DE202018005260U1

DE202018005260U1 - Baugrubenumschließungen sowie Vorrichtung und System zur Errichtung einer Baugrubenumschließung im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten

Info

Publication number: DE202018005260U1
Application number: DE202018005260.4U
Authority: DE
Original assignee: Matthaei Wasserbau & Co KG GmbH; Matthai Wasserbau & Co KG GmbH
Current assignee: Matthaei Wasserbau & Co KG GmbH; Matthai Wasserbau & Co KG GmbH
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: EP3653795A2; EP3653795A3; EP3653795B1

Abstract

Insbesondere temporäre Baugrubenumschließung (10) zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden (16), insbesondere im Wattenmeer, wobei die Baugrubenumschließung (10) eine Spundwand (22) aus, insbesondere trapezförmigen, Spundbohlen (24) aus Kunststoff aufweist, wobei die Spundbohlen (24) mittels komplementär geformter Längsrandformationen ineinandergreifen, wobei eine der beiden Längsrandformationen (68, 70) T-förmig gestaltet ist und die andere der beiden Längsrandformationen (68, 70) mit einer Aufnahmenut für die T-förmige Längsrandformation (68) ausgebildet ist, wobei ferner ein, vorzugsweise wiederverwendbares, elastisches Abdichtungselement (70) im Längsverbindungsbereich zwischen zwei benachbarten Spundbohlen (24, 24) auf der Innenseite der Baugrubenumschließung (10) so angeordnet ist, dass es die Aufnahmenut (72) gegen Zutritt von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut von der Innenseite der Baugrubenumschließung (10) abdichtet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere temporäre Baugrubenumschließungen zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden, insbesondere im Wattenmeer, eine Vorrichtung zur Errichtung einer, insbesondere temporären, Baugrubenumschließung zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden, insbesondere im Wattenmeer, sowie ein System mit selbiger.
Beispielsweise für die Anbindung von Offshore-Windparks müssen zwischen den Windparks oder zum Beispiel zwischen Insel und Festland Horizontalbohrungen hergestellt werden. Die Horizontalbohrungen werden von Land ausgeführt und die wasserseitigen Bohraustrittspunkte liegen im Wattbereich. Um die Bohrflüssigkeit aufzufangen und ein Verdriften ins Watt zu verhindern, werden die wasserseitigen Bohraustrittspunkte von temporären Baugrubenumschließungen geschützt.
Für die Zielbereiche der Bohrungen im Watt gilt das Null-Einleitungsprinzip, das heißt, dass trotz gegebenenfalls vorhandener Unbedenklichkeitsbescheinigungen keinerlei mit Bohrspülung versetztes Bohrgut oder Bohrspülung allein ins Wasser gelangen bzw. dort verbleiben darf. Diese Stoffe sollen von den Baugrubenumschließungen aufgefangen, abgepumpt und an Land transportiert werden.
Derzeit ist die Erstellung einer insbesondere temporären Baugrubenumschließung der oben beschriebenen Art sehr arbeits- und zeitaufwendig, da damit eine Vielzahl von Transportvorgängen verbunden ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine schnellere Errichtung von derartigen Baugrubenumschließungen, zudem noch mit einem geringeren Transport- und/oder Geräteaufwand, zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch eine insbesondere temporäre Baugrubenumschließung zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden, insbesondere im Wattenmeer, wobei die Baugrubenumschließung eine Spundwand aus, insbesondere trapezförmigen, Spundbohlen aus Kunststoff aufweist, wobei die Spundbohlen mittels komplementär geformter Längsrandformationen ineinandergreifen, wobei eine der beiden Längsrandformationen T-förmig gestaltet ist und die andere der beiden Längsrandformationen mit einer Aufnahmenut für die T-förmige Längsrandformation ausgebildet ist, wobei ferner ein, vorzugsweise wiederverwendbares, elastisches Abdichtungselement im Längsverbindungsbereich zwischen zwei benachbarten Spundbohlen auf der Innenseite der Baugrubenumschließung so angeordnet ist, dass es die Aufnahmenut gegen Zutritt von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut von der Innenseite der Baugrubenumschließung abdichtet.
Weiterhin wird diese Aufgabe gemäß einem zweiten Aspekt gelöst durch eine insbesondere temporäre schwimmfähige Baugrubenumschließung zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden, insbesondere im Wattenmeer, umfassend

- eine geflutete Schwimmplattform mit einem, vorzugsweise mittigen, vorzugsweise viereckigen Loch, auf einem Gewässerboden, insbesondere im Wattenmeer,
- mindestens zwei anhebbare Haltepfähle an der Außenseite der Schwimmplattform, die zur Sicherung der Schwimmplattform in den Gewässerboden abgesenkt und arretiert sind,
- eine im Gewässerboden steckende umlaufende vertikale Spundwand aus Spundbohlen aus Kunststoff entlang der Innenseite des Loches der Schwimmplattform,
- eine umlaufende horizontale Gurtung für die Spundwand im Loch in der Schwimmplattform auf der Innenseite der Spundwand und
- mehrere in den Gewässerboden gesteckte vertikale Führungsträger in vertikalen Gleitführungen auf der Innenseite des Loches in der Schwimmplattform, die die Gurtung in einem Abstand entsprechend der Profiltiefe der Spundbohlen von der Innenseite des Loches in der Schwimmplattform aufnehmen.

Gemäß einem dritten Aspekt wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Errichtung einer, insbesondere temporären, Baugrubenumschließung zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden, insbesondere im Wattenmeer, wobei die Baugrubenumschließung eine Spundwand aus, insbesondere trapezförmigen, Spundboden aus Kunststoff aufweist, insbesondere einer Baugrubenumschließung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vorrichtung umfasst:

- eine reversibel flutbare Schwimmplattform mit einem, vorzugsweise mittigen, vorzugsweise viereckigen Loch, wobei die Schwimmplattform derart flutbar ist, dass sie im Wasser auf einem Gewässerboden insbesondere im Wattenmeer, wenigstens teilweise absenkbar ist,
- mindestens zwei absenkbare Haltepfähle an der Außenseite der Schwimmplattform, die während des Einschwimmvorgangs mit der Unterkante der Schwimmplattform vorzugsweise bündig abschließen und zur Sicherung der Schwimmplattform in den Gewässerboden absenk- und arretierbar sind,
- mehrere vertikale Führungsträger in vertikalen Gleitführungen auf der Innenseite des Loches in der Schwimmplattform, die während des Einschwimmvorgangs mit der Unterkante der Schwimmplattform vorzugsweise bündig abschließen und zum Stecken in den Gewässerboden absenkbar und eingerichtet sind, um eine umlaufende horizontale Gurtung in einem Abstand von der Innenseite des Loches in der Schwimmplattform aufzunehmen, und
- einen Portalkran mit mindestens zwei Laufwerken, insbesondere Laufkatzen, mit, vorzugsweise manuell betriebenen, Flaschenzügen zum Einfädeln von Spundbohlen, vorzugsweise aus Kunststoff, und mit einem Laufwerk, insbesondere Laufkatze, mit, vorzugsweise elektrisch betriebenem Flaschenzug, und e Gewicht, das an dem Laufwerk beweglich angeschlagen oder anschlagbar ist, um eingefädelte Spundbohlen in den Gewässerboden einzupressen. Dazu können ein Hydraulikzylinder und ein Gestänge zum Montieren des Hydraulikzylinders an dem Laufwerk vorgesehen sein. Dies geht alternativ beispielsweise auch mit einem Lufthammer sowie über ein entsprechendes Gewicht, welches an dem Portalkran herabgelassen wird. Somit kann der Hydraulikzylinder entfallen. Vorteil: keine hydraulische Flüssigkeit im Wattbereich.

Schließlich wird diese Aufgabe gelöst durch ein System zur Errichtung einer, insbesondere temporären, Baugrubenumschließung zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden, insbesondere im Wattenmeer, umfassend

- eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
- einen Schlepper zum Verholen der Vorrichtung im Fahrwasser in die Nähe eines Bohraustrittspunkts, und
- mindestens ein flachgehendes Arbeitsboot zum Verholen der Vorrichtung von der Nähe eines Bohraustrittspunkts zum Bohraustrittspunkt.

