DE29900432U1 - Mountain anchor system - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gebirgsankersystem entsprechend dem \ The invention relates to a rock anchor system according to the \
Gebirgsankersysteme sind beispielsweise aus dem DE GM 298 15 681.4 bekannt. Sie bestehen global aus einem rohrartigen, an einem Ende mit einem Bohrkopf versehenen Zugelement, welches gleichzeitig als Bohrstange nutzbar ist. Das luftseitige Ende dieses Zugelementes ist zur Verbindung mit einem Spül- und Injektionskopf sowie einem Bohrantrieb bestimmt. Derartige Ankersysteme, deren Zugelement nebst Bohrkopf nach Abschluß einer Injektionsphase als „verlorenes Werkzeug" innerhalb des Bohrlochs verbleiben, haben sich aus arbeitsökonomischen Gründen praktisch bewährt, da die mit der Handhabung einer ansonsten erforderlichen, von dem Zugelement zu unterscheidenden Bohrstange verbundenen Arbeitsvorgänge entfallen.Rock anchor systems are known, for example, from DE GM 298 15 681.4. They generally consist of a tube-like tension element with a drill head at one end, which can also be used as a drill rod. The air-side end of this tension element is intended for connection to a flushing and injection head and a drill drive. Such anchor systems, whose tension element and drill head remain as a "lost tool" inside the borehole after the end of an injection phase, have proven themselves in practice for reasons of labor economy, since the work processes associated with handling an otherwise necessary drill rod that is different from the tension element are no longer necessary.
Innerhalb des Zugelementes befindet sich ein, mit der wenigstens einen Spülbohrung des Bohrkopfes kommunizierendes Spülrohr und es ist das Zugelement im übrigen entweder abschnittsweise oder über seine gesamte Länge mit Bohrungen versehen. Während der Bohrphase, nämlich der Erstellung eines Bohrlochs strömt ein Spülmedium, z.B. Wasser oder Luft durch das Spühlrohr und verläßt das Zugelement über Spülbohrungen des Bohrkopfes, um die infolge des Bohrvorgangs bohrlochsohlenseitig gelösten Gebirgspartikel aufzunehmen und über den Ringraum zwischen der Bohrlochwandung einerseits und der Außenseite des Zugelementes andererseits auszuspülen. Die genannten Bohrungen des Zugelementes sind während dieser Bohrphase funktionslos, da das Spülrohr im Bereich des Bohrkopfes im übrigen in einem Dichtungskörper aufgenommen ist.Inside the tension element there is a flushing pipe that communicates with at least one flushing bore of the drill head, and the tension element is also provided with bores either in sections or over its entire length. During the drilling phase, namely the creation of a borehole, a flushing medium, e.g. water or air, flows through the flushing pipe and leaves the tension element via flushing bores in the drill head in order to collect the rock particles that have been loosened on the bottom of the borehole as a result of the drilling process and to flush them out via the annular space between the borehole wall on the one hand and the outside of the tension element on the other. The aforementioned bores in the tension element are inoperative during this drilling phase, since the flushing pipe is otherwise accommodated in a sealing body in the area of the drill head.
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Im Anschluß an diese Bohrphase wird das Spülrohr dem Zugelement entnommen und es schließt sich die Injektionsphase an, die bekanntlich der Einbringung eines aushärtbaren Mediums in das Bohrloch dient, nach dessen Erhärtung sich ein fester Verbund zwischen dem Zugelement einerseits und den Bohrlochwandungen bzw. dem umliegenden Gebirge andererseits ergibt.Following this drilling phase, the flushing pipe is removed from the tension element and the injection phase follows, which is known to serve to introduce a hardenable medium into the borehole, after which a firm bond is formed between the tension element on the one hand and the borehole walls or the surrounding rock on the other.
Aus der eingangs genannten Fundstelle ist ferner ein Bohrlochverschluß bekannt, der aus einem gummi elastischen Werkstoff besteht und der zum luftseitigen Aufschieben auf das Zugelement und zum Verschließen des zwischen der Bohrlochwandung einerseits und dem Zugelement andererseits bestimmten Ringraumes bemessen und eingerichtet ist. Dieser Bohrlochverschluß ist für die Injektionsphase konzipiert und kommt insbesondere für den Fall eines sich horizontal oder aufwärts geneigt erstreckenden Bohrlochs zur Geltung. In allen diesen Fällen muß nämlich dafür Sorge getragen werden, daß das, in das Bohrloch eingeführte aushärtbare Medium - der Schwerkraft folgend - das Bohrloch nicht über dessen luftseitiges Ende verläßt. Dies gilt gleichermaßen für den Vorgang des Nachverpressens. Hinzutritt, daß ein unkontrolliertes Austreten an aushärtbarem Medium aus einem Bohrloch insbesondere unter den räumlich beengten Verhältnissen eines Tunnels zu einer unnötigen Verschmutzung und in der Folge auch zu arbeitstechnischen Erschwernissen führen würde.From the source mentioned at the beginning, a borehole closure is also known which consists of a rubber-elastic material and which is dimensioned and designed to be pushed onto the tension element on the air side and to close the annular space defined between the borehole wall on the one hand and the tension element on the other. This borehole closure is designed for the injection phase and is particularly useful in the case of a borehole that extends horizontally or at an upward incline. In all of these cases, care must be taken to ensure that the hardenable medium introduced into the borehole - following gravity - does not leave the borehole via its air side end. This also applies to the process of subsequent grouting. In addition, an uncontrolled escape of hardenable medium from a borehole would lead to unnecessary contamination, particularly in the confined space of a tunnel, and as a result also to technical difficulties.
