DE3635272A1 - Verfahren und anlage zum verlegen von geotextilmatten ueber und unter wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist seit längerem bekannt, in Verbindung mit Böschungs­ und Sohlensicherungsarbeiten im Wasserbau Filtermatten aus Geotextilien einzusetzen. Derartige Filtermatten stellen ein Zwischenglied zwischen Dichtungssohle und einer Schütt­ steinlage dar. Ihre Wirkungsweise ist jedoch von ihrem exakten Einbau abhängig.

Beim herkömmlichen Verfahren werden die Filtermatten auf einem Ponton in entsprechender Breite und Länge zusammen­ gesetzt und durch Verziehen des Pontons und Beschwerung der abgesenkten Matte mit Schüttmaterial auf die Kanal­ sohle bzw. auf die Kanalböschungen aufgebracht. Durch natürliche Strömungen oder aufgrund von Schiffahrt wird das Verlegen der Matten mehr oder weniger stark beein­ trächtigt. Im Wasser haben die Matten relativ geringes Gewicht; sie wirken beim Absenken wie ein im Wasser hängen­ des Segel und sind daher sehr stark der Strömung ausgesetzt. Die Matte kann sich daher verwerfen und damit die Verlege­ genauigkeit beeinträchtigen. Auch die schon auf dem Unter­ grund liegende Matte kann unter Strömungswirkung ganz oder teilweise hochgerissen und/oder verlagert werden. Beim Ver­ legen können sich auch Wasserpolster zwischen Untergrund und Matte bilden, die eine Verbindung mit dem Untergrund, z.B. einer vorher verlegten Tondichtung, verhindern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zum Verlegen von Geotextilmatten bei Wasserbaumaß­ nahmen über oder unter Wasser auf einem Untergrund anzu­ geben, bei dem unabhängig von Wasserströmungen die Matten präzise verlegt werden können und eine ausreichende Lager­ stabilität erhalten, bevor eine Beschwerung stattfindet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungs­ teils des Patentanspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Matte von vor­ gegebener Länge, beispielsweise bis zu einer Breite von 18 Meter und einer Länge von 300 Meter auf eine Verlege­ rolle aufgewickelt. Das Aufwickeln auf eine Verlegerolle kann herstellerseitig erfolgen oder an der Baustelle. Die Verlegerolle wird auf den Untergrund abgesenkt. Durch gleichzeitiges Drehen und Vorbewegen der Verlegerolle wird die Matte auf dem Untergrund ausgelegt. Durch das Gewicht der Rolle und gegebenenfalls zusätzliche Andrück­ kräfte wird die Matte sukzessiv gegen den Untergrund ge­ preßt. Sie kann daher lagegenau ohne den Einschluß von Wasserpolstern verlegt werden, so daß sie bereits dadurch eine ausreichende Lagestabilität erfährt. Durch das An­ drücken mit Hilfe der Verlegerolle wird bereits eine ge­ wisse Verbindung mit dem Untergrund geschaffen, die eine zusätzliche Haftung der Matte bewirkt. Die mit dem her­ kömmlichen Verfahren verbundenen Nachteile werden bei der Erfindung daher vermieden.

Eine Verbesserung der Lagestabilität der Matten, insbe­ sondere im Überlappungsbereich und in den Randzonen kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt werden, daß nach dem Verlegen die Matte mit Hilfe der leeren Verlegerolle erneut gegen den Untergrund ange­ drückt wird. Es wurde bereits erwähnt, daß zusätzlich zum Eigenwicht der Rolle ein gezielter Druck auf die Verlege­ rolle aufgebracht werden kann.

Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens geht von einem verfahrbaren Gerät, vorzugsweise einem Schwimmkörper aus, von dem aus die Geotextilmatten verlegt werden. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß am Gerät mindestens ein in einer vertikalen Ebene schwenk­ barer Haltearm gelagert ist, der von einer Hubvorrichtung betätigbar ist und an dem eine die aufgewickelte Matte tragende Verlegerolle drehbar gelagert ist. Die Hubvor­ richtung kann eine Seilzugvorrichtung sein, die allerdings keinen zusätzlichen Druck auf den Haltearm auszuüben vermag. Dieser kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit Hilfe eines am Haltearm angreifenden Hydraulikzylinders aufgebracht werden. Wird nur ein Haltearm verwendet, hat dies den Vorteil, daß die Matte sehr nahe an einer Spund­ wand oder dergleichen verlegt werden kann. Zwei Haltearme, die an beiden Seiten der Verlegerolle angreifen, sorgen für eine stabilere Halterung und Führung der Verlegerolle. Da­ mit die Matte unabhängig von Strömungen gleichmäßig gegen den Untergrund gedrückt wird, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung zwischen dem Haltearm und dem Gerät ein Federspeicher angeordnet.