Bei der Baugrubenumschließung gemäß dem zweiten Aspekt kann vorgesehen sein, dass sie einen Portalkran, vorzugsweise mit zwei Laufwerken, insbesondere Laufkatzen, mit, vorzugsweise elektrisch betriebenen, Flaschenzügen zum Einfädeln von Spundbohlen, vorzugsweise aus Kunststoff, und mit einem Laufwerk, insbesondere Laufkatze, mit, vorzugsweise elektrisch betriebenem, Flaschenzug, einem Hydraulikzylinder und einem Gestänge zum Montieren des Hydraulikzylinders an dem Laufwerk, wobei ein Gewicht an dem Hydraulikzylinder an dem Laufwerk beweglich angeschlagen oder anschlagbar ist, um eingefädelte Spundbohlen in den Gewässerboden einzupressen, umfasst.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schwimmplattform mehrere kastenförmige Koppelpontons aufweist. Beispielsweise können die Koppelpontons quaderförmig sein.
Vorteilhafterweise ist in jeder Ecke des Loches in der Schwimmplattform einer der Führungsträger angeordnet.
Günstigerweise sind die Führungsträger mit Schlössern versehen, in die die Spundbohlen eingreifen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Baugrubenumschließung greifen die Spundbohlen mittels komplementär geformter Längsrandformationen ineinander, wobei eine der beiden Längsrandformationen T-förmig gestaltet ist und die andere der beiden Längsrandformationen mit einer Aufnahmenut für die T-förmige Längsrandformation ausgebildet ist, wobei ferner ein elastisches, vorzugsweise wiederverwendbares Abdichtungselement im Längsverbindungsbereich zwischen zwei benachbarten Spundbohlen auf der Innenseite der Baugrubenumschließung so angeordnet ist, dass es die Aufnahmenut gegen Zutritt von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut von der Innenseite der Baugrubenumschließung abdichtet.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung weist die Vorrichtung mindestens eine entfernbare Transportsicherung im Loch der Schwimmplattform zur Aussteifung auf.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Lagerfläche für Teile einer zu erstellenden Gurtung und Spundbohlen auf.
Zweckmäßigerweise weist die Schwimmplattform mehrere kastenförmige Koppelpontons auf.
Günstigerweise ist in jeder Ecke des Loches in der Schwimmplattform einer der Führungsträger angeordnet.
Zweckmäßigerweise sind die Führungsträger mit Schlössern versehen, in die die Spundbohlen eingreifen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch das spezielle Abdichtungselement und dessen spezielle Anordnung auf einfache Weise und mit einem geringen Arbeits- und Materialaufwand eine gute Abdichtung der Spundwand erzielt werden kann.
Des Weiteren liegt der Erfindung die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch die Verwendung von leichten Spundbohlen Gewicht gespart werden kann und durch eine spezielle Schwimmplattform mit entsprechender Ausstattung für die zur Errichtung einer Baugrubenumschließung erforderlichen Materialien und Gerätschaften im Prinzip nur ein Transportgang für die Errichtung der Baugrubenumschließung erforderlich ist.
Durch die Verwendung eines Portalkrans kann ein Gewicht angehoben und herabgelassen werden, um die Spundbohlen -statt mit einem Lufthammer einzuschlagen- in den Gewässerboden zu pressen.
Zumindest in einer besonderen Ausfiihrungsform der vorliegenden Erfindung wird eine „Autarkie“ zum schnellstmöglichen Erstellen der Baugrubenumschließung, ohne von weiteren Pontons etc. bzw. Transporten zur Baustelle abhängig zu sein, erreicht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnungen im Einzelnen erläutert werden. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht schräg von oben von einer temporären, durch Lenzen schwimmfähigen Baugrubenumschließung gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Seitenansicht von der Baugrubenumschließung von 1;
3 eine perspektivische Ansicht von einer Vorrichtung zur Errichtung einer insbesondere temporären Baugrubenumschließung gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 bis 8 Phasen eines Verfahrens zur Errichtung einer insbesondere temporären Baugrubenumschließung zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder vom Endbohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden, insbesondere im Wattenmeer.

