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Patent Searching and Data


Title:
INJECTION PIPE AND PROCESS FOR SETTING A ROCK ANCHOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/001363
Kind Code:
A1
Abstract:
An injection drilling anchor (1) intended for use in particularly low-cohesion rock is distinguished in that, in its frontal region, i.e. that adjacent to the core bit (8), there are at least two pressure injection valves (11) operating in the manner of check valves through which mortar suspension can emerge from a longitudinal channel passing through the injection drilling anchor (1) but not in the reverse direction. To set the injection drilling anchor, it is first used as a drilling rod and drilling fluid is passed via the longitudinal channel and leaves via corresponding drillings in the region of the core bit (8). A mortar suspension is then fed via the longitudinal channel into the borehole to fill it, whereupon a ram introduced into the channel forces the remaining mortar suspension inside the channel to the region of the core bit (8). Fresh mortar suspension is fed in via the pressure injection valves (11) after the initial setting of the suspension in the borehole, which has an explosive effect on the mortar in the valves or penetrates into any cracks and gaps, causes the borehole to widen in the base region, thus producing a considerable enlargement of the penetration range of the mortar and the surrounding rock with the result that the injection drilling anchor (1) can be reliably secured in said surrounding rock.

Inventors:
Gruber, Heinz (Wilhelm-Busch-Straße 2, Seesen/Rhüden, D-3370, DE)
Application Number:
PCT/EP1992/001208
Publication Date:
January 21, 1993
Filing Date:
May 30, 1992
Export Citation:
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Assignee:
GD-ANKER GMBH (Am Schlörbach 17, Seesen/Rhüden, D-3370, DE)
Gruber, Heinz (Wilhelm-Busch-Straße 2, Seesen/Rhüden, D-3370, DE)
International Classes:
E02D5/76; E21D20/00; E21D20/02; (IPC1-7): E02D5/76; E21D20/02
Foreign References:
FR2306307A1
AT361857B
US3869869A
US3994138A
DE719255C
GB1156673A
Attorney, Agent or Firm:
Sobisch, Peter (Röse, Kosel & Sobisch Postfach 1 2, Odastraße 4a Bad Gandersheim, D-3353, DE)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Injektionsrohr bestehend aus wenigstens einem, mit einεr durchgεhenden Profiliεrung vεrsehenen Rohrab¬ schnitt, durch den hindurch sich ein zentraler, Längskanal erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschπitt mit wenigstens einem, einε Strömung aus dem Längskanal heraus ermöglichenden Verpreßventil (11) versehen ist und daß das Verpreßventil (11) nach Art eines Rückschlagventils ausgestaltet ist, welchεs εinε Rückströmung in Richtung des Längskanals sperrt.
2. Injektionsrohr nach Anspruch 1, dadurch gεkεnnzsich πet, daß der Rohrabschnitt ein mit einer durchgεhen dεn Profiliεruπg, insbesondere einem Gewinde versεhe ner Aπkerstangenabschnitt (2) εines Injektionsbonran kers (1) ist und daß der Längskanal in einεr Bohrkro¬ ne (8) fortgeführt ist und in wenigstens einer Aus¬ trittsöffnung eiπ ündεt.
3. Injektionsrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß der/den Austrittsöffnung (εn) der Bohrkrone (8) und des bohrkronennahen Bεrεichs dεs Ankεrstan gεnabschnitts (2) wenigstεns εin Vεπtil (33) zugeord nεt ist, welchεs nach Art εines Rückschlagvεntils ausgebildet ist, d.h. einε Strömung aus dem Längska¬ nal heraus ermöglicht, εinε Rückströmung in dεn Längskanal hingεgεn spεrrt.
4. Injεktionsrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich nεt, daß das wεnigstens εine Verpreßvεntil (11) einersεits und das wεnigstεns εine Vεπtil (33) ande¬ rerseits in Strömungsrichtung gesehen als unter Vorspannung stehεnde Vεntilε (11,33) ausgεbildet sind, und zwar mit der Maßgabe, daß das Verpreßventil (11) bei höheren Drücken als das Ventil (33) öffnet.
5. Injektionsrohr nach einem dεr Ansprüchε 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das der Bohrkrone (8) abgekεnrtε Ende des Ankerstaπgeπabschnitts (2) in an sich bekannter Weise zum Aπschraubεn weiterer Ankεr Stangenabschnitte (3, 4) bestimmt ist. δ.
6. Injektionsrohr nach einem dεr Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekeπnzeichnε , daß das Vεrprεßvεπtil (11) in einem, dεr Bohrkronε (8) beπachbartεn Bereich ange¬ ordnet ist.
7. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verprεßvεnrile (11) in einem, der Bαnr roπe (8) bεnachöartεn Bereich vorgesehen sind, wobei dieser Bεrεicn sicn ausgεnend von der Bohrkrone (8) über eine Länge von höchstens 50% dεr Gesamtlänge dεs In ektionsbohrankers (1) erstreck .
8. 01 8. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnεt, daß jεdes Verpreßventil (11,41,46) aus wenigstens einer Bohrung (44,48,55,17) eines Rohrelements (42,47,56) bzw. eines Ankerstangen 05 abschnitts (2,3,4,) besteht, welche außenseitig von einem Hüllkörper (43,50,53) bzw.
9. einem Schlauchab¬ schnitt (17) dichtend umgeben ist.
10. Injektionsrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß axial beidseitig dεs 10 Hüllkörpers (43,50,53) bzw. des Schlauchabschnitts (17) zur axialen Positionssicherungen koaxialer Arretierringε (15) bzw. Rohrzylindεr (51,52) vorgese¬ hen sind.
11. Injektionsrorh nach einem der Anspruchs 8 odεr 9, 15 dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Bohrung (44,48, 55) ein Sperrkörper (45,54) angeordnet ist, der diese dichtend verschliεßt und durch den Hüllkörper (43,50, 53) in dieser Schließposition gehalten ist.
12. Injektionsrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich 20 nεt, daß der Sperrkörper (45) als getrenntes Teil ausgebildet ist und aus Metall bzw. Kunststoff bestεht,.
13. Injektionsrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Sperrkörpεr (54) als mit dε Hüllkörpεr (53) zusammεnhängεndεs Tεil ausgebildet ist.
14. 2513 Injektionsrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Sperrkörper (54) als mit dem Hüllkörper (53) werkstofflich homogenes Teil ausgebildεt ist.
15. Injεktionsrohr nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenzeichnεt, daß der Sperrkörpεr (54) als mit dem 01 Hüllkörper werkstofflich homogenes, jedoch mit Armie rungseinlageπ versehεnεs Teil ausgεbildet ist.
16. Injεktionsrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich nεt, daß die Armiεrungsεinlagε diε Gestalt εiner 05 Kugεl, Halbkugel, einεs Kegels odεr εinεs Kegelstumpfes oder dεrglεichεn aufwεist.
17. Injektionsrohr nach einεm der Ansprüchε 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierringe (15) und diε mit diεsεn in Vεrbindung stehenden Teils des IC jeweiligen Ankerstangenabschπit s (2,3,4) untereinan¬ der in vorzugsweisε unlösbarer Vεrbindung stehen, insbesondere miteiπandεr verschweißt sind.
18. Injektionsrohr nach εinem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekεnπzeichnet, daß diε Arretierringe (15) 5 mit den entsprechenden Abschnitten des Ankerstangen¬ abschπitts (2,3,4) verschraubt sind.
19. Injektionsrohr nach einεm dsr vorangegangenen Ansprü¬ che 8 bis 17, gekεnnzeichnet durch eine glattwandige Ausgestaltung αεs mit dem Schlauchabschnitt (17) G zusammenwirkenden Bereichs αes Aπkerstangeπabscnnitts (2) .
20. Iniεktionsrohr nach εiπem der vorangegaπgenεn Ansprü¬ che 8 bis 17, gekennzeichnet durch einen, aus wei¬ chem, gummiartigen Wεrkstoff bεstεhεndeπ, innerhalb 5 des SchlauchaDscnnitts (17) angeordneten weiteren SchlaucnaDscnπitts αεr zum dicnteπdεπ Aπliεgεn auf αem Außengεwiπαe dεs Ankεrstaπgεπabschnitts (2) bεstim t isi.
21. In εktionsrohr nacn einem der voraπgegangenεn Ansprü chε 3 bis 19, dadurch gεkennzeichnεt , daß das Vεntil (33) aus einem, innerhalb des Längskaπals in Rich¬ tung der Strömung εinεs Spülmεdiums gεsehen vor den Austrittsöffnungεn angeordneten Ventilkörper (34) bestεht.
22. Injεktioπsrohr nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Vεntilkörper (34) aus einem zur Befesti¬ gung an der Innεnsεitε dεs Ankεrstangεnabschnitts (2) bεstimmten Kopfteil (35) und einem, von einem Schlauch abschnitt (39) aus einεm elastischen Werkstoff dich¬ tend umgebεnεn, vorzugswεisε einstückig mit dem Kopfteil (35) ausgebildeten Ansatzteil (36) bestεht, daß der Veπtilkδrper (34) εinε Läπgsbohrung aufwεist, die mit Querbohrungeπ (40) zusammenwirkt, die durch den Schlauchabschnitt (39) gesperrt werden und daß die Läπgsbohruπg ansonsten nur an einer Stirnseite offen ausgebildεt ist.
23. Injektionsrohr nach Anspruch 21, dadurch gekεnnzεich nεt, daß das Kopfteil (35) in den Ankerstangenab schnitt (2) eingeschraubt ist, daß der Veπtilkörper (34) rotationssymmεtrisch ausgεbildεt ist und daß sich die Läπgsbohruπg in Richtung der Achse (10) erstreckt.
24. Injektionsrohr nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzteil (36) radial derart bemessen ist, daß sich ein außenseitig durch die Iπnenseitε dεs Aπkerstangenabschnitts (2) begrenztεr Ringraum (37) εrgibt.
25. Verfahren zum Setzεπ eines Gebirgsankers unter Ver wεndung εines Iπjektioπsbohrankers (1) nach einem der vorangegangenεn Ansprüche 2 bis 23, wobei in einεm 01 ersten Schritt eine Bohrung unter Einsatz eines geεigπεtεn Spülmεdiums erstellt wird und in einem zweiten Schritt über den Längskanal dεs Injεktions bohrankεrs (1) sowiε dεssεn Austrittsbohrungεn hin 05 durch ein aushärtbares Medium, beispielsweise eine Mörtelsuspension in das Bohrloch eingeführt wird, welche den Ringraum zwischen der Innensεitε des Bohrlochs einerseits und der Außenseite des Anker stangεnabschπitts (2,3,4) anderersεits weitestgehεnd 10 ausfüllt, dadurch gekεπnzeichne , daß in einεm drit¬ ten Schritt nach Verfüllen des Ringraumes die inner¬ halb des Längskanals verbliebene Mörtelsuspeπsion entfernt wird, wobei das/die Verpreßventile (11) freigelegt werden und daß in einem vierten Schritt 15 auf hydraulischem Wege über das wenigstens eine Verpreßventil (11) eine Sprengwirkung auf den, den Ankerstaπgenabschnitt (2) umgebenden Mörtel ausgeübt wird und Mörtelsuspension in vorhandene Spalte, Risse oder dergleichen eingepreßt wird.
26. 2025 Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Mörtelsuspension aus dem Längskaπal mittels eines Verdrängungskörpers (18,22) durchgeführt wird, mittels welchem die Mörtelsuspen¬ sion Ober die Austrittsöffnungen der Bohrkronε (8).
27. sowie des bohrkronennahen Bereiches des Ankerstangen¬ abschnitts (2) verdrängt wird und daß nach Ausführung des dritten Schrittes der Verdrängungskörper inner¬ halb der Längsbohrung verbleibt.
28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekεπnzeichnet, 0 daß die Entfernung der Mörtelsuspεπsion aus dem Längskaπal, insbesondere bei Verwendung einεs Vεntils (33) durch Ausspülen mittels einεr geeigneten Spül¬ flüssigkeit, z.B. Wassεr durchgeführt wird. 1 27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Einführung dεs Verdrängungs¬ körpers (18,27) der Längskanal mittels einer geεignε ten Spülflüssigkeit, z.B. Wasser ausgespült wird.
29. 0528 Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen des vierten Schrittes durch Einführen von Mörtelsuspεnsion eine Sprengwir¬ kung auf den, den Ankerstaπgenabschnitt (2,3,4) umgebenden Mörtel ausgeübt wird und die Mörtelsuspen 10 sion anschließend in vorhandene Spalte, Risse oder dergleichen eingepreßt wird.
30. 29 Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen des vierten Schrittes durch Einführen einer Spülflüssigkeit, z.B. Wasser 5 einε Sprengwirkung auf den, den Ankerstangenabschnitt (2,3,4) umgebenden Mörtel ausgeübt wird und anschlie¬ ßend eine Mörtelsuspension eingeführt und in vorhan¬ denen Spalte, Risse odεr dergleichen eingepreßt wird.
31. 30 Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch 0 gekennzeichnet, daß bei mit Gefälle bzw. abwärts gerichteten Bohrlöchern die Spülflüssigkeit nach Vollendung des Ausspülens des Längskanals innerhalb desselben verbleibt und daß das Einführen von Mörtel¬ suspension im Rahmen des vierten Schrittes unter 5 Zwischenanordnung der vorhandenen Flüssigkeitssäule bestehend aus Spülflüssigkeit erfolgt, über welche eine Sprengwirkung ausgeübt wird.
32. 31 Verfahren nach einεm dεr Ansprüchε 28 bis 30, dadurch gεkεnnzεichnet, daß im Anschluß an dεn vierten Schritt 0 die innerhalb des Längskanals verbliebenε Mörtelsuspeπ 36 sion in einem fünften Schritt ausgespült wird und der genannte vierte Schritt wiederholt wird.
33. 32 Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzεichπεt, daß diε fünftεπ und viεrten Schrittε wεnigstens einmal wiederholt werdεn.
Description:
B E S C H R E I B U N G

