DE3517846A1

DE3517846A1 - Verfahren und vorrichtung zum fortschreitenden herstellen eines unterwasser-verlegekanals

Info

Publication number: DE3517846A1
Application number: DE19853517846
Authority: DE
Inventors: Rudolf 2000 Hamburg Harmstorf
Original assignee: Individual
Current assignee: General Offshore Corp Fort Lauderdale Fla Us
Priority date: 1985-05-17
Filing date: 1985-05-17
Publication date: 1986-12-11
Also published as: DE3517846C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum fortschreitenden
Herstellen eines Unterwasser-Verlegekanals Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 6.
Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen der angegebenen Art erfolgt das Spülen und das mechanische Auflockern von einer Basis aus, beispielsweise einem auf dem Gewässerbo-'.,en fortschreitend vorbewegten Einbettungsfahrzeug (DE-PS 29 22 410).
Es ist ferner bekannt, mechanisch wirkende Aufreißzähne oder dergleichen an der Vorderseite eines Spülschwerts vorzusehen (DE-OS 14 84 692, DE-AS 11 71 968). Ferner sind natürlich auch Einrichtungen bekannt, die nur eine Spüleinrichtung oder nur eine mechanische Auf lockerungseinrichtung (Prospekt der Firma Simec Z.I. La Malle, Bouc Bel Air, Frankreich, Druckvermerk IPS 13160) aufweisen. Obwohl diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen in vielen Anwendungsfällen zufriedenstellend arbeiten, ist es vorgekommen, daß bei Gewässerböden, die wechselnd spülbare und gegen Spülen widerstandsfähige Bodenformationen aufweisen, der hergestellte Verlegekanal keine durchgehend genügend tiefe Einbettung des verlegten Objekts ermöglichte und nach derartigen Verfahren verlegte Kabel von Schiffsankern beschädigt wurden, obwohl die Verlegetiefe ausreichend bemessen war.
Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren und eine. Vorrichtung zu schaffen, mit denen der hergestellte Verlegekanal eine stets ausreichend tiefe Einbettung des Objekts in gegen mechanische Einwirkungen, beispielsweise durch Schiffsanker, widerstandsfähige Bodenformationen sicherstellt.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch das Verfahren nach dem Anspruch 1 bzw. die Vorrichtung nach dem Anspruch 6.
Nach der Erfindung wird die Arbeitstiefe der mechanischen Auf lockerungseinrichtung erst von der maximal erzielbaren Spültiefe an gerechnet, so daß die mit der mechanischen Auflockerungseinrichtung erzielte Arbeitstiefe vollständig als Schutz tiefe in einer mechanisch festen Bodenformation zur Verfügung steht. Diese vorteilhafte Wirkung wird mit einfachsten Mitteln erzielt; es. sind weder besonders umständliche Verfahrensschritte noch komplizierte mechanische Einrichtungen erforderlich.
Nach der Erfindung wirkt die Spüleinrichtung gewissermaßen als Sonde, die die mechanische Auflockerungseinrichtung auf der nicht spülbaren festen Bodenformation entlangführt, so daß die Arbeitstiefe der mechanischen Auflockerungseinrichtung voll in dieser festen Bodenformation wirksam wird.
Damit die obere Grenze der nicht spülbaren festen Bodenformation nicht verwischt wird, ist es zweckmäßig, daß das Auflockern im Sinne der Fortschreitrichtung in einem hinteren Abschnitt des Spülbereichs durchgeführt wird und ein vorderer Abschnitt des Spülbereichs frei von der Einwirkung der mechanischen Auflockerungseinrichtung bleibt. Demgemäß wird zweckmäßigerweise die mechanische Auflockerungseinrichtung in einem hinteren Abschnitt des von der Spüleinrichtung erzeugbaren Spülbereichs angeordnet. Es kann dann die Wirkung der Auflockerungseinrichtung noch dadurch unterstützt werden, daß im Wirkungsbereich der Auflockerungseinrichtung zusätzlich--gespült wird. Vorzugsweise wird dabei Zumindest teilweise auch mit Luft gespült; dadurch bildet sich im Bereich der Auf lockerungseinrichtung ein Bereich verringerter Dichte, der das Austragen von Bodenmaterial aus dem Verlegekanal begünstigt. Zu diesem Zweck kann die mechani.sche Auflockerungseinrichtung mit Spüldüsen für Wasser und/oder Luft versehen sein. Falls die Auflockerungseinrichtung eine Wer"kzeugkette aufweist, also beispielsweise als Kettenfräse oder dergleichen ausgeführt ist, ist es zweckmäßig, Spüldüsen unterhalb der Werkzeugkette anzuordnen. Dadurch wird die Werkzeugkette besser von dem gelösten Material freigespült.
