(57)【要約】  本発明は、土または岩の材料内に孔２を掘削し、特に打撃堀削または回転打撃堀削し、かつアンカーを形成するための方法と装置に関する。本発明によれば、ボーリング孔２が、ドリルビット４を挿入することによって形成され、ケーシングチューブ７が、ボーリングプロセス中に、ボーリング孔２の内側に置かれる。いったんボーリング孔２が完成すると、ボーリングロッド５は、ドリルビット４から分離されかつボーリング孔２から除去される。ケーシングチューブ７の周囲は、硬化可能な材料を放出するための多くの通路開口部２３を備える。アンカーのためのテンショニング装置１３、１４、特にアンカープレートとケーシングチューブ７にねじ込まれることができるねじを、ボーリング孔２から突き出たケーシングチューブ７の端部に固着することができる。ボーリング孔の周囲内壁にケーシングチューブ７を固定するためのアンカー要素または固着要素１５が、特にドリルビット４の方に向いたケーシングチューブ７の端部区域に備えられる。
2007530825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土または岩の材料内に孔（２）を掘削し、特に打撃堀削または回転打撃堀削し、かつ前記孔内にアンカーを形成するための方法であり、ボーリング孔（２）が、ドリルロッド（５）に装着されたドリルビット（４）の導入によって形成され、ジャケットチューブ（７）が、堀削プロシジャの間にボーリング孔（２）内に導入され、ドリルロッドアセンブリ（５）が、ボーリング孔（２）が完成すると、ドリルビット（４）から分離されかつボーリング孔（２）から除去される方法であって、
ジャケットチューブ（７）が、ボーリング孔壁に、特にボーリング孔内部に面する端部領域において固定されること、硬化可能な流体が、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁（２）の内周との間の自由空間（１２）に供給されること、およびアンカーを形成するジャケットチューブ（７）のテンショニングが、硬化可能な流体の最終固化の前に実施されることを特徴とする方法。
【請求項２】
硬化可能な流体が、ジャケットチューブ（７）の外周とボーリング孔壁（２）の内周との間の自由空間（１２）に、ジャケットチューブ（７）の外周周りに備えられた通路開口部（２３）を介して導入されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
硬化可能な流体が、ジャケットチューブ（７）の内部を通じて、ジャケットチューブ（７）の内部に導入された供給ダクト（２１）を介して供給され、供給ダクト（２１）が、ジャケットチューブ（７）の通路開口部（２３）の領域に備えられた供給ダクトの供給開口部（２２）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
供給ダクト（２１）の外周とジャケットチューブ（７）の内周との間に形成される環状空間を封止するための封止要素（２４、２５）が、硬化可能な流体用の供給ダクト（２１）の外周で、硬化可能な流体用の供給開口部（２２）の近傍に備えられることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ジャケットチューブ（７）が、ボーリング孔内部に向かって、少なくとも外周で増加するまたは広くなる外径を有するように構成されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ジャケットチューブ（７）が、外周にステップ状の領域（１７）を形成する互いに入れ子状に挿入可能なジャケットチューブ要素（８、９、１０）から構成されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
追加のアンカー（１６）が、アンカーを形成するジャケットチューブ（７）の内部に導入されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
追加のアンカー（１６）が、ジャケットチューブ（７）の内周に、特にボーリング孔内部に面する端部に案内されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
追加のアンカー（１６）が、ドリルビット（４）に、および／または案内部の領域においてジャケットチューブの内壁に固着または固定されることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
ジャケットチューブ（７）の内部が、前記追加のアンカー（１６）を導入した後に硬化可能な流体によって充填されることを特徴とする、請求項７、８、または９に記載の方法。
【請求項１１】
土または岩の材料内に孔（２）を掘削し、特に打撃堀削または回転打撃堀削し、かつアンカーを形成するための装置であり、ボーリング孔（２）が、ドリルビット（４）の導入によって形成され、ジャケットチューブ（７）が、掘削プロシジャの間にボーリング孔（２）内に導入され、ドリルロッドアセンブリ（５）が、ボーリング孔（２）が完成すると、ドリルビット（４）から分離されかつボーリング孔（２）から除去される、装置であって、
アンカーを形成するジャケットチューブ（７）が、その周囲に、ジャケットチューブ（７）の外周とボーリング孔壁（２）の内周との間の自由空間（１２）内に硬化可能な材料を供給するための複数の通路開口部（２３）を伴って形成され、アンカー（７）のためのテンショニング手段（１３、１４）、特にアンカープレートとジャケットチューブにねじ込まれることができるねじが、ボーリング孔（２）から突き出るジャケットチューブの端部に固着可能であり、周囲のボーリング孔内壁（２）にジャケットチューブ（７）を固定するための固定または固着要素（１５）が、特にドリルビットに面するジャケットチューブの端部領域に備えられていることを特徴とする装置。
【請求項１２】
硬化可能な流体が、ジャケットチューブ（７）の内部を通じて、ジャケットチューブ（７）の内部に導入された供給ダクト（２１）を介して供給可能であり、供給ダクト（２１）が、ジャケットチューブの通路開口部（２３）の領域に備えられた供給ダクトの供給開口部（２２）を有することを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
供給ダクト（２１）の外周とジャケットチューブ（７）の内周との間の環状空間を封止するための封止要素（２４、２５）が、硬化可能な流体用の供給ダクト（２１）の外周に、硬化可能な流体用の供給開口部（２２）の近傍に備えられることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
ジャケットチューブ（７）が、ボーリング孔内部に配置されたジャケットチューブの端部から減少する外周または直径を有する、互いに入れ子状に挿入可能なジャケットチューブ要素（８、９、１０）から構成されることを特徴とする、請求項１１、１２、または１３に記載の装置。
【請求項１５】
入れ子状ジャケットチューブ要素（８、９、１０）が、それぞれ、端部領域に協働するストッパまたはストッパ表面（１７、１８）を伴って形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
ジャケットチューブの軸と鋭角を囲むくさび状当接表面（２０）が、ジャケットチューブ要素（８、９、１０）の端部領域に備えられることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
固着要素（１５）が、少なくとも１つのフックなど、特にジャケットチューブ（７）の外周から突き出た折り畳み式フックから構成されることを特徴とする、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
追加のアンカー要素（１６）が、ジャケットチューブ（７）の内部に導入可能であることを特徴とする、請求項１１から１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
追加のアンカー要素（１６）が、特にボーリング孔の内部に面する端部にガイド（２７）を含み、前記ガイドが、ジャケットチューブ（７）の内壁に沿って特に滑動式に配置されることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
追加のアンカー（１６）が、特に外部輪郭を備えた中実ロッドから構成されることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
追加のアンカー（１６）が、ドリルビット（４）に、および／または案内部（２７）の領域においてジャケットチューブ（７）の内壁に固着可能または固定可能であることを特徴とする、請求項１８、１９、または２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土または岩の材料内に孔を掘削し、特に打撃堀削または回転打撃堀削し、かつ前記孔内にアンカーを形成するための方法であって、ボーリング孔が、ドリルロッドに装着されたドリルビットの導入によって形成され、ジャケットチューブが、掘削プロシジャの間にボーリング孔内に導入され、ドリルロッドアセンブリが、ボーリング孔が完成すると、ドリルビットから分離されかつボーリング孔から除去される方法に関する。本発明は、さらに、土または岩の材料内に孔を掘削し、特に打撃堀削または回転打撃堀削し、かつアンカーを形成するための装置であって、ボーリング孔が、ドリルビットの導入によって形成され、ジャケットチューブが、掘削プロシジャの間にボーリング孔内に導入され、ドリルロッドアセンブリが、ボーリング孔が完成すると、ドリルビットから分離されかつボーリング孔から除去される装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
