DE3710284C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Abtragen von Erdreich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtragen von Erdreich nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 20.

Aus der DE-OS 22 57 209 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Gräben, insbesondere zur Entwässerung und Drainage des Bodens bekannt. Mit einer von einer Zugmaschine gezogenen Abtragvorrichtung wird ein schmaler, tiefer Graben ausgehoben, um nachfolgend mit einer Verlegevorrichtung flexible Drainagerohre einzubringen und mittels einer Nachfüllvorrichtung den Graben mit wasserdurchlässigem Material aufzufüllen. Diese Vorrichtung ist aber nicht dazu geeignet, kontaminiertes Erdreich zu beseitigen und gegen schadstoffarmes oder -freies Material auszutauschen, da geeignete Schutzmaßnahmen zur Einhaltung minimaler Umweltbelastungen während des Abtrage- und Austauschvorganges fehlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsbildenden Art derart weiterzubilden, daß der Austausch kontaminierten Erdreiches ohne Umweltbelastung einfach und preisgünstig durchgeführt werden kann sowie ein Verfahren zum Austausch kontaminierten Erdreiches anzugeben.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Ein Verfahren zum Austausch kontaminierten Erdreiches ist im Anspruch 20 angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Nachfüllvorrichtung unmittelbar an die Abtragvorrichtung angeschlossen und stützt sich auf dieser ab. Dadurch folgt die Nachfüllvorrichtung unmittelbar der Abtragvorrichtung, so daß nach dem Abtragen einer kontaminierten Erdschicht schadstoffarmes bzw. schadstofffreies Erdreich aufgetragen werden kann. Dadurch wird die verbleibende Bodenschicht abgedeckt und damit verhindert, daß aus ihr Schadstoffe ausgasen oder in anderer Weise in die Umwelt austreten. Durch die Abdeckung der Abtragvorrichtung mit der Abdeckhaube, die mindestens einen Auslaß für Gase besitzt, ist die abzutragende Erdschicht abgeschirmt, so daß Luft und Gase kontrolliert nach außen abgeleitet werden können.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die durch den Abtrag freigelegte Bodenschicht unverzüglich mit der gereinigten Erde bedeckt, so daß eine Umweltgefährdung minimiert ist. Dadurch kann innerhalb kurzer Zeit ein schadstoffbelasteter Boden beseitigt werden, wobei über den Auslaß Gase, Staub und Luft abgesaugt und entsorgt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 bis 4 in schematischer Darstellung das mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Abtragen und Nachfüllen von Erdreich durchgeführte Verfahren,

Fig. 5 die Einrichtung nach den Fig. 1 bis 4 in vergrößerter Darstellung und in Seitenansicht,

Fig. 6 die Einrichtung nach Fig. 5 in Draufsicht, jedoch ohne obere Abdeckung der Abtragvorrichtung,

Fig. 7 und 8 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung in Darstellungen entsprechend den Fig. 5 und 6.

Die Einrichtung nach den Fig. 1 bis 6 dient zum Abtragen von mit Schadstoffen belastetem Erdreich und anschließendem Auffüllen der entstandenen Bodengrube mit schadstofffreiem Material. Die Einrichtung hat eine Zugmaschine 1, wie ein Schlepperfahrzeug, eine Abtrag- bzw. Lösevorrichtung 2 und eine Auffüllvorrichtung 3.

Die Abtragvorrichtung 2 besteht aus mehreren senkrecht zur Zugrichtung P nebeneinander angeordneten, umlaufend angetriebenen Fräs- oder Kratzketten 2a. Sie sind über eine Anhängevorrichtung an der Zugmaschine 1 befestigt. Die Anhängevorrichtung besteht aus zueinander parallelen Zugstangen 5, 6, die nach hinten über die Zugmaschine 1 ragen, sowie einer Verstellvorrichtung 4. Sie ist durch einen oder mehrere nebeneinander liegende Hubzylinder gebildet, die mit ihrer Kolbenstange 7a an einem Ausleger 8 angelenkt sind. Der Ausleger ist durch einen oder mehrere nebeneinander liegende Arme gebildet, die nach oben über das in Zugrichtung P vordere Ende 9 der Abtragvorrichtung 2 ragen und auf der Achse 2b der Fräswerkzeuge 2a drehfest sitzen. Der Ausleger 8 ist über an einem oberen Eckbereich 11 der Nachfüllvorrichtung 3 angelenkte Stützen 10 mit der Nachfüllvorrichtung verbunden. Die Stützen 10 bilden einen Teil einer Stützkonstruktion 12, die aus einer Vielzahl scherenartig angeordneter Stützen 12a bis 12a′′′ besteht. Diese Stützkonstruktion ist über die ganze Länge der Abtragvorrichtung 2 zwischen ihr und der Nachfüllvorrichtung 3 vorgesehen, wobei die einzelnen Stützen 12a bis 12a′′′ jeweils mit ihrem einen, in Zugrichtung P vorderen Ende mit der Abtragvorrichtung 2 und mit ihrem anderen Ende an der Nachfüllvorrichtung befestigt sind.