Nun ergibt sich bei der Verwendung derartiger Bohrlochverschlüsse, insbesondere in Verbindung mit den genannten räumlichen Orientierungen des Bohrlochs stets das Problem, daß in Abhängigkeit von dem luftseitigen Abdichtungsgrad des zwischen dem Zugelement und der Bohrlochwandung bestehenden Ringraumes das Problem der Ausbildung von Lufteinschlüssen, durch welche das Einbringen des aushärtbaren Mediums in den genannten Ringraum entsprechend den entwickeltenNow, when using such borehole closures, especially in connection with the above-mentioned spatial orientations of the borehole, the problem always arises that, depending on the degree of sealing on the air side of the annular space between the tension element and the borehole wall, the problem of the formation of air inclusions, through which the introduction of the hardenable medium into the above-mentioned annular space is prevented in accordance with the developed
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Druckverhältnissen behindert werden kann. Dies gilt gleichermaßen auch bei abwärts geneigt bzw. vertikal abwärts orientierten Bohrlöchern. Dies gilt ferner auch für den Vorgang des Nachverpressens, der durch derartige Lufteinschlüsse gleichermaßen behindert werden kann. Im Ergebnis kann somit die Ausbildung eines hinreichend wirksamen Verankerungskörpers in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen der sich ausbildenden Lufteinschlüsse nicht gewährleistet werden.pressure conditions. This also applies to boreholes that are inclined downwards or oriented vertically downwards. This also applies to the grouting process, which can be equally hindered by such air inclusions. As a result, the formation of a sufficiently effective anchoring body cannot be guaranteed depending on the pressure conditions of the air inclusions that form.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Gebirgsankersystem der eingangs bezeichneten Art dahingehend auszugestalten, daß die Ausbildung eines zuverlässigen Verankerungskörpers innerhalb des Bohrlochs unabhängig von der räumlichen Orientierung desselben und ohne einen luftseitigen Austritt an aushärtbarem Medium aus dem Bohrloch möglich ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Gebirgsankersystem durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.The object of the invention is to design a rock anchor system of the type described above in such a way that the formation of a reliable anchoring body within the borehole is possible regardless of its spatial orientation and without any hardenable medium escaping from the borehole on the air side. This object is achieved in a rock anchor system of the generic type by the features of the characterizing part of claim 1.
Erfindungswesentlich ist hiernach eine zum Einsetzen in den Grundkörper bestimmte Halteeinrichtung, die ihrerseits zur Halterung bzw. Führung wenigstens zweier Medienleitungen eingerichtet ist. Beide Medienleitungen erstrecken sich bis zum luftseitigen Ende des Grundkörpers. Erfindungsgemäß ist der Innenraum des Grundkörpers in wenigstens zwei Teilräume unterteilt, nämlich einen ersten, der den Innenraum der Bohrkrone beinhaltet und einen weiteren Teilraum, der sich entlang des Grundkörpers erstreckt. Während die Mündungsöffnung einer ersten Medienleitung in dem genannten ersten Teil raum endet, steht die zweite Medienleitung in durchgängiger Verbindung mit den genannten Bohrungen des Grundkörpers. Letztgenannte Bohrungen einerseits und die in der Bohrkrone oder einer an dieser Stelle befindlichen Rammspitze vorhandenen Bohrungen andererseits weisen somit einen axialen Abstand voneinander auf, auf dem - in Abhängigkeit von der räumlichen Orientierung des jeweiligen Bohrlochs - die Eignung der Medienleitungen dieses Gebirgsankersystems jeweils zur Nutzung als Entlüftungsleitung oderEssential to the invention is a holding device intended for insertion into the base body, which in turn is designed to hold or guide at least two media lines. Both media lines extend to the air-side end of the base body. According to the invention, the interior of the base body is divided into at least two sub-chambers, namely a first one that contains the interior of the drill bit and a further sub-chamber that extends along the base body. While the mouth of a first media line ends in the first sub-chamber, the second media line is in continuous connection with the holes in the base body. The latter holes on the one hand and the holes in the drill bit or a ramming tip located at this point on the other hand thus have an axial distance from one another, on which - depending on the spatial orientation of the respective borehole - the suitability of the media lines of this rock anchor system for use as a ventilation line or
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als Befüllungsleitung beruht. Demzufolge kann - wie im folgenden noch näher zu erläutern sein wird - der axiale Abstand dieser beiden Gruppen von Bohrungen beispielsweise an die Länge eines zu erzeugenden Verankerungskörpers innerhalb des Bohrlochs angepaßt sein. In jedem Fall ist somit sichergestellt, daß bei der luftseitigen Abdichtung des Ringraumes zwischen dem Grundkörper einerseits und den Bohrlochwandungen andererseits sich innerhalb des genannten Ringraumes keine Lufteinschlüsse ausbilden können, da stets eine der genannten Medienleitungen als Befüllungsleitung und die andere als Entlüftungsleitung genutzt ist. Dies bedeutet, daß die Ausbildung eines Verankerungskörpers innerhalb des Bohrlochs gleichförmig und insbesondere reproduzierbar erfolgt, da eine Behinderung durch den Gegendruck eines Lufteinschlusses nicht gegeben ist. Dies gilt gleichermaßen für ein Nachverpressen.as a filling line. As a result - as will be explained in more detail below - the axial distance between these two groups of holes can be adapted, for example, to the length of an anchoring body to be created within the borehole. In any case, this ensures that no air pockets can form within the annular space when the air side is sealed between the base body on the one hand and the borehole walls on the other, since one of the media lines mentioned is always used as a filling line and the other as a vent line. This means that the formation of an anchoring body within the borehole is uniform and, in particular, reproducible, since there is no hindrance from the counterpressure of an air pocket. This also applies to subsequent grouting.