Es ist ohne weiteres möglich, das zu verlegende Objekt bei der Herstellung des Verlegekanals in den Verlegekanal hinein zu verlegen; diese Arbeitsweise ist naturgemäß besonders zeitsparend.. Die. Vorrichtung enthält dann Verlegeeinrichtungen zum Verlegen des Objekts beim Herstellen des Verlegekanals. Diese Verlegeeinrichtungen können in üblicher Weise ausgeführt sein, beispielsweise mit einem allmählich gekrümmten Verlegekanal, durch den das Objekt, beispielsweise ein Kabel, hindurchgeführt wird.
Zweckmäßigerweise ist die mechanische Auflockerungseinrichtung zur Einstellung ihrer Arbeitstiefe schwenkbar angebracht. Auf diese Weise kann die Arbeitstiefe bequem und mit geringem Aufwand eingestellt werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die mechanische Auflockerungseinrichtung von einem oberhalb des spülbaren Bereichs.des Gewässergrundies angeordneten Antriebsmotor aus antreibbar ist, zweckmäßigerweise über eine Kette, die in einem gegen das umgebende Wasser abgedichteten Schutzgehäuse vorgesehen ist. Dadurch können auch Antriebsmotoren verwendet werden, die sehr groß sind und in spülbaren Bodenbereichen, beispielsweise lockerem Sand, dem Weiterbewegen der Vorrichtung einen sehr großen Widerstand entgegensetzen würden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung nach Art einer Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung7 teilweise im Schnitt.
Die Figur zweigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung während der fortschreitenden Herstellung eines Verlegekanals 3 in einem Gewässergrund, der eine spülbare Deckschicht 5, beispielsweise aus Sand, und darunter eine gegen Spülen widerstandsfähige Bodenformation 7 aufweist. Die Vorrichtung arbeitet in der dargestellten Fortschreitrichtung 9.
Die Vorrichtung enthält eine Spüleinrichtung 11 in Form eines Spülschwerts, das in üblicher Weise ausgeführt sein kann und an einem auf der Oberfläche 13 des Gewässers 15 schwimmenden Schiff 17 über Seile 19, 21 angehängt ist und mittels einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung unter die Wirkung einer Zugkraft 23 gesetzt ist. Die Spüleinrichtung 11 hat in ihrem unteren Bereich bis zu einer Höhe, die etwa der maximalen zu erwartenden Höhe der spülbaren Deckschicht 5 entspricht, eine Anordnung von Spüldüsen 25, aus denen in der üblichen Weise Wasser und/oder Luft unter Druck ausgestoßen werden, um die spülbare Deckschicht 5 auf zürühren und für die Spüleinrichtung 11 passierbar zu machen. Die Spüleinrichtung 11 kann naturgemäß nur so weit absinken wie die spülbare Deckschicht 5 reicht. Die Spüleinrichtung 11 sitzt also mit ihrem unteren Ende auf der Oberfläche 27 der nicht spülbaren Bodenformation 7 auf und wird auf dieserdberfläche weitergezogen.
Von dem Schiff 17 aus wird auf die Spüleinrichtung 11 über das Seil 19 in der üblichen Weise eine nach unten wirkende Kraft 29 ausgeübt.
