EP1555388B1 - Verfahren zum Abbau von Böden - Google Patents

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EP1555388B1
EP1555388B1 EP04000964A EP04000964A EP1555388B1 EP 1555388 B1 EP1555388 B1 EP 1555388B1 EP 04000964 A EP04000964 A EP 04000964A EP 04000964 A EP04000964 A EP 04000964A EP 1555388 B1 EP1555388 B1 EP 1555388B1
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EP
European Patent Office
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atomised
soil
lance
application
atomizing lance
Prior art date
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EP04000964A
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EP1555388A1 (de
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Wolfgang Müller
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Hochtief AG
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Hochtief AG
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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
    • 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 method for the degradation of soils, in particular of stable cohesive soils.
  • Stable or cohesive soils means especially 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 method according to the invention is particularly suitable for lowering a caisson or Caissons in the pit generated by soil degradation.
  • the degradation of stable cohesive soils is done in practice in mechanical degradation.
  • electro-hydraulically operated mining equipment or agitators are used for the degradation of stable soil.
  • This method known for stable floors has the disadvantage that the degradation rate is only about 10% compared to the degradation rate in the case of the flush floor washing method.
  • 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 takes place, for health reasons limited to the compressed air regulation. Therefore, in the known method with high manual effort relatively much staff must be kept on the site.
  • the costs of lowering the caisson are mainly determined by the factors personnel, equipment provision and energy consumption. A low lowering speed of the caisson is therefore of equal importance with relatively high costs for the construction measures.
  • the invention is based on the technical problem of specifying a method for the degradation of soils, in particular of stable cohesive soils, with which a largely automatic and 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 Aufdüsraumes a grid of drill points is set with the proviso that adjacent Aufdüsschreib produced with this extension 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 first Bohransatza are set to which the Aufdüslanze is driven in each case. It is understood that the raster of the drill points is located in a certain limited space to be cleared of the soil. It is within the scope of the invention that the Bohransatza lie in a manhole to be lowered into a caisson (Caisson). After the drill points are set they are approached successively or in a specific sequence by the injection lance. It is expediently adjusted automatically with the help of the control and / or regulating device, the position, the inclination and the Bohrvorschub the atomizing lance.
  • the rotational speed of the rotating about its longitudinal axis lance and / or the pressure or the amount of injected fluid medium and / or the pump power or the amount of Tarzu affiliatednden in the unit time soil and / or the drawing speed of the pouring lance is set.
  • This adjustment is expediently made with regard to the desired extent or with regard to the desired diameter of the Aufdüsraumes.
  • sensors are provided for the position detection of Aufdüslanze, which sensors are suitably connected to the control and / or regulating device.
  • the position and / or the inclination and / or the drilling feed of the atomizing lance and / or the drawing speed of the atomizing lance are preferably set.
  • the drill points for the area in which the soil is to be removed are manually entered into the control and / or regulating device. It is within the scope of the invention that the order of the drilling starting points to be approached successively by the atomizing lance is also entered into the control and / or regulating device.
  • the drill points for the area where the soil is to be mined are automatically calculated by the control and / or regulating device. For this calculation, parameters are preferably entered into the control and / or regulating device, which relate in particular to the size and extent of the region in which the soil is to be mined. Depending on the calculated Bohransatzddlingen is then automatically set the position and the inclination of Aufdüslanze for each to be approached Bohransatzddling using the control and / or regulating device.
  • the injected fluid medium consists of at least one liquid which is injected under high pressure.
  • This liquid is expediently water.
  • at least one gas is injected under pressure, preferably compressed air.
  • the combination of liquid and compressed air effectively cuts the soil and effectively loosens the soil.
  • water is injected under high pressure up to 450 bar in the soil and supportive compressed air at a pressure of 6 to 12 bar, preferably 8 to 10 bar injected into the soil.
  • This injection of the fluid medium under high pressure produces a soil / fluid mixture which can be conveyed away with the aid of at least one pump.
  • Soil here means above all a mixture consisting mainly of sand and marl.
  • the least an opening of the atomizing lance for injecting liquid or for injecting compressed air is expediently in the region of the lance end which is advanced into the ground.
  • the atomizing lance for starting a certain Bohransatziss of the grid is automatically moved in an orbit in the Bohransatzddling associated position on the orbit.
  • the Aufdüslanze is initially positioned in a base position.
  • This automatic positioning of the pouring lance takes place with the aid of the control and / or regulating device.