Die Verlegerolle kann durch Eigendruck am Untergrund in Rotation versetzt werden, wenn das Verlegefahrzeug vor­ bewegt wird. Da ein Schlupf nicht immer auszuschließen ist, ist es vorteilhaft, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung am Haltearm ein Drehantrieb für die Verlege­ rolle angeordnet ist.

Auch beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Matte nach dem Verlegen mit Schüttmaterial be­ schwert wird. Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß mit einem den Haltearm lagernden Schwimmkörper ein weiterer Schwimmkörper koppelbar ist, von dem aus das Schüttmaterial abgegeben wird. Dieser weitere Schwimm­ körper wird vorzugsweise in Verlegerichtung gesehen hinter den ersten Schwimmkörper angehängt. Dieser Schwimmkörper trägt außerdem vorzugsweise Meßgeräte zur Uberwachung der Lage und/oder des Verlegezustands der Matte. So kann am zweiten Schwimmkörper an dem dem ersten Schwimmkörper zu­ gewandten Ende eine quer zur Verlegerichtung verlaufende Führungsbahn angeordnet sein für die Halterung einer ab­ senkbaren Meßsonde. Mit der Meßsonde kann ein beliebiger Punkt über die Breite der Matte abgefahren werden. In die Matte kann am Rand ein Meßkabel eingearbeitet sein, das mit Hilfe geeigneter Ortungsgeräte in seiner Lage bestimmt werden kann. Damit kann auch die Lage des Mattenrandes ermittelt werden, ohne daß Taucharbeiten notwendig sind.

Bei einer entsprechenden Breite des Untergrunds können auch zwei Verlegerollen an mindestens einem Haltearm am Schwimmkörper gelagert sein, wobei die Rollen quer zur Verlegerichtung versetzt angeordnet sind und sich in Verlegerichtung teilweise überlappen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht einen Teil der erfindungs­ gemäßen Anlage zum Verlegen von Matten auf einem Untergrund.

Fig. 2 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage.

Fig. 3 zeigt die Vorderansicht der Anlage nach Fig. 2.

Fig. 4 zeigt die Draufsicht der Anlage nach Fig. 2.

Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzel­ heiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich oder in Ver­ bindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesent­ licher Bedeutung ist.

In Fig. 1 ist ein Verlegeponton 10 gezeigt, der sich aus mehreren aneinandergekoppelten Pontons zusammensetzen kann. Er befindet sich in einem Gewässer, und die Wasser­ linie ist bei 11 zu erkennen. Der Boden des Gewässers, beispielsweise die Sohle eines Kanals, ist mit 12 be­ zeichnet. An gegenüberliegenden Seiten des Pontons 10 sind Lagerböcke angebracht, von denen einer bei 13 zu erkennen ist. Die Lagerböcke lagern um eine horizontale Achse schwenkbar Haltearme, von denen einer bei 14 zu er­ kennen ist. Die Haltearme befinden sich an der Außenseite des Pontons 10, jedoch nur mit einem minimalen Abstand zu diesem. Die Haltearme 14 lagern am anderen Ende eines Ver­ legerolle 15, auf die eine Geotextilmatte 16 aufgewickelt ist. Die Breite der Rolle 15 beträgt z.B. 18 m. Dies ent­ spricht auch dem Abstand der Arme 14 voneinander. Die Ver­ legerolle 15 ist lösbar an den Armen 14 angebracht. Auf dem Ponton 10 befindet sich an beiden hinteren Ecken ein Gestell 17, das nicht näher beschrieben werden soll. Am Gestell ist ein Rollenblock 18 aufgehängt. Am Haltearm 14 ist nahe der Verlegerolle 15 ein weiterer Rollenblock 19 angelenkt. Ein Zugseil 20 ist um eine Windentrommel einer Winde 21 geschlungen sowie über die Rollen der Blöcke 18 und 19. Mit Hilfe des Zugseils 20 und der Winde 21 können mithin die Haltearme 14 in der Vertikalen verschwenkt werden. In gestrichelten Linien ist die Transportposition der Haltearme 14 gezeigt. Es versteht sich, daß die Halte­ arme 14 so lang sind bzw. die Verlegerolle 15 so angeordnet ist, daß sie frei gegenüber dem Heck des Pontons 10 ver­ schwenkbar ist. Außerdem ist die Länge der Haltearme 14 so bemessen, daß auch bei unterschiedlichen Wassertiefen ein Aufliegen der Rolle 15 auf dem Boden 12 gewährleistet ist. Im gezeigten Fall beträgt die Wassertiefe etwa 4 m.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß anstelle einer Zug­ seilbetätigung der Haltearme 14 auch eine Betätigung über Hydraulikzylinder stattfinden kann. Die Hydraulikzylinder haben den Vorteil, daß die Verlegerolle 15 mit vorgegebener Kraft gegen den Boden 12 angedrückt werden kann. Die Hy­ draulikzylinder können auch so geschaltet bzw. betrieben werden, daß sie Abstands- bzw. Auftriebsveränderungen kompensieren, so daß unabhängig vom Abstand bzw. vom je­ weils an der Verlegerolle 15 angreifenden Auftrieb diese mit vorgegebenem Druck gegen den Untergrund 12 anliegt. In Fig. 1 ist ein Federspeicher 22 schematisch angedeutet, der für einen gleichmäßigen Druck sorgen soll. Er wirkt zwischen den Haltearmen 14 und dem Ponton 10.