Die genannte Halteeinrichtung ist luftseitig in den Grundkörper einschiebbar und entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 innerhalb desselben fixierbar. Dies kann beispielsweise mittels Schrauben erfolgen, die sich quer zur Längsachse des Grundkörpers erstrecken und diesen sowie gleichermaßen die Halteeinrichtung durchdringen. Dies kann jedoch gleichermaßen auch durch Verschweißung der Halteeinrichtung mit den Wandungen des Grundkörpers erreicht werden.The holding device mentioned can be inserted into the base body on the air side and can be fixed within it in accordance with the features of claim 2. This can be done, for example, by means of screws that extend transversely to the longitudinal axis of the base body and penetrate both the base body and the holding device. However, this can also be achieved by welding the holding device to the walls of the base body.
Die Halteeinrichtung ist zur Aufnahme von zwei Kategorien von Medienleitungen eingerichtet, wobei innerhalb jeder Kategorie jedoch auch mehrere derartiger Medienleitungen vorgesehen werden können.The holding device is designed to accommodate two categories of media lines, although several such media lines can be provided within each category.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 ist ein Dichtungskörper vorgesehen, der luftseitig in den Grundkörper bis in eine gewünschte Position vorschiebbar ist und durch welchen dieser bis in eine gewünschte Position innerhalb des Innenraums des Grundkörpers vorschiebbar ist. Dieser Dichtungskörper kann an den Innenwandungen des Grundkörpers bei-According to the features of claim 3, a sealing body is provided, which can be pushed into the base body on the air side to a desired position and through which the latter can be pushed into a desired position within the interior of the base body. This sealing body can be attached to the inner walls of the base body.
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spielsweise reibschlüssig fixiert werden. Ein Zweck des Dichtungskörpers besteht auch darin, daß in diesem die genannte erste Medienleitung aufgenommen ist, deren Mündungsöffnung sich somit in dem, dem Bohrkopf benachbarten Teil raum des Innenraums des Grundkörpers befindet. One purpose of the sealing body is that it accommodates the first media line, the outlet opening of which is therefore located in the part of the interior of the base body adjacent to the drill head.
Die Merkmale der Ansprüche 4 und 5 sind auf die weitere Ausgestaltung des Systems bestehend aus dem Dichtungskörper einerseits und der Halteeinrichtung andererseits gerichtet. Diese beiden Bauteile können eine Einheit bilden, sie können jedoch auch lösbar miteinander in Verbindung stehen. Der Vorteil einer baulichen Einheit besteht darin, daß diese in einfacher Weise luftseitig in den Grundkörper bis in eine vorherbestimmte Position einschiebbar ist.The features of claims 4 and 5 are directed to the further development of the system consisting of the sealing body on the one hand and the holding device on the other. These two components can form a unit, but they can also be detachably connected to one another. The advantage of a structural unit is that it can be easily inserted into the base body on the air side up to a predetermined position.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 sind die Bohrungen des Grundkörpers oder diejenigen der Bohrkrone jeweils mit Rückschlagventilen versehen. Diese sind jeweils derart eingerichtet, daß sie einen Medienfluß aus dem Grundkörper bzw. der Bohrkrone heraus ermöglichen, einen Rückfluß hingegen sperren. Diese Ausgestaltung ist von Vorteil dann, wenn ein Nachverpressen des bereits in das Bohrloch eingebrachten Verankerungskörpers gewünscht ist.According to the features of claim 6, the holes in the base body or those in the drill bit are each provided with check valves. These are each designed in such a way that they allow a flow of media out of the base body or the drill bit, but block a backflow. This design is advantageous if it is desired to re-press the anchoring body that has already been inserted into the borehole.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 sind beide Medienleitungen luftseitig wahlweise mit Rückschlagventilen ausgerüstet, die derart eingerichtet sind, daß ein Medienfluß in Richtung auf die Bohrkrone hin ermöglicht, ein Fluß in Gegenrichtung hingegen gesperrt ist. Praktisch wird eine der Medienleitungen mit einem solchen Rückschlagventil ausgerüstet, und zwar die Medienleitung, die entsprechend der räumlichen Orientierung des Bohrlochs als Befülleitung benutzt ist. Die andere Medienleitung steht somit für Entlüftungszwecke zur Verfügung.According to the features of claim 7, both media lines are optionally equipped with check valves on the air side, which are set up in such a way that a flow of media in the direction of the drill bit is possible, but a flow in the opposite direction is blocked. In practice, one of the media lines is equipped with such a check valve, namely the media line that is used as a filling line according to the spatial orientation of the borehole. The other media line is thus available for venting purposes.
