DE4220430A1

DE4220430A1 - Method and device for making an earth borehole

Info

Publication number: DE4220430A1
Application number: DE4220430A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Puettmann
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG; Tracto Technik Paul Schmidt Spezialmaschinen KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: EP0578034A1; EP0578034B1; DE59307531D1; DE4220430C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstel len einer Erdbohrung zum grabenlosen Verlegen von Leitun gen, bei dem zunächst eine Pilotbohrung verhältnismäßig geringen Durchmessers hergestellt und diese Pilotbohrung schließlich bis auf einen Querschnitt aufgeweitet wird, der das Einziehen oder Einschieben eines Produktrohrs er laubt.The invention relates to a method of manufacture an earth hole for trenchless laying of pipes gene, in which a pilot hole is initially proportionate manufactured small diameter and this pilot hole finally expanded to a cross-section, who is pulling in or pushing in a product tube leaves.

Ein Verfahren zum Herstellen einer Erdbohrung mit Hilfe eines am freien Ende eines beispielsweise rohrförmigen Gestänges angeordneten Bohrkopfs beschreibt die europäi sche Offenlegungsschrift 0 247 767. Das Gestänge ist mit einem Vorschub- und Rotationsantrieb verbunden und bewegt den Bohrkopf drehend durch das Erdreich. Der Bohrkopf ist mit einer in die Vortriebsrichtung weisenden Schrägfläche versehen und stellt eine Art Pilotbohrung her, die im gleichen Arbeitsgang, d. h. in Vortriebsrichtung aufgewei tet wird. Dies geschieht mit Hilfe eines in Vortriebs richtung hinter dem Bohrkopf angeordneten konischen Auf weitkopfes, der mit dem Bohrkopf eine Baueinheit bildet.A method of making an earth hole with the help one at the free end of a tubular, for example The europi describes a drill head arranged in a rod The German patent application 0 247 767. The linkage is with connected to a feed and rotary drive and moved the drill head rotating through the soil. The drill head is with an inclined surface pointing in the direction of advance provides and produces a kind of pilot hole, which in same operation, d. H. in the direction of advance is tested. This is done with the help of an advance direction behind the drill head arranged conical up wide head, which forms a structural unit with the drill head.

Bekannt sind auch zweistufige Verfahren, bei denen zunächst mit Hilfe eines selbstgetriebenen Rammbohrgeräts kleineren Durchmessers, wie es beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 21 56 259 bekannt ist, eine Pi lotbohrung hergestellt und diese anschließend entgegen der Vortriebsrichtung mit Hilfe eines mehr oder minder konischen bzw. eiförmigen Werkzeugs aufgeweitet wird. Dieses Werkzeug muß jedoch mit Hilfe eines Seils durch die Pilotbohrung entgegen der Arbeitsrichtung des Ramm bohrgeräts hindurchgezogen werden und erfordert daher ein besonderes Antriebsaggregat. Hinzu kommt, daß derartige Aufweitköpfe das die Pilotbohrung umgebende Erdreich le diglich seitlich verdrängen und sich daher nur für gut bindige Böden oder Sandböden ohne Steine eignen. Zudem ist ihre Vortriebsgeschwindigkeit angesichts der erfor derlichen Verdrängungsarbeit verhältnismäßig gering. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein eben falls zweistufiges Verfahren zu schaffen, das nicht nur die vorerwähnten Nachteile der herkömmlichen Verfahren vermeidet, sondern darüber hinaus auch ein Aufweiten im wesentlichen ohne Verdrängungsarbeit erlaubt.Two-stage processes are also known in which initially with the help of a self-driven ram boring machine smaller diameter, such as from the German patent 21 56 259 is known a Pi solder hole and then counter this the direction of advance with the help of a more or less conical or egg-shaped tool is expanded. However, this tool must be carried out with the help of a rope the pilot hole against the working direction of the ram are pulled through and therefore requires a special drive unit. In addition, such The heads surrounding the pilot hole are expanded Digitally displace laterally and therefore only for good cohesive soils or sandy soils without stones are suitable. In addition is their speed of advance given the The displacement work is relatively low. The invention is therefore based on the object in case to create two-step process that not only the aforementioned disadvantages of the conventional methods avoids, but also a widening in allowed essentially without crowding out.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren, bei dem mit Hilfe eines am Ende eines angetriebenen Drehge stänges angeordneten Bohrkopfes zunächst eine Pilotbohrung hergestellt, der Bohrkopf durch einen Auf weitkopf ersetzt und die Pilotbohrung sodann entgegen der Vortriebsrichtung des Bohrkopfes durch Abschälen des die Pilotbohrung umgebenden Erdreichs aufgeweitet wird. Dem gemäß kommt sowohl beim Herstellen der Pilotbohrung als auch beim Aufweiten derselben lediglich ein einziges, in einer Startgrube angeordnetes Antriebsaggregat zur Ver wendung und braucht zwischen den beiden Arbeitsphasen le diglich der Bohrkopf durch einen Aufweit- bzw. Schälkopf ersetzt zu werden.The solution to this problem consists in a process at the one with the help of a driven rotary at the end initially arranged drill head one Pilot bore made, the drill head by an up Weitkopf replaced and the pilot bore then against the Direction of advance of the drill head by peeling the Pilot drilling surrounding soil is expanded. The according to comes in both when making the pilot hole even when expanding the same only a single, in a starting pit arranged drive unit for ver between the two work phases diglich the drill head by an expansion or peeling head to be replaced.

