EP0955444A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erstellung eines Hausanschlusses mittels gerichteten Bohrens - Google Patents

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EP0955444A2
EP0955444A2 EP99108573A EP99108573A EP0955444A2 EP 0955444 A2 EP0955444 A2 EP 0955444A2 EP 99108573 A EP99108573 A EP 99108573A EP 99108573 A EP99108573 A EP 99108573A EP 0955444 A2 EP0955444 A2 EP 0955444A2
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EP
European Patent Office
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drill
drilling
building
head
cutter
Prior art date
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Withdrawn
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EP99108573A
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English (en)
French (fr)
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Peter Scherer
Paul Prediger
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FlowTex Technologie GmbH and Co KG
Original Assignee
FlowTex Technologie GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by FlowTex Technologie GmbH and Co KG filed Critical FlowTex Technologie GmbH and Co KG
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Publication of EP0955444A3 publication Critical patent/EP0955444A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/42—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits

Definitions

  • the invention relates to a method for creating building connections by laying a line between a building and a main line and a device for performing the method. Furthermore, the invention relates to a drilling lance with which the method according to the invention can be carried out.
  • a starting pit and a target pit which are also assembly pits.
  • This situation is shown in Fig. 3.
  • a front garden 14 or another area e.g. a terrace that should not be damaged if possible.
  • a starting pit 18 is dug in the area of the main line 16 and a target pit 22 is created directly adjacent to the outer wall 20 of the building 10.
  • This target pit is required because a masonry hole must be made in the building's basement of house 10 from the target pit.
  • a special concrete drilling device such as a hammer drill or a drill saw must be used.
  • a house connection machine is installed in the starting pit in the public street space in the methods in the prior art. The direction of advance is therefore basically from the road to the house.
  • a course-controlled horizontal drilling has the advantage over the above-mentioned alternatives that the controllable drilling head is provided with a transmitting device and the position of the drilling head can be detected at any time via a locating device, with a directional correction being made in the event of an undesired deviation of the drilling head from the planned drilling process can be.
  • Another advantage of a course-controlled drilling method is that even in the case of already known obstacles in the course between the connection point to the main line and the masonry passage, any sinuous and arched hole courses can be carried out.
  • a compensating piece which is referred to as a curved armature, must be installed in front of the masonry passage in the target pit.
  • This intermediate step can be omitted in the course-controlled horizontal drilling, but the accuracy of a completely course-controlled drilling is generally not sufficient to ensure that the course-controlled drilling is aligned with the masonry passage.
  • the diameter of the house connection jacking is chosen so that it corresponds to the pipe cross-section to be drawn in. Therefore, after the house connection jacking has reached the target pit, the desired line can be pulled from the target pit to the starting pit by pulling back the house connection jacking.
  • the invention has for its object a method and an apparatus for creating a house connection propose to avoid digging a target pit in the area of the desired masonry passage.
  • the invention is based on the idea that the drilling direction, which is taken for granted in technology, is reversed from the street (starting pit) to the building and that all work steps can be carried out with a single device.
  • a drill is used that can be installed in the building itself, especially in a basement.
  • the device can clamp interchangeable drill heads and thus carry both a drill bit for drilling through the outer wall of the concrete and a completely course-controlled drill head. Therefore, the masonry passage no longer has to be created with a separate drill.
  • the main advantage of the proposed method is, however, that it can be carried out without digging a pit on the outer wall of the building, since the masonry passage and the subsequent completely flow-controlled bore are automatically aligned by using a common drill.
  • the fully flow-controlled drilling processes are relatively accurate, but it cannot be guaranteed that the Connection of lines with a diameter of only a few centimeters, a completely flow-controlled drilling carried out in the prior art to a masonry passage exactly achieved the desired goal.
  • the drill pipe can be extended in segments while driving a completely course-controlled bore up to the main line, and the drill pipe can be removed again in segments during the pulling back of the drill pipe to the drill while the line is being pulled in.
  • the remotely controllable drill head is replaced by an expansion head, in particular a reamer, before the line to be laid is connected to the drill pipe.
  • the drilling device carries a drill carriage which can be arranged horizontally but also at an angle to the horizontally.
  • drill carriage devices are generally heavier and larger in volume than core drilling systems, they do have the advantage that they enable rapid propulsion. This is particularly due to the fact that the method according to the invention is often used for Connection of complete residential areas to new supply lines is of great importance.
  • the drill carriage preferably has a rack guide or the drill has push cylinders. Both alternatives allow very even propulsion.
  • the drilling device can have a chain hoist, which also has the advantage of very uniform propulsion.
  • the fastening device for fixing the position of the drilling device comprises at least one retaining anchor for anchoring the drilling device to the outer wall to be drilled through.
  • This mounting alternative ensures the absorption of high horizontal forces when creating the masonry passage as well as when creating the completely gradient-controlled bore.
  • the fastening device can comprise floor stands, so that elevation of the drilling device as well as anchoring to the outer wall to be drilled through is possible at the same time. Bracing between the floor slab and the basement ceiling is also possible.
  • the newly developed drilling lance includes a transmitter device for locating the position of the drilling lance and a rock drill bit.
  • the rock drill bit comprises a pre-cutter and at least one post-reamer, wherein the pre-cutter has a greater axial extent than the post-reamer (s). This means that when the drilling lance advances, the pre-cutter first comes into engagement with the soil structure to be penetrated.
  • the reason for this asymmetrical design of the pre-cutter and of the post-clearer with respect to the axial length is that the pre-cutter fulfills the function as a control surface.
  • flank cutters are additionally attached to the rock drill bit. These serve to convey the hard material backwards and smooth the borehole.
  • the aim of the method is to lay a house connection line to house 10 from a connecting pit 28, which corresponds to the starting pit designated in the prior art with reference number 18 and in which the main line 16 is located, the line being intended to end in the basement area 30.
  • the front yard 14 should remain completely undamaged.
  • a drill 32 is first made in the basement 30. Since access to the basement areas in many single-family homes is via narrow, steep stairs, the drilling device 32 must be of a small size and, if possible, be disassembled into individual components in a simple and convenient manner so that it can be easily made in the basement area.
  • the drill 32 has floor stands 34 so that it can be erected on the floor plate of the basement. Alternatively, a suitable attachment can also be doweled into the outer wall 20 of the building, as a result of which the drilling device can be anchored to the wall.
  • the drilling device 32 should enable very uniform propulsion, which is possible, for example, by means of a rack and pinion guide or by using push cylinders.
  • the appropriate drill should be selected.
  • a drill can be used for lines with a larger cross-section or for a large installation length between the connection pit 28 and the house 10, which is horizontal but also angled bores can be arranged to the horizontal.
  • easy-to-use core drilling machines with a low weight can also be used, the core drilling machine should be held in an angularly adjustable drill stand.
  • An essential feature of the drilling device 32 used is that it can clamp and hold various drilling tools and enable their uncomplicated replacement.
  • a concrete drill bit for creating the masonry culvert as well as remote-controlled drill heads for use in loose rock or rocky ground can be used, or a controllable drill bit with rock or concrete drill head tip as a newly developed device.
  • This newly developed device is a drilling lance that consists of a rock core (two-wing cutter) with internal openings for high-pressure water jets in the head area.
  • a transmitter In the remaining area of the drilling lance there is a transmitter and a battery compartment.
  • the transmitter is used to precisely locate the position of the drilling lance during a completely course-controlled drilling.
  • the steering and steering effect can be increased even further by designing the flight flanks on the drill head asymmetrically.
  • a suitable collecting trough 36 must be provided which collects the drilling fluid.
  • a suitable drill bit for example a concrete drill bit
  • a remotely controllable drill head 38 which does not rotate, but by using High-pressure cutting blasting is advanced.
  • the remotely controllable drill head 38 has a control surface inclined to the longitudinal axis of the bore and a transmitter installed in the region of the drill head, by means of which the position of the drill head can be determined with the aid of a locating device matched to the transmitter. With the aid of the locating device, the operating personnel, for example standing in the front yard 14, can determine the position of the drill head at any time and, in the event of a deviation from the desired drilling profile, carry out a directional correction.
  • a drilling lance which is shown schematically in FIG. 4, has proven to be particularly suitable for carrying out the method when very hard rock floors are present.
  • the drilling lance comprises a transmitter device 60, which is accommodated in the essentially cylindrical housing and cooperates with the locating device matched to the transmitter device in order to be able to control the desired drilling process.
  • the drilling lance has a rock drill bit, which is generally designated by reference number 62.
  • a pre-cutter 64 and a single post-clearer 66 are arranged on the rock drill bit.
  • multi-wing cutters with more than one post-clearer can also be used.
  • the pre-cutter 64 has a greater axial extent than the post-clearer 66, ie it extends further in the axial feed direction of the drilling lance than the reaming device 66.
  • This has the advantage that the roughing cutter can be used as a control surface for the course-controlled guidance of the drilling lance.
  • the pre-cutter is pivoted into the radial position in which the radially outer flank of the pre-cutter points in the direction of the desired outer radius of curvature of the desired directional correction. Because of the greater extent of the pre-cutter compared to the post-reamer, the pre-cutter takes the direction specified by the user and thus serves to steer the direction of the drilling lance.
  • flank cutters 70 are additionally attached to the rock drill bit.
  • the flank cutters 70 have a greater radial extension than the pre-cutter 64 as well as post-clearer 66 and serve to convey the hard, loosened material backwards in the direction of drilling advance, as well as to smooth the borehole.
  • the provision of flank cutters is an optional measure and can also be omitted depending on the existing floor structure.
  • the boring bar must be lengthened while the remote-controlled boring head is being driven.
  • 40 individual boring bar segments are removed from a boring bar box and each attached to the already existing boring bar 42. 1 shows the individual drill rod segments 42a, 42b, 42c and the remotely controllable drill head 38.
  • the drill head 38 is removed from the drill rod and the line 44 to be drawn in is fastened to the drill pipe.
  • the connecting pit 28 can be made narrower than the starting pit 18 shown schematically in FIG. 3 because none House connection device or another suitable drill must find space in the connection pit. This further reduces the total excavation required.
  • the line 44 to be drawn in can be removed from a suitable unwinding device in the area of the road 12. The drill pipe is then pulled back again, the individual drill pipe segments being deposited again in the drill pipe box 40. In this way, a line 44 to be drawn in can be drawn into the bore created between the basement area 30 and the connection pit 28, the line to be drawn in having essentially the same cross section as the remote-controlled drilling head.
  • the aim is to make the drilling device 32, which must be brought into the basement area of the house, as small as possible. It is therefore advisable to work with a remotely controllable drill head and drill pipe with a very small diameter. If this diameter is smaller than the diameter of the line 44 to be drawn in, an expansion head 48 can be fastened between the drill pipe and the line 44 to be drawn in during the withdrawal of the drill pipe to the drilling device 32.
  • An expanding head which can be designed in the form of a so-called reamers, has a conical geometry and can additionally be provided with abrasive elements on its surface.
  • the expansion head 48 By pulling back the drill pipe, the expansion head 48, which is firmly attached to this, is also pulled in the direction of the house, so that the bore expands and the line 44, which is fastened to the expansion head and is fastened, can be pulled through the expanded bore to the house.
  • the decisive advantage of the process is that the entire house connection line is completely controllable can and a target pit outside the house wall is basically omitted.

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Abstract

Ein Verfahren zum Erstellen von Gebäudeanschlüssen durch das Verlegen einer Leitung (44) zwischen einem Gebäude (10) und einer Hauptleitung (16) umfaßt die Schritte des Installierens eines Bohrgerätes (32) im Gebäude (10), insbesondere in einem Kellerraum (30), das Durchbohren der Außenmauer (20) des Gebäudes (10), das Vorantreiben einer vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrung bis zur Hauptleitung (16), das Anbinden der zu verlegenden Leitung (44) am Bohrgestänge (42) sowie das Zurückziehen des Bohgestänges (42) zum Bohrgerät (32), bis die Leitung im Gebäude angelangt ist. Die hierbei zur Verwendung gelangende Vorrichtung umfaßt ein Bohrgerät (32), eine Befestigungseinrichtung (34) zur Lagefixierung des Bohrgerätes und eine Auffangwanne (36) für Bohrflüssigkeit. Das Bohrgerät kann austauschbare Bohrköpfe aufnehmen und gestattet einen gleichmäßigen Vortrieb eines segmentweise (42a, 42b, 42c) ansetzbaren Bohrgestänges (42). <IMAGE>

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen von Gebäudeanschlüssen durch das Verlegen einer Leitung zwischen einem Gebäude und einer Hauptleitung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Bohrlanze, mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren ausführen läßt.
  • Bei der nachträglichen Anbindung ganzer Wohngebiete an neue Versorgungsleitungen, wie z.B. Kabelfernsehen, spezielle Leitungen zur Datenübertragung, aber auch neue Telefonleitungen oder Rohrleitungen für die Gasversorgung, stellt sich das Problem, daß ausgehend von einer im Straßenbereich verlegten Hauptleitung die individuellen Haushalte durch das Verlegen einer Leitung in die einzelnen Gebäude angebunden werden sollen. Wenn dies nicht auf einfache Weise möglich ist, so stoßen insbesondere die Anbieter von Serviceleistungen, die von den betroffenen Haushalten nicht als unbedingt notwendig, sondern als wünschenswerte Option angesehen werden, auf geringe Akzeptanz der Haushalte. Insbesondere wird es als nicht tolerierbar angesehen, daß es in den häufig zwischen den Privathäusern und der Straße gelegenen Vorgärten zu größeren Beschädigungen der Anlagen oder der Bepflanzung kommt.
    • Stand der Technik
  • Um in Vorgärten, die zwischen einem Privathaus und der Straße gelegen sind, möglichst geringe Beschädigungen zu erzeugen, wird im Stand der Technik zwischen einer Start- und einer Zielgrube, die zugleich Montagegruben sind, gearbeitet. Diese Situation ist in Fig. 3 dargestellt. Zwischen einem Haus 10 und der Straße 12 liegt ein Vorgarten 14 oder eine andere Fläche, wie z.B. eine Terrasse, die möglichst nicht beschädigt werden soll. Im Bereich der Hauptleitung 16 wird eine Startgrube 18 ausgehoben und direkt angrenzend an die Außenmauer 20 des Gebäudes 10 eine Zielgrube 22 erstellt. Diese Zielgrube ist erforderlich, da von der Zielgrube aus eine Mauerwerksbohrung in den Gebäudekeller des Hauses 10 hergestellt werden muß. Da insbesondere im Kellerbereich die Außenmauern häufig als Betonmauern ausgeführt sind, muß hierbei eine spezielle Betonbohrvorrichtung wie eine Bohrhammervorrichtung oder ein Bohrsägegerät eingesetzt werden. Nachdem ein Mauerwerksdurchlaß 24 in der Außenmauer 20 hergestellt worden ist, wird bei den Verfahren im Stand der Technik eine Hausanschlußmaschine in der Startgrube im öffentlichen Straßenraum installiert. Die Vortriebsrichtung ist daher grundsätzlich von der Straße zum Haus hin.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Hausanschlußmaschinen bekannt, deren Vortrieb beispielsweise mittels einer Erdrakete, einer Bohrfräsanlage oder einer Schneckenbohrung geschieht. Diese drei alternativen Vortriebsmethoden besitzen jeweils den Nachteil, daß der Verlauf nicht steuerbar ist, wodurch es insbesondere in Böden, in denen sich größere Gesteinsbrocken befinden, zu unerwünschten, teilweise sogar gefährlichen Ablenkungen der Vortriebsrichtung kommen kann.
