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welcher in die Erde eindringt;
2) das Kopfstück mit Bewegungsvorrichtung, d. h. denjenigen Teil, von welchem der Bohrer [* 2] gehandhabt wird, und 3) das Gestänge, ein zwischen Bohr- und Kopfstück eingeschaltetes stangen-, röhren- oder seilförmiges Verbindungsglied, welches entsprechend der sich allmählich vergrößernden Tiefe (Teufe) des Bohrloches verlängert werden kann.
Die mit den Erdbohrern auszuführende Operation, welche Bohren (Erdbohren, Tiefbohren) genannt wird, zerfällt in zwei verschiedene Manipulationen, in das eigentliche Bohren im engern Sinn, d. h. das Loslösen des Erdreichs oder Gesteins in dem Umfang des zu bohrenden Loches, und in das Löffeln, d. h. das Heraufholen der losgelösten Massen (Bohrschmant), welche bei weichem Erdreich (bergmännisch als mildes Gebirge, milde Gebirgsmassen bezeichnet) von einem einzigen Werkzeug zugleich ausgeführt werden können, jedoch bei Felsboden (festes Gebirge, feste Gebirgsmassen) stets jede für sich ein besonderes Werkzeug beanspruchen.
Die Bohrwerkzeuge lassen sich unterscheiden in Bohrer für drehendes und solche für stoßendes Bohren. Beim drehenden Bohren wird der Bohrer unter Einwirkung eines abwärts gerichteten Druckes um seine Längsachse gedreht und schraubt oder schneidet sich dabei ins Gebirge ein. Angewandt wird diese Bohrmethode bei allen Gebirgsarten, vom weichen Lehm u. stark wasserhaltigen Schwimmsand (schwimmendes Gebirge) bis zum härtesten Granit und Quarz; doch sind die Bohrwerkzeuge nach der Festigkeit [* 3] des Gesteins wesentlich verschieden, indem diejenigen für mildes Gestein (Letten, Sand, Gerölle) nach Art von Messern schneidend, diejenigen für festes Gestein mehr nach Art der Sägen [* 4] oder Fräsen wirken.
Die Haupttypen der Drehbohrer für mildes Gestein sind:
1) Der Löffelbohrer (Schneckenbohrer, die Schappe), ein aufgeschlitzter Cylinder oder schlanker Kegelstumpf von Eisenblech, welcher am untern Ende mit einem kurzen Stück Schraubenfläche (Schnecke) zum Eindringen in die Massen versehen ist. Er findet bei milden, konsistenten Massen, welche ein leichtes Eindringen gestatten, Verwendung und hält das in seiner Höhlung eingeschlossene Bohrmaterial ziemlich fest, so daß er häufig zugleich als Löffelapparat dienen kann.
2) Die Erdschraube, eine um einen dünnen konischen Kern gewundene, von der Spitze nach oben hin sich verbreiternde scharfgängige Schraube (oder Teile derselben), welche sich nach Art der gewöhnlichen Holzbohrer und der Holzschrauben ins Erdreich hineinschraubt und dasselbe beim Aufziehen zwischen den Schraubengängen festhält. Sie eignet sich gleichfalls für leicht durchdringbare Massen.
3) Setzen die Massen dem Eindringen der Bohrer größern Widerstand entgegen, so bedient man sich der Spiralbohrer (Schlangenbohrer, Schraubenbohrer), [* 5] welche aus mehrfach gewundenem Bandeisen oder Bandstahl bestehen und unten in zwei Schneiden auslaufen, deren Spitzen meist seitlich etwas über den Umfang der Schraube hinausragen. Beim Drehen des Bohrers dringen diese Schneiden in Spirallinien ins Erdreich ein, welches nach der Auflockerung zwischen die Schraubenwindungen gelangt und beim Aufholen des Bohrers darin haften bleibt.
4) Für wenig konsistente Massen, Schwimmsand etc., benutzt man den Ventilbohrer, einen Blechcylinder, der unten durch ein nach innen aufschlagendes Ventil [* 6] geschlossen ist. Der beim Niedergang des Bohrers von unten eintretende Sand wird beim Aufholen durch das Ventil am Herausfallen verhindert. Der Ventilbohrer ist außerdem unter dem Namen Bohrlöffel (Schlammlöffel, Schmantlöffel) das gewöhnliche Werkzeug zum Aufholen des bei allen Bohrmethoden gewonnenen Bohrschlammes (Bohrmehl, Schmant).
5) Zum Durchbohren von Schwimmsand gebraucht man bei großen Bohrlöchern und Sandschächten den Sackbohrer (s. d.) und die Sandpumpe [* 7] (s. d.). Alle diese Bohrer sind nur in den dem festen Gestein der Erdrinde auflagernden, mehr oder weniger lockern Schichten und daher auch nur auf verhältnismäßig geringe Tiefen verwendbar. Unter denselben Umständen wird auch häufig die Methode des Bohrens durch Wasserspülung (Spritzbohrverfahren) verwendet und zwar zweckmäßig nur bei Vorhandensein von feinteiligem Moor und Sand, dem auch kleinere Steine beigemischt sein dürfen.
