NL1016952C2 - Jetgraafinrichting. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Jetgraafinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een graafinrichting voor het in een ontgravingsrichting vormen van een kanaal met een vooraf bepaalde dwarsdoorsnede in de bodem, omvattende een jetgraafeenheid die de dwarsdoorsnede van het kanaal bepaalt, en is voorzien van ten minste 5 een met jetvloeistof te bedrijven jetinrichting. De uit de jetinrichtingen stromende jetvloeistof, zoals water, is gericht op de te ontgraven, relatief zachte grond, die bijvoorbeeld bestaat uit klei, zand of veen of een combinatie daarvan. Hierdoor wordt de grond versneden en met de jetvloeistof gemengd, waarna het verkregen mengsel 10 kan worden afgevoerd.

Uit EP-A-0 890 708 is een graafinrichting bekend die meerdere aan elkaar grenzende jetgraafeenheden heeft. In de jetgraafeenheid is een roterende jetinrichting aangebracht die onder hoge druk jetvloeistof op de te ontgraven grond spuit, die hierdoor bezwijkt. Terwijl de 15 jetgraafeenheid in ontgravingsrichting door de bodem wordt getrokken, wordt het door de jetinrichting gevormde kanaal achter de jetgraafeenheid opgevuld met een verhardbaar materiaal. Op deze manier wordt een wand in de grond gevormd. De vorm van het in de bodem te vormen kanaal kan willekeurig gekozen worden door een aantal jetgraafeenheden op een 20 gewenste manier ten opzichte van elkaar op te stellen.

De bekende graafinrichting levert aanzienlijke moeilijkheden op met betrekking tot de beheersing van de ontgraving. Ten gevolge van de toename van de gronddruk met de diepte in de bodem heeft de bekende graafinrichting bij een relatief homogene grondsamenstelling de 25 neiging naar voren te kantelen aangezien bij een dergelijke graafinrichting die zich in de diepte uitstrekt het laaggelegen gedeelte een grotere weerstand van de te ontgraven grond ondervindt dan het daarboven gelegen gedeelte. De verplaatsing van het laaggelegen gedeelte heeft daardoor de neiging achter te blijven bij de 30 verplaatsing van het daarboven gelegen gedeelte.

Een andere complicatie is dat onder natuurlijke omstandigheden vrijwel altijd de grondsamenstelling in de ontgravingsrichting en/of over de doorsnede van het te ontgraven kanaal varieert, in het bijzonder tijdens het ontgraven onder een helling, waarbij het zeer 10169523! -2- waarschijnlijk is dat diverse grondlagen worden doorsneden. De jetin-richtingen van één of verschillende jetgraafeenheden versnijden in dat geval tegelijkertijd verschillende grondsoorten, bijvoorbeeld klei en zand, die verschillende cohesie-eigenschappen hebben en daardoor onder 5 verschillende jetomstandigheden bezwijken. De variaties in de grondgesteldheid zijn niet nauwkeurig voorspelbaar, zelfs niet als uitvoerig en gedetailleerd bodemonderzoek is uitgevoerd. De weerstand die meerdere aan elkaar grenzende jetgraafeenheden van verschillende grondsoorten tijdens het ontgraven ondervinden varieert, doordat 10 bijvoorbeeld een eerste jetgraafeenheid de ervoor gelegen te ontgraven grond sneller en gemakkelijker ontgraaft dan een tweede jetgraafeenheid van dezelfde graafinrichting. Hierdoor kan de eerste jetgraafeen-heid teveel grond ontgraven, waardoor de stabiliteit van het graaf-front in gevaar wordt gebracht. Bovendien treden zettingen op die 15 zakkingen ter plaatse van het grondoppervlak tot gevolg hebben.

Het doel van de onderhavige uitvinding is een graafinrichting te verschaffen die de hiervoor genoemde bezwaren in hoge mate ondervangt.

In de graafinrichting volgens de uitvinding is in de jetgraafeenheid een ontgraafkamer gevormd door een ruimte waarin de 20 ten minste ene jetinrichting is aangebracht en is een mengkamer gevormd door een ruimte met een uitstroomopening voor de afvoer van een grond-jetvloeistofmengsel, waarbij op de ontgraafkamer aan de tegen de ontgravingsrichting in gezien achterliggende zijde achtereenvolgens een zich vanaf de bovenzijde van de ontgraafkamer tot 25 op een afstand van de onderzijde van de ontgraafkamer uitstrekkend voorschot, en een zich op afstand van het voorschot vanaf de onderzijde van de ontgraafkamer tot op een afstand van de bovenzijde van de ontgraafkamer uitstrekkend achterschot aansluiten, welk achterschot in de ontgravingsrichting gezien aan de voorzijde ligt van 30 de mengkamer.

Het voorschot en het achterschot ondersteunen de te verwijderen grond, en maken een gecontroleerde afvoer van het in de jetgraafeenheid gevormde jetvloeistof-grondmengsel mogelijk. Voorts is daartoe achter het achterschot een mengkamer gevormd door een 35 ruimte met een uitstroomopening voor de afvoer van een grond-j etvloeistofmengsel.

Bij voorkeur wordt aan de mengkamer via een toevoer een mengvloeistof toegevoerd, die gelijk kan zijn aan de jetvloeistof, en 1016952b - 3 - bevindt de uitstroomopening zich nabij een onderzijde van de mengkamer. De scheiding van de jetgraafeenheid in een ontgraafkamer en een mengkamer maakt het mogelijk, het debiet van de jetvloeistof en het debiet van de mengvloeistof onafhankelijk van elkaar in te 5 stellen. Het debiet van de jetvloeistof wordt bepaald door de ontmoete grondweerstand, en kan sterk variëren met de optredende grondcondities. Het debiet van de mengvloeistof voor het afvoeren van het grond-jetvloeistofmengsel uit de mengkamer wordt bepaald door de minimale stromingssnelheid die vereist is om de gronddeeltjes mee te 10 voeren maal de doorsnede van de afvoerleiding.