  • Daher wurde in der Technik auch bereits eine verlaufsgesteuerte Horizontalbohrung von der in Fig. 3 schematisch dargestellten Hausanschlußmaschine 26 zur Zielgrube erstellt. Eine verlaufsgesteuerte Horizontalbohrung besitzt gegenüber den oben genannten Alternativen den Vorteil, daß der steuerbare Bohrkopf mit einer Sendeeinrichtung versehen ist und über ein Ortungsgerät zu jedem Zeitpunkt die Position des Bohrkopfes erfaßt werden kann, wobei im Falle einer unerwünschten Abweichung des Bohrkopfes vom geplanten Bohrverlauf eine Richtungskorrektur vorgenommen werden kann. Ein weiterer Vorteil eines verlaufsgesteuerten Bohrverfahrens liegt darin, daß auch im Falle von bereits bekannten Hindernissen im Verlauf zwischen der Anbindestelle zur Hauptleitung und dem Mauerwerksdurchlaß beliebige gewundene und bogenförmige Bohrungsverläufe durchführbar sind.
  • Insbesonders bei der Verwendung nicht steuerbarer Hausanschlußvortriebe, die keine hohe Richtungsgenauigkeit besitzen, muß in der Zielgrube noch ein Ausgleichsstück, das als Krümmungsamatur bezeichnet wird, vor dem Mauerwerksdurchlaß installiert werden. Dieser Zwischenschritt kann bei der verlaufsgesteuerten Horizontalbohrung entfallen, in der Regel ist die Genauigkeit einer vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrung jedoch nicht ausreichend, um die Fluchten der verlaufsgesteuerten Bohrung mit dem Mauerwerksdurchlaß sicherzustellen. Der Durchmesser des Hausanschlußvortriebs wird so gewählt, daß er dem einzuziehenden Leitungsquerschnitt entspricht. Daher kann, nachdem der Hausanschlußvortrieb die Zielgrube erreicht hat, mit dem Zurückziehen des Hausanschlußvortriebs die gewünschte Leitung von der Zielgrube zur Startgrube eingezogen werden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erstellen eines Hausanschlusses vorzuschlagen, die das Ausheben einer Zielgrube im Bereich des gewünschten Mauerwerksdurchlasses vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die zur Durchführung des Verfahrens zur Verwendung kommende Vorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 9 gekennzeichnet. Eine neuentwickelte Bohrlanze, die für die Durchführung des Verfahrens besonders geeignet ist, ist durch die Merkmale des Anspruchs 17 gekennzeichnet.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß die in der Technik selbstverständliche Bohrvortriebsrichtung von der Straße (Startgrube) zum Gebäude umgekehrt wird und sämtliche Arbeitsschritte mit einer einzigen Vorrichtung durchführbar sind.
  • Hierbei gelangt ein Bohrgerät zur Anwendung, das sich im Gebäude selbst, insbesondere in einem Kellerraum, installieren läßt.
  • Die Vorrichtung kann austauschbare Bohrköpfe spannen und somit sowohl eine Bohrkrone zum Durchbohren der Betonaußenwand, wie auch einen vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrkopf tragen. Daher muß nicht länger mit einem gesonderten Bohrgerät der Mauerwerksdurchlaß erstellt werden.
  • Der wesentliche Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens liegt aber darin, daß dieses ohne das Ausheben einer Grube an der Außenwand des Gebäudes durchgeführt werden kann, da durch die Verwendung eines gemeinsamen Bohrgerätes automatisch der Mauerwerksdurchlaß und die sich darin anschließende vollkommen verlaufsgesteuerte Bohrung fluchten. Die vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrverfahren sind relativ genau, doch kann nicht sichergestellt werden, daß bei dem Anschluß von Leitungen mit einem Durchmesser von nur wenigen Zentimetern eine im Stand der Technik durchgeführte vollkommen verlaufsgesteuerte Bohrung auf einen Mauerwerksdurchlaß hin exakt das gewünschte Ziel erreicht.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann während des Vorantreibens einer vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrung bis zur Hauptleitung das Bohrgestänge segmentweise verlängert werden und während des Zurückziehens des Bohrgestänges zum Bohrgerät während des Einziehens der Leitung das Bohrgestänge segmentweise wieder ausgebaut werden. Hierdurch kann je nach Wahl der gewünschten Länge der Bohrgestängesegmente auch unter räumlich stark eingeschränkten Bedingungen eine vollkommen verlaufsgesteuerte Bohrung beträchtlicher Länge durchgeführt werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Erreichen der Anbindegrube zur Hauptleitung der fernsteuerbare Bohrkopf durch einen Aufweitkopf, insbesondere einen Reamer, ausgetauscht, bevor die zu verlegende Leitung am Bohrgestänge angebunden wird. Dies ermöglicht es, auch beim Verlegen von sehr dicken Leitungen, insbesondere von Rohrleitungen mit großem Durchmesser, mit einem relativ kleinen, tragbaren Bohrgerät zu arbeiten, da erst während des Zurückziehens des Bohrgestänges zum Bohrgerät und dem gleichzeitigen Einziehen der Leitung die erstellte Bohrung auf einen Durchmesser aufgeweitet wird, der das Einziehen der Leitung gestattet.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform trägt das Bohrgerät eine horizontal aber auch winklig zur horizontal anordenbare Bohrlafette. Wenn auch Bohrlafettengeräte in der Regel schwerer und großvolumiger als Kernbohrsysteme sind, so besitzen sie doch den Vorteil, daß sie einen schnellen Vortrieb ermöglichen. Dies ist insbesondere aufgrund der Tatsache, daß das erfindungsgemäße Verfahren häufig zur Anbindung vollständiger Wohngebiete an neue Versorgungsleitungen eingesetzt wird, von großer Wichtigkeit.
  • Vorzugsweise besitzt die Bohrlafette eine Zahnstangenführung oder weist das Bohrgerät Schubzylinder auf. Beide Alternativen ermöglichen einen sehr gleichmäßigen Vortrieb. Alternativ kann das Bohrgerät einen Kettenzug aufweisen, der ebenfalls den Vorteil eines sehr gleichmäßigen Vortriebs besitzt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Befestigungseinrichtung zur Lagefixierung des Bohrgeräts mindestens einen Halteanker für eine Verankerung des Bohrgeräts an der zu durchbohrenden Außenmauer. Diese Befestigungsalternative gewährleistet die Aufnahme hoher Horizontalkräfte beim Erstellen des Mauerwerkdurchlasses wie auch beim Erstellen der vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrung.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Befestigungseinrichtung Bodenständer umfassen, so daß gleichzeitig eine Aufständerung des Bohrgerätes wie auch eine Verankerung an der zu durchbohrenden Außenmauer möglich ist. Auch eine Verspannung zwischen der Bodenplatte und der Kellerdecke ist möglich.
  • Die neuentwickelte Bohrlanze, mit der sich unter anderem das erfindungsgemäße Verfahren durchführen läßt, umfaßt eine Sendereinrichtung zur Ortung der Position der Bohrlanze sowie eine Felsbohrkrone. Die Felsbohrkrone umfaßt einen Vorschneider und mindestens einen Nachräumer, wobei der Vorschneider eine größere axiale Erstreckung als der oder die Nachräumer aufweist. Dies bedeutet, daß beim Vortrieb der Bohrlanze zunächst der Vorschneider mit dem zu durchdringenden Bodengefüge in Eingriff kommt. Der Grund für diese asymmetrische Gestaltung des Vorschneiders und des oder der Nachräumer bezüglich der axialen Länge liegt darin, daß der Vorschneider die Funktion als Steuerfläche erfüllt.
  • Hierzu wird jeweils nur eine Drehbewegung über einen geringen Winkelbereich der Felsbohrkrone gezielt ausgeführt, so daß die in radialer Richtung außen liegende Flanke des Vorschneiders zum Außenradius der gewünschten Krümmung hin weist. Erst aufgrund der asymmetrischen Gestaltung und der unterschiedlichen axialen Länge dieser nach außen gerichteten Flanken entfaltet sich die Wirkung des Vorschneiders als Steuerfläche, da die nach außen gerichtete Fläche des Vorschneiders größer ist als diejenige des Nachräumers oder der Nachräumer. Um eine möglichst gute Steuerbarkeit der Bohrlanze unter Verwendung der Felsbohrkrone zu erreichen, ist vorzugsweise neben dem Vorschneider nur ein einziger Nachräumer vorgesehen. Hierdurch wird die Richtungslenkfunktion des Vorschneiders erhöht.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind zusätzlich an der Felsbohrkrone Flankenschneider angebracht. Diese dienen dazu, das harte Material nach hinten zu fördern und das Bohrloch zu glätten.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • Fig. 1
    eine schematische Schnittdarstellung eines Gebäudes, des verwendeten Bohrgerätes sowie des Bohrungsverlaufes zu einer Anbindungsgrube zur Hauptleitung ist;
    Fig. 2
    eine Darstellung ähnlich zu Fig. 1 ist, in der das Einziehen der Leitung schematisch dargestellt ist;
    Fig. 3
    schematisch den bisher üblichen Weg einer Hausanschlußerstellung im Stand der Technik darstellt; und
    Fig. 4
    eine erfindungsgemäße Bohrlanze zeigt.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In den Fig. 1 und 2 wird der Verfahrensablauf schematisch dargestellt. Ziel des Verfahrens ist es, von einer Anbindegrube 28, die der im Stand der Technik mit Referenzziffer 18 bezeichneten Startgrube entspricht und in der sich die Hauptleitung 16 befindet, eine Hausanschlußleitung zu dem Haus 10 zu verlegen, wobei die Leitung im Kellerbereich 30 enden soll. Bei der Durchführung des Verfahrens soll der Vorgarten 14 vollkommen unbeschädigt bleiben.
  • Zur Durchführung des Verfahrens wird zunächst ein Bohrgerät 32 in den Kellerraum 30 geschafft. Da der Zugang zu den Kellerbereichen bei vielen Einfamilienhäusern über schmale, steile Treppen erfolgt, muß das Bohrgerät 32 eine geringe Größe aufweisen und möglichst auf eine einfache und bequeme Weise in Einzelkomponenten zerlegbar sein, so daß es problemlos in den Kellerbereich geschafft werden kann. Das Bohrgerät 32 besitzt Bodenständer 34, damit es auf der Bodenplatte des Kellerraumes aufgeständert werden kann. Alternativ kann auch in der Außenmauer 20 des Gebäudes eine geeignete Befestigung eingedübelt werden, wodurch das Bohrgerät an der Mauer verankert werden kann.
  • Das Bohrgerät 32 sollte einen sehr gleichmäßigen Vortrieb ermöglichen, was beispielsweise mittels einer Zahnstangenführung oder durch die Verwendung von Schubzylindern möglich ist. Je nach dem Durchmesser der einzuziehenden Leitung und der Zugänglichkeit des Aufstellortes im Kellerbereich sollte das passende Bohrgerät ausgewählt werden. So kann für Leitungen mit größerem Querschnitt oder aber auch für eine große Verlegelänge zwischen der Anbindegrube 28 und dem Haus 10 ein Bohrgerät zum Einsatz gelangen, das eine horizontal aber auch winklig zur Horizontalen anordenbare Bohrlafette trägt. Im Falle einer kurzen Verlegelänge oder eines geringen Leitungsquerschnittes können aber auch leicht bedienbare Kernbohrgeräte mit einem geringen Gewicht eingesetzt werden, wobei das Kernbohrgerät in einem winklig verstellbaren Bohrständer gehaltert werden sollte.
  • Ein wesentliches Merkmal des verwendeten Bohrgerätes 32 ist es, daß dieses verschiedene Bohrwerkzeuge spannen und aufnehmen sowie deren unkomplizierten Wechsel ermöglichen kann. Zum Einsatz können insbesondere eine Betonbohrkrone für das Erstellen des Mauerwerkdurchlasses sowie fernsteuerbare Bohrköpfe bei der Verwendung in Lockergestein oder in felsigem Grund zum Einsatz gelangen, oder als neuartig entwickelte Vorrichtung eine steuerbare Bohrkrone mit Fels- bzw. Betonbohrkopfspitze.
  • Diese neuentwickelte Vorrichtung ist eine Bohrlanze, die im Kopfbereich aus einer Felsbohrkrone (Zwei-Flügel-Schneider) mit Innendurchlässen für Wasserhochdruckstrahlen besteht. Im übrigen Bereich der Bohrlanze befindet sich ein Sender sowie ein Batteriefach. Der Sender dient der genauen Ortung der Position der Bohrlanze während einer vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrung. Indem die Flügeischneiden am Bohrkopf asymmetrisch gestaltet sind, läßt sich die Lenk- und Steuerwirkung noch weiter erhöhen.
  • Da mit dem Bohrgerät 32 flüssig gebohrt werden sollte, muß eine geeignete Fangwanne 36 vorgesehen sein, welche die Bohrspülung auffängt.
  • In das im Keller installierte Bohrgerät wird zunächst eine geeignete Bohrkrone, z.B. eine Betonbohrkrone, für die Mauerwerksdurchbohrung der Außenmauer 20 von innen nach außen eingespannt. Nach dem Durchdringen der Außenmauer 20 wird diese Bohrkrone gegen einen fernsteuerbaren Bohrkopf 38 ersetzt, der nicht rotiert, sondern durch die Verwendung von Hochdruck-Schneidstrahlen vorangetrieben wird. Der fernsteuerbare Bohrkopf 38 besitzt eine zur Längsachse der Bohrung geneigte Steuerfläche sowie einen im Bereich des Bohrkopfes eingebauten Sender, durch den die Position des Bohrkopfes mit Hilfe eines auf den Sender abgestimmten Ortungsgerätes bestimmt werden kann. Mit Hilfe des Ortungsgerätes kann das Bedienungspersonal, z.B. im Vorgarten 14 stehend, jederzeit die Position des Bohrkopfes ermitteln und im Falle eines Abweichens von dem gewünschten Bohrverlauf eine Richtungskorrektur vornehmen.
  • Zur Durchführung des Verfahrens hat sich beim Vorliegen von sehr harten Felsböden eine Bohrlanze als besonders geeignet erwiesen, die in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Die Bohrlanze umfaßt eine Sendereinrichtung 60, die in dem im wesentlichen zylinderförmigen Gehäuse untergebracht ist und mit dem auf die Sendereinrichtung abgestimmten Ortungsgerät zusammenwirkt, um den gewünschten Bohrverlauf steuern zu können. Weiterhin weist die Bohrlanze eine Felsbohrkrone auf, die allgemein mit Referenzziffer 62 bezeichnet ist. In dem dargestellten Beispiel sind an der Felsbohrkrone ein Vorschneider 64 sowie ein einzelner Nachräumer 66 angeordnet. In gleicher Weise können jedoch auch anstelle der hier dargestellten zweiflügeligen Felsbohrkrone 62 auch Mehrflügelschneider mit mehr als einem Nachräumer zum Einsatz gelangen. Nahe den senkrechten Flanken zwischen den Schneidelementen, im vorliegenden Fall zwischen dem Vorschneider 64 und dem Nachräumer 66 dargestellt, befinden sich Austrittsöffnungen 68, aus denen eine Bohrflüssigkeit unter hohem Druck austreten kann. Die Bohrlanze kombiniert somit beide Wirkmechanismen für einen Vortrieb in hartem Bodengefüge: das Verwenden eines Schneidstrahles zum Lösen des Gesteins wie auch die Verwendung der Schneideinrichtungen 64 und 66.
  • Wie in Fig. 4 dargestellt ist, besitzt der Vorschneider 64 eine größere axiale Erstreckung als der Nachräumer 66, d.h. er reicht in axialer Vorschubrichtung der Bohrlanze weiter als der Nachräumer 66. Dies besitzt den Vorteil, daß der Vorschneider als eine Steuerfläche zur verlaufsgesteuerten Führung der Bohrlanze verwendet werden kann. Hierbei wird der Vorschneider in diejenige radiale Position verschwenkt, in der die radial außen liegende Flanke des Vorschneiders in Richtung auf den gewünschten Krümmungsaußenradius der gewünschten Richtungskorrektur weist. Aufgrund der größeren Erstreckung des Vorschneiders im Vergleich zum Nachräumer nimmt der Vorschneider die von dem Benutzer vorgegebene Richtung ein und dient somit zur Richtungslenkung der Bohrlanze.
  • Des weiteren ist aus Fig. 4 ersichtlich, daß zusätzlich zwei Flankenschneider 70 an der Felsbohrkrone angebracht sind. Die Flankenschneider 70 besitzen eine größere radiale Erstreckung als der Vorschneider 64 wie auch Nachräumer 66 und dienen dazu, das harte, gelöste Material in Bohrvortriebsrichtung nach hinten zu fördern, wie auch um das Bohrloch zu glätten. Das Vorsehen von Flankenschneidern stellt eine optionale Maßnahme dar und kann je nach dem vorliegenden Bodengefüge auch entfallen.
  • Während des Vortriebs des ferngelenkten Bohrkopfes muß die Bohrstange jeweils verlängert werden. Hierzu werden aus einem Bohrstangenkasten 40 einzelne Bohrstangensegmente entnommen und jeweils an die bereits bestehende Bohrstange 42 angesetzt. In Fig. 1 sind die einzelnen Bohrstangensegmente 42a, 42b, 42c sowie der fernsteuerbare Bohrkopf 38 dargestellt.
  • Nachdem der Bohrkopf die Anbindegrube 28 erreicht hat, wird der Bohrkopf 38 von der Bohrstange abgenommen und die einzuziehende Leitung 44 an dem Bohrgestänge befestigt. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, kann die Anbindegrube 28 schmäler ausgebildet werden als die schematisch in Fig. 3 dargestellte Startgrube 18, weil keine Hausanschlußvorrichtung oder ein anderes geeignetes Bohrgerät in der Anbindegrube Platz finden muß. Hierdurch wird der insgesamt benötigte Aushub weiter verringert. Die einzuziehende Leitung 44 kann, wie in Fig. 2 dargestellt ist, von einer geeigneten Abrollvorrichtung im Bereich der Straße 12 entnommen werden. Anschließend wird das Bohrgestänge wieder zurückgezogen, wobei die einzelnen Bohrstangensegmente wieder in dem Bohrstangenkasten 40 abgelegt werden. Auf diese Weise läßt sich eine einzuziehende Leitung 44 in die zwischen dem Kellerbereich 30 und der Anbindegrube 28 erstellte Bohrung einziehen, wobei die einzuziehende Leitung im wesentlichen denselben Querschnitt aufweist wie der fernsteuerbare Bohrkopf.