  • at least one sensor is provided which serves to detect the position of the Aufdüslanze on the orbit and which is connected to the control and / or regulating device. With the sensor signals are transmitted to the control and / or regulating device, which provide information about the current position of the Aufdüslanze on the orbit.
  • the Aufdüslanze is automatically moved by means of the control and / or regulating device by a corresponding angle on the orbit, preferably on a circular path.
  • the atomizing lance is moved in this circular path in the Bohransatzddling associated position.
  • the fact that the atomizing lance is moved on a circular path does not mean that the atomizing lance is only moved continuously along the circular path and only in one direction along the circular path.
  • the atomizing lance can namely be moved on circular path sections and can be moved back and forth on the circular path become.
  • the atomizing lance is attached to the realization of a circular path movement on the edge of a rotatable disc.
  • the rotatable disc is expediently a steel disc.
  • the diameter or the radius of the disc determines and defines the circular path movement of the atomizing lance.
  • the rotary drive of the rotatable disc is preferably carried out hydraulically.
  • an inclination angle of the Aufdüslanze with respect to a vertical axis is set automatically. If, according to a very preferred embodiment of the invention, the atomizing lance is moved on a circular path, then the vertical axis extends through the circle center of this circular path. Preferably, after the base positioning of the atomizing lance on the orbit or circular path, the atomizing lance is positioned with respect to its inclination. In principle, however, it is also within the scope of the invention to first adjust the inclination or inclination angle of the atomizing lance and then to move the atomizing lance into its base position on its orbit or circular path.
  • the adjustment or activation of the lance inclination preferably takes place hydraulically, preferably via a hydraulic cylinder.
  • an inclination angle between 0 ° and 45 ° with respect to the vertical axis can be set for the atomizing lance.
  • the atomizing lance is arranged parallel to the vertical axis or arranged vertically.
  • the automatic adjustment of the angle of inclination with the help the control and / or regulating device takes place.
  • at least one sensor for detecting the inclination position of the atomizing lance is provided, which sensor is expediently connected to the control and / or regulating device.
  • the sensor provides signals to the control and / or regulating device which indicate the current inclination position of the atomizing lance.
  • the atomizing lance is automatically moved by means of the control and / or regulating device by a corresponding angle over the orbit and circular path and it is automatically set a corresponding, the Bohransatz Vietnamese associated inclination angle.
  • the method initially takes place via the orbit or circular path and then the adjustment of the angle of inclination.
  • the inclination angle can also be set first, or else the angle of inclination can be set during the movement of the atomizing lance on the orbit.
  • an advancement of the atomizing lance to the targeted drilling starting point takes place.
  • This feed of Aufdüslanze along its longitudinal axis is preferably carried out hydraulically. It is within the scope of the invention that the atomizing lance rotates about its longitudinal axis during its feed to the Bohransatzddling.
  • at least one sensor is provided which detects the feed position or the depth position of the atomizing lance or Aufdüslanzenendes. Conveniently, this sensor is connected to the control and / or regulating device and transmits signals to the control and / or regulating device, which indicate the current feed position of the pouring lance.
  • the expansion of an opening space reached at certain control parameters set for the atomizing lance, which remains from the floor when the atomizing lance is withdrawn, is determined.
  • control parameter for the discharge lance is defined more concretely below.
  • the expansion of the Aufdüsraumes means in particular the diameter or the average diameter of a resulting when pulling the atomizing lance Aufdüsklale.
  • the Aufdüsklale is usually formed like a cylinder.
  • first of all a test borehole is carried out in order to determine the expansion or the diameter of a topping-up area or a down-flow column, which is achieved under certain predetermined control parameters for the atomizing lance.
  • the area of impact of the atomizing lance is first determined in a first sampling column when certain control parameters are realized.
  • the expansion of a resulting Aufdüsraumes but also under specification of the soil properties and under specification of the control parameters can be calculated. Such a calculation is expediently carried out with the aid of a microcomputer, which is part of the control and / or regulating device.
  • the rotational speed of the atomizing lance rotating about its longitudinal axis and / or the pulling speed of the atomizing lance to be pulled out of the ground and / or the delivery rate the soil removing pump is adjusted in accordance with the extent of the Frieddüsraumes to be produced.
  • the adjustment of the aforementioned control parameters takes place automatically according to a preferred embodiment of the invention.