Beim Einfahren der Kolbenstange 7a werden der Ausleger 8 und die Stützkonstruktion 12 mit verschwenkt. Die Abtragvorrichtung 2 mit der über die Stützkonstruktion 12 mit ihr verbundenen Nachfüllvorrichtung 3 kann mit der Stelleinrichtung 4, wie in Fig. 5 durch strichpunktierte Linien dargestellt ist, aus einer horizontalen Lage (Linie 14 in Fig. 5), in der die Kolbenstangen 7a eingefahren sind, in eine schräg nach unten gerichtete Arbeitslage um den Winkel α um die Achse 2b verstellt werden. In dieser Arbeitslage sind die Kolbenstangen 7a ausgefahren. In der horizontalen Lage der Abtragvorrichtung 2 haben beide Vorrichtungen 2, 3 vom Boden Abstand, so daß sie mit der Zugmaschine 1 einfach zu einer anderen Baustelle gefahren werden können.

Die Nachfüllvorrichtung 3 hat einen trichterförmigen Kasten 3a mit einer oberen Einfüllöffnung 15 für das schadstofffreie Erdreich 16. Zum Eintragen dieses Erdreiches 16 weist der Kasten 3a eine untere Austragöffnung 17 auf, die in der in Zugrichtung P rückwärtigen Wand 18 vorgesehen ist. Die Austragöffnung 17 reicht vom Boden 19 des Kastens 3a bis etwa in halbe Höhe der Rückwand 18 und erstreckt sich über die ganze Breite des Kastens, so daß das Erdreich 16 in großer Menge und großflächig ausgetragen und auf der jeweilig abgetragenen Bodenfläche 20 verteilt werden kann. Wie Fig. 5 zeigt, wird die von der Abtragvorrichtung 2 ausgehobene Grube 21 vollständig mit dem schadstofffreien Material 16 ausgefüllt.

Das schadstofffreie Material 16 wird nach seinem Austrag mit einer Andruckwalze 23 verdichtet, die über eine Zuggabel 22 mit einer (nicht dargestellten) Zugmaschine verbunden sein kann.

Mit der Abtragvorrichtung 2 wird das kontaminierte Erdreich 24 in einer bestimmten Höhe abgetragen und mit den endlos umlaufenden Fräs- und Kratzketten 2a nach oben zu einer Fördervorrichtung 25 transportiert. Sie besteht vorzugsweise aus einem Transport- bzw. Förderband; sie kann aber auch durch eine Förderschnecke gebildet sein.

Die Fördervorrichtung 25 verläuft senkrecht zur Zugrichtung P unmittelbar vor der Abtragvorrichtung 2 und erstreckt sich von der einen Seite der Abtragvorrichtung 2 bis über deren andere Seite hinaus. Mit der Fördervorrichtung 25 wird das abgetragene kontaminierte Erdreich 24 in ein Transportfahrzeug 26 gefördert, mit dem es zu einer Mülldeponie, Verbrennungsanlage oder dgl. gefahren werden kann.

Beim Abtrag des kontaminierten Erdreiches 24 werden zwangsläufig Bodenteile hochgeschleudert, wodurch infolge der Kontaminierung dieser Bodenteile eine erhebliche Umweltbelastung auftreten kann. Eine weitere Umweltbelastung kann durch Ausgasungen aus der abgetragenen Bodenfläche erfolgen. Um diese Umweltbelastungen zu vermeiden, ist die Abtragvorrichtung 2 nach außen abgedeckt. Nach oben und seitlich ist die Abtragvorrichtung 2 durch eine Haube 27 abgedeckt, die auf den Zugstangen 5, 6 der Zugmaschine 1 oder unmittelbar auf der Zugmaschine befestigt ist. Die Abdeckhaube 27 hat eine Vorderwand 29 mit einer oder mehreren abgedichteten Durchtrittsöffnungen 30 für den oder die Hubzylinder 7. Am unteren Ende ist die Vorderwand 29 mit einem flexiblen bzw. elastischen Dichtteil 28 versehen, der auf dem Boden aufliegt und infolge seiner Flexibilität Bodenunebenheiten folgen kann. Dadurch ist der Arbeitsraum unter der Abdeckhaube 27 stets einwandfrei abgedichtet. Der Dichtteil 28 kann lösbar an der Vorderwand 29 befestigt sein, so daß bei Verschleiß nicht die ganze Abdeckhaube 27 ausgewechselt werden muß.

Die Abdeckhaube 27 sitzt mit ihrer Rückwand 31 auf der Stütze 12 und schließt an die Vorderwand 32 der Nachfüllvorrichtung 3 an. Um die Bewegungen der Abtragvorrichtung 2 mitmachen zu können, ist die Rückwand 31 flexibel ausgebildet. Die Abtragvorrichtung 2 ist somit von der Abdeckhaube 27 mit der Vorder- und der Rückwand, den (nicht dargestellten), bis zum Boden reichenden Seitenwänden und von der Vorderwand des Kastens 3a abgedeckt. Seitlich neben der Abtragvorrichtung 2 selbst wird der Abbauraum durch das von der Abtragvorrichtung nicht erfaßte Erdreich abgedeckt. Mit der beschriebenen Abdeckung wird die Bodenabtragfläche 20 einwandfrei abgedeckt, so daß keine Luft, Staub und Gase unkontrolliert nach außen gelangen können. Zum Abzug von Luft und Gas ist an der Oberseite 33 der Abdeckhaube 27 ein Abzugstutzen 34 mit einer Abzugleitung bzw. -schlauch 35 vorgesehen. Um einen einwandfreien Abzug zu gewährleisten, kann unterhalb der Abdeckhaube 27 im Abbauraum ein Unterdruck eingestellt werden, so daß auch bei eventuellen Undichtheiten nur Luft nach innen, nicht jedoch mit Schadstoffen belastete Luft nach außen gelangen kann.

Die Arbeitsbreite der Abtragvorrichtung 2 ist vorzugsweise breiter als die Breite der Zugmaschine 1. Dies hat den Vorteil, daß mit der Einrichtung dicht an bereits vorhandene Häuser herangefahren werden kann, um in ihrer unmittelbaren Umgebung verunreinigtes Erdreich abtragen zu können.

Durch die Abdeckung und die Nachfüllvorrichtung 3, die so breit ist wie die Baugrube, wird der ausgehobene Bereich hermetisch abgeschlossen.

Die Abtrag- und Nachfüllvorrichtungen 2, 3 bilden praktisch eine Baueinheit. Die Nachfüllvorrichtung 3 stützt sich dabei auf der Abtragvorrichtung 2 ab, wobei beide Vorrichtungen 2, 3 gemeinsam über den Hubzylinder 7 verstellbar sind.

Da sich die Nachfüllvorrichtung 3 über die Stützkonstruktion 12 auf der Abtragvorrichtung 2 abstützt, wird auf die Abtragvorrichtung ein hoher Druck ausgeübt, so daß sie das verunreinigte Erdreich 24 einwandfrei abtragen kann. Zusätzlich kann der zum Abtragen erforderliche Anpreßdruck von dem oder den Hubzylinder(n) 7 aufgebracht werden.

Die Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform im wesentlichen dadurch, daß anstelle der Fräsketten 2a eine Fräswalze 36 mit schaufelartigen Werkzeugen 36a als Abtragvorrichtung und anstelle der Stützkonstruktion 12 nur zwei seitlich neben der Fräswalze liegende Stützen 37, 38 vorgesehen sind. Im Gegensatz zur vorigen Ausführungsform, bei der die Arbeitsbreite der Abtragvorrichtung 2 größer ist als die Breite der Zugmaschine 1, ist die Arbeitsbreite der Abtragvorrichtung 36 kleiner als die Breite der Zugmaschine 39. Der oder die Hubzylinder 40 sind über Streben 41, 42 mit der Zugmaschine 39 verbunden. An den Streben 41, 42 sind Streben 44 angelenkt, die sich von der in Fahrtrichtung P vorderen Kante der Vorderwand des Kastens 43a der Nachfüllvorrichtung 43 aus erstrecken. Die freien Enden der Streben 41, 42, 44 sitzen auf einer gemeinsamen Achse 49, auf der die Hubzylinder 40 mit ihren Gehäusen 50 schwenkbar sitzen.

Das freie Ende 45 der Kolbenstange 46 der Hubzylinder 40 ist jeweils an einer Haltelasche 48 angelenkt. Sie sitzt auf einer Achse 47 der Fräswalze 36. Die Stützen 37, 38, die an den Seitenwänden 43a′ und 43a′′ des Kastens 43a befestigt sind, werden von der Achse 47 durchsetzt.

Die Zugmaschine 39 hat in Fahrtrichtung P nach hinten ragende Ausleger 51, an deren freien Enden Zugstangen 52 angelenkt sind. Ihre anderen Enden 53 sind an Laschen 54 angelenkt, welche die Haltelaschen 48 tragen und auf der Achse 47 befestigt sind. Die Austrag- bzw. Fördervorrichtung 55 besteht aus einem ersten und zweiten Abschnitt 55a und 55b, die rechtwinklig zueinander verlaufen. Der Abschnitt 55a verläuft unmittelbar benachbart zur Walze 36 senkrecht zu deren Achse 47. Der Förderabschnitt 55a erstreckt sich vom Übergangsbereich in Höhe der Fräswalze 36 in Fahrtrichtung P nach hinten schräg aufwärts bis zu einem Übergabekasten 70, der an der einen Seitenwand 43a′′ des Kastens 43a befestigt ist. Das von oben in den Übergabekasten 70 eingegebene Material fällt nach unten auf den Förderabschnitt 55b, auf dem das Material zu einem Transportfahrzeug 56 gefördert wird.

Die schaufelförmigen Fräswerkzeuge 36a der Fräswalze 36 sind derart angestellt, daß das von ihnen abgetragene Erdreich auf den Förderabschnitt 55a gelangt.

Die Abdeckhaube 57 schließt an die Zugmaschine 39 und an den Kasten 43a der Nachfüllvorrichtung 43 mit seiner vorderen bzw. rückwärtigen Wand 58, 59 an.

Im Unterschied zum zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die rückwärtige Wand 59 der Abdeckhaube starr ausgebildet. Zum Auslaß von Gasen und Luft ist an der Oberseite 62 der Abdeckhaube 57 ein Auslaßstutzen 63 vorgesehen. Die Nachfüllvorrichtung 43 entspricht im wesentlichen der Nachfüllvorrichtung 3 nach Fig. 5. Sie weist ebenfalls eine Einfüll- und eine Auslaßöffnung 60, 61 für das schadstofffreie Erdreich 16 auf.

Beim Einfahren der Kolbenstange(n) 46 wird die Fräswalze 36 angehoben. Die Nachfüllvorrichtung 43 wird dabei über die Stützen 37, 38 mit angehoben. Entsprechend wird die Fräswalze 36 und die Nachfüllvorrichtung 43 abgesenkt, wenn die Kolbenstange 46 ausgefahren wird. Die Fräswalze 36 kann somit in eine Transportstellung angehoben werden, damit sie mit der Zugmaschine 39 transportiert werden kann.

Die Art der Fräswerkzeuge bei beiden Ausführungsformen richtet sich nach der jeweiligen Bodenbeschaffenheit.

