NL9301881A

NL9301881A - Method for removing the top layer from an area of ground located under water

Info

Publication number: NL9301881A
Application number: NL9301881A
Authority: NL
Original assignee: Combinatie Raymakers Svasek V
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1995-06-01

Abstract

A dredger head, which includes an opening on its underside and delimits a chamber, is moved over the area of ground. In the chamber, a vacuum is maintained at such a level that the water level in the head is set at a certain distance above the border of the opening located in the underside of the dredger head. During the movement of the dredger head, the material forming the top layer of ground is removed from the chamber.

Description

Korte aanduiding : Werkwijze voor het verwijderen van de bovenlaag van eenonder water gelegen bodem.Short designation: Method for removing the top layer from a submerged bottom.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ver¬wijderen van de bovenlaag van een onder water gelegen bodem.The invention relates to a method for removing the top layer of an underwater bottom.

Bij gebruikmaken van gebruikelijke baggertechnieken is hetpraktisch niet mogelijk om een verhoudingsgewijs dunne laag materiaal vande onder water gelegen bodem te verwijderen. De gebruikelijke bagger¬technieken zijn hiervoor te onnauwkeurig, terwijl onder het gebruikmakenvan de gebruikelijke baggerwerktuigen veelal in het bijzonder de lossebodemlaag zodanig in beroering wordt gebracht, dat veel van het zich in debovenlaag bevindende materiaal in het water gaat zweven.Using conventional dredging techniques, it is practically not possible to remove a relatively thin layer of material from the submerged bottom. The usual dredging techniques are too imprecise for this, while using the usual dredging tools, in particular, the loose bottom layer is agitated in such a way that much of the material contained in the top layer floats in the water.

In het bijzonder echter voor het verwijderen van verontreinigdsediment in bijvoorbeeld havens, kanalen en grachten, is het veelal ge¬wenst, dat een verhoudingsgewijs dunne bovenlaag van de bodem met grotenauwkeurigheid wordt verwijderd onder het daarbij zo veel mogelijk ver¬mijden van een opwervelen van materiaal, daar bij eventueel opwervelen vanhet materiaal het gevaar groot is, dat het verontreinigd materiaal zich inhet water verder verplaatst in plaats dat het wordt verwijderd. Ook voorhet aanbrengen van voorwerpen onder water, zoals bijvoorbeeld de bodemafdekkende vliezen of dergelijke kan het gewenst zijn om de bovenlaag vande bodem zodanig te bewerken, dat door het verwijderen van een dunne boven¬laag een vlakke regelmatige opbouw van de bodem wordt bewerkstelligd.In particular, however, for the removal of contaminated sediment in, for example, harbors, canals and canals, it is often desirable that a relatively thin top layer of the bottom is removed with great accuracy, thereby avoiding as much as possible a whirling up of material. since there is a great risk of the material whirling up, the contaminated material will move further in the water instead of being removed. Also for applying objects under water, such as, for example, the bottom covering membranes or the like, it may be desirable to process the top layer of the bottom in such a way that a flat regular construction of the bottom is achieved by removing a thin top layer.

Om nu het nauwkeurig verwijderen van een verhoudingsgewijs dunnebovenlaag van een onder water gelegen bodem te realiseren verplaatst menvolgens de uitvinding over de bodem een aan zijn onderzijde een openingbevattende, en een kamer begrenzende baggerkop, terwijl in de kamer eenzodanige overdruk wordt gehandhaafd, dat de waterspiegel in de klok zichinstelt tot op enige afstand boven de begrenzingsrand van de in de onder¬zijde van de baggerkop gelegen opening en tijdens de verplaatsing van debaggerkop het de bovenlaag vormende materiaal uit de kamer wordt afgevoerd.According to the invention, in order to realize the accurate removal of a relatively thin top layer from an underwater bottom, the dredging head containing an opening containing a chamber and bounding a chamber on its underside is moved over the bottom, while such a positive pressure is maintained in the chamber that the water level is maintained in the clock adjusts to some distance above the boundary edge of the opening located in the bottom of the dredging head and during the movement of the dredging head the material forming the top layer is discharged from the chamber.

Bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding ontstaatin de door de baggerkop begrensde kamer nabij de onderkant een direct bovende te verwijderen bovenlaag gelegen laag water van geringe diepte, bijvoor¬beeld i 10 cm. Via deze kamer kan nu de bovenlaag met het water wordenverwijderd, bijvoorbeeld afgezogen, waarbij door een goede beheersing van de afvoer van het materiaal een gelijkmatige afvoer van de bovenlaag kanworden bewerkstelligd, zonder dat daarbij buiten de baggerkop ongewensteberoering van de bovenlaag van de bodem plaatsvindt.When the method according to the invention is used, a layer of water of a shallow depth, for example i 10 cm, is situated immediately above the top layer to be removed, to be removed in the chamber bounded by the dredging head. The top layer can now be removed with this water via this chamber, for instance suctioned, whereby a good discharge of the top layer can be effected by good control of the discharge of the material, without undesired billowing of the top layer from the bottom outside the dredging head.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de handvan bijgaande figuren waarin schematisch een inrichting geschikt voor hetuitvoeren van de werkwijze is weergegeven.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures, which schematically show an apparatus suitable for carrying out the method.

Figuur 1 toont schematisch een onder water geplaatste baggerkop,die is opgehangen aan een op een ponton geplaatste hydraulische kraan.Figure 1 schematically shows an underwater dredging head suspended from a hydraulic crane placed on a pontoon.

Figuur 2 toont schematisch een dwarsdoorsnede over de baggerkop.Figure 2 schematically shows a cross-section over the dredging head.

Figuur 3 toont een doorsnede over figuur 2, gezien volgens delijn III-III in figuur 2.Figure 3 shows a cross-section over figure 2, seen according to the line III-III in figure 2.

Zoals in figuur 1 schematisch is weergegeven is een baggerkop 1bevestigd aan het uiteinde van de arm 2 van een hydraulische graafmachine3, die in het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is geplaatst op een op hetwater drijvende ponton 4. De baggerkop 1 omvat een gestel 5, waaraan eenduikerklok-vormig huis 7 is bevestigd. Zoals in het bijzonder uit figuur 2blijkt begrenst het huis 7 van de baggerkop een aan zijn onderzijde openkamer 8. Op het huis 7 is een niet nader weergegeven leiding aangeslotenvia welke tijdens bedrijf onder lucht staande druk in het inwendige van hethuis kan worden toegevoerd.As schematically shown in figure 1, a dredging head 1 is attached to the end of the arm 2 of a hydraulic excavator 3, which in the illustrated exemplary embodiment is placed on a pontoon 4 floating on the water. The dredging head 1 comprises a frame 5, on which a diver bell is shaped house 7 is attached. As appears in particular from Figure 2, the housing 7 of the dredging head delimits an open chamber 8 on its underside. A pipe (not shown in more detail) is connected to the housing 7 via which pressure under air can be supplied into the interior of the housing during operation.

Aan een zijkant van het huis 7 is verder een aansluitstomp 9aangebracht waarop een afzuigpomp 10 is aangesloten. Op de afzuigpomp 10 iseen afvoerleiding 12 aangesloten voor de afvoer van het met behulp van deafzuigpomp 10 tijdens bedrijf uit de kamer 8 van de baggerkop gezogenmateriaal.A connecting stub 9 is further arranged on a side of the housing 7, to which a suction pump 10 is connected. A discharge pipe 12 is connected to the suction pump 10 for the discharge of the material sucked out of the chamber 8 of the dredging head by means of the suction pump 10 during operation.

Aan de baggerkop 1 kan verder een zich tijdens normaal bedrijfboven het wateroppervlak 12 uitstrekkende staak 13 zijn bevestigd. Aan destaak 13 kan een niet nader weergegeven reflector of dergelijke zijnbevestigd, die met behulp van bijvoorbeeld op de wal geplaatst meet¬instrumenten kan worden gebruikt voor het nauwkeurig bepalen van de positieen/of verplaatsing alsmede hoogteligging van de baggerkop 1 onder water.Furthermore, a rod 13 extending above the water surface 12 can be attached to the dredging head 1. Task 13 may be provided with a reflector or the like (not shown in more detail) which can be used, for example by means of measuring instruments placed on shore, for accurately determining the positions and / or displacement as well as the height of the dredging head 1 under water.

