專利名稱：用于在土壤中制成水平孔的方法以及水平鉆孔設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在土壤中制成水平孔的方法以及一種在該方法中使用的水平鉆孔設(shè)備。
背景技術(shù)：
水平鉆孔設(shè)備應(yīng)用于使用無(wú)溝施工方法在土壤中置入輸入管道和排出管道或者不挖溝地更換已經(jīng)鋪設(shè)的舊管道。目前存在有大量的不同的水平鉆孔設(shè)備。鉆頭借助鉆桿和從一個(gè)被定位在地表面的鉆架出發(fā)首先傾斜地推進(jìn)進(jìn)入土壤直到鉆頭達(dá)到所期望的深度為止的水平鉆孔設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。接著鉆頭為了鉆挖所期望的水平孔而被轉(zhuǎn)向水平狀態(tài)。一個(gè)這樣的水平孔的目標(biāo)點(diǎn)例如可能在專門為此挖掘的目標(biāo)基坑中或者在一個(gè)地下室中或者它同樣可以，即如同起始點(diǎn)一樣，位于地表面上。為此，為了使鉆頭重新露出地表面，鉆頭在一定的鉆孔進(jìn)度之后被轉(zhuǎn)向進(jìn)入傾斜指向上方的方向。在鉆頭到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)之后，這個(gè)鉆頭通常被一個(gè)擴(kuò)徑裝置替換，例如一個(gè)錐形擴(kuò)徑體，以便在借助鉆架抽回鉆桿時(shí)對(duì)之前制成的(導(dǎo))孔進(jìn)行擴(kuò)徑。在這種情況下可以設(shè)置如下在擴(kuò)徑裝置上掛上需要新引入的管道，以便在對(duì)導(dǎo)孔擴(kuò)徑的同時(shí)將這個(gè)管道引入土壤中。水平鉆孔設(shè)備還被用于不挖溝地更換鋪設(shè)在土壤中的舊管道。為此在第一道工序中鉆桿從鉆架開(kāi)始沿舊管道(和特別是穿過(guò)舊管)被推進(jìn)和在到達(dá)例如可能位于管道系統(tǒng)的維護(hù)井中的目標(biāo)點(diǎn)之后，鉆桿的前端部與一個(gè)擴(kuò)徑裝置相連接，通過(guò)該擴(kuò)徑裝置，舊管在鉆桿抽回過(guò)程中被破碎或者脹裂，其中，被破壞的舊管的碎塊被徑向擠入周圍的土壤中。同時(shí)新管可以被引入舊管中。通過(guò)將舊管破壞和將舊管的碎塊擠出，新管具有的外徑可以與舊管的外徑相同或者甚至超過(guò)這個(gè)外徑。作為可選方案，還存在在鉆桿的后端部上連接一個(gè)銜接器代替擴(kuò)徑裝置的可能性，該銜接器作用于舊管的后側(cè)端部并將這個(gè)舊管在抽回鉆桿的過(guò)程中從土壤中拉出。通過(guò)這種方式可以避免舊管的碎片殘留在土壤中，這些碎片否則會(huì)由于與周圍的土壤所施加的壓力相結(jié)合的尖棱的破邊之故而損傷新管。水平鉆孔設(shè)備總是具有一個(gè)直線驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)該直線驅(qū)動(dòng)器鉆桿被推進(jìn)進(jìn)入土壤中以及從土壤中被抽回。另外總是設(shè)置有一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器可以使鉆桿(和與之相連接的鉆頭或者擴(kuò)徑頭)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)使鉆頭或者擴(kuò)徑頭旋轉(zhuǎn)可以提高在土壤中的推進(jìn)。另外，在大部分可控的水平鉆孔設(shè)備中為了能夠操縱鉆頭進(jìn)入所期望的鉆孔方向，鉆頭的旋轉(zhuǎn)是必要的。這樣的水平鉆孔設(shè)備的鉆頭具有一個(gè)被構(gòu)造成非對(duì)稱的(例如成斜面的)鉆頭前端，該鉆頭前端在該鉆頭穿過(guò)土壤的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)致鉆頭側(cè)偏。如果鉆頭在土壤中被推進(jìn)的同時(shí)被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)的話，由于側(cè)偏在旋轉(zhuǎn)中得到平衡，所以鉆頭的非對(duì)稱的構(gòu)造對(duì)直線鉆孔過(guò)程沒(méi)有影響。與此相反如果鉆頭停止旋轉(zhuǎn)并且這個(gè)鉆頭僅僅移動(dòng)地-必要的情況下通過(guò)被整合在鉆頭內(nèi)或者鉆架內(nèi)的撞擊裝置所施加的撞擊-被推進(jìn)的話，鉆頭的非對(duì)稱構(gòu)造形式導(dǎo)致(恒定不變的)側(cè)偏。因此得到一個(gè)弧形的鉆孔走向以及結(jié)果是鉆孔方向的改變。僅僅被設(shè)計(jì)用于更換已經(jīng)被鋪設(shè)在土壤中的舊管的水平鉆孔設(shè)備通常不具有附加的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。設(shè)置有在地表面定位用的鉆架的水平鉆孔設(shè)備通常僅僅適合于在市區(qū)以外的地區(qū)使用，因?yàn)檫@些水平鉆孔設(shè)備由于達(dá)到所期望的鉆孔深度所需的輔鉆距離(Anbohrweg)之故不得不定位在到應(yīng)該在土壤中鉆挖孔或者插入新管道或者已經(jīng)存在的舊管道應(yīng)該被更換的區(qū)域有時(shí)具有很大距離的地方。通常在布滿建筑的市區(qū)內(nèi)不具備相應(yīng)的位置情況。這種水平鉆孔設(shè)備的另一個(gè)缺點(diǎn)在于這些-總是被構(gòu)造成自行走鉆架的-水平鉆孔設(shè)備造成明顯的地面損傷，這些地面損傷必須用相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)支出被重新修復(fù)。由于這些缺點(diǎn)，在布滿建筑的市區(qū)內(nèi)的無(wú)溝管道施工就被大大地局限在舊管的無(wú)溝更換上，因?yàn)榕f管始終在已經(jīng)存在的地下空間(特別是公共供應(yīng)井和地下室)之間延伸，這些空間可以用于水平鉆孔設(shè)備的定位。以這樣的方式可以大大地避免挖土作業(yè)以及因此導(dǎo)致的地面損傷。為此而開(kāi)發(fā)了尺寸被如下確定的水平鉆孔設(shè)備它們可以被定位在管道系統(tǒng)的公共供應(yīng)井中。由于新的供應(yīng)管道通常不應(yīng)該沿已有的供應(yīng)輸送道(Versorgungsstrasse)鋪設(shè)，那么通常不會(huì)使用這種水平鉆孔設(shè)備進(jìn)行供應(yīng)管道的全新鋪設(shè)。由DE 196 33 934 Al已知一種水平鉆孔設(shè)備，該水平鉆孔設(shè)備被設(shè)計(jì)用于具有約70cmX40cm的矩形橫截面和約Im至I. 5m深度的小基坑中。這種水平鉆孔設(shè)備包括一個(gè)框架，該框架的尺寸大約與基坑的橫截面尺寸相同并且被向下放入基坑中。其中框架的一部分超出基坑的上邊緣伸出。在框架位于基坑內(nèi)的部段中設(shè)置有一個(gè)組合式線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)該線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器由單體的鉆桿節(jié)段相互旋接的鉆桿被推進(jìn)進(jìn)入土壤中。一個(gè)接一個(gè)地被旋接在已經(jīng)鉆入的鉆桿的后端部上的鉆桿節(jié)段通過(guò)一個(gè)鉆桿提升器被輸送給線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，該鉆桿提升器將這些鉆桿節(jié)段從被布置在框架在基坑邊緣之上延伸的部段中的鉆桿庫(kù)運(yùn)送到線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。由DE 196 33 934 Al已知的水平鉆孔設(shè)備可以從任意的起始位置開(kāi)始在土壤中鉆孔。由于水平鉆孔設(shè)備的定位僅僅需要一個(gè)比較小的基坑以及該水平鉆孔設(shè)備由于結(jié)構(gòu)緊湊另外可以相當(dāng)容易地被運(yùn)輸，所以其使用導(dǎo)致比較小的地面損傷。然而由DE 196 33 934 Al已知的水平鉆孔設(shè)備中的缺點(diǎn)是為了這個(gè)水平鉆孔設(shè)備而需要挖掘的基坑的精確定向是必不可少的，因?yàn)橐运姐@孔設(shè)備為出發(fā)點(diǎn)被開(kāi)始鉆挖的孔的方向基本上垂直于基坑的兩個(gè)窄側(cè)。另外，使用DE 196 33 934 Al的水平鉆孔設(shè)備以基坑為出發(fā)點(diǎn)只能沿相反的方向鉆挖兩個(gè)孔，即沿垂直于基坑的兩個(gè)窄側(cè)的兩個(gè)方向。為了在所述兩個(gè)方向鉆孔，必須將整個(gè)水平鉆孔設(shè)備從基坑中取出，圍繞豎軸旋轉(zhuǎn)180°和然后重新放入基坑中。