Die in den 1 und 2 gezeigte Baugrubenumschließung 10 umfasst eine geflutete Schwimmplattform 12 mit einem mittigen viereckigen Loch 14 auf einem Gewässerboden 16, insbesondere im Wattenmeer, zwei diagonal gegenüberliegende anhebbare Haltepfähle 18 an der Außenseite 20 der Schwimmplattform 12, die zur Sicherung der Schwimmplattform 12 in den Gewässerboden 16 abgesenkt und arretiert sind, eine im Gewässerboden 16 steckende, umlaufende vertikale Spundwand 21 aus Spundbohlen 24 aus Kunststoff entlang der Innenseite 26 des Loches 14 der Schwimmplattform 12, eine umlaufende horizontale Gurtung 28 für die Spundwand 22 im Loch 14 in der Schwimmplattform 12 auf der Innenseite 26 der Spundwand 22 und mehrere in den Gewässerboden 16 gesteckte vertikale Führungsträger 30 in vertikalen Gleitführungen 32 auf der Innenseite 26 des Loches 14 in der Schwimmplattform 12, die die Gurtung 28 in einem Abstand von der Innenseite 26 des Loches 14 in der Schwimmplattform 12 aufnehmen. Die Schwimmplattform weist acht kastenförmige Koppelpontons 34 auf.
In Kopplungspunkten der Koppelpontons 34 sind Stahlplatten 36 mit Standardverbindungen der Koppelpontons (hier sechs Teclock-Verbindung oben, sechs Teclock-Verbindungen unten) verbunden. An diesen Stahlplatten sind über die Gleitführungen 32 die Führungsträger 30 mit einer Länge in diesem Beispiel von 4,80 Metern lotrecht beweglich angebracht. Während des Einschwimmvorgangs (siehe 3 und 4) schließen diese Führungsträger 30 mit der Unterkante 40 der Schwimmplattform 12 ab, um den Tiefgang der Schwimmplattform 12 nicht zu erhöhen. In der Arbeitsstellung binden diese Führungsträger 30 in diesem Beispiel 80 Zentimeter in den Gewässerboden 16 (Wattboden) ein.
Die Gurtung 28 hat in diesem Beispiel einen Abstand von 26 Zentimetern zur Innenseite 26 des Loches 14. In diesen Zwischenraum sind die Spundbohlen 24 umlaufend eingestellt. Um eine Dichtigkeit zwischen den Spundbohlen 24 und den Führungsträgern 30 zu erreichen, sind die Führungsträger 30 mit Schlössern versehen, in die die Spundbohlen 24 eingreifen.
In diesem Beispiel weist die aus den acht Koppelpontons 34 aufgebaute Schwimmplattform 12 eine Länge von 41,45 Metern und eine Breite von 12,19 Metern auf. Die von der Schwimmplattform 12 umschlossene Baugrube hat in diesem Beispiel die Abmessungen 36,58 Meter x +7,32 Meter.
Im vorliegenden Beispiel weisen die Koppelpontons 34 eine Länge von 12,192 Metern eine Breite von 2,438 Metern und eine Höhe von 2,438 Metern und ein Gewicht von 13,350 Kilogramm auf. Der Leertiefgang beträgt 0,45 m und der maximale Tiefgang beträgt 2,14 m.
Im vorliegenden Beispiel soll die Baugrubenumschließung circa 80 Zentimeter in das Watt einbinden. Um einen Wellenüberschlag in die Baugrube zu verhindern, liegt in diesem Beispiel die Oberkante der Baugrubenumschließung auf einer Höhe von etwa NN+4,00 Meter. In diesem Beispiel wird eine Höhe von 4,80 Meter von der Unterkante der Einbindung bis zur Oberkante der Baugrube (Oberkante Spundwand) gewählt.
Weiterhin weist in diesem Beispiel die Schwimmplattform im nicht gefluteten, beladenen Zustand einen Tiefgang von 50 Zentimetern zuzüglich 10 Zentimeter Kielfreiheit und damit einen gesamten Tiefgang von 60 Zentimetern auf.
Bei den Führungsträgern 30 handelt es sich z.B. um HEB 260-Träger.
In jeder Ecke des Loches 14 befindet sich ein Führungsträger 30. Wie später noch beispielhaft gezeigt werden soll, weisen die Spundbohlen 24 komplementär geformte Längsrandformationen 68 und 70 (s. 7) auf und greifen mittels derselben ineinander, wobei eine 68 der beiden Längsrandformationen T-förmig gestaltet ist und die andere 70 der beiden Längsrandformationen mit einer Aufnahmenut 72 für die T-förmige Längsrandformation ausgebildet ist, wobei ferner ein, vorzugsweise wiederverwendbares, elastisches Abdichtungselement 74 im Längsverbindungsbereich zwischen zwei benachbarten Spundbohlen 24, 24 auf der Innenseite der Baugrubenumschließung so angeordnet ist, dass es die Aufnahmenut gegen Zutritt von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetzten Bohrgut von der Innenseite der Baugrubenumschließung abdichtet.
Die 3 zeigt eine Vorrichtung 38 zur Errichtung einer insbesondere temporären Baugrubenumschließung, beispielsweise der in den 1 und 2 gezeigten Baugrubenumschließung 10, zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetzten Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden, insbesondere im Wattenmeer, wobei die Baugrubenumschließung eine Spundwand aus, insbesondere trapezförmigen, Spundbohlen aus Kunststoff aufweist, gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 38 weist eine reversibel flutbare Schwimmplattform, wie zum Beispiel die Schwimmplattform 12, mit einem mittigen viereckigen Loch, wie z.B. 14, wobei die Schwimmplattform derart flutbar ist, dass sie im Wasser auf den Gewässerboden 16 wenigstens teilweise absenkbar ist, zwei absenkbare Haltepfähle, beispielsweise die Haltepfähle 18, an der Außenseite 20 der Schwimmplattform 12, die während des Einschwimmvorgangs mit der Unterkante 40 der Schwimmplattform 12 vorzugsweise bündig abschließen und zur Sicherung der Schwimmplattform 12 in den Gewässerboden 16 absenk- und arretierbar sind, mehrere vertikale Führungsträger, beispielsweise die Führungsträger 30, in vertikalen Gleitführungen, beispielsweise Gleitführungen 32, auf der Innenseite 26 des Loches 14 in der Schwimmplattform 12, die während des Einschwimmvorgangs mit der Unterkante 40 der Schwimmplattform 12 vorzugsweise bündig abschließen und zum Stecken in den Gewässerboden 16 absenkbar und eingerichtet sind, um eine umlaufende horizontale Begurtung, beispielsweise die Gurtung 28, in einem Abstand von der Innenseite 26 des Loches 14 in der Schwimmplattform 12 aufzunehmen, und einen Portalkran 42 mit zwei Laufwerken 44 und 46, insbesondere Laufkatzen, mit elektrisch betriebenen (elektrisch in der Höhe steuerbar) Flaschenzügen 48 bzw. 50 zum Einfädeln von Spundbohlen, beispielsweise den Spundbohlen 24 aus Kunststoff und mit einem Laufwerk 52, insbesondere Laufkatze, mit elektrisch betriebenem Flaschenzug 54, einem Hydraulikzylinder 56 und einem Gestänge 58 zum Montieren des Hydraulikzylinders 56 an dem Laufwerk 52 auf, wobei ein Gewicht 60 an den Hydraulikzylinder 56 anschlagbar ist, um eingefädelte Spundbohlen 24 in den Gewässerboden 16 einzupressen.
Die Vorrichtung 38 weist auch zwei entfernbare Transportsicherungen 62 im Loch 14 der Schwimmplattform 12 zur Aussteifung auf. Zudem weist sie eine Lagerfläche 64 für Teile einer zu erstellenden Gurtung, wie zum Beispiel der Gurtung 28, und Spundbohlen, wie zum Beispiel die Spundbohlen 24, auf.
Anhand der 4 bis 7 soll ein Beispiel eines Verfahrens zur Errichtung einer insbesondere temporären Baugrubenumschließung, beispielsweise der Baugrubenumschließung die in Verbindungen mit den 1 und 2 beschrieben wurde, gemäß einer besonderen Ausführungsform beschrieben werden:
Um den Arbeitsaufwand auf der Baustelle unter schwierigen Bedingungen (Tide und Wetterabhängigkeit) zu minimieren, werden möglichst viele Arbeiten zur Errichtung der Baugrubenumschließung vorzugsweise im geschützten Hafenbereich durchgeführt.
Arbeiten im Hafen:

1. Die Vorrichtung 38 wird aus den acht Koppelpontons 34 zur Schwimmplattform 12 zusammen gebaut.
2. Die acht Stahlplatten 36 zur Aufnahme der Führungsträger 30 werden an der Innenseite 26 des Loches 14 und damit der Schwimmplattform 12 montiert.
3. Die acht Führungsträger 30 werden in die vertikalen Gleitführungen 32 der Stahlplatten 36 eingeführt und mit Absteckbolzen 66 so arretiert, dass die Unterkante der in diesem Beispiel 4,8 Meter langen Führungsträger 30 mit der Unterkante 40 der Schwimmplattform 12 bündig abschließt.
4. Zur Aussteifung der Vorrichtung 38 während des Transports vom Hafen in die Nähe des Bohraustrittspunkts werden zwischen den beiden mittleren längsseitigen Kopplungspunkten Transportsicherungen (Transportsicherungen 62) zwischen den Führungsträgern 30 eingebaut. Die mit der Schwimmplattform 12 fest verbundenen Anbauteile, Aussteifungen und Haltepfähle haben ein Gewicht von in diesem Beispiel circa 11 Tonnen. Damit erhöht sich der Tiefgang der Schwimmplattform 12 von 45 Zentimeter auf 50 Zentimeter.

Die Spundbohlen 24 etc. können für den Transport auf der Lagerfläche 64 gelascht werden.
Einschwimmen der Vorrichtung zur Nähe des Bohraustrittspunkts (Figur 4):

5. Die Vorrichtung 38 wird vom Hafen mit einem kleinen Schlepper (nicht gezeigt) geschleppt. Im Anschluss daran wird die Vorrichtung 38 auf Grund des geringen Gewichts und Tiefgangs mit zwei flachgängigen Arbeitsbooten bis zum Bohraustrittspunkt geschleppt/geschoben. Vor Ort wird die Vorrichtung 38 feinjustiert und durch Absenken der Haltepfähle 18 in der Lage gesichert.

Lagesicherung und Absenkung der Schwimmplattform am Bohraustrittspunkt (Figur 5):

6. Nachdem die Schwimmplattform 12 durch die Haltepfähle 18 in der Lage gesichert an der Endlokation liegt, erfolgt der Absenkvorgang. Dafür werden die Leerzellen (Koppelpontons) mit Wasser ballastiert.

Einbau der Baugrubenumschließung (Figur 6):

7. Entfernung der beiden Transportsicherungen 62.
8. Absenken der Führungsträger 30 in den Gewässerboden 16 (Watt). Sollten die Führungsträger nicht durch das Eigengewicht oder mittels eines am Portalkran 42 befindlichen Gewichts 60 in diesem Beispiel 80 Zentimeter tief in den Gewässerboden 16 eindrückbar sein, wird ggf. durch Aufsetzen eines Lufthammers (Eigengewicht circa 150kg) nachgeschlagen. Die Führungsträger 30 werden durch Abstecken in der Endstellung arretiert.
9. Einbau der umlaufenden horizontalen Gurtung 28.
10. Einfädeln der Spundbohlen 24 und in diesem Beispiel 80 Zentimeter Eindrücken mittels des Gewichts 60 unter Verwendung der Laufwerke 44 und 46 und Flaschenzüge 48 und 50 sowie des Laufwerks 52 und des Flaschenzugs 54. Alternativ zum Einpressen mittels Gewicht kann auch ein Lufthammer verwendet werden.

Wie in 7 beispielhaft gezeigt ist, wird noch ein elastisches, vorzugsweise wiederverwendbares, längliches Abdichtungselement, wie z.B. das Abdichtungselement 74, mit einer Einbindung von beispielsweise 30 Zentimeter in dem Gewässerboden 16, im Bereich der Längskanten benachbarter Spundbohlen 24 eingebracht. Das Abdichtungselement 74 weist in diesem Beispiel ein Tannenbaumprofil auf. Es dient dazu, ein Austreten von Bohrspülung o.ä. von innen nach außen zu vermeiden.
Die gewählte Anordnung der vertikalen Führungsträger 30 und der Anschluss der Spundbohlen 24 an die Führungsträger 30 gewähren eine umlaufende dichte Spundwand 22, die in diesem Beispiel 80 Zentimeter in den vorhandenen Gewässerboden 16 (Wattboden) einbindet und mit einer Oberkante der Spundwand 22 von NN+4m den Hochwasserschutz der Baugrube gewährleistet.
Die Schlepper weisen in diesem Beispiel einen Pfahlzug von 5t zur Verholung der Vorrichtung 38 vom Hafen in die Nähe des Bohraustrittspunkts auf. Die zwei flachgehenden Arbeitsboote weisen einen Tiefgang in diesem Beispiel von circa 40 Zentimeter auf.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform soll die Baugrubenumschließung 10 für mehrere Baugruben verwendet werden. Dafür muss die Baugrubenumschließung 10 nach Fertigstellung der ersten Horizontalbohrung zu einer Nachbarhorizontalbohrung (Bohraustrittspunkt) umgesetzt werden. Hier muss zunächst geprüft werden, wie weit das Endstück der Horizontalbohrung über den Gewässerboden 16 (Wattboden) heraussteht. Im günstigsten Fall kann die Baugrubenumschließung 10 nach dem Ziehen der Spundbohlen 24 und der vertikalen Führungsträger 30 einfach zur Nachbarbaugrube ausgeschwommen werden. Sollte dagegen das Endstück höher als in diesem Beispiel 20 Zentimeter über dem Gewässerboden 16 (Wattboden) herausstehen, wird eine Stirnseite der Schwimmplattform 12 ausgebaut. Nachfolgend wird der Arbeitsablauf für beide Fälle beschrieben.
Arbeitsablauf Umsetzen der Baugrubenumschließung für den Fall, dass das Endstück der Horizontalbohrung weniger als 20 Zentimeter über dem Gewässerboden heraussteht:

11. Ziehen der Spundbohlen 24 mittels des Portalkrans 42 und Lagerung auf der Ladefläche 64 der Schwimmplattform 12.
12. Ausbau der Gurtung 28 und Lagerung auf der Lagerfläche 64 der Schwimmplattform 12.
13. Ziehen der acht vertikalen Führungsträger 30 und Abstecken in Transportstellung (Unterkante der Führungsträger 30 befindet sich auf der Höhe der Unterkante 40 der Schwimmplattform 12).
14. Lenzen der Koppelpontons 34 der Schwimmplattform 12.
15. Heben der Haltepfähle 18 und Abstecken in Transportstellung.
16. Ausschwimmen der Baugrubeneinschließung 10, Anlegen an einer neuen Lokation, Feinjustierung und Lagesicherung durch Absenken der Haltepfähle 18.
17. Absenken der Koppelpontons 34 der Schwimmplattform 12 durch Ballastierung, vergleiche Ziffer 6.
18. Weiteres Vorgehen siehe Punkt 8 bis 10.

Optional
Arbeitsablauf Umsetzen der Baugrubenumschließung für den Fall, dass das Endstück der Horizontalbohrung mehr als 20 Zentimeter über dem Gewässerboden heraussteht:

11. Ziehen der Spundbohlen 24 mittels des Portalkrans 42 und Lagerung auf der Lagerfläche 64 der Schwimmplattform 12.
12. Ausbau der Gurtung 28 und Lagerung auf der Lagerfläche 64 der Schwimmplattform 12.
13. Ziehen der acht vertikalen Führungsträger 30 und Abstecken in Transportstellung, (Unterkante der Führungsträger 30 befindet sich auf Unterkante 40 der Schwimmplattform 12).
14. Lenzen der Koppelpontons 34 der Schwimmplattform 12.
15. Einbau der Transportsicherungen 62.
16. Lösen der Verbindungen der Koppelpontons 34.
17. Heben der Haltepfähle 18 und Abstecken in Transportstellung.
18. Ausschwimmen der Baugrubenumschließung 10 ohne Stirn-Koppelponton und Festlegen.
19. Ausschwimmen des Stirn-Koppelpontons.
20. Ankoppeln des Stirn-Koppelpontons an die übrigen Koppelpontons 34.
21. Anlegen an der neuen Lokation, Feinjustierung und Lagesicherung durch Absenken der Haltepfähle 18.
22. Weitere Arbeitsschritte siehe Punkt 6 bis 10.

