DE2249888A1

DE2249888A1 - Sandgewinnung unter einer kohaesiven bodenschicht

Info

Publication number: DE2249888A1
Application number: DE19722249888
Authority: DE
Inventors: Johannus Franciscus R Andreae; Gerard Hokken
Original assignee: Baggermaatschappij Boskalis BV
Current assignee: Baggermaatschappij Boskalis BV
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1973-04-19
Also published as: NL165248B; BE789961A; AU4780372A; NL7114213A; AU471775B2; FR2156402B3; GB1398606A; FR2156402A1; NL165248C; DE2249888C2

Description

BESCHREIBUNG zur Patentanmeldung der Baggermaatschappij Bos & Kalis B.V.

Sitz:
Papendrecht (Niederlande)

betreffend:
Sandgewinnun^ unter einer kohäsiven Bodenschicht

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Saugen von Sand unter einer ausgedehnten Masse kohäsiver Bodenschichten, wie Ton, Torf oder Lehm.

Bei der Gewinnung von unter kohäfdven Bodenschichten befindlichem Sand müssen oft mit Rücksicht auf die Grtindwasserbewegung die obenliegenden kohäsiven Schichten möglichst venig angetastet werden, damit die abschliessende Wirkung zwischen dem tiefen Grundwasser in der Sandmasse und dem Oberflächenwasser aufrechterhalten bleibt. Auch aus dem Gesichtspunkt der Bodenbewegungswirtschaft muss die Schicht oder müssen die Schichten, die nicht aufgesaugt wird bzw. werden, möglichst aufrechterhalten bleiben.

Es ist bekannt, ein Saugrohr einer Saugbaggeranlage annähernd vertikal durch die kohäsiven, zumeist weichen Oberschichten hindurchzustechen. Beim allmählich erfolgenden, annähernd umgekehrt kegelstumpfartig verlaufenden Wegsaugen des Sandes werden die weichen Schichten die durch Saujen entstandene Grube bleibend abdecken. Bas hat jedoch den Nachteil, dass immer eine neue Grube pesaugt werden muss, weil die

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Saugmundung nicht bis zu unbeschrankten Tiefen eingebracht werden kann oder darf, während das immer von neuem erfolgende Einbringen der Saugmundung durch die kohäsiven Deckschichten hindurch bis zur gewünschten Saugtiefe viel Zeit erfordert, wodurch die Durchschnitts-produktion des Saugers nicht optimal ist.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines besseren Verfahrens zur Gewinnung von Sand unter einer kohäsiven Bodenschicht sowie einer Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens.

Dazu wird vorgeschlagen, bei der Gewinnung von Sand unter kohäsiven Bodenschichten mt Hilfe eines mit einer Saugmundung versehenen Saugrohres in den kohäsiven Boden einen Schlitz einzuschneiden und das Saugrohr allmählich oder intermittierend in Richtung des bildeten Schlitzes zu verschieben.

Auf diese V/eise kann die Saugmundung der Saugleitung sich allmählich in Horizontalrichtung durch die aufzusaugende Sandmasse verschieben, wodurch die gebildete "Bresche" (d.h. die Front, von der aus die Saugmundung das Material absaugt) sich in Horizontalrichtung verschiebt. Der Sauger kann dabei in bekannter Weise allmählich vorwärts verschoben werden. Da die Saugmundung nur einmal durch die kohäsive Schicht hindurch bis zur gewünschten Tiefe gebracht zu werden braucht, kann eine gleichbleibende hohe Produktion beibehalten werden. Wenn wieder eine möglichst einwandfreie Abschliessung der kohäsiven Bodenschicht erwirkt werden soll, ist es gewünscht, den Schlitz so eng wie möglich zu gestalten.

Vorzugsweise wird zur Bildung des Schlitzes ein Wasserstrahl benutzt, der die kohäsive Schicht in der Saugrohrverschiebungsrichtung wegspritzt. Da es nicht notwendig ist, ununterbrochen einen Schlitz in die kohäsiven Schichten einzuspritzen, kann der V/asserstrahl intermittierend zum Lockern und/oder Verflüssigen des Sandes nahe der Saugmündung verwendet werden.