Über mehrere Stangen 23, die gegeneinander versteift sein können, ist am Ponton 10 ein weiterer Ponton 24 angekoppelt. Vom Ponton 24 wird Schüttmaterial auf den Untergrund 12 gegeben. Auf dem Ponton befinden sich außer­ dem notwendige Meßgeräte oder dergleichen zur Überwachung der Verlegung der Geotextilmatte 16 auf dem Untergrund 12. An den vorderen Ecken des Pontons 24 sind Galgen ange­ ordnet, von denen einer bei 25 gezeigt ist. Am horizontalen Balken des Galgens 25 ist eine Laufschiene 26 angebracht, an der eine Laufkatze 27 geführt ist. An einem Haken der Laufkatze 27 ist eine Meßsonde 28 aufgehängt, die ent­ sprechend dem Doppelpfeil 21 auf unterschiedliche Höhen einstellbar ist. In gestrichelten Linien ist die Ruhe­ position dargestellt. In ausgezogenen Linien ist die Ar­ beitsposition dargestellt. Die Meßsonde 28 kann über die gesamte Breite des Pontons 10 bzw. der Geotextilmatte 16 bewegt werden, um diese abzutasten.

Der Verlegevorgang der Geotextilmatte 16 geschieht wie folgt.

Die Geotextilmatte, von einer Länge von 300 m oder der­ gleichen, ist entweder herstellerseitig oder an der Bau­ stelle auf die Verlegerolle 15 aufgewickelt worden. Die Verlegerolle 15 wird an Bord des Pontons 10 mit den Hal­ tearmen 14 verbunden. An einem der Haltearme ist außerdem ein Drehantrieb (nicht gezeigt) angeordnet, der die Ver­ legerolle 15 mit gewünschter Drehzahl antreibt. Anschließend werden die Haltearme 14 abgesenkt wie in durchgezoge­ nen Linien in Fig. 1 dargestellt. Danach wird der Schütt­ ponton 24 in der beschriebenen Weise angekoppelt. Die Pontons 10, 24 werden in Richtung des Pfeils 30 vorbe­ wegt. Gleichzeitig treibt der Drehantrieb die Verlege­ rolle 15 an, so daß die Matte 16 auf dem Untergrund 12 satt an diesem angelegt wird, wie bei 31 dargestellt. Die Geschwindigkeit des Drehantriebs ist derart, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle der Vortriebsge­ schwindigkeit der Pontons 10, 24 entspricht. Mit Hilfe der Meßsonde 28 können die Lage und die Beschaffenheit der ausgelegten Matte 31 kontrolliert werden. Die Art und Weise, wie dies geschieht, soll im einzelnen nicht er­ läutert werden. Es sei nur erwähnt, daß an den Rändern der Matte 31 Meßkabel eingearbeitet sind. Die Meßkabel können geortet werden, so daß sich auch die Lage der Kan­ ten der Matte 31 bestimmen läßt.

Wurde eine bestimmte Mattenlänge ausgelegt, kann mit Hilfe der leeren Verlegerolle 15 erneut über die Matte bzw. über überlappende Kanten benachbarter Matten gefahren wer­ den, um diese erneut gegen den Boden zu drücken. Es kann im übrigen hierzu auch eine zweite Rolle verwendet werden, die in Verlegerichtung hinter der Verlegerolle 15 ange­ ordnet wird.