發(fā)明內(nèi)容
以現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，本發(fā)明的目的是，提供一種改良的水平鉆孔設(shè)備。此外應(yīng)該提供一種用于在土壤中加設(shè)鉆孔的改良的方法。特別是應(yīng)該提供一種方法和一種相應(yīng)的水平鉆孔設(shè)備，該方法/該水平鉆孔設(shè)備能夠以比較小的基坑為出發(fā)點(diǎn)在土壤中靈活地鉆挖水平孔。這個(gè)目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求I和4的主題內(nèi)容得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的方法或者本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備的有益的發(fā)展設(shè)計(jì)是各自的從屬權(quán)利要求的主題內(nèi)容并且得自下文對(duì)本發(fā)明的描述。本發(fā)明的基本構(gòu)思在于設(shè)定一種具有圓形橫截面的水平鉆孔設(shè)備，并且將這個(gè)水平鉆孔設(shè)備裝入一個(gè)基坑，該基坑同樣具有優(yōu)選直徑大約相同的圓形橫截面。通過(guò)基坑以及被布置在其中的水平鉆孔設(shè)備的優(yōu)選圓筒狀的形狀，水平鉆孔設(shè)備可以在基坑中圍繞豎軸旋轉(zhuǎn)并且這樣以簡(jiǎn)單的方式被精確地定向在所期望的鉆孔方向內(nèi)。水平鉆孔設(shè)備不必從基坑中被取出。由于圓形橫截面之故因此對(duì)土壤中的基坑的定向沒(méi)有特別的要求。由于基坑以及水平鉆孔設(shè)備位于該基坑之內(nèi)的部段分別具有直徑幾乎相同的圓形橫截面，需要被挖掘的基坑的體積可以被減小到所需的最小程度。另外，由于水平鉆孔設(shè)備的圓筒狀的形狀以及將該水平鉆孔設(shè)備圍住的基坑壁的圓筒狀的形狀可以實(shí)現(xiàn)水平鉆孔設(shè)備在基坑內(nèi)的特別大面積的支承并且這一點(diǎn)獨(dú)立于水平鉆孔設(shè)備在基坑中的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)定向調(diào)整。本發(fā)明的用于在土壤中制成水平孔的方法因此具有下列步驟-制出橫截面為圓形的基坑；-將水平鉆孔設(shè)備沉入基坑中，其中，地鉆設(shè)備至少在該地鉆設(shè)備沉入基坑中之后被布置于基坑里面的部段中部分地具有優(yōu)選直徑接近相同的、同樣圓形的橫截面；-通過(guò)使用地鉆設(shè)備而制出水平孔。在這種情況下可以通過(guò)任意已知的方式方法制出水平孔，就是說(shuō)特別是通過(guò)推進(jìn)鉆桿或者抽回鉆桿，在該鉆桿的前端可以布置鉆頭或者擴(kuò)徑裝置，通過(guò)這種方式例如要么在土壤中鉆挖一個(gè)(導(dǎo))孔，現(xiàn)存的舊管道被破壞和/或被新管道替換，要么在孔中引入新管道。應(yīng)該指出的是根據(jù)本發(fā)明，所說(shuō)“制成”或者“在土壤中制出水平孔”是指全部開(kāi)頭所提到的無(wú)溝管道整建的方法，因此不只是指制出(導(dǎo))孔本身，而是還指孔的擴(kuò)徑、將新管道引入孔中以及舊管道的脹裂或者抽出。本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備，特別是在本發(fā)明的方法中使用的水平鉆孔設(shè)備具有至少一個(gè)直線驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)鉆桿，該鉆桿可以由所述直線驅(qū)動(dòng)器推進(jìn)進(jìn)入土壤中或者從土壤中被抽出。根據(jù)本發(fā)明附加地設(shè)置有一個(gè)殼體，該殼體幾乎或者完全包圍所述直線驅(qū)動(dòng)器，并且該殼體在至少是其在水平鉆孔設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下、即當(dāng)直線驅(qū)動(dòng)器將鉆桿推進(jìn)進(jìn)入土壤中或者從這個(gè)土壤中抽出時(shí)被布置于基坑內(nèi)部的那個(gè)部段(坑段)中至少部分地具有圓形的部段，并且特別是構(gòu)造成圓筒狀的。水平鉆孔設(shè)備的殼體的尺寸優(yōu)選被如下確定這個(gè)殼體至少在坑段內(nèi)決定水平鉆孔設(shè)備的外部尺寸。其中根據(jù)本發(fā)明應(yīng)該理解為殼體將水平鉆孔設(shè)備的其余的構(gòu)件、如特別是直線驅(qū)動(dòng)器以及必要時(shí)存在的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器包圍住，并且被確定為貼靠在基坑壁上以便在土壤中支承由水平鉆孔設(shè)備施加的力。這樣的殼體可以被構(gòu)造成開(kāi)放式的或者封閉式的。開(kāi)放式的殼體例如可以由支架或者桁架構(gòu)成。通過(guò)本發(fā)明的方法也可以從尺寸很小的和特別是操作人員為了操縱水平鉆孔設(shè)備無(wú)法容身的基坑開(kāi)始以簡(jiǎn)單的方式制成水平孔。本發(fā)明的方法特別適合于從直徑最大為約80cm以及特別是約為60cm或者還要小的基坑開(kāi)始在土壤中制成水平孔。約60cm的直徑可以作為好的折衷方案，因?yàn)槭紫然拥某叽绫容^小和因此地面損傷保持在不大的范圍內(nèi)，然而同時(shí)在水平鉆孔設(shè)備的殼體中仍然保持有足夠的空間用于布置足夠功率的直線驅(qū)動(dòng)器和/或旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。在基坑的直徑大于85cm的情況下，具有圓形橫截面的基坑的制作費(fèi)用會(huì)變得如此之大，以至于本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)無(wú)法抵消該費(fèi)用。借助常規(guī)的挖掘機(jī)或者人工挖掘不可能或者只有在費(fèi)用高的條件下才能制成具有圓形橫截面的基坑。而這一點(diǎn)特別是對(duì)于根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選設(shè)置的、直徑最大達(dá)到約60cm的小基坑來(lái)說(shuō)更是如此。因此在本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方式中可以規(guī)定通過(guò)將表面蓋層(如果有的話)，諸如柏油路面或者浙青路面利用常規(guī)冠狀鉆頭鉆開(kāi)和借助常規(guī)抽吸式鉆機(jī)將其下面的土壤抽出而制成基坑。利用這個(gè)方法可以比較簡(jiǎn)單地(或多或少幾何形狀精確地)在土壤中鉆挖圓筒狀的孔。優(yōu)選規(guī)定本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備的坑段中的殼體構(gòu)成一個(gè)基本上封閉的罩。通過(guò)這種方式可以大大地防止土壤從坑壁掉入殼體的內(nèi)部和弄臟被布置在那里的功能元件，如特別是直線驅(qū)動(dòng)器和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器等。此外通過(guò)基本上封閉的罩可以獲得一個(gè)大的支承面，通過(guò)這種方式可以提高水平鉆孔設(shè)備在基坑內(nèi)的穩(wěn)定性。所說(shuō)“基本上封閉的罩”是指這樣一個(gè)罩，該罩覆蓋住殼體的相應(yīng)部段的絕大部分和特別是僅僅具有鉆孔設(shè)備的功能所需的空隙或者開(kāi)口。一個(gè)這樣的空隙或者開(kāi)口例如對(duì)于鉆桿的通過(guò)來(lái)說(shuō)是必不可少的。