EP1452645B1 - Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden, Schlitzwandfräse und Schlitzwandfräsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden, Schlitzwandfräse und Schlitzwandfräsvorrichtung Download PDF

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EP1452645B1
EP1452645B1 EP04000766A EP04000766A EP1452645B1 EP 1452645 B1 EP1452645 B1 EP 1452645B1 EP 04000766 A EP04000766 A EP 04000766A EP 04000766 A EP04000766 A EP 04000766A EP 1452645 B1 EP1452645 B1 EP 1452645B1
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EP
European Patent Office
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trench
frame
trench wall
cutting wheels
cutter
Prior art date
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EP04000766A
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English (en)
French (fr)
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EP1452645A1 (de
EP1452645B2 (de
Inventor
Maximilian Dipl.-Ing Arzberger (FH)
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/08—Roller bits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/20—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
    • E02F3/205—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels with a pair of digging wheels, e.g. slotting machines

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a slot wall in the ground according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a trench wall cutter for producing a Frässchlitzes according to the preamble of claim 4.
  • a generic trench cutter and a generic method are from the JP-A-09273150 known.
  • a miller with a box-shaped frame is sunk to a supporting rope hanging to form a slot in the ground.
  • To guide an upper portion of the slot is provided with guide walls, so as to specify an exact alignment of the box-shaped frame from the beginning.
  • Through a clearance at the end faces of the box-shaped frame milling cuttings and supplied liquid is conveyed past the frame in a rear region of the slot.
  • a second step after the grading of the slot to the final depth curable cement suspension can be introduced into the area of the cutting wheels and mixed by the rotating cutting wheels.
  • JP-A-11200404 From the JP-A-11200404 is a trench cutter with a scaffold-like structured guide frame known. On the side surfaces of the cutting wheels injection nozzles are arranged through which a cement liquid can be injected under pressure to the outside, so as to widen the Frässchlitz. A particularly long guide frame ensures safe guidance of the mill along the already milled diaphragm walls.
  • From the JP-A-08302670 is a method for producing a trench wall, in which the ground crushed by means of cutting wheels and the crushed soil material is conveyed together with supporting liquid via a pipe to the outside to a processing plant. After separation of coarse material, the liquid is returned to the slot and mixed via separate mixing wheels on the miller.
  • the mill is mounted on a carrier which is constructed of H-shaped cross-section segments. The carrier with the cutter is suspended on a carrying cable.
  • To guide the router in the upper area above the slot a guide frame construction is provided with guide walls.
  • a method for producing a slot wall in the bottom is from DE-C-195 30 827 known.
  • a milling slot is excavated in a first phase and the resulting excavated soil of the milling slot promoted to overground.
  • the resulting milling slot is filled with a support suspension and supported so.
  • a second phase after sinking the Frässchlitzes a hardening suspension is introduced into the slot while displacing the support suspension.
  • the slot is supported from the beginning by a suspension which is prepared by mixing excavated soil material and a binder overground.
  • the object of the present invention is to provide a method for producing a trench wall in the ground and a trench wall cutter with which a trench wall can be produced efficiently and in good quality.
  • the cleared soil material is conveyed by the cutting wheel into a rear region of the milling slot, that the cleared soil material in the milling slot is mixed with the settable liquid, and that the cleared soil material is at least partially in the Milling slot is left to form the slot wall.
  • a basic idea of the invention is to mix the soil material cleared away from the cutting wheels in the milling slot by the action of the cutting wheels with the settable liquid so to speak "in situ" and thereby to produce a hardening liquid-soil mixture. This eliminates the need to elaborate the entire cleared soil material by pumping equipment consuming to overground.
  • the cleared soil material is conveyed according to the invention of the cutting wheels in a rear region of the Frässchlitzes.
  • the rear region can be an area that is formed in the milling slot above the frame.
  • the mixed with the liquid, cleared soil material is at least partially left in the milling slot, where it can harden to form the slot wall.
  • a discharge device can be provided on the trench wall cutter or surface at the edge of the trimming slot.
  • the cutting wheels In principle, it is possible to drive the cutting wheels uniformly when drilling the Frässchlitzes. However, a particularly good milling action and / or a particularly good mixing of the soil material with the settable liquid can be achieved by reversely driving the cutting wheels. By a temporary reversal of the direction of rotation of the cutting wheel, turbulences are formed in the soil material which are responsible for a particularly good mixing provide with the settable liquid.
  • the cutting wheels are preferably uniformly or reversibly driven out of the milling slot when the trench wall cutter is pulled, as a result of which the force required for pulling can be significantly reduced and additional thorough mixing of the cleared soil material with the settable liquid is achieved.
  • the trench wall cutter can be moved uniformly in the ground. It is particularly advantageous, however, that the trench wall cutter is at least temporarily offset in an alternating upward / downward movement. As a result, a particularly good mixing of the removed soil material with the settable liquid is achieved.
  • the stroke of this alternating upward / downward movement can be significantly less than the total height of the slot. It may in particular be of the order of the diameter of the cutting wheels.
  • Such alternating at least temporarily performed upward and downward movement can be achieved by the trench wall cutter is lifted by a construction equipment and then discharged again. An alternating upward / downward movement can be carried out both when sinking the Frässchlitzes and when pulling the trench wall cutter from the finished Frässchlitz.
  • a trench wall cutter according to the invention is characterized in that the cross section of the frame is smaller than the cross section of the trimming slot to form a clearance through which cleared soil material from the at least one cutting wheel on the frame over in a rear portion of the trimming slot is conveyed.
  • a basic idea of the trench wall cutter according to the invention is to form a free space next to the frame, through which cleared soil material and suspension as possible during production of the trimming slot and / or when pulling out the trench wall cutter from the finished trimming slot can flow past the frame of the trench wall cutter.
  • This allows a particularly fast and energy-saving milling with a simultaneous efficient mixing effect.
  • the cross section of the frame perpendicular to the direction of advance of the trench wall cutter never completely covers the trimming slot. This is achieved in that the circumferential dimensions of the cross-section of the frame are smaller than the inner dimensions of the Frässchlitzes.
  • one or more openings may be provided in the cross section of the frame. Such an arrangement allows a passage of cleared soil material past the frame in the direction opposite to a direction of movement of the frame.
  • a plurality of cutting wheels are provided in any number, which have parallel axes of rotation.
  • a preferred embodiment has four cutting wheels, two of which are arranged in pairs rotatable about the same axis of rotation.
  • a cross section of the milling slot is preferably rectangular.
  • the at least one cutting wheel has a suitable for a reversing rotary movement Fräs leopardan ever.
  • a Fräs leopardan ever can clear pending soil material in a rotation of the cutting wheels both clockwise and counterclockwise. This allows a particularly good mixing of the soil material with a simultaneously high rate of degradation.
  • a feed device for feeding a liquid, in particular a settable liquid, into the milling slot at an arbitrary position in the milling slot.
  • a feed device is arranged on the frame.
  • a particularly good mixing of the cleared soil material with the liquid is achieved.
  • a slot wall milling device is characterized in that the slot wall cutter is displaceably guided on the carrier device by means of a linear guide device.
  • the trench wall cutter is guided not on the wall of the trimming slot but on a carrier device spaced apart from the trench wall cutter.
  • the guide takes place in particular in a direction parallel to the direction of advance of the trench wall cutter direction.
  • the linear guide device has a guide rod, in particular a telescopic rod, on which the trench wall cutter is mounted.
  • a guide rod allows a particularly good lateral guidance of the trench wall cutter.
  • it also allows a transmission of an axial force directed in the advancing direction from the carrier device to the trench wall cutter, whereby a particularly fast propulsion of the trench wall cutter can be achieved during drilling.
  • the trench wall cutter can also be designed such that it mills into the ground only when its cutting wheels are rotating due to its own weight.
  • a guide rod can be used, which is not designed for the transmission of a thrust direction directed axial force.
  • the diameter of the guide rod is preferably dimensioned to be smaller than the diameter of the cross section of the frame.
  • the guide rod preferably has a substantially rectangular or substantially circular cross-section.
  • a telescopic rod can also be used preferably a Kelly rod.
  • a particularly preferred slot wall milling device is further characterized in that the linear guide device has a guide sleeve arranged on the carrier device, through which the guide rod is guided.
  • a guide sleeve can surround the guide rod wholly or partially in the circumferential direction.
  • projections and / or depressions may be formed, which engage with corresponding recesses and / or projections on the guide rod and thus ensure a rotationally fixed guidance of the guide rod.
  • an actuator in particular a cable pull mechanism, is provided for the vertical movement of the guide rod on the carrier device.
  • Such an actuator can be designed in addition to pulling out the trench wall cutter from the Frässchlitz also be adapted to transmit an axial force in the advancing direction of the trench wall cutter on the trench wall cutter. As a result, a particularly good milling performance can be achieved.
  • the actuator may be configured to allow alternating upward / downward movement of the trench wall cutter. Possible embodiments of the actuator include a rack and pinion mechanism or a hydraulic mechanism.
  • the slot wall milling device according to the invention has the previously described trench wall cutter.
  • the method according to the invention can be carried out with both.
  • FIGS. 1 and 2 show front views of two different embodiments of trench wall cutters 10 according to the invention.
  • a guide rod 33 On the cutting wheels 12, 12 'facing away from the sides of the frame 20, this is attached to a guide rod 33.
  • the guide rod 33 is approximately circular cross section. Laterally on the guide rod 33 projections 35 are formed, which serve for the rotationally fixed guidance of the guide rod 33 in the guide sleeve 34.
  • supply lines 40 are arranged for hydraulic fluid.
  • a feed line feed device 41 is formed for a liquid. As shown in Fig. 2, the feed device 41 formed as a feed line passes through the frame 20 and ends between the cutting wheels 12, 12 '.
  • the cutting teeth 13 are arranged for an opposite operation of the cutting wheels. It is provided that the cutting wheel 12 shown on the left in Fig. 2 in a clockwise direction, the cutting wheel 12 'shown on the right is to rotate counterclockwise. As a result, suspension in the central region is sucked through the cutting wheels 12, 12 ', while the milled soil material is conveyed together with suspension on the outer sides upwards.
  • On the periphery of the cutting wheels 12, 12 'also known laterally pivotable folding teeth 14 are arranged, which clear the bottom below the transmission plate.
  • FIGS. 4 to 7 show a slot wall milling device according to the invention.
  • the trench wall milling device has a carrier device 30 embodied as a crawler-driven construction vehicle.
  • a mast 31 is mounted on which in turn at two attachment points, a guide sleeve 34 is attached.
  • a cable pull mechanism 37 (FIG. 4) or a slider 38 (FIG. 5) are provided for vertically moving the guide bar 33.
  • Supply lines 40 for hydraulic fluid and a supply line 41 for a settable liquid formed as a supply line occur at the upper end of the guide rod 33 out of this.
  • the trench wall cutter 10 rests with its frame directly against the guide sleeve 34.
  • the frame 20 of the trench wall cutter 10 is designed such that during excavation (FIG. 7) a free space 6 is created between the frame 20 and a wall of the trimming slot 3. This clearance 6 allows the passage of cleared soil material past the frame 20 in a rear region 4 of the Frässchlitzes 3, which is located above the trench wall cutter 10.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Schlitzwandfräse zum Herstellen eines Frässchlitzes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
  • Eine gattungsgemäße Schlitzwandfräse und ein gattungsgemäßes Verfahren sind aus der JP-A-09273150 bekannt. In einem ersten Schritt wird eine Fräse mit einem kastenförmigen Rahmen an einem Tragseil hängend zum Bilden eines Schlitzes in den Boden abgeteuft. Zur Führung ist ein oberer Bereich des Schlitzes mit Führungswänden versehen, um so von Beginn an eine genaue Ausrichtung des kastenförmigen Rahmens vorzugeben. Durch einen Freiraum an den Stirnseiten des kastenförmigen Rahmens wird Fräsklein und zugeführte Flüssigkeit am Rahmen vorbei in einen rückwärtigen Bereich des Schlitzes gefördert. In einem zweiten Schritt kann nach dem Abstufen des Schlitzes auf dessen Endtiefe aushärtbare Zementsuspension in den Bereich der Fräsräder eingeleitet und durch die drehenden Fräsräder eingemischt werden.
  • Aus der JP-A-11200404 ist eine Schlitzwandfräse mit einem gerüstähnlich aufgebauten Führungsrahmen bekannt. An den Seitenflächen der Fräsräder sind Injektionsdüsen angeordnet, durch welche eine Zementflüssigkeit unter Druck nach außen gespritzt werden kann, um so den Frässchlitz zu verbreitern. Ein besonders langer Führungsrahmen sorgt für eine sichere Führung der Fräse entlang der bereits gefrästen Schlitzwände.
  • Aus der JP-A-08302670 geht ein Verfahren zur Herstellung einer Schlitzwand hervor, bei dem mittels Fräsrädern der Boden zerkleinert und das zerkleinerte Bodenmaterial zusammen mit Stützflüssigkeit über eine Rohrleitung nach außerhalb zu einer Aufbereitungsanlage gefördert wird. Nach Abtrennung von Grobmaterial wird die Flüssigkeit in den Schlitz rückgeführt und über separate Mischräder an der Fräse eingemischt. Die Fräse ist an einem Träger angebracht, der aus im Querschnitt H-förmigen Segmenten aufgebaut ist. Der Träger mit der Fräse ist an einem Tragseil aufgehängt. Zur Führung der Fräse im oberen Bereich ist oberhalb des Schlitzes eine Leitrahmenkonstruktion mit Führungswänden vorgesehen.
  • Aus der JP-A-2000 160 592 ist eine Kettenfräse mit zwei Frässchwertern bekannt, welche an einem Rahmen ausstellbar gelagert sind. An den Frässchwertern mit den Fräsketten können die unteren Kettenräder zusätzlich mit Fräszähnen versehen sein. Es ist eine Linearführungseinrichtung mit Führungsstange vorgesehen, die ein geführtes Bewegen der Kettenfräse erlaubt.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden ist aus der DE-C-195 30 827 bekannt. Bei diesem sogenannten ZweiPhasen-Verfahren wird in einer ersten Phase ein Frässchlitz ausgehoben und der dabei anfallende Bodenaushub des Frässchlitzes nach Übertage gefördert. Der so entstehende Frässchlitz wird mit einer Stützsuspension verfüllt und so abgestützt. In einer zweiten Phase nach dem Abteufen des Frässchlitzes wird unter Verdrängung der Stützsuspension eine aushärtende Suspension in den Schlitz eingebracht.
  • Bei einem aus der DE-C-41 41 629 bekannten Ein-Phasen-Verfahren wird der Schlitz von Beginn an durch eine Suspension abgestützt, die durch Vermischen von ausgehobenem Bodenmaterial und einem Bindemittel Übertage hergestellt wird.
  • Zur Durchführung dieser bekannten Verfahren können aus der DE-C-34 24 999 bekannte Schlitzwandfräsen Anwendung finden. Diese bekannten Schlitzwandfräsen weisen einen Fräsrahmen sowie an diesem unterseitig befestigte, rotierend antreibbare Fräsräder auf. Die Schlitzwandfräse wird an einem Seil von einem Baufahrzeug abgesenkt und dringt aufgrund ihres Eigengewichtes in den Boden ein. Die Führung der Schlitzwandfräse im Frässchlitz erfolgt dabei über den Fräsrahmen, der sich an der Wandung des Schlitzes abstützt. Von den Fräsrädern abgeräumtes Bodenmaterial wird von den Fräsrädern einer am Fräsrahmen befestigten Absaugvorrichtung zugeführt und nach Übertage befördert.
  • Zur Herstellung der Bindemittel-Boden-Mischung erfordern die zuvor beschriebenen Verfahren jedoch vergleichsweise aufwändige, Übertage angeordnete Pump-, Misch- und Speichereinrichtungen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden und eine Schlitzwandfräse anzugeben, mit denen eine Schlitzwand effizient und in guter Qualität herstellt werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Schlitzwandfräse mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden ist vorgesehen, dass das abgeräumte Bodenmaterial von dem Fräsrad in einen rückwärtigen Bereich des Frässchlitzes gefördert wird, dass das abgeräumte Bodenmaterial im Frässchlitz mit der abbindbaren Flüssigkeit durchmischt wird, und dass das abgeräumte Bodenmaterial zumindest teilweise im Frässchlitz zum Bilden der Schlitzwand belassen wird.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das von den Fräsrädern abgeräumte Bodenmaterial im Frässchlitz durch die Wirkung der Fräsräder mit der abbindbaren Flüssigkeit sozusagen "in situ" zu vermengen und dabei eine aushärtende Flüssigkeit-Boden-Mischung herzustellen. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, das gesamte abgeräumte Bodenmaterial durch Pumpeinrichtungen aufwändig nach Übertage zu fördern. Das abgeräumte Bodenmaterial wird erfindungsgemäß von den Fräsrädern in einen rückwärtigen Bereich des Frässchlitzes gefördert. Der rückwärtige Bereich kann dabei ein Bereich sein, der im Frässchlitz oberhalb des Rahmens ausgebildet ist. Erfindungsgemäß wird das mit der Flüssigkeit durchmischte, abgeräumte Bodenmaterial zumindest teilweise im Frässchlitz belassen, wo es zum Bilden der Schlitzwand aushärten kann. Aufgrund einer möglichen Volumenänderung des Bodenmaterials bei der Zufuhr der abbindbaren Flüssigkeit kann es jedoch vorteilhaft sein, einen Teil des abgeräumten Bodenmaterials mit Suspension aus dem Frässchlitz abzufördern. Hierzu kann an der Schlitzwandfräse oder Übertage am Rand des Frässchlitzes eine Abfuhreinrichtung vorgesehen sein.
  • Grundsätzlich ist es möglich, die Fräsräder beim Abteufen des Frässchlitzes gleichförmig anzutreiben. Eine besonders gute Fräswirkung und/oder eine besonders gute Durchmischung des Bodenmaterials mit der abbindbaren Flüssigkeit kann aber dadurch erzielt werden, dass die Fräsräder reversierend angetrieben werden. Durch ein zeitweises Umkehren der Drehrichtung des Fräsrades bilden sich im Bodenmaterial Verwirbelungen aus, die für eine besonders gute Vermischung mit der abbindbaren Flüssigkeit sorgen. Bevorzugt werden die Fräsräderauch beim Ziehen der Schlitzwandfräse aus dem Frässchlitz gleichförmig oder reversierend angetrieben, wodurch sich der für das Ziehen notwendige Kraftaufwand deutlich verringern lässt und eine zusätzliche Durchmischung des abgeräumten Bodenmaterials mit der abbindbaren Flüssigkeit erreicht wird.
  • Bei der Herstellung des Frässchlitzes kann die Schlitzwandfräse gleichförmig im Boden bewegt werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, dass die Schlitzwandfräse dabei zumindest zeitweise in eine alternierende Aufwärts-/Abwärtsbewegung versetzt wird. Hierdurch wird eine besonders gute Durchmischung des abgetragenen Bodenmaterials mit der abbindbaren Flüssigkeit erzielt. Der Hub dieser alternierenden Aufwärts-/Abwärtsbewegung kann dabei deutlich geringer als die Gesamthöhe des Schlitzes sein. Er kann insbesondere in der Größenordnung des Durchmessers der Fräsräder liegen. Eine solche zumindest zeitweise durchgeführte abwechselnde Aufwärts- und Abwärtsbewegung kann dadurch erzielt werden, dass die Schlitzwandfräse von einem Baugerät angehoben und anschließend wieder abgelassen wird. Eine alternierende Aufwärts-/Abwärtsbewegung kann dabei sowohl beim Abteufen des Frässchlitzes als auch beim Ziehen der Schlitzwandfräse aus dem fertigen Frässchlitz durchgeführt werden.
  • Eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräse ist dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Rahmens kleiner als der Querschnitt des Frässchlitzes unter Bildung eines Freiraumes ausgebildet ist, durch welchen abgeräumtes Bodenmaterial von dem mindestens ein Fräsrad an dem Rahmen vorbei in einen rückwärtigen Bereich des Frässchlitzes förderbar ist.
  • Ein Grundgedanke der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse ist es, neben dem Rahmen einen Freiraum auszubilden, durch welchen abgeräumtes Bodenmaterial und Suspension beim Herstellen des Frässchlitzes und/oder beim Herausziehen der Schlitzwandfräse aus dem fertigen Frässchlitz möglichst ungehindert am Rahmen der Schlitzwandfräse vorbeiströmen kann. Hierdurch wird ein besonders schnelles und kraftsparendes Fräsen mit einem gleichzeitigen effizienten Mischeffekt ermöglicht. Zur Bildung des Freiraumes ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Querschnitt des Rahmens senkrecht zur Vortriebsrichtung der Schlitzwandfräse den Frässchlitz niemals vollständig abdeckt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Umfangsabmessungen des Querschnittes des Rahmens kleiner als die Innenabmessungen des Frässchlitzes sind. Im Querschnitt des Rahmens können eine oder mehrere Öffnungen vorgesehen sein. Eine solche Anordnung erlaubt ein Durchströmen von abgeräumtem Bodenmaterial am Rahmen vorbei in die einer Bewegungsrichtung des Rahmens entgegengesetzten Richtung.
  • Bei einer besonders bevorzugten Schlitzwandfräse sind mehrere Fräsräder in beliebiger Anzahl vorgesehen, welche parallele Drehachsen aufweisen. Eine bevorzugte Ausführungsform weist vier Fräsräder auf, von denen jeweils zwei paarweise um dieselbe Drehachse drehbar angeordnet sind. Ein Querschnitt des Frässchlitzes ist bevorzugt rechteckig ausgebildet.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse weist das mindestens eine Fräsrad eine für eine reversierende Drehbewegung geeignete Fräszahnanordnung auf. Eine solche Fräszahnanordnung kann anstehendes Bodenmaterial bei einer Drehung der Fräsräder sowohl im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn abräumen. Dies ermöglicht eine besonders gute Durchmischung des Bodenmaterials bei einer gleichzeitig hohen Abbaugeschwindigkeit.
  • Grundsätzlich ist es möglich, eine Zuführungseinrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit, insbesondere einer abbindbaren Flüssigkeit, in den Frässchlitz an einer beliebigen Position im Frässchlitz vorzusehen. Erfindungsgemäß ist es jedoch, dass eine solche Zuführeinrichtung am Rahmen angeordnet ist. Insbesondere durch eine Anordnung nahe dem mindestens einem Fräsrad wird eine besonders gute Durchmischung des abgeräumten Bodenmaterials mit der Flüssigkeit erreicht.
  • Eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzwandfräse an dem Trägergerät mittels einer Linearführungseinrichtung verschiebbar geführt ist.
  • Gemäß einem Aspekt einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung ist die Schlitzwandfräse nicht an der Wand des Frässchlitzes sondern an einem von der Schlitzwandfräse beabstandeten Trägergerät geführt. Die Führung erfolgt dabei insbesondere in einer zur Vortriebsrichtung der Schlitzwandfräse parallelen Richtung. Eine solche Anordnung ermöglicht es, den Querschnitt des Rahmens der Schlitzwandfräse möglichst klein auszugestalten. Insbesondere ist es nicht mehr notwendig, dass sich der Rahmen der Schlitzwandfräse für eine laterale Führung im Kontakt mit der Wand des Frässchlitzes befindet. Hierdurch kann der Rahmen ohne Führungselemente ausgestaltet werden und seine Abmessungen können entsprechend klein gehalten werden, was einen einfachen Durchgang von abgeräumten Bodenmaterial ermöglicht. Die Schlitzwandfräse kann beispielsweise an einer Führungseinrichtung eingesetzt werden, wie sie bei Rüttlern bekannt ist.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung weist die Linearführungseinrichtung eine Führungsstange, insbesondere eine Teleskopstange auf, an welcher die Schlitzwandfräse gelagert ist. Eine solche Führungsstange ermöglicht eine besonders gute laterale Führung der Schlitzwandfräse. Sie erlaubt insbesondere auch eine Übertragung einer in Vortriebsrichtung gerichteten Axialkraft vom Trägergerät auf die Schlitzwandfräse, wodurch ein besonders schneller Vortrieb der Schlitzwandfräse beim Abteufen erzielt werden kann. Grundsätzlich kann die Schlitzwandfräse aber auch so ausgebildet sein, dass sie sich bei rotierenden Fräsrädern lediglich aufgrund ihres Eigengewichtes in den Boden einfräst. In diesem Fall kann auch eine Führungsstange verwendet werden, die für die Übertragung einer in Vortriebsrichtung gerichteten Axialkraft nicht ausgelegt ist.
  • Der Durchmesser der Führungsstange ist bevorzugt so bemessen, dass er kleiner als der Durchmesser des Querschnittes des Rahmens ist. Die Führungsstange hat dabei bevorzugt einen im Wesentlichen rechteckigen oder einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt. Als Teleskopstange kann bevorzugt auch eine Kelly-Stange verwendet werden.
  • Eine besonders bevorzugte Schlitzwandfräsvorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungseinrichtung eine am Trägergerät angeordnete Führungshülse aufweist, durch welche die Führungsstange hindurchgeführt ist. Eine solche Führungshülse kann die Führungsstange ganz oder nur teilweise in Umfangsrichtung umgreifen. An der Führungshülse können Vorsprünge und/oder Vertiefungen ausgebildet sein, welche mit entsprechenden Vertiefungen und/oder Vorsprüngen an der Führungsstange in Eingriff stehen und damit eine drehfeste Führung der Führungsstange gewährleisten.
  • Besonders vorteilhaft ist ferner, dass am Trägergerät ein Stellantrieb, insbesondere ein Seilzug-Mechanismus, zum vertikalen Verfahren der Führungsstange vorgesehen ist. Ein solcher Stellantrieb kann neben dem Herausziehen der Schlitzwandfräse aus dem Frässchlitz auch dazu ausgelegt sein, eine Axialkraft in Vortriebsrichtung der Schlitzwandfräse auf die Schlitzwandfräse zu übertragen. Hierdurch kann eine besonders gute Fräsleistung erreicht werden. Ferner kann der Stellantrieb so ausgelegt sein, dass er eine alternierende Aufwärts-/Abwärts-Bewegung der Schlitzwandfräse ermöglicht. Mögliche Ausführungsformen des Stellantriebs weisen einen ZahnstangenMechanismus oder einen hydraulischen Mechanismus auf.
  • Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Schlitzwandfräsvorrichtung die zuvor beschriebene Schlitzwandfräse auf. Mit beiden kann insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden.
  • Die Erfindung wird weiter anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse und einer Führungsstange;
    Fig. 2
    eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse mit einer Führungsstange;
    Fig. 3
    eine Querschnittansicht der in Fig. 2 gezeigten Führungsstange entlang A-A;
    Fig. 4
    eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung;
    Fig. 5
    eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung;
    Fig. 6
    eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung im hochgezogenen Zustand; und
    Fig. 7
    eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung in einer Endstellung.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen Vorderansichten zweier unterschiedlicher Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Schlitzwandfräsen 10. An einem als Trägerplatte ausgeführten Rahmen 20 sind zwei Fräsräder 12, 12' drehbar befestigt. Die Fräsräder 12, 12' sind dabei unmittelbar nebeneinander mit parallel verlaufenden Drehachsen ausgebildet. Ein eingehauster und in Form von Hydraulikmotoren ausgebildeter Antrieb 15, 15' ist am Rahmen 20 angebracht und mit den Fräsrädern 12, 12' wirkend verbunden.
  • Auf der den Fräsrädern 12, 12' abgewandten Seiten des Rahmens 20 ist dieser an einer Führungsstange 33 befestigt. Wie Fig. 3 entnommen werden kann, weist die Führungsstange 33 einen annähernd kreisförmigen Querschnitt auf. Seitlich an der Führungsstange 33 sind Vorsprünge 35 ausgebildet, die zur drehfesten Führung der Führungsstange 33 in der Führungshülse 34 dienen. Innerhalb der Führungsstange 33 sind Versorgungsleitungen 40 für Hydraulikfluid angeordnet. Ferner ist in der Führungsstange 33 sowie am Rahmen 20 eine als Zuführungsleitung ausgebildete Zuführungseinrichtung 41 für eine Flüssigkeit ausgebildet. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, tritt die als Zuführungsleitung ausgebildete Zuführungseinrichtung 41 durch den Rahmen 20 hindurch und endet zwischen den Fräsrädern 12, 12'.
  • An den Fräsrädern 12, 12' sind umfangseitig Fräszähne 13 ausgebildet. Die Fräszähne 13 sind dabei für einen gegenläufigen Betrieb der Fräsräder angeordnet. Hierbei ist vorgesehen, dass das in Fig. 2 links dargestellte Fräsrad 12 im Uhrzeigersinn, das rechts dargestellte Fräsrad 12' im Gegenuhrzeigersinn zu drehen ist. Hierdurch wird Suspension im mittleren Bereich durch die Fräsräder 12, 12' angesaugt, während das abgefräste Bodenmaterial zusammen mit Suspension an den Außenseiten nach oben gefördert wird. Umfangsseitig an den Fräsrädern 12, 12' sind zudem bekannte seitlich verschwenkbare Klappzähne 14 angeordnet, welche Boden unterhalb des Getriebeschildes abräumen.
  • Die Fig. 4 bis 7 zeigen eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräsvorrichtung. Die Schlitzwandfräsvorrichtung weist ein als raupengetriebenes Baufahrzeug ausgebildetes Trägergerät 30 auf. Am Trägergerät 30 ist ein Mast 31 gelagert, an dem wiederum an zwei Befestigungspunkten eine Führungshülse 34 befestigt ist. Durch die Führungshülse 34 verläuft in vertikaler Richtung die Führungsstange 33, an deren unterem Ende die Schlitzwandfräse 10 befestigt ist. Ein Seilzug-Mechanismus 37 (Fig. 4) oder einer Verschiebeeinrichtung 38 (Fig. 5) sind zum vertikalen Verfahren der Führungsstange 33 vorgesehen. Versorgungsleitungen 40 für Hydraulikfluid sowie eine als Zuführungsleitung ausgebildete Zuführungseinrichtung 41 für eine abbindbare Flüssigkeit treten am oberen Ende der Führungsstange 33 aus dieser heraus. Im hochgezogenen Zustand der Schlitzwandfräse 10 (Fig. 6) liegt die Schlitzwandfräse 10 mit ihrem Rahmen unmittelbar an der Führungshülse 34 an.
  • Der Rahmen 20 der Schlitzwandfräse 10 ist so ausgebildet, dass beim Abteufen (Fig. 7) ein Freiraum 6 zwischen dem Rahmen 20 und einer Wand des Frässchlitzes 3 entsteht. Dieser Freiraum 6 erlaubt den Durchgang von abgeräumtem Bodenmaterial am Rahmen 20 vorbei in einem rückwärtigen Bereich 4 des Frässchlitzes 3, der sich oberhalb der Schlitzwandfräse 10 befindet.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden, bei dem
    - mindestens zwei, unmittelbar an einem Rahmen (20) einer Schlitzwandfräse (10) drehbar angeordnete Fräsräder (12, 12') durch einen Antrieb (15, 15') in eine Drehbewegung versetzt werden,
    - die Schlitzwandfräse (10) mit dem Rahmen (20) in den Boden abgesenkt wird, wobei unterhalb der Fräsrader (12, 12') befindliches Bodenmaterial abgeräumt und ein Frässchlitz (3) hergestellt wird,
    - der Frässchlitz (3) mit einer abbindbaren Flüssigkeit aufgefüllt wird, welche am Rahmen (20) in den Frässchlitz (3) zwischen die Fräsräder (12, 12') eingeleitet wird,
    - das abgeräumte Bodenmaterial von den Fräsrädern (12, 12') gezielt durch einen Freiraum (6) am Rahmen (20) vorbei in einen rückwärtigen Bereich (4) des Frässchlitzes (3) gefördert wird,
    - das abgeräumte Bodenmaterial im Frässchlitz (3) mit der abbindbaren Flüssigkeit durchmischt wird, und
    - das abgeräumte Bodenmaterial zumindest teilweise im Frässchlitz (3) zum Bilden der Schlitzwand belassen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Schlitzwandfräse (10) in dem Frässchlitz (3) mittels einer Linearführungseinrichtung mit einer Führungsstange (33) linear geführt wird,
    - dass zum Bilden des Freiraumes (6) die Umfangsabmessungen des Querschnitts des Rahmens (20) kleiner als die Innenabmessungen des Querschnitts des Frässchlitzes (3) ausgebildet sind und der Rahmen (20) ohne Kontakt zur Wand des Frässchlitzes (3) geführt wird.
  2. Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Fräsräder (12, 12') reversierend angetrieben werden.
  3. Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schlitzwandfräse (10) bei der Herstellung des Frässchlitzes (3) zumindest zeitweise in eine alternierende Aufwärts-/Abwärtsbewegung versetzt wird.
  4. Schlitzwandfräse (10) zum Herstellen eines Frässchlitzes, mit
    - einem Rahmen (20),
    - mindestens zwei, unmittelbar am Rahmen (20) drehbar an geordneten Fräsräder (12, 12'),
    - einer am Rahmen (20) angeordneten Zuführeinrichtung (41) zum Zuführen einer Flüssigkeit in den Frässchlitz (3), wobei die Zuführeinrichtung (41) zwischen den Fräsrädern (12, 12') mündet,
    - wobei ein Freiraum (6) am Rahmen (20) vorgesehen ist, durch den abgeräumtes Bodenmaterial von den Fräsrädern (12, 12') gezielt an dem Rahmen (20) vorbei in einen rückwärtigen Bereich (4) des Frässchlitzes (3) förderbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass eine Linearführungseinrichtung mit einer Führungsstange (33) vorgesehen ist, welche an einem oberen Ende des Rahmens (20) angeordnet ist und
    - dass der Rahmen (20) mit einem Querschnitt ausgebildet ist, dessen Umfangsabmessungen zum Bilden des Freiraumes (6) kleiner als die Innenabmessungen des Querschnitts des Frässchlitzes (3) sind, wobei der Rahmen (20) ohne Kontakt zur Wand des Frässchlitzes (3) führbar ist.
  5. Schlitzwandfräse (10) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Fräsräder (12, 12') eine für eine reversierende Drehbewegung geeignete Fräszahnanordnung aufweisen.
  6. Schlitzwandfräse nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Höhe der Schlitzwandfräse (10) vom unteren Ende der Fräsräder (12, 12') bis zum oberen Ende des Rahmens (20) kleiner als der zweifache Durchmesser der Fräsräder (12, 12') ist.
  7. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Rahmen (20) von den Fräsrädern (12, 12') zur Führungsstange (33) hin verjüngend ausgebildet ist.
  8. Schlitzwandfräsvorrichtung (1) zum Herstellen einer Schlitzwand, insbesondere mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit
    - einem Trägergerät (30) und
    - einer Schlitzwandfräse (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, welche mittels der Linearführungseinrichtung mit der Führungsstange (30) im Wesentlichen vertikal verschiebbar am Trägergerät (30) geführt ist.
  9. Schlitzwandfräsvorrichtung (1) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Führungsstange (33) als eine Teleskopstange ausgebildet ist.
  10. Schlitzwandfräsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Linearführungseinrichtung eine Führungshülse (34) aufweist, welche am Trägergerät (30) angeordnet ist und durch welche die Führungsstange (33) hindurchgeführt ist.
  11. Schlitzwandfräsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am Trägergerät (30) ein Stellantrieb, insbesondere ein Seilzug-Mechanismus (37), zum vertikalen Verfahren der Führungsstange (33) vorgesehen ist.
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