Injektionsrohr und Verfahren zum Setzen eines Gebirgsankers

Die Erfindung bezieht sich auf ein Injektionsrohr ent- sprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Setzen eines Gebirgs¬ ankers entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 17.

Injektionsbohranker als solche sind bekannt. Sie ent¬ sprechen strukturell im wesentlichen Bohrstangen, bzw. Injektionsrohren, die nach Erstellung der Bohrung unmit¬ telbar als Gebirgsaπker benutzt werden und demzufolge als verlorenes Werkzeug innerhalb der Bohrung verblei¬ ben.

Beispielsweise ist aus der DE 37 24 1G5 C2 ein Injek- tionsbohranker bekannt, der aus wenigstens einem, über seine gesamte Länge mit Außengewinde versehenen Anker-

Stangenabschnitt besteht, an dessen einem, der Bohrloch¬ sohle zugekehrten Ende eine plattenartige, den Anker¬ stangenabschnitt radial Oberragende, mit Schneidkanten versehene Bohrkrone angeschweißt ist. Ein den Ankerstan- geπabschnitt axial durchziehender LMngskanal erμiet im Bereich der Bohrkrone in einer axialen Spülbohrung, wobei in einem, der Bohrkrone unmittelbar benachbarten Bereich weitere, zu Spülzweckeπ dienende Querbohrungen vorgesehen sind. Ein solcher Injektionsbohranker ist grundsätzlich zum Erstellen von Bohrungen und anschlie¬ ßendem Setzen von Gebirgsankern geeignet, wobei zunächst unter Verwendung eines geeigneten Spülmediums eine Bohrung erstellt wird, welches Spülmedium über die genannte Spülbohrung des Bohrkopfes sowie die genannten Querbohrungen austritt, das als Folge des Bohrvorgangs gelöste Gestein aufnimmt und in Richtung auf die Bohr¬ lochmündung hin ausspült. Anschließend wird der Längska¬ nal in Verbindung mit den Querbohruπgen zum Einbringen eines aushirtbaren Mediums, z.B. einer Mörtelsuspension benutzt, welche im Bereich des Bohrkopfes in den Ring¬ raum zwischen der Außenseite des Ankerstangenabschnitts und der Innenseite des Bohrloches eintritt und diesen, von der Bohrlochsohle bis zu dessen Mündung hin fort¬ schreitend in der Folge ausfüllt. Während dieses Ausfül- lens werden in den einzelnen Gebirgsschichten verbleiben¬ de Risse und Spalten ausgefüllt und auf diese Weise ein zuverlässiger Verbund zwischen Gebirgsanker und Gebirge hergestellt, welcher durch das, sich über die Außenseite des Ankerstangenabschnitts erstreckende Gewinde weiter verbessert wird.

Aus dem Prospekt "Riploy, Extension rod equip ent", P. & V. (Mining & Engineering) Limited, Sheffield, England 1971 sowie der DE 34 00 182 C2 sind darüber hinaus aufschraubbare Bohrköpfe für Bohrstangen bzw. Bohranker

bekannt .