土または岩石の材料内に孔またはボーリング孔の形成、およびこれに続くボ−リング孔内のアンカーまたはライニングの形成または固着に関連して、例えばＷＯ９８／２１４３９およびＷＯ９８／５８１３２から、掘削プロシジャの間に、例えば打撃堀削または回転打撃堀削の掘削プロシジャの間に、ボーリング孔内にジャケットチューブを導入し、その後、ボーリング孔が完成した後に、場合によってはドリルビットの一部が、ドリルロッドアセンブリと共にボーリング孔から除去され、一方、ジャケットチューブは、ボーリング孔内に残るので、ボーリング孔内に硬化する塊体を充填することによって、ボーリング孔内にアンカーが続いて形成されることが知られている。ＷＯ９８／５８１３２に述べられた構成によれば、ドリルロッドアセンブリは、ドリルロッドアセンブリをボーリング孔内に残して、次に充填しながら、応じてすぐれた固定効果をもたらすように、その外周に追加のリブと溝を備えることができる。
【０００３】
代替案として、ボーリング孔を作成した後に、ドリルツールをドリルロッドアセンブリと共にボーリング孔から除去し、その後、アンカーもしくは固定手段をボーリング孔内に導入されることが知られており、これについては、例えばＥＰ−Ａ００７９８７５、ＥＰ−Ｂ００４７７２７、ＥＰ−Ｂ０２０７０３０、ＥＰ−Ｂ００１６７４２、ＥＰ−Ａ００７７７６２、ＷＯ９７／３１１７７、ＥＰ−Ａ０１１２３１６、ＷＯ９１／０６７１３、ＤＥ−Ａ４０２４８６９、またはＵＳ−Ａ４６３６１１５が参照される。この知られている従来技術では、ボーリング孔の完成とこれに続く堀削装置の除去の後に、拡張可能なアンカー要素が、ボーリング孔内に導入され、アンカー要素は、そのボーリング孔内への導入中はボーリング孔よりも小さな直径に保たれ、その後、ボーリング孔内に完全に導入された後に、導入中は折り畳まれまたは一般に断面が小さなアンカーの拡張可能な部分領域が、拡張される。
【０００４】
さらにまた、アンカー構成またはテンションロッド構成、またはこれを土または岩石の材料内に固着するための方法は、例えばＤＥ６９３９１８、ＦＲ８１６０８６、ＤＥ１１０４９０５、またはＤＥ１４８４５７２から得ることができ、前記アンカー要素は、ボーリング孔の完成とこれに続く掘削装置の除去の後に、実質的に再び導入される。
【０００５】
この知られている従来技術は、特に、ボーリング孔を最初の方法ステップにおいて作成しなければならず、その後、ドリルツールをドリルロッドアセンブリと共に除去した後に、さらなる方法ステップにおいて、アンカーを、場合によっては非常に長いボーリング孔内に導入するという欠点を有する。２つの別個の作業ステップが、それに応じてより長い時間を必要とするのみならず、これに続くこのような非常に長いアンカーの導入が、場合によっては問題を伴うことが、直ちに明らになる。さらにまた、掘削装置をドリルロッドアセンブリと共に除去し、次いでアンカーを導入することは、比較的固い土または岩においてのみ実施可能であることが予想されるべきであり、この場合、例えば掘削プロシジャの間、またはドリルツールを除去した後およびアンカーの最終的な導入の前に、ボーリング孔を塞ぎ、したがってアンカーの導入を不可能にするような材料が、ボーリング孔内に侵入しないことが、保証される必要がある。
【０００６】
そのほかに、例えば、堀削装置のドリルロッドアセンブリの外周にいわゆるパッカーを配置することが知られており、このパッカーは、ボーリング孔が完成すると、拡張してボーリング孔壁に対して短い部分領域にわたって当接することが可能で、こうしてボーリング孔からのドリルロッドアセンブリの引き出しまたは除去に対して作用する。しかしながら、このようなパッカーによって、特に隣接して配置すべき複数のアンカーが備えられる、周囲の土または岩の材料を安定化しようとする信頼できる固定効果をもたらすことは不可能であり、したがって、例えば硬化材料の適用などの追加の固定手段を、場合によっては提供しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最初に述べた従来の技術から出発して、本発明の目的は、ボーリング孔が完成した直後に、アンカーの形成を可能にして、特に周囲の土または岩の材料を、なお簡略化された全体構造と特に少ない時間消費で安定化する、最初に規定された種類の方法と装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの目的を達成するためには、最初に規定された種類の方法は、本質的に、ジャケットチューブが、ボーリング孔壁に、特にボーリング孔の内部に面する端部領域に固定されること、硬化可能な流体が、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間に供給されること、およびアンカーを形成するジャケットチューブのテンショニングが、硬化可能な流体の最終固化の前に行われることを特徴とする。本発明によれば、ジャケットチューブのボーリング孔壁への固定、およびジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間への硬化可能な流体の導入が、ボーリング孔の完成とドリルロッドアセンブリ、および場合によってはドリルビットの一部の除去のときに行われる事実のために、周囲の土または岩の材料の安定化と圧密が、次のアンカーを形成するジャケットチューブのテンショニングまたは緊張の間に直ちに実行可能である。したがって、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間内に導入された硬化可能な流体が、アンカーを形成するジャケットチューブのテンショニングによって適切に固化されること、およびジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間が、硬化可能な流体によって確実に完全に充填され、こうしてジャケットチューブまたはアンカーと周囲の土または岩の材料との間の所望の結合、ならびにジャケットチューブによって形成されたアンカーが通過する場合によってはさまざまな土および岩の層の固定効果と、安定化と、圧密が得られることが保証される。
【０００９】
ジャケットチューブの外周とその周りのボーリング孔内壁との間の環状空間を形成する自由空間への硬化可能な流体の簡単で信頼できる導入は、硬化可能な流体が、ジャケットチューブの外周周りに設けられた通路開口部を介して、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間へ導入される好ましい実施形態にしたがって、達成される。こうして硬化可能な流体は、ジャケットチューブの内部を通じて導入され、ジャケットチューブの外周周りに設けられた通路開口部を介して、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間に到達することができ、この結果、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間の完全な充填が、場合によっては大きなボーリング孔長の場合でも、確実に保証されることになる。したがって、例えばジャケットチューブまたはアンカーの外側から、ジャケットチューブとボーリング孔内壁との間に設けられ、場合によっては大きな直径または断面を有する自由空間内へ、硬化可能な材料を導入することは必要ではない。
【００１０】
ジャケットチューブの外周周りに設けられた通路開口部を通じて、硬化可能な材料を特に確実に導入するために、さらに別の好ましい実施形態によれば、硬化可能な流体を、ジャケットチューブの内部に導入され、かつジャケットチューブの通路開口部の領域に設けられた供給ダクトの供給開口部を有する供給ダクトを介して、ジャケットチューブの内部を通じて供給することが提案される。
【００１１】
特に、アンカーを形成するジャケットチューブによって画定される内部の硬化可能な流体による充填が、必要とされないか妥当ではない場合には、さらに別の好ましい実施形態によって、供給ダクトの外周とジャケットチューブの内周との間に形成された環状空間を密封するための密封要素を、硬化可能な流体のための供給ダクトの外周に、硬化可能な流体のための供給開口部の近傍に設けることが提案され、これによって、硬化可能な流体が、ジャケットチューブの通路開口部のそれぞれの領域に到達し、硬化する材料におけるジャケットチューブの適切な固定と、周囲の土および岩の材料との結合を可能にするために、前記通路開口部を介して、ジャケットチューブとボーリング孔内壁との間の自由空間内に確実に供給されることが保証される。
【００１２】