Der geringe Tiefgang von beispielsweise 50 Zentimeter in der Transportstellung ermöglicht das Einschwimmen bei Normaltide. Man ist nicht auf besondere Springtiden angewiesen.
Die leichte, aber trotzdem robuste Konstruktion der Baugrubenumschließung aus Spundbohlen aus Kunststoff ermöglicht eine große Einbindetiefe von zum Beispiel 80 Zentimetern in den Wattboden.
Der Hochwasserschutz bei einer Oberkante der Konstruktion von NN+4m ist sichergestellt.
Durch die leichte Konstruktion der Spundwand kann auf große Hebegeräte verzichtet werden.
Durch das Einpressen der Spundbohlen wird die Lärmbelastung der Umwelt auf ein Mindestmaß begrenzt.
Keine Umweltgefahr, da über einen Kettenzug abzusenkendes Gewicht zum Einsatz kommt, um die Spundbohlen einzudrücken.
Durch die konstruktive Gestaltung der Übergänge zwischen Spundbohlen aus Kunststoff und Aussteifungselementen wird eine dichte Wand erreicht.
Die Trennung des schwimmenden Baugrubenteils vom Verbau und der separate Aufbau des Verbaues ermöglichen eine Kalkulation der Arbeitsschritte. Im Gegensatz zu einer Baugrube aus einem Stück mit dem Nachteil eines größeren Tiefgangs und der Abhängigkeit von höheren Wasserständen (Springtidehochwasser) wird bei der vorliegenden Konstruktion eine weitgehende Unabhängigkeit vom Wasserstand erreicht.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in den beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Insbesondere temporäre Baugrubenumschließung (10) zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden (16), insbesondere im Wattenmeer, wobei die Baugrubenumschließung (10) eine Spundwand (22) aus, insbesondere trapezförmigen, Spundbohlen (24) aus Kunststoff aufweist, wobei die Spundbohlen (24) mittels komplementär geformter Längsrandformationen ineinandergreifen, wobei eine der beiden Längsrandformationen (68, 70) T-förmig gestaltet ist und die andere der beiden Längsrandformationen (68, 70) mit einer Aufnahmenut für die T-förmige Längsrandformation (68) ausgebildet ist, wobei ferner ein, vorzugsweise wiederverwendbares, elastisches Abdichtungselement (70) im Längsverbindungsbereich zwischen zwei benachbarten Spundbohlen (24, 24) auf der Innenseite der Baugrubenumschließung (10) so angeordnet ist, dass es die Aufnahmenut (72) gegen Zutritt von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut von der Innenseite der Baugrubenumschließung (10) abdichtet.
Insbesondere temporäre schwimmfähige Baugrubenumschließung (10) zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden (16), insbesondere im Wattenmeer, umfassend - eine geflutete Schwimmplattform (12) mit einem, vorzugsweise mittigen, vorzugsweise viereckigen Loch (14), auf einem Gewässerboden (16), insbesondere im Wattenmeer, - mindestens zwei anhebbare Haltepfähle (18) an der Außenseite (20) der Schwimmplattform (10), die zur Sicherung der Schwimmplattform (12) in den Gewässerboden (16) abgesenkt und arretiert sind, - eine im Gewässerboden (16) steckende, umlaufende vertikale Spundwand (22) aus Spundbohlen (24) aus Kunststoff entlang der Innenseite (26) des Loches (14) der Schwimmplattform (12), - eine umlaufende horizontale Gurtung (28) für die Spundwand im Loch (14) in der Schwimmplattform (12) auf der Innenseite der Spundwand (22) und - mehrere in den Gewässerboden gesteckte vertikale Führungsträger in vertikalen Gleitführungen auf der Innenseite des Loches in der Schwimmplattform, die die Gurtung in einem Abstand entsprechend der Profiltiefe der Spundbohlen von der Innenseite des Loches in der Schwimmplattform aufnehmen.
Baugrubenumschließung (10) nach Anspruch 2, ferner umfassend einen Portalkran (42), vorzugsweise mit zwei Laufwerken (44, 46), insbesondere Laufkatzen, mit, vorzugsweise elektrisch betriebenen, Flaschenzügen (48, 50) zum Einfädeln von Spundbohlen (24), vorzugsweise aus Kunststoff, und mit einem Laufwerk (52), insbesondere Laufkatze, mit, vorzugsweise elektrisch betriebenem, Flaschenzug, einem Hydraulikzylinder(56) und einem Gestänge (58) zum Montieren des Hydraulikzylinders (56) an dem Laufwerk (52), wobei ein Gewicht (60) an dem Hydraulikzylinder (56) an dem Laufwerk (52) beweglich angeschlagen oder anschlagbar ist, um eingefädelte Spundbohlen (24) in den Gewässerboden (16) einzupressen.
Baugrubenumschließung (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Schwimmplattform (12) mehrere kastenförmige Koppelpontons (34) aufweist.
Baugrubenumschließung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in jeder Ecke des Loches (14) in der Schwimmplattform (12) einer der Führungsträger (30) angeordnet ist.