為了改善水平鉆孔設(shè)備在基坑內(nèi)的定位和支承，另外可以規(guī)定設(shè)置至少一個(gè)支承元件，該支承元件-越過(guò)殼體的外周往外-可以徑向向外移動(dòng)，以保證水平鉆孔設(shè)備盡可能無(wú)間隙地支承在基坑壁上。支承元件因此可以從一個(gè)該支承元件在由殼體限定的尺寸內(nèi)被布置在其中的、縮回的位置起徑向向外移動(dòng)，以便將水平鉆孔設(shè)備可靠地定位在基坑中。特別優(yōu)選設(shè)置有多于一個(gè)的支承元件并且特別是至少兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或者五個(gè)支承元件，這些支承元件以規(guī)定的、優(yōu)選均勻的間距彼此間隔地布置和另外優(yōu)選能夠獨(dú)立伸出。通過(guò)數(shù)個(gè)支承元件的獨(dú)立伸出，本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備不僅能夠可靠地支承在基坑內(nèi)，而且同時(shí)還能夠在其位置中被定向(殼體縱軸線定向；與在運(yùn)行中水平鉆孔設(shè)備的豎軸相同)。在一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中可以規(guī)定支承元件具有一個(gè)支承板，該支承板構(gòu)成罩的一部分。通過(guò)這種方式首先可以達(dá)到當(dāng)支承元件或者這些支承元件被定位在縮回的位置中時(shí)，水平鉆孔設(shè)備在相應(yīng)的部段中構(gòu)成一個(gè)基本上封閉的圓筒狀的罩；其次支承板作為罩的一部分具有弧形的形狀，該形狀在其半徑方面與弧形的基坑壁的半徑相似，這樣當(dāng)支承元件徑向伸出時(shí)，可以獲得均勻和可靠的支承。此外可以規(guī)定本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備具有一個(gè)在運(yùn)行狀態(tài)中位于基坑上方的部段(表面部段)。在水平鉆孔設(shè)備的這個(gè)部段中可以設(shè)置特別是操作人員為了操縱水平鉆孔設(shè)備應(yīng)該或者必須可以接近的功能元件。水平鉆孔設(shè)備的表面部段此外可以具有支承裝置，通過(guò)該支承裝置水平鉆孔設(shè)備支承在地表面上。因此通過(guò)這個(gè)支承裝置水平鉆孔設(shè)備可以懸掛地支承在基坑內(nèi)。為了能夠使水平鉆孔設(shè)備在基坑中進(jìn)行高度定位，特別優(yōu)選這個(gè)支承裝置被構(gòu)造成可調(diào)節(jié)的。因此能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備(或者該水平鉆孔設(shè)備的坑段)在基坑內(nèi)的簡(jiǎn)單和(因?yàn)榭梢院翢o(wú)問(wèn)題地變化)而靈活的高度定位。另外避免了必須設(shè)置適合支承水平鉆孔設(shè)備的，即平面的和被定向在相對(duì)水平面的正確角度內(nèi)的基坑底部。因此可以降低挖掘基坑的費(fèi)用。由于不僅圓筒狀的基坑而且被相應(yīng)地確定尺寸的水平鉆孔設(shè)備優(yōu)選具有小的直徑，所以會(huì)需要從地表面為被布置在水平鉆孔設(shè)備的坑段內(nèi)的直線驅(qū)動(dòng)器一個(gè)接一個(gè)地供應(yīng)鉆桿節(jié)段，這些鉆桿節(jié)段然后被連接起來(lái)構(gòu)成鉆桿。為此優(yōu)選本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備可以配備一個(gè)鉆桿提升器，該鉆桿提升器在表面部段與坑段之間輸送鉆桿的鉆桿節(jié)段。這可以雙向?qū)嵤?，即?導(dǎo))孔制成過(guò)程中鉆桿節(jié)段先后從表面部段被輸送到水平鉆孔設(shè)備的坑段內(nèi)的直線驅(qū)動(dòng)器，而在從已經(jīng)制成的孔中將鉆桿抽回的過(guò)程中，例如當(dāng)這個(gè)孔被擴(kuò)徑和/或一個(gè)新管道被引入時(shí)，從鉆桿系統(tǒng)上被分離的單體的鉆桿節(jié)段借助鉆桿提升器從直線驅(qū)動(dòng)器被輸送到表面部段，在那里這些鉆桿節(jié)段可以要么被操作人員要么被自動(dòng)鉆桿接收器取出。另外可以優(yōu)選規(guī)定鉆桿提升器具有一個(gè)鉆桿接納機(jī)構(gòu)，鉆桿節(jié)段可以從側(cè)面被插入該鉆桿接納機(jī)構(gòu)中。這樣的鉆桿接納機(jī)構(gòu)可以使操作人員從側(cè)面容易地接近并且同時(shí)負(fù)責(zé)鉆桿節(jié)段(沿著垂直定向的鉆桿提升器)輸送過(guò)程中的穩(wěn)定支承。如果使用至少部分地被構(gòu)造成空心的鉆桿節(jié)段的話，可以優(yōu)選借助一個(gè)接納芯棒實(shí)施鉆桿節(jié)段從鉆桿提升器到直線驅(qū)動(dòng)器的交接，所述接納芯棒被如此地布置，即鉆桿節(jié)段在到達(dá)鉆桿接納機(jī)構(gòu)的目標(biāo)位置之后由鉆桿提升器被直接套裝。鉆桿節(jié)段優(yōu)選具有這樣一個(gè)長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度僅僅盡可能地稍微短于水平鉆孔設(shè)備的坑段內(nèi)的殼體的直徑。通過(guò)使用盡可能長(zhǎng)的鉆桿節(jié)段可以將連接或者分離鉆桿的單體鉆桿節(jié)段所需的費(fèi)用減低到最小程度。而由于空間之故，在鉆桿提升器中在垂直定向的狀態(tài)中輸送比較長(zhǎng)的鉆桿節(jié)段會(huì)是必需的或者是合理的。在這種情況下可以規(guī)定為了能夠使被鉆桿提升器輸送的鉆桿節(jié)段同樣在基本上垂直的定向中被套裝，將接納芯棒構(gòu)造成可轉(zhuǎn)動(dòng)的。在鉆桿節(jié)段被套裝后，接納芯棒然后就可以被偏轉(zhuǎn)進(jìn)入基本上水平的、與鉆孔方向相符的定向中。


下文將參照附圖所示的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。附圖中圖I為本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備的透視圖；圖2為圖I所示的水平鉆孔設(shè)備的第二透視圖；圖3為圖2所示圖例的放大的局部斷面；圖4為圖I至3所示的水平鉆孔設(shè)備的下部部段的透視圖；圖5為在水平鉆孔設(shè)備的其他的運(yùn)行位置中的圖4所示的圖例；圖6為單獨(dú)示出水平鉆孔設(shè)備的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的透視圖；圖7a為單獨(dú)示出位于第一運(yùn)行位置內(nèi)的水平鉆孔設(shè)備的鉆桿接納機(jī)構(gòu)的透視圖；圖7b為單獨(dú)示出位于第一運(yùn)行位置內(nèi)的水平鉆孔設(shè)備的鉆桿接納機(jī)構(gòu)的剖面?zhèn)纫晥D；圖8a為單獨(dú)示出位于第二運(yùn)行位置內(nèi)的水平鉆孔設(shè)備的鉆桿接納機(jī)構(gòu)的透視圖；圖8b為單獨(dú)示出位于第二運(yùn)行位置內(nèi)的水平鉆孔設(shè)備的鉆桿接納機(jī)構(gòu)的剖面?zhèn)纫晥D；圖9a為單獨(dú)示出位于第一運(yùn)行位置內(nèi)的、包括一個(gè)鉆桿節(jié)段在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的傳動(dòng)夾圈的等軸測(cè)視圖；圖9b為在圖9a中所示的傳動(dòng)夾圈與鉆桿節(jié)段的前視圖；圖IOa為單獨(dú)示出位于第二運(yùn)行位置內(nèi)的、包括一個(gè)鉆桿節(jié)段在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的傳動(dòng)夾圈的等軸測(cè)視圖；圖IOb為在圖IOa中所示的傳動(dòng)夾圈與鉆桿節(jié)段的前視圖；和圖11為單獨(dú)示出鉆桿接納機(jī)構(gòu)以及鉆桿提升器的下部部段的等軸測(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出的是本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備I在土壤中鉆挖導(dǎo)孔時(shí)的等軸測(cè)視圖。