Der Aufweitkopf wird mit Hilfe des Gestänges in Rotation versetzt und schält so das die Pilotbohrung umgebende Erdreich, das sich mit Hilfe eines Spülmittels in Vor triebsrichtung, d. h. durch die aufgeweitete Bohrung hin durch entfernen läßt.The expanding head is rotated with the help of the rod displaces and thus peels the one surrounding the pilot hole Soil that is in front with the help of a detergent drive direction, d. H. through the widened hole can be removed by.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich besonders eine Vorrichtung mit einem drehangetrie benen Gestänge, einem auswechselbaren Bohrkopf am freien Ende des Gestänges und einem ebenfalls auswechselbaren Aufweitkopf. Der Aufweitkopf ist an seinem in die Ar beitsrichtung weisenden Ende mit einer Schrägfläche ver sehen, die bei der Rotation des Aufweitkopfes das die Pilotbohrung umgebende Erdreich abschält. Um dieses Erd reich besser in Richtung auf das Förder- bzw. Produktrohr abzufördern, kann der Aufweitkopf mit einer beispielsweise schraubenförmig verlaufenden Umfangs- bzw. Fördernut versehen sein. Suitable for carrying out the method according to the invention especially a device with a rotary drive level rods, an interchangeable drill head on the free End of the linkage and an also interchangeable Expanding head. The expanding head is at his in the ar ver direction facing end with an inclined surface see that when the expander head rotates Pilot well peels off surrounding soil. Around this earth better in the direction of the conveyor or product pipe the expander head can be removed with a for example helical circumferential or Be provided.

Das Gestänge kann zusätzlich mit einem Schubantrieb ver sehen sein, um den Vortrieb sowohl beim Bohren als auch beim Schälen zu beschleunigen.The linkage can also be operated with a linear actuator be seen to drive both when drilling as well accelerate when peeling.

Der Aufweitkopf kann mit einem Förder- oder auch Produkt rohr verbunden sein, über das sich das von dem Aufweit kopf gelöste Erdreich abfördern läßt, wenn beispielsweise über ein rohrförmiges Gestänge ein Spülmittel in das För der- bzw. Produktrohr eingeleitet wird und zwischen dem Aufweitkopf und dem Förderrohr ein Adapterstück mit min destens einer Eintrittsöffnung für das Erdreich angeord net ist. Vor dieser Öffnung kann ein Abweiser angeordnet sein, um ein Verstopfen der Öffnung oder auch des Förder rohrs durch größere Steine zu verhindern. Das Abfördern des Erdreichs durch das Förderrohr läßt sich noch verbes sern, wenn am Aufweitkopf und/oder im Bereich der Ein trittsöffnung des Adapterstücks Spülmitteldüsen angeord net sind, die als Injektoren wirken und das Erdreich gleichsam in das Adapterinnere hineinsaugen.The expanding head can be with a conveyor or product be connected to the tube, through which the expansion removes the head loosened soil if, for example A detergent is fed into the conveyor via a tubular rod the or product pipe is introduced and between the Expanding head and the conveyor pipe an adapter piece with min at least one entry opening for the soil is not. A deflector can be arranged in front of this opening be to clog the opening or the conveyor prevent pipes through larger stones. The removal of the soil through the production pipe can still be improved if on the expander head and / or in the area of the on opening of the adapter piece of detergent nozzles arranged net that act as injectors and the soil as it were sucking into the interior of the adapter.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren er läutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is based on in the drawing tion illustrated embodiments of the closer he purifies. The drawing shows:

Fig. 1 eine Vorrichtung beim Herstellen einer Pilotboh rung in der ersten bzw. Vortriebsphase, Fig. 1 shows a device in manufacturing a Pilotboh tion in the first or forward phase,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 zu Beginn der zweiten bzw. Aufweitphase, Fig. 2 shows the device according to Fig. 1 at the beginning of the second or Aufweitphase,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 während der Aufweit phase, Figure 3 phase. The apparatus of Fig. 1 during the expander,

Fig. 4 die Vorrichtung in derselben Situation, jedoch mit einem Adapter zwischen Aufweitkopf und För derrohr, Fig. 4 shows the apparatus in the same situation, but with an adapter derrohr between expander and För,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Aufweitkopfs und Fig. 5 is a side view of the expanding head and

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Aufweitkopf der Fig. 5, jeweils mit einem nachgeordneten Adapter. Fig. 6 is a plan view of the expanding head of Fig. 5, each with a downstream adapter.

Das Antriebsaggregat befindet sich in einer Startgrube 1 und ist in seinen Einzelheiten in der deutschen Offenle gungsschrift 41 03 196 beschrieben; es besteht im wesent lichen aus einer Lafette 2 mit einem Schub- und Schlagan trieb 3 sowie einem Drehantrieb 4 für ein Gestänge 5 auf einem Schlitten 6.The drive unit is in a starting pit 1 and is described in detail in the German Offenle supply specification 41 03 196; it consists in wesent union of a carriage 2 with a thrust and Schlagan drive 3 and a rotary drive 4 for a linkage 5 on a carriage 6th

Am vorderen bzw. freien Ende des Gestänges 5 befindet sich ein Bohrkopf 7 zum Herstellen einer Pilotbohrung 8 in dem zu unterquerenden Erdreich 9. Dieser Bohrkopf 7 ist lösbar an dem Gestänge 5 befestigt und wird in einer Zielgrube gegen einen Aufweitkopf 11 mit einem Produkt rohr 12 ausgetauscht. Nach einer Antriebsumkehr bewegt sich das Gestänge 5 mit dem Aufweitkopf 11 und dem Pro duktrohr 12 entgegen der Vortriebsrichtung durch die Pilotbohrung 8 und schafft auf diese Weise eine Erdboh rung 13 mit einem im wesentlichen dem Durchmesser des Aufweitkopfes 11 entsprechenden Querschnitt, durch die das von dem Aufweitkopf gelöste Erdreich auf nicht näher dargestellte Weise mechanisch oder mittels einer Spül flüssigkeit abgefördert wird.At the front or free end of the rod 5 there is a drill head 7 for producing a pilot bore 8 in the soil 9 to be traversed. This drill head 7 is releasably attached to the linkage 5 and is exchanged in a target pit with a widening head 11 with a product tube 12 . After a drive reversal, the linkage 5 moves with the expander 11 and the pro duct 12 against the direction of advance through the pilot bore 8 and creates a Erdboh tion 13 with a substantially the diameter of the expander 11 corresponding cross section, through which the Expanding head loosened soil is removed mechanically or by means of a flushing liquid in a manner not shown.