Het voorschot en het achterschot scheiden de ontgraafkamer en de mengkamer van elkaar. Het voorschot en het achterschot lopen bij voorkeur in hoofdzaak verticaal (in de richting van de zwaartekracht). De (verhouding van de) afmetingen van de 15 jetgraafeenheid zijn zodanig gekozen, dat de inkomende grond eerst wordt gedwongen om horizontaal te stromen. Vervolgens wordt de grond gedwongen om tegen de zwaartekracht in tussen het voorschot en het achterschot door omhoog te stromen. Het gewicht van de kolom grond tussen het voorschot en het achterschot is voldoende om het 20 graaffront te stabiliseren door spontaan binnenstromen van grond in de ontgraafkamer te verhinderen. De gronddeeltjes moeten actief gestimuleerd worden om over de bovenrand van het achterschot te stromen. De jet(s) in de ontgraafkamer veroorzaken een waterstroom door de poriën van de grond in de richting van de opening tussen het 25 voorschot en het achterschot. Deze waterstroom zorgt voor stromingsdruk op de gronddeeltjes, zodat zij gaan zweven en onderlinge wrijving wordt opgeheven (fluïdisatie), waardoor het losgejette grond-watermengsel over het achterschot stroomt. Wanneer de jets in de ontgraafkamer worden uitgezet, stopt de stroming van de 30 grond van de ontgraafkamer naar de mengkamer onmiddellijk, waardoor de mengkamer altijd open blijft.

In een voorkeursuitvoeringsvorm bestaat de mengkamer uit een voor een aantal jetgraafeenheden gemeenschappelijke ruimte, waardoor een eenvoudige en goedkope constructie wordt verkregen.

35 Teneinde hinder van via de ontgraaf kamer in de mengkamer terechtkomende obstakels zoveel mogelijk te beperken, is in de mengkamer stroomopwaarts ten opzichte van de uitstroomopening een vergruisinrichting aangebracht, die de obstakels kan vergruizen.

1016952« - 4 -

In een voorkeursuitvoeringsvorm is tussen de ontgraaf kamer en de mengkamer een terugslagklep aangebracht voor het doorlaten van het grond-jetvloeistofmengsel van de ontgraaf kamer naar de mengkamer, en het blokkeren daarvan in de omgekeerde richting. Hiermee wordt 5 voorkomen dat bij een te lage druk in de ontgraaf kamer grond- jetvloeistofmengsel vanuit de mengkamer terugstroomt in de ontgraafkamer.

Bij voorkeur is het voorschot of het achterschot zodanig verbonden met een rooster dat zich vanaf de onderzijde resp. de 10 bovenzijde van de ontgraafkamer tot het voorschot resp. het achterschot uitstrekt, dat door het rooster tegengehouden materiaal ten gevolge van de zwaartekracht terugkeert in een gebied van de jetgraafeenheid dat direct wordt bereikt door de vloeistofstraal van de ten minste ene jetinrichting. Het voorschot en het achterschot 15 zorgen voor een gewenste stroming van een zich in de jetgraaf eenheid bevindend grond-jetvloeistofmengsel, terwijl het rooster voorkomt dat de afvoer van het mengsel stagneert door het tegenhouden van grof materiaal.

Bij voorkeur is de graafinrichting voorzien van ten minste een 20 opnemer die is verbonden met ten minste een van de jetgraaf eenheden voor het meten van een door de bodem op de ten minste ene jetgraafeenheid uitgeoefende kracht in hoofdzaak evenwijdig aan de ontgravingsrichting; en besturingsmiddelen voor het besturen van de ontgraving door de graafinrichting op basis van de door de ten minste 25 ene opnemer gemeten kracht. De ten minste ene jetgraafeenheid omvat volgens de uitvinding in hoofdzaak dwars op de ontgravingsrichting aangebracht voorschot en achterschot. De met de ten minste ene jetgraafeenheid verbonden ten minste ene opnemer is ingericht voor het meten van in hoofdzaak de kracht in de ontgravingsrichting op het 30 voorschot en/of achterschot. Dit heeft als voordeel dat zeer direct wordt gemeten welke druk door de grond wordt uitgeoefend.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de ten minste ene opnemer via de jetinrichting verbonden met het voorschot en/of achterschot, waardoor een functionele eenheid is verkregen, welke in een 35 jetgraafeenheid kan worden toegepast voor het jetten van de grond en het meten van de kracht in de ontgravingsrichting ter plaatse van de jetgraafeenheid.

1016952¾ - 5 -

Een voordeel van het meten van door de bodem op de jetgraafeenheden uitgeoefende kracht, het graafproces van een stelsel van jetgraafeenheden goed beheersbaar is en een beter gecontroleerde besturing van de graafinrichting kan worden verkregen. Op basis van 5 lokaal in de dwarsdoorsnede van het kanaal gemeten krachten kan de ontgraving van de individuele jetgraafeenheden afzonderlijk aangestuurd worden, waardoor de graafinrichting een gewenst traject nauwkeurig en gecontroleerd kan doorlopen, bijvoorbeeld ten behoeve van een gelijkloop van het samenstel van jetgraafeenheden.

10 Tevens is het mogelijk bij, bijvoorbeeld uit bodemonderzoek, vooraf bekende variaties in grondgesteldheid het krachtniveau overeenkomstig een bepaalde grondgesteldheid lokaal in te stellen.

Bovendien is het verrichten van de metingen van het debiet en de concentratie van het af te voeren grondmengsel per graafeenheid 15 overbodig bij de graafinrichting volgens de uitvinding omdat een krachtmeting wordt uitgevoerd in plaats van het bijhouden van de grondbalans. Vooral het overbodig worden van het meten van de concentratie van het grondmengsel levert aanzienlijke economische voordelen en veiligheidsvoordelen op.