Hierbei bedient man sich eines Futterrohrs mit einem innere, konzentrischen, unten nicht ganz so tief reichenden, oben aber vortretenden Druckrohr, in welches mittels einer Druckpumpe ein Wasserstrom hineingetrieben wird. Der unten austretende Strahl wühlt den Erdboden auf und reißt ihn bis auf die gröbsten Teile durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen beiden Röhren [* 8] mit sich hinauf. Das dadurch erfolgende Einsinken des Futterrohrs wird durch Erschütterungen mittels seitlich dagegen geführter Hammerschläge, durch von obenher gegebene leichte Schläge mit einem Rammbär oder durch Hin- und Herdrehen des Rohrs um seine Längsachse bedeutend befördert.
Ein ganz ähnliches Verfahren hat neuerdings (z. B. beim Bau der Spreebrücke der Berliner [* 9] Stadtbahn bei Moabit, des Justizpalastes in Braunschweig [* 10] etc.) auch zum Eintreiben von Pfählen (das sogen. Einspritzen) vorteilhafte Verwendung gefunden. Hierbei wird das Druckrohr in einer Nute des Pfahls untergebracht und von einer Aufwärtsförderung des Erdreichs ganz abgesehen. Der Wasserstrom weicht hier nur den Erdboden rings um den Pfahl derartig auf, daß er unter einer angemessenen Belastung einsinken kann.
Für festes Gestein und für größere Tiefen werden an Drehbohrern verwendet:
1) der Kronenbohrer, ein mit sägezahnartigen Vorsprüngen versehener Stahlring, viel häufiger jedoch anstatt dessen 2) der Diamantbohrer [* 1] (Fig. 1), bei welchem die bald abgenutzten und umständlich zu schärfenden Sägezähne durch Diamanten (sogen. schwarze oder brasilische Diamanten) ersetzt sind. Von diesen sind 6-8 oder noch mehr auf der Stirnfläche eines ungehärteten Stahlringes (Bohrkrone) eingelassen und verstemmt und zwar derart versetzt und der Ring teilweise nach außen, teilweise nach innen ein wenig überragend, daß von ihnen bei der Drehung des Bohrers ein ringförmiges Loch ins Gestein gewissermaßen hineingesägt wird, in dessen Mitte ein massiver Kern stehen bleibt (zuweilen wird auch mit einem vollen Diamantbohrer ohne Kern gebohrt). Der Kern wird,
[* 1] ^[Abb.: Diamantbohrer.] ¶
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wenn er nicht, wie gewöhnlich der Fall, von selbst abbricht, in ½-1 m langen Stücken abgerissen und gibt, zu Tage gefördert, viel zuverlässigern Aufschluß über die Art und die Lagerungsverhältnisse des Gesteins in jeder Tiefe als bei dem gewöhnlichen stoßenden Bohren der Bohrschmant, einer der wesentlichen Vorzüge des Diamantbohrens, gegenüber dem stoßenden Bohren. Das Abreißen der Kerne geschieht häufig mittels der Bohrkrone selbst, indem der bei der Einstellung der Bohrarbeit zu Boden sinkende Bohrschmant sich zwischen Bohrkrone und Kern derart festlagert, daß beim Aufziehen des Bohrers der Kern mitgerissen wird. Der Bohrschlamm wird beim Diamantbohren stets durch einen Wasserstrom (Spülstrom) zu Tage gefördert, welcher durch das röhrenförmige Gestänge eintritt und in dem Ringraum zwischen Gestänge und Bohrlochrand mit dem Schmant wieder aufsteigt. Das Diamantbohren ist dann am Platz, wenn es darauf ankommt, in sehr festem Gestein möglichst schnell vorzugehen; jedoch ist es sehr kostspielig.
Das stoßende Bohren wird nur für festes Gestein verwendet und besteht darin, daß man einen schweren meißelförmigen Körper in fortwährender Wiederholung zu Boden fallen läßt, indem man ihn zugleich zwischen je zwei Schlägen um einen kleinen Winkel [* 12] dreht. Bei jedem Schlag dringt der Meißel [* 13] wie ein Keil ein und bewirkt das Absplittern eines kleinen doppeltsektorförmigen Streifens von der Bohrlochsohle. Das gleichmäßige Drehen zwischen den Schlägen (das sogen. Umsetzen) ist von Wichtigkeit, weil sich ohne dieses der Bohrer, wenn er öfters in denselben Spalt hineinschlägt, leicht festklemmt.
Unter den Bohrwerkzeugen für stoßendes Bohren ist das wichtigste 1) der Bohrmeißel oder Meißelbohrer [* 11] (Fig. 2), der in seiner gewöhnlichen einfachen Form aus dem Spaten a mit der Schneide, dem Schaft b und dem Hals c mit einer Schraube zum Anfügen an das Bohrgestänge besteht. Die Spatenbreite richtet sich nach dem Durchmesser des Bohrloches, die Schneide wird am besten (wie in der [* 11] Figur) geradlinig gemacht, ihr Zuschärfungswinkel variiert zwischen 40° für mürbes und 70° für sehr festes Gestein.