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Das erfindungsgemäße Gebirgsankersystem ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 8 mit einem luftseitigen Bohrverschluß ausgerüstet, der dem dichtenden luftseitigen Verschließen des Ringraumes zwischen der Innenwandung eines Bohrlochs und der Außenseite des Grundkörpers dient. Dieser an sich bekannte Bohrlochverschluß besteht im Regelfall aus einem elastomeren Werkstoff.The rock anchor system according to the invention is equipped with an air-side borehole closure according to the features of claim 8, which serves to seal the annular space between the inner wall of a borehole and the outside of the base body. This borehole closure, which is known per se, is usually made of an elastomeric material.
Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 9 ist ein gegebenenfalls zwischen der Halteeinrichtung einerseits und der Innenseite des Grundkörpers bestehender Ringraum luftseitig abgedichtet. Diese Abdichtung ist entsprechend den Druckverhältnissen ausgebildet, unter denen ein aushärtbares Medium über den genannten Ringraum und die Bohrungen des Grundkörpers in das Bohrloch eingepreßt wird.According to the features of claim 9, an annular space that may exist between the holding device on the one hand and the inside of the base body is sealed on the air side. This seal is designed according to the pressure conditions under which a hardenable medium is pressed into the borehole via the annular space mentioned and the bores of the base body.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiment shown in the drawing.
Mit 1 ist in der Zeichnungsfigur der rohrförmige Grundkörper eines Ankers gezeichnet, der sich in einem Bohrloch 2 befindet und der bohrlochsohlenseitig mit einer Bohrkrone 3 versehen ist, die mit dem Grundkörper 1 verschraubt oder auch verschweißt sein kann. Anstelle einer Bohrkrone 3 kann gleichermaßen auch eine Rammspitze vorgesehen sein.In the drawing, 1 indicates the tubular base body of an anchor, which is located in a borehole 2 and is provided with a drill bit 3 on the bottom of the borehole, which can be screwed or welded to the base body 1. Instead of a drill bit 3, a ramming tip can also be provided.
Es handelt sich um einen sogenannten selbstbohrenden Anker, dessen Grundkörper als Bohrstange und gleichzeitig als Zugelement eines Ankersystems nutzbar ist.It is a so-called self-drilling anchor, the base body of which can be used as a drill rod and at the same time as a tension element of an anchor system.
Der Grundkörper 1 kann an seiner Außenseite profiliert und insbesondere zumindest an seinen beiden Endbereichen mit Außengewindeabschnitten versehen sein, wobei auf einen solchen Außengewindeabschnitt die Bohrkrone 3 aufgeschraubt ist. Der Grundkörper 1 kann auch über seineThe base body 1 can be profiled on its outside and in particular be provided with external thread sections at least on its two end areas, with the drill bit 3 being screwed onto such an external thread section. The base body 1 can also be provided with
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gesamte Länge gleichförmig mit einem Außengewinde versehen sein. Der
Grundkörper ,1 kann ferner eine Länge aufweisen, welche der Tiefe des
Bohrlochs 2 entspricht. Er ist unter Zwischenanordnung von mit Innengewinde versehenen Kupplungsmuffen im Bedarfsfall durch Anbindung weiterer
Grundkörper 1 auf die entsprechend der Tiefe des Bohrlochs 2 benötigte Länge verlängerbar. Ein solcher Außengewindeabschnitt oder ein
gleichförmiges Außengewinde können in zeichnerisch nicht dargestellter Weise luftseitig zum Ankuppeln eines Bohr- und/oder Injektionskopfes
sowie eines Bohrantriebes dienen.
10be provided with an external thread uniformly over its entire length. The base body 1 can also have a length which corresponds to the depth of the borehole 2. If necessary, it can be extended to the length required according to the depth of the borehole 2 by connecting additional base bodies 1 by interposing coupling sleeves provided with an internal thread. Such an external thread section or a uniform external thread can be used on the air side in a manner not shown in the drawing for coupling a drilling and/or injection head as well as a drilling drive.
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Mit 4 ist ein Bohrlochverschluß bezeichnet, der über das luftseitige Ende 5 des Grundkörpers 1 somit in Richtung des Pfeiles 6 in das Bohrloch 2 einschiebbar ist.4 designates a borehole closure which can be inserted into the borehole 2 via the air-side end 5 of the base body 1 in the direction of the arrow 6.
Der Bohrlochverschluß 4 besteht aus einem rohrförmigen, sich in dichtender Anlage an der Außenseite des Grundkörpers 1 befindlichen Dichtungskörper 7, an den eine Reihe von sich radial erstreckenden, axial voneinander beabstandeten Dichtungsscheiben 8 angesetzt sind. Die Dichtungsscheiben 8 weisen in bohrlochsohlenseitiger Richtung abnehmende radiale Erstreckungen auf, wodurch der Bohrlochverschluß 4 eine außenseitig global konische sich in Richtung zur Bohrlochsohle hier verjüngende Gestalt erhält.The borehole closure 4 consists of a tubular sealing body 7, which is in sealing contact with the outside of the base body 1 and to which a series of radially extending, axially spaced sealing disks 8 are attached. The sealing disks 8 have decreasing radial extensions in the direction of the borehole bottom, whereby the borehole closure 4 has a globally conical shape on the outside that tapers towards the borehole bottom.