ジャケットチューブのテンショニング中に、アンカーを形成するジャケットチューブによる固定効果を支持するために、さらに別の好ましい実施形態によって、ジャケットチューブを、少なくともその外周で、ボーリング孔の内部に向かって増加するまたは広がる外径を有するように構成することが提案される。このような増加するまたは広がる外径は、実施しようとするテンショニングにおいて適切なくさび効果を提供するので、この結果、硬化可能な流体の最終固化の前に、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間の硬化可能な流体による信頼できる圧密と充填を保証し、したがって強化された固定効果を保証する。
【００１３】
ボーリング孔内部への方向のジャケットチューブの増加するまたは広がる直径は、例えば、本発明のさらに別の好ましい実施形態によるように、ジャケットチューブが、外周にステップ状の領域を形成する互いに入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素によって構成されることで得られる。こうして、ジャケットチューブとボーリング孔内壁との間の自由空間に導入される硬化可能な材料を分配する間の信頼できるテンショニングが、実行可能であるのみならず、大きなボーリング孔長の場合に、ジャケットチューブの延長に伴う厄介な作業ステップが回避される。そのわけは、個別のジャケットチューブセクションまたは要素が、入れ子式に挿入されるか、またはボーリング孔長が増加するにつれて互いに挿入可能であり引抜き可能であるからである。
【００１４】
ジャケットチューブの外径とボーリング孔内壁との間の自由空間に供給された硬化可能な材料を考慮して、テンショニング中にジャケットチューブを介して導入される力が、不十分な大きさである場合には、さらに別の好ましい実施形態によれば、固定効果を増加するために、アンカーを形成するジャケットチューブの内部に、追加のアンカーを導入することが提供される。
【００１５】
大きなボーリング孔長の場合でも、このような追加のアンカーの信頼できる導入のために、好ましい方法で、追加のアンカーを、ジャケットチューブの内周で、特にボーリング孔内部に面するその端部に導かれることが、さらに提供される。
【００１６】
追加のアンカーによって提供される固定効果を保証するために、さらに別の好ましい実施形態によれば、追加のアンカーを、ドリルビットに、および／または案内部の領域においてはジャケットチューブ内壁に固着または固定することが想定される。
【００１７】
追加のアンカー要素を使用するときに固定効果をさらに助長するために、さらに別の好ましい実施形態によれば、ジャケットチューブの内部を、前記追加のアンカーを導入した後に硬化可能な流体によって充填することが提供される。
【００１８】
最初に述べた目的を達成するために、最初に規定された種類の装置は、さらに、アンカーを形成するジャケットチューブが、その周辺に、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間内に硬化可能な材料を供給するための複数の通路開口部を伴って形成されること、アンカーのためのテンショニング手段、特にアンカープレートとジャケットチューブにねじ込まれることが可能なねじが、ボーリング孔から突き出たジャケットチューブ端部に固着可能であること、およびジャケットチューブを周囲のボーリング孔内壁に固定するためのアンカー要素または固着要素が、特にドリルビットに面するジャケットチューブ端部領域に設けられることを本質的に特徴とする。したがって、既に上で示されたように、構造的に簡単な構造が、ボーリング孔の完成とドリルロッドアセンブリの除去、場合によってはドリルビットの部分的な除去の後に、アンカーを形成するジャケットチューブが、特にボーリング孔内部に面するその端部に確実に固定されることを保証する助けになり、その後、ジャケットチューブの外径とボーリング孔内壁との間の自由空間内に硬化可能な流体または材料を導入した後に、テンショニング装置を用いたテンショニングが実行可能になる。それ自体知られている方法によって、このような緊張装置は、例えば、ボーリング孔の外側からアンカーを形成するジャケットチューブに接触するテンションプレート、ならびに適切なねじ連結部から構成されてもよい。
【００１９】
ジャケットチューブの外周とボーリング孔内壁との間の自由空間内に硬化可能な流体を特に確実に供給するために、好ましい実施形態によって、硬化可能な流体が、ジャケットチューブの内部を通って、ジャケットチューブの内部に導入されかつジャケットチューブの通路開口部の領域に設けられた供給ダクトの供給開口部を有する供給ダクトを介して、供給可能であることが提案される。こうして、硬化可能な材料の確実な供給が保証されるのみならず、硬化可能な材料の可能な選択された供給が、特に硬化可能な材料を導入した後に再度除去することができる供給ダクトを使用して実行可能になる。
【００２０】
これに関して、さらに別の好ましい実施形態によって、供給ダクトの外周とジャケットチューブの内周との間に形成された環状空間を封止するための封止要素を、硬化可能な流体用の供給ダクトの外周に、硬化可能な流体用の供給開口部の近傍に備えることが提案される。これによって、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間内に供給しようとする硬化可能な材料を、ジャケットチューブの通路開口部の領域に実質的に供給できることが保証される。
【００２１】
先に既に示されたように、固定効果を、特にボーリング孔の内壁に向かって増加するアンカーを形成するジャケットチューブの直径を提供することによって、支持することができる。これに関連して、さらに別の好ましい実施形態により、ジャケットチューブを、ボーリング孔内部に配置されたジャケットチューブ端部から減少する外周または直径を有する、互いに入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素によって構成することが提案される。互いに入れ子式に挿入可能なこの種のジャケットチューブ要素は、硬化可能な流体と協働する固定効果を強化または増加するのみならず、大きなボーリング孔長の場合に、ジャケットチューブの延長のために必要な厄介な作業ステップを、相互に入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素によって不必要にもする。
【００２２】
隣接するまたは互いに挿入可能な入れ子式ジャケットチューブ要素の適正な位置決めを確実にするために、さらに別の好ましい実施形態により、入れ子式ジャケットチューブ要素を、それぞれ、その端部領域において協働するストッパまたはストッパ表面を伴って形成することが提案される。このようなストッパまたはストッパ表面は、さらに、アンカーを形成するジャケットチューブを部分的に引っ張ることによるテンショニング中に、アンカーを形成するジャケットチューブの規定された長さの調節を可能にし、したがって、所望の固定またはテンショニング効果を得ることを可能にする。
【００２３】
適切な力を伝えるために、ボーリング孔の軸に本質的に直角に延びる境界表面を少なくとも部分的に有する、互いに協働するストッパまたはストッパ表面の直接の衝突を防止するために、さらに別の好ましい実施形態により、ジャケットチューブの軸と鋭角を囲むくさび状の当接表面を、ジャケットチューブ要素の端部領域に設けることが提供される。このようなくさび状の当接表面によって、例えば、互いに協働するストッパ表面の摩擦力の連続的増加が生じるので、ストッパまたはストッパ表面に領域における瞬間的または衝撃的な応力が回避される。
【００２４】
特にボーリング孔内部に面する端部におけるアンカーを形成するジャケットチューブの信頼できる適切な固定または固着を行うために、さらに別の好ましい実施形態により、固着要素を、ジャケットチューブの外周から突き出た少なくとも１つのフックなど、特に折り畳み式フックで構成することが提供される。このようなフックは、周囲の岩または土の材料内に貫通し、したがって、ジャケットチューブのテンショニングのときに固定をもたらす。特にボーリング孔内部に面するフック端部にフックの旋回軸を配置することにより、フックの実質的に自動的な出現が、テンショニング中にジャケットチューブを引き戻すことによって生じ、この結果、固着またはアンカー要素を取り出すまたは引き出すための追加の場合によっては高価な機構を必要としない。
【００２５】
固定効果を支持するために、さらに別の好ましい実施形態により、ジャケットチューブの内部に追加のアンカー要素を導入できることが提供される。
【００２６】
このような追加のアンカー要素の信頼できる適正な導入のために、さらに別の実施形態により、追加のアンカー要素が、ボーリング孔内部に面するその端部に、ジャケットチューブの内壁に沿って特に滑動式に配置されたガイドを含むことが提供される。
【００２７】
本発明による装置に、さらに追加のアンカーによって張力を個別に導入するために、さらに別の好ましい実施形態により、追加のアンカーを、特に外部プロファイルを備えた中実ロッドで構成することが提供される。追加のアンカーによって達成しようとする固定性能の改善または強化を、実質的に平滑な表面を有する中実ロッドから出発して、例えば、ねじ形状の外部プロファイルを有する中実ロッドを使用してさらに強化されることができ、この場合、既に先に述べたように、ジャケットチューブまたはアンカーの中空空間を追加的に充填することが好ましく、こうして固定効果は、輪郭形成された外表面と組み合わせた作用によって、支持されかつ促進される。
【００２８】