Früher fertigte man die Meißel aus Schmiedeeisen mit verstählter Schärfe, jetzt macht man sie meist ganz aus Gußstahl. Sehr vielfach gibt man dem Meißel an beiden Enden der Schneide kurze Ansätze von Querschneiden, um das beim einfachen Meißel leicht eintretende Unrundwerden des Bohrloches möglichst zu verhüten, und nennt ihn dann Meißel mit Ohrenschneiden oder Laschenbohrer. Als Erweiterungen des Meißelbohrers sind die Schachtbohrer zu betrachten, mittels welcher man mehrere Meter im Durchmesser haltende Schächte stoßend abbohrt [* 11] (Fig. 3). Es sind das starke, rahmenartige Gestelle aus Stahlschienen, die unten mit einer ganzen Reihe von Meißeln besetzt sind.
2) Der Kreuzmeißel oder Kreuzbohrer, ein durch zwei sich rechtwinkelig kreuzende Schneiden gebildeter Meißel, ist für das Bohren in stark geneigten und verschieden festen Schichten zu empfehlen.
3) Hat das Bohrloch einmal seine runde Gestalt verloren, so muß mit dem Glockenbohrer (Bohrbüchse), einem an seiner Unterkante angeschärften Stahlcylinder, nachgebohrt (nachgebüchst) werden.
4) Der Bohrlöffel (s. oben 4) muß den Bohrschmant von Zeit zu Zeit (bei Gestein von mittlerer Festigkeit etwa alle 2-3 Stunden) herausbringen, weil einmal bei zu großer Schlammansammlung die Wirkung des Bohrers beeinträchtigt würde und zweitens der Schlamm hier das einzige Mittel zur Erkennung der erbohrten Gesteinsschichten ist. Übrigens wird auch beim stoßenden Bohren häufig statt des Bohrlöffels ein Wasserstrom angewendet.
5) Um auch beim stoßenden Bohren die Beschaffenheit des Gesteins genauer ermitteln zu können, bohrt man zuweilen Steinkerne heraus mittels der Kindschen Bohrbüchsen (gußeiserne, an ihrer Stirnfläche mit vier radialen Meißelschneiden versehene Büchsen).
Die Gestänge und Seile. Handelt es sich um Bohrungen von nur wenigen Metern Tiefe in milden Massen, z. B. bei agronomischen Aufnahmen, bei Untersuchungen von Baugrund, zur Herstellung von Löchern für Zaunpfähle etc., so wendet man Handbohrer, möglichst leichte, daher dünne, häufig aus einer einzigen Stange bestehende Erdbohrer an, deren unteres Ende, zu einem Löffel oder einer Schraube geformt, das Bohrwerkzeug darstellt, deren oberes Ende einen Griff zum Drehen, auch wohl darüber eine knopfartige Verstärkung [* 14] (Amboß) zum Einschlagen mittels eines Hammers trägt.
Das Zwischenstück bildet hier das Gestänge. Diese aus Einem Stück bestehenden Handbohrer, deren man mehrere von verschiedener Länge nacheinander eintreibt, sind für häufigen Gebrauch vorteilhafter als die aus Bohrwerkzeug, Kopfstück und mehreren Gestängestücken mittels Schrauben [* 15] oder Bajonettverschlüssen zusammengesetzten, weil bei dem dünnen Gestänge die Verbindungsteile sehr schwach werden müssen und daher fortwährend zu Reparaturen Veranlassung geben.
Für größere Tiefen bedarf man notwendig besonderer zusammensetzbarer Gestänge oder aufwickelbarer Seile, die an einem besondern Gerüst (Bohrgerüst) oder Gebäude (Bohrturm) angebracht sind. a) Die Gestänge bestehen aus Holz, [* 16] massivem Eisen [* 17] oder eisernen Röhren und zwar aus einzelnen Stücken von 4-12 m Länge (je nach der Höhe des Bohrgerüstes oder -Turms), welche durch die Stangenschlösser miteinander so verbunden werden, daß die Verbindung möglichst schnell gelöst und wiederhergestellt werden kann, eine Arbeit, die jedesmal zu verrichten ist, wenn der Bohrer stumpf geworden ist oder der Bohrschmant mit dem Bohrlöffel entfernt werden soll, da man das Gestänge wegen seiner Länge nicht in Einem Stück herausziehen kann. Die röhrenförmigen Gestängestücke sind einfach durch Schraubenmuttern miteinander verbunden. Die vorzugsweise verwendeten eisernen (fast immer vierkantigen) Stangen sind behufs Verbindung mit Gabel- oder Schraubenschlössern versehen, d. h. verbolzten Blattzapfen- oder Schrauben-
[* 11] ^[Abb.: Fig. 2. Bohrmeißel.]
[* 11] ^[Abb.: Fig. 3. Schachtbohrer.] ¶