水平鉆孔設(shè)備包括一個(gè)圓筒狀的殼體2，該殼體部分地被圓筒狀的罩3封閉。在功能上，水平鉆孔設(shè)備I或者水平鉆孔設(shè)備I的殼體2被分成兩個(gè)部段，即一個(gè)被稱為“坑段”的下部部段，該部段位于特意為容納水平鉆孔設(shè)備I而挖掘的基坑4內(nèi)。在水平鉆孔設(shè)備I的坑段中殼體2基本上完全由罩3封閉。這防止了從基坑4的坑壁散落的土壤掉入由殼體2構(gòu)成的空腔內(nèi)，在該空腔內(nèi)有水平鉆孔設(shè)備I的其他的功能元件和特別是一個(gè)組合式線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5。否則掉入空腔內(nèi)的土壤會(huì)弄臟這些功能元件，由此水平鉆孔設(shè)備I會(huì)在功能上受:到損害。在水平鉆孔設(shè)備I的上部部段中，根據(jù)本發(fā)明也被稱為“表面部段”，殼體2被構(gòu)造成部分開(kāi)放的，以便使操作人員能接近在這個(gè)區(qū)域內(nèi)延伸的鉆桿提升器6。水平鉆孔設(shè)備I是被“懸掛地”定位在基坑4內(nèi)，就是說(shuō)這個(gè)水平鉆孔設(shè)備不是支承在基坑4的底部上，而是更確切地說(shuō)通過(guò)總共具有三個(gè)支腿7的支承裝置，所述支腿在水平鉆孔設(shè)備I的表面部段區(qū)域內(nèi)被固定在殼體2的縱梁8上。每個(gè)支腿7可以被固定在各個(gè)縱梁8上的總共五個(gè)不同位置上。通過(guò)這種方式可以對(duì)懸掛在基坑4內(nèi)的水平鉆孔設(shè)備I的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。這個(gè)高度調(diào)節(jié)對(duì)于例如將位于坑段中的線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5定位在對(duì)于在土壤中鉆挖導(dǎo)孔正確的高度上來(lái)說(shuō)是重要的。通過(guò)各一個(gè)橫向螺栓9將支腿7沿縱梁8固定在不同位置上，所述橫向螺栓被插入穿過(guò)各個(gè)支腿7的橫梁10中的通孔以及殼體2的各個(gè)縱梁8的通孔和然后被固定。另外每個(gè)支腿7具有一個(gè)軸支架，該軸支架通過(guò)一個(gè)鉸接部與各個(gè)支腿7的橫梁10相連接。軸支架包括一個(gè)螺桿11，該螺桿在其腳端部具有一個(gè)支腳12。在螺桿11的與支腳12相反的一端設(shè)置有一個(gè)手柄13，通過(guò)該手柄螺桿11可以圍繞其縱軸線旋轉(zhuǎn)，通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)包圍螺桿的軸殼14的縱向移動(dòng)。軸支架用于在已經(jīng)通過(guò)將支腿7固定在殼體2的縱梁8上實(shí)現(xiàn)第一高度定位后，在基坑4內(nèi)對(duì)水平鉆孔設(shè)備I進(jìn)行精調(diào)定向。在圖I中可以看出，基坑4-如同水平鉆孔設(shè)備I的殼體2 —樣-具有一個(gè)(基本上)圓筒狀的外形，而且其內(nèi)徑基本上與水平鉆孔設(shè)備I的殼體2的外徑相同。因此坑段區(qū)域內(nèi)的水平鉆孔設(shè)備I的罩3或多或少地直接貼靠在基坑4的壁上。由于基坑4的內(nèi)徑與殼體2的外徑幾乎相同，不但需挖出的基坑4的尺寸能夠被限制在最小，而且同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)水平鉆孔設(shè)備I在基坑4內(nèi)的盡可能大面積的和均勻的支承。另外，由于基坑4與殼體2的圓形的橫截面之故這個(gè)支承獨(dú)立于相應(yīng)的(圍繞水平鉆孔設(shè)備縱軸線的)旋轉(zhuǎn)定向調(diào)整。通過(guò)利用冠狀鉆頭(未被示出)首先在表面蓋層(浙青頂面)中挖出一道所需(外)直徑的環(huán)形槽，被這樣剝露的片狀浙青蓋被移除并且接著位于其下的土壤被吸入式挖掘機(jī)(未被示出)吸出，基坑4被挖好。為此所使用的吸入式挖掘機(jī)包括一個(gè)同樣具有圓形橫截面的抽吸嘴。為了能夠在基坑4內(nèi)對(duì)被懸掛支承的水平鉆孔設(shè)備I的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而水平鉆孔設(shè)備I的下端部不會(huì)意外地觸及坑底，基坑4被挖得比所需要的稍微深一些。在基坑4挖好之后借助起重機(jī)(未被示出)水平鉆孔設(shè)備I被沉入該基坑4內(nèi)，直到事先已經(jīng)被固定在殼體2的縱梁8上的支腿7與地表面接觸為止。然后借助起重機(jī)水平鉆孔設(shè)備I在基坑內(nèi)還被旋轉(zhuǎn)調(diào)整該水平鉆孔設(shè)備圍繞其縱軸線如此程度地旋轉(zhuǎn)，直到由被布置在水平鉆孔設(shè)備I的坑段中的線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器限定的鉆孔軸線指向所期望的導(dǎo)孔的起始方向?yàn)橹?。然后通過(guò)軸支架還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水平鉆孔設(shè)備I的作業(yè)高度的精調(diào)以及還將水平鉆孔設(shè)備I相對(duì)垂直線的斜度調(diào)整到限度內(nèi)的精調(diào)。由于基坑4的壁-特別是在它由吸入式挖掘機(jī)挖成后-經(jīng)常是形成不整齊的圓筒狀，本發(fā)明的水平鉆孔設(shè)備I在坑段區(qū)域內(nèi)總共具有四個(gè)均勻分布在圓周上的支承元件
15。這些支承元件15包括支承板16，這些支承板在縮回的位置中分別構(gòu)成水平鉆孔設(shè)備I的圓筒狀罩3的一部分。支承板16可以分別借助液壓缸17沿徑向方向向外偏移以便構(gòu)成水平鉆孔設(shè)備I與基坑4的壁的直接接觸，使這個(gè)水平鉆孔設(shè)備可靠地支承在基坑4內(nèi)。在圖3中可以清楚地看到這個(gè)支承元件15的各個(gè)組成構(gòu)件。支承板16中的每一塊都通過(guò)第一鉸接部18與偏移桿19的第一端部相連接，該偏移桿又通過(guò)第二鉸接部21被可旋轉(zhuǎn)地支承在水平鉆孔設(shè)備I的殼體2上。偏移桿19的第二端部與液壓缸17的活塞桿20的頭部相連接。因此液壓缸17的伸出或者收縮導(dǎo)致偏移桿19圍繞鉸接部21的部分轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)這種方式各個(gè)支承板16能夠沿徑向被偏移或者重新縮回。終端止擋22防止了支承板16在液壓缸17收縮時(shí)壓入由殼體的罩限定的內(nèi)部空間中。圖2示出的是整個(gè)水平鉆孔設(shè)備I的與圖I相應(yīng)的視圖，然而在該水平鉆孔設(shè)備中坑段中的罩3的一部分被移除，以便清楚地看清被布置在其中的功能元件。圖3至5以放大圖的形式示出水平鉆孔設(shè)備I的這個(gè)部段的不同視圖?？梢钥吹剑M合式線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5被布置在殼體2內(nèi)的水平鉆孔設(shè)備I的下端部上。這個(gè)線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器用于將由單體的鉆桿節(jié)段23連接而成的鉆桿24旋轉(zhuǎn)地向土壤中推進(jìn)。圖6示出的是與水平鉆孔設(shè)備I的其他元件剝離的線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5的部分剖視圖。直線驅(qū)動(dòng)器由兩個(gè)液壓缸25構(gòu)成。兩個(gè)液壓缸25的活塞桿26完全穿過(guò)各自的缸套27并且以其兩個(gè)端部與水平鉆孔設(shè)備I的殼體2相連接?；钊麠U26分別具有一個(gè)被布置在中心的活塞(未被示出)，該活塞將分別在缸套27與活塞桿26之間構(gòu)成的環(huán)形室分成兩個(gè)工作室，這些工作室分別可以通過(guò)液壓管路66被提供液壓油。與被引入單個(gè)的工作室內(nèi)的液壓油的壓力相關(guān)地實(shí)現(xiàn)各個(gè)缸套27在活塞桿26上朝一個(gè)方向或者朝另一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。其中直線驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)液壓缸25的運(yùn)動(dòng)是同步的。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器被布置在構(gòu)成直線驅(qū)動(dòng)器的液壓缸25的兩個(gè)缸套27之間并且被固定在這些缸套上。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)被法蘭連接在中空傳動(dòng)裝置(Hohlgetriebe) 28上的馬達(dá)29(特別是一個(gè)液壓馬達(dá)或者電動(dòng)機(jī))。馬達(dá)29的驅(qū)動(dòng)軸30與一個(gè)錐齒輪31相連接，該錐齒輪又與一個(gè)齒圈32相嚙合，該齒圈又通過(guò)螺栓連接33與驅(qū)動(dòng)套34相連接。驅(qū)動(dòng)套34通過(guò)兩個(gè)滾動(dòng)軸承35可旋轉(zhuǎn)地被支承在中空傳動(dòng)裝置28的殼體36內(nèi)。因此馬達(dá)29的驅(qū)動(dòng)軸30的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)套34圍繞其縱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)縱軸線基本上與被固定在其內(nèi)的鉆桿24的縱軸線一致并且因此還與鉆孔軸線一致，即與需被加工的導(dǎo)孔的起始方向或者與在基坑4的壁中的導(dǎo)出孔的或者舊管的縱軸線一致?！獋€(gè)傳動(dòng)夾圈37用于將驅(qū)動(dòng)套34的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及由直線驅(qū)動(dòng)器的液壓缸25產(chǎn)生的縱向運(yùn)動(dòng)傳遞給被固定在驅(qū)動(dòng)套34中的鉆桿24,該傳動(dòng)夾圈_在該傳動(dòng)夾圈37內(nèi)的鉆桿24的運(yùn)行位置中-形狀鎖合地固定鉆桿24。傳動(dòng)夾圈37被形狀鎖合地支承在驅(qū)動(dòng)套34內(nèi)并且在磨損時(shí)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方法更換首先將止推環(huán)63從驅(qū)動(dòng)套34內(nèi)側(cè)中的相應(yīng)的槽內(nèi)拆除，然后將定距環(huán)64從驅(qū)動(dòng)套中取出。然后可以將傳動(dòng)夾圈37從驅(qū)動(dòng)套34中毫無(wú)問(wèn)題地取出。圖9a和9b以及IOa和IOb在各兩個(gè)視圖中示出鉆桿24在傳動(dòng)夾圈37中的、對(duì)于水平鉆孔設(shè)備I的運(yùn)行來(lái)說(shuō)重要的兩個(gè)運(yùn)行位置。這兩個(gè)運(yùn)行位置的不同之處在于傳動(dòng)夾圈37圍繞其縱軸線相對(duì)鉆桿24的90°相對(duì)旋轉(zhuǎn)。在圖9a和9b中示出的運(yùn)行位置中鉆桿24被鎖緊在傳動(dòng)夾圈內(nèi)。這個(gè)鎖緊通過(guò)鉆桿24的鉆桿節(jié)段23的特殊圓周表面形狀和傳動(dòng)夾圈37的中心開(kāi)口的與之相匹配的形狀得以實(shí)現(xiàn)。鉆桿24的每個(gè)鉆桿節(jié)段23都具有一個(gè)圓柱狀的基本形狀，該基本形狀具有一個(gè)直徑相對(duì)較小的中間部段38和兩個(gè)直徑相對(duì)較大的終端部段39a、39b。在鉆桿節(jié)段23的終端部段39a、39b中的每一個(gè)中都設(shè)置有兩個(gè)平行的削平面40，通過(guò)這種方式形成一個(gè)具有兩個(gè)平行直面和兩個(gè)相對(duì)的弧形面的橫截面。傳動(dòng)夾圈37構(gòu)成一個(gè)與這個(gè)橫截面相符的通孔，這樣只要傳動(dòng)夾圈37與被導(dǎo)入其中的鉆桿節(jié)段23被彼此布置在圖IOa和IOb所示的旋轉(zhuǎn)定位中，就可以將鉆桿節(jié)段23插入傳動(dòng)夾圈37的通孔內(nèi)并且在其內(nèi)(沿縱向)自由移動(dòng)。為了將鉆桿節(jié)段23鎖緊在傳動(dòng)夾圈37內(nèi)，這個(gè)鉆桿節(jié)段在通孔內(nèi)被如此程度地移動(dòng)，直到被構(gòu)造在鉆桿節(jié)段23的每個(gè)終端部段39a、39b中的兩個(gè)鎖槽41位于傳動(dòng)夾圈37之內(nèi)為止。這些鎖槽能夠使傳動(dòng)夾圈37沿順時(shí)針?lè)较蛳鄬?duì)旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)入在圖9a和9b中示出的運(yùn)行位置(鎖緊位置)。通過(guò)如下方式防止大于90°的旋轉(zhuǎn)兩個(gè)圍繞鉆桿節(jié)段23的縱軸線彼此錯(cuò)開(kāi)180°布置的鎖槽41僅僅在90°的角部段內(nèi)是弧形的并且其后的末端是直線的。因此構(gòu)成兩個(gè)凸塊42，這些凸塊的間距大于傳動(dòng)夾圈37的通孔的狹窄的寬度(與傳動(dòng)夾圈的通孔的兩條直邊的間距相符)。這些凸塊42在圖9a和9b所示的鎖緊位置中擋靠在傳動(dòng)夾圈37的邊上并且因此防止繼續(xù)(沿順時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)。在傳動(dòng)夾圈37中的鉆桿節(jié)段23的鎖緊位置中，(沿鉆桿節(jié)段軸線的縱方向的)縱向力以及(在圖9a至IOb中沿順時(shí)針?lè)较虻?扭矩可以被傳遞到鉆桿節(jié)段或者整個(gè)鉆桿上。為了達(dá)到一個(gè)比終端部段39a、39b小的(確定的)抗彎剛度，每個(gè)鉆桿節(jié)段23的中間部段38具有一個(gè)減小的外徑。通過(guò)這種方式應(yīng)該可以使用可控的斜孔鉆頭。通過(guò)使鉆頭在土壤中換向?qū)崿F(xiàn)部分弧形的鉆孔走向。鉆桿24必須適應(yīng)這個(gè)弧形的鉆孔走向，這產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲應(yīng)力。每個(gè)鉆桿節(jié)段23的直徑減小的和因此與終端部段39a、39b相比彎曲剛性較差的中間部段38有利于使鉆桿節(jié)段23保持整體彎曲剛性差的狀態(tài)，然而同時(shí)使由于螺紋之故特別具有斷裂危險(xiǎn)的終端端部39a、39b保持剛性。
由于組合式線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5被布置在水平鉆孔設(shè)備I的坑段的下部終端上以及由于水平鉆孔設(shè)備I的外部尺寸小(殼體2具有的最大直徑約為60cm)，因此不可能將單體的鉆桿節(jié)段23手動(dòng)地輸送給線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5。更確切地說(shuō)，為此設(shè)置有一個(gè)自動(dòng)鉆桿供給裝置，該鉆桿供給裝置由一個(gè)被布置在線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5的高度上的鉆桿接納機(jī)構(gòu)44以及一個(gè)鉆桿提升器6構(gòu)成。鉆桿接納機(jī)構(gòu)44在圖4和5的總圖中被示出以及在圖7a、7b、8a和8b的圖示中被單獨(dú)示出。鉆桿接納機(jī)構(gòu)44的中心元件是一個(gè)接納芯棒45，該接納芯棒被支承在橋形架46中，該橋形架與兩個(gè)另外的液壓缸48的缸套47相連接。液壓缸48也是指活塞桿49從缸套47的兩側(cè)伸出的液壓缸。兩個(gè)活塞桿49的兩個(gè)自由端部與水平鉆孔設(shè)備I的殼體2相連接，所以通過(guò)液壓缸48利用液壓油的相應(yīng)的負(fù)載缸套47可以在不動(dòng)的活塞桿49上移動(dòng)以及因此鉆桿接納機(jī)構(gòu)44可以沿水平方向移動(dòng)。