Gebirgsanker dienen im Tunnel- und Stollenbau bekannt¬ lich zur Stabilisierung von Hohlraumwandungen und werden darüber hinaus auch zur Hangsicherung eingesetzt. Ihre Wirkungsweise beruht im wesentlichen auf der Herstellung eines Verbundes zwischen den, in Längsrichtung des Ankers aufeinanderfolgenden Gebirgsschichten. Schwierig gestaltet sich die Stabilisierung in allen den Fällen, in denen die miteinander zu verbindenden Schichten als kohäsionsar anzusehen sind, so daß zur Erzielung einer zuverlässigen Verankerung stets besondere Maßnahmen erforderlich sind.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Injektionsrohr der eingangs bezeichneten Gattung insbesondere mit Hinblick auf eine Verwendung bei extrem kohäsionsarmem Gebirge zu verbessern. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem gattungs¬ gemäßen Injektionsrohr durch die Merkmale des Kennzeich¬ nungsteils des Anspruchs 1.

Erfindungsweseπtlich ist hiernach, daß der Rohrabschnitt mit einem Rückschlagventil ausgerüstet ist, welches eine Ausströmung aus dem zentralen Längskanal hinaus ermög¬ licht, jedoch eine Rückströmung sperrt. Dieses Rück¬ schlagventil ist bestimmungsgemäß dazu nutzbar, um nach anfänglichem Mörteleinbringen in das Bohrloch den den Rohrabschnitt im Bereich dieses Verpreßventils umgeben¬ den Mörtelkörper hydraulisch aufzusprengen und entspre¬ chend dem Zuführungsdruck der Mörtelsuspeπsion oder eines sonstigen aushärtuπgsf higen Mediums volumenmäßig aufzuweiten. Angestrebt wird in jedem Fall eine πach- trägliche Erweiterung des Gebirgsbereichs, der von der Mörtelsuspension durchdrungen wird und somit zur Ver¬ bundwirkung zwischen Gebirge und Injektionsrohr bzw. zur

Verfestigung sowie Stabilisierung des Gebirges beiträgt. Es ergibt sich auf diese Weise eine, einem Spreizdübel vergleichbare Verankerungswirkung, die nach Maßgabe des Zuführungsdrucks der Mörtelsuspeπsion sowie der Beschaf- fenheit des umliegenden Gebirges räumlich in einem hohen Maß ausdehnbar ist. Sobald die weitere Zuführung an Mörtelsuspension eingestellt wird, wird durch dieses Verpreßventil ein Rückströmen in den Längskanal des Injektionsrohres verhindert, so daß der Aushärtungsvor- gang anschließend einsetzen kann. Entsprechend der unter Mitwirkung des/der Verpreßventile erzielten Aufweitung des, von der Mörtelsuspension erfaßten Bereiches ergibt sich auch bei kohäsionsarmem Gebirge eine zuverlässige Verbundwirkung zwischen Injektionsrohr und Gebirge. Das Injektionsrohr kann hiernach im einfachsten ein bohr- lochsohlenseitig geschlossenes und mit wenigstens einem Verpreßventil ausgerüstetes Rohr sein, welches außensei¬ tig eine durchgehende Profilierung trägt.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 ist das Injektions- röhr nach Art eines Injektioπsbohrankers ausgebildet und bαhrlochsohlenseitig mit einer Bohrkrone ausgerüstet. Es ist dies der wesentliche, jedoch nicht ausschließliche Anwendungsfall des Erfindungsgegenstands.

Die Benutzung von Verpreßventilen entsprechend obigen Ausführungen setzt naturgemäß voraus, daß nach einem anfänglichen Verfüllen des erstellten Bohrlochs mit einer Mörtelsuspeπsion unter Verwendung des innerhalb desselben befindlichen Injektionsbohraπkers die ohnehin vorhandenen Austrittsöffnuπgen des Bohrkopfes sowie des bohrkopfnahen Bereiches des Ankerstangeπabschnitts gesperrt werden können. Dies kann beispielsweise durch Einführen eines Verdrängungskörpers geschehen, durch dessen Einführung in den Längskanal die noch innerhalb

desselben im Anschluß an das Verfüllen des Bohrlochs vorhandene Mörtelsuspension über die genannten Aus¬ trittsöffnungen verdrängt und in das Gebirge überführt wird. Dieser Verdrängungskörper verbleibt anschließend innerhalb des Längskanals und wird so weit in diesen eingeführt, daß in jedem Fall die Verpreßvertile innεn- seitig freigelegt sind. Eine andere Vo gehensweise wird bei Injektionsbohrankern entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 ermöglicht. Deren Wesensmerkmal ist ein, den Austrittsöffnungen der Bohrkrone sowie des bohrkronennahen Bereichs des Ankerstangenabschnitts zugeordnetes Ventil, welches in den Längskanal einge¬ setzt ist und nach Art eines Rückschlagventils ausgebil¬ det ist. In dem, der Bohrsohle benachbarten Bereich befinden sich erfindungsgemäß somit zwei Ventile bzw. Gruppen von Ventilen, nämlich die bereits genannten Verpreßventile einerseits und die, den Austrittsöffnun¬ gen unter anderem der Bohrkrone zugeordneten Ventile andererseits, wobei beide Ventile sich hauptsächlich durch ihre Vorspannung unterscheiden, welches zur Folge hat, daß diese Ventile niemals gleichzeitig in Funktion treten. So ist die Vorspannung der Verpreßventile derart bemessen, daß diese erst bei einem, für das nachträgli¬ che Verpressen ausreichenden Druck öffnen, nicht hinge- gen bei dem Druck, unter dem anfänglich Spülflüssigkεit während des Bohrens steht sowie die anfänglich zwecks Bohrlochverfüllung eingeführte Mörtelsuspension. Die der Bohrkrone bzw. dem bohrkronennahen Bereich zugeordneten Ventile sind demzufolge derart bemessen, daß diese bei einem solchen Druck bereits öffnen, unter dem die Spül¬ flüssigkeit bzw. die anfänglich eingeführte Mörtelsus¬ pension steht. Wesentlich ist somit, daß die beiden genannten Gruppen von Ventilen stets nacheinander, nämlich während unterschiedlicher Arbeitsphasen und damit niemals gleichzeitig öffnen. Wesentlich ist auch

die Ausbildung beider Ventilarten nach Art von Rück¬ schlagventilen, wodurch eine Strömung eines fließfähigen Mediums durch diese Ventile in lediglich einer Richtung, nämlich aus dem Längskanal heraus in den umliegenden Gebirgsrau hinein ermöglicht wird.

Das Verpreßventil ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 vorzugsweise lediglich in einem der Bohrkrone benach¬ barten Bereich angeordnet. Es kann sich hierbei bei¬ spielsweise um einen Bereich ausgehend von der Bohrkrone von bis zu 50% der Länge des der Bohrkrone benachbarten Ankerstangenabschnitts handeln. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß insbesondere der der Bohrlochsohle benachbarte Bereich eine Spreizwirkung und damit eine sichere Fixierung in dem umliegenden Gebirge erfährt.

Es ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 jedoch auch denkbar, mehrere Verpreßventile entlang des Injektions¬ bohrankers vorzusehen, so daß die Verankerungswirkung in einem größeren räumlichen Bereich verbessert werden kann. Auch in diesem Fall sind die Verpreßventile vor- zugsweise in einem solchen Längeπbereich - beginnend mit der Bohrkrone - angeordnet, der höchstens 50% der Ge¬ samtlänge des Injektionsbohrankers bzw. des/der Anker¬ stangenabschnitts/Ankerstangenabschnitte beträgt. Es kann dies im Einzelfall nach Maßgabe der vorgefundenen Beschaffenheit der zu verbindenden Gebirgsschichten festgelegt werden.

Die Merkmale der Ansprüche 8 und 9 sind auf eine beson¬ ders einfache und kostengünstig zu realisierende Ausfüh¬ rungsform der einzusetzenden Verpreßventile, insbεsonde- re Rückschlagventile gerichtet. Diese Ventile können an beliebiger Stelle entlang der Ankerstangenabschnitte angeordnet werden. Sie bestehen im wesentlichen aus

einem, aus einem elastischen Werkstoff bestehenden "-hlauchabschnitt, der über den Ankerstangenabschnitt geschoben wird und in seiner endgültigen Montageposition eine Querbohrung dichtend überdeckt. Die genannten Arretierringe überragen radial den Schlauchabschnitt und sichern dessen axiale Position insbesondere während des Bohrens.