20 De uitvinding wordt meer in detail beschreven aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: fig. la schematisch een vooraanzicht van een samenstel van aangrenzende jetgraafeenheden toont voor het vormen van een kanaal met een in hoofdzaak cirkelvormige doorsnede; 25 fig. lb schematisch een vooraanzicht van een samenstel van aangrenzende jetgraafeenheden toont voor het vormen van een kanaal met een in hoofdzaak rechthoekige doorsnede; fig. lc schematisch een vooraanzicht van een samenstel van aangrenzende jetgraafeenheden toont voor het vormen van een ander 30 kanaal met een rechthoekige doorsnede; fig. 2a een schematisch aanzicht in perspectief toont van een eerste uitvoeringsvorm van een graafinrichting volgens de uitvinding; fig. 2b een schematisch aanzicht in perspectief toont van een tweede uitvoeringsvorm van een graafinrichting volgens de uitvinding; 35 fig. 3 een schematisch achteraanzicht toont van een derde uitvoeringsvorm van een graafinrichting volgens de uitvinding; 1016952k - 6 - fig. 4a en 4b een zijaanzicht, gedeeltelijk in langsdoorsnede, resp. een vooraanzicht tonen van een eerste opstelling van jetinrichtingen in een jetgraafeenheid; fig. 5a en 5b een zijaanzicht, gedeeltelijk in langsdoorsnede, 5 resp. een vooraanzicht tonen van een tweede opstelling van jetinrichtingen in een jetgraafeenheid; fig. 6a en 6b een zijaanzicht, gedeeltelijk in langsdoorsnede, resp. een vooraanzicht tonen van een derde opstelling van jetinrichtingen in een jetgraafeenheid; 10 fig. 7a en 7b een zijaanzicht, gedeeltelijk in langsdoorsnede, resp. een vooraanzicht tonen van een vierde opstelling van jetinrichtingen in een jetgraafeenheid; fig. 8 schematisch een gedeeltelijk opengewerkt bovenaanzicht toont van een graafinrichting volgens de uitvinding, aangevuld met in 15 de vorm van een blokschema weergegeven elementen; fig. 9a en 9b een zijaanzicht, gedeeltelijk in langsdoorsnede, resp. een bovenaanzicht tonen van een jetinrichting in een jetgraafeenheid; fig. 10 een zijaanzicht, gedeeltelijk in langsdoorsnede, toont 20 van een andere jetgraafeenheid volgens de uitvinding; fig. 10a een gedeeltelijk opengewerkt zijaanzicht van een jetvloeistofbuis tonen; fig. 10b een schematische dwarsdoorsnede van de jetvloeistofbuis volgens fig. 10a toont; 25 fig. 10c in een vooraanzicht de werking van de jetvloeistofbuis volgens fig. 10a in een jetgraafeenheid illustreert; fig. lOd in een zijaanzicht de werking van de jetvloeistofbuis volgens fig. 10a in een jetgraafeenheid illustreert; fig. 11a en 11b een zijaanzicht, gedeeltelijk in langsdoorsnede, 30 resp. een vooraanzicht tonen van een jetgraafeenheid waarin een tastinrichting is aangebracht; fig. 12 een vooraanzicht toont van een samenstel van meerdere jetgraafeenheden waartussen meerdere tastinrichtingen zijn aangebracht; 35 fig. 13 in een gedeeltelijke langsdoorsnede van een deel van een graafinrichting volgens de uitvinding een jetinrichting toont die is gecombineerd met een krachtopneeminrichting; 1016952· - 7 - fig. 14 in een soortgelijke langsdoorsnede als fig. 13 een nader aspect van een mengkamer illustreert; fig. 15 het gebruik van de jet inrichting volgens fig. 13 en 17 bij het verwijderen van een obstakel illustreert; 5 fig. 16 in een gedeeltelijke langsdoorsnede een bepaalde opstelling van een samenstel van jetgraafeenheden volgens de uitvinding weergeeft; fig. 16a een met een onderbroken lijn aangeduid detail van fig. 16 weergeeft; en 10 fig. 17 schematisch de toevoer van jetvloeistof aan de graafinrichting volgens fig. 13-15 illustreert.

In de verschillende figuren hebben gelijke verwijzingscijfers betrekking op gelijke onderdelen of onderdelen met een gelijke functie.

15 In fig. la, lb en lc zijn verschillende graaf inrichtingen 1 weergegeven die meerdere jetgraafeenheden 2 omvatten, die aan elkaar grenzend zijn opgesteld zodat een gewenste dwarsdoorsnede van een te ontgraven kanaal in de bodem wordt gedefinieerd. Met de graafinrichting 1 volgens fig. la wordt een in hoofdzaak cirkelvormige 20 doorsnede van het kanaal in de bodem gevormd, en met de graafinrichting 1 volgens fig. lb wordt een in hoofdzaak rechthoekige dwarsdoorsnede van het kanaal gevormd. In de graafinrichting 1 volgens fig. lc zijn de jetgraaf eenheden 2 steeds met twee andere jetgraafeenheden 2 verbonden zodat een rechthoekige · dwarsdoorsnede 25 wordt omsloten. Vanzelfsprekend zijn ook willekeurige andere opstellingen van jetgraafeenheden mogelijk, met corresponderende dwarsdoorsneden van het te ontgraven kanaal in de bodem.

In fig. 2a omvatten de jetgraaf eenheden 2 wanden 20 en worden de jetgraafeenheden 2 in compartimenten 8 van een steunconstructie 7 30 geschoven. In fig. 2b zijn de jetgraafeenheden 2 zonder wanden uitgevoerd.

In fig. 3 is een achteraanzicht van een graafinrichting 1 volgens de uitvinding getoond, waarbij een steunconstructie 7 drie vaste hoofdbalken 71, wegneembare, dwars op de hoofdbalken 71 gerichte 35 hulpbalken 72, en een steunring 73 omvat. De in fig. 5 weergegeven graafinrichting is op een obstakel 9, bijvoorbeeld een rotsachtig materiaal, gestuit waardoor de voortgang van de graafinrichting 1 in de bodem is geblokkeerd. Om het obstakel 9 te verwijderen is een 1016952* - 8 - hulpbalk 72a verwijderd, waarna twee jetgraafeenheden 2a uit het samenstel van jetgraafeenheden 2 zijn verwijderd zodat het obstakel toegankelijk is en gemakkelijk kan worden weggenomen.

Fig. 4a en 4b tonen een eerste opstelling van jetinrichtingen 3 5 in een jetgraafeenheid 2. Zoals hiervoor aan de hand van fig. 2a en 2b is toegelicht, kan de jetgraaf eenheid 2 zowel met als zonder wanden zijn uitgevoerd; de begrenzing van de jetgraafeenheid 2 is derhalve, evenals in volgende figuren, met onderbroken lijnen weergegeven. De jetinrichtingen 3 worden op niet nader getoonde wijze, bijvoorbeeld 10 via een met een streep-puntlijn aangeduide slang of pijp, gevoed met een · jetvloeistof, zoals water, vanuit een instroomopening 12 van de jetgraafeenheid 2, waarbij jets 24 ontstaan. De jetinrichtingen 3 versnijden de te ontgraven grond door de jetvloeistof onder hoge druk op de grond te spuiten. De grote turbulentie die bij het versnijden 15 ontstaat dient de grond goed met de jetvloeistof te mengen, zodat een grond-jetvloeistofmengsel ontstaat dat goed afvoerbaar is. Daarnaast is een voorschot 91 en een achterschot 92 aanwezig. Deze schotten 91, 92 dienen als mechanische ondersteuning indien het graaffront instabiel wordt en inzakt. Deze schotten 91, 92 zorgen tevens voor het 20 tegenhouden van grote brokken grondmateriaal en ander materiaal die bij het versnijden kunnen loskomen, zodat deze brokken beter kunnen worden versneden. Eventueel kan tussen de onderrand van het voorschot 91 en de onderzijde van de jetgraafeenheid 2, of tussen de bovenrand van het achterschot 92 en de bovenzijde van de jetgraafeenheid 2, of 25 tussen het voorschot 91 en het achterschot 92, een met een streep-puntlijn aangeduid rooster zijn aangebracht om grotere brokken grondmateriaal tegen te houden. De schotten 91, 92 verdelen op deze wijze de jetgraafeenheid ten minste in een ontgraafkamer (de ruimte waarin de jetinrichtingen 3 zijn aangebracht) en een mengkamer 14. De 30 mengkamer 14 is voorzien van een mengvloeistoftoevoer 15 en een vloeistof-grondafvoer 13. In zand moeten de korrels over de rand van het achterschot 92 opgestuwd worden tot in de mengkamer 14. Als de jetinrichtingen 3 te krachtig zijn, zal het zand ongecontroleerd in de mengkamer 14 stromen en zal een frontinstabiliteit optreden. In klei 35 wordt de grond die als gevolg van de voortgang van de graaf inrichting 1 in de ontgraafkamer binnendringt, versneden waarbij de cohesie-eigenschappen van klei, eventueel in combinatie met een mengkamerdruk, ervoor zorgen dat het graaffront in stand blijft. Nadat grond in de 1016952· - 9 - ontgraafkamer van de jetgraafeenheid 2 door de jetvloeistof is versneden, wordt het grond-jetvloeistofmengsel in de mengkamer 14 gemengd met een via de mengvloeistoftoevoer 15 aangevoerde mengvloeistof, zoals water, en vervolgens door de vloeistof-grondafvoer 13 afgevoerd.

5 De jets 24 zijn met de zwaartekracht mee en gezien in een ontgra-vingsrichting 25 naar achteren gericht. Bij deze opstelling van de jetinrichtingen 3 blijft de door de jetinrichtingen 3 veroorzaakte grondversnijding geheel binnen de jetgraafeenheid 2. Daarnaast zal grond die achter het bereik van de jets 24 raakt door de aanwezigheid 10 van het voorschot 91 en het achterschot 92 weer in het bereik van de jets 24 terugvallen en dan alsnog worden versneden. Bij deze opstelling is het nagenoeg uitgesloten dat grote onversneden brokken grond in de mengkamer 14 terechtkomen en daar de vloeistof-grondafvoer 13 verstoppen.

15 Fig. 5a en 5b tonen een frontale opstelling van de jetinrichtin gen 3, die op het voorschot 91 en het achterschot 92 zijn aangebracht. Frontale jets 24 zijn effectiever naarmate de grond verder in de jet-graafeenheid 2 binnendringt, wat ervoor zorgt dat de vloeistof-grondafvoer 13 van het grond-jetvloeistofmengsel niet verstopt kan 20 raken en dat de jetgraafeenheid 2 altijd leeggeblazen kan worden. Bij deze opstelling van de jetinrichtingen 3 ontbreekt echter wel een voorwaartse begrenzing van de door de jetinrichtingen veroorzaakte grondversnijding. Bij zandgrond kan bijvoorbeeld een te harde jetvloeistofstraal 24 ‘de grond voor de graafinrichting uit verweken 25 waardoor het graaffront instabiel wordt.

Fig. 6a en 6b tonen een opstelling van de jetinrichtingen 3 die gezien de ontgravingsrichting 25 schuin naar achteren is gericht en tegen de zwaartekracht in, hetgeen de suspensie van versneden grond in het grond-jetvloeistofmengsel in de jetgraafeenheid 2 bevordert. Aan 30 de achterzijde van het voorschot 91 is een in de richtingen van dubbele pijl 27a zwenkbare terugslagklep 27 scharnierbaar bevestigd. De terugslagklep 27 staat een stroming van een grond-jetvloeistofmengsel van de ontgraaf kamer naar de mengkamer toe, maar verhindert effectief een stroming in tegengestelde richting.

35 Fig. 7a en 7b tonen jetinrichtingen 3 die zijn aangebracht op de zijwanden van de jetgraafeenheid 2, waardoor de grond voor het achterschot 92 goed versneden wordt.

1Q1695%f - 10 -

Fig. 8 toont een graaf inrichting 1 die een aantal in hoofdzaak identieke jetgraafeenheden 2 volgens fig. 4a, 4b of fig. 6a, 6b omvat die via verbindingsbalken 10 zijn verbonden met een niet nader getoonde steunconstructie 7. Tussen de jetgraafeenheden 2 en de steun-5 constructie 7 zijn opnemers 4 geplaatst die de krachten meten die de jetgraafeenheden 2 tijdens de voortgang van de graafinrichting 1 in de richting van de pijl 25 in de bodem van de te ontgraven grond ondervinden. Hierbij is er op niet nader getoonde wijze, bijvoorbeeld door de verschillende jetgraafeenheden beweegbaar ten opzicht van 10 elkaar op te stellen, voor gezorgd dat uitsluitend de gewenste krachten worden gemeten. De opnemers 4 zijn via besturingslijnen 51 verbonden met besturingsmiddelen 5. Vanuit de besturingsmiddelen 5 lopen besturingsli jnen 52 naar een in de jetgraafeenheid 2 aangebrachte regeleenheid 53, zoals bijvoorbeeld een instelbaar ventiel, 15 die het debiet van de jetvloeistof die uit de jet inrichtingen 3 stroomt, instelt. In fig. 8 is de besturing zodanig, dat het debiet van elk van de jetinrichtingen 3 wordt ingesteld op basis van de door de bijbehorende opnemer 4 gemeten krachten op de bijbehorende jetgraafeenheid 2. Als een van de jetgraaf eenheden 2 een weerstand van de te 20 ontgraven grond ondervindt die boven een vooraf bepaalde waarde ligt, hetgeen kan worden waargenomen met de opnemers 4, wordt het debiet van de jetinrichtingen 3 van de betreffende jetgraafeenheid 2 verhoogd. Hierdoor zal het ontgravingsvermogen van deze jetgraafeenheid 2 toenemen, waardoor meer grond wordt ontgraven, waarna de kracht die de 25 te ontgraven grond op deze jetgraafeenheid 2 uitoefent, afneemt. Het debiet wordt vervolgens door de regeleenheid 53 verminderd. Op deze wijze wordt doorlopend het debiet van de jetinrichtingen 3 van meerdere of alle jetgraaf eenheden 2 van het samenstel van jetgraafeenheden ingesteld. Dit meet- en regelproces leidt tot een 30 uitstekende beheersing van de ontgraving.

Het is ook mogelijk dat de door de opnemers 4 gemeten krachten van een eerste jetgraafeenheid 2 worden gebruikt voor de besturing van het debiet van jetinrichtingen 3 van een tweede jetgraafeenheid 2. Een of meer van de opnemers 4 kunnen, bijvoorbeeld bij omvangrijke samen-35 stellen van jetgraafeenheden 2, ook verbonden zijn met meerdere jetgraafeenheden 2 tegelijk, zodat niet meer de kracht op een enkele jetgraafeenheid 2, maar de kracht op meerdere jetgraafeenheden 2, bijvoorbeeld een horizontale rij, wordt gemeten. Deze niet-weergegeven 1016952* - 11 - uitvoeringsvorm is minder fijngevoelig, maar vermindert het benodigde aantal opnemers 4. Ook is een combinatie van de hiervoor beschreven mogelijkheden denkbaar. De regeleenheid 53 kan buiten het inwendige van de jetgraafeenheid 2 zijn aangebracht.

5 Vanuit de besturingsmiddelen 5 loopt eveneens een besturingslijn 54 naar een aandrijfrichting 6 die op niet nader getoonde wijze is verbonden met de graafinrichting 1 voor het in de ontgravingsrichting 25 voortbewegen van de graaf inrichting 1 op basis van de door de opnemers 4 gemeten krachten op een of meer van de jetgraafeenheden 2.

10 Fig. 9a en 9b tonen aanzichten van een andere uitvoeringsvorm van de jetinrichting 3 van een jetgraafeenheid 2. De jetinrichting 3 omvat een spuitkop 66 en een buisstuk 67 dat via een afsluitmiddel 16 is verbonden met een toevoerleiding 68. Het buisstuk 67 wordt ter plaatse van de spuitkop 66 ondersteund door bevestigingsmiddelen 17 die zijn 15 aangebracht op een bovenwand van de jetgraaf eenheid 2. Deze uitvoeringsvorm van de jetinrichting 3 maakt een gemakkelijke montage en verwijdering van de jetinrichting 3 mogelijk, bijvoorbeeld ten behoeve van onderhoud. Het afsluitmiddel 16 zorgt ervoor dat bij het verwijderen van de jetinrichting 3 het drukverschil dat heerst tussen 20 het gebied voor en achter een achterwand 18 van de jetgraaf eenheid 2 niet vereffend hoeft te worden.

In fig. 10 is een andere uitvoeringsvorm van de jetinrichtingen 3 in de jetgraafeenheid 2 weergegeven. Hierbij zijn twee reeksen jetinrichtingen 3 van de in fig. 9a en 9b beschreven soort boven el-25 kaar geplaatst. De in hoofdzaak op de halve hoogte van de jetgraafeenheid aangebrachte jetinrichtingen 3 zijn afgesteund in bevestigingsmiddelen 142 die gedragen worden door een dwarsbalk 144. Deze uitvoeringsvorm is met name gunstig in het geval van zich uitgebreid in de hoogte uitstrekkende jetgraafeenheden 2. De kracht 30 van de door de jetinrichtingen 3 uitgespoten jetvloeistofstralen uit spuitkoppen 66 die aan een bovenwand 19 van de jetgraafeenheid 2 is aangebracht is bij dergelijke jetgraafeenheden 2 onvoldoende om de grond op de onderzijde van de jetgraafeenheid 2 te versnijden, zodat een aanvullende jetinrichting 3 dichter bij de onderzijde van de 35 jetgraafeenheid 2 wordt opgesteld. Vanzelfsprekend zijn andere uitvoeringsvormen van opstellingen van jetinrichtingen 3 mogelijk, zoals bijvoorbeeld meer dan twee jetinrichtingen 3 boven elkaar geplaatst, jetinrichtingen 3 in de ontgravingsrichting 25 naast elkaar 1016952« - 12 - geplaatst, jetinrichtingen 3 met jets 24 onder een hoek met de ontgra-vingsrichting 25, jetinrichtingen 3 op zijwanden van de jetgraafeenheid 2 aangebracht, jetinrichtingen 3 op de bovenwand en de onderwand aangebracht, jetinrichtingen 3 met jets 24 dwars op de 5 ontgravingsrichting 25, jetinrichtingen 3 met jets 24 evenwijdig aan de ontgravingsrichting, jetinrichtingen 3 op een schot 91 of 92 aangebracht, jetinrichtingen 3 op de achterwand 18 van de jetgraaf-eenheid 2 aangebracht, of een combinatie van deze mogelijkheden.