Zur Anwendung des einschlägigen Verfahrens kann erfindungsgemäss ein Baggerfahrzeug mit einem mit einer Saug- und Druckpumpe verbundenen Saugrohr mit Saugmündung und einer scharnierend bewegbaren Druckwasserleitung mit Spritzlanze benutzt werden, die annähernd in einer das Saugrohr durchsetzenden Ebene bewegbar ist. Durch die Scharnierbewegung der Spritzlanze kann diese einmal im Abstand von der Saugmundung in die zusammenhängende Schicht einen Schlitz einspritzen,

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während zum andern durch die Weiterbewegung der Spritzlanze auf die Saugrohrmündung zu die Bresche vor der Saugmündung angegriffen werden kann. Die Benutzung einer Spritzlanze hat auch den Vorteil, dass dadurch eine bessere Steuerung des Wasserdebits und folglich der Sandkonzentration erzielt werden kann.

Auch kann das Saugrohr ein oder mehrere mechanische Werkzeuge aufweisen, wie Schneidmesser o.dgl. zum besseren Durchschneiden der kohäsiven Sqhichten und/oder zum Lockern der aufzusaugenden Bodenmasse, z.B. bei extrem dichten Sandschichten.

Gemäss einer weiteren Ausarbeitung der Erfindung ist die Druckwasserleitung mit zwei auf beiden Seiten in geringem Abstand vom Saugrohr liegenden Zuforderrohren versehen, wodurch die Möglichkeit erzielt wird, dieses scharnierende Rohrsystem bis an dem Saugrohr vorbei schwenken zu lassen. Dadurch wird auch die Möglichkeit erhalten, hinter der Saugmündung Wasser zu spritzen. Das hat jedoch den Nachteil, dass dadurch ein breiterer Schlitz als strikt erforderlich in die kohäsiven Schichten eingespritzt wird.

Zur Klarstellung der Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung beschrieben.

Es zeigen darin:

Fig. 1 eine erfindungsgemässe Sauganlage, schematisch in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 ein Detail einer Variantausführungsform des Saugrohres mit Druckwasserzuleitung.

Eine im allgemeinen mit 1 bezeichnete kohäsive Bodenschicht bedeckt eine darunter befindliche zu gewinnende Sandmasse 2. Nach der Sandgewinnung sinkt die kohäsive Bodenschicht auf das inzwischen niedrigere Sandmassenniveau ab, wie zu 3 angegeben. Ein im allgemeinen mit U bezeichnetes Saugbaggerfahrzeug weist eine Druckleitung 5 auf, die an eine Saug- und Druckpumpe 6 angeschlossen ist, wobei das aufgebaggerte Material durch eine Druckleitung ¹J abgefördert wird. In Fig. 1 ist über der Saugleitung 5 ein einziges Druckwasserrohr 8 angeordnet, das als eine Spritzlanze mit Spritzmundstück 9 ausgeführt ist. Selbstverständlich können abhängig von den jeweiligen Verhältnissen auch mehrere gegebenenfalls in verschiedenen Richtungen orientierte Mundstücke angewandt werden. Das Druckwasserrohr ist zu 10 an der Druckleitung einer

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Wasserdruckpumpe 11 angelenkt. Der Stand der Druckleitung 8 wird mittels eines Bockes 12, eines Kabels 13 und einer Winde 11* gesteuert. Es ist klar, dass ausser der Druckleitung auch die Saugleitung 5 an dem Bock 12 aufgehängt sein kann. Von Bedeutung ist nur, dass beide Leitungen unabhängig voneinander bewegbar sind. Die Fahrtrichtung des Saugbaggerfahrzeuges ist mit 15 bezeichnet, während der Wasserspiegel mit 16 angegeben ist.