Anstelle einer Querbohrung - und zwar in gleichmäßiger Umfangsverteilung mehrere Querbohrungen vorgesehen sein, um ein möglichst gleichförmiges Austreten der Mörtel¬ suspension zu ermöglichen. Der Schlauchabschnitt kann besonders vorteilhaft aus einem faserverstärkten Gummi¬ werkstoff oder einem Werkstoff vergleichbarer Elastizi¬ tät bestehen, die in jedem Fall dahingehend bemessen ist, daß während des anfänglichen Verfüllens des Bohr¬ lochs die Ventile funktionslos bleiben, das heißt im Schließzustand verharren. Erst auf einen erhöhten Zu¬ führungsdruck hin, wobei ein vorheriges Verschließen der Austrittsöffnungen des Bohrkopfes und sonstiger, zu Spülzwecken benutzte Austrittsbohrungeπ beispielsweise mittels eines Verschlußkörpers vorausgesetzt wird, öffnen die Verpreßventile.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 ist für jede Bohrung des Ankerstaπgeπabschπitts bzw. des Rohrεlemεπts des Verpreßveπtils ein Sperrkörper vorgesehen, der durch den Hüllkörper in einer, die Bohrungen dichtend verschließen¬ den Position gehalten ist. Der Hüllkörper bildet in diesem Fall, eine den Sperrkörper in der Schließposition haltende Rückstellfeder. Der Sperrkörper als solcher kann grundsätzlich eine beliebige Gestalt aufweisen und ist zum Beispiel als Kugel, Kegel, Kegelstumpf usw. ausgebildet. Es diese Ausbildung eines Verpreßventils als besonders zuverlässig anzusehen und insbesondere für

sehr hohe Drücke geeignet.

Die Merkmale der Ansprüche 11 und 12 sind auf unter¬ schiedliche Varianten insoweit gerichtet, als der Sperr¬ körper als von dem Hüllkörper getrenntes oder mit diesem zusammenhängendes bzw. einstückiges Bauteil ausgebildet sein kann.

Die Merkmale der Ansprüche 13 bis 15 sind auf weitere Ausgestaltungen des Sperrkörpers sowie der, mit diesem zusammenwirkenden Bohrung gerichtet. Im Falle der Verwen- düng einer Armierungseinlage ergibt sich eine hohe Steifigkeit des Sperrkörpers, welche bei sehr hohen Drücken von Vorteil sein kann. Die Bohrung weist eine sich einwärts verjüngende Gestalt auf und es ist der Sperrkörper an diese Gestaltung angepaßt. Auf diese Weise ergibt sich bei Reduzierung des Druckes ein er¬ leichtertes Einführen des Sperrkörpers in die Bohrung.

Besonders vorteilhaft kann das Verpreßventil als Zwischen¬ element zwischen zwei Rohrelementen ausgestaltet sein, wobei beispielsweise die, die Funktion von Arretierrin- gen übernehmenden Rohrzylinder strukturell Ankerstangen entsprechen, so daß ein zentrales Rohrelement, welches beiderseits über die Rohrzylinder hinausragt als Ein¬ schraubende zur Anknüpfung an ein Ankεrstangenende benutzt werden kann. Es bringt dies den Vorteil mit sich, daß durch das Verpreßventil sich keinerlei aus der Ankerstange herausragende Strukturelemente ergeben, nachdem der genannte Hüllkörper praktisch bündig mit den Ronrzylinder bzw. Arretierringen ausgebildet ist. Diese vergleichsweise "glatte" Gestaltung der Ankerstangen begünstigt während des Bohrbetriebes das Abströmen einer mit Gesteinspartikeln befrachteten Spülflüssigkei .

Die Verbindung der Arretierringe mit dem Aπkerstangenab- schnitt kann entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 16 und 17 entweder durch Verschraubeπ oder Verschweißen erfolgen.

Die eingangs geschilderte Aufgabe ist - bezogen auf ein gattungsgemäßes Verfahren durch die Merkmale des Kenn¬ zeichnungsteils des Anspruchs 24 gelöst. Hiernach wird nach einem anfänglichen Einbringen von Mörtelsuspension über den Längskanal des sich in dem Bohrloch befindli- chen Injektionsbohraπkers dieser Längskanal von der in diesem noch befindlichen Mörtelsuspension befreit, und zwar zumindest so weit, daß die Verpreßventile radial inπenseitig freigelegt sind. Erforderlich ist ferner, daß aufgrund der endgültigen Position des Verdräπgungs- körpers sämtliche der herkömmlichen Austrittsöffnungen in geeigneter Weise verschlossen werden. In der Folge, das heißt frühestens nach einem anfänglichen Abbinden bzw. einer beginnenden Aushärtung des den Ankerstangen¬ abschnitt umgebenden Mörtels wird dieser hydraulisch gesprengt. Dieser Vorgang kann durch Einführung eines flüssigen Mediums wie z.B. Wasser, jedoch auch durch Mörtelsuspension durchgeführt werden. Der während des Spülens bzw. des anfänglichen Mörteleinbringens herr¬ schende Druck innerhalb des Längskanals beträgt weniger als 15 bar, während zum anschließenden Aufsprengen des Mörtels ein Druck von mehr als 15 bar insbesondere 60 bar bis 100 bar benötigt werden. Es ist demzufolge die Elastizität des Schlauchabschπitts der genannten Ver¬ preßventile dahingehend bemessen, da diese erst bei dem erhöhtem Zuführungsdruck öffnen, der zum Aufsprengen des Mörtels benötigt wird, unterhalb dieses Druckes hingegen im Sperrzustand verharren. Nach erfolger Aufsprengung kann in der Folge Mörtelsuspension in auf diese Weise gebildete Spalte und Risse eingeführt und weiter in das

umliegende Gebirge eingebracht werden. Als Folge des Eindringens kommt es entsprechend dem Zusammenhalt des Gebirges zu einem Auflockern desselben, so daß der Durchdringungsbereich von Mörtel und umliegenden Ge- birgsschichten aufgeweitet wird. Im Ergebnis bildet sich nach Aushärtung des Mörtels ein aufgespreizter, das umliegende Gebirge tief durchdringender Veraπkerungsbe- rεich aus, der eine sichere Verankerung für den Gebirgs- anker bildet.

Ein Entfernen der in dem Längskanal nach anfänglichem Verfüllen des Bohrlochs verbleibenden Mörtelsuspeπsion kann gemäß den Merkmalen der Ansprüchε 25 und 26 auf unterschiedliche Weise erfolgen. Zunächst einmal kann durch einen, in den Längskanal eingeführten Verdräπ- gungskörper eine Verdrängungswirkung auf die noch flüs¬ sige Mörtelsuspension ausgeübt werden und diese über die im Bereich des Bohrkopfes befindlichen Austrittsöffnun¬ gen heraus in das umliegende Gebirge verdrängt werden. Dieser Verdrängungskörper verbleibt anschließend in dem Längskaπal, und zwar in einer solchen Position, in der sämtliche Austrittsöffnungen des Bohrkopfes bzw. des bohrkopfnahen Bereiches des Ankerstaπgεnabschnitts verschlossen sind. Er übt in Verbindung mit diesen Austrittsδffnungen somit diε Funktion εinεs Ventils aus und ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, daß sich bei einer Bewegung in Richtung auf das, dem Bohrkopf entfernt gelegene Ende des Injektionsbohrankers hin eine Sperrwirkung mit den Wandungen des Längskanals, somit eine Selbsthemmung ergibt. Es ist die Endpositioπ des Verdrängungskörpers innerhalb des Längskaπals ferner derart angelegt, daß die genannten Verpreßventile radial innenseitig freigelegt sind. Zweckmäßigerweise wird zwecks vollständiger Entfernung restlicher, πocn inner¬ halb des Längskanals befindlicher Mörtelsuspensioπ

dieser noch ausgespült. Anstelle der nachträglichen

Einführung eines Verdrängungskörpers kann im Bereich der Bohrkrone, und zwar innerhalb des Längskanals auch ein Ventil vorgesehen sein, welches nach Art eines Rück- s.chlagventils ausgebildet ist, welches Ventil den zu

Spülzwecken dienenden Austrittsöffnungen des Bohrkopfes vorgelagert ist. Dieses, unter Vorspannung stehende Ventil ist derart ausgelegt, daß es bei dem Druck öff¬ net, unter dem während des Bohrbetriebs Spülflüssigkeit und während des anfänglichen Bohrlochverfüllens die

Mörtelsuspension strömt. Es ist dies ein solcher Druck, bei dem die Verpreßventile im Sperrzustand verharren. Im Fall der Verwendung eines solchen Ventils findet ein Entfernen der nach anfänglichem Bohrlochverfüllen inner- halb des Längskanals noch verbliebenen Mörtelsuspension ausschließlich durch Spülung statt, wobei dieses Ventil im Schließzustand verharrt, welches einen entsprechenden geringen Druck des Spülmediums voraussetzt.

Der Vorgang des mehrfachen hydraulischen Spreπgeπs des erhärteten Mörtels oder sonstigen Mediums kann sinngemäß auch bei Iπjektionsrohren Anwendung finden, die haupt¬ sächlich der Gebirgsverfestigung durch Mörteleinbringuπg dienen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Injektionsankers;

Fig. 2 eine Detaildarstellung der Einzelheit II der Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung;

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verdrängungs¬ körpers ;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispeil eines Verdrängungs¬ körpers ;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines dem Bohrkopf benach- harten Bereiches des Injektioπsbohrankers;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführuπgs- form eines dem Bohrkopf benachbarten Bereiches eines Injektionsankers ;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung der wesentlichen Teile einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines Verpreßventils;

Fig. 8 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Verpreßventils ;

Fig. 9 eine Darstellung einer Variante eines Details IX der Fig. 7.