  • Wie oben bereits erläutert wurde, ist man bestrebt, das Bohrgerät 32, das in den Kellerbereich des Hauses geschafft werden muß, so klein wie möglich auszuführen. Daher bietet es sich an, mit einem fernsteuerbaren Bohrkopf sowie Bohrgestänge zu arbeiten, das einen sehr geringen Durchmesser aufweist. Wenn dieser Durchmesser geringer als der Durchmesser der einzuziehenden Leitung 44 ist, so kann während des Zurückziehens des Bohrgestänges zum Bohrgerät 32 zwischen dem Bohrgestänge und der einzuziehenden Leitung 44 ein Aufweitkopf 48 befestigt werden. Ein Aufweitkopf, der insbesondere in Form eines sogenannten Reamers ausgebildet sein kann, besitzt eine kegelförmige Geometrie und kann zusätzlich mit abrasiven Elementen an seiner Oberfläche versehen sein. Durch das Zurückziehen des Bohrgestänges wird auch der fest an diesem befestigte Aufweitkopf 48 in Richtung des Hauses gezogen, so daß sich die Bohrung aufweitet und die unmittelbar an dem Aufweitkopf befestigte einzuziehende Leitung 44 durch die aufgeweitete Bohrung zum Haus gezogen werden kann.
  • Der entscheidende Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß die gesamten Hausanschlußstrecke vollkommen steuerbar ausgeführt werden kann und grundsätzlich eine Zielgrube außen vor der Hausmauer entfällt.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Erstellen von Gebäudeanschlüssen durch das Verlegen einer Leitung (44) zwischen einem Gebäude (10) und einer Hauptleitung (16), umfassend die Schritte:
    (a) Installieren eines Bohrgerätes (32) im Gebäude (10), insbesondere in einem Kellerraum (30);
    (b) Durchbohren der Außenmauer (20) des Gebäudes (10) mit einer Bohrvorrichtung mit einem steuerbaren Fels- bzw. Betonbohrkopf;
    (c) Vorantreiben einer vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrung bis zur Hauptleitung (16);
    (d) Anbinden der zu verlegenden Leitung (44) am Bohrgestänge (42); und
    (e) Zurückziehen des Bohrgestänges (42) zum Bohrgerät (32), bis die Leitung (44) im Gebäude (10) angelangt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Außenmauer (20) des Gebäudes (10) mit einer speziell angepaßten Bohrkrone, insbesondere Beton- und Felsbohrkrone, durchbohrt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, weiter umfassend nach dem Schritt (b):
    Auswechseln der Bohrkrone durch einen fernsteuerbaren Bohrkopf (38) für weiche Böden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der fernsteuerbare Bohrkopf (38) eine Steuerfläche und eine Sendereinrichtung zur Ortung des Bohrkopfes aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Hauptleitung (16) über eine Anbindegrube (28) zugänglich ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    während des Verfahrensschrittes (c) das Bohrgestänge (42) segmentweise (42a, 42b, 42c) verlängert wird; und während des Verfahrensschritttes (e) das Bohrgestänge (42) segmentweise ausgebaut wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend den Schritt:
    Austausch des fernsteuerbaren Bohrkopfes (38) durch einen Aufweitkopf (48), insbesondere einen Reamer, zwischen den Verfahrensschritten (c) und (d).
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Aufweitkopf (48), insbesondere der Reamer, zwischen Bohrgestänge (42) und der zu verlegenden Leitung (44) befestigt wird.
  9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend:
    - ein Bohrgerät (32);
    - eine Befestigungseinrichtung (34) zur Lagefixierung des Bohrgerätes (32); und
    - eine Auffangwanne (36) für Bohrflüssigkeit; wobei
    - das Bohrgerät (32) austauschbare Bohrköpfe aufnehmen kann; und
    - das Bohrgerät (32) einen gleichmäßigen Vortrieb eines segmentweise (42a, 42b, 42c) ansetzbaren Bohrgestänges (42) gestattet.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Bohrgerät (32) eine horizontal aber auch winklig zur horizontal anordenbare Bohrlafette trägt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Bohrlafette eine Zahnstangenführung aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Bohrgerät (32) Schubzylinder aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Bohrgerät (32) einen Kettenzug aufweist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Befestigungseinrichtung Bodenständer (34) umfaßt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Befestigungseinrichtung mindestens einen Halteanker für eine Verankerung des Bohrgerätes an der zu durchbohrenden Außenmauer umfaßt.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, weiter umfassend eine Felsbohrkrone (62), die als Mehrflügelschneider ausgebildet ist.
  17. Bohrlanze, umfassend:
    - eine Sendereinrichtung (60); und
    - eine Felsbohrkrone (62); wobei die Felsbohrkrone als Mehrflügelschneider mit einem Vorschneider (64) sowie mindestens einem Nachräumer (66) ausgebildet ist; und
    - der Vorschneider (64) eine größere Erstreckung in axialer Richtung aufweist als der oder die Nachräumer (66).
  18. Bohrlanze nach Anspruch 17, weiter umfassend Austrittsöffnungen (68) für eine Bohrflüssigkeit unter Druck.
  19. Bohrlanze nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, weiter umfassend Flankenschneider (70), die am radialen Umfang der Felsbohrkrone (62) angeordnet sind und eine größere radiale Erstreckung als der Vorschneider (64) sowie der mindestens eine Nachräumer (66) aufweisen.
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