Die radialen Abmessungen der Dichtungsscheiben 8 des Bohrlochver-Schlusses 4 sind in Abstimmung mit den radialen Abmessungen des Bohrlochs 4 im übrigen derart bemessen, daß es zu einem dichtenden Anliegen der Randbereiche der Dichtungsscheiben 8 an den Innenwandungen des Bohrlochs 2 kommt, und zwar unter teilweiser elastischer Verformung der Dichtungsscheiben 8. Der Bohrlochverschluß 4 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer und dient dem luftseitigen Abschluß des zwischen der Außenseite des Grundkörpers 1 ei-The radial dimensions of the sealing disks 8 of the borehole closure 4 are dimensioned in coordination with the radial dimensions of the borehole 4 in such a way that the edge areas of the sealing disks 8 are in sealing contact with the inner walls of the borehole 2, with partial elastic deformation of the sealing disks 8. The borehole closure 4 is preferably made of a plastic, in particular an elastomer, and serves to close off the air-side of the
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nerseits und der Innenseite des Bohrlochs 2 andererseits bestehenden Ringraumes 9.on the one hand and the inside of the borehole 2 on the other hand annular space 9.
Die Bohrkrone 3 bzw. die sich an dieser Stelle befindender Rammspitze weist einen Innenraum 10 auf, dem eine oder mehrere, diesen mit dem Ringraum 9 verbindende Bohrungen 11, insbesondere Mediendurchtrittsöffnungen zugeordnet sind.The drill bit 3 or the ramming tip located at this point has an interior space 10 to which one or more holes 11, in particular media passage openings, are assigned, connecting it to the annular space 9.
Mit 12 ist eine Halteeinrichtung bezeichnet, die luftseitig in den Grundkörper eingesetzt ist und die der Aufnahme und Halterung mehrerer Medienleitungen dient, deren Anordnung, Wirkungsweise und Zweckbestimmung im folgenden zu erläutern sein wird.12 designates a holding device which is inserted into the base body on the air side and which serves to accommodate and hold several media lines, the arrangement, mode of operation and purpose of which will be explained below.
Die Halteeinrichtung 12 kann aus Metall bestehen und ist in geeigneter, zeichnerisch nicht dargestellter Weise in einer zentrischen Position innerhalb des Grundkörpers 1 festgelegt. Sie kann sich über den größten Teil der Länge des Grundkörpers 1 erstrecken, und zwar bis zu dessen luftseitigem Ende. Sie kann sich jedoch auch entsprechend der auf die Medienleitungen auszuübenden Führungsfunktion auch über lediglieh einen Teil der Länge des Grundkörpers erstrecken.The holding device 12 can be made of metal and is fixed in a suitable manner, not shown in the drawing, in a central position within the base body 1. It can extend over most of the length of the base body 1, namely up to its air-side end. However, it can also extend over only part of the length of the base body, depending on the guide function to be performed on the media lines.
Mit 13 ist eine erste, in einer Bohrung der Halteeinrichtung 12 geführte Medienleitung bezeichnet, die beispielsweise als Schlauch oder auch als metallisches Rohr ausgebildet sein kann. Sie endet an ihrem, der Bohrlochsohle zugekehrten Ende innerhalb des Innenraums 10 der Bohrkrone 3 und erstreckt sich im übrigen durchgängig bis zum luftseitigen Ende des Grundkörpers 1.13 designates a first media line guided in a bore of the holding device 12, which can be designed, for example, as a hose or as a metal pipe. It ends at its end facing the bottom of the borehole within the interior 10 of the drill bit 3 and otherwise extends continuously to the air-side end of the base body 1.
Mit 14 ist ein rotationssymmetrischer Dichtungskörper bezeichnet, der außenseitig in dichtender Anlage an der zugekehrten Innenwandung des Grundkörpers 1 liegt. Er ist mit einer Bohrung 15 versehen, die die der Aufnahme der Medienleitung 13 dient und die derart aufgelegt ist,14 designates a rotationally symmetrical sealing body, which is located on the outside in sealing contact with the facing inner wall of the base body 1. It is provided with a bore 15, which serves to accommodate the media line 13 and which is placed in such a way that
Schran-Bergbau-Baumaschinen-Bohrtechnik : J * &idigr; &iacgr; J * "&iacgr; "I 13. Januar 1999Schran-Mining-Construction Machinery-Drilling Technology : J * &idigr;&iacgr; J * "&iacgr;"I 13 January 1999
daß die Außenseite der Medienleitung 13 sich in dichtender Anlage an den Innenwandungen dieser Bohrung 15 befindet. Der Dichtungskörper 14 besteht aus einem Kunststoff, insbesondere einem elastomeren Kunststoff und kann an seinem, der Bohrkrone 3 abgekehrten Ende mit der Halteeinrichtung 12 in Verbindung stehen, beispielsweise durch Klebung oder auch formschlüssiger Weise. Beispielsweise kann aus der Halteeinrichtung 12 und dem Dichtungskörper 14 auch eine Funktionseinheit gebildet sein, die einheitlich handhabbar und innerhalb des Grundkörpers 1 bis zu der gewünschten Position - in Richtung zur Bohrlochsohle hin gesehen - vorschiebbar und gegebenenfalls in geeigneter Weise in dieser Position fixierbar ist.that the outside of the media line 13 is in sealing contact with the inner walls of this bore 15. The sealing body 14 consists of a plastic, in particular an elastomeric plastic and can be connected to the holding device 12 at its end facing away from the drill bit 3, for example by gluing or in a form-fitting manner. For example, a functional unit can also be formed from the holding device 12 and the sealing body 14, which can be handled in a uniform manner and pushed forward within the base body 1 to the desired position - viewed in the direction of the borehole bottom - and if necessary can be fixed in this position in a suitable manner.