Beim Beginn des Saugvorgangs kommen die Druckwasserleitung 8 und die Saugleitung 5 nahe aneinander auf der zusammenhängenden Schicht 1 aufzuruhen, wobei die zusammenhängenden Schicht durch das Spritzwasser angetastet und durchgeschnitten wird. Sobald die Saugleitung die richtige Tiefe erreicht hat, greift die Druckwasserleitung 8 mit Spritzlanze 9 die Bresche vor der Saugmündung alternativ an der Stelle der Saugmündung an, und wie in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien angegeben, schneidet sie einen Schlitz in die zusammenhängende Bodenschicht 1. Der Schlitz ist durch Weglassung der Schraffierung bezeichnet. Das Saugbaggerfahrzeug kann allmählich in Richtung des Pfeiles 15 vorwärts verholt werden, und zwar immer wenn die Spritzlanze 9 einen ausreichenden Schlitz in die zusammenhängende Schicht 1 eingespritzt und die Saugleitung 5 inzwischen eine genügende Menge Sand weggesaugt hat. Durch die verhältnismässige weiche Zusammensetzung der zusammenhängenden Bodenschichten wird beim Absinken bis zum Punkt 3 der zum Durchlassen des Saugrohres 5 erforderliche Schlitz wieder grösstenteils verschlammen. In dem Stand nach Fig. 1 kann durch Steuerung der Druckwasserzuführung die Konzentration des aufgesaugten Sandgemisches besser V kontrolliert werden. Der Gebrauch des Spritzenmündstückes oder der Spritzlanze 9 ist in jenem Stand vor allem bei dicht gedrängten Sandschichten von Bedeutung, welche dazu "tendieren, unter einer steilen Neigung vor der Saugmündung stehen zu bleiben. Die Sandbresche kann dabei besser mittels des Druckwasserstrahles angegriffen werden. Sowohl das Saugrohr als auch die Druckwasserleitung können mit Messern und ähnlichen mechanischen Mitteln zur Erzielung einer besseren Durchschneidung der zusammenhängenden Bodenschichten versehen sein. Selbstverständlich können diese Mittel auch zum Lockern der aufzusaugenden Erdmasse benutzt werden.

In Fig. 2 ist eine Variantausführungsform der Druckleitung wiederregeben. Dabei ist die Druckleitung in zwei Einzelrohre 8 mit $e einer

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gesonderten Spritzlanze oder Spritzmündung verteilt, die an einer an der Mündung der Saugleitung 5 vorbei leigenden Stelle miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Spritzmündungen "bis an der Saugleitung vorbei nach unten schwenken zu lassen, wodurch die Sandmasse auch hinter und unter der Spritzdüse angegriffen werden kann. Dabei wird ein etwas breiterer Schlitz in die kohäsive Schicht eingeschnitten werden.

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Claims

ANSPRUECHE

1. Verfahren zur Gewinnung von Sand unter kohäsiven Bodenschichten, mit Hilfe eines mit einer Saugmündung versehenen Saugrohres, dadurch gekennzeichnet, dass in die kohäsive Bodenschicht neben dem Saugrohr ein Schlitz eingeschnitten wird und das Saugrohr allmählich oder intermittierend in Richtung des gebildeten Schlitzes verschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz in der kohäsiven Bodenschicht mit Hilfe eines Wasserstrahles gebildet wird.

3. Baggerfahrzeug zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, versehen mit einem mit einer Saug- und Druckpumpe am Baggerfahrzeug verbundenen Saugrohr mit Saugmündung, während Mittel zur Zuführung von Wasser vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzuführungsmittel durch eine scharnierend bewegbare Druckwasserleitung mit Spritzlanze gebildet werden, die annährend in einer das Saugrohr durchsetzenden Ebene bewegbar ist, und wobei die Länge der Druckwasserleitung mit Spritzlanze der Länge der Saugleitung annäh^erhd entspricht.

1+. Bagger fahrzeug nach Anspruch- 3, gekennzeichnet durch mechanische Mittel, die kohäsive Bodenschicht mit zu durchschneiden. 5- Baggerfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzuführungsmittel zwei parallele Druckwasserrohre mit Spritzlanzen umfassen, die auf beiden Seiten in geringem Abstand an dem Saugrohr vorbei schwenkbar sind und sich bis an der Saugmündung des Saugrohres vorbei erstrecken.

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