Wie die Fig. 1 bis 4 in Verbindung mit der Ausführungsform gem. den Fig. 5 und 6 zeigen, wird die Vorrichtung mit der Zugmaschine 1 hin- und hergefahren, wobei jeweils einander überlappende Bodenbereiche s, s′, s″ zwischen benachbarten Bahnen bearbeitet werden. Diese Bodenbereiche sind verhältnismäßig schmal. Durch die überlappende Arbeitsweise ist sichergestellt, daß der kontaminierte Boden vollständig abgetragen wird. Mit der Abtragvorrichtung 2 wird der kontaminierte Boden in der beschriebenen Weise kontinuierlich abgetragen. Unmittelbar anschließend wird die schadstofffreie Erde mit der Nachfüllvorrichtung 3 kontinuierlich zugegeben und anschließend verdichtet. Da die Abtragvorrichtung 2 abgedeckt ist, arbeitet diese Einrichtung auch geräuscharm. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist die Arbeitsbreite der Abtragvorrichtung 2 größer als die Breite der Zugmaschine 1. Die Einrichtung kann darum z. B. so an Häusern 69 (Fig. 1) vorbeigefahren werden, daß die Abtragvorrichtung 2 direkt an die Grundmauern des Hauses anschließt. Der Boden kann somit unmittelbar bis zur Grundmauer bzw. Hauswand abgetragen werden.

Während des Fahrens wird die Nachfüllvorrichtung 3 mit schadstofffreiem Material nachgefüllt, so daß stets Material zum Aufschütten zur Verfügung steht.

Claims (22)

1. Vorrichtung zum Abtragen von Erdreich, mit einer Zugmaschine und einer Abtragvorrichtung, und einer in Zugrichtung der Zugmaschine hinter der Abtragvorrichtung angeordneten Nachfüllvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nachfüllvorrichtung (3, 43) auf der Abtragvorrichtung (2, 36) abstützt und daß der Raum zwischen Zugmaschine (1, 39) und Nachfüllvorrichtung (3, 43), in dem die Abtragvorrichtung (2, 36) angeordnet ist, mit einer Abdeckhaube (27, 57) abgedeckt ist, die mit mindestens einem Auslaß (34, 63) für Gase versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfüllvorrichtung (3, 43) einen trichterförmigen Behälter (3a, 43a) aufweist, der eine bodennahe Austragöffnung (17, 61) hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (17, 61) der Nachfüllvorrichtung (3, 43) quer, vorzugsweise etwa senkrecht zur Zugrichtung (P) verläuft.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (17, 61) in einer in Zugrichtung (P) rückwärtigen Wand (18) des Behälters (3a, 43a) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nachfüllvorrichtung (3, 43) mittels einer Stützkonstruktion (12; 37, 38) auf der Abtragvorrichtung (2, 36) abstützt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragvorrichtung (2, 36) schwenkbar an der Zugmaschine (1, 39) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abtragvorrichtung (2, 36) eine Verstelleinrichtung (4, 40) angreift, die mit der Zugmaschine (1, 39) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (4, 40) durch mindestens einen Hubzylinder gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (4) an einem Ausleger (8), einem Arm, einem Rahmen oder dgl., angreift.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (31) der Abdeckhaube (27) flexibel ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die Abtragvorrichtung (2, 36) eine Materialaustragvorrichtung (25, 55), wie ein Förderband, ein Schneckentrog oder dgl. angeschlossen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialaustragvorrichtung (25, 55) zumindest teilweise quer zur Zugrichtung (P) verläuft.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragvorrichtung (2, 36) durch eine Fräsvorrichtung gebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragvorrichtung (2) breiter ist als die Zugmaschine (1).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragvorrichtung (2) durch mehrere quer zur Zugrichtung (P) nebeneinander angeordnete Kratzketten oder -bänder (2a) gebildet ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragvorrichtung (36) durch eine Fräswalze gebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Nachfüllvorrichtung (3, 43) etwa gleich der Breite der Zugmaschine (1, 39) und/oder der Abtragvorrichtung (2, 36) ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialaustragvorrichtung (25) im Bereich zwischen der Zugmaschine (1) und der Abtragvorrichtung (2) verläuft.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialaustragvorrichtung (55) längs der Abtragvorrichtung (36) nach hinten und in Höhe der Nachfüllvorrichtung (43) quer zur Zugrichtung (P) nach außen verläuft.

23. Verfahren zum Abtragen von kontaminierte Erdreich unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar anschließend an den Abtrag kontaminierten Erdreiches (24) in die Baugrube ein mindestens schadstoffarmes Bodenmaterial (16) eingebracht wird, wobei gleichzeitig über den Auslaß (34, 36) Gase und dergleichen abgesaugt und entsorgt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens schadstoffarme Bodenmaterial (16) kontinuierlich eingebracht wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrag in einander überlappenden Bahnen (s, s′, s′′) erfolgt.