追加のアンカーの使用による固定効果の向上に関して、さらに別の好ましい実施形態により、追加のアンカーが、ドリルビットに、および／またはガイドの領域においてジャケットチューブ内壁に固着可能または固定可能であり、この結果、場合によっては大きなボーリング孔長の場合でも、アンカーを形成するジャケットチューブにおける追加のアンカーの安全かつ確実な固着を可能にすることが提供される。
【００２９】
特に、ステップ状に隣接する入れ子式ジャケットチューブ要素によって、また場合によっては追加のアンカーの提供によって、ボーリング孔内部に向かって広くなる直径を有するアンカーを形成するジャケットチューブの形成により、対応する高い固定効果が、実質的に円滑な表面を有するジャケットチューブ要素によって、同時に、ジャケットチューブの外径とボーリング孔内壁との間の自由空間内に導入される硬化可能な流体を考慮して、達成されることが可能である。
【００３０】
次に本発明を、添付の図面に概略的に図解された例示的な実施形態を用いてさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１ａ〜図１ｅは、概略的に３で示す土または岩の材料内に孔２を堀削する、特に打撃堀削または回転打撃堀削するための、全体的に１で示す装置を使用して、ボーリング孔を作る場合のさまざまなステップを示している。
【００３２】
図１ａ〜図１ｅによる図解では、概略的に指定されたドリルビット４が、それぞれ備えられ、このドリルビット４は、詳細には図示されていない駆動部によって、図１ａ〜図１ｃでは５で示すドリルロッドアセンブリを介して、打撃および／または回転打撃運動を受け、これによってボーリング孔２を形成し、掘削要素６がドリルビット４の上に示されている。
【００３３】
全体的に７で示すジャケットチューブが、ボーリング孔の内部から離れて面するドリルビット４の端部に続き、ここでジャケットチューブ７が、入れ子式に互いに入り込んで配置され、図ではそれぞれ８、９、および１０で示される複数のジャケットチューブ要素から成ることは明らかである。
【００３４】
作成しようとするボーリング孔２の長さ、ならびに個別のジャケットチューブ要素８〜１０の長さに対応して、図に示すものとは異なる任意の数の互いに入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素を備えることができる。
【００３５】
図１ａは、ボーリング孔２の作成の始まりを図示しかつ示しており、図１ｂは、ボーリング孔２の作成における中間ステップを図示しかつ示しているが、図１ｃによる図解における個別のジャケットチューブ要素８、９、１０は、図１ｃが、完成された孔または完成されたボーリング孔２を示するように、それぞれ引き出された状態または入れ子状態にある。ボーリング孔２の完成時に、ドリルロッドアセンブリ５は、それ自体知られている方式でドリルビット４から分離され、入れ子式要素８、９、および１０によって形成されたジャケットチューブ７から矢印１１の方向に除去される。
【００３６】
次いで、図４を参照して後でさらに詳しく述べるように、例えば注入モルタルなどの硬化可能な流体が、ボーリング孔またはボーリング孔内壁２とそれぞれのジャケットチューブ要素８、９、および１０の外径との間の自由空間に供給され、自由空間１２内に導入された流体の最終固化の前に、図示された実施形態ではジャケットチューブ要素８、９、および１０から構成されるアンカーを形成するジャケットチューブ７のテンショニングが、概略的に１３で示されてジャケットチューブ要素１０またはそれぞれのアンカープレート１４と接するテンショニング手段を用いて実施される。この目的のために、ジャケットチューブ７が、追加的に、図６ａ、図６ｂを用いてさらに詳細に述べる概略的に示された固着要素１５を介して、ドリルビット４の領域におよび／またはジャケットチューブセクション８に固定される。
【００３７】
固着要素１５を使用して、ならびにアンカーを形成するジャケットチューブ７または個別の入れ子式ジャケットチューブ要素８、９、および１０のテンショニングによって、ジャケットチューブ７を固定することによって、アンカー７の適正な固着を保証することができる。ボーリング孔の内部に向かう方向にジャケットチューブ７の外径を拡大する向きに、個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の間に形成されたステップ状の領域は、自由空間１２内に導入された硬化可能な流体の確実な圧密をもたらすので、ジャケットチューブ７または個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の外周とボーリング孔内壁２との間の確実な接着が得られる。
【００３８】
アンカーを形成するジャケットチューブ７によって提供されるアンカーが、十分でない場合には、図１ｅにおいてさらに、特に輪郭形成された中実ロッド１６から構成される追加のアンカーが、ジャケットチューブ７の内部に導入され、これに関連して図５の次の説明が参照される。
【００３９】
図２による図解から、ジャケットチューブ７は、複数の互いに入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素８、９、および１０によって構成されていることがさらに明確であり、アンカープレートは、ここでも１４で示されている。図２による図解では、ドリルビット４を作動するために使用される、５で示されるドリルロッドアセンブリもまた見ることができる。
【００４０】
図３による拡大図では、図３では８および９で示される隣接するジャケットチューブ要素またはセクションが、それぞれ、どのようにこれらの端部領域にストッパまたはストッパ表面１７および１８それぞれを含み、個別の隣接する入れ子式のジャケットチューブセクション８および９の画定された端部位置を提供するのかがわかる。ストッパ１７および１８は、これらの延長部の部分領域にわたって、ジャケットチューブ７の軸、または概略的に１９で示す作成しようとするボーリング孔の軸に実質的に垂直に延び、ジャケットチューブ軸１９と鋭角を囲む追加のくさび状ストッパまたは傾斜表面２０は、ストッパ１７および１８の不意のまたは直接の衝突を、したがってこれらのゾーンにおける過剰な応力を回避することが明らかにされる。くさび状の傾斜部またはストッパ表面２０は、適切な減衰または制動効果をもたらし、その上、隣接する入れ子式ジャケットチューブ要素８および９を引き出しから確保する。
【００４１】
図４による概略的図解から、ボーリング孔が完成し、ドリルロッド５が除去されると、ボーリング孔の内壁２と個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の外周との間の自由空間１２内に硬化可能な流体を導入するために、供給ダクト２１が、ジャケットチューブ７の内部に導入されることが明らかであり、前記供給ダクト２１は、それぞれの通路開口部２３の領域において、ジャケットチューブ要素８、９、および１０のそれぞれの外周に各供給開口部２２を含む。さらにまた、封止要素２４および２５が、連続して、個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の外周周りに備えられた通路開口部２３を介して、硬化可能な材料を供給するための環状空間を画定する給送開口部２２に対して示される。
【００４２】
供給ダクト２１は、ジャケットチューブ７または個別のジャケットチューブセクション８、９、および１０の通路開口部２３に従って、ジャケットチューブ７の外周とボーリング孔内壁２との間の自由空間１２を、ジャケットチューブ７の全長にわたって実質的に同時に充填することを可能にするために、複数の供給開口部２２と各封止要素２４および２５を含むことを想定することができる。
【００４３】
代替案として、例えば、各供給開口部２２を、ジャケットチューブ７または個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の各通路開口部２３のレベルに、供給ダクト２１の外周周りに径方向に備えることが可能であり、これによって、供給ダクト２１は、自由空間１２の部分領域それぞれの充填の後に、さらに別の通路開口部２３との実質的に整列する位置に到達するために、ジャケットチューブ７の内部から適切な長さだけ引き出され、これによって自由空間１２を漸次充填可能にし、その後、自由空間１２内に導入された硬化可能な流体が最終的に固化する前に、ジャケットチューブ７によって形成されたアンカーの別のテンショニングが行われる。
【００４４】
図５は、特に個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の外周とボーリング孔内壁２との間の自由空間１２を充填した後の、ジャケットチューブ７または個別のジャケットチューブセクション８、９、および１０の内部への、追加のアンカー１６の導入を概略的に示す。
【００４５】
特にボーリング孔の内部に面する端部２６において、例えば輪郭形成された中実ロッドによって形成された追加のアンカー１６が、案内要素２７を含み、中実ロッド１６の実質的に中心への導入を可能にすることは明らかである。中実ロッド１６のテンショニング中にさらに広く固定するために、端部２６が、ドリルビット４と係合または結合されるか、もしくはガイド２７の領域において２８で概略的に示される、フラップまたはフック要素を、テンショニング中に矢印２９の方向への追加のアンカーロッド１６の引き出しに対して作用し、こうして固定効果が、前記追加のアンカー１６によって強化されることが提供される。
