DE10037320C2 - Verfahren und Vorrichtungen zum Verlegen eines aus einer Anzahl von Rohren bestehenden Rohrstrangs in einer Rinne am Boden eines Gewässers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Verlegen eines aus einer Anzahl von Rohren bestehenden Rohrstrangs im Bett eines Gewässers, wobei die Rohre von einer trockenen Vortriebsstelle ausgehend mittels entsprechender Vortriebsmittel schrittweise über den Boden des Gewässers vorgeschoben und der Rohrstrang durch nacheinander in der Vortriebsstelle an die bereits vorgeschobenen Rohre wasserdicht angefügte Rohre gebildet wird und eine Rinne von einem vor die Rohre gesetzten und mit diesen vorgeschobenen Schneidschuh in den Boden geschnitten wird.

Dieses sogenannte halboffene Verlegen ist bekannt. Dabei wird der Rohrstrang weder auf dem Boden, noch in einem das Gewässer untertunnelnden Tunnel unterhalb des Bodens, sondern im Bett eines Gewässers, und zwar durch schrittweises Vorschieben der nacheinander zusammengesetzten Rohre verlegt. Die Rinne wird dabei mittels eines Baggers ausgehoben, so dass der vor die Rohre gesetzte Schneidschuh nur die "Feinarbeit" beim Rinnenschnitt zu leisten hat. Der Vortrieb erfolgt von einer trockenen Stelle neben dem Gewässer aus, und zwar in der Regel von einer im Uferbereich ausgehobenen sogenannten Pressgrube, in der Vortriebsmittel wie z. B. Hydraulikzylinder angeordnet sind.

Bei den bekannten Verfahren zum Unterwasservortrieb wird der Rohrstrang z. B. permanent mit Druckluft unter Überdruck gesetzt, um so das schneidschuhseitige Eindringen von Wasser zu verhindern. Je nach Wassertiefe sind dazu erhebliche Überdrücke notwendig, so dass ständig die Gefahr von Ausblasungen besteht.

Aus der DE 20 36 953 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verkehrsweges unter Wasser bekannt, bei welchem im Schutz eines wasserdichten Räumschildes ein Abschnitt des Verkehrsweges unter Wasser gebaut wird, worauf der Räumschild ein Stück vorgeschoben und der nächste Abschnitt gebaut wird. Das Vorschieben des Räumschild soll dabei entweder dadurch erfolgen, dass zwischen einem gebauten Abschnitt und dem Räumschild Pressen angeordnet werden, so dass sich der Räumschild gewissermaßen an dem gebauten Abschnitt abdrückt, oder durch einen im Verkehrsweg angelegten Überdruck, wobei dann der Räumschild mit Halteseilen an dem Verkehrsweg befestigt wird und die Halteseile langsam nachgelassen werden. Da auch beim Erstellen des Verkehrsweges jeder fertiggestellte Abschnitt ruht, wird der Räumschild dabei jedoch nicht wie ein Schneidschuh von einem zu verlegenden, sich selbst über den Boden bewegenden Rohrstang vorgeschoben.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum halboffenen Verlegen eines aus einer Anzahl von Rohren bestehenden Rohrstrangs und bei dem Verfahren vorteilhaft verwendbare Vorrichtungen anzugeben, welche das risikobehaftete Anlegen eines Überdrucks in dem Rohrstrang beim Verlegen überflüssig machen.

Die Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei welchem der Schneidschuh gegen die Rohre derart abgeschottet wird, dass kein Wasser in die vorgeschobenen Rohre eindringen kann und der Boden vor dem Schneidschuh mittels eines Baggers partiell ausgehoben wird.

Das Verfahren hat den großen Vorteil, dass der gesamte Rohrstrang ein geschlossenes und somit wasserundurchlässiges System bildet, ohne dass ein Überdruck angelegt werden müßte. Hier darf man jedoch wasserundurchlässig nicht mit wasserdicht verwechseln, da kleine Mengen Wasser eindringen werden, diese aber durch den bereits vorgepressten Rohrstrang abfließen können.

Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Verlegung von Stahlbetonrohren.

Bei dieser Durchführungsform des Verfahrens wird der Boden vor dem Schneidschuh mittels eines Baggers partiell ausgehoben, wodurch der Schneidschuh entlastet und der zum Vortrieb der Rohre aufzubringende Druck verringert werden kann. Zweckmäßigerweise wird dabei der Boden vor dem Schneidschuh erst kurz bevor der Schneidschuh über die entsprechenden Bodenbereiche bewegt wird, ausgehoben, um zu verhindern, dass sich die Entlastungsbaggerung durch in dem Gewässer im Regelfall vorhandene Strömungen wieder mit losem Bodenmaterial füllt.

Da das Verfahren so durchgeführt wird, dass der Boden vor dem Schneidschuh nur soweit ausgehoben wird, dass die Unterkante des Schneidschuhs beim Vorschieben noch Bodenkontakt hat, ist vorteilhaft gewährleistet, dass der Rohrstrang gut durch die vom Schneidschuh freigeschnittene Rinne abgestützt wird.

Bei einer besonders bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Relativposition von Schneidschuh und Bagger automatisch ermittelt wird. Dies ermöglicht es erstmals, den z. B. auf einem Ponton stehenden Bagger exakt zu positionieren und nur an den tatsächlich gewünschten Stellen Boden auszuheben. Bislang wird nämlich großflächig eine breite Rinne ausgehoben, so dass nachteilig auch mehr Boden abzutransportieren ist und mehr Energie und Zeit als an sich notwendig für die Aushebung verwandt wird.

Je nach Art und Umfang der zu verlegenden Rohre und der Strömungsstärke des Gewässers kann es nötig sein, den bereits unter Wasser verlegten Rohrstrang durch Auflegen eines oder mehrerer Gewichtselemente für die Dauer des Verlegeprozesses zu belasten und die Auftriebssicherheit zu gewährleisten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Durchführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, in welcher

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Flusses, in dessen Bett ein aus einer Anzahl von Rohren bestehender Rohrstrang mittels eines schrittweise vorgetriebenen Schneidschuhs und eines den Bereich vor dem Schneidschuh zumindest partiell aushebenden Baggers verlegt wird,

Fig. 2 den durch den Kreis II in Fig. 1 markierten ersten Detailausschnitt aus Fig. 1 im vergrößerten Maßstab, nämlich einen Bereich in der Pressgrube, und

Fig. 3 den durch den Kreis III in Fig. 1 markierten zweiten Detailausschnitt aus Fig. 1 im vergrößerten Maßstab, nämlich einen Bereich um den Schneidkopf zeigen.

In den Fig. 1 bis 3 wird das erfindungsgemäße halboffene Vortriebsverfahren am Beispiel der Verlegung eines aus einer Anzahl von Rohren 10 gebildeten Rohrstrangs schematisch dargestellt, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige Rohre mit Bezugszeichen versehen wurden.

Der Rohrstrang soll im Flußbett 12 des Flusses 14 von einer an einem Ufer ausgehobenen (auch Einlauf genannten) Pressgrube 16 zu einer am gegenüberliegenden Ufer ausgehobenen (auch Auslauf genannten) Bergegrube 18 verlegt werden. Dazu werden in der Pressgrube 16 eine Widerlagerplatte 20, ein Hydraulikzylinder 22, ein Druckring 24 und ein Steuerstand 26 angeordnet, die zusammen mit einem hier außerhalb der Pressgrube 16 vorgesehen Hydraulikpumpenaggregat 28 eine Vortriebseinrichtung bilden, mittels welcher ein Schneidschuh 30 zunächst durch das Ufer und dann über den Boden vorgetrieben werden kann.

Der Schneidschuh 30 sitzt auf einem Arbeitsrohr 32, mittels welchem der Schneidschuh bewegt werden kann. Am Schneidschuh 30 ist ein Abschottelement 34 zum Abschotten des Schneidschuhs gegen die Rohre 10 derart vorgesehen, dass kein Wasser in die vorgeschobenen Rohre eindringen kann.

Das Flußbett vor dem Schneidschuh wird mittels eines hier auf einem Ponton 36 schwimmenden Baggers 38 kurz bevor sich der Schneidschuh über den Boden bewegt entfernt, und zwar immer nur entlang eines kurzen Stücks, so dass der Aushubraum auch bei stark strömenden Gewässern nicht zugeschwemmt wird, bevor der Schneidschuh die entsprechende Bodenstelle passiert hat. Die Tiefe des Aushubes wird zweckmäßigerweise so gewählt, dass die Unterkante des Schneidschuhs jedenfalls noch Bodenkontakt hat und selbst satt auf dem Boden aufruht und auch die nachfolgende Rohrkonstruktion festen Halt nach unten findet.

Der Bagger 38 verfügt im Bereich seiner Schaufel über Mittel 40 zur automatischen Bestimmung der Relativposition von Schneidschuh und Baggerschaufel, mittels welcher eine gezielte Steuerung des Aushubs möglich wird.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich zum Beispiel auf die Mittel zur Bestimmung der Relativposition von Schneidschuh und Baggerschaufel beziehen. So können die Mittel z. B. eine Ultraschall-Sender- Empfängereinheit und/oder eine CCD-Kamera umfassen und die Relativposition auf einer entsprechenden Ausgabeeinheit wiedergeben, aber auch Teil eines halb- oder vollautomatischen Positionier- und Steuersystems sein, das Bagger und Ponton automatisch positioniert und ggf. steuert.

Claims (11)

1. Verfahren zum Verlegen eines aus einer Anzahl von Rohren bestehenden Rohrstrangs im Bett eines Gewässers, wobei die Rohre von einer trockenen Vortriebsstelle ausgehend mittels entsprechender Vortriebsmittel schrittweise über den Boden des Gewässers vorgeschoben und der Rohrstrang durch nacheinander in der Vortriebsstelle an die bereits vorgeschobenen Rohre wasserdicht angefügte Rohre gebildet wird und wobei eine Rinne von einem vor die Rohre gesetzten und mit diesen vorgeschobenen Schneidschuh in den Boden geschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidschuh gegen die Rohre derart abgeschottet wird, dass kein Wasser in die vorgeschobenen Rohre eindringen kann und der Boden vor dem Schneidschuh mittels eines Baggers partiell ausgehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden vor dem Schneidschuh erst kurz bevor der Schneidschuh über die entsprechenden Bodenbereiche bewegt wird ausgehoben wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden vor dem Schneidschuh nur soweit ausgehoben wird, dass die Unterkante des Schneidschuhs beim Vorschieben noch Bodenkontakt hat.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativposition von Schneidschuh und Bagger automatisch ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bereits unter Wasser verlegte Rohrstrang durch Auflegen eines oder mehrerer Gewichtselemente belastet wird.

6. Vorrichtung zum Verlegen eines aus einer Anzahl von Rohren (10) bestehenden Rohrstrangs im Bett (12) eines Gewässers (14), umfassend eine Vortriebseinrichtung, einen Schneidschuh (30) und ein Arbeitsrohr (32), gekennzeichnet durch ein Abschottelement (34) zum Abschotten des Schneidschuhs derart, dass kein Wasser in die vorgeschobenen Rohre eindringen kann, und einen Bagger (38) zum Entfernen des Bodens bevor der Schneidschuh sich über den Boden bewegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (40) zur automatischen Bestimmung der Relativposition von Schneidschuh und Baggerschaufel vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bestimmung der Relativposition von Schneidschuh und Baggerschaufel eine Sender-Empfängereinheit umfassen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewichtselement zur Belastung eines unter Wasser befindlichen Rohres vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtselement eine zu der der Wasseroberfläche zugewandten Oberseite des zu belastenden Rohres zumindest partiell komplementäre Außenseite aufweist.

11. Rohrstrang aus unter Wasser verlegten Rohren, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 verlegt wurden.