鉆桿接納機(jī)構(gòu)44的接納芯棒45圍繞一個(gè)水平軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支承在橋形架46內(nèi)，其中可以在一方面圖7a、7b所不的與另一方面圖8a、8b所不的兩個(gè)最終位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)一個(gè)另外的液壓缸50得以實(shí)現(xiàn)，該液壓缸通過(guò)相應(yīng)的液壓接頭65被提供液壓油。在圖7a、7b所示的定向中，接納芯棒45的縱軸線以及被套裝在其上的鉆桿節(jié)段23的縱軸線與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)套34的縱軸線同軸并且因此指向水平鉆孔設(shè)備I的鉆孔方向。在圖8a、8b所示的垂直的和由此相對(duì)圖7a和7b所示的運(yùn)行位置被轉(zhuǎn)動(dòng)90°的定向中，接納芯棒45以及被套裝在其上的鉆桿節(jié)段23被定位在鉆桿提升器6的導(dǎo)軌51內(nèi)。在接納芯棒45的這個(gè)運(yùn)行位置中，鉆桿節(jié)段23可以由鉆桿提升器6被套裝到接納芯棒45上或者從這個(gè)接納芯棒上被取下?？梢?shī)A持一個(gè)鉆桿節(jié)段23的接納滑件52在鉆桿提升器6的導(dǎo)軌51內(nèi)可移動(dòng)地被引導(dǎo)，其中接納滑件52被固定在驅(qū)動(dòng)皮帶53的一段上，該驅(qū)動(dòng)皮帶在導(dǎo)軌51之外且與該導(dǎo)軌平行地走行。驅(qū)動(dòng)皮帶53的上部驅(qū)動(dòng)輪與一個(gè)馬達(dá)(未被示出)相連接以驅(qū)動(dòng)這個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶。一個(gè)下部轉(zhuǎn)向輪54被支承在軸55上，該軸在其兩個(gè)端部上在各一個(gè)螺桿56上和在各一個(gè)槽57中被引導(dǎo)。通過(guò)螺桿56的旋轉(zhuǎn)可以改變下部轉(zhuǎn)向輪54的垂直位置以便張緊驅(qū)動(dòng)皮帶53。借助驅(qū)動(dòng)皮帶53接納滑件52可以在導(dǎo)軌51內(nèi)向上和向下移動(dòng)。通過(guò)這種方式，由操作人員裝到水平鉆孔設(shè)備I的表面部段內(nèi)的裝填站58中的鉆桿節(jié)段23可以被輸送到坑段中的鉆桿接納機(jī)構(gòu)44處-或者正好相反。圖11單獨(dú)圖示出鉆桿接納機(jī)構(gòu)44以及包括接納滑件52在內(nèi)的鉆桿提升器6的下部部分，在接納滑件中固定有一個(gè)鉆桿節(jié)段23。接納滑件52構(gòu)成一個(gè)通孔，鉆桿節(jié)段23在裝填站58的區(qū)域內(nèi)可以由操作人員從側(cè)面裝入該通孔內(nèi)。被裝入的鉆桿節(jié)段23懸掛地被支承在接納滑件52中，就是說(shuō)兩對(duì)凸起59分別構(gòu)成一個(gè)自由空間，該自由空間僅僅比鉆桿節(jié)段23的中間部段38的直徑略微寬一點(diǎn)但是比鉆桿節(jié)段23的終端部段39a、39b的較寬側(cè)窄。其中凸起對(duì)中的一對(duì)嵌入終端部段39a的鎖槽41內(nèi)，而第二凸起對(duì)側(cè)嵌入鉆桿節(jié)段23的中間部段38內(nèi)。通過(guò)接納滑件52的兩個(gè)凸塊對(duì)被固定在其中的鉆桿節(jié)段23被(沿垂直方向和旁側(cè)方向)形狀鎖合地固定。當(dāng)然也可以只使用一個(gè)凸起對(duì)或者也只使用一個(gè)單個(gè)的凸起將鉆桿節(jié)段23固定在接納滑件52內(nèi)。通過(guò)使接納滑件52在鉆桿提升器6的導(dǎo)軌51內(nèi)下降被固定在該接納滑件52中的鉆桿節(jié)段23被套裝到垂直定向的接納芯棒45上(參見(jiàn)圖5 [接納滑件未被示出]和圖8a、8b)。接著接納芯棒轉(zhuǎn)動(dòng)90°進(jìn)入在圖4和7a、7b中所示出的水平運(yùn)行位置，通過(guò)這種方式鉆桿節(jié)段23沿側(cè)向被從接納滑件52內(nèi)旋出。然后接納滑件52可以重新移動(dòng)到裝填站58，這樣就可以裝入另一個(gè)鉆桿節(jié)段23。水平鉆孔設(shè)備I設(shè)計(jì)成可以實(shí)施濕式(噴淋)鉆孔，即鉆孔液通過(guò)鉆桿24被輸送給被布置在鉆桿24前側(cè)的鉆頭43，所述鉆孔液從前側(cè)和旁側(cè)的排出口流出。為了能夠向鉆頭43輸送鉆孔液，鉆桿24的單體鉆桿節(jié)段23被構(gòu)造成貫穿空心的。鉆孔液通過(guò)接納芯棒45被輸送給鉆桿24，該接納芯棒為此同樣被構(gòu)造成幾乎貫穿空心的。僅僅是在后側(cè)端部上，SP在從被套裝的鉆桿節(jié)段23中伸出的端部上這個(gè)接納芯棒借助一個(gè)旋塞被封閉。鉆孔液通過(guò)一根同樣被構(gòu)造成空心的軸被輸送給由空心的接納芯棒45構(gòu)成的內(nèi)部空間，接納芯棒45可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在所述軸上。接納芯棒45的外側(cè)面上的兩個(gè)密封環(huán)防止鉆孔液通過(guò)該接納芯棒45與鉆桿節(jié)段23之間的縫隙泄漏。因此通過(guò)簡(jiǎn)單的方法可以實(shí)現(xiàn)可轉(zhuǎn)動(dòng)的接納芯棒45與鉆孔液源的更加可靠和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的連接。與此相反，在維持接納芯棒的可轉(zhuǎn)動(dòng)性的情況下通過(guò)撓性的輸送軟管實(shí)現(xiàn)與鉆孔液源的連接在結(jié)構(gòu)上更加昂貴，這是因?yàn)闉檫@樣的鉆桿24輸送鉆孔液的高壓需要使用非常耐壓的(druckstabil，壓力穩(wěn)定的)和因此彈性低的輸送軟管，該輸送軟管又將妨礙接納芯棒45的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此為了實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)將需要一個(gè)更大的和更高效能的液壓缸50。使用水平鉆孔設(shè)備制成導(dǎo)孔的流程如下尚在將水平鉆孔設(shè)備I沉入基坑4中之前，在圖I中示出的鉆頭43還要通過(guò)構(gòu)造于殼體2內(nèi)的、鉆桿用的透孔61被插入旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)套34內(nèi)。這是必要的，其原因是由于鉆頭具有用于借助所謂的走行-完成-接收器(Walk-Over-Empfaenger)的測(cè)量定位的內(nèi)藏式發(fā)射器和由此比鉆桿節(jié)段23長(zhǎng)。鉆頭具有一個(gè)(后部)終端部段62，該終端部段就幾何形狀而言與鉆桿節(jié)段23的終端部段39a、39b相同終端部段62具有圓柱狀的基本形狀，該基本形狀在兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上設(shè)置有平行的削平面，在這個(gè)終端部段62中設(shè)置有兩個(gè)弧形的鎖槽，傳動(dòng)夾圈37可以通過(guò)沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90°旋入該鎖槽內(nèi)，通過(guò)這種方式鉆頭43被鎖緊在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器中。在這種情況下旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器位于最后部的位置內(nèi)，在該位置內(nèi)這個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器借助直線驅(qū)動(dòng)器移動(dòng)到距透孔61盡可能遠(yuǎn)的地方。接著水平鉆孔設(shè)備I被沉入基坑4內(nèi)，如已經(jīng)闡述的那樣被定向和支承。然后鉆頭43利用線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5盡可能遠(yuǎn)地鉆入土壤中。