【００４６】
特に追加のアンカーロッド１６の輪郭形成された外表面と協働して、固定性能をさらに増加するために、ジャケットチューブ７の環状または中空空間さえも、ジャケットチューブ７の導入時に、硬化可能な流体によって充填されることができる。
【００４７】
図６ａ、図６ｂは、特にボーリング孔の内部に面する特にジャケットチューブ７の端部で、ジャケットチューブ７を固定するために使用される固着要素１５を概略的に示しており、ここで、固着要素１５は、３１で示す軸の周りに各々が旋回することができるフック状要素から構成されており、フック状要素は、図１ｃにおいて矢印１１の方向に、ジャケットチューブ７のテンショニング中、またはジャケットチューブ７に対する作用中に移動して、２で概略的に示すボーリング孔内壁と係合し、これによって図６ｂに示す中間状態から出発して、図６ａに示す状態に達し、確実な固定をもたらすことが明らかである。こうして、ドリルビット４に直接続いて対応して均一に分布する様式で外周周りに、挿入要素３０に備えることができる固着要素１５は、アンカーを形成するジャケットチューブ７の確実な固定を保証し、この結果、ボーリング孔２からのアンカー７の引き出しは、矢印１１の方向のそれに続くテンショニング中には実施不可能であり、周囲土および岩の材料の密度増加または圧密が、アンカー７および自由空間１２内に存在する硬化可能な流体を介して提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１ａ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施における深削プロシジャの最初のステップを示す概略側面図である。
【図１ｂ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施における深削プロシジャの中間ステップを示す概略側面図である。
【図１ｃ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施におけるボーリング孔が完成したステップを示す概略側面図である。
【図１ｄ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施における硬化可能な材料を導入した後のアンカーを形成するジャケットチューブのテンショニングステップを示す概略側面図である。
【図１ｅ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施における追加のアンカーを導入するステップを示す概略側面図である。
【図２】本発明の方法を実施するための、本発明による装置の概略斜視図である。
【図３】例えば図１ｃにおいて隣接する入れ子式ジャケットチューブ要素の間に示される領域ＩＩＩの拡大縮尺による部分断面図である。
【図４】ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間または環状空間内に硬化可能な材料を導入する間の、本発明による装置の概略部分断面図である。
【図５】アンカーを形成するジャケットチューブの内部に追加のアンカーを導入する間の、やはり本発明による装置の断面を示す、図４と同様な図である。
【図６ａ】アンカーを形成するジャケットチューブを、特にボーリング孔の内部に面する端部に固定するために使用される、完全に引き出されたまたは広がった状態の固着要素を拡大縮尺で概略的に示す図である。
【図６ｂ】アンカーを形成するジャケットチューブを、特にボーリング孔の内部に面する端部に固定するために使用される、中間位置の固着要素を拡大縮尺で概略的に示す図である。
【図１ａ】
2007530825.tif 000003
【図１ｂ】
2007530825.tif 000004
【図１ｃ】
2007530825.tif 000005
【図１ｄ】
2007530825.tif 000006
【図１ｅ】
2007530825.tif 000007
【図２】
2007530825.tif 000008
【図３】
2007530825.tif 000009
【図４】
2007530825.tif 000010
【図５】
2007530825.tif 000011
【図６ａ】
2007530825.tif 000012
【図６ｂ】
2007530825.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月20日(2006.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土または岩の材料内に孔を掘削し、特に打撃堀削または回転打撃堀削し、かつ前記孔内にアンカーを形成するための方法であって、ボーリング孔が、ドリルロッドに装着されたドリルビットの導入によって形成され、ジャケットチューブが、掘削プロシジャの間にボーリング孔内に導入され、ドリルロッドアセンブリが、ボーリング孔が完成すると、ドリルビットから分離されかつボーリング孔から除去される方法に関する。本発明は、さらに、土または岩の材料内に孔を掘削し、特に打撃堀削または回転打撃堀削し、かつアンカーを形成するための装置であって、ボーリング孔が、ドリルビットの導入によって形成され、ジャケットチューブが、掘削プロシジャの間にボーリング孔内に導入され、ドリルロッドアセンブリが、ボーリング孔が完成すると、ドリルビットから分離されかつボーリング孔から除去される装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１４８４４４０Ａ１から、孔を掘削しかつ孔内にアンカーを形成するための方法が知られており、ボーリング孔が、ドリルロッドアセンブリに取り付けられたドリルビットの導入によって形成され、ジャケットチューブが、掘削プロシジャ間に、ボーリング孔内に導入され、ドリルロッドアセンブリは、ボーリング孔が完成すると、ドリルビットから分離されかつボーリング孔から除去され、硬化可能な流体が、ジャケットチューブとボーリング孔壁との間の空間に導入され、ジャケットチューブは、硬化可能な流体に固定され、この流体が硬化した後に、ジャケットチューブはプレテンションされる。さらにまた、ＦＲ１３７５８９５Ａから、硬化可能な流体を硬化する前のジャケットチューブのプレテンションが知られている。
【０００３】
土または岩石の材料内に孔またはボーリング孔の形成、およびこれに続くボ−リング孔内のアンカーまたはライニングの形成または固着に関連して、例えばＷＯ９８／２１４３９およびＷＯ９８／５８１３２から、掘削プロシジャの間に、例えば打撃堀削または回転打撃堀削の掘削プロシジャの間に、ボーリング孔内にジャケットチューブを導入し、その後、ボーリング孔が完成した後に、場合によってはドリルビットの一部が、ドリルロッドアセンブリと共にボーリング孔から除去され、一方、ジャケットチューブは、ボーリング孔内に残るので、ボーリング孔内に硬化する塊体を充填することによって、ボーリング孔内にアンカーが続いて形成されることが知られている。ＷＯ９８／５８１３２に述べられた構成によれば、ドリルロッドアセンブリは、ドリルロッドアセンブリをボーリング孔内に残して、次に充填しながら、応じてすぐれた固定効果をもたらすように、その外周に追加のリブと溝を備えることができる。
【０００４】
代替案として、ボーリング孔を作成した後に、ドリルツールをドリルロッドアセンブリと共にボーリング孔から除去し、その後、アンカーもしくは固定手段をボーリング孔内に導入されることが知られており、これについては、例えばＥＰ−Ａ００７９８７５、ＥＰ−Ｂ００４７７２７、ＥＰ−Ｂ０２０７０３０、ＥＰ−Ｂ００１６７４２、ＥＰ−Ａ００７７７６２、ＷＯ９７／３１１７７、ＥＰ−Ａ０１１２３１６、ＷＯ９１／０６７１３、ＤＥ−Ａ４０２４８６９、またはＵＳ−Ａ４６３６１１５が参照される。この知られている従来技術では、ボーリング孔の完成とこれに続く堀削装置の除去の後に、拡張可能なアンカー要素が、ボーリング孔内に導入され、アンカー要素は、そのボーリング孔内への導入中はボーリング孔よりも小さな直径に保たれ、その後、ボーリング孔内に完全に導入された後に、導入中は折り畳まれまたは一般に断面が小さなアンカーの拡張可能な部分領域が、拡張される。
【０００５】
さらにまた、アンカー構成またはテンションロッド構成、またはこれを土または岩石の材料内に固着するための方法は、例えばＤＥ６９３９１８、ＦＲ８１６０８６、ＤＥ１１０４９０５、またはＤＥ１４８４５７２から得ることができ、前記アンカー要素は、ボーリング孔の完成とこれに続く掘削装置の除去の後に、実質的に再び導入される。
【０００６】
この知られている従来技術は、特に、ボーリング孔を最初の方法ステップにおいて作成しなければならず、その後、ドリルツールをドリルロッドアセンブリと共に除去した後に、さらなる方法ステップにおいて、アンカーを、場合によっては非常に長いボーリング孔内に導入するという欠点を有する。２つの別個の作業ステップが、それに応じてより長い時間を必要とするのみならず、これに続くこのような非常に長いアンカーの導入が、場合によっては問題を伴うことが、直ちに明らになる。さらにまた、掘削装置をドリルロッドアセンブリと共に除去し、次いでアンカーを導入することは、比較的固い土または岩においてのみ実施可能であることが予想されるべきであり、この場合、例えば掘削プロシジャの間、またはドリルツールを除去した後およびアンカーの最終的な導入の前に、ボーリング孔を塞ぎ、したがってアンカーの導入を不可能にするような材料が、ボーリング孔内に侵入しないことが、保証される必要がある。