Tijdens bedrijf zal in het inwendige van de baggerkop, meer inhet bijzonder in de kamer 8 van het huis 7 een zodanige druk worden opge¬wekt, dat de waterspiegel in de kamer zich instelt tot op enige afstandboven de begrenzingsrand van de open onderzijde van het huis 7, bijvoor¬beeld zodanig, dat het waterniveau ± 10 cm boven de de open onderzijde van het huis 7 begrenzende rand is gelegen. Om deze waterhoogte in de kamer 8te handhaven kan men de waterdruk buiten de kop, die afhankelijk zal zijnvan de diepte van de baggerkop onder water, continu registreren en afhanke¬lijk van de gemeten druk de luchtdruk in de kamer 8 zodanig instellen, datde waterspiegel zich continu enkele centimeters boven de onderrand van hethuis 7 bevindt.During operation, a pressure will be generated in the interior of the dredge head, more particularly in the chamber 8 of the housing 7, that the water level in the chamber will adjust to some distance above the boundary edge of the open bottom of the housing 7, for example such that the water level is ± 10 cm above the edge bounding the open underside of the housing 7. In order to maintain this water height in chamber 8, the water pressure outside the head, which will depend on the depth of the dredging head under water, can be continuously registered and, depending on the measured pressure, the air pressure in chamber 8 can be adjusted so that the water level continuously a few centimeters above the lower edge of the housing 7.

In de kamer 8 kunnen een tweetal vijzels 14 en 15 zijn opge¬steld, die tijdens bedrijf in draaiing kunnen worden gebracht en daarbijzodanig zijn uitgevoerd, dat met behulp van deze vijzels de bovenlaag vande bodem in de richting van de op het huis aangesloten afzuigstomp 9 wordtbewogen om daar met behulp van de pomp te worden afgezogen.Two augers 14 and 15 can be arranged in chamber 8, which can be rotated during operation and so designed that, with the aid of these augers, the top layer of the bottom in the direction of the suction nozzle 9 connected to the housing is moved to be extracted there using the pump.

Daarbij zijn, gezien in de beoogde voortbewegingsrichting in derichting volgens pijl A in het huis lei schotten 16 aangebracht, met behulpwaarvan het materiaal eveneens in de richting van de afvoerstomp wordtgeleid.Seen in the intended direction of travel in the direction according to arrow A, baffles 16 are provided in the housing, with the aid of which the material is also guided in the direction of the discharge stub.

De vijzels 14 en 15, alsmede de leischotten 16 zijn met nietnader weergegeven verstelmiddelen in hoogterichting instelbaar ten opzichtevan het huis 7 om tijdens bedrijf in overeenstemming met de gewenste diktevan de te verwijderen laag onder de onderrand van het huis 7 uitgestoken tekunnen worden.The jacks 14 and 15, as well as the guide vanes 16, are adjustable in height direction with respect to the housing 7 with non-shown adjusting means, so that they can be protruded under the lower edge of the housing 7 during operation in accordance with the desired thickness of the layer to be removed.

Tijdens bedrijf is het verder belangrijk, dat de onderkant vande baggerkop dicht boven de af te zuigen sliblaag wordt gehouden. Indien deafstand tussen de bovenzijde van de sliblaag en de onderzijde van deafzuigkop te groot wordt zal teveel water worden aangezogen naast de teverwijderen slib. Een indringen van de onderkant van de kop in de sliblaagmoet worden vermeden omdat anders de baggerkop het slib voor zich gaatuitschuiven en buiten de baggerkop een ongewenste vermenging tussen wateren slib gaat optreden. Indien het niveau van de bovenkant van de te ver¬wijderen sliblaag goed bekend is kan de diepteligging van de kop met behulpvan op de wal opgestelde positioneerorganen en een op de staak 13 aange¬brachte reflector of dergelijke worden geregeld.During operation it is further important that the bottom of the dredging head is kept close above the sludge layer to be extracted. If the distance between the top of the sludge layer and the bottom of the suction head becomes too great, too much water will be drawn in next to the sludge to be removed. Penetration of the bottom of the head into the sludge layer must be avoided, because otherwise the dredging head will push out the sludge in front of it and an undesired mixing between waters of sludge will occur outside the dredging head. If the level of the top of the sludge layer to be removed is well known, the depth of the head can be controlled by means of shore-mounted positioners and a reflector or the like mounted on the stake 13.

Een andere mogelijkheid is voor het instellen van de kop gebruikte maken van onderwatercamera's, extinctiemeting en/of akoestische systemenzoals een echolood aan de kop met behulp waarvan de relatieve positie vande kop ten opzichte van de bovenkant van de sliblaag wordt bepaald enafhankelijk van deze sliblaag de hoofdinstelling van de baggerkop wordt geregeld. Dit zal zowel handmatig als automatisch kunnen worden bewerk¬stelligd.Another possibility is to use underwater cameras, extinction measurement and / or acoustic systems, such as an echo sounder on the head, by means of which the relative position of the head relative to the top of the sludge layer is determined and, depending on this sludge layer, the main setting. of the dredge head is regulated. This can be accomplished both manually and automatically.

