DE3811705C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absenken des Grundwasserspiegels im Boden, bei dem in den Boden zumindest eine Entwässerungsleitung verlegt und aus dieser das sich darin sammelnde Wasser abgesaugt und über ein Standrohr mittels einer Pumpe an die Oberfläche hochgedrückt wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Abbau von Bodenschätzen, insbesondere im Braunkohlentagebau, müssen oft mehrere hundert Meter Abraum durch Schaufelbagger beseitigt werden. Um dies zu ermöglichen, ist es notwendig, daß zuvor der überwiegende Teil des Abraums durch Absenken des Grundwasserspiegels entwässert wird. Hierzu werden in den Boden im wesentlichen horizontal verlaufende Entwässerungsleitungen verlegt, die an einem Ende mit einem Standrohr verbunden sind, daß bis zur Bodenoberfläche reicht. Dort ist im Standrohr eine Pumpe angeordnet, über die das sich in der jeweiligen Entwässerungsleitung sammelnde Wasser abgeleitet wird. In der DE-OS 23 40 565 ist ein Verfahren zum Verlegen der vorbeschriebenen Entwässerungsleitung mit Standrohr sowie ein Grabenbagger zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben.

Mit der vorbeschriebenen Anordnung ist aus physikalischen Gründen eine Entwässerung nur bis zu etwa 5 m Tiefe im Boden möglich. Bei darüberliegenden Tiefen reißt die Flüssigkeitssäule im Standrohr ab. Andererseits besteht ein Bedürfnis, die Entwässerung auch in größeren Bodentiefen vorzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren weiterzubilden, daß auch in größeren Tiefen, beispielsweise in 10 m Tiefe, eine Entwässerung des Bodens durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Standrohr und Entwässerungsleitung einem Vakuum ausgesetzt werden und daß das Wasser in einem Pumpensumpf gesammelt wird. Eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 3. Wenn der über der Entwässerungsleitung liegende Boden sehr durchlässig ist, ist es zweckmäßig, daß der Boden oberhalb der Entwässerungsleitung mit einer Abdichtschicht abgedeckt wird.

Mit diesem Verfahren bzw. mit dieser Anordnung kann auch in sehr großen Tiefen eine Entwässerung mittels Entwässerungsleitungen durchgeführt werden. Dabei wirken zwei Maßnahmen zusammen, nämlich zum einen die Vakuumerzeugung innerhalb des Standrohres und damit auch der Entwässerungsleitung und zum anderen die Tatsache, daß das sich in der Entwässerungsleitung sammelnde Wasser in einem Pumpensumpf am unteren Ende der Standleitung gesammelt und von dort aus hochgedrückt wird. Beide Maßnahmen machen die Anordnung weitgehend unabhängig von der Tiefe, in der die Entwässerungsleitung verlegt wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Boden zum Beginn der Verlegung eines Entwässerungsschlauchs mit einem Grabenbagger und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des unteren Teils des Grabenbaggers gemäß Fig. 1.

Der in Fig. 1 in der Seitenansicht dargestellte Grabenbagger 1 ist als langsam fahrendes Kettenfahrzeug ausgebildet. Er steht mit seinem Kettenfahrgestell 2 auf dem Boden 3. Er weist ein Gehäuse 4 auf, in dem der Motor für den Antrieb des Kettenfahrgestells 2 gekapselt ist.

Links von dem Gehäuse 4 ist eine ortsfest angeordnete Strebe 5 vorgesehen. Im unteren Bereich weist sie ein horizontales und quer zur Verfahrrichtung des Grabenbaggers 1 verlaufendes Schwenklager 6 auf, an dem über eine Lasche 7 ein Führungsgehäuse 8 schwenkbar gelagert ist. Für die Verschwenkung ist ein Hydraulikzylinder 9 vorgesehen, dessen Zylinder 10 schwenkbar am oberen Ende der Strebe 5 und dessen Kolbenstange 11 schwenkbar an dem Führungsgehäuse 8 angelenkt sind. Durch Einziehen der Kolbenstange 11 in den Zylinder 10 kann das Führungsgehäuse 8 und die darauf geführten, nachfolgend näher beschriebenen Teile in die Horizontale verschwenkt werden und umgekehrt.

An dem Führungsgehäuse 8 sind Führungsplatten 12 befestigt, zwischen denen ein als Doppel-T-Träger ausgebildeter Baggermast 13 verschieblich gelagert ist. Er kann also in der gezeigten Stellung vertikal auf- und abwärts verfahren werden. Dies geschieht mittels hier nicht näher dargestellter Hydraulikzylinder.