【０００７】
そのほかに、例えば、堀削装置のドリルロッドアセンブリの外周にいわゆるパッカーを配置することが知られており、このパッカーは、ボーリング孔が完成すると、拡張してボーリング孔壁に対して短い部分領域にわたって当接することが可能で、こうしてボーリング孔からのドリルロッドアセンブリの引き出しまたは除去に対して作用する。しかしながら、このようなパッカーによって、特に隣接して配置すべき複数のアンカーが備えられる、周囲の土または岩の材料を安定化しようとする信頼できる固定効果をもたらすことは不可能であり、したがって、例えば硬化材料の適用などの追加の固定手段を、場合によっては提供しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
最初に述べた従来の技術から出発して、本発明の目的は、ボーリング孔が完成した直後に、アンカーの形成を可能にして、特に周囲の土または岩の材料を、なお簡略化された全体構造と特に少ない時間消費で安定化する、最初に規定された種類の方法と装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの目的を達成するためには、最初に規定された種類の方法は、本質的に、ジャケットチューブが、ボーリング孔壁に、特にボーリング孔の内部に面する端部領域に固定されること、硬化可能な流体が、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間に供給されること、およびアンカーを形成するジャケットチューブのテンショニングが、硬化可能な流体の最終固化の前に行われることを特徴とする。本発明によれば、ジャケットチューブのボーリング孔壁への固定、およびジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間への硬化可能な流体の導入が、ボーリング孔の完成とドリルロッドアセンブリ、および場合によってはドリルビットの一部の除去のときに行われる事実のために、周囲の土または岩の材料の安定化と圧密が、次のアンカーを形成するジャケットチューブのテンショニングまたは緊張の間に直ちに実行可能である。したがって、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間内に導入された硬化可能な流体が、アンカーを形成するジャケットチューブのテンショニングによって適切に固化されること、およびジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間が、硬化可能な流体によって確実に完全に充填され、こうしてジャケットチューブまたはアンカーと周囲の土または岩の材料との間の所望の結合、ならびにジャケットチューブによって形成されたアンカーが通過する場合によってはさまざまな土および岩の層の固定効果と、安定化と、圧密が得られることが保証される。
【００１０】
ジャケットチューブの外周とその周りのボーリング孔内壁との間の環状空間を形成する自由空間への硬化可能な流体の簡単で信頼できる導入は、硬化可能な流体が、ジャケットチューブの外周周りに設けられた通路開口部を介して、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間へ導入される好ましい実施形態にしたがって、達成される。こうして硬化可能な流体は、ジャケットチューブの内部を通じて導入され、ジャケットチューブの外周周りに設けられた通路開口部を介して、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間に到達することができ、この結果、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間の完全な充填が、場合によっては大きなボーリング孔長の場合でも、確実に保証されることになる。したがって、例えばジャケットチューブまたはアンカーの外側から、ジャケットチューブとボーリング孔内壁との間に設けられ、場合によっては大きな直径または断面を有する自由空間内へ、硬化可能な材料を導入することは必要ではない。
【００１１】
ジャケットチューブの外周周りに設けられた通路開口部を通じて、硬化可能な材料を特に確実に導入するために、さらに別の好ましい実施形態によれば、硬化可能な流体を、ジャケットチューブの内部に導入され、かつジャケットチューブの通路開口部の領域に設けられた供給ダクトの供給開口部を有する供給ダクトを介して、ジャケットチューブの内部を通じて供給することが提案される。
【００１２】
特に、アンカーを形成するジャケットチューブによって画定される内部の硬化可能な流体による充填が、必要とされないか妥当ではない場合には、さらに別の好ましい実施形態によって、供給ダクトの外周とジャケットチューブの内周との間に形成された環状空間を密封するための密封要素を、硬化可能な流体のための供給ダクトの外周に、硬化可能な流体のための供給開口部の近傍に設けることが提案され、これによって、硬化可能な流体が、ジャケットチューブの通路開口部のそれぞれの領域に到達し、硬化する材料におけるジャケットチューブの適切な固定と、周囲の土および岩の材料との結合を可能にするために、前記通路開口部を介して、ジャケットチューブとボーリング孔内壁との間の自由空間内に確実に供給されることが保証される。
【００１３】
ジャケットチューブのテンショニング中に、アンカーを形成するジャケットチューブによる固定効果を支持するために、さらに別の好ましい実施形態によって、ジャケットチューブを、少なくともその外周で、ボーリング孔の内部に向かって増加するまたは広がる外径を有するように構成することが提案される。このような増加するまたは広がる外径は、実施しようとするテンショニングにおいて適切なくさび効果を提供するので、この結果、硬化可能な流体の最終固化の前に、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間の硬化可能な流体による信頼できる圧密と充填を保証し、したがって強化された固定効果を保証する。
【００１４】
ボーリング孔内部への方向のジャケットチューブの増加するまたは広がる直径は、例えば、本発明のさらに別の好ましい実施形態によるように、ジャケットチューブが、外周にステップ状の領域を形成する互いに入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素によって構成されることで得られる。こうして、ジャケットチューブとボーリング孔内壁との間の自由空間に導入される硬化可能な材料を分配する間の信頼できるテンショニングが、実行可能であるのみならず、大きなボーリング孔長の場合に、ジャケットチューブの延長に伴う厄介な作業ステップが回避される。そのわけは、個別のジャケットチューブセクションまたは要素が、入れ子式に挿入されるか、またはボーリング孔長が増加するにつれて互いに挿入可能であり引抜き可能であるからである。
【００１５】
ジャケットチューブの外径とボーリング孔内壁との間の自由空間に供給された硬化可能な材料を考慮して、テンショニング中にジャケットチューブを介して導入される力が、不十分な大きさである場合には、さらに別の好ましい実施形態によれば、固定効果を増加するために、アンカーを形成するジャケットチューブの内部に、追加のアンカーを導入することが提供される。
【００１６】
大きなボーリング孔長の場合でも、このような追加のアンカーの信頼できる導入のために、好ましい方法で、追加のアンカーを、ジャケットチューブの内周で、特にボーリング孔内部に面するその端部に導かれることが、さらに提供される。
【００１７】
追加のアンカーによって提供される固定効果を保証するために、さらに別の好ましい実施形態によれば、追加のアンカーを、ドリルビットに、および／または案内部の領域においてはジャケットチューブ内壁に固着または固定することが想定される。
【００１８】
追加のアンカー要素を使用するときに固定効果をさらに助長するために、さらに別の好ましい実施形態によれば、ジャケットチューブの内部を、前記追加のアンカーを導入した後に硬化可能な流体によって充填することが提供される。
【００１９】
最初に述べた目的を達成するために、最初に規定された種類の装置は、さらに、アンカーを形成するジャケットチューブが、その周辺に、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間内に硬化可能な材料を供給するための複数の通路開口部を伴って形成されること、アンカーのためのテンショニング手段、特にアンカープレートとジャケットチューブにねじ込まれることが可能なねじが、ボーリング孔から突き出たジャケットチューブ端部に固着可能であること、およびジャケットチューブを周囲のボーリング孔内壁に固定するためのアンカー要素または固着要素が、特にドリルビットに面するジャケットチューブ端部領域に設けられることを本質的に特徴とする。したがって、既に上で示されたように、構造的に簡単な構造が、ボーリング孔の完成とドリルロッドアセンブリの除去、場合によってはドリルビットの部分的な除去の後に、アンカーを形成するジャケットチューブが、特にボーリング孔内部に面するその端部に確実に固定されることを保証する助けになり、その後、ジャケットチューブの外径とボーリング孔内壁との間の自由空間内に硬化可能な流体または材料を導入した後に、テンショニング装置を用いたテンショニングが実行可能になる。それ自体知られている方法によって、このような緊張装置は、例えば、ボーリング孔の外側からアンカーを形成するジャケットチューブに接触するテンションプレート、ならびに適切なねじ連結部から構成されてもよい。