Daar zich tijdens bedrijf in het bovenste gedeelte van de kamer8 alleen lucht bevindt kan op doelmatige wijze in de kamer 8 een video¬camera worden opgehangen, zodat tijdens bedrijf de toestand in de kop kanworden waargenomen, en indien gewenst kan worden vastgelegd.Since only air is present in the upper part of the chamber 8 during operation, a video camera can advantageously be suspended in the chamber 8, so that the state can be observed in the head during operation and can be recorded if desired.

Daarbij zal tijdens bedrijf het door de pomp verplaatste volumemoeten zijn afgestemd op het aanbod van het te verwijderen materiaal en deop het te verwijderen materiaal aanwezige waterlaag. In het algemeen zaldeze waterlaag tengevolge van de vermenging met het te verwijderenmateriaal ook geheel moeten worden opgezogen door de pomp en afgevoerd.During operation, the volume must have been displaced by the pump in accordance with the supply of the material to be removed and the water layer present on the material to be removed. In general, due to the mixing with the material to be removed, this water layer will also have to be completely sucked up by the pump and discharged.

Indien de capaciteit van de pomp te laag is bestaat het gevaar,dat het te verwijderen mengsel zich in de kop gaat ophopen, waardoor eenongewenst grote overdruk in de kop kan ontstaan en via de onderrand van hethuis 7 materiaal gaat ontsnappen.If the capacity of the pump is too low, there is a risk that the mixture to be removed will build up in the head, as a result of which undesirably large overpressure can occur in the head and material will escape via the bottom edge of the housing 7.

Indien de ingestelde capaciteit van de pomp te groot is zalextra water worden aangezogen van buiten de kop hetgeen in verband met deverdere verwerking van het afgezogen materiaal ongewenst is.If the set capacity of the pump is too large, additional water will be drawn in from outside the head, which is undesirable in connection with the further processing of the extracted material.

Tijdens bedrijf kan de baggerkop over de bodem worden verplaatstdoor verhalen van de ponton en/of verplaatsen van de hydraulische kraanover de ponton. De hoogteligging van de baggerkop kan worden geregeld metbehulp van de verzwenkbare arm van de kraan.During operation, the dredging head can be moved across the bottom by recovering from the pontoon and / or moving the hydraulic crane over the pontoon. The height of the dredging head can be adjusted using the pivoting arm of the crane.

Zoals reeds hierboven gezegd kan de verplaatsing van de bagger¬kop in horizontale richting worden gecontroleerd met behulp van een op destaak aangebrachte reflector, die samenwerkt met op de wal geplaatstemeetorganen.As mentioned above, the displacement of the dredging head in the horizontal direction can be controlled with the help of a reflector mounted on the rod, which interacts with shore-mounted measuring devices.

Het zal echter duidelijk zijn, dat binnen de geest en bescherm-ingsomvang van de uitvinding ook andere middelen dan de weergegeven pontonen hydraulische kraan kunnen worden gebruikt voor het verplaatsen van debaggerkop over het bodemoppervlak, terwijl ook de plaatsbepaling en deverplaatsing door andere controlemiddelen kunnen worden geregeld.It will be understood, however, that within the spirit and scope of the invention, other means than the pontoon hydraulic crane shown may also be used to displace the dredge head over the bottom surface, while also locating and displacing can be controlled by other means of control .

Claims

Method for removing the top layer from an underwater bottom, characterized in that a dredging head containing an opening and a chamber delimiting the bottom of the bottom is displaced over the bottom, while an overpressure is maintained in the chamber such that water level in the head adjusts to some distance above the boundary edge of the opening located in the bottom of the dredging head and during the displacement of the dredging head the material forming the top layer is discharged from the chamber.

Method according to claim 1, characterized in that the top layer of the material is extracted from the chamber with water by means of a pump.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the material is displaced laterally in the direction of a discharge opening by means of displacing members arranged in the chamber transversely of the direction of travel of the dredging head.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that during operation the water level in the chamber is adjusted such that the top surface of the water in the chamber is approximately 5 to 10 centimeters above the opening located at the bottom of the chamber is located.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the underside of the dredging head containing the opening is moved just above the top layer.

Dredging head for carrying out the method according to any one of the preceding claims, characterized in that the device is provided with a housing open at its bottom, in which transport members are arranged for displacing material in a direction facing a discharge opening arranged in a side wall of the housing .

Dredging head according to claim 6, characterized in that the transport members are adjustable in height direction relative to the housing.