Fig. 10a-10d tonen een jetvloeistofbuis 146 welke door middel van 10 inwendig aangebrachte scheidingswanden 147 is onderverdeeld in vier kanalen 148a-148d. Aan de omtrek van de buis 146 zijn in de lengterichting op afstand van elkaar en in de omtreksrichting onder verschillende hoeken uitstroomopeningen 149 aangebracht. Indien ervoor wordt gezorgd dat elk van de kanalen 148a-148d middels een geschikte 15 klepbesturing separaat van jetvloeistof kan worden voorzien, stroomt slechts uit de met het betreffende kanaal corresponderende uitstroomopeningen 149 jetvloeistof. Fig. 10b, 10c en lOd illustreren in het bijzonder de uitstroom van jetvloeistof uit de met het kanaal 148a corresponderende uitstroomopeningen 149 in een sector A van een 20 jetgraafeenheid 2. Overige sectoren B, C en D kunnen continu of intermitterend/pulserend, al dan niet tegelijkertijd van jetvloeistof worden voorzien. Op soortgelijke wijze als die waarop verschillende sectoren van een jetgraafeenheid intermitterend of pulserend al dan niet tegelijkertijd van jetvloeistof kunnen worden voorzien, kunnen 25 ook verschillende jetgraafeenheden worden bedreven, d.w.z. na elkaar of (eventueel gedeeltelijk) gelijktijdig met andere jetgraafeenheden, continu of intermitterend.

Fig. 11a en 11b tonen de jetgraafeenheid 2 van een graaf- inrichting 1. Een tastinrichting 11 neemt de grondgesteldheid waar 30 voor de graafinrichting 1 uit. De tastinrichting 11 kan bij de graafinrichting 1 volgens de uitvinding tijdens het ontgraven gebruikt worden, omdat er geen graafwielen of dergelijke aanwezig zijn die de tastinrichting 11 kunnen beschadigen. De tastinrichting 11 is ondersteund door een frame 29 zoals ook is aangegeven in fig. 11b. De 35 tastinrichting 11 kan op deze manier worden aangebracht in het centrum van het doorsnedeoppervlak van de jetgraafeenheid 2, maar ook bijvoorbeeld tussen jetgraafeenheden 2 in zoals is weergegeven in fig. 12. Daarnaast is het mogelijk om de tastinrichting aan te brengen op elke 1016953* - 13 - andere willekeurige plaats in de dwarsdoorsnede van een jet-graafeenheid 2, bijvoorbeeld door aanpassing van het frame 29.

Fig. 13 toont een gedeelte van een achterwand 180 van een graafinrichting, waarvan tevens wanden 182 tussen een jetgraafeenheid 5 184 en aangrenzende jetgraafeenheden deel uitmaken. De jetgraafeenheid 184 heeft een ontgraaf kamer 186 en een voor verschillende jetgraafeenheden 184 gemeenschappelijke mengkamer 188. In de achterwand 180 is een afdichtende doorvoering 190 aangebracht, waardoorheen een jetvloeistofbuis 192 kan schuiven. De 10 jetvloeistofbuis 192 is voorzien van uitstroomopeningen 194, zoals hiervoor reeds aan de hand van fig. 10a-10d meer in detail is besproken. Op de jetvloeistofbuis 192 is een voorschot 196 en een achterschot 198 bevestigd. De jetvloeistofbuis 192 is aan de van de jetgraafeenheid 184 afgekeerde zijde van de achterwand 180 afgesteund 15 op een op zichzelf bekende, niet in detail getoonde krachtopnemer 200, waarmee op de schotten 196 en 198 uitgeoefende, en aan de jetvloeistofbuis 192 overgedragen krachten kunnen worden gemeten. De jetvloeistofbuis 192 is voorts verbonden met een cilinder- zuigereenheid 202, waarmee de jetvloeistofbuis 192 vanuit de in fig. 20 13 getoonde positie naar links verschoven kan worden totdat het achterschot 198 tegen de doorvoering 190 stuit, en vice versa. In plaats van de krachtopnemer 200 kan de cilinder-zuigereenheid 202 voor de meting van de op de schotten 196 en 198 uitgeoefende, en aan de jetvloeistofbuis 192 overgedragen krachten worden gebruikt. De 25 jetvloeistofbuis 192 is voorzien van een schematisch weergegeven regelbare klep 204 waarvan de doorlaat kan worden ingesteld op basis van de door de krachtopnemer 200 of de cilinder-zuigereenheid 202 gemeten kracht. De krachtopnemer 200 heeft een centrale jetvloeistofdoorvoer voor het doorvoeren van jetvloeistof vanuit de 30 klep 204 naar de jetvloeistofbuis 192.

Fig. 14 toont twee jetgraaf eenheden 184 met een gemeenschappelijke mengkamer 188. Aan de onderzijde van de mengkamer is een pomp 206 opgesteld voor het afvoeren van het zich in de mengkamer 188 bevindende jetvloeistof-grondmengsel naar een 35 afvoerleiding 208.

Fig. 15 illustreert hoe de jetvloeistofbuis 192 en de daarmee verbonden schotten 196, 198 met behulp van de cilinder-zuigereenheid 202 in de richting van pijl 210 verplaatst kunnen worden totdat het 101695 - 14 - achterschot 198 de doorvoering 190 raakt. De klep 204 is gesloten. Deze mogelijkheid is in het bijzonder voordelig om een zich in de ontgraafkamer 186 bevindend obstakel 212 de gelegenheid te bieden in de mengkamer 188 terecht te komen. Wanneer de afmetingen van het 5 obstakel groter zijn dan de maximale afmetingen van delen die door de pomp 206 kunnen worden verpompt, kan het obstakel 212 worden vergruisd in een vergruisinrichting 214 en vervolgens met de pomp 206 worden afgevoerd. Uiteraard zou de mengkamer 188 ook nabij de onderzijde daarvan geopend kunnen worden om het obstakel 212 te verwijderen.

10 In de in fig. 15 getoonde positie van de schotten 196, 198 valt de normale ondersteunende functie van de schotten ten aanzien van het graaffront weg. Wanneer verwacht wordt dat het graaffront in de ontgraafkamer 186 in deze situatie niet blijft staan, wordt de mengkamer via een geschikte, niet nader getoonde toevoeropening 15 tijdelijk gevuld met een steunvloeistof, zoals bentoniet, en onder een zodanige druk gebracht dat een voldoende steun aan het graaffront wordt geboden. Bij wijze van alternatief kan via de buis 192 bentoniet op het vrijstaande graaffront worden gespoten en de mengkamer 188 met lucht onder druk worden gevuld (bijvoorbeeld als menselijke 20 interventie in de mengkamer 188 gewenst zou zijn).

Fig. 16 maakt duidelijk, dat de naar de grond te richten zijde van de jetgraaf eenheden zodanig kan zijn vormgegeven, dat aan de voorzijde van de graafinrichting een schuin of een gekromd vlak ontstaat in plaats van een dwars op de ontgravingsrichting gericht 25 vlak, zoals in fig. 8 is getoond. Fig. 16 toont in dwarsdoorsnede twee tunnelwanden 220, 222, waarbij in de tunnelwand 220 een aantal jetgraafeenheden 224 zijn geplaatst. De jetgraafeenheden 224 zijn opgenomen in een niet nader getoonde steunconstructie en omvatten, zoals fig. 16a duidelijker weergeeft, elk een jetvloeistofbuis 226, 30 een ontgraaf kamer 228, een mengkamer 230, een voorschot 232, een achterschot 234, en een pomp 236 voor het afvoeren van een jetvloeistof-grondmengsel.

De mogelijkheid volgens fig. 16 is bijvoorbeeld voordelig bij het maken van dwarsverbindingen tussen eerder aangelegde tunnels.

35 Onderdelen van de graaf inrichting voor het vormen van de dwarsverbinding kunnen bij het vormen van een tunnel reeds als wandelement in de wand 220 van een tunnelbuis zijn opgenomen, zoals (onderdelen van) de steunconstructie, voorschotten en achterschotten.

1016952· - 15 -

Voor aanvang van de vervaardiging van de dwarsverbinding worden de overige onderdelen aangebracht om de graafinrichting operationeel te maken.

Fig. 17 toont een pomp 240 met een persleiding 242 die is 5 verbonden met een verdeelstuk 244. Vanuit het verdeelstuk 244 gaan meerdere, in het weergegeven geval vier leidingen 246, elk voorzien van een regelbare klep 248, naar jetvloeistofbuizen 250 van jetgraafeenheden 252. Tevens loopt vanuit het verdeelstuk 244 een systeemleiding 254, waarin een regelbare klep 255 is opgenomen, naar 10 een gemeenschappelijke mengkamer 256 van de jetgraaf eenheden 252. Een pomp 258 voert een zich in de mengkamer 256 verzamelend jetvloeistof-grondmengsel af via een leiding 260.

De pomp 240 levert een constant debiet dat is afgestemd op de maximaal benodigde hoeveelheid jetvloeistof. Deze hoeveelheid wordt 15 door de besturingsmiddelen van de graafinrichting met behulp van de kleppen 248 over de verschillende jetgraafeenheden 252 verdeeld op basis van de gemeten ontgraafkracht per jetgraafeenheid 252. De resterende hoeveelheid jetvloeistof stroomt door de systeemleiding 254 via de klep 255 naar de mengkamer 256.. Op deze wijze wordt de totale 20 door de pomp 240 geleverde hoeveelheid jetvloeistof aan de graafinrichting niet door de zich voortdurend wijzigende jetvloeistofbehoefte van de individuele jetgraafeenheden 252 beïnvloed, en is het debiet jetvloeistof-grondmengsel dat de pomp 258 moet afvoeren, constant. Als de grondgesteldheid zodanig is, dat de 25 maximale jetcapaciteit benodigd is, dan gaat het gehele door de pomp 240 geleverde debiet naar een of meer jetgraafeenheden 252. Als anderzijds geen jetcapaciteit benodigd is, gaat het gehele door de pomp 240 geleverde debiet via de klep 255 naar de mengkamer 256.

De klep 255 regelt de druk, hier aangeduid met systeemdruk, voor 30 de kleppen 248. Deze systeemdruk dient altijd ten minste een fractie hoger te zijn dan de op een bepaald moment maximaal benodigde druk voor de een of meer jetgraafeenheden. Door de systeemdruk te variëren is de persdruk van de pomp 240 niet, of slechts weinig hoger dan noodzakelijk, en wordt de drukval over de kleppen 248 geminimaliseerd. 35 Aldus blijft ook het energieverlies in het pompsysteem beperkt.

De systeemdruk kan ook in voorafbepaalde gebieden zijn ingedeeld, bijvoorbeeld van 0-10 bar, van 10-30 bar, en van 30-50 bar. Als de op een bepaald moment maximaal benodigde systeemdruk bijvoorbeeld 17 bar 1016952* - 16 - is, dan zorgt de klep 255 voor een systeemdruk van 30 bar, aangezien 17 bar in het gebied van 10-30 bar ligt.