【００２０】
ジャケットチューブの外周とボーリング孔内壁との間の自由空間内に硬化可能な流体を特に確実に供給するために、好ましい実施形態によって、硬化可能な流体が、ジャケットチューブの内部を通って、ジャケットチューブの内部に導入されかつジャケットチューブの通路開口部の領域に設けられた供給ダクトの供給開口部を有する供給ダクトを介して、供給可能であることが提案される。こうして、硬化可能な材料の確実な供給が保証されるのみならず、硬化可能な材料の可能な選択された供給が、特に硬化可能な材料を導入した後に再度除去することができる供給ダクトを使用して実行可能になる。
【００２１】
これに関して、さらに別の好ましい実施形態によって、供給ダクトの外周とジャケットチューブの内周との間に形成された環状空間を封止するための封止要素を、硬化可能な流体用の供給ダクトの外周に、硬化可能な流体用の供給開口部の近傍に備えることが提案される。これによって、ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間内に供給しようとする硬化可能な材料を、ジャケットチューブの通路開口部の領域に実質的に供給できることが保証される。
【００２２】
先に既に示されたように、固定効果を、特にボーリング孔の内壁に向かって増加するアンカーを形成するジャケットチューブの直径を提供することによって、支持することができる。これに関連して、さらに別の好ましい実施形態により、ジャケットチューブを、ボーリング孔内部に配置されたジャケットチューブ端部から減少する外周または直径を有する、互いに入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素によって構成することが提案される。互いに入れ子式に挿入可能なこの種のジャケットチューブ要素は、硬化可能な流体と協働する固定効果を強化または増加するのみならず、大きなボーリング孔長の場合に、ジャケットチューブの延長のために必要な厄介な作業ステップを、相互に入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素によって不必要にもする。
【００２３】
隣接するまたは互いに挿入可能な入れ子式ジャケットチューブ要素の適正な位置決めを確実にするために、さらに別の好ましい実施形態により、入れ子式ジャケットチューブ要素を、それぞれ、その端部領域において協働するストッパまたはストッパ表面を伴って形成することが提案される。このようなストッパまたはストッパ表面は、さらに、アンカーを形成するジャケットチューブを部分的に引っ張ることによるテンショニング中に、アンカーを形成するジャケットチューブの規定された長さの調節を可能にし、したがって、所望の固定またはテンショニング効果を得ることを可能にする。
【００２４】
適切な力を伝えるために、ボーリング孔の軸に本質的に直角に延びる境界表面を少なくとも部分的に有する、互いに協働するストッパまたはストッパ表面の直接の衝突を防止するために、さらに別の好ましい実施形態により、ジャケットチューブの軸と鋭角を囲むくさび状の当接表面を、ジャケットチューブ要素の端部領域に設けることが提供される。このようなくさび状の当接表面によって、例えば、互いに協働するストッパ表面の摩擦力の連続的増加が生じるので、ストッパまたはストッパ表面に領域における瞬間的または衝撃的な応力が回避される。
【００２５】
特にボーリング孔内部に面する端部におけるアンカーを形成するジャケットチューブの信頼できる適切な固定または固着を行うために、さらに別の好ましい実施形態により、固着要素を、ジャケットチューブの外周から突き出た少なくとも１つのフックなど、特に折り畳み式フックで構成することが提供される。このようなフックは、周囲の岩または土の材料内に貫通し、したがって、ジャケットチューブのテンショニングのときに固定をもたらす。特にボーリング孔内部に面するフック端部にフックの旋回軸を配置することにより、フックの実質的に自動的な出現が、テンショニング中にジャケットチューブを引き戻すことによって生じ、この結果、固着またはアンカー要素を取り出すまたは引き出すための追加の場合によっては高価な機構を必要としない。
【００２６】
固定効果を支持するために、さらに別の好ましい実施形態により、ジャケットチューブの内部に追加のアンカー要素を導入できることが提供される。
【００２７】
このような追加のアンカー要素の信頼できる適正な導入のために、さらに別の実施形態により、追加のアンカー要素が、ボーリング孔内部に面するその端部に、ジャケットチューブの内壁に沿って特に滑動式に配置されたガイドを含むことが提供される。
【００２８】
本発明による装置に、さらに追加のアンカーによって張力を個別に導入するために、さらに別の好ましい実施形態により、追加のアンカーを、特に外部プロファイルを備えた中実ロッドで構成することが提供される。追加のアンカーによって達成しようとする固定性能の改善または強化を、実質的に平滑な表面を有する中実ロッドから出発して、例えば、ねじ形状の外部プロファイルを有する中実ロッドを使用してさらに強化されることができ、この場合、既に先に述べたように、ジャケットチューブまたはアンカーの中空空間を追加的に充填することが好ましく、こうして固定効果は、輪郭形成された外表面と組み合わせた作用によって、支持されかつ促進される。
【００２９】
追加のアンカーの使用による固定効果の向上に関して、さらに別の好ましい実施形態により、追加のアンカーが、ドリルビットに、および／またはガイドの領域においてジャケットチューブ内壁に固着可能または固定可能であり、この結果、場合によっては大きなボーリング孔長の場合でも、アンカーを形成するジャケットチューブにおける追加のアンカーの安全かつ確実な固着を可能にすることが提供される。
【００３０】
特に、ステップ状に隣接する入れ子式ジャケットチューブ要素によって、また場合によっては追加のアンカーの提供によって、ボーリング孔内部に向かって広くなる直径を有するアンカーを形成するジャケットチューブの形成により、対応する高い固定効果が、実質的に円滑な表面を有するジャケットチューブ要素によって、同時に、ジャケットチューブの外径とボーリング孔内壁との間の自由空間内に導入される硬化可能な流体を考慮して、達成されることが可能である。
【００３１】
次に本発明を、添付の図面に概略的に図解された例示的な実施形態を用いてさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１ａ〜図１ｅは、概略的に３で示す土または岩の材料内に孔２を堀削する、特に打撃堀削または回転打撃堀削するための、全体的に１で示す装置を使用して、ボーリング孔を作る場合のさまざまなステップを示している。
【００３３】
図１ａ〜図１ｅによる図解では、概略的に指定されたドリルビット４が、それぞれ備えられ、このドリルビット４は、詳細には図示されていない駆動部によって、図１ａ〜図１ｃでは５で示すドリルロッドアセンブリを介して、打撃および／または回転打撃運動を受け、これによってボーリング孔２を形成し、掘削要素６がドリルビット４の上に示されている。
【００３４】
全体的に７で示すジャケットチューブが、ボーリング孔の内部から離れて面するドリルビット４の端部に続き、ここでジャケットチューブ７が、入れ子式に互いに入り込んで配置され、図ではそれぞれ８、９、および１０で示される複数のジャケットチューブ要素から成ることは明らかである。
【００３５】
作成しようとするボーリング孔２の長さ、ならびに個別のジャケットチューブ要素８〜１０の長さに対応して、図に示すものとは異なる任意の数の互いに入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素を備えることができる。
【００３６】
図１ａは、ボーリング孔２の作成の始まりを図示しかつ示しており、図１ｂは、ボーリング孔２の作成における中間ステップを図示しかつ示しているが、図１ｃによる図解における個別のジャケットチューブ要素８、９、１０は、図１ｃが、完成された孔または完成されたボーリング孔２を示するように、それぞれ引き出された状態または入れ子状態にある。ボーリング孔２の完成時に、ドリルロッドアセンブリ５は、それ自体知られている方式でドリルビット４から分離され、入れ子式要素８、９、および１０によって形成されたジャケットチューブ７から矢印１１の方向に除去される。
【００３７】
次いで、図４を参照して後でさらに詳しく述べるように、例えば注入モルタルなどの硬化可能な流体が、ボーリング孔またはボーリング孔内壁２とそれぞれのジャケットチューブ要素８、９、および１０の外径との間の自由空間に供給され、自由空間１２内に導入された流体の最終固化の前に、図示された実施形態ではジャケットチューブ要素８、９、および１０から構成されるアンカーを形成するジャケットチューブ７のテンショニングが、概略的に１３で示されてジャケットチューブ要素１０またはそれぞれのアンカープレート１４と接するテンショニング手段を用いて実施される。この目的のために、ジャケットチューブ７が、追加的に、図６ａ、図６ｂを用いてさらに詳細に述べる概略的に示された固着要素１５を介して、ドリルビット４の領域におよび／またはジャケットチューブセクション８に固定される。