Im unteren Endbereich der Spüleinrichtung 11 ist eine mechanische Auflockerungseinrichtung 31 angebracht und über eine einstellbare Arbeitstiefe 33 in der nicht spülbaren Bodenformation 7 wirksam. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die Auflockerungseinrichtung als wesentlichen Bestandteil eine Kettenfräse 35 mit einer Werkzeugkette 37, die über einen oberen Umlenkbereich 39 und einen unteren Umlenkbereich'41 umläuft. Die mechanische Auflockerungseinrichtung 31 ist zur Einstellung ihrer Arbeitstiefe 33 schwenkbar an der Spüleinrichtung 11 angebracht; bei der dargestellten Ausführunqsform ist sie mittels eines Hydraulikzylinders 43 wrt den oberen Umlenkbereich 39 schwenkbar.
Bei der dargestellten Ausführungsform erfolgt der Antrieb der Auf lockerungseinrichtung 31 mittels eines Hydraulikmotors 4S, der im oberen Umlenkbereich 39 angeordnet ist. Die Hydraulikleitungen 47 für den Hydraulikzylinder 43 und den hydraulischen Antriebsmotor 45 verlaufen durch die Spüleinrichtung 11 zu eier nicht dargestellten Energiestation.
Die mechanische Auflockerungseinrichtung 31 darf die Sondenfunktion der Spüleinrichtung 11 zur Auffindung der Oberfläche 27 der nicht spülbaren Bodenformation 7 nicht behindern. Deshalb ist wie dargestellt die Auf lockerungseinrichtung 31 so angeordnet, daß sie nur in einem hinteren Abschnitt des von der Spüleinrichtung 11 erzeugten Spülbereichs angeordnet ist. Wegen dieses Abstandes zwischen der Auflockerungseinrichtung 31 und der Spüleinrichtung 11 können Spüldüsen 49 für Wasser und/oder Luft an der Auflockerungseinrichtung 31 vorgesehen sein, um das Austragen von Bodenmaterial aus dem Verlegekanal 3 zu unterstützen. Besonders günstig wirken Luftdüsen, weil diese eine Zone verminderte,r Dichte erzeugen, in welcher das ausgetragene Material besonders leicht nach oben geschwemmt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Spüldüsen 49 unterhalb des oberen Trumms deL.Werkzeugkette 37 angeordnet. Dadurch wird das Ablösen von abgetragenem Material von der Werkzeugkette 37 begünstigt.
Die dargestehllte Ausführungsform hat Verlegeeinrichtungen 51, hieQRurch einen Verlegekanal angedeutet, zum Verlegen des Objekts 53, beispielsweise eines Kabels, während des Herstellens des Verlegekanals 3. Diese Verlegeeinrichtungen können jedoch entfallen oder unbenutzt bleiben, wenn mit der Vorrichtung zunächst nur der Verlegekanal 3 hergestellt werden soll und das Objekt 53 erst später in den Kanal eingelegt werden soll, wozu dann ein einfacher Eins-pülvorgang ausreicht, weil sich in dea Verlegekanal 3 allenfalls loses Material abgelagert hat, das durch Spülen entfernt werden kann.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist in gestrichelten Linien eine Ausführungsmöglichkeit angedeutet, die Vorteile bei der Verwendung sehr starker und voluminöser Antriebsmotoren bietet. Zum Antrieb der Auf lockerungseinrichtung 31 können erhebliche Leistungen erforderlich sein, die einen entsprechend großen und schweren hydraulischen'Antriebsmotor oder mehrere Antriebsmotoren erfordern. Falls diese Motoren in einem verhältnismäßig tiefen Bereich angeordnet sind, etwa wie dargestellt im Bereich der Wirksamkeit der Spüldüsen 25 der Einspüleinrichtung 11, kann bei großen Abmessungen des Motors eine erhebliche Leistung erforderlich sein, um den Motor durch die auf gerührte Deckschicht 5 in der Fortschreitrichtung 9 weiterzubewegen. Es kann dann günstiger sein, wie in gestrichelten Linien angedeutet, den Antriebsmotor 45' oberhalb des spülbaren Bereichs des Gewässers 15 anzuordnen und mit der Auflockerungseinrichtung 31 über Kraftübertragungsmittel zu koppeln, die wenig Platz beanspruchen und dem Weiterziehen der Vorrichtung keinen zu großen Widerstand entgegensetzen. Die gestrichelt angedeutete Ausführungsform hat als Kraftübertragungsmittel eine Kette 55, die in einem gegen das umgebende Wasser abgedichteten Schutzgehäuse 57 vorgesehen ist. Das untere Ende des Schutzgehäuses sitzt über Gleitdichtungen 59 auf einer zur Schwenkachse der Auf lockerungseinrichtung 31 koaxialen Haube 61 beweglich auf, so daß das Schwenken der Auf lockerungseinrichtung 31 nicht behindert wird.