Mit 1 ist in Fig. 1 ein Injektionsbohranker bzw. ein sogenannter selbstbohrender In ektionsanker bezeicnnet, der in dem gezeigten Ausführuπgsbeispiel aus den Anker- stangeπabschπitten 2, 3 und 4 zusammengesetzt ist. Jeder Ankerstaπgenabschnitt ist in an sich bekannter Weise außenseitig über seine gesamte Länge mit einem Runαge- winαe überzogen, welches unter anderem der Verbesserung

es Formschlusses mit einem, ein Bohrloch ansonsten ausfüllenden Mörtel bzw. einem sonstigen aushärtungsfä- higen Medium, z.B. Kunstharz dient.

Mit 5, 6 sind Verbindungsmuffen bezeichnet, in welche die Enden der einander gegenüberliegenden Ankerstangen¬ abschnitte eingeschraubt sind und durch welche der Zusammenhalt der Ankerstangenabschnitte gewährleistet ist. Die Verbindungsmuffen sind als rohrartige, mit innen- und außenseitigen gewindeartigen Verformungen ausgebildete Körper ausgestaltet und es ist die Verbin¬ dungsmuffe 5 mit mehreren Abstandhaltern 7 in der Gestalt von außenseitig angeschweißten Rundeisen ausgerüstet. Mit 8 ist eine plattenartige, durchmessermäßig den Ankerstangenabschnitt 2. deutlich überragende, bohrloch- sohlenseitig mit Kreuzschneiden bestückte Bohrkrone bezeichnet, die an dem Ankerstangenabschnitt 2 ange¬ schweißt ist.

Mit 9 ist schließlich eine zum Aufschrauben auf das Ende des Ankerstangenabschnitts 4 sowie zum Zusammenwirken mit einer zeichnerisch nicht dargestellten, an sich bekannten Ankerplatte bestimmte Verspannmutter bezeich¬ net.

Die Ankerstangenabschnitte 2, 3 und 4 sowie die Bohrkro¬ ne 8 beinhalten einen zentralen, sich in Richtung der Achse 10 erstreckenden durchgehenden Längskanal, von dem im Bereich des Bohrkopfes weitere durchgehende Querkanä¬ le abzweigen können. Grundsätzlich können Querkanäle auch im bohrkopfnahen Bereich des Aπkerstangenabschnitts 2 vorgesehen sein. Der genannte Kanal sowie die Querboh- rungeπ dienen in an sich bekannter Weise während des Erstellens einer Bohrung der Führung eines Spülmediums sowie nach erstellter Bohrung der Einführung einer

Mörtelsuspension, eines Harzes oder eines vergleichbaren aushärtungsf higen sonstigen, zur Herstellung eines Verbundes zwischen dem Injektionsanker 1 einerseits und den umliegenden Bohrlochwandungen andererseits geeigne- ten Mediums.

Der vordere, die Bohrkrone 8 tragende Ankerstangenab¬ schnitt 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit zwei, untereinander gleich beschaffenen Verpreßventilen 11 ausgerüstet. Diese Verpreßventile 11 sind entlang eines Bereiches 12 angebracht, der - ausgehend von der Bohrkrone 8 höchstens 50% der Gesamtlänge des Injek¬ tionsbohrankers 1 beträgt. Die untereinander gleich beschaffenen Verpreßventile 11 sind derart ausgebildet, daß diese ausgehend von dem Längskanal des Bohrstangen- abschnitts 2 unter Druck einen Medieπdurchtritt in radial auswärtiger Richtung ermöglichen - in umgekehrter Richtung, nämlich radial einwärts gerichtet hingegen als Rückschlagventile wirken.

Zur Erläuterung einer möglichen konstruktiven Ausbildung eines solchen Verpreßventils 11 wird im folgenden auf die Darstellung der Fig. 2 Bezug genommen:

Der Ankerstangenabschπitt 2 ist an der Stelle des Ver¬ preßventils 11 mit Arretierringeπ 15 versehen, die auf den Ankerstangenabschnitt aufgeschoben und unter Belas- sung eines Abstands 14 mit letzterem verschweißt sind. In Betracht kommt jedoch auch eine Verschraubung.

Innerhalb des Abstands 14 zwischen den Arretierringen 15 befindet sich eine Querbonrung 16, und zwar vorzugsweise im Mittelabschnitt zwiscnen den Arretierringen 15. Ebenfalls vorzugsweise sind mehrere derartige QuerDon- rungen 16 - in gleichmäßiger Umfangsverteilung - vorge-

sehen. Diese Querbohrungen bilden eine durchgehende

Verbindung zu dem genannten Läπgskanal und es wird ihre Bedeutung und Zweckbestimmung im folgenden noch erläu¬ tert werden.

Mit 17 ist ein, den Ankerstangenabschnitt 2 dichtend umgebender Schlauchabschnitt aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise Gummi bezeichnet, der sich zwischen den Arretierringen 15 erstreckt, durch welche dessen axiale Position gesichert wird. Die Dickeπbe es- sung des Schlauchelements 17, welches zweckmäßigerweise aus einem gewebeverstärkten Gummi besteht, ist derart vorgenommen, daß dieses im wesentlichen bündig zu den Arretierringen 15 verläuft. Das System aus Arretierrin¬ gen 15 und Schlauchabschnitt 17 bildet ein Verpreßven- til, welches nach Art eines Rückschlagventils funktio¬ niert, dessen Wirkungsweise im folgenden noch näher erläutert werden wird.

Der in den Zeichnungen dargestellte Injektioπsbohranker ist für eine Verwendung in besonders gebrächem, kohä- sionsarmem Gestein bestimmt und es wird dieser zum

Setzen zunächst wie eine Bohrstange benutzt, durch deren Längskanal während des Bohrvorgangs ein geeignetes Spülmedium, z.B. Wasser strömt, welches durch die zen¬ trale Spülbohruπg der Bohrkrone 8 sowie gegebenenfalls die in diesem Bereich vorhandenen weiteren Spülbohrungen austritt, in der Folge das durch die Kreuzschneiden der Bohrkrone 8 gelöste Gesteinsmaterial aufnimmt und zwi¬ schen der Innenseite des gebildeten Bohrlochs und der Außenseite der Ankerstangenabschπitte 2, 3, 4 in rück- wärtiger Richtung auf die Bohrlochmüπdung hin ausschwemmt Dabei wird der Fördervorgaπg durch die sich über die gesamte Länge des Injektioπsbohrankers , einschließlich der Verbindungsmuffen 5, 6 erstreckende gewiπdeartige

Verformung unterstützt. Entsprechend der Länge des

Bohrloches sowie des Bohrfortschritts werden die Bohr¬ stangen unter Verwendung von Verbindungsmuffen 5, 6 sowie weiterer Ankerstangenabschnitte 3, 4 verlängert, bis die endgültige Bohrlochtiefe erreicht ist. In der Folge wird über den genannten Längskanal ein aushärtba¬ res Medium, beispielsweise eine Mörtelsuspension einge¬ führt, welche ihrerseits über die genannten Spülbohrun¬ gen im Bereich des Bohrkopfs austritt und hierbei teil- weise in das umgebende Gebirge eindringt und teilweise entlang der Außenseite des Injektioπsankers in Richtung auf die Bohrlochmündung hin strömt, wobei der hier bestehende Hohlraum verfüllt wird. Während des Spülens sowie des Verfüllens des genannten Hohlraums steht die Spülflüssigkeit bzw. die Mörtelsuspension innerhalb des Läπgskaπals der Ankerstangenabschnitte 2, 3, 4 unter einem Druck von wenigεr als 15 bar, das heißt unter einem solchen Druck, bei dem die Verpreßventile 11 jedenfalls im Sperrzustand verharren. Nach Abschluß dieser ersten Phase des Aπkersetzens wird durch Einfüh¬ rung eines im folgenden noch strukturell zu erläuternden Verdrängungskorpers in den zentralen Kanal des Ankers der in diesem verbliebene Rest an Mörtelsuspension verdrängt, indem der genannte Verdrängungskörper in Richtung auf die Bohrkrone 8 innerhalb des Injektioπsan¬ kers bewegt wird. Es wird der Verdrängungskörper in jedem Fall bis in einen solchen Bereich des Injektions¬ ankers 1 verschoben, der zwischen der Bohrkrone 8 und dem vordersten Verpreßventil 11 gelegen ist. Wesentlich für die endgültige Position des Verdrängungskorpers ist ferner, daß sämtliche der üblichen Spülbohrungeπ durch letzteren verschlossen werden, so daß der Längskanal in dieser Arbeitsphase einen abgeschlossenen Raum bildet. Besonders zweckmäßig ist es nach Einführen des Verdrän- gungskörpers die restliche, in dem Längskaπal gegebenen-

falls noch vorhandene Mörtelsuspension durch ein Spülme¬ dium auszuschwemmen.

In der Folgezeit, und zwar nach einem ersten Abbinden der Mörtelsuspension, beispielsweise nach wenigstens 6 h wird über den Längskanal erneut eine Mörtelsuspension unter Druck in den Injektionsaπker 1 eingeführt, welche nunmehr über die Querbohrungen 16 der Verpreßventile 11 austritt und hierbei den Schlauchabschnitt 17 entspre¬ chend elastisch aufweitet. Die austretende Mörtelsuspen- sion übt auf den, im Bohrloch in diesem Bereich bereits befindlichen Mörtel eine Sprengwirkung aus bzw. dringt in die so gebildeten Spalte derselben ein, so daß als Folge dieses erneuten Mörtelaustretens im Bereich der Verpreßventile der bereits vorhandene Durchdringungsbe- reich von Mörtel und evtl. gelösten Gebirgsanteileπ aufgeweitet bzw. vergrößert wird, eine erhebliche Spreiz¬ wirkung auf die Struktur des Gesamtsystems, bestehend aus Mörtel und Gebirgsanker ausgeübt wird und so zur weiteren Sicherung der Position des Injektionsbohraπkers 1 in dem Bohrloch beigetragen wird.

Alternativ kann ein Aufsprengen des Mörtels auch mit Spülflüssigkeit, z.B. Wasser durchgeführt werden, so daß erst anschließend eine Mörtelsuspension eingeführt wird.

Insbesondere bei abwärts bzw. schräg nach unten orien- tierten Bohrlöchern kann nach Verfüllen des Bohrlochs und Einbringen des Verdrängungskörpers sowie nachträgli¬ cher Spülung des Längskaπals die innerhalb desselben verbleibende Spülflüssigkeit belassen werden, so daß eine anschließende hydraulische Sprengung des, den Injektionsbohranker innerhalb des Bohrlochs umgebenden Mörtels mittels Mörtelsuspension unter Zwischenanordnung der innerhalb des Läπgskanals befindlichen Flüssigkeits-

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säule bestehend aus Spülflüssigkeit vorgenommen werden kann.

Ist der Aufweitungsvorgang im obigen Sinne beendet bzw. wird der Zuführdruck der Mörtelsuspension innerhalb des Injektionsankers 1 reduziert, wird durch die Elastizität der Schlauchabschnitte 17 ein Rückströmen von Mörtel in den Injektionsbohranker 1 verhindert, so daß die Ver¬ preßventile insoweit als Rückschlagventile fungieren.

Der oben dargestellte Aufweituπgsvorgang kann im Be- darfsfall mehrfach wiederholt werden. Ob der Aufwei¬ tungsvorgang zu wiederholen ist, hängt von dem Ergebnis der nach bekannten Verfahren vorgenommenen Messung der Fähigkeit des Gebirgsankers zur Aufnahme von Zugkräften ab. Zu diesem Zweck wird nach einem ersten Aufweitungs- vorgang, und zwar unmittelbar im Anschluß an das Schlie¬ ßen der Verpreßventile 11 die restliche, in dem Längs¬ kanal noch befindliche Mörtelsuspensioπ ausgespült. Dies kann beispielsweise mittels eines Schlauches durchge¬ führt werden, der in den Längskanal eingeführt wird, dessen Spülflüssigkeit, z.B. Wasser, die Mörtelsuspen¬ sion aufnimmt und ausschwemmt. Es wird auf diese Weise der Längskanal bis zu dem genannten Verdrängungskörper, d.h. einschließlich der Verpreßventile 11 freigelegt. Anschließend d.h. nach einem zumindest anfänglichen Abbinden der Mörtεlsuspension wird der oben bereits dargelegte Schritt des Aufweitens wiederholt, d.h. es wird der, den Ankerstangenabschnitt umgebende Mörtel hydraulisch gesprengt, um anschließend weitere Mörtel¬ suspension in das Bohrloch einzubringen.

Es können die Verpreßventile 11 auch dazu benutzt wer¬ den, um gleichermaßen während αεs ersten Einbringens von Mörtelsuspension als Austrittsöffnuπgen für diese zur

Verfügung zu stehen.

Um eine besonders zuverlässige Dichtwirkung des Verpreß- vεntils 11 zu erreichen, kann dieses derart ausgestaltet sein, daß der Schlauchabschπitt 17 einen, aus einem relativ weichen vorzugsweise gummiartigeπ Werkstoff ausgebildeten Inneπschlauch umgibt, der * zum dichtenden Zusammenwirken mit dem Außengewinde des Ankerstangeπab- schnitts 2 geeignet ist und durch den äußeren Schlauch¬ abschnitt 17 eine radiale Stützwirkung erfährt. Alterna¬ tiv zur Anordnung eines Innenschlauches kann das, mit dem Schlauchabschnitt 17 zusammenwirkende Außengewinde durch Auftragen einer geeigneten Masse auch geglättet werden, wobei ein Aufvulkanisieren eines Gummiwerkstoffs grundsätzlich in Betracht kommt. Ein vergleichbarer Effekt wird errεicht, wεπn an den Stellen des Ankerstaπ- gεnabschnitts 2, die der Anbringung von Verpreßventilen 11 dienen, ein glatter Wandungsverlauf, somit ohne gewindeartige Verformung ansteht.

Das insoweit erfindungsgemäßε Verfahren wie der zu dessen Ausführung dienende Injektionsbohranker führen somit im Ergebnis aufgrund der auf die Bohrlochwandungen ausgeübten Spreizwirkung zu einem besonders gesicherten Sitz des Ankers, gerade bei kohäsionsarmem Gebirgε.

Die Fig. 3 und 4 zeigen lediglich beispielhaft mögliche Ausführungsformen e-".≤s zur Verwendung bei dem Iπjek- tionsaπker bestimmten Verdrängungskörpers. So zeigt die Fig. 3 einenrim wesentlichen kugelförmigen Verdrängungs¬ körper 18, der aus einem metallischen Kern 19 besteht, der seinerseits von einer Hülle 20 aus einem elastischen Werkstoff umgeben ist. Der Verdränguπgskörpar ist derart bemessen, daß eine Verschiebung desselben innerhalb des Zentralkaπals nur unter elastischer Verformung der Hülle

20 möglich ist, wodurch ein erheblicher Reibschluß mit den Innenwandungen der Ankerstangenabschnitte entsteht. Eine die Hülle 20 durchdringende Bohrung 21 dient dem erleichtεrten Vεrschieben des Verdrängungskörpers 18 mittels .einεs Stabεs, der unmittelbar auf den metalli¬ schen Kern 19 einwirkt.

Fig. 4 zeigt einen Verdrängungskörper 22, der einεn metallischen, zylindrischen Kern 23 und εinε diesen konisch umgebende, rotationssymmetrische Hülle 24 auf- weist, welch letztere wiederum aus einem elastisch verformbaren Kunststoff besteht. Hinsichtlich der Abmes¬ sungen gilt gleiches wie bei Fig. 3.

Es sind jedoch zahlreiche Abwandlungen des Verdrängungs¬ körpers vorstellbar, insbesondεre kann dieser auch außensεitig mit Borsten, Rippen oder dergleichen ausge¬ rüstet sein, welche insbesondere in rückwärtiger Rich¬ tung in Verbindung mit der Innenseite des Längskanals eine Sperrwirkung entwickεln. Anstεllε dεr Werkstoffpaa- rung Metall-Kunststoff kommt auch einε Wεrkstoffpaarung Hartkunststoff-Wεichkunststoff in Bεtracht.

Fig. 5 zeigt einε mögliche Ausgestaltung des, dem Bohr¬ kopf 8 benachbarten Bereiches. Hierin ist mit 25 ein vergleichbar kurzes Teil eines Ankerstangenabschnitts bezeichnet, der mit der plattenartigen, mit zeichnerisch nicht näher dargestεlltεn Krεuzschneideπ bestückten

Bohrkrone 8 verschweißt ist. Der Aπkεrstangεnabschnitt 25 ist seinεrsεits in eine Verbindungsmuffe 26 einge¬ schraubt und zusätzlich mit dieser verschweißt. Mit 28 ist eine zentrale, in Richtung der Achse 10 verlaufende Spülbohrung des Bohrkopfes 8 bezeichnet.

Die Verscnraubung der Verbinduπgsmuffe 26 mit dem Anker-

Stangenabschnitt 25 erfolgt derart, daß über radial orientierte Spülbohrungen 27 ein ungehinderter Austritt eines Spülmediums oder auch einer Mörtelsuspeπsion möglich ist. Die Verbindungsmuffe 26 dient im übrigen in an sich bekannter Weise der innenseitigen Verschraubung mit weiteren Ankerstangenabschnitten.

Erfindungsgemäß ist ein im Sinne obiger Ausführungen zu verwendender Verdrängungskörper derart dimensioniert, daß er in den Querschnitt 29 des Ankerstangenabschnitts 25 derart einführbar ist, daß sämtliche Spülbohrungen 27, 28 verschlossen werden.

Es ist die gezeigte Ausbildungsform des der Bohrkrone 8 benachbarten Bereiches auch unter bohr- bzw. strömungs¬ technischen Gesichtspunkten sehr vorteilhaft, da sich unmittelbar hinter der Bohrkrone 8 eine relativ große Hinterschneidung 30 ergibt, durch welche ein Abführen des während des Bohrvorgangs gelösten Gesteinsmaterials begünstigt wird.

In ' Abweichung von obigen Ausführungen ist es für die Funktion der Verdrängungskörper 18, 22 jedoch auch ausreichend, wenn diese reibschlüssig in einem Bereich 31 der Verbindungsmuffe 26 festlegbar sind, der - in Richtung des durch den Pfeil 32 charakterisierten Flus¬ ses eines Spülmediums sämtlichen Spülbohrungen 27, 28 vorgelagert ist, da grundsätzlich insbesondere die als Radialbohrungen ausgebildeten Spülbohrungen 27 in einem bohrkopfnaheπ Bereich, und damit auch in der Verbin- duπgsmuffe 26 vorgesehen sein können. Wesentlich ist in diesem Fall lediglich, daß durch das Einführen des Verdrängungskorpers insoweit eine Ventilfuπktion ausüb¬ bar ist, als durch diesen sämtliche der genannten Spül¬ bohrungen verschließbar sind.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform des bohrkopf- nahεn Bεreichs dεs Injεktionsbohrankers ist dahingehend abgewandelt, daß die Funktion des Sperrkörpers 18, 22 nunmehr durch einen fest eingebauten, die Funktion des Rückschlagventils erfüllenden Ventils 33 ersetzt ist. Es ist dieses Ventil - wie im folgenden noch näher darge¬ legt wird - derart ausgelεgt, daß ein Fluß in Richtung des Pfeiles 32 ermöglicht wird, in Gegenrichtung zu dem Pfeil 32 hingegen gesperrt wird. Soweit ein Ventil zur Erfüllung dieser Funktionen geεignεt ist, kann grund¬ sätzlich jεdes, wenn auch konstruktiv anders ausgebildε- te Ventil hier eingesetzt werden.

Das Ventil 33 besteht aus einem Ventilkörper 34, der sεiπerseits aus einem, zur weitεstgehεnd dichtenden Verschraubung mit der Innenseite des Muffenteils 26 bestirnten Kopfteil 35 einerseits und einem einstückig mit dem Kopfteil 35 ausgebildeten außenseitig glatten Ansatzteil 36 andεrerseits bestεht. Das Ansatztεil 36 weist einen bedeutend geringeren Radius als das Kopfteil 35 auf, so daß sich - um das Ansatzteil 36 herum - ein Ringraum 37 ergibt.

Der Ventilkörper 34 weist eine zentrale, sich koaxial zu der Achse 10 erstreckeπdε Bohrung 38 auf, die an ihrem, der Bohrkrone 8 zugekehrten stirnseitigen Ende ver- schlössen ist.

Mit 39 ist ein, aus einem elastischen Werkstoff, bei¬ spielsweise einem gummielastischen Werkstoff ausgebilde¬ ter Schlauchabschnitt bezeichnet, der das rotationssym¬ metrisch ausgebildete Ansatzteil 36 dichtend umgibt und im entspanntεn Zustand Quεrbohrungeπ 40 desselben, die in die Bohrung 38 einmünden, verschließt.

Wesentlich ist, daß der Schlauchabschnitt 39 durch seine Dickenbe essuπg und/oder eine zweckmäßige Werkstoffwahl derart ausgelegt ist, daß seine Elastizität wesentlich größer ist, als diejenige des/Schlauchabschnitte 17, so daß demzufolge das Ventil 33 eine Strömung in Richtung des Pfeiles 32 bei Drücken ermöglicht, bei denen die Verpreßventile 11 im Schließzustand verbleiben.

Es handelt sich hierbεi - wie εingaπgs bereits erwännt - um Drücke von beispielswεise weniger als 15 bar.

Der Gebrauch einεs im Sinne von Fig. 6 ausgerüsteten Injektionsbohrankers gestaltet sich wie folgt:

Es wird zunächst in an sich bekannter Weise über ein in Richtung des Pfeilεs 32 strömεndεs Spülmεdium dεr Injek- tionsaπkεr als Bohrstange gεbraucht, wobεi das Spülme¬ dium übεr das Ventil 33 strömt und über die Spülbohrun¬ gen 27, 28 austritt. Nach Erstellen des Bohrlochs wird in an sich bekannter Weise in Richtung des Pfeiles 32 eine Mörtelsuspension oder ein sonstiges aushärtungsfä- higεs Medium geführt, welches entsprechend seinem Druck ebenfalls ausschließlich über das Vεntil 33 und nicht übεr die Verprεßventile 11 strömt, d.h. im Bereich der Spülbohrungen 27, 28 austritt und - von der Bohrlochsoh- lε aus begiπnεnd - das gesamte Bohrloch verfüllt.

Anschließend wird - mittels geringerεm Druck - die innerhalb des Injektionsbohrankers verbliebene Mörtεl- susp'επsion ausgespült, wobei nunmehr aufgrund der die Außenseite des Schlauchabschnittss 39 beaufschlagendεn Mörteisuspεnsion das Ventil 33 einεn weiteren Fluß in Richtung des Pfεiles 32 untεrbindet, wohingεgen dεr Inπeπraum das In ektionsbohrankers bis zu dem Ventil 33 ausgespült ist. Es ist im übrigen dieser Spüldruck so bemessen, daß das Ventil 33 in keinem Fall öffnet. Insoesonderε bei nach untεπ bzw. schräg nach uπtεn verlaufenden Bohrlöchern kann die, den InjektioπsDonran- ker ausfüllende Spülflüssigkeit in diesem verbleiben, wooei nach erfolgtεm Aushärtεn dεs Mörtels diese Fiüs- sigKeit als hyαraulischεs Mittel zum Aufsprengen αεs αen Bonranker umgebeπdεn Mörtels mittεls der Vεrprεßveπ-ciie 11 σεnutzt werden kann. Es wird somit die innerhalb des

Bohrankers verbliebene Flösssigkeitssäule durch sich an diese anschließenden Mörtel zum Aufsprengen benutzt, wobei der Mörtel schließlich über die Verpreßventile 11 austritt und die oben bereits geschilderte Wirkung entwickelt.

Es kann diese Ausführungsform naturgemäß auch derart benutzt werden, daß nach erfolgtem Ausspülen des Injek¬ tionsbohrankers ein Aufsprengen des Mörtels unmittelbar mittels einer Mörtelsuspension durchgeführt wird.

Man erkennt anhand obiger Ausführungen, daß der erfin¬ dungsgemäße Injektionsbohranker im wesentlichen durch zwei Ventile bzw. Ventilgruppen gekennzeichnet ist, nämlich ein, dem Bohrkopf zugeordnetes erstes Ventil 33, welches dem Spülen sowie dem anfänglichen Verfüllen des Bohrlochs dient und welches bei einem vergleichsweise geringen Druck bereits öffnet, d. h. eine Strömung in Richtung des Pfeiles 32 ermöglicht. Dieses erste Ventil ist jedoch nach dem Verfüllen und Aushärten der Mörtel- suspensioπ funktionslos und wirkt in der Folge als Sperrkörper, der jeden weiteren Fluß über die genannten Spülbohruπgen untεrbindet. Es wirkt ferner während des Flusses von Spülmedium und anfänglicher Mörtelsuspension als Rückschlagventil, d.h. es unterbindet ein Rückströ¬ men in Gegenrichtung zu dem Pfeil 32. Das genannte zweite Ventil bzw. die hier eingesetzte Gruppe von

Ventilen sind die Verpreßventile, die - in Richtung des Pfeiles 32 gesehen - dem erstεn Vεntil vorgεlagert sind und der Stεuerung des Flusses über radiale Bohrungen bzw. Querbohrungεn 16 diεnεn. Von diesen Verpreßventilen können naturgemäß mehrere vorgesεhen sein und es sind auch diese Verpreßventile nach Art von Rückschlagventi¬ len ausgebildet, deren Wesensmerkmal jedoch darin be¬ steht, daß sie in Abkehr von dem erstgenannten Ventil

erst bei einem wesentlich höheren, innerhalb des Injek¬ tionsbohrankers anstehenden Druck öffnen, welcher größer als 15 bar, beispielsweise zwischen 50 bar und 100 bar beträgt. Diese Verpreßvεntilε sind - wiε obεn bereits ausgeführt - während des Spülens sowie dem anfänglichεn Verfüllen des Bohrlochs aufgrund ihres hohen Öffnungs¬ druckes völlig funktionslos, d.h. sie befinden sich während dieser Phase im Schließzustand. Man erkennt aus diesen Ausführungen ferner, daß beidε Ventile bzw. Ventilgruppen in Stömungsrichtuπg gesεhεn - als unter Fedεrvorspannung steheπdε Ventile betrachtet werden können, deren Vorspannung unterschiedlich hoch bemεssεn ist. Es können demzufolge auch beliebige konstruktive Abwandlungen von Ventilen hier eingesetzt werden, die funktionell den dargestellten, unter Vorspannung stehεn- den Ventilεn entsprechen.

Mit 41 ist in Fig. 7 eine Variante eines Verpreßvεπtils bezeichnet, die aus εinem mit Außengewinde versehenεπ Rohrelement 42 und einεm, dieses koaxial umgebenden schlauchartigeπ Hüllkörper 43 besteht. Das Rohrelement 42 kann unmittelbar ein Teil einer Ankerstange sein - es kann sich jedoch auch um ein, zum Einbau zwischen zwei Ankerstangenabschnitte bestimmtes und ausgestalte¬ tes Zwischenelemεnt handeln. Der Hüllkörper besteht aus εinεm elastischen, vorzugsweisε gummielastischen Werk¬ stoff, der wiederum im Bedarfsfall einε Gεwεbeverstärkung aufweisen kann.

Mit 44 ist ein, sich radial einwärts konisch verjüngendε Bohrung dεs Rohrεle εnts bezeichnet, in die - durcn den Hüllkörper 43 gehalten - ein kugelartiger Sperrkörpεr 45 εingesetzt ist. Man erkennt, daß der Sperrkörper 45 in Verbindung mit dem, diesen elastisch in die Bohrung 44 von der Außenseite des Rohrelements 42 her elastisch

einpressenden Hüllkörper 43 ein federbεlastetes Rück¬ schlagventil bildet. Es ist die Federcharakteristik diesεs Verpreßventils 41 durch eine entsprechende Bemes¬ sung bzw. Auslegung des Hüllkörpers 43 dahingehend ausgelεgt, daß dεr Spεrrkörpεr 45 entgegen der elastischεn Rückstεllkraft des Hüllkörpers 43 erst bei einem erhöh¬ ten Druck in radial auswärtiger Richtung aus der Bohrung 44 verdrängt wird und ein Abströmen in den Außeπraum ermöglicht, der zum nachträglichen Aufsprengen eines anfänglich erhärteten, die Ankerstange außenseitig umgebendεn Mörtεlkörpers erfordεrlich ist und im übrigen funktionslos bleibt, d.h. im Schließzustand verharrt.

Der Sperrkörper 45 kann aus Metall, z.B. Stahl bestehen. Er kann jedoch auch aus einem geeigneten Kunststoff ausgebildet sein. Auch ist die Kugelform des Sperrkörpers nicht zwingend und es kann in gleicher Weise auch ein konisch ausgebildetεr Körper zu diesem Zweck Verwendung finden.

Zur axialen Sicherung des Hüllkörpers 43 können wiederum in Fig. 7 zeichnerisch nicht dargestellte Arretierringe vorgesehen sein, die auf diε Außεnseite des Rohrelements 42 aufgeschraubt sind und sich außenseitig im wesentli¬ chen bündig zu dem Hüllkörper 43 erstrecken. Auch kann die endgültige Montageposition dieser Arretierringe durch Verschweißuπg mit dεm Rohrelement 42 gesichert sein.

Das im obigen Sinne komplettierte Verpreßventil 41 kann im übrigen in gleichεr Wεise wiε das in Fig. 2 beschrie¬ bene Verpreßvεntil Verwendung finden.

Die in Fig. 8 gezeigte Variante eines Verpreßventils 46 ist wiederum durch ein zeπtralεs Rohrεlement 47 gekeπn-

zeichnet, welches in gleicher Weisε wiε das Rohrεlemεπt 42 gεmäß Fig. 7 ausgebildεt ist. In Abwεichung von dεm Rohrεlement 42 ist jedoch das Rohrelement 47 durch vier, entlang einer Mantellinie angeordnete Bohrungen 48 gleichεr Größε charakterisiert, welche Bohrungen wiederum eine sich radial einwärts verjüngεndε Ausgεstaltuπg habεn. In glεichεr Weise wie bei dem in Fig. 7 gezeigtεn Ausführungsbeispiel ist jedεr Bohrung 48 ein zeichnerisch nicht dargestellter Sperrkörper zugeordnet, der durch einen Hüllkörper 50 elastisch in der Bohrung gehaltεn ist. Alternativ können die Bohrungen 48 auch in unter¬ schiedlichen Umfangswinkelpositionen zueinandεr angeord¬ net werden. Es sollten die Bohrungen 48 jedoch mit Rücksicht auf die Festigkeit des Rohrelεmεπts 42 nicht in εinεr gεmεinsamεn Querschπittsebene angeordnet sein.

Mit 51, 52 sind Rohrzyliπder bezeichnet, die innen- und außensεitig mit Gewindε versehen sind, auf das Rohrlemεπt beidersεits des Hüllkörpers 50 aufgeschraubt sind und insowεit die Funktion von Arretierringen überπεhmεn. Im Bedarfsfall können die Rohrzylinder 51, 52 in der endgül¬ tigen Verschraubungsposition durch Vεrschweißung mit dem Rαhrelemeπt 47 gesichert werden.

Das Rohrεlemeπt 47 kann hierbεi ein Teil einer Ankerstan- gε sein - es kann das Verpreßvεntil 46 in dεr in Fig. 8 gezeigtεn Ausführung prinzipiell jedoch auch als Zwischen- ele ent zwischen zwei Ankerstaπgεnendeπ betrachtεt werden .

Ist das Rohrεlement 47 als Teil der Ankerstange anzuse¬ hen, kann dieses unter Verwendung einer üblichen Kuppluπgs- muffe mit einem anderεn Ankεrstangεneπde vεrbundεn werαen.

Es können jedoch auch diε beiden, aus den Rohrzylindεrn 51, 52 hεrausragenden Endεn dεs Rohrlεments 47 als Einschraubenden betrachtet werden, die in εin gegenüber¬ liegendes Ankerstangεnεndε εingeschraubt werden, welches .radialε Abmessungen und ein Außengewinde aufweist, die den Rohrzylindern 51, 52 entsprechen. In diesε Fall können die Rohrzylinder 51, 52 als Teil einer Ankerstan¬ ge angesehen werden und es ergibt sich in diesem Fall eine Aπkerstangε, diε im Bereich des Verpreßventils keinerlεi außensεitig auftragεnde Strukturεlementε aufweist.

Fig. 9 zeigt einεn Hüllkörpεr 53, der einstückig mit einεm Spεrrkörpεr 54 ausgεbildεt ist, der einε in etwa konischε Gestalt aufweist.

Der Sperrkörper 54 ragt wiederum in eine Bohrung 55 eines den Rohrelementeπ 42, 47 entsprechenden Rohrelements 56 hinein und wird in dieser Position elastisch unter Vorspannung stehend gehalten. Auch bei diesεr Variantε der Ausbildung dεs Sperrkörpers können mehrere solcher Sperrkörper in einεr, beispielsweise der Fig. 8 entspre¬ chenden Konfiguration vorgesehen sein.

Der Hüllkörper 53 besteht wiederum aus einem elastischen, gegebenenfalls durch Gewebeεinlagen verstärkten Kunst¬ stoff, beispiεlswεise einem gummiartigen Kunststoff und ist in seiπεr Dickε mit Hinblick auf die oben geschilder- tε Funktion eines Verpreßventils hin ausgestaltet.

Der Sperrkörper 54 ist in seinεr Konizität in etwa an diejenigε dεr Bohrung 55 angepaßt, kann jedocn auch eine halbkugelartige Gestalt aufweisen.

Der Sperrkörpεr 54 ist in dem Ausführungsoeispiel gemäß

Fig. 9 aus dem gleichen Werkstoff wie der Hüllkörper 53 ausgebildεt. Zur Erhöhung dεr Stεifigkεit dεs εrsteren kann ein Armierungskörper in den elastischεn Werkstoff eingebunden werden, beispiεlswεisε in der Form einer Kugel oder auch Halbkugel.

Ein im Sinne der Fig. 7 bis 9 ausgebildetεs Vεrprεßven- til ist insbesonderε für hohε Drücke geeignet, insbeson¬ dere wenn mehrere Verpreßvorgänge nacheinander durchge¬ führt werden sollen.




 
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