Baugrubenumschließung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Führungsträger (30) mit Schlössern versehen sind, in die die Spundbohlen (24) eingreifen.
Baugrubenumschließung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Spundbohlen (24) mittels komplementär geformter Längsrandformationen (68, 70) ineinandergreifen, wobei eine (68) der beiden Längsrandformationen T-förmig gestaltet ist und die andere der (68) beiden Längsrandformationen mit einer Aufnahmenut für die T-förmige Längsrandformation (68) ausgebildet ist, wobei ferner ein, vorzugsweise wiederverwendbares, elastisches Abdichtungselement (74) im Längsverbindungsbereich zwischen zwei benachbarten Spundbohlen (24, 24) auf der Innenseite der Baugrubenumschließung (10) so angeordnet ist, dass es die Aufnahmenut (72) gegen Zutritt von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut von der Innenseite der Baugrubenumschließung (10) abdichtet.
Vorrichtung (38) zur Errichtung einer, insbesondere temporären, Baugrubenumschließung (10) zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden (16), insbesondere im Wattenmeer, wobei die Baugrubenumschließung (10) eine Spundwand (22) aus, insbesondere trapezförmigen, Spundbohlen (24) aus Kunststoff aufweist, insbesondere einer Baugrubenumschließung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (38) umfasst: -eine reversibel flutbare Schwimmplattform (12) mit einem, vorzugsweise mittigen, vorzugsweise viereckigen Loch (14), wobei die Schwimmplattform (12) derart flutbar ist, dass sie im Wasser auf einen Gewässerboden (16), insbesondere im Wattenmeer, wenigstens teilweise absenkbar ist, -mindestens zwei absenkbare Haltepfähle (18) an der Außenseite (20) der Schwimmplattform (12), die während des Einschwimmvorgangs mit der Unterkante (40) der Schwimmplattform (12) vorzugsweise bündig abschließen und zur Sicherung der Schwimmplattform (12) in den Gewässerboden (16) absenk- und arretierbar sind, -mehrere vertikale Führungsträger (30) in vertikalen Gleitführungen (32) auf der Innenseite (26) des Loches (14) in der Schwimmplattform (12), die während des Einschwimmvorgangs mit der Unterkante (40) der Schwimmplattform (12) vorzugsweise bündig abschließen und zum Stecken in den Gewässerboden (16) absenkbar und eingerichtet sind, um eine umlaufende horizontale Gurtung (28) in einem Abstand von der Innenseite (26) des Loches (14) in der Schwimmplattform (12) aufzunehmen, und -einen Portalkran (42) mit zwei Laufwerken (44, 46), insbesondere Laufkatzen, mit, vorzugsweise manuell betriebenen, Flaschenzügen (48, 50) zum Einfädeln von Spundbohlen (24), vorzugsweise aus Kunststoff, und mit einem Laufwerk (52), insbesondere Laufkatze, mit, vorzugsweise elektrisch betriebenem, Flaschenzug (54), und einem Gewicht (60), das an dem Laufwerk (52) beweglich angeschlagen oder anschlagbar ist, um eingefädelte Spundbohlen (24) in den Gewässerboden (16) einzupressen.
Vorrichtung (38) nach Anspruch 8, wobei sie mindestens eine entfernbare Transportsicherung (62) im Loch (14) der Schwimmplattform (12) zur Aussteifung aufweist.
Vorrichtung (38) nach Anspruch 8 oder 9, wobei sie eine Lagerfläche (64) für Teile einer zu erstellenden Gurtung (28) und Spundbohlen (24) aufweist.
Vorrichtung (38) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Schwimmplattform (12) mehrere kastenförmige Koppelpontons (34) aufweist.
Vorrichtung (38) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei in jeder Ecke des Loches (14) in der Schwimmplattform (12) einer der Führungsträger (30) angeordnet ist.
Vorrichtung (38) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Führungsträger (30) mit Schlössern versehen sind, in die die Spundbohlen (24) eingreifen.
System zur Errichtung einer, insbesondere temporären, Baugrubenumschließung (10) zur Vermeidung des Gelangens von Bohrflüssigkeit oder von mit Bohrflüssigkeit versetztem Bohrgut in umgebendes Erdreich, insbesondere Watt, oder Wasser im Bereich von wasserseitigen Bohraustrittspunkten, insbesondere von Horizontalbohrungen, in einem Gewässerboden (16), insbesondere im Wattenmeer, umfassend -eine Vorrichtung (38) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, -einen Schlepper zum Verholen der Vorrichtung (38) im Fahrwasser in die Nähe eines Bohraustrittspunkts, und -mindestens ein flachgehendes Arbeitsboot zum Verholen der Vorrichtung (38) von der Nähe eines Bohraustrittspunkts zum Bohraustrittspunkt.