DE4444058A1 - Vorrichtung zum Einbringen von Bodenmaterial auf die Sohle eines Gewässers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ein­ bringen von Bodenmaterial auf die Sohle eines Gewässers, insbesondere zum Auffüllen von Wasserbecken mit aufberei­ tetem und entwässertem Schlick nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 41 34 195 ist eine Vorrichtung zum Abtragen und Einbringen von Sedimenten, Schlick und anderen Materialien von einem bzw. auf einen Gewässerboden bekanntgeworden mit einer mittels einer hydraulischen Hubvorrichtung auf den Gewässerboden absenkbaren und in diesen hineindrückbaren haubenartigen Aufnahme.

Die Aufnahmevorrichtung besteht aus einem eine obere und eine untere Öffnung aufweisenden Rahmen, wobei die untere Öffnung mindestens eine bewegliche Verschlußplatte mit einem Verschlußantrieb aufweist, der zwischen einer Öff­ nungs- und Schließstellung verstellbar ist. Im Rahmen ist eine wasserdurchlässige Druckplatte bewegbar angeordnet und mittels eines Antriebes zwischen der oberen und der unteren Öffnung verstellbar. Diese Vorrichtung wird in er­ ster Linie zum Aufnehmen von Sedimenten verwendet. Beim Einbringen auf einen Gewässerboden wäre erforderlich, den Rahmen in einem gewissen Abstand zum Gewässerboden zu hal­ ten und den Inhalt über die einzelnen Öffnungsspalte aus­ zupressen. Das Material wird daher in recht aufgelockerter Form ausgetragen und auf dem Boden abgesetzt. In vielen Fällen ist dies von Nachteil, insbesondere wenn beabsich­ tigt ist, ein Gewässer oder ein Wasserbecken durch Auffül­ len mit Erdstoff trockenzulegen. Um das trockengelegte Gewässer rasch nutzen zu können, ist zu fordern, daß die Setzungen in einem relativ kurzen Zeitraum abgeschlossen sind. Enthält hingegen das eingefüllte Material verhält­ nismäßig viel Porenwasser, wie dies zwangsläufig der Fall sein würde beim Einsatz einer Vorrichtung nach der obigen Druckschrift, dann ist der Setzvorgang auch nach vielen Jahren noch nicht abgeschlossen.

Aus der DE 36 22 133 ist ferner eine Vorrichtung bekannt­ geworden, mit der eine tonartige Dichtungsmasse auf Sohlen und Böschungen von Kanälen aufgebracht wird. Zu diesem Zweck ist eine haubenartige Ausstechform vorgesehen, in der eine Lochplatte zwischen der nach unten offenen Seite und der oberen Seite verstellbar angeordnet ist. Mit Hilfe der haubenartigen Ausstechform wird die aufbereitete Dich­ tungsmasse aus einer vorbereiteten Schicht plattenförmig ausgestochen und anschließend gezielt auf die abzudich­ tende Bodenfläche abgesenkt. Zur besseren Abstützung der Platte in der haubenartigen Ausstechform wird diese unter Vakuum gesetzt. Reicht der Wegfall des Vakuums nicht aus, die Platte aus der Form abzugeben, kann mit Hilfe der Lochplatte die Dichtungsplatte ausgestoßen werden.

Stoffe, die deutlich weniger kohäsiv sind als Ton zum Bei­ spiel, können mit der beschriebenen Vorrichtung nicht ge­ handhabt werden. Es besteht die Gefahr, daß das Material aus der Form herausfällt, bevor es auf den Boden abgesetzt werden kann. Die Dicke der Tonplatten beträgt in der Regel nicht mehr als 300 mm. Das Volumen, das die bekannte Vor­ richtung aufnimmt, ist daher relativ klein, zumindest zu klein, um in kürzestmöglicher Zeit ein Gewässer, z. B. ein Hafenbecken, mit Erdstoff aufzufüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einbringen von Bodenmaterial auf den Grund eines Ge­ wässers, insbesondere zum Auffüllen von Wasserbecken oder dergleichen zu schaffen, die einfach aufgebaut und hand­ habbar ist und die das Aufbringen des Materials in einer gewünschten Konsistenz und ggf. gewünschten Schichtung er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Plattform vorgesehen als Absetzfläche für einen nach unten offenen Kasten und das im Kasten einbaubare Material. Der Kasten hat ein Volumen, das etliche Kubikmeter Erdstoff aufzuneh­ men in der Lage ist. Das Auffüllen eines Gewässers oder Wasserbeckens kann daher innerhalb relativ kurzer Zeit er­ folgen. Wesentlich ist indessen, daß das Material in der gewünschten Dichte und Schichtung im Kasten eingebaut wer­ den kann, während sich dieser auf der Plattform befindet. Druckplatte und die hydraulische Betätigungsvorrichtung für die Druckplatte sind an einem separaten Rahmen gehal­ ten, der sich während des Einbaus des Materials im Kasten an einem entfernten Ort befindet, beispielsweise am Aus­ leger eines Krans oder Baggers. Ist der Einbau vollzogen, kann dann mit Hilfe eines geeigneten Hebezeugs der Rahmen an der Oberseite des Kastens angebracht bzw. angeschlagen werden. Hierzu weisen Rahmen und Kasten entsprechende Mit­ tel auf. Der Rahmen ist einem Geschirr vergleichbar, wie es beim Transport von Containern verwendet wird. Bei der Erfindung kommt zusätzlich hinzu, daß das "Geschirr" zu­ gleich die Druckplatte mit den Betätigungszylindern hält. Mit Hilfe des Hebezeugs wird der Kasten nun zum Zielort befördert. Das Hebezeug setzt den Kasten auf den Unter­ grund auf. Anschließend wird die Druckplatte betätigt, wodurch der Kasten automatisch nach oben gehoben wird. Mithin wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Erd­ material nicht aus dem hängenden Kasten ausgepreßt, viel­ mehr der Kasten vom stationär bleibenden Inhalt abge­ streift. Dadurch wird die Konsistenz und die Schichtung des eingebauten Kasteninhalts nicht verändert.

Bei einer ausreichenden Kohäsion des Erdmaterials bleibt es auch bei nach unten offenem Kasten in diesem gehalten, ohne herauszufallen. Dies ist jedoch bei vielen einzubau­ enden Materialien nicht der Fall. Daher sieht eine Ausge­ staltung der Erfindung vor, daß die Plattform an einem Schwimmkörper oder einem im Gewässer aufstellbaren Gestell angeordnet und mittels einer Hubvorrichtung unter Wasser absenkbar ist. Wird der Kasten nach dem Einbau des Mate­ rials unter Wasser abgesenkt, reduziert der Auftrieb die Gewichtskraft, die das Material aus dem Kasten herauszu­ drücken sucht. Bei dieser Anordnung kann daher die Kohä­ sion des einzubauenden Materials deutlich geringer sein und gleichwohl zu einem Festhaften im nach unten offenen Kasten führen. Dieses Festhaften kann noch verbessert wer­ den, wenn der Kasten nach oben ausreichend abgedichtet ist. Dadurch entsteht ein inhärentes Vakuum, das mit dazu bei­ trägt, das Material im Kasten zu halten, bis es auf dem Untergrund im Gewässer abgesetzt ist.

Das Absenken unter Wasser hat den weiteren Vorteil, daß dadurch das Gesamtgewicht, das vom Hebezeug zu handhaben ist, deutlich reduziert wird. Bei einem Hebezeug mit vor­ gegebener Lastaufnahme läßt sich daher das handhabbare Volumen deutlich erhöhen.

In Fällen, in denen das einzubauende Material eine mehr breiförmige Konsistenz aufweist, reichen die Kohäsions­ kräfte nicht aus, das Material im nach unten offenen Ka­ sten zu halten, auch wenn der Kasten nach oben ausreichend abgedichtet und nur unter Wasser bewegt wird. Daher sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein Bo­ den für den Kasten lamellenförmige aneinanderhängende Ele­ mente aufweist, die in Führungen in und außerhalb vom Kasten beweglich geführt sind und ein schwenkbar am Rahmen angelenkter Betätigungszylinder mit dem nächstgelegenen Element verbindbar ist zum wahlweisen Bewegen der Elemente in die Führungen außerhalb des Kastens. Die Führungen im und außerhalb des Kastens bilden mit diesem eine Einheit. Während des Einbaus des Materials sind die Elemente in den Boden des Kastens eingeschoben und schließen diesen nach unten ab. Nach dem fertigen Einbau wird, wie beschrieben, der Rahmen an der Oberseite des Kastens angeschlagen. Gleichzeitig kann die Kolbenstange des Betätigungszylin­ ders mit der zugeordneten Verschlußlamelle verbunden wer­ den. Nach dem Absenken des Kastens auf den Untergrund wird dann zunächst mit Hilfe des Betätigungszylinders der "Ver­ schluß" geöffnet, in dem der Gliederboden in die Führung außerhalb des Kastens gezogen wird. Anschließend erfolgt in schon beschriebener Weise das Abstreifen des Kastens vom Behälterinhalt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mit mehreren Kästen betrieben werden. Während der eine Kasten mit In­ halt vom Hebezeug zum Zielort befördert wird, kann in einem zweiten Kasten auf der Plattform der Einbau weiteren Materials erfolgen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Seitenansicht eines Absetzkastens der Vorrichtung nach Fig. 1 oder 2.

Fig. 4 zeigt die Seitenansicht des Kastens nach Fig. 3 in Richtung Pfeil 4.

In Fig. 1 ist der Boden 10 eines Gewässers, beispielsweise eines Beckens, zu erkennen, dessen Wasserlinie bei 12 an­ gedeutet ist. Ein Schwimmkörper in Form eines Pontons 14 wird mit Hilfe von Seilwinden 16 bzw. 18 und Seilen 20, 22 (Fig. 2) im Gewässer manövriert. Auf dem Ponton 14 befin­ det sich ein Hydraulikbagger 24, der Material aus einer Schute 26, die seitlich am Ponton 14 angelegt hat, zu ent­ nehmen. Ein weiterer Bagger 28 auf dem Ponton 14 ist mit einem Teleskoparm 30 ausgerüstet.

Auf der der Schute 26 gegenüberliegenden Seite des Pontons 14 ist eine Plattform 32 angeordnet. Sie kann stationär sein. Vorzugsweise ist sie mit einer Hubvorrichtung gekop­ pelt und kann unter Wasser abgesenkt werden (nicht ge­ zeigt). Auf der Plattform 32 sind zwei Absetzkästen 34 nebeneinander angeordnet. In Fig. 1 ist zu erkennen, daß ein Absetzkasten 34 am Teleskoparm 30 angehängt ist.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Absetzkasten 34 näher be­ schrieben. Er ist zunächst nach oben und unten offen, wo­ bei der Bodenbereich durch einen Gliederboden verschlossen werden kann. Der Gliederboden ist in Fig. 3 gestrichelt bei 36 angedeutet. Er besteht aus einzelnen lamellenarti­ gen Elementen 38, die gelenkig aneinander hängen. Sie sind in entsprechenden Führungen 40 im Inneren des Kastens 34 gehalten und geführt. Eine Führung 42 erstreckt sich nach außen zunächst horizontal, dann im Bogen und dann vertikal. Sie ist am Kasten 34 befestigt und kann durch nicht ge­ zeigte Verstrebungen stabil am Kasten 34 gehalten werden.

In den Fig. 3 und 4 ist außerdem ein Rahmen 44 darge­ stellt, der aus geeigneten Stahlprofilen gebildet ist und der nicht gezeigte Vorrichtungen enthält zum Anschlagen an ein Hebezeug, etwa den Teleskoparm 30 des Baggers 28 nach den Fig. 1 und 2. Der Rahmen 44 weist vier sich nach unten erstreckende Arme 46 auf in Form von Winkelprofilen, die über Eck die Kanten des Behälters 34 übergreifen. Die Arme 46 sind mit Verriegelungszylindern 48 versehen, die mit entsprechenden Verriegelungsausnehmungen oder derglei­ chen des Kastens 34 zusammenwirken und dadurch den Rahmen 44 fest mit dem Kasten 34 verbinden. An dem Rahmen 44 sind ferner vier Ausstoßzylinder 50 angebracht, die an einer Druckplatte 52 angelenkt sind.

Zur äußeren Führung 42 hin steht der Rahmen 44 über den Kasten 34 über. An dem überstehenden Abschnitt sind zwei Betätigungszylinder 54 angelenkt zum Betätigen des Glie­ derbodens 36. Befindet sich der Gliederboden 36 innerhalb des Kastens 34, wie in Fig. 3 dargestellt, können die aus­ gefahrenen Kolbenstangen der Zylinder 54 am zugeordneten Element 38 angeschlagen werden. Die Zylinder 54 haben da­ bei die in Fig. 3 gestrichelt gezeigte Position. Werden nun die Zylinder 54 betätigt, wird der Gliederboden über die Führungen 40, 42 nach außen gefahren, so daß der Ka­ sten 34 nach unten offen ist.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der beschriebenen Vor­ richtung an einem Beispiel zum Einbau von aufbereitetem Schlick in ein Hafenbecken beschrieben. Der aufbereitete Schlick, der eine pelletartige Struktur aufweisen kann, wird zunächst in einen plastischen Zustand überführt. Der dergestalt aufbereitete Schlick wird in eine Schute 26 verladen und zum Ponton 14 gefahren. Anschließend entnimmt der Hydraulikbagger 24 den Schlick aus der Schute 26 und baut ihn in einen der Absetzkästen 34 auf der Plattform 32 ein, in den zuvor ein Filtervlies ausgelegt wurde. Das Filtervlies hat die Aufgabe, das noch zu beschreibende Ab­ heben des Behälters nach dem Absenken unter Wasser ohne "Ankleben" zu gewährleisten und Erosion von Schlick wäh­ rend der Einbauphase zu verhindern. Das Einbauen im Absetz­ kasten 34 erfolgt dergestalt, daß Hohlräume und Luftein­ schlüsse vermieden werden. Durch Walk- und Anpreßwirkung eines speziellen Einbaulöffels wird gleichzeitig eine er­ hebliche Verdichtung und Einspannung des Schlicks im Ab­ setzkasten 34 erreicht.

Nach dem Einbau wird der am Hydraulikarm 30 des Baggers 28 angehängte Rahmen 44 in der bereits beschriebenen Weise mit dem betreffenden Absetzkasten 34 gekoppelt. Der Absetz­ kasten kann mit Hilfe der Plattform 32 unter die Wasser­ linie abgesenkt werden. Dadurch wird das Gewicht des Ab­ setzbehälters um den Auftrieb verringert, wodurch auch die Hubkräfte am Verlegegerät begrenzt werden. Unter Umständen ist daher ein Verschluß, wie er in den Fig. 3 und 4 be­ schrieben ist, nicht erforderlich. Sind jedoch weniger kohäsive Massen unter Wasser einzubauen, wird die be­ schriebene Verschlußkonstruktion verwendet.

Nach dem Erreichen der vorgegebenen Position und Einbau­ sohle wird über die Druckplatte 52 und die entsprechenden Ausstoßzylinder 50 der Absetzkasten 34 nach oben gezogen, so daß der Schlick in der durch den Absetzkasten vorgege­ benen Form abgesetzt wird.

Während des beschriebenen Vorgangs wird ein weiterer Ab­ setzkasten mit Schlick befüllt, so daß sich der beschrie­ bene Vorgang laufend wiederholt.

Die Erfindung wurde anhand des Einbaus von Schlick in einem Gewässer beschrieben. Es versteht sich, daß beliebig anderer Erdstoff verwendet werden kann, wie Ton, Steine, Filter oder dergleichen, um ein Gewässer ganz oder teil­ weise aufzufüllen oder eine Bodenschicht am Gewässergrund einzubauen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Einbringen von Bodenmaterial auf die Sohle eines Gewässers, insbesondere zum Auffüllen mit aufbereitetem und entwässertem Schlick, mit einem Ka­ sten zur Aufnahme des Bodenmaterials, einem Hebezeug zum gezielten Transport des Kastens mit dem aufgenom­ menen Material in das Gewässer und einer hydraulisch betätigbaren Druckplatte zum Entfernen des Materials aus dem Kasten, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der Oberseite annähernd ebene Plattform (32) vorgesehen ist mit einer Grundfläche größer als die Abmessungen des Kastens (34) als Aufsetzfläche für den nach unten offe­ nen Kasten (34) und das in den Kasten (34) einbaubare Material, die Druckplatte (52) und ihre hydraulische Betätigungsvorrichtung (50) an einem separaten Rahmen (44) gehalten sind, an dem das Hebezeug (28, 30) an­ schlagbar ist und der Rahmen (44) und der Kasten (34) Mittel aufweisen zur lösbaren Anbringung des Rahmens (44) im oberen Bereich des Kastens (34).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (32) an einem Schwimmkörper (14) oder einem im Gewässer aufstellbaren Gestell angeordnet und mittels einer Hubvorrichtung unter Wasser absenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rahmen (44) nach unten stehende Arme (46) aufweist, die sich gegen die Kanten des rechteckigen Kastens (34) anlegen, und an den Armen (46) Verriege­ lungsmittel (48) vorgesehen sind, die mit Anschlägen am Kasten (34) zusammenwirken.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Boden (36) für den Kasten (34) lamellenförmige aneinanderhängende Elemente (38) auf­ weist, die in Führungen (40, 42) im und außerhalb vom Kasten (34) beweglich geführt sind und ein schwenkbar am Rahmen (44) angelenkter Betätigungszylinder (54) mit dem nächstgelegenen Element (38) verbindbar ist zum wahlweisen Bewegen der Elemente (38) in die Führungen (42) außerhalb des Kastens (34).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsetzfläche der Plattform (32) so bemessen ist, daß mindestens zwei Kästen (34) aufgestellt werden können.

6. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Ver­ fahrensschritte:

• a) Einbau des Materials im nach oben geöffneten Kasten auf der Plattform
• b) Absenken der Plattform bis zum Untertauchen des Ka­ stens unter die Wasserlinie
• c) Transportieren des Kastens unter Wasser zum gewünsch­ ten Zielort und
• d) Anheben der Plattform in die Ausgangslage über der Wasserlinie gleichzeitig mit Schritt c) oder danach.

7. Verfahren nach Anspruch 6 für eine Vorrichtung nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß während des Transports eines Kastens zum Zielort ein weiterer Ka­ sten auf der Plattform mit Material gefüllt wird.