Die Breite der Geotextilmatten bzw. der Verlegerolle kann einen bestimmten Wert nicht überschreiten. Damit über eine große Breite gleichzeitig verlegt werden kann, können an einem Ponton 40 auch zwei Verlegerollen 41 bzw. 42 gelagert sein mit Hilfe von Haltearmen 43, 44. Die Haltearme 43, 44 sind auf der vorderen Seite bzw. der hinteren Seite des Pontons 40 angelenkt, wenn dieser in Verlegerichtung betrachtet wird. Die Betä­ tigung der Haltearme 43, 44 erfolgt wieder über Seilzüge 46 bzw. 47, die über entsprechende Gerüste 48 bzw. 49 auf dem Ponton 40 gelenkt sind. Auf Einzelheiten soll hier nicht näher eingegangen werden.

Wie sich aus den Fig. 3 und 4 ergibt, sind die Verlege­ rollen 41, 42 einander etwas überlappend angeordnet, so daß auch die Matten überlappend verlegt werden. Das Ver­ legeverfahren entspricht dem, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 4 sind jeweils zwei Haltearme für die drehbare Lagerung der Verlegerollen beschrieben worden. Es ist auch denkbar, einen einzigen Ausleger für die Lagerung der Verlegerolle vorzusehen. Dieser hat den Vorteil, daß die Matte sehr nahe an eine Spundwand oder dergleichen heran verlegt werden kann.

Es ist auch denkbar, eine Verlegerolle an einer anderen Hubvorrichtung anzubringen, um sie auf dem Untergrund ab­ zusetzen bzw. von diesem hochzuheben. Hierzu können teleskopisch wirkende Beine oder dergleichen verwendet werden, mit denen eine Verlegerolle mehr oder weniger vertikal in der Höhe verstellt wird. Es ist ferner denk­ bar, im Verlegefahrzeug eine entsprechende Lücke vorzu­ sehen, über die die Verlegerolle abgesenkt werden kann.

Claims (16)

1. Verfahren zum Verlegen von Geotextilmatten bei Wasser­ baumaßnahmen über und unter Wasser, bei dem an einem Ende beginnend eine Matte fortschreitend auf eine Sohle oder eine Böschung aufgebracht wird und gleichzeitig oder danach Schüttmaterial auf die abgesenkte Matte auf­ gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte vor dem Verlegen auf einer Verlegerolle aufgewickelt und mit der auf den Untergrund abgesenkten Verlegerolle durch Drehen und gleichzeitiges Vorbewegen der Verlegerolle auf dem Untergrund verlegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verlegen die Matte mit Hilfe der leeren Ver­ legerolle erneut gegen den Untergrund angedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verlegen und/oder erneuten Abrollen auf die Verlegerolle ein vorgegebener Druck aufgebracht wird.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem verfahrbaren Gerät, vor­ zugsweise einem Schwimmkörper, von dem aus die Geotextil­ matte verlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Gerät (10, 40) mindestens ein in einer vertikalen Ebene schwenk­ barer Haltearm gelagert ist, der von einer Hubvorrich­ tung betätigbar ist und an dem eine die aufgewickelte Matte (16) tragende Verlegerolle (15) drehbar gelagert ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung eine Seilzugvorrichtung (17 bis 21) ent­ hält.

6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung mindestens einen Hydraulikzylinder ent­ hält.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Haltearm ein Drehantrieb für die Verlegerolle angeordnet ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Haltearm (14) und dem Gerät (10) ein Federspeicher (22) angeordnet ist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verlegerolle (15) lösbar am Halte­ arm (10) angebracht ist.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit einem den Haltearm (14) lagern­ den Schwimmkörper (10) ein weiterer Schwimmkörper (24) koppelbar ist, von dem aus das Schüttmaterial abgegeben wird.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Schwimmkörper (24) eine etwas kleinere Breite als die Matte (16) aufweist.

12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß Meßgeräte zur Überwachung der Lage und/oder des Verlegezustands der Matte (16, 31) am zweiten Schwimm­ körper (24) angeordnet sind.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Schwimmkörper (24) an dem dem ersten Schwimm­ körper zugewandten Ende eine quer zur Verlegerichtung verlaufende Führungsbahn (26) angebracht ist für die Halterung einer absenkbaren Meßsonde (28).

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Rand der Matte ein Meßkabel ange­ bracht ist.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an einem Schwimmkörper (40) mindestens jeweils ein Haltearm (43, 44) für zwei Verlegerollen (41, 42) angeordnet ist, wobei die Rollen (41, 42) quer zur Verlegerichtung versetzt angeordnet sind und sich in Verlegerichtung teilweise überlappen.

16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Verlegerichtung gesehen eine Verlegerolle (41) am vorderen Ende und die andere Verlegerolle (42) am hin­ teren Ende des Schwimmkörpers (40) angeordnet ist.