  • the Tardüsraumes or a Aufdüsklas the Aufdüslanze is pulled away from the Bohransatzddling up and while the Aufdüslanze expediently rotates about its longitudinal axis.
  • the pumping of the resulting soil / liquid mixture or soil / water mixture is carried out by at least one pump, which is positioned accordingly.
  • the positioning of the pump takes place automatically and with the help of the control and / or regulating device.
  • a very preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that in the region of a Bohransatz developmentals or in the region of the resulting Aufdüsraumes a visual degradation control of the soil is performed and that, depending on this degradation control, if necessary, at least one control parameter for the atomizing lance is changed.
  • the visual degradation control is expediently carried out with the aid of a video camera.
  • control parameter for the atomizing lance is the rotational speed of the atomizing lance rotating about its longitudinal axis and / or the pressure or the quantity of the injected fluid medium, in particular the pressure or the amount of injected water and / or the pressure or the quantity the injected compressed air and / or the pulling speed of the atomizing lance and / or the pump power, ie in particular the amount of the conveyed soil / water mixture in the unit time.
  • Control parameter for the atomizing lance also means the angle of inclination of the atomizing lance to be set and / or the base position of the atomizing lance to be set on the orbit or circular path.
  • the feed rate of the atomizing lance to Bohransatz Vietnamese is a control parameter for the Aufdüslanze. As far as above and below of control parameters is mentioned, the above-mentioned parameters are meant.
  • the amount of soil conveyed away is measured and, depending on this measured amount, if necessary, at least one control parameter for the atomizing lance is varied.
  • the volume flow of the discharged soil / liquid mixture or soil / water mixture is measured. It is also preferable to measure the amount of the pressurized fluid.
  • a mass balance can be obtained, in which the amount of the supplied fluid medium or the amount of injected water can be set in relation to the amount of the discharged earth or to the amount of the conveyed soil / liquid mixture.
  • at least one control parameter for the atomizing lance is varied, and preferably varies automatically with the aid of the control and / or regulating device.
  • a caisson (caisson) is gradually lowered in the resulting by promoting the soil shaft.
  • the side walls this caisson advantageously have on the bottom side cutting, which facilitate penetration into the ground.
  • Bohranthesis be provided in the region of the cutting of the side walls of the caisson. In this way, a very reliable and effective lowering of the caisson can be realized.
  • the number and arrangement of the drill points is selected depending on the cross section or floor plan of the caisson.
  • the lowering of the caisson is metrologically controlled and, depending on the measurement results obtained, at least one control parameter for the atomizing lance is changed if necessary, and advantageously automatically with the help of the control and / or regulating device.
  • the lowering of the caisson preferably also takes place automatically with the help of the control and / or regulating device.
  • the position of the caisson is checked.
  • the caisson should not stand in particular wrong.
  • the one or more control parameters for the Aufdüslanze are thus suitably adjusted so that a possible vertical lowering of the caisson is guaranteed.
  • At least one measuring sensor is provided with which the lowering operation or the position of the caisson is checked.
  • the measuring sensor is expediently connected to the control and / or regulating device and transmits signals which provide information about the position of the caisson. These signals are evaluated in the control and / or regulating device and, if necessary, becomes depending on this evaluation, at least one control parameter for the atomizing lance changed.
  • a layered removal of soil layers is realized with the method according to the invention.
  • drill points are initially selected at a first depth of soil and the soil existing above these drill points is reduced by successive start-up of the drill points with the aid of the injection nozzle.
  • Bohransatz be set in a second floor depth and it will proceed accordingly also with respect to this second floor depth, so that the second soil layer is removed. In this way, several layers of soil can be removed one after the other.
  • the invention is based on the finding that with the method according to the invention a very effective and rapid soil degradation, in particular of stable cohesive soils in the rinsing process can be carried out automatically and that either semi-automatically or according to a preferred embodiment fully automatic.
  • the invention is based in this connection on the knowledge that the starting point for the process control is a previously defined grid of drill points or of corresponding lance positions. The lance guidance and lance movement is then automatically controlled as a function of various parameters with regard to effective soil removal. Compared with the measures known from the prior art, a considerable increase in efficiency is achieved.
  • the inventive method is characterized Compared to these measures known from the prior art by a relatively advantageous energy balance and is characterized by low effort in terms of personnel and material. In particular, the work of compressed air personnel can be kept to a minimum and therefore a significant contribution to the improvement of working conditions at the relevant workplaces is made.
  • the apparatus for carrying out the method according to the invention for the degradation of soils is shown.