Een beheersing van het graafproces kan niet alleen worden verkregen door de krachten te meten die door de bodem op de ten minste 5 ene jetgraafeenheid worden uitgeoefend. Bij wijze van alternatief kan per een of meer jetgraafeenheden een zogenaamde massabalans of grondbalans bij gehouden worden. De door de een of meer jetgraafeenheden opgenomen hoeveelheid grond wordt berekend uit de verplaatsing van de jetgraafinrichting in de ontgravingsrichting per 10 tijdseenheid. De door de een of meer jetgraafeenheden ontgraven hoeveelheid grond wordt bepaald uit een meting van het debiet van het uit de jetgraafeenheid of jetgraafeenheden afgevoerde mengsel en een meting van de dichtheid van dit mengsel. De besturingsmiddelen voor het besturen van de ontgraving door de graafinrichting zijn in dit 15 geval werkzaam op basis van de bepaalde grondbalans, bijvoorbeeld voor het instellen van een debiet van de in ten minste een van de jetinrichtingen gebruikte jetvloeistof. Alle andere functionaliteiten die hiervoor op basis van een krachtmeting bij een of meer jetgraafeenheden werden verkregen, kunnen ook op basis van het 20 bijhouden van de grondbalans worden verkregen. Bij de meting van de dichtheid wordt gebruik gemaakt wordt van nucleaire straling, waarvoor adequate beschermingsmaatregelen nodig zijn.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. Zo is het mogelijk om een of meer opnemers 4 niet 25 alleen toe te passen bij een samenstel van jetgraaf eenheden 2, maar ook bij een enkele jetgraafeenheid waarbij het bijhouden van de grondbalans weliswaar voldoende is om een goed beheersbaar graafproces te verkrijgen maar minder effectief, eenvoudig en goedkoop is dan het met opnemers meten van krachten, die de te ontgraven grond op de 30 graafinrichting uitoefent om de ontgraving te besturen.

35 1016951#

Claims (14)

1. Graafinrichting voor het in een ontgravingsrichting vormen van een kanaal met een vooraf bepaalde dwarsdoorsnede in de bodem, waarbij 5 de graafinrichting ten minste een jetgraafeenheid omvat die de dwarsdoorsnede van het kanaal bepaalt, welke ten minste ene jetgraafeenheid is voorzien van ten minste een met jetvloeistof te bedrijven jetinrichting, waarbij in de ten minste ene jetgraafeenheid een ontgraafkamer is gevormd door een ruimte waarin de ten minste ene 10 jetinrichting is aangebracht en een mengkamer is gevormd door een ruimte met een uitstroomopening voor de afvoer van een grond-jetvloeistofmengsel, waarbij op de ontgraafkamer aan de tegen de ontgravingsrichting in gezien achterliggende zijde achtereenvolgens een zich vanaf de bovenzijde van de ontgraafkamer tot op een afstand 15 van de onderzijde van de ontgraafkamer uitstrekkend voorschot, en een zich op afstand van het voorschot vanaf de onderzijde van de ontgraafkamer tot op een afstand van de bovenzijde van de ontgraafkamer uitstrekkend achterschot aansluiten, welk achterschot in de ontgravingsrichting gezien aan de voorzijde ligt van de mengkamer. 20

2. Graaf inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de graafinrichting een samenstel van jetgraafeenheden omvat die tezamen de dwarsdoorsnede van het kanaal bepalen.

3. Graaf inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de onderzijde van het voorschot ten opzichte van de onderzijde van de ontgraafkamer op dezelfde hoogte ligt als de bovenzijde van het achterschot.

4. Graaf inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de onderzijde van het voorschot ten opzichte van de onderzijde van de ontgraafkamer op een afstand ligt die kleiner is dan de afstand van de bovenzijde van het achterschot ten opzichte van de onderzijde van de ontgraafkamer. 35

5. Graafinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de jetinrichting een jetvloeistofbuis omvat die is voorzien van ten TOf6952» - 18 - minste een spuitkop, waarbij ten minste het voorschot aan de vloeistofbuis is bevestigd.

6. Graafinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de 5 jetinrichting een jetvloeistofbuis omvat die is voorzien van ten minste een spuitkop, waarbij het voorschot en het achterschot aan de vloeistofbuis zijn bevestigd.

7. Graafinrichting volgens een van de conclusies 1-6, met het 10 kenmerk, dat tussen de ontgraaf kamer en de mengkamer een terugslagklep is aangebracht voor het doorlaten van het grond-jetvloeistofmengsel van de ontgraaf kamer naar de mengkamer, en het blokkeren daarvan in de omgekeerde richting.

8. Graafinrichting volgens een van de conclusies 1-7, met het kenmerk, dat het voorschot of het achterschot zodanig is verbonden met een rooster dat zich vanaf de onderzijde resp. de bovenzijde van de ontgraafkamer tot het voorschot resp. het achterschot uitstrekt, dat door het rooster tegengehouden materiaal ten gevolge van de 20 zwaartekracht terugkeert in een gebied van de jetgraafeenheid dat direct wordt bereikt door de vloeistofstraal van de ten minste ene jetinrichting.

9. Graafinrichting volgens een van de conclusies 1-8, met het 25 kenmerk, dat de mengkamer bestaat uit een voor een aantal jetgraafeenheden gemeenschappelijke ruimte.

10. Graafinrichting volgens een van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de uitstroomopening zich nabij een onderzijde van de 30 mengkamer bevindt.

11. Graafinrichting volgens een van de conclusies 1-10, met het kenmerk, dat in de mengkamer stroomopwaarts ten opzichte van de uitstroomopening een vergruisinrichting is aangebracht. 35

12. Graafinrichting volgens een van de conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de graafinrichting is voorzien van ten minste een opnemer voor het meten van een in hoofdzaak evenwijdig aan de 10169520 - 19 - ontgravingsrichting door de bodem op het voorschot en/of het achterschot uitgeoefende kracht, en dat de graafinrichting verder is voorzien van besturingsmiddelen voor het besturen van de ontgraving door de graafinrichting op basis van de door de ten minste ene opnemer 5 gemeten kracht.

13. Graafinrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de ten minste ene opnemer via de jetinrichting is verbonden met het voorschot en/of het achterschot. 10

14. Werkwijze voor het vormen van een kanaal in de bodem, waarbij gebruik wordt gemaakt van een inrichting volgens een van de voorgaande conclusies. 1016952*