NL1022719C2 - Inrichting, systeem en werkwijze voor het verlagen van een bodem. - Google Patents

Description

...............—..............—- - - - ''^^^«WBas^^

Inrichting, systeem en werkwijze voor het verlagen van een bodem

De uitvinding heeft betrekking op een verplaatsbare inrichting voor het verlagen van een bodem, zoals de uiterwaarden of het winterbed van een rivier. De uitvinding heeft voorts betrekking op een systeem en op een werkwijze 5 voor het verlagen van een dergelijke bodem.

De genoemde inrichting is bekend uit de niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage NL 1021740. In dit document wordt een zuiglans beschreven voor het verwijderen van grond, in het bijzonder voor het winnen van 10 zand en/of het verlagen van de bodem, omvattende een binnenbuis opgenomen in een buitenbuis en, aan of nabij zowel het bovenste als aan het onderste uiteinde van de lans, instroom- en uitstroomopeningen voor een vloeistof, waarbij ten minste een gedeelte van de binnenbuis ten 15 opzichte van de buitenbuis in axiale richting beweegbaar is. Ten minste de instroomopening is aan of nabij het onderste uiteinde van de zuiglans afsluitbaar.

Ook in een brochure getiteld "Deepdredging marks the start of a new era" van Ballast Nedam wordt een zuiglans 20 getoond en beschreven.

Met de uitvinding wordt beoogd de in de eerste alinea beschreven inrichting te verbeteren.

Hiertoe omvat de inrichting volgens de uitvinding twee of meer zuiglansen en middelen, zoals een frame, 25 waarmee deze zuiglansen door de bovenste bodemlaag in een daaronder gelegen bodemlaag kunnen worden gebracht.

Met deze inrichting kan een bodem, bijvoorkeur een landbodem zoals de uiterwaarden of het winterbed van een rivier, met een hoge grondverzetcapaciteit worden verlaagd 30 zonder de bovenste bodemlaag te zeer te verstoren. Bovendien

Ikan door gebruik te maken van meer lansen te ontrekken volume over een groter oppervlak worden gemiddeld waardoor 1 n ? ? 71 q het verlagen gelijkmatiger verloopt en/of beter beheerst kan worden.

H Het verdient de voorkeur dat de inrichting twee of H meer frames omvat, op elk waarvan één of meer zuiglansen H 5 zijn bevestigd. Voorts verdient het de voorkeur dat de H frames verplaatsbaar ten opzichte van elkaar, bij voorkeur H . draaibaar om een gemeenschappelijke verticale as, aan de inrichting bevestigd zijn, zodanig dat, terwijl de lansen bevestigd op een eerste frame in de grond zijn gebracht, de H 10 lansen bevestigd op een tweede frame kunnen worden verplaatst, bij voorkeur in de (geplande) voorbewegingsrichting van de inrichting. Aldus kan het op zichzelf discrete grondverzet door onderzuigen continu worden uitgevoerd, waardoor de productiecapaciteit toeneemt H 15 en een meer evenwichtige verwerking van de onttrokken grond mogelijk wordt.

De productiecapaciteit kan verder verhoogd worden door de zuiglansen in ten minste twee rijen op het frame respectievelijk de frames te bevestigen.

20 Het verdient de voorkeur dat de zuiglansen zijn H aangesloten op een gezamenlijk aanvoervat voor proceswater, dat eventueel deel kan uitmaken van de inrichting. Een dergelijk vat dient als buffer waarmee een continue aanvoer I van proceswater naar de lansen beter geregeld kan worden.

25 De uitvinding heeft voorts betrekking op een systeem voor het verlagen van een bodem, omvattende één of meer inrichtingen zoals hierboven beschreven. De invoer van de zuiglansen van de inrichting(en) staat in verbinding met I een gezamenlijk aanvoervat en de uitvoer van de zuiglansen I 30 staat in verbinding met een gezamenlijk verzamelvat. Ook het I aanvoervat en het verzamelvat staan met elkaar in I verbinding, zodanig dat water ten minste van het aanvoervat I naar het verzamelvat kan stromen. Door deze maatregelen I ontstaat een robuuste waterkringloop, die niet of nauwelijks I 35 verstoord kan worden door variaties in de afname en aanvoer I 1022 7 iö 3 door de inrichting(en). Het verdient de voorkeur dat het systeem twee of meer inrichtingen omvat.

Daarnaast heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het verlagen van een bodem, zoals de 5 uiterwaarden of het winterbed van een rivier, welke bodem I ten minste twee lagen omvat, waarbij twee of meer zuiglansen I door de bovenste bodemlaag in een daaronder gelegen laag I worden gebracht en met deze lansen tegelijkertijd grond uit I een daaronder gelegen laag wordt onttrokken.

I 10 Met bovengenoemde inrichting, systeem en werkwijze I kan in principe een grondverzetcapaciteit gerealiseerd I worden, die voldoende hoog is om bijvoorbeeld I binnenvaartschepen en dergelijke binnen een gebruikelijke I tijd te laden. Hierdoor kan de uitvinding worden benut I 15 binnen een bestaande markt- en infrastructuur.

I De uitvinding zal thans worden toegelicht aan de I hand van verschillende in de figuren weergegeven I uitvoeringen.

I Figuur 1 toont, in perspectief, een eerste 20 uitvoering volgens de uitvinding omvattende een enkele groep zuiglansen.

Figuren 2 en 3 tonen schematisch in respectievelijk zij- en bovenaanzicht een tweede uitvoering volgens de I uitvinding omvattende twee groepen zuiglansen.

25 Figuren 4 en 5 tonen schematisch in respectievelijk zij- en bovenaanzicht een systeem volgens de uitvinding.

I In de figuren worden identieke onderdelen en I onderdelen, die dezelfde of in hoofdzaak dezelfde functie I vervullen, aangeduid met hetzelfde verwijzingscijfer.

I 30 Figuur 1 toont in perspectief een inrichting 1 voor het verlagen van de uiterwaarden van een rivier of I dergelijke, omvattende een verrijdbaar onderstel 2 dat is voorzien van rupsbanden 3. Op het onderstel 2 zijn een behuizing 4 en een cabine 5 gebouwd. Aan de achterzijde van I 35 de inrichting 1 is door middel van hydraulische cilinders 6 I 1022719 Η een frame 7 bevestigd. Het frame 7 is voorzien van een vijftal ringvormige geleiders 8 waarin een corresponderend aantal, in dit voorbeeld vijf, zuiglansen 9 zijn opgenomen. Deze zuiglansen 9 zijn, op een constante onderlinge afstand 5 A, met de bovenste uiteinden star bevestigd aan een dwarsbalk 10, die door middel van een samenstel van katrollen 11 is bevestigd aan een paar masten 12 op de achterzijde van de inrichting 1. De dwarsbalk 10 en de zuiglansen 9 kunnen met de katrollen 11 omhooggetrokken 10 worden. Voorts zijn trekkabels (niet getoond) aan de dwarsbalk 10 bevestigd, waarmee de dwarsbalk 10 en de H zuiglansen 9 de bodem in getrokken kunnen worden.

Vanzelfsprekend is het ook mogelijk de zuiglansen onder hun H eigen gewicht de bodem in te laten zakken of bijvoorbeeld te H 15 voorzien in hydraulische cilinders voor het op en neer H bewegen van de zuiglansen.

De zuiglansen 9 omvatten twee concentrische buizen, waarvan de binnenbuis dient voor de afvoer van een water/grond mengsel en de ruimte tussen de binnenbuis en de 20 buitenbuis dient voor de aanvoer van water. De lansen 9 H hebben een lengte tussen 4 en 20 meter, bijvoorbeeld 10 meter. Voor een gedetailleerde beschrijving van geschikte zuiglansen wordt verwezen naar NL 1021740.

In de behuizing 4 bevinden zich een aanvoervat en 25 een verzamelvat (beide niet getoond). De dwarsbalk 10 is hol I en communiceert, via een flexibele buis (niet getoond), met I het aanvoervat. De ruimte tussen de binnenbuis en de buitenbuis van elk van de zuiglansen 9 communiceert met het inwendige van de dwarsbalk 10. Het frame 7 is eveneens hol I 30 en communiceert, via een flexibele buis 13, met het H verzamelvat. Bovendien is het frame 7 aan de bovenzijde en I ter plaatse van elk van de geleidingen 8 voorzien van een I opening 14. Aan het bovenste uiteinde van elk van de zuiglansen 9 bevindt zich een aansluiting 15 die I 35 communiceert met de binnenbuis van de zuiglans. Wanneer de I ·' O O *7 1 Fi I dwarsbalk 10 zich in de onderste stand bevindt, vallen de aansluitingen 15 in de openingen 14 en vormen hiermee een in hoofdzaak waterdichte verbinding. Het is ook mogelijk bijvoorbeeld de in- en uitstroom opening van elk van de 5 zuiglansen via afzonderlijk flexibele leidingen met respectievelijk het. aanvoervat en het verzamelvat te laten communiceren.

Het aanvoervat staat via een aanvoerleiding 16 in verbinding met bijvoorbeeld oppervlaktewater, zoals een 10 nabij gelegen rivier. Dit water kan ook aan het grondwater en/of gedeeltelijk aan de met de inrichting uit te voeren werkwijze zelf onttrokken worden. Het aanvoervat doet tevens dienst als buffer en meetpunt voor de instelling van een centrale pomp of individuele pompen waarmee het water aan de 15 zuiglansen wordt toegevoerd.

Tijdens bedrijf worden de zuiglansen 9 alle tegelijkertijd door een bovenste bodemlaag 18, zoals slib, geboord of gedrukt, totdat een laag van bijvoorbeeld zand en/of grind wordt bereikt, bijvoorbeeld op een diepte van 20 tien meter. Dan worden de zuiglansen 9 geopend en wordt water uit openingen nabij het onderste uiteinde van de zuiglansen 9 geperst. Aldus wordt een water/grond mengsel, ook wel aangeduid als specie, gevormd welke door de zuiglansen omhoog gestuwd wordt. Nadat het beoogde volume 25 zand en/of grind aan de bodem is onttrokken, worden de zuiglansen 9 gesloten en uit de bodem getrokken. De inrichting 1 wordt nu over een afstand (B) verreden, waarna een volgende cyclus wordt doorlopen.

Figuren 2 en 3 tonen een tweede uitvoering van de 30 inrichting 1 volgens de uitvinding, welke is voorzien van een kraan 19 waaraan en zogenoemde makelaar 20 is opgehangen. De makelaar 20 is aan de onderzijde voorzien een voet 21, waarmee de makelaar 20 op de bodem 18 kan rusten. Een juk 10 is draaibaar om een verticale as aan de 35 bovenzijde van de makelaar 20 bevestigd en aan beide 1 022 71 9 ^R uiteinde voorzien van een katrol (niet weergegeven) waaraan ^R een frame 7A, 7B hangt. Aan elk frame 7A, 7B zijn twee rijen ^R van, in dit voorbeeld, drie zuiglansen 9 bevestigd op ^R onderlinge afstanden tussen 1,5 en 3 meter, bijvoorbeeld ^R 5 2,25 meter zowel in de voorbewegingsrichting (B) als dwars ^R daarop (A) .

^R Tijdens bedrijf worden de lansen 9 die zijn bevestigd op het eerste frame 7A onder hun eigen gewicht in IH de grond gebracht, terwijl de lansen 9 bevestigd op het I 10 tweede frame 7B langs een geleiderail 22A, welke is H bevestigd aan het onderstel 2, worden verplaatst in de H voorbewegingsrichting van de inrichting 1 en daarna in de H bodem worden gebracht. Vlak voordat het onderzuigen met de H eerste groep lansen 9 wordt stopgezet, wordt met het zuigen H 15 door de lansen 9 in de tweede groep begonnen. Aldus kan het H op zichzelf discrete proces van grondverzet door onderzuigen met de uitvinding continu worden uitgevoerd.

De afstand of steek tussen de lansen in de voorbewegingsrichting (B) en dwars daarop (A) kan worden 20 aangepast aan de aard van het werk, de te bereiken bodemverlaging en aan de mate van beheersing die gezien de locale bodem gesteldheid wenselijk is. Zo zal bij een relatief geringe verlaging (kleiner dan 1 meter) bij voorkeur gebruik gemaakt worden van kleine lansen die I 25 relatief dicht op elkaar geplaatst zijn en die snel in de grond gebracht kunnen worden (veel cycli per uur). Ook voor I een instabiele bodem verdient het doorgaans de voorkeur de lansen relatief dicht op elkaar te plaatsen, omdat dan een I groot aantal relatief kleine holtes in de grond verkregen I 30 wordt, die een geleidelijk zakken van de bovenste bodemlaag mogelijk maken. De cycli kunnen worden uitgevoerd op verschillende onderlinge afstanden. Het verdient de voorkeur dat deze afstand althans ongeveer overeenkomt met één hele I of een halve steek tussen de lansen in de I 35 voorbewegingsrichting (B).

I U) ? 9 7 I .-J

7

In figuren 4 en 5 wordt een systeem volgens de uitvinding getoond dat zich op een te verlagen bodem 18, in dit voorbeeld een uiterwaard achter een dijklichaam 25, bevindt. Het systeem omvat een centrale eenheid 26, waarin 5 zich een aanvoervat 27 en een verzamelvat 28 bevinden. Het aanvoervat 27 wordt via een aanvoerleiding 16 en een pomp 28 gevoed uit de bij de uiterwaard horende rivier 29. Vanuit het aanvoervat 27 wordt het water met een pomp 30 naar één of meer van de inrichtingen 1 zoals hierboven beschreven 10 gepompt. In deze uitvoering is het niet nodig dat de inrichtingen 1 zelf ook zijn voorzien van een aanvoer- en verzamelvat.

Het aanvoervat 27 dient als buffer voor het regelen van een voldoende en ononderbroken aanvoer naar de 15 inrichtingen 1. Eventueel kan het aanvoervat 27 worden voorzien van een terugkoppeling naar de pomp 28 in de aanvoerleiding 16 om zo een minimum niveau in het aanvoervat 27 in te stellen. Het aanvoervat 27 staat in verbinding met het verzamelvat 28 en is bij voorkeur hoger opgesteld dan 20 dit verzamelvat 28, zodat het aanvoervat 27 hierin kan overlopen, bijvoorbeeld wanneer de inrichtingen 1 tijdelijk minder water verbruiken. De genoemde leidingen 16, 17 en I vaten 27, 28 vormen een robuuste waterkringloop, die niet of nauwelijks verstoord kan worden door variaties in de afname 25 en aanvoer door de inrichtingen.

Water/grond mengsel uit de inrichtingen 1 wordt naar het verzamelvat 28 gepompt en van daar bijvoorbeeld naar bezinkbakken in de nabijgelegen rivier 29 gepompt. Het verzamelvat 28 kan worden uitgevoerd met een terugkoppeling 30 naar de bijbehorende afvoerpomp 32 om zo een minimum en/of een maximum niveau in te stellen.

Het verdient de voorkeur voor de verzamelbak een op zichzelf bekende pompebak, ook wel aangeduid als sump, te gebruiken. Een dergelijk apparaat omvat een trechtervormige 35 bak die aan het onderste uiteinde is voorzien van een pomp.

Door het debiet van deze pomp de variëren kan water/grond mengsel al enigszins gescheiden worden in een fractie met relatief grote deeltjes, die geschikt is als betonzand en afgevoerd kan worden met de afvoerleiding 17 naar 5 bijvoorbeeld een binnenvaartschip 31 al dan niet via een verwerkingsinstallatie, en een fractie met relatief kleine deeltjes, die meer geschikt is als ophoogzand en afgevoerd kan worden naar een al dan niet tijdelijk depot 33, dat zich bijvoorbeeld op de uiterwaard 18 of achter de dijk 25 H 10 bevindt, alsook separaat naar een ander binnenvaartschip.

H Als richtsnoer geldt dat de met de sump verkregen H scheidingsgraad zal toenemen met een afnemend debiet.

De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot H de in het voorgaande beschreven uitvoeringen en kan op H 15 verschillende manieren binnen het kader van de conclusies gevarieerd worden. Zo kan centrale eenheid mobiel uitgevoerd H zijn, zodat deze de inrichting(en) 1 op afstand kan volgen.

H Voorts kan de uitvinding worden aangewend voor het verlagen van bijvoorbeeld de bodem van een haven.

I 1009710

Claims (11)

1. Verplaatsbare inrichting (1) voor het verlagen van een bodem (18), zoals de uiterwaarden of het winterbed van een rivier, omvattende twee of meer zuiglansen (9) en middelen, zoals een frame (7), waarmee deze zuiglansen (9) 5 door de bovenste bodemlaag in een daaronder gelegen bodemlaag kunnen worden gebracht.

2. Inrichting (1) volgens conclusie 1, omvattende twee frames (7A, 7B), op elk waarvan één of meer zuiglansen (9) zijn bevestigd.

3. Inrichting (1) volgens conclusie 2, waarbij de frames (7A, 7B) verplaatsbaar ten opzichte van elkaar aan de inrichting (1) zijn bevestigd, zodanig dat, terwijl de lansen (9) bevestigd op één van de frames (7A) in de bodem (18) zijn gebracht, de lansen (9) bevestigd op een tweede 15 frame (7B) kunnen worden verplaatst, bij voorkeur in de voorbewegingsrichting van de inrichting (1).

4. Inrichting (1) volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de zuiglansen (9) in ten minste twee rijen op het frame (7) respectievelijk de frames (7A, 7B0 20 zijn bevestigd.

5. Inrichting (1) volgens één der voorgaande conclusies, waarbij afstanden (A, B) tussen de zuiglansen (9) instelbaar zijn.

6. Inrichting (1) volgens één der voorgaande 25 conclusies, waarbij de zuiglansen (9) zijn aangesloten op een gezamenlijk aanvoervat (27) .

7. Inrichting (1) volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de zuiglansen (9) zijn aangesloten op een verzamelvat (28) .

8. Inrichting (1) volgens één der voorgaande conclusies, welke is bevestigd op een verrijdbaar onderstel (2, 3) . J\ /-V Λ Λ

9. Systeem voor het verlagen van een bodem (18) omvattende één of meer inrichtingen (1) volgens één der voorgaande conclusies, waarvan de invoer van de zuiglansen (9) communiceert met een aanvoervat (27) en de uitvoer van 5 de zuiglansen (9) communiceert met een verzamelvat (28) en waarbij het aanvoervat (27) en het verzamelvat (28) met elkaar in verbinding staan, zodanig dat water ten minste van H het aanvoervat (27) naar het verzamelvat (28) kan stromen.

10. Systeem volgens conclusie 9, waarbij het H 10 verzamelvat een zogenoemde sump omvat.

11. Werkwijze voor het verlagen van een bodem (18), H zoals de uiterwaarden of het winterbed van een rivier (29), H welke bodem ten minste twee lagen omvat, waarbij twee of meer zuiglansen (9) door de bovenste bodemlaag in een H 15 daaronder gelegen laag worden gebracht en met deze lansen H (9) grond uit een daaronder gelegen laag wordt onttrokken. I i n?771fl