Am oberen und unteren Ende des Baggermastes 13 ist je ein Kettenrad 14, 15 drehbar gelagert. Das obere Kettenrad 14 wird von dem Motor des Grabenbaggers 1 über einen Kettentrieb 16 angetrieben, der in Kettenschutzgehäusen 17, 18 gekapselt ist, die gelenkig miteinander verbunden sind, damit der Kettentrieb 16 Vertikalbewegungen des Baggermastes 13 mitmachen kann. Am unteren Ende weist der Baggermast 13 Abdeckscheiben zu beiden Seiten des Kettenrades 15 auf. Um beide Kettenräder 14, 15 läuft ein Grabschaufelwerk 20, das in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Dieses Grabschaufelwerk besteht aus einer Vielzahl hintereinander angeordneter Grabschaufeln 21 (Fig. 2), die am rechten Trum nach oben und am linken Trum nach unten laufen.

An dem Baggermast 13 sind Führungsbügel 22, 23 befestigt, deren freien Enden mit T-förmigen Nuten versehen sind. In diese Führungsnuten greifen T-förmige Führungsschienen 24, 25 ein, die an einem Führungsschacht 26 befestigt sind. Auf diese Weise ist der Führungsschacht gegenüber dem Baggermast 13 verschieblich gelagert, und zwar parallel zu dessen Längserstreckung.

Der Führungsschacht 26 ist untenseitig offen ausgebildet und weist obenseitig einen Einfülltrichter 27 auf. Durch diesen Einfülltrichter 27 und den Führungsschacht 26 verläuft ein Führungsrohr 28 (Fig. 2), das untenseitig in einem Führungsbogen 29 waagerecht nach links ausläuft. Durch das Führungsrohr 28 wird ein Entwässerungsschlauch 30 geleitet, der von einer hier nicht näher dargestellten Rolle abgezogen wird.

An der freien Seite des Führungsschachtes 26 ist eine Halteschiene 31 angeordnet, in der ein Standrohr 32 gehalten ist. Wie aus Fig. 2 näher zu ersehen ist, ist das Standrohr 32 am unteren Ende mit einem Pumpensumpf 33 versehen. Oberhalb dieses Pumpensumpfes 33 geht ein Stutzen 34 in Richtung auf die Mündung des Führungsrohrs 28 ab. Über diesen Stutzen 34 ist das untere Ende des Entwässerungsschlauches 30 gestülpt und mit diesem verbunden.

Im unteren Ende des Standrohrs 31 ist eine Tauchpumpe 35 angeordnet. Sie hat eine Maximalleistung von 0,3 m³/Min. bei einer Förderhöhe von 15 m. Die Tauchpumpe 35 ist an ein nach oben führendes Druckrohr 36 angeschlossen, das durch einen Verschlußstopfen 37 am oberen Ende des Standrohrs 32 herausgeführt wird.

Durch den Verschlußstopfen 37 geht auch eine verkürzt dargestellte Elektroleitung 38 für die elektrische Versorgung der Tauchpumpe 35 sowie ein Rohrstutzen 39. Dieser Rohrstutzen 39 ist mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden. Im übrigen ist der Verschlußstopfen 37 dicht, so daß mit Hilfe der Vakuumpumpe ein Vakuum in dem Standrohr 32 und dem angeschlossenen Entwässerungsschlauch 30 erzeugt werden kann.

Das Eingraben des Entwässerungsschlauchs 30 und des Standrohrs 32 geht, wie in der DE-PS 23 40 565 beschrieben, vor sich. Zunächst befinden sich das Führungsgehäuse 8 und damit auch der Baggermast 13 mit Führungsschacht 26 in waagerechter Stellung, also oberhalb des Niveaus des Bodens 3. Es wird dann das freie Ende des Entwässerungsschlauchs 30 in das Führungsrohr 28 so weit hineingesteckt, bis es aus dem Ende des Führungsbogens 29 herausschaut. Dort kann es mit dem Stutzen 34 des Standrohrs 32 verbunden werden. Das Standrohr 32 wird dann an der Halteschiene 31 befestigt. Zum Eingraben wird dann das Grabschaufelwerk 20 in Gang gesetzt. Der Baggermast 13 ist gegenüber dem Führungsgehäuse 8 derart verschoben, daß sich das obere Kettenrad 14 etwa am freien Ende des Führungsgehäuses 8 befindet, also in einer der in Fig. 1 dargestellten Stellung entgegengesetzten Lage. In gleicher Richtung ist auch der Führungsschacht 26 gegenüber dem Baggermast 13 verschoben.

