专利名称：钻孔和锚固设备用的包壳管的制作方法
技术领域：
本发明涉及在土壤或岩石材料内钻孔和构成锚固装置的设备用的包壳管，其中，包壳管与钻杆和/或钻头或冲击钻机连接，沿其圆周制有许多通孔，在钻孔制成后或在插入锚杆后可灌入能固化的悬浮液。
用于在土壤或岩石材料内钻孔，尤其用于冲击钻孔或旋转冲击钻孔并接着为孔加衬的设备已知有不同的实施形式。在这里借助于钻头构成一个可能沿大的长度延伸的孔或钻孔，钻头装在钻杆上，通过冲击和/或旋转运动制成钻孔。为避免材料崩落在可能沿大的长度延伸的钻孔内和/或在孔制成后能提供内衬，例如建议采用围绕钻杆的包壳管，它在钻孔过程中置入。
在钻孔制成后，可例如在包壳管内置入一锚杆或将钻杆直接用作锚杆，并为了固定在周围的材料加入迅速凝固的悬浮液。
例如由WO 98/21439可知一种带前言所述类型包壳管的设备，其中公开了用于钻孔和为孔加衬的方法和装置。通过围绕着给钻头加载的钻杆的包壳管，可在包壳管与钻杆外圆周之间形成一个环形腔，其中例如在基本上实壁的包壳管内直接与钻头连接的区域中设至少一个通孔，切削下来的材料必要时可通过它从要制造的钻孔排出，和对于锚固装置可通过它将一种可固化的悬浮液排入周围的材料内。
此外已知一些方法取代在构成钻孔的同时置入包壳管，在这些方法中在钻孔制成后通过费时的多个工序将钻头从钻孔中撤出，并接着将内衬管或包壳管置入此钻孔中。在这方面例如由DE-B 2133593、AT-B 329487或AT-B 262196已知用作此类钻孔内衬的包壳管或衬套状插件。显然，这样一种工艺过程只能在那些情况下使用，即应能可靠排除材料崩落在加工好的钻孔中，此外所钻的必须是横截面较大的孔，以便事后允许置入内衬管或包壳管。为了能置入具有大长度的此类内衬管或包壳管，这种管又必须设计有较大的壁厚，以保证可靠地置入，从而也必须采用有较大直径的与包壳管尺寸相协调的钻头。
然而，除此之外，为了在排出可固化的悬浮液后按规定锚固锚杆和围绕锚杆的包壳管，还要求与在周围的材料比较稳固地连接，以便能可靠避免在受到相应的负荷时锚杆无意中拔出。例如由WO 98/21439已知的包壳管实施形式中在这方面存在的缺点是，它们有基本上光滑的表面，因为包壳管通常制成钢件或塑料件，因此即使在通过多个在包壳管中的通孔加入悬浮液的情况下，可固化的悬浮液仍有可能只是部分地进入周围的材料中，并在悬浮液与包壳管外表面之间形成一个基本上光滑的或平的分界面，从而尤其在包壳管的区域内局部地严重影响了锚固效果。
本发明的目的在于创造一种前言所述类型的包壳管，其中，除了通过同时置入包壳管迅速和简单地为钻孔加内衬外，在加入可固化的至少部分排到围绕钻孔的材料内的悬浮液后，事后可在可靠锚固包壳管的同时达到可靠地锚固或附加地加筋固定要插入包壳管内的锚杆或用作锚杆的钻杆。为达到此目的，按本发明的包壳管的主要特征在于，此包壳管由至少一个制有均匀分布的通孔的金属网件构成，它在其端部有连接件，尤其接头，用于与钻头和/或其他包壳管件连接。由于按本发明包壳管由至少一个金属网件构成，它设有许多沿圆周均匀分布的通孔，所以在用于安置锚杆的钻孔制成后可固化的悬浮液成功地做到了大面积可靠地排到周围的材料内，从而可以实现相当可靠地锚固锚杆和包壳管。此外，由于包壳管由至少一个金属网件构成，保证包壳管没有一个完全平的、光滑的外表面，所以在加入可固化的悬浮液后，借助于金属网件固有的表面结构或金属网件表面固有的不平度，在悬浮液固化后相应地提高了在周围材料中的锚固效果。若规定采用沿大的长度延伸的孔，则按已知的方式使用沿纵向长度分段的包壳管，此时多个彼此前后排列的金属网件分别借助恰当的连接件，尤其接头，互相连接起来或直接与钻头连接。通过采用有适当数量的通孔的金属网件，在钻孔过程中置入包壳管时可保证包壳管高度弹性，所以不会导致妨碍钻孔过程，并能达到力沿整个包壳管分布。此外，在注入可固化的悬浮液后，在借助粗糙的表面可靠地锚固在周围的材料内的情况下，可通过金属网获得一种附加的沿包壳管整个长度延伸的加筋加固效果，所以在固化后实现包壳管和可能装在它里面的锚杆牢固的安置，由于通过金属网改善了锚固或加筋加固效果，所以在必要时可用尺寸更小的锚杆和因此可能用尺寸更小的钻孔便足够了，由此带来的结果是节省了材料和减少钻孔工作量。
为了使可固化的悬浮液有大的通过截面以及相应地达到更好的锚固效果，按一种优选的实施形式规定，金属网件的通孔基本上有偏菱形成菱形的外形。此外，采用这种偏菱形或菱形的通孔形状，还可保证在钻孔过程中这些通孔不会被切削下来的通常基本上有圆形或球形形状的材料完全阻挡或堵塞。在这方面还特别优选地建议，金属网件有一种格子形或网线状的结构，因此相对于在各通孔之间留下的材料截面而言提供了比较大的自由流通面积，以及在悬浮液注入和固化后获得更好的加筋加固和锚固效果的同时导致置入过程大的弹性。
为了按规定相对于钻杆或事后要安置的锚杆导引由至少一个金属网件构成的包壳管，建议，由装在包壳管与钻杆或锚杆之间的定距器，尤其由设在一个(多个)金属网件端部的接头确定一环形腔，正如按本发明的设备另一种优选的实施形式中所规定的那样。
通过使用金属网件构成包壳管可以对事后要加入的能固化的材料提供比较大的通过截面以及可以取得相应的加筋加固和锚固的效果，但与此同时在有数量众多的通孔的情况下可能存在水或潮气从周围的材料侵入锚杆区内的危险，从而当锚杆例如多年持续地留在钻孔内时便会因腐蚀而受损。因此，按本发明在另一种优选的实施形式中，为了附加地防止水分向锚杆区侵入，建议，包壳管设计为多层的，其中沿径向设在内表面和外表面制有通孔的金属网件之间设一塑料管。采用这种按本发明优选地建议的由在外面的金属网件和位于它们之间的塑料管组成的夹层结构，可以利用金属网件对于提高锚固效果起决定性作用的特性，而借助塑料管则可以使水分向锚杆区侵入和由此形成的腐蚀的危险降到最低程度。为了排出悬浮液用于事后的锚固，塑料管当然必须设相应的通孔，在这方面特别优选地建议，塑料管设计有许多仅仅朝包壳管外侧方向打开的或可关闭的出口，所以通过这种可关闭的出口或孔，由于阀作用它们只是朝钻孔外面的方向打开，从而保证可固化的悬浮液可靠地排到周围的区域内，与此同时避免了水分的入侵。以此方式仍可达到相当可靠地锚固在周围的材料中，这种材料例如是由所谓的表土层或风化层构成，在这种情况下，当悬浮液固化后金属网件固有的不平度仍可提供相当好的锚固效果，与此同时通过塑料管实现相对于可能存在的水分的密封。
尤其在一种由多层的夹心结构构成的包壳管中，对于连接件或接头，按另一种优选的实施形式建议，由接头构成的连接件有一种台阶形或构成下沉区的外形，在内部和在外部的金属网件以及连接在它们之间的塑料管可固定在此区域。
为了在钻孔过程方便地带动尤其多层的包壳管，以便在钻孔期间已能获得对钻杆的适当的保护作用，还优选地规定，包壳管在加拉力的情况下，必要时在有连接件尤其作用在钻头上的冲击靴作为中间连接的情况下可与钻头连接。
下面借助于附图中示意表示的实施例进一步说明本发明。其中
图1按本发明的钻孔设备用的包壳管局部剖切的示意侧视图，其中画有钻孔设备的附加部分；图2按本发明由一个金属网件制成的包壳管侧视图；以及图3通过按本发明经修改的多层包壳管实施形式的局部剖切放大图。
在图1中示意地用1表示用于制成钻孔的钻头，钻孔的外轮廓用2表示，其中为了驱动钻头1使用一根示意地用3表示的钻杆。
直接与钻头1背对钻孔构件4的那一侧或与钻头1的冲击靴(Schlagschuh)5相连地设包壳管6，如尤其由图2可清楚地看到的那样，包壳管6由金属网件构成，在其端部为了与钻头1或冲击靴5以及与相邻的包壳管6连接分别设计有接头7和8。接头7、8在这里可被设计成为获得一种相应的插塞连接或螺纹连接，以便尤其在大尺寸钻孔的情况下能与钻杆3的加长类似地相应地加长包壳管6。
在图2中再次清楚表示了这种包壳管或金属网件6，可以看出，由金属网件构成的包壳管6沿圆周均匀分布的通孔基本上分别有偏菱形或菱形的外形9，所以使包壳管6的表面在总体上形成一种格子形或网线状的结构。