  • the device is used to produce a shaft 16 for the gradual lowering of a caisson 1.
  • the apparatus comprises a chamber 2, wherein the chamber 2 is divided into a pressure chamber 3 and a working chamber 4 arranged thereunder.
  • a rotating about its longitudinal axis Aufdüslanze 5 is provided, which is driven in the bottom 6.
  • Each Aufdüslanze 5 has at least one opening, not shown, from which a fluid medium is ejected or injected under high pressure to loosen the soil in the ground.
  • water is injected under high pressure and supportive compressed air.
  • An atomizing lance 5 is movable on a circular path about the vertical axis 7. To realize this orbit movement, the atomizing lance 5 is attached to the edge of a rotatable disc 8. By rotation of this disc 8, the orbit movement of the atomizing lance 5 is realized.
  • the atomizing 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 8. In this way, different inclination angle ⁇ between the atomizing lance 5 and the vertical axis 7 can be adjusted. Due to the possible variations in the position of the atomizing lance 5, a very effective and complete removal of the bottom 6 can be achieved.
  • another possible position of the atomizing lance 5 was indicated in FIG.
  • the Aufdüslanze 5 can be acted upon by a pressure medium, which is expediently introduced with a high pressure pump water and in addition to compressed air. Due to the injected under high pressure into the soil liquid soil is loosened and thus to an eligible soil / water mixture, which can be removed by a pump 11 via a feed line 12.
  • the rotatable disk 8 has a closable manhole 13.
  • material locks 14 and a personal lock 15 are shown.
  • FIGS. 2 to 4 show an embodiment according to FIG. 1, in which a chamber 2 and an atomizing lance 5 are provided in the shaft 16.
  • the order of approaching Bohransatza 17 is marked with small letters a to 1.
  • a corresponds to the drill start point 17 which is approached first, ie in the area of which the first upflow column 18 is generated and 1 corresponds to the drill start point 17 which is approached last.
  • the extent or the diameter of Aufdüsklalen 18 has been indicated by dashed lines. At each of the tips of the dash-dotted arrows there is a drill point 17 (a to 1).
  • the Aufdüsklasklalen 18 can be seen in section.
  • At least one sensor is provided, with which the position of Aufdüslanze 5 can be determined on the circular path and transmitted to the control and / or regulating device.
  • the inclination of the atomizing lance 5 to the vertical axis 7 and thus the inclination angle ⁇ is set.
  • at least one sensor is provided which detects the inclination position of the atomizing lance 5 and transmits it to the control and / or regulating device.
  • the Aufdüslanze 5 is advanced to the associated Bohransatzddling 17 or a.
  • the atomizing lance 5 rotates about its longitudinal axis.
  • the atomizing lance 5 is pulled out of the bottom 6 again, wherein the fluid medium is injected under high pressure into the soil.
  • the thus loosened soil is discharged with at least one pump 11. It is within the scope of the invention that this loosening or discharge of the soil is monitored visually using a video camera.
  • the amount or pressure of the injected fluid medium measured and measured in addition the amount of the discharged earth or the discharged soil / water mixture. In this way, a mass balance can be determined, which can be optimized by adjusting the control parameter for the atomizing lance 5.
  • At least one further, not shown, sensor is provided, with which the lowering or the position of the caisson 1 is controlled.
  • This sensor is also connected to the control and / or regulating device. If it is determined that the caisson 1 is not optimally lowered or not vertically, control parameters for the Aufdüslanze 5 can be changed automatically with the help of the control and / or regulating device in order to optimize the lowering of the caisson 1. As a result, the method according to the invention works at least largely automatically and thus a rapid and effective lowering of a caisson 1 can be realized.
  • the device according to the invention has two chambers 2 which are each divided into a pressure chamber 3 and a working chamber 4 arranged below it.

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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 (siehe beispielsweise das Dokument JP 04-089 925). 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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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US538073A (en) * 1895-04-23 Robert l
JPS5079927A (de) * 1973-11-09 1975-06-28
JPH0489925A (ja) * 1990-07-31 1992-03-24 Maeda Corp 地下構造物の沈設工法
JP3217038B2 (ja) * 1998-12-28 2001-10-09 日工建設株式会社 地盤掘下げ装置および筒状地下構造体の形成法
DE10233019B4 (de) * 2002-07-20 2004-09-16 Hochtief Ag Verfahren zum Abbau von Böden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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