Mit laufendem Grabschaufelwerk 20 wird nun das Führungsgehäuse 8 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß sich der Baggermast 13 langsam in den Boden 3 eingräbt. Dabei wird der Baggermast 13 kontinuierlich ausgefahren, d. h. gegenüber dem Führungsgehäuse 8 verschoben. Auf diese Weise entsteht der in Fig. 1 dargestellte Schlitzgraben 41. Bei Erreichen der in Fig. 1 dargestellten Vertikalstellung hat der Baggermast 13 seine unterste Stellung gegenüber dem Führungsgehäuse 8 erreicht. Der Grabenbagger 1 wird dann ein Stück in Richtung des Pfeils A, also nach rechts, verfahren, wobei das Grabschaufelwerk 20 mit dem nach oben laufenden Trum Boden von der Stirnseite 42 des Schlitzgrabens 41 abnimmt. Auf diese Weise wird Platz geschaffen für die Absenkung des Führungsschachts 26 in die gezeigte Stellung. Das Standrohr 32 wird dann von der Halteschiene 31 gelöst und provisorisch befestigt, bis der Schlitzgraben 41 wieder aufgefüllt ist.

Jetzt kann der eigentliche Verlegevorgang beginnen, indem der Grabenbagger langsam in Richtung des Pfeils A bewegt wird. Durch fortlaufende Bodenabnahme an der Stirnseite 42 wird dann der Schlitzgraben 41 weitergeführt. Gleichzeitig wird der Entwässerungsschlauch 30 kontinuierlich durch das Führungsrohr 28 nach unten geleitet und tritt dort in der durch den Führungsbogen 29 vorgegebenen Tiefe aus, und zwar entsprechend dem sich fortlaufend vergrößernden Abstand zum Standrohr 32. Gleichzeitig wird über den Einfülltrichter 27 und den Führungsschacht 26 Kies 43 oder sonstiges, loses und lockeres Filtermaterial zugeführt, so daß der Entwässerungsschlauch 30 sofort abgedeckt wird. Die Zuführung kann dabei so geschehen, daß der Schlitzgraben 41 bis oben hin wieder gefüllt wird.

Nachdem auf diese Weise der Entwässerungsschlauch 30 verlegt und alle Anschlüsse am Standrohr 32 befestigt worden sind, kann die Entwässerung durchgeführt werden.

Mittels der Vakuumpumpe wird in dem Standrohr 32 und damit auch in dem angeschlossenen Entwässerungsschlauch 30 ein Vakuum erzeugt, das die Sammlung des Wassers in dem mit entsprechenden Öffnungen versehenen Entwässerungsschlauch 30 sowie dessen Zuführung in den Pumpensumpf 33 unterstützt. Das sich dort sammelnde Wasser wird von der Tauchpumpe 35 angesaugt und über das Druckrohr 36 nach oben hochgepumpt. Es kann dann fortgeführt werden.

Da der für das Auffüllen des Schlitzgrabens 41 verwendete Kies 43 trotz der großen Tiefe relativ gut luftdurchlässig ist, wird der Schlitzgraben 41 obenseitig mit einer weitgehend luftundurchlässigen Abdichtschicht 44 versehen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Absenken des Grundwasserspiegels im Boden, bei dem in den Boden zumindest eine Entwässerungsleitung verlegt und aus dieser das sich darin sammelnde Wasser abgesaugt und über ein Standrohr mittels einer Pumpe an die Oberfläche hochgedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Standrohr (32) und Entwässerungsleitung (30) einem Vakuum ausgesetzt werden und daß das Wasser in einem Pumpensumpf (33) gesammelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) oberhalb der Entwässerungsleitung (30) mit einer Abdichtschicht (44) versehen wird.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest eine im Boden (3) angeordnete, mit Entwässerungsöffnungen versehene Entwässerungsleitung (30), die an zumindest ein zur Bodenoberfläche hochgehendes Standrohr (32) angeschlossen ist, das einen unter dem Niveau der Entwässerungsleitung (30) liegenden Pumpensumpf (33) hat, in dem eine Pumpe (35) zum Fördern des Wassers aus der Entwässerungsleitung an die Bodenoberfläche angeordnet ist, und daß das Standrohr (32) obenseitig abgedichtet ist und mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht.