EP1555388A1 - Verfahren zum Abbau von Böden - Google Patents

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EP1555388A1
EP1555388A1 EP04000964A EP04000964A EP1555388A1 EP 1555388 A1 EP1555388 A1 EP 1555388A1 EP 04000964 A EP04000964 A EP 04000964A EP 04000964 A EP04000964 A EP 04000964A EP 1555388 A1 EP1555388 A1 EP 1555388A1
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EP
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soil
aufdüslanze
lance
control
atomizing lance
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EP04000964A
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Wolfgang Müller
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Hochtief AG
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Hochtief AG
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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
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • 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
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00—Sinking shafts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1066—Making by using boring or cutting machines with fluid jets

Definitions

  • the invention relates to a process for the degradation of soils, in particular of stable cohesive soils.
  • Stable or cohesive soils means in particular soils with a relatively high marl content, for example with a Marl content of 20 wt .-% and more.
  • the degradation of the soil with the inventive method is especially for the Lowering a caisson or Caissons in the by Soil removal produced well.
  • the degradation of stable cohesive soils takes place in the Practice in mechanical degradation mode.
  • Stable floors are particularly electro-hydraulic operated mining equipment or Aufrlochieri used.
  • This known for stable floors process has the Disadvantage that the degradation performance compared to the degradation performance during the rinsing process for rolling floors only about 10%.
  • Due to the pressure load is basically the permissible length of stay of the staff in the working chamber, in which the loosening and discharge of the soil, for health reasons limited to the compressed air regulation. Therefore, at the known method with high manual effort relative a lot of staff will be kept at the construction site.
  • the Costs for lowering the caisson will be substantially determined by the factors personnel, equipment provisioning and Power consumption. A low lowering speed of Caissons is therefore equally important with relatively high Cost of the construction work.
  • the invention is based on the technical problem, a Process for the degradation of soils, in particular of stable ones indicate cohesive soils, with a largely automatic as well as effective and reliable soil degradation is possible and in which the disadvantages listed above can be avoided.
  • the invention teaches a method for the degradation of soils, especially of stable cohesive soils, wherein an atomizing lance rotating about its longitudinal axis is driven into the ground up to a drilling start point and the fluidizing lance injects a fluid medium under high pressure to loosen the soil into the soil, wherein the loosened soil is carried away by at least one pump and wherein the atomizing lance is pulled out of the ground with the formation of an excavation space freed from the ground, wherein the extent of a Aufdüsraumes is determined and wherein, depending on the extent of a Aufdüsraumes a grid of Bohransatzddlingen is determined with the proviso that adjacent to this expansion produced AufdüsLite adjacent to each other or overlap and wherein the Bohransatzdisposed the grid are successively approached automatically by the Aufdüslanze.
  • the Bohransatzina the grid by means of a control and / or regulating device are automatically approached by the Aufdüslanze.
  • the adjacent AufdüsLite adjacent to each other means according to an embodiment of the invention that the adjacent Maudüsbank directly, ie adjoin one another without space.
  • the adjoining Aufdüsschreib adjacent to each other means according to another embodiment of the invention but also that between adjacent Trodüshunt narrow webs or walls can remain out of soil, which coincide as it were after the creation of two adjacent Aufdüsschreib.
  • the Aufdüsschreib are in any case arranged to each other so that after completion of the specified grid a complete soil layer is mined.
  • the invention is based on the finding that initially Drill approach points are set, to which the Inflating lance is driven in each case. It goes without saying that the raster of drill points in a given limited space is arranged by the soil should be freed. It is within the scope of the invention that the Bohransatza be produced in a Shaft lie in which a caisson (Caisson) lowered shall be. After the drill points are set be, they are successively or in a specific Sequence approached by the Aufdüslanze. It will expediently with the aid of the control and / or regulating device automatically the position, the inclination and the Drilling feed of the pouring lance set.
  • the control and / or regulating device will preferably by means of the control and / or regulating device automatically the rotational speed of the order their longitudinal axis rotating lance and / or the pressure or the amount of the injected fluid medium and / or the Pump power or the amount of in the unit of time soil to be removed and / or the drawing speed the atomizing lance set.
  • This setting is done meaningfully with regard to the desired extent or with regard to the desired diameter of the Atomised application space.
  • Sensors for detecting the position of the pouring lance are provided, which sensors expediently to the Control and / or regulating device are connected. In Depending on the voltage from these sensors to the control and / or control device transmitted signals prefers the position and / or the inclination and / or the Drilling feed of the atomizing lance and / or the pulling speed the atomizing lance set.
  • the Drill points for the area where the soil is mined should be, manually in the control and / or regulating device entered. It lies in the context of the Invention, that also the order of the Aufdüslanze to be approached in succession Bohransatza in the Control and / or regulating device is entered.
  • the drill points are for the area in which the soil is to be mined automatically from the control and / or regulating device calculated. For this calculation are preferably Parameters entered into the control and / or regulating device, in particular the size and extent of the Concern area in which the soil is to be mined. Depending on the calculated drill points then automatically the position and the inclination of the Spraying lance for each approach point to be approached with Help the control and / or regulating device set.
  • the injected fluid medium consists of at least one liquid that is under high Pressure is injected.
  • This liquid is expediently to water.
  • Liquid at least one gas is injected under pressure, preferably compressed air.
  • water is under high pressure to 450 bar in the Injected soil and supports compressed air with a Pressure of 6 to 12 bar, preferably 8 to 10 bar in the soil injected.
  • Soil here means above all a mixture, which consists mainly of sand and marl.
  • the least an opening of the nozzle for injecting liquid or for injecting compressed air is expediently in the area of the lance end, which advanced into the ground becomes.
  • the atomizing lance for Approaching a specific drilling starting point of the grid automatically in an orbit in the the Bohransatz Vietnamese associated position is moved in the orbit.
  • the spray lance will first in one Positioned base position.
  • This automatic positioning The atomizing lance is carried out with the help of the control and / or Control device.
  • at least one Sensor provided, the position of the Nozzle on the orbit and which is connected to the and / or control device is connected. With the sensor Signals are sent to the control and / or regulating device which provides information about the current position of the Put the nozzle on the orbit.
  • the Aufdüslanze on this Circular path in the Bohransatzddling assigned position is moved. That the Aufdüslanze on a circular path is moved, does not mean that the Aufdüslanze exclusively continuously along the circular path and only in a direction is moved along the circular path.
  • the embarkdüslanze can namely moved on circular path sections and can be moved back and forth on the circular path become.
  • the Aufdüslanze for the realization of a circular path movement on Edge of a rotatable disc is attached.
  • the rotatable disc is expediently a Steel disc.
  • the diameter or radius of the disc determines and defines the circular path movement of the atomizing lance.
  • the rotary drive of the rotatable disc takes place preferably hydraulically.
  • the Approaching a particular drill bit point an inclination angle the atomizing lance with respect to a vertical axis is set automatically. If after much preferred Embodiment of the invention, the Frieddüslanze on a Circular path is moved, the vertical axis then runs through the center of the circle of this circular path. Preferably is after the base positioning of Aufdüslanze on the Orbit or circular path of the Aufdüslanze with respect to her Positioned inclination. Basically, it is also in the First, the inclination or inclination angle to adjust the spray lance and the spray lance then in their orbit or orbit in their Base position to proceed.
  • the attitude or Actuation of the lance inclination is preferably carried out hydraulically, preferably via a hydraulic cylinder.
  • an angle of inclination for the atomizing lance between 0 to 45 ° with respect to the vertical axis be set.
  • the Aufdüslanze arranged parallel to the vertical axis or arranged vertically.
  • the automatic adjustment of the angle of inclination with help the control and / or regulating device takes place.
  • at least one Sensor for detecting the inclination position of the pouring lance is provided, which sensor expediently with the Control and / or regulating device is connected.
  • the sensor provides signals to the control and / or regulating device, which indicate the current inclination position of the pouring lance.
  • the Spray lance with the help of the control and / or regulating device automatically by a corresponding angle over the Trajectory or orbit and it is automatic a corresponding, the Bohransatzddling assigned Tilt angle adjusted.
  • the Bohransatztician assigned Tilt angle adjusted Appropriately takes place First, the procedure over the orbit or circular path and then adjusting the tilt angle. in principle but also the inclination angle can be adjusted first or the angle of inclination may be during the movement of the Orifice lance can be adjusted in the orbit.
  • This feed along the Aufdüslanze its longitudinal axis is preferably hydraulic. It lies in the context of the invention, that the Aufdüslanze at her Feed to Bohransatzddling rotated about its longitudinal axis.
  • this sensor is on connected to the control and / or regulating device and transmits signals to the control and / or regulating device, the current feed position of the atomizing lance Show.
  • the impact area of the Spraying lance for realization of certain control parameters initially detected in a first sample column.
  • the Expansion of a resulting Aufdüsraumes but also under Specification of the soil properties and under specification of the Control parameters are calculated. Such a calculation conveniently takes place with the aid of a microcomputer, the part of the control and / or regulating device is ..
  • the setting of the aforementioned control parameters takes place according to a preferred embodiment of the invention automatically.
  • the Tardüsraumes or a pour-on column is the Aufdüslanze from the Bohransatzddling pulled upwards while rotating the Aufdüslanze expediently about its longitudinal axis.
  • the Pumping off the resulting soil / liquid mixture or Soil / water mixture is carried out by at least one pump, which is positioned accordingly. Preferably takes place Positioning the pump automatically with help the control and / or regulating device.
  • a very preferred embodiment of the invention Method is characterized in that in the field a Bohransatzis or in the region of the resulting Aufdüsraumes a visual degradation control of the soil is carried out and that in accordance with this Degradation control, if necessary, at least one control parameter is changed for the Aufdüslanze.
  • the visual Removal control is conveniently carried out with the help of a Video camera.
  • Control parameter for the discharge lance means in Under the invention the rotational speed of the order its longitudinal axis rotating Aufdüslanze and / or the pressure or the amount of the injected fluid medium, in particular the pressure or the amount of injected water and / or the pressure or the amount of injected compressed air and / or the drawing speed of the atomizing lance and / or the pump power, i. especially the amount of discharged earth / water mixture in the unit time.
  • Control parameter for the discharge lance also means the To be set angle of inclination of the spray lance and / or the to be set base position of Aufdüslanze on the Orbit or circular path. Also the feed speed the injection lance to the drill point is a control parameter for the pouring lance. As far as above and below of Control parameters are the above mentioned Meant parameter.
  • the amount of soil removed and measured in Dependence on this measured amount is required at least one control parameter for the atomizing lance varied.
  • the flow rate of the discharged soil / liquid mixture or Soil / water mixture measured.
  • the amount of pressurized fluid Medium measured.
  • mass balance can be obtained be, in which the amount of the supplied fluid medium or the amount of injected water in the ratio can be set to the amount of the rejected Soil or to the amount of conveyed off Soil / liquid mixture.
  • mass balance will be at least one
  • the control parameter for the pouring lance varies preferably automatically with the help of the control and / or Control device varies.
  • a caisson Caisson
  • the side walls this caisson expediently have the bottom side Cut on to facilitate penetration into the ground.
  • drill points are in the range of Cutting the side walls of the caisson provided. On This way can be a very reliable and effective Lowering the caisson be realized.
  • the number and location of the drill point is dependent on Cross section or floor plan of the caisson selected.
  • Procedure is the lowering of the caisson metrologically controlled and depending on the If so obtained measurement results will if necessary changed at least one control parameter for the Aufdüslanze and expediently automatically with the help of Control and / or regulating device. Lowering the Countersinking preferably also takes place automatically Help of the control and / or regulating device.
  • the metrological control of the lowering process is the Checked position of the caisson. The caisson should especially do not stand in a crooked position.
  • the one or more control parameters for the Aufdüslanze so be expediently adjusted so that a vertical lowering possible the caisson is guaranteed.
  • At least one measuring sensor is provided, with the lowering or the position of the caisson is checked.
  • the measuring sensor is expediently to the Control and / or regulating device connected and sends Signals informing about the position of the caisson give. These signals are in the control and / or Control device evaluated and, if necessary, will depending on this evaluation, at least one Control parameter for the pouring lance changed.
  • the invention is based on the finding that with the inventive method a very effective and faster Soil degradation, especially of stable cohesive Floors in the rinse process can be performed automatically either semi-automatic or preferred Embodiment fully automatic.
  • the invention is in this context, the knowledge that Starting point for the procedure a predetermined Raster of Bohransatzddlingen or of corresponding Lance positions is. The lance guidance and lance movement is then dependent on different measurands in the With regard to effective soil removal automatically controlled. Compared to those of the prior art known measures will be a considerable increase in Efficiency achieved.
  • the inventive method is characterized in comparison to these from the prior art known measures by a relatively advantageous Energy balance and continues to stand out low effort in terms of personnel and material. Especially the work of personnel under compressed air can be reduced to a minimum and therefore will be one significant contribution to improving working conditions at the corresponding workplaces.
  • an apparatus for carrying out the inventive method for the degradation of soils shown.
  • the device is used to produce a Shaft 16 for the gradual lowering of a caisson 1.
  • the Device a chamber 2, wherein the chamber 2 in a Pressure chamber 3 and a working chamber arranged below 4 is divided.
  • the chamber 2 is one about its longitudinal axis rotating
  • a fluid medium under high pressure to loosen the soil in the Ground is ejected or injected.
  • Preferably and in the Embodiment is water under high pressure and supporting compressed air.
  • An atomizing lance 5 is on a circular path around the Vertical axis 7 movable. To realize this orbit movement is the Aufdüslanze 5 at the edge of a rotatable Disk 8 attached. By rotation of this disc 8 is realized the orbit movement of Aufdüslanze 5.
  • the embarkdüs lance 5 is guided on a tiltable carriage 9, which is provided in the pressure chamber 3 and the Aufdüslanze 5 is pivotally mounted on the rotatable disc eighth attached. In this way can be different Inclination angle ⁇ between the Aufdüslanze 5 and the Vertical axis 7 can be adjusted.
  • Fig. 1 was in addition to the Aufdüslanze 5 in Incidentally, another possible position of Aufdüslanze. 5 indicated.
  • the rotatable disk 8 has a closable manhole 13. Besides, they are Material locks 14 and a personal lock 15 shown.
  • FIGS. 2 to 4 show an embodiment 1, in which a chamber 2 and a Aufdüslanze. 5 is provided in the shaft 16.
  • Fig. 2 is the Order of approaching drill points 17 with small letters a to 1 marked. a corresponds doing the Bohransatzddling 17 of the first approached, i.e. in the region of the first Aufdüsklale 18 generates and 1 corresponds to the drill point 17, the last one is approached.
  • Fig. 2 by the way, dashed the extent or the diameter of Aufdüsklalen 18th been hinted at. At the tips of the dash-dotted lines drawn arrows is in each case a Bohranficientddling 17 (a to 1).
  • Figs. 3 and 4 are the Aufdüsklasklad, Figs. 3 and 4 are the Aufdüsklalen 18 can be seen on average.
  • the tilt position the Aufdüslanze 5 determines and to the control and / or Control device transmitted.
  • the Aufdüslanze 5 up to the associated Bohransatzddling 17th or a driven forward.
  • the atomizing lance 5 rotates its longitudinal axis. If the relevant drill point 17 has been reached, the Aufdüslanze 5 is back out of the ground 6, wherein the fluid medium under high pressure in the Soil is injected. The thus loosened soil is discharged with at least one pump 11.
  • this loosening or Discharge of the soil with the help of a video camera is monitored visually.
  • a preferred embodiment of the invention is at least another, not shown, provided sensor, with the lowering or the position of the caisson 1 is controlled.
  • This sensor is also attached to the Control and / or regulating device connected. If It is found that the caisson 1 is not optimal or can not be lowered vertically, with the help of the control and / or control device automatically control parameters for the Aufdüslanze 5 are changed to the lowering of the Lowering box 1. As a result, that works inventive method at least largely automatically and thus can a swift and effective lowering of a Countersink 1 be realized.
  • the inventive Device two chambers 2, each in a Pressure chamber 3 and a working chamber arranged below 4 are divided.

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Abstract

Verfahren zum Abbau von Böden, wobei eine um ihre Längsachse rotierende Aufdüslanze (5) bis zu einem Bohransatzpunkt (17) vorgetrieben wird und wobei mit der Aufdüslanze (5) ein fluides Medium unter hohem Druck in den Boden eingedüst wird. Das aufgelockerte Erdreich wird abgefördert und die Aufdüslanze (5) wird unter Bildung eines Aufdüsraumes aus dem Boden gezogen. Die Ausdehnung des Aufdüsraumes wird ermittelt. In Abhängigkeit von dieser Ausdehnung wird ein Raster von Bohransatzpunkten mit der Maßgabe festgelegt, dass benachbarte Aufdüsräume aneinander angrenzen oder einander überlappen. Die Bohransatzpunkte (17) des Rasters werden nacheinander automatisch von der Aufdüslanze angefahren. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau von Böden, insbesondere von standfesten bindigen Böden. - Standfeste bzw. bindige Böden meint insbesondere Böden mit einem relativ hohen Mergelanteil, beispielsweise mit einem Mergelanteil von 20 Gew.-% und mehr. Der Abbau des Bodens mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vor allem für das Absenken eines Senkkastens bzw. Caissons in dem durch Bodenabbau erzeugten Schacht geeignet.
Aus der Praxis ist es bekannt, rollige Böden in einer Arbeitskammer eines Senkkastens im Spülverfahren abzubauen. Diese Arbeitskammer wird zur Verdrängung des Grundwassers während des Absenkvorganges ständig unter entsprechendem Luftüberdruck gehalten. Zum Abbau werden manuell bediente Wasserkanonen zum Auflockern des rolligen Bodens verwendet. Mit Hilfe von Pumpen wird das Erdreich/Spülflüssigkeitsgemisch, in der Regel ein Sand/Wasser-Gemisch abgefördert.
Der Abbau von standfesten bindigen Böden erfolgt in der Praxis in mechanischer Abbauweise. Für den Abbau der standfesten Böden werden insbesondere elektro-hydraulisch betriebene Abbaugeräte oder Aufrührgeräte eingesetzt. Dieses für standfeste Böden bekannte Verfahren hat den Nachteil, dass die Abbauleistung im Vergleich zu der Abbauleistung beim Spülverfahren für rollige Böden lediglich etwa 10 % beträgt. Aufgrund der Druckbelastung ist grundsätzlich die zulässige Aufenthaltsdauer des Personals in der Arbeitskammer, in der die Auflockerung und Abförderung des Erdreiches erfolgt, aus gesundheitlichen Gründen nach der Druckluftverordnung begrenzt. Deshalb muss bei dem bekannten Verfahren mit hohem manuellen Aufwand relativ viel Personal auf der Baustelle vorgehalten werden. Die Kosten für das Absenken des Caissons werden im Wesentlichen bestimmt durch die Faktoren Personal, Geräte-Vorhaltung und Energieverbrauch. Eine geringe Absenkgeschwindigkeit des Caissons ist daher gleich bedeutend mit relativ hohen Kosten für die Baumaßnahmen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zum Abbau von Böden, insbesondere von standfesten bindigen Böden anzugeben, mit dem ein weitgehend automatischer sowie effektiver und funktionssicherer Bodenabbau möglich ist und bei dem die oben aufgeführten Nachteile vermieden werden können.
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zum Abbau von Böden, insbesondere von standfesten bindigen Böden,
wobei eine um ihre Längsachse rotierende Aufdüslanze bis zu einem Bohransatzpunkt in den Boden vorgetrieben wird und mit der Aufdüslanze ein fluides Medium unter hohem Druck zur Auflockerung des Erdreiches in den Boden eingedüst wird, wobei das aufgelockerte Erdreich mit zumindest einer Pumpe abgefördert wird und wobei die Aufdüslanze unter Bildung eines vom Erdreich befreiten Aufdüsraumes aus dem Boden gezogen wird,
wobei die Ausdehnung eines Aufdüsraumes ermittelt wird und wobei in Abhängigkeit von der Ausdehnung eines Aufdüsraumes ein Raster von Bohransatzpunkten mit der Maßgabe festgelegt wird, dass mit dieser Ausdehnung hergestellte benachbarte Aufdüsräume aneinander angrenzen oder einander überlappen
und wobei die Bohransatzpunkte des Rasters nacheinander automatisch von der Aufdüslanze angefahren werden. - Hier liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Bohransatzpunkte des Rasters mit Hilfe einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung automatisch von der Aufdüslanze angefahren werden. Das benachbarte Aufdüsräume aneinander angrenzen meint nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass die benachbarten Aufdüsräume unmittelbar, d. h. ohne Zwischenraum aneinander angrenzen. Das benachbarte Aufdüsräume aneinander angrenzen meint nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung aber auch, dass zwischen benachbarten Aufdüsräumen schmale Stege bzw. Wände aus Erdreich verbleiben können, die nach Erzeugung zweier benachbarter Aufdüsräume gleichsam zusammenfallen. Im Rahmen der Erfindung sind die Aufdüsräume jedenfalls so zueinander angeordnet, dass nach Abarbeitung des festgelegten Rasters eine komplette Bodenschicht abgebaut ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zunächst Bohransatzpunkte festgelegt werden, bis zu denen die Aufdüslanze jeweils vorgetrieben wird. Es versteht sich, dass das Raster der Bohransatzpunkte in einem bestimmten begrenzten Raum angeordnet ist, der von dem Erdreich befreit werden soll. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Bohransatzpunkte in einem herzustellenden Schacht liegen, in den ein Senkkasten (Caisson) abgesenkt werden soll. Nachdem die Bohransatzpunkte festgelegt wurden, werden sie nacheinander bzw. in einer bestimmten Abfolge von der Aufdüslanze angefahren. Dabei wird zweckmäßigerweise mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung automatisch die Position, die Neigung und der Bohrvorschub der Aufdüslanze eingestellt. Außerdem wird vorzugsweise mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung automatisch die Rotationsgeschwindigkeit der um ihre Längsachse rotierenden Lanze und/oder der Druck bzw. die Menge des eingedüsten fluiden Mediums und/oder die Pumpenleistung bzw. die Menge des in der Zeiteinheit abzufördernden Erdreiches und/oder die Ziehgeschwindigkeit der Aufdüslanze eingestellt. Diese Einstellung erfolgt sinnvollerweise im Hinblick auf die gewünschte Ausdehnung bzw. im Hinblick auf den gewünschten Durchmesser des Aufdüsraumes. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass Sensoren für die Positionserkennung der Aufdüslanze vorgesehen sind, welche Sensoren zweckmäßigerweise an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung angeschlossen sind. In Abhängigkeit von den von diesen Sensoren an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung übermittelten Signalen wird bevorzugt die Position und/oder die Neigung und/oder der Bohrvorschub der Aufdüslanze und/oder die Ziehgeschwindigkeit der Aufdüslanze eingestellt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die Bohransatzpunkte für den Bereich, in dem der Boden abgebaut werden soll, manuell in die Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingegeben. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass auch die Reihenfolge der von der Aufdüslanze nacheinander anzufahrenden Bohransatzpunkte in die Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingegeben wird. - Nach einer anderen Ausführungsform werden die Bohransatzpunkte für den Bereich, in dem der Boden abgebaut werden soll, automatisch von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung berechnet. Für diese Berechnung werden vorzugsweise Parameter in die Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingegeben, die insbesondere die Größe und Ausdehnung des Bereiches betreffen, in dem der Boden abgebaut werden soll. In Abhängigkeit von den berechneten Bohransatzpunkten wird dann jeweils automatisch die Position und die Neigung der Aufdüslanze für jeden anzufahrenden Bohransatzpunkt mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingestellt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass aus zumindest einer Öffnung der Aufdüslanze fluides Medium unter hohem Druck in den Boden eingedüst wird. Das eingedüste fluide Medium besteht aus zumindest einer Flüssigkeit, die unter hohem Druck eingedüst wird. Bei dieser Flüssigkeit handelt es sich zweckmäßigerweise um Wasser. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass zusätzlich zu der unter Druck eingedüsten Flüssigkeit zumindest ein Gas unter Druck eingedüst wird, vorzugsweise Druckluft. Durch die Kombination von Flüssigkeit und Druckluft wird ein wirksames Schneiden des Bodens und ein effektives Auflockern des Erdreiches erreicht. Vorzugsweise wird Wasser unter Hochdruck bis 450 bar in den Boden eingedüst und wird unterstützend Druckluft mit einem Druck von 6 bis 12 bar, bevorzugt 8 bis 10 bar in den Boden eingedüst. Durch dieses Eindüsen des fluiden Mediums unter hohem Druck entsteht ein förderfähiges Erdreich/Fluidum-Gemisch, das mit Hilfe zumindest einer Pumpe abgefördert werden kann. Erdreich meint hier vor allem eine Mischung, die überwiegend aus Sand und Mergel besteht. Die zumindest eine Öffnung der Aufdüslanze zum Eindüsen von Flüssigkeit bzw. zum Eindüsen von Druckluft befindet sich zweckmäßigerweise im Bereich des Lanzenendes, das in den Boden vorgeschoben wird.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Aufdüslanze zum Anfahren eines bestimmten Bohransatzpunktes des Rasters automatisch auf einer Umlaufbahn in die dem Bohransatzpunkt zugeordnete Position auf der Umlaufbahn bewegt wird. Auf diese Weise wird die Aufdüslanze zunächst in einer Basisposition positioniert. Diese automatische Positionierung der Aufdüslanze erfolgt mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung. Zweckmäßigerweise ist zumindest ein Sensor vorgesehen, der der Positionserkennung der Aufdüslanze auf der Umlaufbahn dient und der an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung angeschlossen ist. Mit dem Sensor werden Signale an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung übermittelt, die Aufschluss über die aktuelle Position der Aufdüslanze auf der Umlaufbahn geben. Wenn ein neuer Bohransatzpunkt anzufahren ist, wird die Aufdüslanze mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung automatisch um einen entsprechenden Winkel auf der Umlaufbahn, vorzugsweise auf einer Kreisbahn verfahren. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Aufdüslanze auf dieser Kreisbahn in die dem Bohransatzpunkt zugeordnete Position bewegt wird. Dass die Aufdüslanze auf einer Kreisbahn bewegt wird, meint nicht, dass die Aufdüslanze ausschließlich kontinuierlich entlang der Kreisbahn und lediglich in eine Richtung entlang der Kreisbahn bewegt wird. Die Aufdüslanze kann nämlich auf Kreisbahnabschnitten bewegt werden und kann auf der Kreisbahn hin- und herbewegt werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Aufdüslanze zur Verwirklichung einer Kreisbahnbewegung am Rand einer drehbaren Scheibe befestigt ist. Bei der drehbaren Scheibe handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Stahlscheibe. Der Durchmesser bzw. der Radius der Scheibe bestimmt und definiert die Kreisbahnbewegung der Aufdüslanze. Der Drehantrieb der drehbaren Scheibe erfolgt vorzugsweise hydraulisch.
Es liegt fernerhin im Rahmen der Erfindung, dass zum Anfahren eines bestimmten Bohransatzpunktes ein Neigungswinkel der Aufdüslanze bezüglich einer Vertikalachse automatisch eingestellt wird. Wenn nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Aufdüslanze auf einer Kreisbahn bewegt wird, verläuft die Vertikalachse dann durch den Kreismittelpunkt dieser Kreisbahn. Vorzugsweise wird nach der Basispositionierung der Aufdüslanze auf der Umlaufbahn bzw. Kreisbahn die Aufdüslanze bezüglich ihrer Neigung positioniert. Grundsätzlich liegt es aber auch im Rahmen der Erfindung zuerst die Neigung bzw. den Neigungswinkel der Aufdüslanze einzustellen und die Aufdüslanze dann auf ihrer Umlaufbahn bzw. Kreisbahn in ihre Basisposition zu verfahren. Die Einstellung bzw. Ansteuerung der Lanzenneigung erfolgt vorzugsweise hydraulisch, bevorzugt über einen Hydraulikzylinder. Zweckmäßigerweise kann für die Aufdüslanze ein Neigungswinkel zwischen 0 bis 45° in Bezug auf die Vertikalachse eingestellt werden. Bei einem Neigungswinkel von 0° ist die Aufdüslanze parallel zu der Vertikalachse angeordnet bzw. vertikal angeordnet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die automatische Einstellung des Neigungswinkels mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung erfolgt. Es liegt fernerhin im Rahmen der Erfindung, dass zumindest ein Sensor zur Erkennung der Neigungsposition der Aufdüslanze vorgesehen ist, welcher Sensor zweckmäßigerweise mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist. Der Sensor liefert Signale an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung, die die aktuelle Neigungsposition der Aufdüslanze anzeigen. Wenn ein neuer Bohransatzpunkt anzufahren ist, wird die Aufdüslanze mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung automatisch um einen entsprechenden Winkel über die Umlaufbahn bzw. Kreisbahn verfahren und es wird automatisch ein entsprechender, dem Bohransatzpunkt zugeordneter Neigungswinkel eingestellt. Zweckmäßigerweise erfolgt zunächst das Verfahren über die Umlaufbahn bzw. Kreisbahn und dann die Einstellung des Neigungswinkels. Grundsätzlich kann aber auch zuerst der Neigungswinkel eingestellt werden oder aber der Neigungswinkel kann während der Bewegung der Aufdüslanze auf der Umlaufbahn eingestellt werden. Nach der Basispositionierung der Aufdüslanze auf ihrer Umlaufbahn und nach der Neigungspositionierung der Aufdüslanze erfolgt ein Vorschub der Aufdüslanze zu dem anvisierten Bohransatzpunkt hin. Dieser Vorschub der Aufdüslanze entlang ihrer Längsachse erfolgt vorzugsweise hydraulisch. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Aufdüslanze bei ihrem Vorschub zum Bohransatzpunkt um ihre Längsachse rotiert. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Sensor vorgesehen, der die Vorschubposition bzw. die Tiefenposition der Aufdüslanze bzw. des Aufdüslanzenendes erkennt. Zweckmäßigerweise ist dieser Sensor an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung angeschlossen und übermittelt Signale an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung, die die aktuelle Vorschubposition der Aufdüslanze anzeigen.
Erfindungsgemäß wird die bei bestimmten, für die Aufdüslanze eingestellten Steuerparametern erreichte Ausdehnung eines Aufdüsraumes ermittelt, der beim Ziehen der Aufdüslanze aus dem Boden zurückbleibt. Der Begriff "Steuerparameter für die Aufdüslanze" wird weiter unten noch konkret definiert. Die Ausdehnung des Aufdüsraumes meint insbesondere den Durchmesser bzw. den durchschnittlichen Durchmesser einer beim Ziehen der Aufdüslanze entstehenden Aufdüssäule. Die Aufdüssäule ist in der Regel zylinderformartig ausgebildet. Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird zunächst eine Probebohrung durchgeführt, um die Ausdehnung bzw. den Durchmesser eines Aufdüsraumes bzw. einer Aufdüssäule zu ermitteln, die unter bestimmten vorgegebenen Steuerparametern für die Aufdüslanze erreicht wird. Mit anderen Worten wird der Einwirkungsbereich der Aufdüslanze bei Verwirklichung bestimmter Steuerparameter zunächst in einer ersten Probesäule festgestellt. - Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Ausdehnung eines entstehenden Aufdüsraumes aber auch unter Vorgabe der Bodeneigenschaften und unter Vorgabe der Steuerparameter berechnet werden. Eine solche Berechnung erfolgt zweckmäßigerweise mit Hilfe eines Microcomputers, der Bestandteil der Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist..
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Rotationsgeschwindigkeit der um ihre Längsachse rotierenden Aufdüslanze und/oder die Ziehgeschwindigkeit der aus dem Boden zu ziehenden Aufdüslanze und/oder die Förderleistung der das Erdreich abfördernden Pumpe nach Maßgabe der herzustellenden Ausdehnung des Aufdüsraumes eingestellt wird. Die Einstellung der vorgenannten Steuerparameter erfolgt nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung automatisch. - Bei der Herstellung eines Aufdüsraumes bzw. einer Aufdüssäule wird die Aufdüslanze von dem Bohransatzpunkt weg nach oben gezogen und dabei rotiert die Aufdüslanze zweckmäßigerweise um ihre Längsachse. Das Abpumpen des entstehenden Boden/Flüssigkeits-Gemisches bzw. Boden/Wasser-Gemisches erfolgt durch zumindest eine Pumpe, die entsprechend positioniert wird. Vorzugsweise erfolgt das Positionieren der Pumpe automatisch und zwar mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung.
Eine sehr bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines Bohransatzpunktes bzw. im Bereich des entstehenden Aufdüsraumes eine visuelle Abbaukontrolle des Erdreiches durchgeführt wird und dass nach Maßgabe dieser Abbaukontrolle erforderlichenfalls zumindest ein Steuerparameter für die Aufdüslanze verändert wird. Die visuelle Abbaukontrolle erfolgt zweckmäßigerweise mit Hilfe einer Videokamera. Steuerparameter für die Aufdüslanze meint im Rahmen der Erfindung die Rotationsgeschwindigkeit der um ihre Längsachse rotierenden Aufdüslanze und/oder den Druck bzw. die Menge des eingedüsten fluiden Mediums, insbesondere den Druck bzw. die Menge des eingedüsten Wassers und/oder den Druck bzw. die Menge der eingedüsten Druckluft und/oder die Ziehgeschwindigkeit der Aufdüslanze und/oder die Pumpenleistung, d.h. insbesondere die Menge des abgeförderten Erdreich/Wasser-Gemisches in der Zeiteinheit.
Steuerparameter für die Aufdüslanze meint auch den einzustellenden Neigungswinkel der Aufdüslanze und/oder die einzustellende Basisposition der Aufdüslanze auf der Umlaufbahn bzw. Kreisbahn. Auch die Vorschubgeschwindigkeit der Aufdüslanze zum Bohransatzpunkt ist ein Steuerparameter für die Aufdüslanze. Soweit weiter oben und nachfolgend von Steuerparameter die Rede ist, sind die vorstehend erwähnten Parameter gemeint.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Menge des abgeförderten Erdreiches gemessen und in Abhängigkeit von dieser gemessenen Menge wird erforderlichenfalls zumindest ein Steuerparameter für die Aufdüslanze variiert. Zweckmäßigerweise wird der Volumenstrom des abgeförderten Erdreich/Flüssigkeits-Gemisches bzw. Erdreich/Wasser-Gemisches gemessen. Vorzugsweise wird außerdem die Menge des unter Druck zugeführten fluiden Mediums gemessen. Insoweit kann eine Massenbilanz erhalten werden, bei der die Menge des zugeführten fluiden Mediums bzw. die Menge des eingedüsten Wassers ins Verhältnis gesetzt werden kann zu der Menge des abgeförderten Erdreiches bzw. zu der Menge des abgeförderten Erdreich/Flüssigkeits-Gemisches. In Abhängigkeit von dieser Massenbilanz wird erforderlichenfalls zumindest ein Steuerparameter für die Aufdüslanze variiert und zwar bevorzugt automatisch mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung variiert.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass in dem durch Abförderung des Erdreiches entstehenden Schacht ein Senkkasten (Caisson) allmählich abgesenkt wird. Die Seitenwände dieses Senkkastens weisen zweckmäßigerweise bodenseitig Schneiden auf, die ein Eindringen in den Boden erleichtern. Vorzugsweise werden Bohransatzpunkte im Bereich der Schneiden der Seitenwände des Senkkastens vorgesehen. Auf diese Weise kann ein sehr funktionssicheres und effektives Absenken des Senkkastens verwirklicht werden. Die Anzahl und Anordnung des Bohransatzpunkte wird in Abhängigkeit vom Querschnitt bzw. Grundriss des Senkkastens gewählt.
Nach besonders bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Absenkvorgang des Senkkastens messtechnisch kontrolliert und in Abhängigkeit von den dabei erhaltenen Messergebnissen wird erforderlichenfalls zumindest ein Steuerparameter für die Aufdüslanze verändert und zwar zweckmäßigerweise automatisch mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung. Das Absenken des Senkkastens erfolgt vorzugsweise ebenfalls automatisch mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung. Im Rahmen der messtechnischen Kontrolle des Absenkvorgangs wird die Stellung des Senkkastens überprüft. Der Senkkasten soll insbesondere nicht schief stehen. Der oder die Steuerparameter für die Aufdüslanze werden also zweckmäßigerweise so eingestellt, dass ein möglichst vertikaler Absenkvorgang des Senkkastens gewährleistet ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass zumindest ein Messsensor vorgesehen ist, mit dem der Absenkvorgang bzw. die Stellung des Senkkastens überprüft wird. Der Messsensor ist zweckmäßigerweise an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung angeschlossen und sendet Signale, die über die Stellung des Senkkastens Auskunft geben. Diese Signale werden in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung ausgewertet und erforderlichenfalls wird in Abhängigkeit von dieser Auswertung zumindest ein Steuerparameter für die Aufdüslanze verändert.
Vorzugsweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine schichtweise Abtragung von Bodenschichten verwirklicht. Zweckmäßigerweise werden dazu Bohransatzpunkte zunächst in einer ersten Bodentiefe gewählt und der über diesen Bohransatzpunkten vorhandene Boden wird mit Hilfe der Aufdüslanze durch aufeinanderfolgendes Anfahren der Bohransatzpunkte abgebaut. Danach werden Bohransatzpunkte in einer zweiten Bodentiefe festgelegt und es wird auch bezüglich dieser zweiten Bodentiefe entsprechend verfahren, so dass die zweite Bodenschicht abgetragen wird. Auf diese Weise können mehrere Bodenschichten nacheinander abgetragen werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein sehr effektiver und zügiger Bodenabbau, insbesondere auch von standfesten bindigen Böden im Spülverfahren automatisch durchgeführt werden kann und zwar entweder halbautomatisch oder aber nach bevorzugter Ausführungsform vollautomatisch. Der Erfindung liegt im diesem Zusammenhang die Erkenntnis zugrunde, dass Ausgangspunkt für die Verfahrensführung ein vorher festgelegtes Raster von Bohransatzpunkten bzw. von entsprechenden Lanzenpositionen ist. Die Lanzenführung und Lanzenbewegung wird dann in Abhängigkeit von verschiedenen Messgrößen im Hinblick auf einen effektiven Bodenabtrag automatisch gesteuert. Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen wird eine beachtliche Erhöhung der Effizienz erreicht. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich im Vergleich zu diesen aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen durch eine relativ vorteilhafte Energiebilanz aus und zeichnet sich weiterhin durch geringen Aufwand im Hinblick auf Personal und Material aus. Vor allem die Arbeiten von Personal unter Druckluft können auf ein Minimum reduziert werden und deshalb wird ein erheblicher Beitrag zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen an den entsprechenden Arbeitsplätzen geleistet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1
eine Seitenansicht eines schematischen Schnittes durch eine Vorrichtung mit Senkkasten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2
einen Querschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 in einer anderen Ausführungsform,
Fig. 3
einen Schnitt A-A durch den Gegenstand nach Fig. 2, und
Fig. 4
einen Schnitt B-B durch den Gegenstand gemäß Fig. 2 und
Fig. 5
den Gegenstand gemäß Fig. 1 in einer anderen Ausführungsform.
In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abbau von Böden dargestellt. Die Vorrichtung dient zur Herstellung eines Schachtes 16 für die allmähliche Absenkung eines Senkkastens 1. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist die Vorrichtung eine Kammer 2 auf, wobei die Kammer 2 in eine Druckkammer 3 und eine darunter angeordnete Arbeitskammer 4 aufgeteilt ist. In der Kammer 2 ist eine um ihre Längsachse rotierende Aufdüslanze 5 vorgesehen, die in den Boden 6 vorgetrieben wird. Jede Aufdüslanze 5 weist zumindest eine nicht dargestellte Öffnung auf, aus der ein fluides Medium unter hohem Druck zur Auflockerung des Erdreiches in den Boden ausgestoßen bzw. eingedüst wird. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel wird Wasser unter Hochdruck und unterstützend Druckluft eingedüst.
Eine Aufdüslanze 5 ist auf einer Kreisbahn um die Vertikalachse 7 bewegbar. Zur Verwirklichung dieser Kreisbahnbewegung ist die Aufdüslanze 5 am Rand einer drehbaren Scheibe 8 befestigt. Durch Drehung dieser Scheibe 8 wird die Kreisbahnbewegung der Aufdüslanze 5 realisiert. Die Aufdüslanze 5 ist auf einer neigbaren Lafette 9 geführt, die in der Druckkammer 3 vorgesehen ist und die Aufdüslanze 5 ist schwenkbeweglich an der drehbaren Scheibe 8 befestigt. Auf diese Weise können unterschiedliche Neigungswinkel α zwischen der Aufdüslanze 5 und der Vertikalachse 7 eingestellt werden. Durch die möglichen Variationen der Position der Aufdüslanze 5 kann eine sehr effektive und vollständige Abtragung des Bodens 6 erreicht werden. In der Fig. 1 wurde neben der Aufdüslanze 5 im Übrigen eine weitere mögliche Position der Aufdüslanze 5 angedeutet.
In der Druckkammer 3 ist die Aufdüslanze 5 mit einem Druckmedium beaufschlagbar, wobei es sich zweckmäßigerweise um mit einer Hochdruckpumpe eingeführtes Wasser und zusätzlich um Druckluft handelt. Durch die unter hohem Druck in den Boden eingedüste Flüssigkeit wird das Erdreich aufgelockert und somit zu einem förderfähigen Erdreich/Wasser-Gemisch, das mit einer Pumpe 11 über eine Förderleitung 12 abförderbar ist. Die drehbare Scheibe 8 weist im Übrigen ein verschließbares Mannloch 13 auf. Außerdem sind Materialschleusen 14 und eine Personenschleuse 15 dargestellt.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst im Boden befindliche Bohransatzpunkte 17 festgelegt. Die Aufdüslanze 5 wird um ihre Längsachse rotierend bis zu einem solchen Bohransatzpunkt 17 vorgeschoben. Wenn die Aufdüslanze 5 diesen Bohransatzpunkt 17 erreicht hat, wird sie langsam wieder aus dem Boden herausgezogen, wobei das fluide Medium unter hohem Druck in den Boden 6 eingedüst wird. Das hierdurch aufgelockerte Erdreich wird mit der zumindest einen Pumpe 11 abgefördert. Durch diese Abförderung des Erdreiches entsteht oberhalb des Bohransatzpunktes 17 ein Aufdüsraum in Form einer Aufdüssäule 18. Zweckmäßigerweise wird zunächst für vorgegebene Steuerparameter der Aufdüslanze 5 die Ausdehnung eines solchen Aufdüsraumes bzw. der Durchmesser einer Aufdüssäule 18 ermittelt. Das geschieht vorzugsweise durch eine Probebohrung in dem betreffenden Boden 6. Wenn der Durchmesser einer auf diese Weise erzeugten Aufdüssäule 18 bekannt ist, kann davon ausgegangen werden, dass bei entsprechenden Steuerparametern für die Aufdüslanze 5 bei weiteren Bohrungen Aufdüssäulen 18 mit gleichen oder zumindest ähnlichen Durchmessern erzeugt werden können. Wenn die Ausdehnung eines Aufdüsraumes bzw. der Durchmesser einer Aufdüssäule 18 feststeht, wird zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von dieser Ausdehnung ein Raster von Bohransatzpunkten 17 mit der Maßgabe festgelegt, dass mit dieser Ausdehnung hergestellte benachbarte Aufdüsräume bzw. Aufdüssäulen 18 aneinander angrenzen oder einander überlappen. Es versteht sich, dass dieses Raster von Bohransatzpunkten 17 so festgelegt wird, dass eine möglichst vollständige und effektive Entfernung des Erdreiches aus dem Schacht 16 möglich ist. Fernerhin wird die Reihenfolge der von der Aufdüslanze 5 anzufahrenden Bohransatzpunkte 17 festgelegt und zwar mit der Maßgabe, dass der Senkkasten 1 möglichst gleichmäßig und vertikal angesenkt werden kann.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen im Übrigen eine Ausführungsform gemäß Fig. 1, bei der eine Kammer 2 und eine Aufdüslanze 5 in dem Schacht 16 vorgesehen ist. In der Fig. 2 ist die Reihenfolge der anzufahrenden Bohransatzpunkte 17 mit kleinen Buchstaben a bis 1 gekennzeichnet. a entspricht dabei dem Bohransatzpunkt 17 der zuerst angefahren wird, d.h. in dessen Bereich die erste Aufdüssäule 18 erzeugt wird und 1 entspricht dem Bohransatzpunkt 17, der zuletzt angefahren wird. In der Fig. 2 ist im Übrigen gestrichelt die Ausdehnung bzw. der Durchmesser von Aufdüssäulen 18 angedeutet worden. An den Spitzen der strichpunktiert gezeichneten Pfeile befindet sich jeweils ein Bohransatzpunkt 17 (a bis 1). In den Fig. 3 und 4 sind die Aufdüssäulen 18 im Schnitt erkennbar.
Wenn die Bohransatzpunkte 17 bzw. das Raster von Bohransatzpunkten 17 für einen Schacht 16 feststehen, werden diese Bohransatzpunkte beispielsweise manuell in eine nicht dargestellte Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingegeben. Anschließend werden diese Bohransatzpunkte 17 des Rasters nacheinander automatisch mit Hilfe dieser Steuer- und/oder Regeleinrichtung von der Aufdüslanze 5 angefahren. Eine Aufdüslanze wird mit Hilfe der drehbaren Scheibe 8 zunächst über eine Kreisbahn in die Basisposition gefahren, die beispielsweise dem Bohransatzpunkt 17 gemäß a entspricht. Zweckmäßigerweise ist zumindest ein nicht dargestellter Sensor vorgesehen, mit dem die Position der Aufdüslanze 5 auf der Kreisbahn festgestellt werden kann und zur Steuer- und/oder Regeleinrichtung übermittelt werden kann. Vorzugsweise wird anschließend die Neigung der Aufdüslanze 5 zur Vertikalachse 7 und somit der Neigungswinkel α eingestellt. Auch hier ist vorzugsweise zumindest ein nicht dargestellter Sensor vorgesehen, der die Neigungsposition der Aufdüslanze 5 feststellt und an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung übermittelt. Im Anschluss daran wird die Aufdüslanze 5 bis zu dem zugeordneten Bohransatzpunkt 17 bzw. a vorgetrieben. Dabei rotiert die Aufdüslanze 5 um ihre Längsachse. Wenn der betreffende Bohransatzpunkt 17 erreicht wurde, wird die Aufdüslanze 5 wieder aus dem Boden 6 gezogen, wobei das fluide Medium unter hohem Druck in den Boden eingedüst wird. Das hierdurch aufgelockerte Erdreich wird mit zumindest einer Pumpe 11 abgefördert. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass diese Auflockerung bzw. Abförderung des Erdreiches mit Hilfe einer Videokamera visuell überwacht wird. Außerdem wird zweckmäßigerweise die Menge bzw. der Druck des eingedüsten fluiden Mediums gemessen und zusätzlich die Menge des abgeförderten Erdreiches bzw. des abgeführten Erdreich/Wasser-Gemisches gemessen. Auf diese Weise kann eine Massenbilanz ermittelt werden, die durch Einstellung des Steuerparameter für die Aufdüslanze 5 optimiert werden kann.
Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein weiterer, nicht dargestellter, Sensor vorgesehen, mit dem die Absenkung bzw. die Stellung des Senkkastens 1 kontrolliert wird. Dieser Sensor ist ebenfalls an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung angeschlossen. Wenn festgestellt wird, dass der Senkkasten 1 nicht optimal bzw. nicht vertikal abgesenkt wird, können mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung automatisch Steuerparameter für die Aufdüslanze 5 verändert werden, um die Absenkung des Senkkastens 1 zu optimieren. Im Ergebnis arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren zumindest weitgehend automatisch und damit kann eine zügige und effektive Absenkung eines Senkkastens 1 verwirklicht werden.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Kammern 2 auf, die jeweils in eine Druckkammer 3 und eine darunter angeordnete Arbeitskammer 4 aufgeteilt sind.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Abbau von Böden, insbesondere von standfesten bindigen Böden,
    wobei eine um ihre Längsachse rotierende Aufdüslanze (5) bis zu einem Bohransatzpunkt (17) in den Boden (6) vorgetrieben wird und mit der Aufdüslanze (5) ein fluides Medium unter hohem Druck zur Auflockerung des Erdreiches in den Boden (6) eingedüst wird, wobei das aufgelockerte Erdreich mit zumindest einer Pumpe (11) abgefördert wird und wobei die Aufdüslanze (5) unter Bildung eines vom Erdreich befreiten Aufdüsraumes aus dem Boden (6) gezogen wird,
    wobei die Ausdehnung eines Aufdüsraumes ermittelt wird und wobei in Abhängigkeit von der Ausdehnung eines Aufdüsraumes ein Raster von Bohransatzpunkten (17) mit der Maßgabe festgelegt wird, dass mit dieser Ausdehnung hergestellte benachbarte Aufdüsräume aneinander angrenzen oder einander überlappen und wobei die Bohransatzpunkte (17) des Rasters nacheinander automatisch von der Aufdüslanze (5) angefahren werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Anfahren eines Bohransatzpunktes (17) des Rasters die Aufdüslanze (5) automatisch auf einer Umlaufbahn in eine dem Bohransatzpunkt (17) zugeordnete Position bewegt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zum Anfahren eines Bohransatzpunktes (17) ein Neigungswinkel α der Aufdüslanze (5) bezüglich einer Vertikalachse (7) automatisch eingestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der um ihre Längsachse rotierenden Aufdüslanze (5) und/oder die Ziehgeschwindigkeit der aus dem Boden (6) zu ziehenden Aufdüslanze (5) und/oder die Förderleistung der das Erdreich abfördernden Pumpe (11) nach Maßgabe der herzustellenden Ausdehnung des Aufdüsraumes eingestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei im Bereich eines Bohransatzpunktes (17) bzw. im Bereich des entstehenden Aufdüsraumes eine visuelle Abbaukontrolle durchgeführt wird und wobei nach Maßgabe dieser Abbaukontrolle erforderlichenfalls zumindest ein Steuerparameter für die Aufdüslanze (5) verändert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Menge des abgeförderten Erdreiches gemessen wird und in Abhängigkeit von der gemessenen Menge erforderlichenfalls zumindest ein Steuerparameter für die Aufdüslanze (5) variiert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in dem durch Abförderung des Erdreiches entstehenden Schacht (16) ein Senkkasten (1) abgesenkt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Absenkvorgang des Senkkastens (1) messtechnisch kontrolliert wird und wobei in Abhängigkeit von den Messergebnissen erforderlichenfalls zumindest ein Steuerparameter für die Aufdüslanze (5) verändert wird.
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