DE102013109216A1

DE102013109216A1 - Kolkschutzmatte

Info

Publication number: DE102013109216A1
Application number: DE201310109216
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Tutsch Markus De
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: DE102013109216B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolkschutzmatte zum Verhindern von Unterspülungen und Ausspülungen von im Boden eines Gewässers verankerten Vorrichtungen zur Gründung von Buhnen und zur Ufersicherung an Wasserstraßen sowie Dämmen, wobei die Kolkschutzmatte eine mehrlagige flexible textile Matte mit einem Basaltfaseranteil von mehr als 50% ist und eine offene Porenstruktur aufweist, die das Durchdringen von Wasser erlaubt, Sand jedoch zurückhält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolkschutzmatte zum Verhindern von Unterspülung und Ausspülungen von im Boden eines Gewässers verankerten Vorrichtungen zur Gründung von Buhnen und zur Ufersicherung an Wasserstraßen sowie Dämmen.
Kolkschutzmatten werden überall dort in Gewässern eingesetzt, wo durch wechselnde Strömungsverhältnisse oder geleitete Strömungen im Boden des Gewässers, z. B. in einem Meeresboden oder einem Flussboden, verankerte Gegenstände durch Aus- und Hinterspülung freigelegt oder sogar verschoben werden können. Die durch die Aus- und Unterspülung bedingten Bodendellen werden als sogenannte Kolkung bezeichnet. Diese kann, je nach Strömung, mehrere Meter Tiefe erreichen. Durch die Kolkung ist die Stabilität des verankerten Bauwerks gefährdet. Solche Kolkungen treten aber auch bei Sperrwerken und in angelegten Uferbefestigungen auf, z. B. auch in Kanälen, die von Schiffen befahren werden.
Zur Verhinderung solcher Kolkungen ist es bekannt, Kolkschutzmatten einzusetzen, damit die wasserbauliche Einrichtung nicht freigespült oder durch Saug- und Druckeffekte von Schiffschrauben freigelegt werden kann. Die Kolkschutzmatte, z. B. eine aus Gummi gefertigte, wird auf den zu schützenden Boden gelegt und liegt an dem Verlauf des Meeresbodens oder der Uferböschung an und verhindert, dass der Sand, der die Vorrichtung oder die verlegten Steine oder das verankerte Fundament z. B. einer Offshore-Windanlage umgibt, fortgespült wird. Wenn eine solche Windanlage auf Pfeilern aufgesetzt ist, wird die Freilegung solcher Pfeiler verhindert, wodurch eine hohe Standfestigkeit der in den Boden verankerten Pfeiler gegeben ist. Die Fundamente werden also nicht freigespült und die Bildung von Kolken, nämlich Bodenvertiefungen, wird verhindert.
Anstelle von Schutzmatten ist es auch bekannt, einen Kolkschutz aus Steinen und Sand in Geotextilcontainern aufzubauen, um die Anlage gegen die Sandausspülung der Meeresströmung zu schützen. Dadurch kann der Kolk an den Rand des Kolkschutzes verlegt werden, wird aber nicht gänzlich vermieden. Ferner wird ein Kolkschutz durch das Versenken von Steinen um die zu schützende Einrichtung herum direkt erfolgen. Diese Steine können durch die Strömung aber auch unterspült werden, so dass Nachschüttungen unerlässlich sind.
Die bekannten Kolkschutzmatten bestehen z. B. aus Gewebegurten, die für die rauen Bedingungen z. B. unter Salzwasser ausgelegt worden sind. Sie besitzen beispielsweise eine Dicke von 12 mm bis 15 mm. Der Außendurchmesser kann ca. 11 m bis ca. 52 m und die Randgewichte 100 kg/m² können bis 200 kg/m² betragen. Auch weisen manche Kolkschutzmatten profilierte Oberflächen zur Sandanlagerung auf. Der Vorteil solcher Kolkschutzmatten liegt darin, dass sie zu 100% rückbaubar sind, eine geringe Gründungstiefe besitzen und keiner jährlichen Nachbesserung bedürfen. Durch die langlebige Einzelelementenstruktur wird auch ein stabiler Zustand um das Fundamten herum erzeugt, damit sich im Nahbereich der Gründung neue Lebensformen ansiedeln können. Die Kolkschutzmatte kann dabei an den Rändern von Gewichten nach unten in den Meeresboden gezogen werden.
Weiterhin gibt es Kolkschutzmatten, die aus schwerem Verbundstoff hergestellt sind. Diese können ca. 1100 kg/m² schwer sein. Sie werden mit seitlichen Überlappungen von z. B. 0,5 m verlegt und schützen die Vorrichtungsflanken durch eine flexible Ausführung. Der Verbundstoff kann aus einem Trägergewebe, einer Sedimentationsschicht und einem Filter bestehen.
In der DE 10 2010 032 259 B4 ist eine Kolkschutzmatte beschrieben, die über den Schaft bzw. die Pfeiler oder Säule einer Offshore-Anlage nach unten geschoben wird. Die Kolkschutzmatte erstreckt sich über den Umfang des Fundamentkörpers hinaus und ist mit Gewichten beschwert. Die Kolkschutzmatte kann dabei komplett vorgefertigt sein und mit einem gummiartigen Lager, einer Verstärkung oder Armierung in Form von Gittergeflechten oder dergleichen aus Stahl versehen sein. Die Matte nimmt eine solche Lage ein, dass sie durch ihr Gewicht nur geringfügig in den Meeresboden einsinkt. Die Matten können auch mit Erzgranulat beschwerte Geotextilmatten sein oder aus Gummi bestehen.