在钻孔2制成后，或直接将钻杆3用作锚杆，或在取出钻杆3和至少部分钻头1后将单独的锚杆插入加工好的钻孔2中包壳管6的里面，在这之后的下一步骤中在包壳管6内部加入可固化的悬浮液，悬浮液可经由制在金属网件6上的通孔9排入周围的材料内。在悬浮液固化后便在加工好的钻孔2内形成极其稳定的锚固，在这里锚固效果尤其因下列因素得到改善，即，由于金属网件6不是完全平的表面特性，所以除了锚杆锚固在固化的悬浮液内之外，包壳管6在产生附加的加筋加固效果的情况下也能得到相当可靠的锚固。
图3中比例放大地表示通过示意地用10标示的包壳管经修改的实施形式的局部剖面，其中多层的包壳管10由在外部的仍设有许多通孔的金属网件11、在内部的设有通孔的金属网件12、以及连接在中间的塑料管或塑料件13组成。这些金属网件11和12仍有与图1和2中表示的带有许多偏菱形或菱形通孔9的金属网件6类似的结构或特性。相比之下连接在中间的塑料管13设计有数量较少的通孔，图3表示了其中一个孔14，它基于阀作用只允许事后要排出的悬浮液沿用箭头15表示的方向通过。因此在图3表示的实施形式中保证，在为形成锚固而加入悬浮液后，潮气或水不可能从周围的材料朝钻杆3或朝取代钻杆3安装的锚杆的方向侵入，从而避免了腐蚀作用以及能制成可在钻孔中保留许多年的锚杆。
在图3所示的包壳管10的实施形式中采用了经修改的接头16结构，它有下沉或台阶区17，以便能固定各层或各构件11、12和13，从而使包壳管10形成夹层结构。此外，图3中还表示了一个附加的定距器或接头的延续部分18，以便能相对于钻杆3或要置入的锚杆适当地定位，在这里整个结构的中心线在所有的附图中都分别用19表示。
权利要求
1.在土壤或岩石材料内钻孔和构成锚固装置的设备用的包壳管(6)，其中，包壳管(6)与钻杆(3)和/或钻头(1)或冲击钻机连接，沿其圆周制有许多通孔(9)，在钻孔(2)制成后或在插入锚杆后可灌入能固化的悬浮液，其特征为包壳管(6、10)由至少一个制有均匀分布的通孔(9)的金属网件(6、11、12)构成，金属网件在其端部有连接件(7、8、16)，尤其是接头，用于与钻头(1)和/或其他包壳管件(6、10)连接。
2.按照权利要求1所述的包壳管，其特征为金属网件(6、11、12)的通孔(9)基本上有偏菱形或菱形的外形。
3.按照权利要求1或2所述的包壳管，其特征为金属网件(6、11、12)有一种格子形或网线状的结构。
4.按照权利要求1、2或3所述的包壳管，其特征为由装在包壳管(6、10)与钻杆(3)或锚杆之间的定距器(18)，尤其由设在一个(多个)金属网件端部的接头(7、8、16)确定一环形腔。
5.按照权利要求1至4之一所述的包壳管，其特征为包壳管(10)设计为多层的，其中在沿径向设在内表面和外表面制有通孔(9)的金属网件(11、12)之间设一塑料管(13)。
6.按照权利要求5所述的包壳管，其特征为塑料管(13)设计有许多仅仅朝包壳管(10)外侧方向打开的或可关闭的出口(14)。
7.按照权利要求5或6所述的包壳管，其特征为由接头(16)构成的连接件有一种台阶形或构成下沉区(17)的外形，在内部和在外部的金属网件(11、12)以及连接在它们之间的塑料管(13)可固定在此区域。
8.按照权利要求1至7之一所述的包壳管，其特征为包壳管(6、10)在加拉力的情况下，必要时在有连接件尤其作用在钻头(1)上的冲击靴作为中间连接的情况下可与钻头(1)或冲击钻机连接。
全文摘要
本发明涉及土壤或岩石材料内钻孔和构成锚固装置的设备用的包壳管(6)。本发明的包壳管(6)与钻杆(3)和/或钻头(1)或冲击钻机连接,沿其圆周制有许多通孔。在钻孔(2)制成后或在插入锚杆后可灌入能固化的悬浮液。按本发明,包壳管由至少一个制有均匀分布的通孔(9)的金属网件(6)构成,金属网件在其端部有连接件(7,8),尤其是接头,用于与钻头(1)和/或其他包壳管(6)连接。因此,易于制造上述钻孔(2)且能可靠地锚固包壳管(6)。
文档编号E21D20/00GK1322273SQ99811775
公开日2001年11月14日 申请日期1999年10月4日 优先权日1998年10月5日
发明者约瑟夫·莫奇维尼克, 卡尔·伯姆 申请人:泰西莫开发销售有限公司, 阿尔瓦格隧道支架有限公司