【００３８】
固着要素１５を使用して、ならびにアンカーを形成するジャケットチューブ７または個別の入れ子式ジャケットチューブ要素８、９、および１０のテンショニングによって、ジャケットチューブ７を固定することによって、アンカー７の適正な固着を保証することができる。ボーリング孔の内部に向かう方向にジャケットチューブ７の外径を拡大する向きに、個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の間に形成されたステップ状の領域は、自由空間１２内に導入された硬化可能な流体の確実な圧密をもたらすので、ジャケットチューブ７または個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の外周とボーリング孔内壁２との間の確実な接着が得られる。
【００３９】
アンカーを形成するジャケットチューブ７によって提供されるアンカーが、十分でない場合には、図１ｅにおいてさらに、特に輪郭形成された中実ロッド１６から構成される追加のアンカーが、ジャケットチューブ７の内部に導入され、これに関連して図５の次の説明が参照される。
【００４０】
図２による図解から、ジャケットチューブ７は、複数の互いに入れ子式に挿入可能なジャケットチューブ要素８、９、および１０によって構成されていることがさらに明確であり、アンカープレートは、ここでも１４で示されている。図２による図解では、ドリルビット４を作動するために使用される、５で示されるドリルロッドアセンブリもまた見ることができる。
【００４１】
図３による拡大図では、図３では８および９で示される隣接するジャケットチューブ要素またはセクションが、それぞれ、どのようにこれらの端部領域にストッパまたはストッパ表面１７および１８それぞれを含み、個別の隣接する入れ子式のジャケットチューブセクション８および９の画定された端部位置を提供するのかがわかる。ストッパ１７および１８は、これらの延長部の部分領域にわたって、ジャケットチューブ７の軸、または概略的に１９で示す作成しようとするボーリング孔の軸に実質的に垂直に延び、ジャケットチューブ軸１９と鋭角を囲む追加のくさび状ストッパまたは傾斜表面２０は、ストッパ１７および１８の不意のまたは直接の衝突を、したがってこれらのゾーンにおける過剰な応力を回避することが明らかにされる。くさび状の傾斜部またはストッパ表面２０は、適切な減衰または制動効果をもたらし、その上、隣接する入れ子式ジャケットチューブ要素８および９を引き出しから確保する。
【００４２】
図４による概略的図解から、ボーリング孔が完成し、ドリルロッド５が除去されると、ボーリング孔の内壁２と個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の外周との間の自由空間１２内に硬化可能な流体を導入するために、供給ダクト２１が、ジャケットチューブ７の内部に導入されることが明らかであり、前記供給ダクト２１は、それぞれの通路開口部２３の領域において、ジャケットチューブ要素８、９、および１０のそれぞれの外周に各供給開口部２２を含む。さらにまた、封止要素２４および２５が、連続して、個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の外周周りに備えられた通路開口部２３を介して、硬化可能な材料を供給するための環状空間を画定する給送開口部２２に対して示される。
【００４３】
供給ダクト２１は、ジャケットチューブ７または個別のジャケットチューブセクション８、９、および１０の通路開口部２３に従って、ジャケットチューブ７の外周とボーリング孔内壁２との間の自由空間１２を、ジャケットチューブ７の全長にわたって実質的に同時に充填することを可能にするために、複数の供給開口部２２と各封止要素２４および２５を含むことを想定することができる。
【００４４】
代替案として、例えば、各供給開口部２２を、ジャケットチューブ７または個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の各通路開口部２３のレベルに、供給ダクト２１の外周周りに径方向に備えることが可能であり、これによって、供給ダクト２１は、自由空間１２の部分領域それぞれの充填の後に、さらに別の通路開口部２３との実質的に整列する位置に到達するために、ジャケットチューブ７の内部から適切な長さだけ引き出され、これによって自由空間１２を漸次充填可能にし、その後、自由空間１２内に導入された硬化可能な流体が最終的に固化する前に、ジャケットチューブ７によって形成されたアンカーの別のテンショニングが行われる。
【００４５】
図５は、特に個別のジャケットチューブ要素８、９、および１０の外周とボーリング孔内壁２との間の自由空間１２を充填した後の、ジャケットチューブ７または個別のジャケットチューブセクション８、９、および１０の内部への、追加のアンカー１６の導入を概略的に示す。
【００４６】
特にボーリング孔の内部に面する端部２６において、例えば輪郭形成された中実ロッドによって形成された追加のアンカー１６が、案内要素２７を含み、中実ロッド１６の実質的に中心への導入を可能にすることは明らかである。中実ロッド１６のテンショニング中にさらに広く固定するために、端部２６が、ドリルビット４と係合または結合されるか、もしくはガイド２７の領域において２８で概略的に示される、フラップまたはフック要素を、テンショニング中に矢印２９の方向への追加のアンカーロッド１６の引き出しに対して作用し、こうして固定効果が、前記追加のアンカー１６によって強化されることが提供される。
【００４７】
特に追加のアンカーロッド１６の輪郭形成された外表面と協働して、固定性能をさらに増加するために、ジャケットチューブ７の環状または中空空間さえも、ジャケットチューブ７の導入時に、硬化可能な流体によって充填されることができる。
【００４８】
図６ａ、図６ｂは、特にボーリング孔の内部に面する特にジャケットチューブ７の端部で、ジャケットチューブ７を固定するために使用される固着要素１５を概略的に示しており、ここで、固着要素１５は、３１で示す軸の周りに各々が旋回することができるフック状要素から構成されており、フック状要素は、図１ｃにおいて矢印１１の方向に、ジャケットチューブ７のテンショニング中、またはジャケットチューブ７に対する作用中に移動して、２で概略的に示すボーリング孔内壁と係合し、これによって図６ｂに示す中間状態から出発して、図６ａに示す状態に達し、確実な固定をもたらすことが明らかである。こうして、ドリルビット４に直接続いて対応して均一に分布する様式で外周周りに、挿入要素３０に備えることができる固着要素１５は、アンカーを形成するジャケットチューブ７の確実な固定を保証し、この結果、ボーリング孔２からのアンカー７の引き出しは、矢印１１の方向のそれに続くテンショニング中には実施不可能であり、周囲土および岩の材料の密度増加または圧密が、アンカー７および自由空間１２内に存在する硬化可能な流体を介して提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１ａ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施における深削プロシジャの最初のステップを示す概略側面図である。
【図１ｂ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施における深削プロシジャの中間ステップを示す概略側面図である。
【図１ｃ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施におけるボーリング孔が完成したステップを示す概略側面図である。
【図１ｄ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施における硬化可能な材料を導入した後のアンカーを形成するジャケットチューブのテンショニングステップを示す概略側面図である。
【図１ｅ】本発明による装置を使用する、本発明による方法の実施における追加のアンカーを導入するステップを示す概略側面図である。
【図２】本発明の方法を実施するための、本発明による装置の概略斜視図である。
【図３】例えば図１ｃにおいて隣接する入れ子式ジャケットチューブ要素の間に示される領域ＩＩＩの拡大縮尺による部分断面図である。
【図４】ジャケットチューブの外周とボーリング孔壁の内周との間の自由空間または環状空間内に硬化可能な材料を導入する間の、本発明による装置の概略部分断面図である。
【図５】アンカーを形成するジャケットチューブの内部に追加のアンカーを導入する間の、やはり本発明による装置の断面を示す、図４と同様な図である。
【図６ａ】アンカーを形成するジャケットチューブを、特にボーリング孔の内部に面する端部に固定するために使用される、完全に引き出されたまたは広がった状態の固着要素を拡大縮尺で概略的に示す図である。
【図６ｂ】アンカーを形成するジャケットチューブを、特にボーリング孔の内部に面する端部に固定するために使用される、中間位置の固着要素を拡大縮尺で概略的に示す図である。
【国際調査報告】
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