Mit 17 ist eine weitere Medienleitung bezeichnet, die stofflich und strukturell in gleicher Weise wie die Medienleitung 13 ausgebildet sein kann. Sie ist gleichermaßen in einer Bohrung der Halteeinrichtung 12 gehalten, die mit einer oder mehreren, sich radial erstreckenden Bohrungen 18 versehen ist über welche die Medienleitung 17 in durchgängiger Verbindung mit dem Ringraum 19 zwischen der Außenseite der Halteeinrichtung 12 und der Innenseite des Grundkörpers steht. Diese Bohrungen 18 können sich an dem, der Bohrkrone 3 zugekehrten Ende befinden. Sie können jedoch grundsätzlich auch an beliebiger Stelle entlang der Erstreckung der Halteeinrichtung 12 vorgesehen sein. Hierauf wird im folgenden noch näher eingegangen werden.17 designates another media line, which can be constructed in the same way in terms of material and structure as the media line 13. It is also held in a bore in the holding device 12, which is provided with one or more radially extending bores 18 through which the media line 17 is in continuous connection with the annular space 19 between the outside of the holding device 12 and the inside of the base body. These bores 18 can be located at the end facing the drill bit 3. However, they can also be provided at any point along the extension of the holding device 12. This will be discussed in more detail below.
Wesentlich ist, daß der Innenraum des Grundkörpers 1 durch den Dichtungskörper 14 in zwei gegeneinander abgedichtete Teil räume axial unterteilt ist, wobei die Mündungsöffnung der Medienleitung 13 in dem Teil raum endet, der in den Innenraum 10 der Bohrkrone 3 übergeht.It is essential that the interior of the base body 1 is axially divided by the sealing body 14 into two mutually sealed partial spaces, whereby the outlet opening of the media line 13 ends in the partial space that merges into the interior 10 of the drill bit 3.
Mit 20 ist eine radiale Bohrung in der Wandung des Grundkörpers bezeichnet, über welche die Ringräume 19 und 9 in durchgängiger Verbindung stehen. Diese Bohrung - es kann sich auch um mehrere Bohrungen 2020 designates a radial hole in the wall of the base body, via which the annular spaces 19 and 9 are continuously connected. This hole - it can also be several holes 20
Schran-Bergbau-Baumaschinen-Bohrtechm'kSchran-Mining-Construction-Machinery-Drilling-Technology
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handeln - befindet sich in einem definierten Abstand von dem bohrlochsohlenseitigen Ende des Grundkörpers 1. Sie können sich beispielsweise in der Nähe der Bohrkrone 3, jedoch auch in einem mittleren Längenabschnitt des Grundkörpers befinden. Auch hierauf wird im folgenden noch näher eingegangen werden. Wesentlich ist, daß die Bohrungen 20 des Grundkörpers 1 einerseits und die Bohrungen 11 der Bohrkrone 3 andererseits axial voneinander beabstandet sind.- is located at a defined distance from the bottom-side end of the base body 1. They can be located, for example, near the drill bit 3, but also in a middle length section of the base body. This will also be discussed in more detail below. It is important that the holes 20 of the base body 1 on the one hand and the holes 11 of the drill bit 3 on the other hand are axially spaced from one another.
Zum Setzen eines Gebirgsanker wird der Grundkörper 1 in Verbindung mit der Bohrkrone 3 zunächst wie eine Bohrstange benutzt, d.h. es wird das luftseitige Ende 5 unter Zwischenanordnung eines Spül kopfes mit einem Bohrantrieb verbunden, wobei während des Vorschubs des Grundkörpers zwecks Erstellung des Bohrlochs 2 ein Spülmedium, z.B. Wasser oder Luft über die Durchtrittsöffnungen 10, 20 in das Bohrloch eingepreßt wird, wodurch die infolge des Bohrfortschritts gelösten Gebirgspartikel aufgenommen und über den Ringraum 9 zum luftseitigen Ende hin befördert werden. Dabei bilden sich - entlang der Achse 21 des Bohrlochs - Bohrlochwandungen in Abhängigkeit von der jeweils örtlichen Kohäsion der aufeinanderfolgenden Gebirgsschichten aus.To set a rock anchor, the base body 1 in conjunction with the drill bit 3 is initially used like a drill rod, i.e. the air-side end 5 is connected to a drill drive with a flushing head in between, whereby a flushing medium, e.g. water or air, is pressed into the borehole via the through-openings 10, 20 during the advance of the base body in order to create the borehole 2, whereby the rock particles released as a result of the drilling progress are picked up and transported to the air-side end via the annular space 9. In the process, borehole walls are formed along the axis 21 of the borehole depending on the local cohesion of the successive rock layers.