由于鉆頭43的長(zhǎng)度之故，直線驅(qū)動(dòng)器分兩個(gè)沖程實(shí)施鉆孔；在第一沖程中傳動(dòng)夾圈37位于兩個(gè)平行的削平面的前部終端上，這樣壓力通過(guò)在那里構(gòu)成的臺(tái)階和扭矩通過(guò)用作扳手面的平行削平面被傳遞。在第一沖程之后直線驅(qū)動(dòng)器向后移動(dòng)，這樣傳動(dòng)夾圈37可以嵌入鎖槽內(nèi)并且鎖緊鉆頭43。然后直線驅(qū)動(dòng)器再次向前移動(dòng)一個(gè)工作沖程，通過(guò)這種方式鉆頭43完全鉆入。然后旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器位于例如在圖4和5中所示出的最前端的位置中。一個(gè)設(shè)置在通孔區(qū)域內(nèi)的鎖叉(未被示出)然后被下移。該鎖叉的叉寬與鉆頭43的兩個(gè)平行的削平面的間距以及兩個(gè)鎖槽的間距相同。事先鉆頭43借助旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器被如此地定向，即終端部段的兩個(gè)削平面被垂直定向，這樣鎖叉可以越過(guò)(在鎖槽前的部段中的)鉆頭43的終端部段，因此借助形狀鎖合的固定暫時(shí)防止鉆頭43旋轉(zhuǎn)。在鉆頭43被推進(jìn)到土壤中的同時(shí)，第一鉆桿節(jié)段23已經(jīng)被操作人員裝入接納滑件52并且通過(guò)鉆桿提升器6的移動(dòng)被套裝到接納芯棒45上。在接納芯棒45以及被套裝在其上的鉆桿節(jié)段23旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)入其水平定向后，鉆桿節(jié)段23位于一個(gè)與已經(jīng)鉆入的鉆頭43盡可能同軸的位置中。然后通過(guò)鉆桿接納機(jī)構(gòu)44的兩個(gè)液壓缸48的移動(dòng)，鉆桿節(jié)段23的前側(cè)的螺紋插頭駛近鉆頭43的后側(cè)的螺紋套座。然后傳動(dòng)夾圈37從鉆頭43的鎖槽中分離并且線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5如此程度地后退，即這個(gè)線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器位于第一鉆桿節(jié)段23的前部終端部段39a的固定的區(qū)域內(nèi)。通過(guò)操縱旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器第一鉆桿節(jié)段23與通過(guò)鎖叉在旋轉(zhuǎn)方向內(nèi)被固定的鉆頭43螺旋連接，其中扭矩通過(guò)平行的削平面被傳遞。由于傳動(dòng)夾圈37還沒(méi)有被鎖緊在鎖槽41內(nèi)，所以鉆桿節(jié)段在螺旋連接過(guò)程中可以沿縱軸方向相對(duì)傳動(dòng)夾圈37移動(dòng)。因此在沒(méi)有費(fèi)事的、由直線驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)那闆r下可以實(shí)現(xiàn)鉆桿節(jié)段23的螺旋連接所需的鉆桿節(jié)段23的縱向移動(dòng)。如此地選擇旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器在螺旋連接過(guò)程中的位置，S卩，前部終端部段39a的鎖槽41在鉆桿節(jié)段23與鉆頭43完全螺旋連接后位于傳動(dòng)夾圈37之內(nèi)，這樣這個(gè)傳動(dòng)夾圈便可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)90°直接地、即在無(wú)需直線驅(qū)動(dòng)器進(jìn)一步移動(dòng)的情況下嵌入鎖槽41中將鉆桿節(jié)段23也沿縱向方向固定。然后鉆孔系統(tǒng)(Bohrstrang)如此程度地鉆挖，直到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器再次到達(dá)其前部終端位置為止。·然后通過(guò)傳動(dòng)夾圈(反向)旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器被解鎖并且借助直線驅(qū)動(dòng)器的液壓缸25如此程度地后退，直到傳動(dòng)夾圈37能夠嵌入第一鉆桿節(jié)段23的后部終端部段39b的鎖槽41內(nèi)為止；在那里傳動(dòng)夾圈37通過(guò)旋轉(zhuǎn)90°被重新鎖緊。然后由鉆頭43和第一鉆桿節(jié)段23構(gòu)成的鉆孔系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)行線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器繼續(xù)向土壤中被推進(jìn)直線驅(qū)動(dòng)器的另一個(gè)工作沖程。一旦旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器到達(dá)其前部的終端位置，鉆桿接納機(jī)構(gòu)44就重新后退到后面的位置中并且接納芯棒45轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入垂直位置，在該位置中這個(gè)接納芯棒可以接收已經(jīng)被操縱人員裝入已經(jīng)移動(dòng)到裝填站58內(nèi)的接納滑件52上的第二鉆桿節(jié)段23。在直線驅(qū)動(dòng)器的工作沖程結(jié)束后，第一鉆桿節(jié)段23的前部終端部段39a的鎖槽41位于鎖叉下方，該鎖叉然后可以下移固定鉆孔系統(tǒng)，而同時(shí)第二鉆桿節(jié)段23被螺旋連接在現(xiàn)有的鉆孔系統(tǒng)上。為此借助鉆桿接納機(jī)構(gòu)44第二鉆桿節(jié)段23駛近第一鉆桿節(jié)段23的后部終端。同時(shí)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器與第一鉆桿節(jié)段23分離并且如此程度地后退，即這個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器能夠作用在第二鉆桿節(jié)段23的前部終端部段39a中的平行的削平面上。然后通過(guò)運(yùn)行線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5第二鉆桿節(jié)段23與第一鉆桿節(jié)段23旋接在一起，其中在旋接完成后傳動(dòng)夾圈37被重新鎖緊在第二鉆桿節(jié)段的前部終端部段39a的鎖槽41中以及鉆孔系統(tǒng)重新鉆挖直到達(dá)到(直線驅(qū)動(dòng)器的)前部終端位置為止。然后通過(guò)傳動(dòng)夾圈37相對(duì)旋轉(zhuǎn)90°，線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5與第二鉆桿節(jié)段23分離并且重新后退，以便將第二鉆桿節(jié)段23鎖緊在后部終端部段39b中和再次將鉆孔系統(tǒng)向土壤中推進(jìn)另一個(gè)工作沖程。與鉆頭43的情況不同，鎖叉始終嵌入在鉆桿節(jié)段23的鎖槽41中，其目的是不僅保證這些鉆桿節(jié)段或者鉆孔系統(tǒng)可以旋轉(zhuǎn)，而且還防止沿縱方向的移動(dòng)。通過(guò)這種方式可以避免由于被擠壓的土壤的彈性逆向變形(Rueckverformung)之故和由于被壓力搗實(shí)或者延展的鉆孔系統(tǒng)之故鉆孔系統(tǒng)違背意愿地產(chǎn)生偏移。其后另外的鉆桿節(jié)段23的接裝和鉆挖都采取同樣的方式和方法。在導(dǎo)孔被鉆好后，可以設(shè)定為了在鉆桿抽回過(guò)程中擴(kuò)大孔徑，用一個(gè)擴(kuò)徑裝置(未被示出)取代鉆頭43。在必要的情況下可以給擴(kuò)徑頭掛上與擴(kuò)徑裝置同時(shí)被拉入孔中的新管(Neurohr)(未被示出)或者其他的輸送管道(未被示出)。在鉆桿24抽回過(guò)程中這是逐步地以每次一個(gè)鉆桿節(jié)段23地被縮短的。按如下的方式和方法實(shí)施這個(gè)過(guò)程。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的傳動(dòng)夾圈37被鎖緊在最后的鉆桿部段23的后部終端部段39b的鎖槽41內(nèi)。