Ein kontinuierliches Abfördern des Erdreichs, insbeson dere mit Hilfe einer Spülflüssigkeit ermöglicht die An ordnung eines Adapterstücks 14 mit mehreren in Ar beitsrichtung weisenden Eintrittsöffnungen 15 zwischen dem Aufweitkopf 11 und dem Produktrohr 12, das in diesem Falle zum Abfördern des über die Öffnungen 15 eintreten den losen Erdreichs dient. Um das Abfördern des Erdreichs zu erleichtern, ist das aus Rohren bestehende Bohrge stänge 5 in nicht dargestellter Weise mit einer Spül mittelquelle verbunden. Wie sich aus den Fig. 5 und 6 er gibt, setzt sich das Gestänge axial durch den Aufweit kopf 11 bis zu dem Adapterstück 14 mit dem Produktrohr 12 fort.A continuous conveying away the soil, in particular by means of a washing liquid enables an arrangement, an adapter piece 14 having a plurality of in Ar beitsrichtung facing inlet openings 15 between the widening 11 and the product tube 12, the entering in this case for conveying via the openings 15 the loose Soil serves. To facilitate the removal of the soil, the existing Bohrge rods 5 is connected in a manner not shown with a flushing medium source. As is apparent from FIGS. 5 and 6, the linkage continues axially through the expansion head 11 up to the adapter piece 14 with the product tube 12 .

Der Aufweitkopf ist keilförmig ausgebildet und besitzt eine Schrägfläche 16 mit einer Schneidplatte 17 am vorde ren Ende sowie einer axialen Bohrung 18, durch die sich ein Gestängestück 5 erstreckt, das mit dem Rest des Ge stänges in nicht dargestellter Weise lösbar verbunden ist. Weitere Schneidplatten 19 befinden sich an der einen Seite des Aufweitkopfes, dessen Kanten mit einem ver schließfesten Werkstoff gepanzert sein können.The expanding head is wedge-shaped and has an inclined surface 16 with a cutting plate 17 at the front end and an axial bore 18 through which a rod piece 5 extends, which is releasably connected to the rest of the rod in a manner not shown. Additional inserts 19 are located on one side of the expander head, the edges of which can be armored with a lock-resistant material.

Um das Abfördern des gelösten Erdreichs zu erleichtern, ist der Aufweitkopf 11 mit Nuten 20 versehen. Ein Ver stopfen des Produkt- bzw. Förderrohrs 12 und des Adap ters 14 vermeiden in Arbeitsrichtung vor dem Adapter 14 angeordnete Abweiser 21, die ein Eindringen größerer Steine in die Eintrittsöffnungen bzw. den Adapter verhin dern.In order to facilitate the removal of the loosened soil, the expansion head 11 is provided with grooves 20 . A plugging of the product or delivery pipe 12 and the adapter 14 avoid deflectors 21 arranged in the working direction in front of the adapter 14 , which prevent larger stones from penetrating into the inlet openings or the adapter.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich in zwei Arbeitsphasen mit einem einzigen Antriebsaggregat auf einfache Weise eine Pilotbohrung herstellen und anschlie ßend bei gleichzeitigem Einziehen eines Produktrohrs auf den für das Produktrohr erforderlichen Durchmesser auf weiten.With the device according to the invention can be in two Working phases with a single drive unit Simply make a pilot hole and connect it when a product pipe is pulled in at the same time the diameter required for the product pipe widen.

Claims

1. A method of drilling an earth well in which

- With the help of a rod at the end of a driven rotary
- arranged drill head
- a pilot hole was drilled,
- The drilling head replaced by an expanding head and
- Against the direction of advance, the soil surrounding the pilot hole is peeled off by the expanding head.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the soil in advance with the help of a detergent drive direction is removed.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2 with

- a thrust and / or rotating linkage ( 5 ),
- A replaceable drill head ( 7 ) at the free end of the rod and
- A replaceable expansion head ( 11 ) with an inclined surface ( 16 ) at its end pointing in the working direction.

4. The device according to claim 3, characterized in that the expansion head ( 11 ) with at least one conveyor groove ( 20 ) is provided.

5. Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the expanding head ( 11 ) is connected to a conveyor tube ( 12 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that the conveyor tube ( 12 ) with a tubular Ge rod ( 5 ) is connected.

7. The device according to claim 6, characterized in that the tubular linkage ( 5 ) is connected to a detergent source.

8. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that an adapter piece ( 14 ) is arranged between the expanding head ( 11 ) and the delivery pipe ( 12 ).

9. The device according to claim 8, characterized in that a hollow adapter piece ( 14 ) has at least one entry opening ( 15 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that a deflector ( 21 ) is arranged in front of the opening ( 15 ).

11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that injector nozzles are arranged in the region of the opening ( 15 ).

12. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that detergent nozzles are arranged on the expansion head ( 11 ).