Hat auf diese Weise das Bohrloch 2 seine endgültige Tiefe erreicht, wird der Grundkörper 1 nunmehr dazu benutzt, ein aushärtbares Medium, z. B. eine Mörtelsuspension, ein Kunstharzgemsich oder dergleichen in das Bohrloch 2 einzuführen. Zu diesem Zweck wird über das luftseitige Ende ein Bohrlochverschluß 4 in Richtung des Pfeiles 6 so weit in das Bohrloch 2 eingeschoben, bis dieser einen luftseitig dichtenden Abschluß des Ringraumes 9 bildet. Anschließend wird die Halteeinrichtung 12 nebst dem genannten Dichtungskörper 14 in Richtung des Pfeiles 6 in den Grundkörper 1 eingeschoben, und zwar beispielsweise derart, daß sich der Dichtungskörper 14 im Bereich der Bohrkrone 3 befindet. Die Nutzung der Medienleitungen 13, 17 erfolgt nunmehr in Abhängigkeit da-If the borehole 2 has reached its final depth in this way, the base body 1 is now used to introduce a hardenable medium, e.g. a mortar suspension, a synthetic resin mixture or the like into the borehole 2. For this purpose, a borehole closure 4 is pushed into the borehole 2 via the air-side end in the direction of arrow 6 until it forms a sealing closure of the annular space 9 on the air side. The holding device 12 is then pushed into the base body 1 in the direction of arrow 6 together with the sealing body 14 mentioned, for example in such a way that the sealing body 14 is located in the area of the drill bit 3. The use of the media lines 13, 17 now takes place depending on the
Schran-Bergbau-Baumaschinen-Bohrtechnik &iacgr; &iacgr; * &idigr; ISchran-Mining-Construction Machinery-Drilling Technology &iacgr;&iacgr; * &idigr; I
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von, ob sich das Bohrloch nach unten erstreckt oder im Grenzfall eine Überkopfanordnung aufweist.whether the borehole extends downwards or, in the borderline case, has an overhead arrangement.
Erstreckt sich das Bohrloch 2 beispielsweise nach unten, wird über die Medienleitung 13 ein aushärtbares Medium unter Druck über den Innenraum 10 der Bohrkrone 3 und die Bohrungen 11 in den Ringraum 9 gepreßt, wobei die sich oberhalb des Pegels des aushärtbaren Mediums innerhalb des Ringraumes 9 befindliche Luft über die Bohrungen 20, 18 sowie die Medienleitung 17 entweichen kann. Diese Luft bildet somit kein Hindernis für eine gleichmäßige Verfüllung des Ringraumes 9 und es können die Bohrungen 20 an einer solchen Stelle entlang des Grundkörpers vorgesehen sein, bis zu der der Ringraum 9 durch das aushärtbare Medium zwecks Bildung eines Verankerungskörpers ausgefüllt werden soll.If the borehole 2 extends downwards, for example, a hardenable medium is pressed under pressure via the media line 13 through the interior 10 of the drill bit 3 and the holes 11 into the annular space 9, whereby the air located above the level of the hardenable medium within the annular space 9 can escape via the holes 20, 18 and the media line 17. This air therefore does not form an obstacle to uniform filling of the annular space 9 and the holes 20 can be provided at such a point along the base body up to which the annular space 9 is to be filled with the hardenable medium in order to form an anchoring body.
Befindet sich das Bohrloch 2 beispielsweise in einer Überkopfanordnung oder in einer schräg aufwärts orientierten Anordnung, wird ein aushärtbares Medium nach erfolgter Montage des Bohrlochverschlusses 4 nunmehr über die Medienleitung 17 in das Bohrloch 2 eingebracht. Dieses Medium tritt somit über die Bohrung 18 in den Ringraum 19 ein und gelangt über die Bohrungen 20 des Grundkörpers 1 in den Ringraum 9. Aufgrund der Überkopfanordnung des Bohrlochs 2 gelangt das in den Ringraum 9 eintretende aushärtbare Medium - der Schwerkraft folgend sofort in Kontakt mit dem Bohrlochverschluß 4 und sammelt sich oberhalb desselben - in Richtung zur Bohrlochsohle hin fortschreitend an. Die sich oberhalb des aushärtbaren Mediums befindliche Luft wird nunmehr über die Öffnungen 11 der Bohrkrone und die Medienleitung 13 abgeführt, so daß diese wiederum kein Hindernis für eine gleichförmige Verfüllung des Bohrlochs 2 bildet. Durch Plazierung des Bohrlochver-Schlusses 4 entlang des Grundkörpers 1 kann in diesem Fall die Lage des aus aushärtbarem Medium bestehenden Verankerungskörpers bestimmt werden.If the borehole 2 is, for example, in an overhead arrangement or in an obliquely upwardly oriented arrangement, a hardenable medium is now introduced into the borehole 2 via the media line 17 after the borehole closure 4 has been installed. This medium thus enters the annular space 19 via the borehole 18 and reaches the annular space 9 via the boreholes 20 of the base body 1. Due to the overhead arrangement of the borehole 2, the hardenable medium entering the annular space 9 - following gravity - immediately comes into contact with the borehole closure 4 and collects above it - progressively towards the bottom of the borehole. The air located above the hardenable medium is now discharged via the openings 11 of the drill bit and the media line 13, so that this in turn does not form an obstacle to uniform filling of the borehole 2. In this case, the position of the anchoring body consisting of a hardenable medium can be determined by placing the borehole closure 4 along the base body 1.