通過(guò)直線驅(qū)動(dòng)器的液壓缸25的移動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器被向后移動(dòng)。接著鎖叉下移并且嵌入倒數(shù)第二個(gè)鉆桿節(jié)段23的后部終端部段39b的鎖槽41內(nèi)將該倒數(shù)第二個(gè)鉆桿節(jié)段23固定。然后通過(guò)傳動(dòng)夾圈旋轉(zhuǎn)90°，線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器與鉆桿節(jié)段23分離并且重新向前移動(dòng)直到傳動(dòng)夾圈37能夠嵌入最后的鉆桿節(jié)段23的后部終端部段39a的鎖槽內(nèi)。通過(guò)直線驅(qū)動(dòng)器的另一個(gè)工作沖程鉆桿24從土壤中被如此程度地抽出，即鎖叉能夠在前部終端部段39a中將倒數(shù)第二個(gè)鉆桿節(jié)段23鎖緊。然后通過(guò)沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)套34最后的鉆桿節(jié)段23從倒數(shù)第二個(gè)鉆桿節(jié)段23上被旋下。通過(guò)鉆桿節(jié)段在終端部段區(qū)域內(nèi)的特殊形狀可以傳遞松開(kāi)螺紋連接的扭矩，而無(wú)需傳動(dòng)夾圈37也沿縱軸方向被固定在鎖槽41內(nèi)。因此在鉆桿節(jié)段23按螺距被旋下的過(guò)程中傳動(dòng)夾圈37可以滑過(guò)鉆桿節(jié)段，因此可以避免通過(guò)直線驅(qū)動(dòng)器的長(zhǎng)度補(bǔ)償。同時(shí)為了接收被旋下的最后的鉆桿節(jié)段23鉆桿接納機(jī)構(gòu)44向前移動(dòng)。然后鉆桿接納機(jī)構(gòu)44重新移動(dòng)返回其最后部的位置和線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器5同時(shí)向前移動(dòng)，這樣這個(gè)線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器能夠作用在此后是最后的(以前的倒數(shù)第二個(gè))鉆桿節(jié)段23的后部終端部段39b上。被旋下的鉆桿節(jié)段23然后從驅(qū)動(dòng)套34中被完全移出并且可以通過(guò)接納芯棒45進(jìn)入垂直位置的轉(zhuǎn)動(dòng)被裝入鉆桿提升器6的接納滑件52中。接著接納滑件52可以被向上移動(dòng)到裝填站58，在那里鉆桿節(jié)段可以被操作人員取出。通過(guò)同樣的方式和方法，所有的鉆桿節(jié)段先后與鉆桿分離并從水平鉆孔設(shè)備中被移走。所示水平鉆孔設(shè)備特別適合于應(yīng)用在城內(nèi)地區(qū)以及特別適合于公共供應(yīng)事業(yè)范圍(特別是燃?xì)?、水、電、玻纖等)內(nèi)的住宅接管的建安?？梢糟@挖達(dá)到至少20m長(zhǎng)的孔，這些孔可以用于穿引外徑達(dá)63_的管道或者纜線。
權(quán)利要求
1.用于在土壤中制成水平孔的方法，其包括如下步驟 a.制出橫截面為圓形的基坑(4)； b.將水平鉆孔設(shè)備(I)沉入所述基坑(4)中，其中，所述水平鉆孔設(shè)備(I)至少在該水平鉆孔設(shè)備沉入之后被布置于所述基坑(4)里面的部段中部分地具有圓形的橫截面； c.通過(guò)使用所述水平鉆孔設(shè)備(I)而制出水平孔。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述基坑(4)以<85cm、特別是< 60cm的直徑被制出。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于通過(guò)利用冠狀鉆頭鉆開(kāi)表面蓋層和/或通過(guò)抽出土壤而制得所述基坑(4 )。
4.在如前述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的方法中使用的水平鉆孔設(shè)備，其包括直線驅(qū)動(dòng)器和能夠由所述直線驅(qū)動(dòng)器推進(jìn)進(jìn)入土壤中的鉆桿(24)，其特征在于，設(shè)置一個(gè)包圍所述直線驅(qū)動(dòng)器的殼體(2)，該殼體在至少是其在運(yùn)行狀態(tài)下被布置于基坑(4)內(nèi)部的那個(gè)部段(坑段)中至少部分地構(gòu)造成圓筒狀的。
5.如權(quán)利要求4所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于所述殼體(2)在坑段中構(gòu)成基本上封閉的罩(3)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有至少一個(gè)支承元件(15)，該支承元件為了將水平鉆孔設(shè)備(I)支承在基坑(4)的壁上而能夠越過(guò)殼體(2)的外周徑向移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有至少兩個(gè)以及優(yōu)選三個(gè)、四個(gè)或者五個(gè)支承元件(15)，這些支承元件在殼體(2)的圓周上分布設(shè)置并且能夠單獨(dú)或者成組地移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6和7所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于所述支承元件(15)分別具有一支承板(16)，該支承板構(gòu)成所述罩(3)的一部分。
9.如權(quán)利要求4至8之任一項(xiàng)所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于，所述殼體(2)具有在運(yùn)行狀態(tài)下被布置于基坑(4)上方的部段(表面部段)。
10.如權(quán)利要求4至9之任一項(xiàng)所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有至少一個(gè)用于將所述水平鉆孔設(shè)備(I)支承在地表面上的支承裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于所述支承裝置構(gòu)造成可調(diào)節(jié)的，以使得水平鉆孔設(shè)備(I)能夠在基坑(4)中高度定位。
12.如權(quán)利要求4至11之任一項(xiàng)所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有鉆桿提升器(6),該鉆桿提升器在表面部段與坑段之間輸送鉆桿的鉆桿節(jié)段(23)。
13.如權(quán)利要求12所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于所述鉆桿提升器(6)具有鉆桿接納機(jī)構(gòu)，鉆桿節(jié)段(23)能夠從側(cè)面插入該鉆桿接納機(jī)構(gòu)中。
14.如權(quán)利要求12或13所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于，在所述直線驅(qū)動(dòng)器區(qū)域內(nèi)設(shè)置有接納芯棒(45)，鉆桿節(jié)段(23)能夠由鉆桿提升器(6)套裝到該接納芯棒上。
15.如權(quán)利要求14所述的水平鉆孔設(shè)備，其特征在于所述接納芯棒(45)能夠由基本上垂直的輸送位置偏轉(zhuǎn)進(jìn)入基本上水平的鉆孔位置。
全文摘要
一種用于在土壤中制成水平孔的方法，其具有如下步驟制出橫截面為圓形的基坑；將水平鉆孔設(shè)備沉入所述基坑中，其中，所述水平鉆孔設(shè)備至少在該水平鉆孔設(shè)備沉入之后被布置于所述基坑里面的部段中部分地具有圓形的橫截面；通過(guò)使用所述水平鉆孔設(shè)備而制出水平孔。
文檔編號(hào)E21B7/04GK102985634SQ201180016486
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者E·科赫, S·菲舍爾, A·J·漢澤斯 申請(qǐng)人:Tracto技術(shù)有限責(zé)任兩合公司, 蘇伊士環(huán)能