich in dem Bereich unter
der elastischen Manschette (7) befinden, der von den Schutzblechen (8) nicht abgedeckt
ist.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bohrkrone (3) einen Bajonettverschluss (9) oder eine Muffe für die Verbindung
mit dem Innengestänge (2) aufweist.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest das dem ersten Außenbohrgestänge (Anfängerrohr) (1) sich anschließende
Aufsatzrohr (1') ebenfalls als ventiltragendes Injektionsrohr (4) ausgebildet ist.