Schran-Bergbau-Baumaschinen-Bohrtechnik &Idigr; J * J J &iacgr; * "I "I 13. Januar 1999Schran-Mining-Construction Machinery-Drilling Technology &Idigr; J * JJ &iacgr; * "I "I January 13, 1999
Das vorstehend beschriebene Konzept eines Gebirgsanker kann in mannigfacher Weise noch ausgestaltet werden. Beispielsweise können die Bohrungen 20 mit Rückschlagventilen oder mit diesen funktionell vergleichbaren Bauteilen versehen sein, welche ein Ausströmen eines fließfähigen Mediums aus dem Ringraum 19 in den Ringraum 9 hinaus ermöglichen, ein Rückströmen in entgegengesetzter Richtung hingegen unterbinden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß ein Nachverpressen möglich ist. Derartige Rückschlagventile können gleichermaßen auch den luftseitigen Enden der Medienleitungen 13, 17 zugeordnet sein und/oder ersatzweise den Bohrungen 11, 18. Erreicht wird in allen diesen Fällen, daß ein sich innerhalb der Ringräume 9, 19 infolge einer Nachverpressung entwickelnder Druck nicht zum luftseitigen Ende des Grundkörpers 1 hin abgebaut werden kann.The concept of a rock anchor described above can be designed in a variety of ways. For example, the bores 20 can be provided with check valves or with functionally comparable components, which allow a flowable medium to flow out of the annular space 19 into the annular space 9, but prevent backflow in the opposite direction. This has the advantage that re-injection is possible. Such check valves can also be assigned to the air-side ends of the media lines 13, 17 and/or alternatively to the bores 11, 18. In all of these cases, the result is that pressure developing within the annular spaces 9, 19 as a result of re-injection cannot be reduced towards the air-side end of the base body 1.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß der Ringraum 19 luftseitig in geeigneter Weise abgedichtet ist. Dies kann ersatzweise auch derart erreicht werden, daß die Halteeinrichtung 12 an einem Ende selbst als Dichtkörper, der aus einem elastomeren Werkstoff besteht, konzipiert ist.In the embodiment shown, it is assumed that the annular space 19 is suitably sealed on the air side. Alternatively, this can also be achieved in such a way that the holding device 12 is itself designed at one end as a sealing body made of an elastomeric material.
Wesentlich ist in allen Fällen, daß durch den axialen Abstand der Bohrungen 11, 20 voneinander stets der Abstand zwischen Entlüftungsöffnungen einerseits und Befüllungsöffnungen andererseits definierbar ist und gleichermaßen die Länge eines in dem Bohrloch 2 nach Maßgabe der örtlichen Gebirgsverhältnisse auszubildenden, aus dem aushärtbaren Medium bestehenden Verankerungskörpers, auf dessen Verbund mit den Bohrlochwandungen einerseits und den Außenwandungen des Grundkörpers 1 andererseits die Zugkraftaufnahmefähigkeit des Gebirgsankersystems beruht. In all cases, it is essential that the axial distance between the boreholes 11, 20 from one another always defines the distance between the ventilation openings on the one hand and the filling openings on the other hand, and equally the length of an anchoring body made of the hardenable medium to be formed in the borehole 2 in accordance with the local rock conditions, the tensile force absorption capacity of the rock anchor system being based on its connection with the borehole walls on the one hand and the outer walls of the base body 1 on the other hand.
Schran-Bergbau-Baumaschinen-Bohrtechnik '. I * I I I ' *'Z *'l 13. Januar 1999Schran-Mining-Construction Machinery-Drilling Technology '. I * III '*'Z*'l 13 January 1999
Der Grundgedanke der Erfindung, einen Anker mit zwei Arten von Medienleitungen auszurüsten, deren Austrittsöffnungen im Bohrloch axial beabstandet sind und deren eine eine Befülleitung zur Einführung eines aushärtbaren Mediums bildet und deren andere eine Entlüftungsleitung bildet, wobei diese beiden Zweckbestimmungen in Abhängigkeit von der räumlichen Orientierung des Bohrlochs austauschbar sind, ist nicht nur bei einem Rohranker - wie oben beschrieben - sondern gleichermaßen auch bei einem Vollstabanker verwendbar. Letzterer kann mit Längsbohrungen versehen sein, denen axial beabstandete Austrittsbohrungen zugeordnet sind, die funktionell den Bohrungen 11, 20 entsprechen. Ferner können derartige Medienleitungen mit axial beabstandeten Austrittsöffnungen auch an einem Vollstabanker befestigt werden. In allen diesen Fällen ist die Möglichkeit gegeben, die Ausbildung von Lufteinschlüssen zu unterbinden, die ansonsten den Befüllvorgang und ein eventuelles Nachverpressen behindern könnten.The basic idea of the invention, to equip an anchor with two types of media lines, the outlet openings of which are axially spaced apart in the borehole and one of which forms a filling line for introducing a hardenable medium and the other of which forms a vent line, whereby these two purposes are interchangeable depending on the spatial orientation of the borehole, can be used not only with a pipe anchor - as described above - but equally with a solid rod anchor. The latter can be provided with longitudinal holes to which axially spaced outlet holes are assigned, which functionally correspond to the holes 11, 20. Furthermore, such media lines with axially spaced outlet openings can also be attached to a solid rod anchor. In all of these cases, it is possible to prevent the formation of air inclusions, which could otherwise hinder the filling process and any subsequent grouting.
Claims (10)
302. Rock anchor system according to claim 1,
30
154. Rock anchor system according to claim 3,
15
20forms a structural unit.
20
dadurch gekennzeichnet,5. Rock anchor system according to claim 3,
characterized,
Priority Applications (1)
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- 1999-01-13 DE DE29900432U patent/DE29900432U1/en not_active Expired - Lifetime
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