Claims

A h s p r u c h e 1. Verfahren zum fortschreitenden Herstellen eines Unterwasser-Verlegekänais (3) für ein zu verlegendes Objekt (53) wie ein Kabel oder dgl. in einen Gewässergrund durch Spülen und mechanisches Auflockern von gegen Spülen widerstandsfähigen Bodenformationen (7) mittels einer mechanischen Auflockerungseinrichtung (31) mit einer gegebenen maximalen Arbeitstiefe, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Auflockerungseinrichtung (31) bis zu der gegen das Spülen widerstandsfähigen Bodenformation (7) abgesenkt und mit von dort aus wirksamer Arbeitstiefe (33) durch die gegen Spülen widerstandsfähige Bodenformation (5) in der Fortschreitrichtung (9) weiterbewegt wird.
2. Verfahren nach AnspruCh 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflockern im Sinne der Fortschreitrichtung (9) in einem hinteren Abschnitt des Sptllbereichs durchgeführt wird und ein vorderer Abschnitt des Spülbereichs frei von der Ein wirkung der Auflockerungseinrichtung (31) bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Wirkungsbereich der Auflockerungseinrichtung (31) zusätzlich gespült wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zusitzliche Spülen zumindest teilweise mit Luft durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflockern der gegen Spülen widerstandsfähigen Bodenformation (7) mit einer Arbeitstiefe (33) erfolgt, die einer für das Objekt (53) in der Bodenformation (7) gewünschten Schutztiefe entspricht.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt (53) bei der Herstellung des Verlegekanals '(3) in den Verlegekanal (3) hinein verlegt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer in der Fortschreitrichtung (9) durch spülbare Bereiche des Gewässergrundes bewegbaren Spüleinrichtung (11) wie einem Spülschwert und einer mechanischen Auflockerungseinrichtung (31) zum Auflockern von gegen Spülen widerstandsfähigen Bodenformationen (7), dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Auflockerungseinrichtung (31) im unteren Endbereich der Spüleinrichtung (11) angebracht ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Auflockerungseinrichtung (31) in einem bezüglich der Fortschreitrichtung (9) hinteren Abschnitt des von der Spüleinrichtung (11) erzeugbaren Spülbereichs angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Auflockerungseinrichtung (31) zur Einstellung ihrer Arbeitstiefe (33) schwenkbar angebracht ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Auflockerungseinrichtung (31) von einem oberhalb des spülbaren Bereichs des Gewässergrundes angeordneten Antriebsmotor (45') aus antreibbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor '(451)'über eine Kette (55) mit der Auflockerungseinrichtung (31) gekoppelt ist.
12. Vorrichtung nach Ansprüch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette in einem gegen das umgebende Wasser abgedichteten Schutzgehäuse (57) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Auflockerungseinrichtung (31) Spüldüsen für Wasser aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, däß die mechanische Auflockerungseinrichtung (31) Spüldüsen (49) für Luft aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei der die mechanische Auflockerungseinrichtung (31) eine Werkzeugkette (37) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Spüldüsen (49) unterhalb der Werkzeugkette (37) angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinrichtung (11) an ihrem vorderen unteren Ende abgerundet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie Verlegeeinrichtungen (51) zum Verlegen des Objekts (53) beim Herstellen des Verlegekanals (3) aufweist.