Es ist bekannt, Geotextilien für die Verbesserung und wirtschaftlichere Gestaltung von sogenannten Klärwerken, z. B. Buhnen und Lahnungen, im Küstenschutz einzusetzen. Dabei werden zur Gründung von Buhnen Geotextilien als Sinkstücke ins Wasser gezogen und an die Einbaustelle geschleppt und durch Schüttsteinbewurf an der Einbaustelle abgesenkt. Zur Sicherstellung der Filterwirksamkeit können Verbundstoffe aus Geweben mit Schlaufen zur Anbindung von verschiedenen Bündeln und mechanisch verfestigten Vliesstoffen eingesetzt werden. Die erforderliche Zugfestigkeit der Gewebe richtet sich nach der Beanspruchung. Üblicherweise werden Polypropylenbändchengewebe mit Zugfestigkeiten von 200 kN/m mit einem Gewicht von 750 g/m², kombiniert mit mechanisch verfestigten Vliesstoffen von mindestens 4,5 mm Dicke und einem Gewicht von ca. 600 g/m² eingesetzt. Solche Sinkstücke bilden den Gründungshorizont für den zu schützenden Bodenkörper. Als Gründungshorizont einer Buhne können aber auch schwere Verbundstoffe eingesetzt werden. Diese können beispielsweise 1100 g/m² schwer sein. Mit einer seitlichen Überlappung von ca. 0,5 m werden die Buhnenflanken durch eine flexible Kolkschutzmatte, die aus einem Verbundstoff als Trägergewebe, Sedimentationsschicht und Filterschicht besteht, geschützt. Die flexible Kolkschutzmatte wird durch ein Raster aus Auflastelementen aus Beton gesichert. Die Einsatzgebiete solcher Geotextilien, die als Kolkschutzmatten verwendet werden, sind vielfältig. Sie kommen insbesondere auch zum Einsatz als Fundamentkörperschutz für Windenergieanlagen, die als Offshore-Anlage im Meeresboden verankert sind.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kolkschutzmatte aus einem widerstandsfähigerem Material derart zu fertigen, dass sie wasserdurchlässig ist, eine Filterwirkung entfacht und keine Sandteile durchlässt und hochflexibel ist, so dass eine Bodenanpassung in gewünschter optimaler Weise immer ermöglicht wird. Ein Aufschwimmen der Matte soll durch ein ausreichendes Eigengewicht verhindert werden. Des Weiteren soll auch ein einfaches Verbauen ermöglicht werden.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch Ausgestaltung der Kolkschutzmatte gemäß der Lehre des Anspruches 1, wonach die Kolkschutzmatte eine mehrlagige flexible textile Matte mit einem Basaltfaseranteil von mehr als 50% ist und eine offene Porenstruktur aufweist, die das Durchdringen von Wasser erlaubt, Sand jedoch zurückhält. Dadurch ist der Vorteil gegeben, dass das Wasser problemlos die Matte passieren kann, der Sand des Untergrundes jedoch nicht und liegen bleibt. Die Bodenoberfläche verändert sich nicht.
Durch die Verwendung von monofilen und/oder multifilen Basaltfasern kann eine Anpassung des spezifischen Gewichtes an die Sandlagen und an die Strömungs- und Bodenverhältnisse erfolgen, so dass auch ohne Beschwerung sichergestellt ist, dass die Kolkschutzmatte auf dem Boden ohne zusätzliche Beschwerungsmittel liegen bleibt. Der Basaltfaseranteil kann dabei bis auf 100% erhöht werden. Die Verwendung der Basaltfasern hat darüber hinaus den Vorteil, dass diese nicht verrottbar sind und nach jahrzehntelangem Gebrauch durch Seewasser, also Salzwasser, oder andere ein Flussbett belastende schädliche Abwasserstoffe nicht zersetzt werden. Die gewünschte Filterwirkung bleibt also stets erhalten. Die Matte ist vollständig rückbaubar und kann auch in zermahlenem Zustand wieder als Ausgangsstoff für die Herstellung neuer Fasern verwendet werden.
Durch das hohe Eigengewicht einer aus Basaltfasern gefertigten Kolkschutzmatte ist ein Aufschwimmen derselben nicht gegeben, auch dann nicht, wenn zusätzlich zur Verstärkung und Festigkeit Kunststofffasern, wie Polyamid und Polypropylen, zum Einsatz kommen.
Die Verwendung von Basaltfasern stellt darüber hinaus sicher, dass die Matte dauerhaft beständig gegen Seewasserbewuchs und die Einwirkung von Meerestieren ist und auch von Bakterien nicht zersetzt werden kann. Die Matte kann also dauerhaft im Wasser verbleiben. Dies gilt gleichermaßen auch für Süßwasseruferbefestigungen, insbesondere Kanalufer, die bekanntlich durch wechselnde Strömungsverhältnisse durch die von den Schiffsschrauben verursachten Sog- und Druckeffekte von Schiffen unterspült werden können.
Die elastische Ausführung sorgt dafür, dass die vorhandenen Poren sich selbst reinigen und von Sand befreien können, so dass das Wasser hindurchzudringen vermag, der Sand aber obenseitig aufliegt und durch die Bewegung der Matte selbst auch wieder abgetragen wird.
Die Kolkschutzmatte kann aus Basaltfilamenten, Mono- und Multifilamenten vollständig gefertigt sein oder – wie auch angegeben – durch Kunststofffasern verstärkt werden.
Der äußere Randbereich kann mit einem höheren Flächengewicht als die Restfläche der Kolkschutzmatte ausgelegt sein. Hierzu wird beispielsweise die Kolkschutzmatte mehrlagig im Randbereich ausgeführt. Sie kann dann beispielsweise eine Stärke von 10 mm bis 18 mm besitzen. Die bereits beschriebene Filterwirkung ist dennoch gegeben.
Zur Erhöhung der Stabilität können in die Kolkschutzmatten Edelstahldrähte mit eingearbeitet sein. Die Verwendung der Basalfasern stellt sicher, dass Mikroorganismen die Matte nicht angreifen, jedoch beschweren können.
Grundsätzlich kann die Kolkschutzmatte gewebt, gewirkt, gestrickt oder als Nadelfilzmatte gefertigt zum Einsatz kommen. Im Falle, dass eine Nadelfilzmatte verwendet wird, ist es erforderlich, dass eine Lochstruktur zur Porenbildung eingebracht wird. Diese Poren können durch Nadelrollen eingerollt oder durch Stanzwerkzeug eingestanzt werden.
Des Weiteren hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Kolkschutzmatte mehrlagig auszuführen, also ein Unter- und Obergewebe zu verwenden oder eine untere und obere Strickware oder eine anders gewirkte Ware sowie Schichten aus Nadelfilzen, die miteinander verbunden werden, zu verwenden. Zur Verstärkung kann zwischen zwei Lagen eine Verstärkungslage zwischengefügt sein. Diese Verstärkungslage kann ein Stützgewebe aus monofilen Kunststofffasern oder aus Edelstahlfasern oder ein Edelstahldrahtgitter sein.
Das Flächengewicht einer Kolkschutzmatte nach der Erfindung sollte mindestens 500 g/m² betragen. Bei Offshore-Windanlagen zum Schutze der Fundamente sollten die Gewichte ≥ 800 g/m² betragen.
Die Maschen- oder Webstruktur ist so gewählt dass die Kolkschutzmatte stets elastisch bleibt, wobei die Poren durch die Maschen bei gewirkter oder gestrickter Ware und durch die Webdichte bei gewebter Ware und durch Einstanzen bei Nadelfilzware eingebracht sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010032259 B4 [0007]

Claims

Kolkschutzmatte zum Verhindern von Unterspülungen und Ausspülungen von im Boden eines Gewässers verankerten Vorrichtungen zur Gründung von Buhnen und zur Ufersicherung an Wasserstraßen sowie Dämmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolkschutzmatte eine mehrlagige flexible textile Matte mit einem Basaltfaseranteil von mehr als 50% ist und eine offene Porenstruktur aufweist, die das Durchdringen von Wasser erlaubt, Sand jedoch zurückhält.
Kolkschutzmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolkschutzmatte aus Basaltfilamenten, Mono- oder Multifilamenten, gefertigt ist.
Kolkschutzmatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolkschutzmatte als weitere Fasern Kunststofffasern enthält.
Kolkschutzmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Randbereich mit einem höheren Flächengewicht als die Restfläche der Kolkschutzmatte ausgelegt ist.
sKolkschutzmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kolkschutzmatte Edelstahldrähte eingearbeitet sind.
Kolkschutzmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolkschutzmatte gewebt, gewirkt, gestrickt oder als Nadelfilzmatte ausgebildet ist. Kolkschutzmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei Lagen eine Verstärkungslage zwischengefügt ist.
Kolkschutzmatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungslage ein Stützgewebe aus monofilen Kunststofffasern oder ein Edelstahldrahtgitter ist.
Kolkschutzmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht ≥ 500 g/m² beträgt.
Kolkschutzmatte nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschen- oder Webstruktur so gewählt ist, dass die Kolkschutzmatte elastisch ist und die Poren durch die Maschen bei gewirkter und gestrickter Ware und durch Webdichte bei gewebter Ware und durch Einstanzen bei Nadelfilzware eingebracht sind.